环境工程微生物学3真核

第三章

真核微生物真核微生物概述：

细胞核发育完全，具有核仁、核膜；能进行有丝分裂；细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器；具有上述特征的微小生物真核微生物的主要类群真核微生物植物界：显微藻类动物界：原生动物真菌单细胞真菌——酵母菌丝状真菌——霉菌微型后生动物本章主要内容第一节原生动物第二节微型后生动物第三节藻类第四节真菌第一节原生动物1.原生动物的概念动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。因为形体微小，只有10～300微米，在光学显微镜下才能看得见，故将其划归微生物范畴。一、原生动物概述第一节原生动物2.原生动物的细胞结构原生动物为单细胞结构。没有细胞壁，具有细胞膜、细胞质、分化的细胞器及发育良好的细胞核。一、原生动物概述第一节原生动物3.原生动物的生命特征和生理功能具有摄食、营养、呼吸、排泄、生长、繁殖、运动及应激性。不同功能有不同的细胞器完成：a.胞口、胞咽、食物泡、吸管：摄食、消化、营养；b.收集管、伸缩泡、胞肛：排泄；c.鞭毛、纤毛、伪足：运动和捕食；d.眼点：感觉器官部分细胞器具有多重功能：如鞭毛、伪足等，可运动，可捕食，甚至有感觉功能。一、原生动物概述原生动物细胞结构第一节原生动物补充资料：1.胞口：用于吞入活有机物及各种食物小颗粒的特殊开口。可分为简单胞口和复杂胞口。简单胞口：长期呈张开状态，等着食物落入其中。复杂胞口：主动吞入食物3.食物进入胞口后必须经过的通道为胞咽。第一节原生动物补充资料：3.食物泡：原生动物获取食物后，形成一个被膜包围的特殊结构，有两种。其一：包围较大的食物颗粒和细菌。其二：包围溶解态的养分。食物泡内具有酶，pH低。食物泡形成后会轻微振动，杀死食物并消化。食物泡会随之增大，并在周围形成许多小泡囊，分散消化物质。食物泡在原生动物体内作高度有组织的移动，把营养输送到各个部位。食物泡从形成到消失的过程即为食物被消化的过程。第一节原生动物补充资料：4.伸缩泡：原生动物在靠近细胞质膜处可形成充满液体且能膨胀和收缩的囊状结构。膨胀伸缩交替进行。具有调节渗透压的功能。第一节原生动物1.全动性营养吞噬其他生物如：细菌、放线菌等，也可吞噬有机颗粒为食物。（异养）大多数原生动物为全动性营养。2.植物性营养具有色素的原生动物如绿眼虫、衣滴虫在阳光条件下，可进行光合作用，获取营养物质供自身所需。（自养）二、原生动物的营养类型第一节原生动物3.腐生性营养吸收环境中的可溶性有机物为生。二、原生动物的营养类型第一节原生动物当条件适宜，营养充足时，原生动物会大量繁殖，采用的方式有无性繁殖和有性繁殖。一般情况下，以无性繁殖（二分裂）为主，又可分为横分裂和纵分裂两种，多采用横分裂形式。另外，有的原生动物也采用出芽生殖。实际也是一种二分裂，只是形成的两个子体大小不等，大的子细胞称母体，小的子细胞称芽体。三、原生动物的繁殖原生动物的繁殖方式横二分裂纵二分裂原生动物繁殖方式第一节原生动物根据原生动物的细胞器及其他特点，可将其分为：鞭毛纲、纤毛纲（包括吸管纲）、肉足纲和孢子纲。前三者广泛存在水体中，在污水处理中起重要作用。本章主要介绍：鞭毛纲、纤毛纲（包括吸管纲）、肉足纲四、原生动物分类及常见种类简介第一节原生动物1.鞭毛纲鞭毛纲中的原生动物称为鞭毛虫。具有一根或多根鞭毛。营养类型：全动性、植物性和腐生性。有些种类可以变化营养类型。如：植物性营养绿眼虫在环境突然变化或失去色素时可改为腐生性营养。当条件恢复时又改为植物性营养。四、原生动物分类及常见种类简介第一节原生动物鞭毛纲－夜光虫第一节原生动物鞭毛纲－夜光虫第一节原生动物鞭毛纲－小眼虫眼虫遇到障碍物会轻松地改变形状第一节原生动物1.鞭毛纲鞭毛虫喜在多污带和α－中污带生活。四、原生动物分类及常见种类简介在污水处理系统中，活性污泥培养初期或效果差时，鞭毛虫会大量出现，可作为污水处理的指示性生物。第一节原生动物2.肉足纲肉足纲中的原生动物称为肉足虫。机体表面只有细胞质形成的一层薄膜，没有胞口和胞咽结构。形体小，无色透明，大多数没有固定形态，随着体内细胞质的不定向流动而成多种姿态。能形成伪足作为运动和捕食器官。为全动性营养。可分为两个亚纲：根足亚纲：可改变形态，称为变形虫。辐足亚纲：伪足呈针状，不变形，固定为球状。见图P73.图3－3。四、原生动物分类及常见种类简介全动性营养变形虫变形虫淡水中广泛存在的一种变形虫变形虫的食物泡肉足纲－太阳虫太阳虫许多个体组成了群体进行捕食捕食太阳虫的食物泡第一节原生动物2.肉足纲肉足纲多为自由生活，少数寄生。以无性繁殖为主。变形虫喜欢生活在α－中污带或β－中污带。在污水处理中出现在活性污泥培养中期。四、原生动物分类及常见种类简介第一节原生动物3.纤毛纲纤毛纲中原生动物称为纤毛虫。纤毛虫是原生动物中最高级的一类。以纤毛为运动和捕食器官。分为游泳型和固着型两种。1）.游泳型纤毛虫属于全毛目。多数是在α－中污带或β－中污带，少数生活在寡污带，在污水处理中，在活性污泥培养中期或处理效果差时出现。四、原生动物分类及常见种类简介纤毛虫游泳型纤毛虫－草履虫草履虫第一节原生动物3.纤毛纲2）.固着型纤毛虫属于缘毛目。由于虫体呈典型的钟罩形状，称作钟虫。钟虫有柄，多数为固着型生存。固着型的纤毛虫喜在寡污带生活。四、原生动物分类及常见种类简介固着型纤毛虫—钟虫固着型纤毛虫—钟虫“嘴”“胃”－食物泡、伸缩泡“腿”－肌丝第一节原生动物3.纤毛纲3）吸管虫原属吸管纲，后被归入纤毛纲，又称吸管虫。幼体有纤毛，成虫纤毛消失，而长出长短不一的吸管。吸管虫没有胞口，以吸管为捕食器官。全动性营养。以原生动物和轮虫为食物，用吸管粘住食物，然后分泌毒素麻醉，将食物的细胞膜溶解，原生动物或轮虫因体液被吸干而死亡。四、原生动物分类及常见种类简介吸管虫第一节原生动物1.产生原因：当原生动物周边环境恶化时，如：缺水、干燥、水温过高（低）、DO不足等。就会形成胞囊，以抵抗不良环境的影响。2.形成过程：细胞变圆，鞭毛、纤毛、伪足的细胞器开始向体内收缩或消失，细胞内水分由伸缩泡排出体表，虫体变小，直到伸缩泡消失，会分泌出果胶类物质于体表，最后会凝固形成胞壳。胞壳两层，外层为较厚且呈表面凸起，内层薄而透明。当遇到合适环境时，胞囊会恢复到原来。原生动物出现胞囊后，可以判断污水处理出现了不正常。五、原生动物的胞囊六、原生动物与人类的关系（1）对人类造成危害危害人体健康的病原体：痢疾内变形虫肠道痢疾危害牲畜的病原体粘胞子虫引起鱼类大量死亡艾美球虫引起鸡、兔死亡率很高的球虫病海洋中鞭毛纲的夜光虫等大量迅速繁殖，形成赤潮，造成鱼、虾、贝类等海洋生物大量死亡，对海洋养殖带来很大危害。（2）有益于人类的方面1.组成海洋浮游生物的主体。2.古代原生动物大量沉积水底淤泥，在微生物的作用和复盖层的压力伤害下形成石油。3.原生动物化石是地质学上探测石油的标志。4.利用原生动物对有机废物、有害细菌进行净化，对有机废水进行絮化沉淀。5.

科学研究的重要实验材料草履虫、四膜虫是研究真核细胞细胞器的实验材料。原生动物和人类的关系第二节微型后生动物原生动物以外的动物统称为后生动物。但有些后生动物因为形体微小，要借助光学显微镜才能看清楚。故叫微型后生动物，划在微生物范畴。常见的有轮虫、线虫、浮游甲壳动物等。一、微型后生动物概述第二节微型后生动物

1.轮虫轮虫纲是担轮动物门的一纲。最小的后生动物，容易误认为原生动物的纤毛虫类。形体很小，长度在4～4000微米，多数在500微米以下。身体分头部、躯干、尾部。由于在头部有1～2圈由纤毛组成的能转动的轮盘，形如车轮而叫做轮虫。轮盘为运动和捕食器官。以细菌、藻类、霉菌、原生动物及有机颗粒为食。二、微型后生动物部分物种简介轮虫第二节微型后生动物轮虫的作用a.水生动物的食佴。b.指示性生物轮虫要求较高的溶解氧环境。是河流寡污带及污水处理效果好的指示性生物。二、微型后生动物部分物种简介第二节微型后生动物

2.线虫线形动物门线形纲，虫体细长，约在1mm以下。线虫有寄生和自由生活两种。常见的寄生于人体并能导致严重疾患的线虫约有10余种。重要的有蛔虫、钩虫、丝虫、旋毛虫等。污水处理中的线虫多为自由生活类型。该种线虫虫体两侧有纵肌交替收缩，作蛇行状拱曲运动。二、微型后生动物部分物种简介

2.线虫线虫有好氧和兼性厌氧两种，后者在污水处理中缺氧状态大量繁殖，是污水净化程度差的指示性生物。第二节微型后生动物3.浮游甲壳动物属于浮游生物，在浮游生物中占重要地位。数量大且种类繁多，是渔业资源的良好饵料。广泛存在于淡水及海洋中。其中，以在淡水中居多。常见的有剑水蚤和水蚤。是水体污染和水体自净的指示生物。二、微型后生动物部分物种简介水蚤水蚤剑水蚤3.浮游甲壳动物水蚤（红虫）的血液中含有血红素，血红素的含量与水蚤生存环境中的溶解氧的高低有关。当DO低时，水蚤的血红素含量高；当DO高时，血红素的含量低。因此，通过观察水体中水蚤的颜色就可以判断出水体的清洁程度。若水体被污染了，水体中的DO就会降低，那么水蚤中的血红素就会升高，那么其颜色就会比清洁水体中的颜色要深。第三节藻类（微型）一、藻类的一般特征藻类是一类能够进行光合作用的（自养）真核低等微生物。种类很多，形体各异，但具有以下共同特征：1.个体微小，结构简单；但有的个体很大如：紫菜、海带、裙带菜、石花菜等。2.含有光合色素，产氧；3.繁殖方式：无性繁殖，有性繁殖；4.主要生活在水体中第三节藻类（微型）二、藻类的分类及各门简介根据藻类的光合色素及形态、结构、繁殖方式等将藻类分为：10门：蓝藻门、绿藻门、裸藻门、轮藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、红藻门、褐藻门。也有分8门的：即将黄藻门和硅藻门并入金藻门成为金藻门的两个纲。也有11门的：即在保留10门的基础上，再加入1个隐形门。第三节藻类（微型）二、藻类的分类及各门简介1.裸藻门裸藻门的藻类称为裸藻。因其不具有细胞壁而得名。具有鞭毛能运动.裸藻主要生长在有机物丰富的静止或流速缓慢的水体中，对温度适应能力高，在25℃时繁殖最快。能形成绿色、红色或褐色的水华。裸藻是水体富营化的指示性生物。第三节藻类（微型）二、藻类的分类及各门简介2.绿藻门绿藻门的藻类称为绿藻。绿藻在流动的和静止的水体中、土壤和树干上都能生存。绿藻作用：a.富含蛋白可供人食用或给动物为饲料，代表有小球藻和栅藻；b.实验室研究材料；c.可作航空供养体；d.净化水质及水体富营化的指示性生物。衣藻（绿藻门）水绵藻（绿藻门）第三节藻类（微型）二、藻类的分类及各门简介3.甲藻门甲藻门的藻类称为甲藻。甲藻在淡水、海水中都能生存。对温度和日照要求较高。当在适宜的光照及水温条件下，甲藻在短期内就会大量爆发，造成海洋的赤潮。甲藻是重要的浮游生物。紫菜、石花菜属红藻门海带、裙带菜属褐藻门四、藻类的不利影响对水体的污染：水华、赤潮

产生毒素

第四节真菌主要包括酵母菌和霉菌。在有机废水及固体废弃物处理中起着重要作用。真—真核生物菌—类似细菌（细胞壁、化能异养）（真核微生物还包括真核藻类和原生动物）不象植物（细胞壁不含纤维素，不含叶绿素），不象动物（不能捕食生物）单细胞个体单、多细胞丝状大型多细胞分化型属于微生物酵母菌霉菌蘑菇菌真菌一、酵母菌酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。一、酵母菌酵母菌分为发酵型和氧化型两种。发酵型：发酵糖为乙醇（甘油、有机酸等）和CO2的一类酵母菌。主要用于发面（面包、馒头）、酿酒。发酵——（4000年的应用历史）氧化型：无发酵能力或发酵能力弱而氧化能力强的酵母菌。如：热带假丝酵母和阴沟假丝酵母等。（假丝酵母呈假丝状，因为在繁殖时子细胞没有脱离母体而与母体相连接成链状。）见图p92.图3－24一、酵母菌可用于含有有机物浓度大且不易被细菌分解的废水处理。如：含油、含酚废水、味精废水等。（一）、酵母菌的形态和大小形态：卵圆形、圆形、圆柱形和假丝状大小：1～5um×5～30um。（二）、酵母菌的结构细胞结构有：细胞壁、细胞质膜、细胞核、细胞质、内含物。1、细胞壁酵母的细胞壁的主要成分与细菌不同，以葡聚糖为主，还有甘露聚糖、蛋白质及脂类。啤酒酵母还含有几丁质。几丁质为一种有机物，是构成昆虫的皮和甲壳动物甲壳的主要成分。2.细胞核：是细胞遗传信息（DNA）的贮存、复制和转录的主要部位；外形固定，有核膜，由核被膜、染色质、核仁和核基质组成。

位于核膜和中心体的表面。外形和大小酷似杆菌，也有球状。每个细胞有数百到数千个功能是把蕴藏在有机物中的化学潜能转化成生命活动所需能量（执行呼吸功能）1）.线粒体线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中，它是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。现在知道，细胞生命活动所必需的能量，大约95％来自线粒体。因此，有人把线粒体叫做细胞内供应能量的“动力工厂”。

3.细胞质细胞质中含有大量的核糖体、中心体、线粒体、液泡等。2）.中心体因为它总是位于细胞核附近的细胞质中，接近细胞的中心。在电镜下可以看到每个中心体由两个互相垂直的中心粒构成。它与细胞的有丝分裂有关。3）、叶绿体双层膜包裹、只存在于绿色植物的细胞中具有光合作用外形多为扁平的圆形或椭圆形叶绿体是绿色植物叶肉细胞中，进行光合作用的细胞器。因此，有人把它比喻为“养料制造工厂”和“能量转换站。

4）高尔基体

4～8个平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体高尔基体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。一般认为，细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关，高尔基体本身没有合成蛋白质的功能，但可以对蛋白质进行加工和转运，有人把它比喻成蛋白质的“加工厂”。植物细胞分裂时，高尔基体与细胞壁的形成有关。5）液泡液泡的表面有液泡膜。液泡内有细胞液，其中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，可以达到很高的浓度。因此，它对细胞内的环境起着调节作用，可以使细胞保持一定的渗透压，保持膨胀的状态。6）内质网膜内质网是由膜结构连接而成的网状物，广泛地分布在细胞质基质内。内质网增大了细胞内的膜面积，膜上附着很多种酶，为细胞内各种化学反应的正常进行提供了有利条件。内质网与蛋白质、脂质和糖类的合成有关，也是蛋白质等的运输通道。有人比喻说，内质网是有机物合成的“车间”。绝大多数植物和动物的细胞内都有内质网。内质网有两种：一种是表面光滑的；另一种是上面附着许多小颗粒状的核糖体的。4.内含物细胞由于营养过剩而形成的贮存颗粒，如：异染颗粒、肝糖、脂肪粒、蛋白质及多糖。（三）、酵母菌的繁殖方式酵母菌的繁殖方式无性有性芽殖：各属都存在裂殖：少部分存在（裂殖酵母菌）无性繁殖1、芽殖（budding）子细胞假菌丝芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式2、裂殖（fission）少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式（四）、酵母菌的菌落啤酒酵母菌落与细菌的相仿，但由于细胞比细菌的大。可产生不同颜色，如白色和红色。1.固体培养基表面光滑湿润干燥皱褶2.液体培养基a.上浮形成薄膜；b.沉到瓶底；c.发酵型酵母可产生CO2，培养基表面充满泡沫。二、丝状真菌——霉菌霉菌（mold）是丝状真菌的一个俗称。（一）、分布及与人类的关系②工业上的有机酸、酶制剂抗生素、维生素、等的生产；④污水处理，如含氰废水（CN－）、含硝基（－NO2－）。①食品制造方面，如酱油的酿造和制曲；

③农业上进行饲料发酵农药生产；（二）霉菌的形态、大小霉菌是由许多分支和不分支的菌丝相互交织而成的一个菌丝集团，分营养菌丝和气生菌丝两部分。

营养菌丝体——密布在固体营养基质内部，主要执行吸收营养物、排出废物功能的菌丝体。气生菌丝体——伸展到空间的菌丝体，能长出孢子。

（三）霉菌的结构细胞壁、细胞核、细胞质、内含物等。大部分含有几丁质，少数含有纤维素。霉菌多数为多细胞，少数为单细胞。多细胞菌丝体和单细胞菌丝体在显微镜下可明显区分：1.多细胞菌丝体：菌丝内有横隔，将菌丝分成若干段，每段有1个核或多个核。如：青霉、曲霉等。2.单细胞菌丝体：菌丝内没有横隔，菌丝内为多核结构。如：根霉、毛霉等。（四）、霉菌的繁殖霉菌的繁殖能力极强，主要是通过产生无性孢子或有性孢子来完成的，也可以采用菌丝片断繁殖。（一）无性孢子1.厚垣孢子：这类孢子具很厚的壁。可抵抗热、干燥等不良环境。2、节孢子：由菌丝断裂形成。菌丝生长到一定阶段，出现许多横隔膜，然后从横隔膜处断裂，产生很多单个孢子。

3、分生孢子：菌丝分枝顶端细胞或菌丝分化来的分生孢子梗的顶端细胞分割而成的单个或成簇孢子。4、胞囊孢子：形成于菌丝顶端的一个特殊的囊状结构，在内部形成众多小孢子，成熟后释放。（五）霉菌的菌落特征1.呈圆形、绒毛状、絮状、蜘蛛网状。2.长得很快，比其他微生物菌落大。3.菌落疏松，与培养基结合不紧。4.可产生不同颜色的色素，分为：水溶性和脂溶性两种。（六）霉菌的常见属1单细胞a.毛霉属：可分解蛋白质，能用于做腐乳和豆豉。b.根霉属：能分解淀粉、脂肪等。可将淀粉转化为糖，是出名的糖化菌。2.多细胞