《原生动物藻类病毒》PPT课件.ppt

1、原生动物 藻类 病毒,原生动物的一般特征,1,分类及各纲简介,2,原生动物在废水生物处理中的作用,3,原生动物,原生动物,动物运动、捕食生物 原生最原始、结构最简单的单细胞动物 称“虫” 形体微小，在10300m之间，在光学显微镜下才能看见，归入微生物范畴。,池塘里的水滴及其所可 能包含的主要原生动物: 1) 草履虫Paramecium caudatum 2) 钟形虫Vorticella nebulifera 3) 喇叭虫Stentor polymorphus 4) 变形虫Amoeba proteus 5) 毛口虫Trichodina pediculus 6) 唇滴虫Chilomonas pa

2、ramecium,原生动物和人类的关系,一、原生动物的一般特征,（一）形态特征 单细胞，没有细胞壁、大多无色透明；,器官分化（运动、感觉、消化、捕食等等）； 虽然只有一个细胞，但在生理上却是一个完善的有机体，能和多细胞动物一样行使营养、呼吸、排泄、生殖等机能。其细胞体内各部分有不同的分工，形成机能不同的“胞器”，例如：胞口、胞咽、食物泡、吸管是“消化系统”；收集管、伸缩泡、胞肛是“排泄系统”；伪足、鞭毛和纤毛是“四肢”等；眼点是“眼睛”等等。如钟虫图,“嘴”,“胃”食物泡、伸缩泡,“腿”肌丝,（二）营养类型,纯动物性 (大部分),植物+动物性 (极少数） 本质上是裸藻、金藻等，改名为植物性鞭毛

3、虫；,“吞食”活细菌、真菌、藻类或有机颗粒,原生动物食物,动植物12亿年前以此分化,腐生性(部分）寄生性,（三）繁殖,通常无性繁殖二分裂、孢子,提问：为什么会这样（生物意义）？,当环境条件差时出现有性生殖。,基因重组，加快变异进化,（四）原生动物的孢（或胞）囊,当环境条件变坏（如水干枯、水温和pH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物，有机物浓度过高等等）情况下，原生动物抵抗不良环境的休眠体。,环境恶劣,鞭毛、纤毛等细胞器缩入体内，缩水，并分泌一种胶状物质于体表，凝固成孢壳，均为球状。,提问：缩水、孢壳、球状用意？ 休眠、隔绝保护、较少接触面 孢囊很容易随灰尘漂浮或被其他动物带到其他地方，胞囊遇到适

4、宜环境胞壳破裂，恢复虫体形状。,胞囊,喇叭虫,二、分类及各纲简介,根据原生动物的细胞器和其他特点，将原生动物分为四个纲，即肉足纲、鞭毛纲和纤毛纲、孢子纲。 其中孢子纲中原生动物专营寄生生活，其余三类存在于水体当中，重点介绍这三类原生动物,肉足纲 2050 m 特征： 大多没有固定形状由体内细胞质不定方向的流动而呈现千姿百态，少数种类为球形。 细胞质可伸缩变动而形成伪足。作为运动和摄食的胞器。,典型种：变形虫、辐射变形虫、太阳虫、壳虫 可以任意改变形状的肉足类为根足变形虫，一般就叫做变形虫。还有一些体形不变的肉足类、呈球形，它的伪足呈针状，如辐射变形虫和太阳虫。,规律：大量出现时预示出水水质差。

5、如活性污泥驯化初期（游离细菌大量出现后）。,二分裂,变形虫,捕食草履虫,太阳虫,捕食,壳虫,伪足,大多为自由生活，也有寄生 严重的水传染病变形虫（Amoebida，阿米巴）痢疾(赤痢)就是由于寄生的变形虫赤痢阿米巴引起的。,变形虫,痢疾变形虫,在活性污泥中拍摄的一种变形虫400倍,鞭毛纲,形态：具有一根或一根以上的鞭毛 鞭毛长度大致与其体长相等或更长些，是运动器官，分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。 .植物性鞭毛虫（兼有动物性营养）,夜光虫,长期无光时色素退化、进行异养生存！,动物性鞭毛虫,形态：（原生动物中最小）长1122um，宽510um。 生活在腐化有机物较多的水体内。,400,规律：与变

6、形虫规律类似。 常见的有波豆虫和滴虫等。,纤毛纲,草履虫,特征：周身表面或部分表面具有纤毛 提问：纤毛的功能？ 游动及摄食的工具。,纤毛虫喜吃游离细菌及有机颗粒，与废水生物处理的关系最为密切。,已发现的种类有6000种，远远超过肉足类和鞭毛类。 纤毛虫是原生动物中构造最复杂的，不仅有比较明显的胞口，还有口围、口前庭和胞咽等司吞食和消化的细胞器官。 根据运动情况可分为游泳型、匍匐型、固着型和吸管虫四种。,游泳型纤毛虫,.游泳型纤毛虫,80300um4275um 自由游动 如草履虫，豆形虫、肾形虫、漫游虫等。 规律：预示出水较差，污泥驯化仍在继续 （常在鞭毛虫优势后出现） 。,放大400倍,漫游虫

7、,匍匐在污泥絮体上爬行或游动。 常见为楯纤虫、尖毛虫、棘尾虫、游仆虫。,.匍匐型纤毛虫,游仆虫,.固着型纤毛虫,喇叭虫、钟虫（更常见）,形态：个体或群生相连，固着在活性污泥上 1个体型,喇叭虫,钟虫，像一个倒置的钟。 特征： A.前端有环状纤毛带,钟虫纤毛摆动时使水形成旋涡，把水中的细菌、有机颗粒引进胞口。食物在虫体内形成食物泡。当泡内食物逐渐被消化和吸收后，泡亦消失，剩下的残渣和水分渗入较大的伸缩泡。伸缩泡逐渐胀大，到一定程度即收缩，把泡内废物排出体外。伸缩泡只有一个，而食物泡的个数则随钟虫活力的旺盛程度而增减。,B. 后端有尾柄 靠尾柄附着在其它物质(如活性污泥、生物滤池的生物膜)上 当环

8、境不良时，柄消失，固着型钟虫成为游动性的,提问：干什么呢？ 迁移或形成孢囊,常见的单个个体的钟虫类有领钟虫、小口钟虫、沟钟虫。,3 沟钟虫,2 小口钟虫,其中以小口钟虫在各类废水处理中出现频率最大，数量也是最多，小口钟虫的体长为3270 m，宽2248 m，口围1225 m,1领钟虫,2群体型（“九头鸟”）,固着型纤毛虫中的群体型生物有缩虫、盖虫、累枝虫三种。,缩虫,盖虫,（无唇边）,累枝虫,作用：可以降低水中游离细菌的数量，降低水的浑浊度，对废水生物处理起良好的促进作用； 规律：固着虫大量出现预示出水水质好，污泥驯化佳。,形态：幼虫有纤毛，成虫纤毛消失，长出长短不一的吸管，末端有一根柄固着生

9、活，以其他原生动物为食。,.吸管虫,提问：吸管虫如何捕食？,蚊子式 用吸管吸住微小动物，并由吸管中释放毒素将其麻醉，继而融化其细胞膜，吸干其体液。 规律：预示出水水质好，污泥驯化佳。,三、原生动物在废水生物处理中的作用,(一)净化废水作用 提问:有哪些作用? 直接参与废物的去除 捕食水中的悬浮的有机废物颗粒（细菌主要吃溶解性污染物）,吞噬细菌，净化出水水质,细菌（尤其是游离细菌）本身也是有机污染物；,提问：游离细菌转化为原生动物同样是有机污染物，净化何在呢？,3kg,1kg,同理可知：食物链越长，净化效果远好。,活性污泥颗粒主要是由细菌絮凝而成，实验证明小口钟虫、累枝虫和草履虫等纤毛虫能分泌一

10、些粘性多糖，使他们能够附着在小的絮凝体上，同时促进絮凝体进一步黏附细菌使污泥絮体增大。 生产上常常发现在活性污泥培养初期，一旦处理系统中出现固着型纤毛虫，随后就可看到活性污泥絮体的形成并逐渐增大。,产生絮凝物质，促进活性污泥的形成,(二) 指示生物作用,依据 原生动物数量、种类、优势种、个体活性与水质的相关规律。,优越性 提问:与水质分析及细菌观察、计数相比好处何在? .观察测量容易,仅需低倍显微镜即可活体观察,通常污水处理厂每天都要对本厂的出水进行水质监测，若超过国家规定的标准，就要及时追查原因，以求解决。,湖南石油化工厂的曝气池中的有柄纤毛虫与BOD5统计数据,各厂情况不同，需独立总结。,

11、但有些数据当天得不到如BOD5，根据原生动物与BOD5的对应关系，则可以作出快速的判断，缩短发现问题、解决问题的时间。,快速预报,如若发现 群体的纤毛虫缩成一团 钟虫的柄脱落 纤毛虫接合生殖（即有性生殖）、或形成孢囊 表明水中？ 存在有毒物质或其他条件如温度、pH等的不适宜。,.水质毒物判断,普遍规律,有些原生动物对水中的溶解氧变化十分敏感。 如钟虫细胞前端出现气泡，运动迟缓，说明水中充氧不足，或溶氧过高、过低，水质将变坏。反之则表明溶解氧情况适中良好,.溶解氧判断,曝气池处理效果判断,原生动物在废水处理中的作用? （1）促进菌胶团絮凝作用 纤毛虫有助于活性污泥絮体的形成，纤毛虫能分泌粘性物质

12、，促使菌胶团粘连起来。有的纤毛虫还能分泌粘蛋白，能把絮凝物再联接起来。 （2）吞噬游离细菌和微小颗粒 原生动物能大量吞噬游离细菌或微小的有机颗粒和碎片,可显著改善排水水质。 （3）分解代谢废水中的有机物 原生动物不仅能吞噬游离细菌和废水中的有机颗粒，而且也能直接分解代谢一些可溶性的有机化合物,对废水生物处理系统的处理能力作出积极贡献。 （4）作为指示生物 因为原生动物个体比细菌大，生态特点也容易在显微镜下观察，而且不同种类的原生动物都有各自所需的生境条件，所以哪一类原生动物占优势，也就反映出相应的水质状况。国内外都把原生动物当做废水处理的指示性生物，并利用原生动物的变化情况来了解废水处理效果及

13、废水处理中运转是否正常。,藻类,分类（11门）：蓝藻门、裸藻门、绿藻门、轮藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、红藻门、褐藻门、隐藻门。,特征：原核生物（蓝藻）、真核生物,繁殖：有性生殖、无性生殖,分布：很广（江、河、湖、海、温泉、土壤、岩石、树干）,藻类各门特征,蓝藻门Cyanophyta（蓝细菌） 有叶绿素a、类胡萝卜素等，吸收二氧化碳，无机盐和水，合成有机物供自身营养，并放出氧气。 在污水处理，水体自净中起积极作用。在氮、磷丰富的水体中生长旺盛，可作水体富营养化的指示生物。色球藻纲微囊藻属和腔球藻属可引起富营养化水体发生水华。藻殖段纲鱼腥藻属可引起富营养化水体发生水华。,裸藻门（Eugl

14、enophyta）,不具细胞壁；有鞭毛能运动，具有叶绿体，呈鲜绿色。,主要生长在有机物丰富的静止水体或缓慢的流水中，对温度的适应范围广，在25繁殖最快，大量繁殖时形成绿色、红色或褐色的水华（水花），是水体富营养化的指示生物。,绿藻门（Chlorophyta）,形体多样，有单细胞的个体、群体和丝状体。,在流动的和静止的水体、土壤表面和树干都能生长。,小球藻和栅藻富含蛋白质可供人食用和作动物饲料。绿藻在水体自净中起净化和指示生物的作用,绿藻门,水绵属,团藻属,衣藻属,轮藻门（Charophyta）,卵配生殖，在淡水和半咸水中生长。,轮藻受精卵化石可作地层鉴定和陆地勘探的依据。,轮藻门的轮藻属可熏烟

15、驱蚊，有轮藻生长的水中没有孑孓生长。,金藻门,形体多样，有个体和群体。,具有一根或二根鞭毛，少数有三根鞭毛。体内叶黄素和胡萝卜素占优势，藻体呈显黄绿色和金棕色。,多数为淡水产，在寒冷季节大量繁殖，是重要的浮游藻类。,黄群藻,等鞭金藻科,黄藻门,细胞壁大多数有两个半片套合组成，含多量的果胶质，体内含a、c、胡萝卜素。,附着或浮游生活。,借不动孢子和游动孢子进行无性生殖，少数属有性生殖。,绝大多数为淡水产。,黄管藻（蛇胞藻）Ophiocytium spp.,硅藻门,为单细胞，形体像小盒，有上壳和下壳组成。壳面上花纹的排列方式是分类的依据。,细胞壁有硅质和果胶质组成。藻体呈黄绿色和黄褐色。,繁殖方式

16、为纵分裂和有性生殖。,分布很广，有明显的区域种类，受气候、盐度和酸碱度的制约。有的种可作土壤和水体盐度、腐殖质含量和酸碱度的指示生物。浮游和附着的种都是水中动物的食料，硅藻对水体生产力起重要作用。,小环藻 Cyclotella spp.,甲藻门,多为单细胞的个体，呈三角形、球形、针型，前后或左右略扁，前、后端常有突出的角。多数有细胞壁，少数种为裸型的。,藻体呈棕黄色或黄绿色，偶尔红色。,繁殖为裂殖。在淡水、半咸水、海水中都能生长。多数甲藻对光照强度和水温范围要求严格，在适宜的光照和水温条件下，甲藻在短期内大量繁殖，造成海洋“赤潮”。生活在淡水的甲藻喜在偏酸性水中生活。水中含腐殖质酸时，常有甲藻

17、存在。,甲藻是重要的浮游藻类之一，甲藻死后沉在海底形成生油地层中的主要化石。,夜光藻 Noctiluca scintillans,褐藻门,褐藻比较高级，色素体含有叶绿素a、c、胡萝卜素、叶黄素。,藻体呈橄榄色和深褐色。见如海带、昆布、 巨藻属、马尾藻属、裙带菜、鹿角菜 等。,海带属和裙带菜含碘量高，可供食用。,红藻门,色素为红藻藻红素和红藻藻蓝素。,绝大多数红藻为海产，少数为淡水产。,大部分红藻可提取琼脂，供食用、医药用及制生化试剂。,红藻门,麒麟菜 Eucheuma spp.,病毒,病毒：非细胞型+专性寄生+微生物 寄生在微生物中的病毒特称噬菌体。 （一）、形态和大小 形态多种多样,直径只有

18、30nm,1nm=10-9m,只能用电子显微镜观察（1018万倍）,H5N1病毒,H1N1病毒,没有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核以及各种细胞器 经典病毒 （包膜+）蛋白质衣壳+核酸+极少量(或没有)酶蛋白；,非细胞型+专性寄生+微生物病毒,包膜来自寄主的细胞膜,RNA或DNA,逆转录酶蛋白,非细胞型,1、噬菌体的繁殖,病毒粒子并无个体的生长过程，而只有其两种基本成分的合成和装配，即： 核酸复制+蛋白质合成核蛋白（病毒粒子）,噬菌体的繁殖一般可分五个阶段，即 吸附 侵入 增殖（复制与生物合成） 成熟（装配） 裂解（释放）,尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性 受体接触，可触发尾丝散开，附着 在受体上

19、，随之把刺突、基板固定,（1）吸附,病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性，相互 间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范得华力。,（2）侵入,吸附,尾钉固着,尾鞘收缩,尾管穿入,DNA注入,尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖， 使细胞壁产生小孔；尾鞘收缩， 核酸通过中空的尾管压入胞内， 蛋白质外壳留在胞外；,（3）增殖,病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。,（4）成熟（装配）,T4噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程,（5）裂解（释放）,吸附,侵入,早期：病毒特异性酶的合成,病毒核酸复制,病毒结构蛋白质合成,装配,释放,病毒大分 子合成

20、,噬菌体效价的测定,效价（噬菌斑形成单位数、感染中心数）：每ml样品中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。,测定方法： 斑点试验法、液体稀释管法、单层平板法、 双层平板法、快速玻片法,噬菌斑数=试样中噬菌体数,双层平板法,2、一步生长曲线,实验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,避免二次吸附；细菌群体被噬菌体同步感染。 实验过程（自然裂解）: 敏感菌10ml Phage 1ml 混匀，5min,使之吸附 离心或用抗phage血清处理, 去除过量phage 高倍稀释,吸附phage的菌悬液(避免多次吸附) 37培养,定时取样,定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。,取样人为裂解处理（每5min） 样

21、品中加入氯仿裂解细胞,24-48h,裂解液加入敏感菌液中,适当稀释混合液,涂布于琼脂培养基上,计数噬菌斑,噬菌斑: 概念：将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑，称为噬菌斑。(每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。) 应用: 噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。,噬菌斑形成的过程和原理是：噬菌体侵染敏感细胞后，释放子代噬菌体，通过培养基扩散到四周细胞，继续侵染，引起连锁细胞裂解，从而形成形态和大小不同的空斑。,以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标,绘制成的曲线为一步生长曲线。 可分以下阶段：

22、潜伏期 裂解期 稳定期,潜伏期：从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放 新的噬菌体之前的这段时期.曲线平行于横轴，噬菌体数无变化.样品中无游离的噬菌体。(潜伏期前的噬菌斑数是噬菌体数,也就是感染噬菌体的细菌数). 裂解期：曲线直线上升,子代噬菌体不断释放到培养基中,直到达到一个极限. 稳定期:感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。,裂解量:每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的 平均数。 稳定期噬菌斑数 裂解量 = 潜伏期噬菌斑数 不同的噬菌体或同种噬菌体感染敏感菌后所释放的噬菌体数不同,与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及环境因数有关。,朊病毒 （朊ruan，蛋白质的旧称）,疯牛病,正常蛋白质,蛋白质病毒,？,提问：？ 没有独立酶系统，寄生繁殖。繁殖生物。 如艾滋病毒,专性寄生,温和噬菌体 重组并长期潜伏溶源细菌,烈性噬菌体 繁殖破裂宿主,自然界细菌多数都是溶源性细菌,溶源转化：在一些诱导因子（如射线、化学诱导剂）作用下，溶源性细菌中的病毒核酸会脱离寄主，从而变为烈性噬菌体，大量复制，分裂寄主细胞。自然