第1章单细胞真核生物:原生动物门(Protozoa)古生物学的发现和分子生物学的研究表明,原生生物是一类目前已知的最原始的真核生物,包括一切单细胞和单细胞群体的生物。其中既有明显属于动物界的草履虫、变形虫等,又有明显属于植物界的衣藻、团藻等绿藻,还有介于动物界、植物界和真菌界之间的眼虫、粘菌等。原生动物是自然界中最原始、最简单的动物类群。为单细胞或单细胞群体,其细胞内有能完成各种生理功能的细胞器。原生动物具有各种营养类型:光合自养性营养(植物性营养)、吞噬性营养(动物性营养)、腐生性营养。它们还出现了基本的酶系和在水中行动的运动器。具有无性生殖和有性生殖2种生殖方式。有些种类有特有的外壳。第01节绿眼虫Euglenaviridis绿眼虫生活在池沼或和缓的流水中。眼虫在春夏大量繁殖,使它们所栖息的水体呈绿色。一、外形绿眼虫为小的长梭形的单细胞动物,前端钝圆、后端尖削。体表为表膜所覆盖,在表膜上有细的斜纹。在每一条表膜斜纹的一边有向内的沟,另一边有向外的嘴。眼虫运动时,表膜斜纹彼此相对运动,可能是由于在沟中滑动的结果。眼虫因为细胞内含有大量叶绿体而呈绿色,能进行光合作用制造有机物,行全植性营养。在黑暗而富有有机质的环境中,叶绿体消失,眼点退化,成为无色的鞭毛虫,不能合成糖类,可借体表渗透吸收营养。若再回到阳光下,则又恢复正常。二、结构与生理1.具鞭毛虫体前端有一胞口,通过1条管状的胞咽向后通到1个储蓄泡(reservoir)。储蓄泡附近有一含有红色色素(血红素)的眼点。从胞口伸出1条细长而有弹性的鞭毛,在储蓄泡内还有另1条鞭毛,很短,不伸出体外
第 1 章 单细胞真核生物:原生动物门(Protozoa) 古生物学的发现和分子生物学的研究表明,原生生物是一类目前已知的最原始的真核生 物,包括一切单细胞和单细胞群体的生物。其中既有明显属于动物界的草履虫、变形虫 等,又有明显属于植物界的衣藻、团藻等绿藻,还有介于动物界、植物界和真菌界之间的 眼虫、粘菌等。 原生动物是自然界中最原始、最简单的动物类群。为单细胞或单细胞群体,其细胞内有能 完成各种生理功能的细胞器。原生动物具有各种营养类型:光合自养性营养(植物性营 养)、吞噬性营养(动物性营养)、腐生性营养。它们还出现了基本的酶系和在水中行动的 运动器。具有无性生殖和有性生殖 2 种生殖方式。有些种类有特有的外壳。 第 01 节绿眼虫 Euglena viridis 绿眼虫生活在池沼或和缓的流水中。眼虫在春夏大量繁殖,使它们所栖息的水 体呈绿色。 一、外形 绿眼虫为小的长梭形的单细胞动物,前端钝圆、后端尖削。体表为 表膜所覆盖,在表膜上有细的斜纹。在每一条表膜斜纹的一边有向 内的沟,另一边有向外的嵴。 眼虫运动时,表膜斜纹彼此相对运动,可能是由于嵴在沟中滑动的 结果。 眼虫因为细胞内含有大量叶绿体而呈绿色,能进行光合作用, 制造有机物,行全植性营养。在黑暗而富有有机质的环境中,叶绿 体消失,眼点退化,成为无色的鞭毛虫,不能合成糖类,可借体表 渗透吸收营养。若再回到阳光下,则又恢复正常。 二、结构与生理 1.具鞭毛 虫体前端有一胞口,通过 1 条管状的胞咽向后通到 1 个储蓄泡(reservoir)。储 蓄泡附近有一含有红色色素(血红素)的眼点。从胞口伸出 1 条细长而有弹性的鞭 毛,在储蓄泡内还有另 1 条鞭毛,很短,不伸出体外
2.细胞核1个,位于细胞质的中央。3.呼吸如同植物一样,眼虫的呼吸作用常为其光合作用所掩盖。在阳光下,眼虫的光合作用很强,细胞呼吸所产生的CO2马上被用为光合作用的原料,而光合作用产生的02除供细胞呼吸用之外,还有剩余,此时它必须从水中吸收CO2,并放出02。只有当夜间光合作用停止时,眼虫才从周围的水中吸收02并排出CO2。O2与CO2的吸收与排出均借助渗透作用:在全部体表进行。4:排泄代谢废物主要通过体表渗透作用排出细胞。5.伸缩泡在储蓄泡旁边有伸缩泡,把从细胞质中收集的多余水分排到储蓄泡中,再通过胞咽、胞口排出体外。代谢废物也部分溶解于水中排出。伸缩泡有双重任务:(1)保持细胞内水分平衡;(2)排出部分代谢废物和CO2。6.生殖眼虫行纵二分裂,通常是在其包囊时期进行,也可发生在自由游泳时期。第02节变形虫大变形虫生活在池塘、水坑等静止的积水和其他不太流动的水中。通常可在浸没的植物或其他物体上面的粘性沉渣中找到,在室内有水生植物的鱼缸中亦很容易找到。一、形态结构变形虫由一小块的原生质所构成。活的虫体不断改变形状。虫体外面被极薄的质膜。细胞质分为外质和内质:外质是固态的凝胶质(plasmagel):透明、均匀、不具颗粒,且较为致密;内质是液态的溶胶质(plasmasol):较稀,呈颗粒状,常有1个或多个食物泡,其中含有消化程度不同的食物颗粒。在细胞质中常还可看到1个伸缩泡
2.细胞核 1 个,位于细胞质的中央。 3.呼吸 如同植物一样,眼虫的呼吸作用常为其光合作用所掩盖。在阳光下,眼虫的光 合作用很强,细胞呼吸所产生的 CO2马上被用为光合作用的原料,而光合作用产生 的 O2除供细胞呼吸用之外,还有剩余,此时它必须从水中吸收 CO2,并放出 O2。只 有当夜间光合作用停止时,眼虫才从周围的水中吸收 O2并排出 CO2。 O2与 CO2的吸收与排出均借助渗透作用,在全部体表进行。 4.排泄 代谢废物主要通过体表渗透作用排出细胞。 5.伸缩泡 在储蓄泡旁边有伸缩泡,把从细胞质中收集的多余水分排到储蓄泡中,再通过 胞咽、胞口排出体外。代谢废物也部分溶解于水中排出。 伸缩泡有双重任务:(1)保持细胞内水分平衡;(2)排出部分代谢废物和 CO2。 6.生殖 眼虫行纵二分裂,通常是在其包囊时期进行,也可发生在自由游泳时期。 第 02 节变形虫 大变形虫生活在池塘、水坑等静止的积水和其他不太流动的水中。通常可在浸没 的植物或其他物体上面的粘性沉渣中找到,在室内有水生植物的鱼缸中亦很容易找 到。 一、形态结构 变形虫由一小块的原生质所构成。活的虫体不断 改变形状。虫体外面被极薄的质膜。细胞质分为外 质和内质:外质是固态的凝胶质(plasmagel),透 明、均匀、不具颗粒,且较为致密;内质是液态的 溶胶质(plasmasol),较稀,呈颗粒状,常有 1 个或 多个食物泡,其中含有消化程度不同的食物颗粒。 在细胞质中常还可看到 1 个伸缩泡
二、变形运动变形虫借以临时运动胞器一伪足(向前方伸出的细胞质凸起)进行变形运动。当变形虫运动时,其溶胶质向运动的方向流动,待其到达前端后,向外面岔开,改变为凝胶质;与此同时,后面的凝胶质变为溶胶质,继续向前流动,这样身体便不断向前方移动。有时在不同方向同时伸出2个或多个伪足,但过一会儿其他伪足均缩回,只剩下其中一个,变形虫就沿着该伪足的方向前进。变形虫没有固定的前后端,它们在运动中不断地起变化。三、摄食变形虫的摄食同样借伪足完成。伪足在伸张过程中,当临时的前端接触到食物(如:细菌、小动物或植物以及其他有机碎片)时便用伪足从各方面将食物包围起来,最后外质将食物和少量的水一起裹进细胞内质中成为食物泡。当这一过程称为吞噬作用(phagocytosis)。吞噬作用完成后质膜和外质又恢复正常,不留任何开口。食物泡为临时消化胞器。同草履虫一样,食物在食物泡中被消化为可溶性物质而渗透入周围的原生质中,并为原生质所同化。不能被消化吸收的食物残渣被排出体外的过程称为排遗。排遗通常在变形虫前进时进行:食物残渣逐渐被传递至临时的后端而被遗弃出去。变形虫除了能吞噬固体食物外,还能摄取液体物质,称为胞饮作用(pinocytosis)。它是液体环境中一些分子或离子吸附到质膜表面,使膜发生反应,凹陷下去形成管道,然后在管道内端断开形成液泡。胞饮作用必须有物质诱导才能发生。四、生殖变形虫有2种生殖方式:二裂生殖和包囊生殖。1二裂生殖变形虫分裂为2个相等的部分,每个成为1个新的个体而继续生长。二裂时细胞核先分裂为2个相等或相似的部分,然后细胞质在两核之间收缩,最后缢断成2个相等的新个体。2包囊生殖在不良的环境下,变形虫的身体会收缩成圆球状,且在外面分泌一层胞壳作为保护,称为包囊。壳内的细胞还会进行分裂,形成多个小个体。待环境好转后,胞壳破裂,每个小个体逸出各自成为1个新个体。第03节间日症原虫Plasmodiumvivax
二、变形运动 变形虫借以临时运动胞器——伪足(向前方伸出的细胞质凸起)进行变形运动 。 当变形虫运动时,其溶胶质向运动的方向流动,待其到达前端后,向外面岔开,改 变为凝胶质;与此同时,后面的凝胶质变为溶胶质,继续向前流动,这样身体便不 断向前方移动。 有时在不同方向同时伸出 2 个或多个伪足,但过一会儿其他伪足均缩回,只剩下其 中一个,变形虫就沿着该伪足的方向前进。变形虫没有固定的前后端,它们在运动 中不断地起变化。 三、摄食 变形虫的摄食同样借伪足完成。伪足在伸张过程中,当临时的前端接触到食物 (如:细菌、小动物或植物以及其他有机碎片)时便用伪足从各方面将食物包围起 来,最后外质将食物和少量的水一起裹进细胞内质中成为食物泡。当这一过程称为 吞噬作用(phagocytosis)。吞噬作用完成后质膜和外质又恢复正常,不留任何开 口。食物泡为临时消化胞器。同草履虫一样,食物在食物泡中被消化为可溶性物质 而渗透入周围的原生质中,并为原生质所同化。 不能被消化吸收的食物残渣被排出体外的过程称为排遗。排遗通常在变形虫前进时 进行:食物残渣逐渐被传递至临时的后端而被遗弃出去。 变形虫除了能吞噬固体食物外,还能摄取液体物质,称为胞饮作用(pinocytosis)。 它是液体环境中一些分子或离子吸附到质膜表面,使膜发生反应,凹陷下去形成管 道,然后在管道内端断开形成液泡。胞饮作用必须有物质诱导才能发生。 四、生殖 变形虫有 2 种生殖方式:二裂生殖和包囊生殖。 1.二裂生殖 变形虫分裂为 2 个相等的部分,每个成为 1 个新的个体而继续生长。二裂时细胞核 先分裂为 2 个相等或相似的部分,然后细胞质在两核之间收缩,最后缢断成 2 个相 等的新个体。 2.包囊生殖 在不良的环境下,变形虫的身体会收缩成圆球状,且在外面分泌一层胞壳作为保 护,称为包囊。壳内的细胞还会进行分裂,形成多个小个体。待环境好转后,胞壳 破裂,每个小个体逸出各自成为 1 个新个体。 第 03 节间日疟原虫 Plasmodium vivax
疟原虫属Plaxmodium有100余种,均寄年于爬等类、鸟类和哺乳类的红细胞和其他细胞中,其中有4种寄生于人类的红细胞和肝脏的实质细胞中,即:间日疟原虫、卵形疟原虫P.ovale、三日症原虫P.malariae和恶性症原虫P.falciparum。卵形疮原虫在我国少见,其他3种则在我国流行,尤以间日症原虫和恶性原虫最为常见,为害亦最烈。由症原虫寄生引起的疾病称为疾,患者出现周期性的发冷和发热,俗称打摆子。症疾会引起贫血、脾肿。恶性症原虫会引起昏迷,严重者可致死亡。疮疾为全球性严重疾病。人体的原虫是由按蚊传染的,因此把传染症疾的蚊虫称为疮疾的媒介蚊虫。在我国主要有:巴拉巴按蚊A.balabacensis、微小按蚊A.minumus和中华按蚊A.hyrcanussinensis等。寄生于人体的4种疮原虫的生活史大同小异,其全部生活史需要经过2个寄主,即人和某种按蚊Anopheles,分为3个时期:裂体生殖(schizongony)阶段、配子生殖(gametogony)阶段和孢子生殖(sporogony)阶段。一、裂体生殖阶段在人体内进行,为无性世代。1.红外期感染了疮原虫的按蚊(雌蚊)吸血,子孢子随睡液进入人体血液,约半小时子孢子浸入肝脏的实质细胞,并在其中进行裂体生殖,形成数以万计的圆形裂殖子。裂殖子成熟后会胀破肝细胞散发到体液和血液中,一部分裂殖子会重新侵入肝细胞。因为裂殖生殖过程不在红细胞内,故又称为红外期(exoerythrocyticstage)。间日症原虫全部红外期发育所需的时间最短为8天。有一部分子孢子进入肝脏后不马上发育,进入休眠状态,称为休眠子(hypnozoite),数月或一年或一年后才开始发育成裂殖子,因此有人将子孢子分为速发型和迟发型。2.红内期裂殖子成熟后胀破肝细胞散发到体液和血液中,一部分侵入红细胞,在红细胞内进行裂体生殖。裂殖子进入红细胞并非钻破红细胞膜,而是在顶复合器与红细胞接触时,红细胞膜内陷,将裂殖子包进红细胞内。进入红细胞后,裂殖子开始发育,成为早期营养体。早期营养体很小,直径约相当于红细胞的1/3,内有一个很大的空泡,细胞质在空泡的周围形成环状,细胞核在细胞质环的一侧,呈戒指状,因此特称为环状体(ringform)。环状体能吞食红细胞内的细胞质,伸出许多伪足,虫体不断增大,空泡逐渐消失。被吞食的血红蛋白中的血红素残余不被消化和吸收,形成一颗颗如米粒状的棕褐色颗粒,称症色粒(pigmentgranules)。这个时期被寄生的红细胞出现淡红色的小点,称为薛氏点。营养体长大到一定程度后,胞核开始分裂,连续分裂至形成16个核(少者12个,多者24个)后停止分裂。从细胞核分裂开始起,至核分裂停止止,都称为裂殖体。核分裂完成的裂殖体,细胞质开始分割,围绕在核的周围,并开始有细胞膜分隔,最终开成16个
疟原虫属 Plaxmodium 有 100 余种,均寄年于爬等类、鸟类和哺乳类的红细胞和其他细胞 中,其中有 4 种寄生于人类的红细胞和肝脏的实质细胞中,即:间日疟原虫、卵形疟原虫 P. ovale、三日疟原虫 P. malariae 和恶性疟原虫 P. falciparum。卵形疟原虫在我国少见,其 他 3 种则在我国流行,尤以间日疟原虫和恶性疟原虫最为常见,为害亦最烈。由疟原虫寄 生引起的疾病称为疟疾,患者出现周期性的发冷和发热,俗称打摆子。疟疾会引起贫血、 脾肿。恶性疟原虫会引起昏迷,严重者可致死亡。疟疾为全球性严重疾病。 人体的疟原虫是由按蚊传染的,因此把传染疟疾的蚊虫称为疟疾的媒介蚊虫。在我国主要 有:巴拉巴按蚊 A. balabacensis、微小按蚊 A. minumus 和中华按蚊 A. hyrcanus sinensis 等。 寄生于人体的 4 种疟原虫的生活史大同小异,其全部生活史需要经过 2 个寄主,即人和某 种按蚊 Anopheles,分为 3 个时期:裂体生殖(schizongony)阶段、配子生殖 (gametogony)阶段和孢子生殖(sporogony)阶段。 一、裂体生殖阶段 在人体内进行,为无性世代。 1.红外期 感染了疟原虫的按蚊(雌蚊)吸血,子孢子随唾液进入人体血液,约半小时子孢子浸入肝 脏的实质细胞,并在其中进行裂体生殖,形成数以万计的圆形裂殖子。裂殖子成熟后会胀 破肝细胞散发到体液和血液中,一部分裂殖子会重新侵入肝细胞。因为裂殖生殖过程不在 红细胞内,故又称为红外期(exoerythrocytic stage)。 间日疟原虫全部红外期发育所需的时间最短为 8 天。有一部分子孢子进入肝脏后不马上发 育,进入休眠状态,称为休眠子(hypnozoite),数月或一年或一年后才开始发育成裂殖 子,因此有人将子孢子分为速发型和迟发型。 2.红内期 裂殖子成熟后胀破肝细胞散发到体液和血液中,一部分侵入红细胞,在红细胞内进行裂体 生殖。裂殖子进入红细胞并非钻破红细胞膜,而是在顶复合器与红细胞接触时,红细胞膜 内陷,将裂殖子包进红细胞内。进入红细胞后,裂殖子开始发育,成为早期营养体。早期 营养体很小,直径约相当于红细胞的 1/3,内有一个很大的空泡,细胞质在空泡的周围形 成环状,细胞核在细胞质环的一侧,呈戒指状,因此特称为环状体(ring form)。环状体能 吞食红细胞内的细胞质,伸出许多伪足,虫体不断增大,空泡逐渐消失。被吞食的血红蛋 白中的血红素残余不被消化和吸收,形成一颗颗如米粒状的棕褐色颗粒,称疟色粒 (pigment granules)。这个时期被寄生的红细胞出现淡红色的小点,称为薛氏点。 营养体长大到一定程度后,胞核开始分裂,连续分裂至形成 16 个核(少者 12 个,多者 24 个)后停止分裂。从细胞核分裂开始起,至核分裂停止止,都称为裂殖体。核分裂完 成的裂殖体,细胞质开始分割,围绕在核的周围,并开始有细胞膜分隔,最终开成 16 个
(或12、24个)裂殖子。已分割成裂殖子的裂殖体又称为分裂体。分裂体形成之时,红细胞破裂,裂殖子散发出来。每个裂殖子进入一个新的红细胞,又如上述,再经环状体、裂殖体、分裂体等阶段形成裂殖子,红细胞再次破裂,如此不断循环。这一裂体生殖在红细胞内进行,因此又称为红内期(erythrocyticstage)。当红细胞破裂时,其中的裂殖子和疟色粒及其他代谢废物进入血液,使患者最初感到寒战,后来又发高烧。而红内期裂体生殖的每一个周期需48小时。因此,病人每隔一天会出现一次恶寒、高热症状。二、配子生殖阶段开始于人体内,在按蚊体内结束,为有性生殖阶段。经过几次裂体生殖周期后,一部分裂殖子进入红细胞,它们不再进行裂体生殖,而是形成配子母体,其过程是:1:配子母体的形成(在人体内)裂殖子进入红细胞后形成早期营养体。早期营养体一般没有空泡,作圆形或椭圆形。营养体不断长大,在虫体内出现许多症色粒。最后形成圆形或椭圆形的配子母体。配子母体分为2种:雄配子母体(microgametocyte)和雌配子母体(macrogametocyte)。雄配子母体的核较大而疏松,常在虫体的中央;雌配子母体核较小而致密,常在虫体的侧边。2,配子的形成(在按蚊体内)雌雄配子母体在血液中,当按蚊吸血时,它们即随血液进入蚊胃内。此时,雄配子母体的核分裂为4-8个,细胞质也跟着向外伸出4-8条丝状体,似鞭毛。然后,每一个细胞核进入一条丝状体,这些丝状体脱离母体而自由活动,即为雄配子。雌配子母体在蚊胃内进一步成熟,成为一个雌配子。3:合子形成(在按蚊体内)雌、雄配子在蚊胃中结合成为合子,完成配子生殖阶段。三、孢子生殖阶段在按蚊体内进行,为无性生殖阶段。合子伸长变成锥状,能运动,称卵动子(ookinate)。卵动子穿过蚊的胃壁在蚊胃壁的血腔一侧的弹性纤维膜下,形成圆形卵囊,卵囊中的核开始不断地进行分裂,卵囊随之逐渐增大。卵囊内的细胞质亦为从表面陷入的沟道所分割,形成海绵体般的结构,而细胞核移到细胞质近表面处,最后每一个核形成一个新月形的子孢子。每个卵囊内的子抱子可达数千个至一万余个。子孢子可从卵囊壁的微孔逸出,亦可因卵囊破裂而散出,进入蚊的血腔
(或 12、24 个)裂殖子。已分割成裂殖子的裂殖体又称为分裂体。分裂体形成之时,红 细胞破裂,裂殖子散发出来。 每个裂殖子进入一个新的红细胞,又如上述,再经环状体、裂殖体、分裂体等阶段形成裂 殖子,红细胞再次破裂,如此不断循环。这一裂体生殖在红细胞内进行,因此又称为红内 期(erythrocytic stage)。 当红细胞破裂时,其中的裂殖子和疟色粒及其他代谢废物进入血液,使患者最初感到寒 战,后来又发高烧。而红内期裂体生殖的每一个周期需 48 小时。因此,病人每隔一天会 出现一次恶寒、高热症状。 二、配子生殖阶段 开始于人体内,在按蚊体内结束,为有性生殖阶段。 经过几次裂体生殖周期后,一部分裂殖子进入红细胞,它们不再进行裂体生殖,而是形成 配子母体,其过程是: 1.配子母体的形成(在人体内) 裂殖子进入红细胞后形成早期营养体。早期营养体一般没有空泡,作圆形或椭圆形。营养 体不断长大,在虫体内出现许多疟色粒。最后形成圆形或椭圆形的配子母体。 配子母体分为 2 种:雄配子母体(microgametocyte)和雌配子母体(macrogametocyte)。 雄配子母体的核较大而疏松,常在虫体的中央;雌配子母体核较小而致密,常在虫体的侧 边。 2.配子的形成(在按蚊体内) 雌雄配子母体在血液中,当按蚊吸血时,它们即随血液进入蚊胃内。此时,雄配子母体的 核分裂为 4-8 个,细胞质也跟着向外伸出 4-8 条丝状体,似鞭毛。然后,每一个细胞核进 入一条丝状体,这些丝状体脱离母体而自由活动,即为雄配子。雌配子母体在蚊胃内进一 步成熟,成为一个雌配子。 3.合子形成(在按蚊体内) 雌、雄配子在蚊胃中结合成为合子,完成配子生殖阶段。 三、孢子生殖阶段 在按蚊体内进行,为无性生殖阶段。 合子伸长变成锥状,能运动,称卵动子(ookinate)。卵动子穿过蚊的胃壁在蚊胃壁的血腔 一侧的弹性纤维膜下,形成圆形卵囊,卵囊中的核开始不断地进行分裂,卵囊随之逐渐增 大。卵囊内的细胞质亦为从表面陷入的沟道所分割,形成海绵体般的结构,而细胞核移到 细胞质近表面处,最后每一个核形成一个新月形的子孢子。每个卵囊内的子孢子可达数千 个至一万余个。子孢子可从卵囊壁的微孔逸出,亦可因卵囊破裂而散出,进入蚊的血腔