03 第三章 真核微生物.pptx

第1页：第3章 真核微生物

第3章 真核微生物

• 3.1 原生动物
• 3.2 微型后生动物
• 3.3 藻类
• 3.4 真菌

第2页：第3章 学习目标

学习目标

• 掌握原生动物、胞囊的概念与一般特征
• 掌握原生动物在废水处理中的作用
• 熟悉与水污染相关的微型动物
• 熟悉藻类的一般特征及分门
• 了解藻类各门的特征以及与水体富营养化的关系
• 熟悉真菌中与废水生物处理相关的类别
• 掌握酵母菌和霉菌的一般特征
• 了解霉菌的常见属

第3页：3.1 原生动物的内容框架

3.1 原生动物

• 3.1.1 原生动物的一般特征
• 3.1.2 原生动物的分类及各纲简介
• 3.1.3 原生动物的胞囊

第4页：原生动物的名称由来

• 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10～300μm之间，在光学显微镜下才能看见，在水处理中归入微生物范畴

第5页：池塘水滴中的原生动物

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 paramecium

第6页：原生动物与人类的关系

原生动物和人类的关系

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第7页：原生动物的概念与细胞结构

3.1.1 原生动物的一般特征

1. 概念

原生动物是动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物

2. 形态和细胞结构

形体微小，10～300μm；单细胞动物；无细胞壁，有细胞质膜、细胞质，有核膜

3. 具有细胞器

胞口、胞咽、食物泡、吸管

摄食、消化、营养

收集管、伸缩泡、胞肛

排泄

鞭毛、纤毛、刚毛、伪足

运动和捕食

眼点

感觉

第8页：原生动物的营养与繁殖

4. 营养类型

1. 全动性营养
2. 植物性营养
3. 腐生性营养

5. 繁殖方式

无性生殖

二分裂（鞭毛虫、变形虫）；出芽生殖（吸管虫）；多分裂（寄生孢子虫）

有性生殖

当环境条件差时出现有性生殖

第9页：原生动物的二分裂

原生动物的繁殖方式：横二分裂、纵二分裂

第10页：原生动物的分类

2.1.2 原生动物的分类

• 鞭毛纲
• 肉足纲
• 纤毛纲
• 孢子纲

前三纲在生物废水处理中起重要作用。

第11页：鞭毛纲

3.1.2.1 鞭毛纲

• 具有一根或多根鞭毛
• 营全动性、植物性和腐生性
• 多数个体生活，少数群体生活
• 自然水体中：喜在多污带和α-中污带生活
• 污水处理中：在污泥培养初期或污水处理效果差时出现，可作指示生物，如「钟罩虫」（钟罩藻属）、「眼虫」（裸藻）、滴虫

第12页：鞭毛纲代表种类图

本页源文件未提取到文字内容，仅有图片（原文仅存页码12），位于鞭毛纲与夜光虫两页之间。建议对照原课件图片补充本页要点说明。

第13页：夜光虫与赤潮

夜光虫：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。

第14页：肉足纲

3.1.2.2 肉足纲

• 形体小，无色透明
• 机体表面仅有细胞质形成的一层薄膜，无固定形态
• 无胞口和胞咽等结构
• 摄食和运动胞器：伪足
• 营全动性营养，行无性生殖（变形虫）
• 自然水体中：喜在α-中污带和β-中污带生活；污水生物处理中：在污泥培养中期出现

第15页：变形虫的摄食与分裂

变形虫：二分裂（示细胞核）、吞噬的硅藻、捕食草履虫

第16页：太阳虫的捕食

太阳虫：捕食、食物泡

第17页：肉足纲代表种类图

本页源文件未提取到文字内容，仅有图片（原文仅存页码17），位于太阳虫与纤毛纲两页之间。建议对照原课件图片补充本页要点说明。

第18页：纤毛纲

3.1.2.3 纤毛纲

• 以纤毛作为运动和摄食的细胞器
• 营全动性营养
• 分裂生殖、结合生殖
• 运动速度快，200～1000μm/s

类型：游泳型纤毛虫、固着型纤毛虫、吸管虫。按出现的污化带（α-中污带、β-中污带、寡污带）与污泥培养期不同，可作为处理效果好坏的指示生物。

第19页：纤毛纲类型图

本页源文件未提取到文字内容，仅有图片（原文仅存页码19），位于纤毛纲概述与草履虫两页之间。建议对照原课件图片补充本页要点说明。

第20页：游泳型纤毛虫：草履虫

游泳型纤毛虫——草履虫

第21页：固着型纤毛虫：钟虫

固着型纤毛虫——钟虫

第22页：吸管虫

吸管虫

第23页：原生动物的胞囊

3.1.3 原生动物的胞囊：休眠、胞囊

第24页：胞囊的形成过程

胞囊是原生动物抵抗不良环境的一种休眠体。

形成过程：

1. 环境条件变坏：水干枯、水温和pH过高或过低、DO不足、缺乏营养、排泄物积累过多
2. 形态、结构改变：虫体变圆，细胞器缩入体内或消失，胞内水分排出，虫体缩小，伸缩泡消失，分泌胶状物质，形成胞壳
3. 环境条件变适宜：胞壳破裂，恢复虫形

应用：判断污水处理运行不正常。

第25页：3.2 微型后生动物

3.2 微型后生动物

• 3.2.1 轮虫
• 3.2.2 线虫
• 3.2.3 寡毛类动物
• 3.2.4 浮游甲壳类

第26页：后生动物的概念

后生动物

• 后——后（单细胞生物）出生，也称多细胞动物
• 在水处理工作中常见的后生动物主要是多细胞的无脊椎动物，包括轮虫（微生物）、甲壳类动物和昆虫幼虫等

第27页：轮虫的形态

3.2.1 轮虫（Rotifer）

1. 形态

• 形体微小，长约4～4000μm，多为500μm左右
• 头部：有一个由1～2圈纤毛组成能动的轮盘——运动和摄食的器官；咽内有咀嚼器
• 躯干：呈圆筒形，背腹扁宽具刺，表面有透明的角质甲膜
• 尾部：末端有分叉的趾，趾内有腺体分泌的粘液

第28页：轮虫的生殖与指示作用

轮虫（续）

• 2. 生殖方式：雌雄异体，多为孤雌生殖
• 3. 营养方式：大多数是杂食性
• 4. 生活环境：沼泽、池塘、浅水湖泊和深水湖的沿岸
• 5. pH：中性、偏碱性和偏酸性，最适pH＝6.8

轮虫在自然水体中喜在寡污带生活；污水生物处理中在污泥培养后期出现，是污水生物处理效果好的指示生物。

第29页：线虫

3.2.2 线虫（Nemato）

1. 形态：长形，形体微小（＜1mm）
2. 结构：前端口上有感觉器官，体内有神经系统，消化道为直管，食道由辐射肌组成
3. 营养类型：腐食性、植食性和肉食性
4. 生殖方式：雌雄异体，卵生
5. 生活方式：自由生活为主，少数是寄生
6. 运动方式：以两侧的纵肌交替收缩，作蛇状的拱曲运动
7. 呼吸类型：好氧、兼性厌氧

线虫是污水净化程度差的指示生物。

第30页：寡毛类动物

3.2.3 寡毛类动物

特点：身体细长分节，每节两侧长有刚毛，靠刚毛运动。

颤蚯蚓和水丝蚓是河流、湖泊底污泥污染的指示生物。

第31页：浮游甲壳动物

3.2.4 浮游甲壳动物

• 水生动物，营浮游生活。捕食方式为滤食性和肉食性，是鱼类的基本食料
• 典型代表水蚤：血液中含血红素，DO高时血红素含量低；DO低时血红素含量则高。以此可判断水体的清洁程度

第32页：甲壳类动物的应用

甲壳类动物以细菌和藻类为食料。

应用：去除氧化塘中过多的藻类。但它们若大量繁殖，可能影响水厂滤池的正常运行。

代表：介虫、虾、沙蚕

第33页：3.3 藻类的内容框架

3.3 藻类

• 3.3.1 藻类的一般特征
• 3.3.2 藻类的分类及各门特征简介

第34页：藻类的一般特征

3.3.1 藻类的一般特征

• 在植物学上被列为藻类植物，大多属于浮游植物，是水族的主要食物
• 色素：叶绿素a、b、c、d，β-胡萝卜素、叶黄素；进行光合作用
• 营养型：光能自养型（少数种短时期可腐生）
• 环境影响因子：最适宜温度25～40℃，最适pH 6～8
• 已发现22000种，估计只是总数的十分之一
• 根据形、色、结构等，将藻类分为十门，其中蓝藻门即蓝细菌

第35页：赤潮与水华

赤潮（red tide）　水华（water bloom）

第36页：裸藻门

3.3.2.1 裸藻门（Euglenophyta）　淡水藻

• 大多为个体（直径＞10μm），裸——不具细胞壁
• 柄裸藻属以胶柄相连成群体，附着于浮游动物身上
• 鲜绿色，有1根鞭毛（游动），有感光眼点，俗称「眼虫」
• 动植物在12亿年前以此分化

第37页：裸藻与水华

裸藻大量繁殖时形成水华，是水体富营养化的指示生物。

第38页：绿藻门

3.3.2.2 绿藻门（Chlorophyta）

• 8000多种，绿色
• 形态：有细胞壁，群体或个体，具2～4根等长的鞭毛，大多为淡水藻
• 常见属：新月藻、鼓藻属、栅藻属、盘星藻属、团藻属、水绵、小球藻、衣藻、双星藻属

第39页：绿藻的应用

应用

• 小球藻和栅藻富含蛋白质，可供人食用及作动物饲料
• 绿藻可作藻类生理生化研究的材料、宇宙航行的供氧体，可制藻胶
• 可净化水体和作指示生物

第40页：轮藻门

3.3.2.3 轮藻门（Charophyta）

• 轮——有节，节上有轮生的分支
• 特点：富集碳酸钙，是陆生植物的祖先
• 高可达50cm
• 250种，全为淡水种

第41页：轮藻的应用

应用

• 轮藻属可熏烟驱蚊
• 轮藻受精卵可作地层鉴定和陆地勘探的依据

第42页：金藻门

3.3.2.4 金藻门（Chrysophyta）

• 金——藻体呈现黄绿色和金棕色（叶黄素和α-胡萝卜素占优势）
• 形态：群体，具有一或二根鞭毛；300个属，600多种
• 常见属：鱼鳞藻属、合尾藻属
• 其水华为金褐色，常见于较清澄的湖泊、水库中

第43页：黄藻门

3.3.2.5 黄藻门（Xanthophyta）

• 形态：丝状，细胞壁由两个半片套组成
• 不等长鞭毛，淡水藻
• 常见：黄丝藻属

第44页：硅藻门

3.3.2.6 硅藻门（Bacillariophyta）

• 硅——细胞壁中富含硅
• 单细胞，形状各异；特征为由上下壳组成，如盐水中的舟形硅藻
• 颜色：黄绿色和黄褐色

第45页：硅藻的应用

应用

• 可作土壤和水体盐度、腐殖质含量和酸碱度的指示生物
• 硅藻土可作过滤剂和绝缘剂

第46页：甲藻门

3.3.2.7 甲藻门（Pyrrophyta）

• 甲——「盔甲」，具（纤维素成分）褶皱外壳、角状突起与腰带
• 颜色：棕黄色或黄绿色，偶尔红色
• 多为海水藻，如多甲藻，可引起赤潮

第47页：褐藻门与红藻门

3.3.2.8 褐藻门（Phaeophyta）

1. 结构和形体：多细胞，形体大
2. 含叶绿素a、c，β-胡萝卜素，叶黄素，藻体呈橄榄色和深褐色
3. 贮存物：水溶性褐藻淀粉、甘露糖、油类、还原糖
4. 应用：含碘量高的可食用，如海带、裙带菜

3.3.2.9 红藻门（Rhodophyta）

1. 色素：红藻藻红素和藻蓝素
2. 贮存物：红藻淀粉、红藻糖
3. 多数生活在海水中
4. 应用：可提取琼脂，供食用、医药用及制生化试剂

第48页：3.4 真菌的内容框架

3.4 真菌

• 3.4.1 酵母菌
• 3.4.2 霉菌
• 3.4.3 伞菌

第49页：真菌的界定

3.4 真菌

• 真——真核生物（真核微生物还包括真核藻类和原生动物）
• 菌——类似细菌（有细胞壁、化能异养）
• 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）

第50页：真菌的三大类群

真菌的三大类群：

单细胞个体

酵母菌

单、多细胞丝状

霉菌

大型多细胞分化型

蘑菇菌

酵母菌和霉菌、食用菌在有机废水及固体废弃物处理中起着重要作用。

第51页：酵母菌的概念

3.4.1 酵母菌：酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。

第52页：发酵型酵母菌

酵母菌分为发酵型和氧化型两种。

发酵型（个体型）：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（4000年的应用历史）。

第53页：氧化型酵母菌

氧化型（假丝型）：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。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。

第54页：酵母菌的大小和形态

3.4.1.1 大小和形态

• 大小：1～5μm×5～30μm
• 形态：卵圆形、圆形、圆柱形、假丝状

第55页：酵母菌的无性繁殖

3.4.1.2 酵母菌的繁殖

• ① 无性生殖——芽殖、二分裂
• 若母子不断相连则形成假丝状
• 一个成熟的酵母细胞一生中靠芽殖可产生9～43个子细胞

第56页：酵母菌的有性繁殖

② 有性繁殖：（营养充分）有丝分裂 → 二倍体 → 正常细胞（酿造业）；（营养贫乏）减数分裂 → 质配、核配 → 二倍体（环保业）

第57页：酵母菌的培养特征

3.4.1.3 酵母菌的培养特征

• ① 菌落特征：表面湿润而粘滑、白色或红色、比细菌菌落大
• ② 液体培养特征：在培养基液面上形成薄膜或沉淀于瓶底（发酵型酵母菌产生二氧化碳气体使培养基表面充满泡沫）

第58页：酵母菌的生产应用

3.4.1.4 生产应用

• 酿酒酵母（啤酒酵母）：除酿造啤酒、酒精及其他饮料酒以外，又可发酵制作面包，可食用、药用和作饲料酵母
• 假丝酵母：可将石蜡氧化成柠檬酸、反丁烯二酸、α-酮戊二酸，且收获酵母菌体作饲料
• 球拟酵母属、白色假丝酵母属等：可将石油脱蜡，降低石油的凝固点
• 假丝酵母、粘红酵母：炼油厂含油、含酚废水的生物处理
• 可生物处理淀粉废水、柠檬酸残糖废水和油脂废水及味精废水；可监测重金属

第59页：霉菌的概念与食品应用

3.4.2 霉菌：真核、无叶绿素的菌丝体生物。

应用：食品工业制酱（制曲——白酒、米酒等；酿造酱油、豆瓣酱、豆腐乳、臭豆腐等）

第60页：霉菌的工业应用与危害

发酵工业：用霉菌生产酒精、有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等）、抗生素（如青霉素、灰黄霉素）、酶制剂（如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等）、维生素及固体激素等。

危害

致病、引起污泥膨胀

废水处理

含氰化物废水、亚硝酸盐废水。分解无机氰化物（CN^-）的能力强，对废水中氰化物的去除率达90％以上；有的霉菌还可处理含硝基化合物废水

第61页：霉菌的形态和大小

3.4.2.1 霉菌的形态和大小

霉菌是由分支的和不分支的菌丝交织形成的菌丝体。

营养菌丝

伸入培养基内或匍匐蔓生在培养基表面，摄取营养和排除废物

气生菌丝

生长在培养基上方的空气中，长出分生孢子梗和分生孢子

大小：直径约3～10μm。

第62页：霉菌的细胞结构

3.4.2.2 结构

• 多核多细胞霉菌：大多数为多细胞（菌丝内有横隔膜）
• 多核单细胞霉菌：少数为单细胞（菌丝内没横隔膜）

第63页：霉菌的繁殖方式

3.4.2.3 霉菌的繁殖方式

• 方式：无性孢子生殖和有性生殖（有性生殖与酵母菌类似）
• 其他形式：菌丝片段
• 过程：形成孢子囊 → 孢子成熟 → 释放（形似蒲公英）

第64页：霉菌的菌落特征

3.4.2.4 霉菌的菌落特征

• 菌落较大，是细菌菌落的几倍到几十倍
• 菌落呈圆形、绒毛状、絮状或蜘蛛网状
• 菌落较疏松，易用接种环挑取
• 产生水溶性和非水溶性色素，水溶性色素溶于培养基使菌落背面呈现颜色

举例：灰黄青霉、产黄青霉、黑曲霉的菌落

第65页：霉菌的应用价值

3.4.2.5 霉菌的应用价值

• 发酵工业：生产酒精、有机酸、抗生素、制酶剂、维生素及甾体激素等
• 发酵饲料、生产农药
• 处理含氰废水及含硝基化合物废水

第66页：毛霉属

3.4.2.6 常见霉菌　1. 单细胞霉菌（3个属）

① 毛霉属（逐级分枝）

• 白色，高产蛋白酶
• 应用：制作腐乳和豆豉，有的种用于生产柠檬酸
• 危害：能引起谷物、果品、蔬菜等的腐败

第67页：根霉属

② 根霉属（假根处分枝）

• 高产淀粉水解酶
• 与毛霉区别：根霉有假根和匍匐菌丝
• 应用：作为糖化菌（淀粉水解），用根霉和酵母菌混合作为酒曲；工业上还用于生产乳酸、延胡羧酸、丁烯二酸等物质
• 危害：引起馒头等淀粉食品发霉

第68页：绵霉属

③ 绵霉属（生物体表寄生菌）

第69页：青霉属

2. 多细胞霉菌（6属）

① 青霉属

• 菌落呈密毡状或松絮状，大多为灰绿色
• 分生孢子梗具横隔，顶端不膨大，呈扫帚状
• 危害：引起谷物、皮革及水果腐烂。岛青霉可产生毒素使米发生霉变，称之为「岛青霉黄变米」
• 应用：生产青霉素、有机酸和酶制剂

第70页：小资料：青霉素

小资料：青霉素

青霉素是抗菌素的一种，是从青霉菌培养液中提制的药物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素的发现者是英国细菌学家弗莱明（1928年）。1935年，英国牛津大学生物化学家钱恩和物理学家弗罗里对弗莱明的发现大感兴趣：钱恩负责青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化，使其抗菌力提高了几千倍；弗罗里负责对动物观察试验。青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命。为表彰这一贡献，弗莱明、钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生理学奖。

第71页：曲霉属

② 曲霉属

• 菌丝体发达，具隔膜，多分枝，多核，无色或有明亮的颜色
• 分生孢子梗顶端膨大成为顶囊，呈球形、洋梨形或棍棒形；孢子有色（红、黑、黄、绿、褐等）
• 应用：生产淀粉酶、蛋白酶、果胶酶等酶制剂和有机酸
• 危害：产生黄曲霉素

第72页：曲霉的形态图

曲霉

第73页：小资料：黄曲霉素

小资料：黄曲霉素

黄曲霉素是目前发现的化学致癌物中最强的物质之一，主要引起肝癌，还可诱发骨癌、肾癌等。有人曾做过实验，用含黄曲霉素的玉米饲养老鼠，一年以后可诱发肝癌。黄曲霉素主要存在于被其污染过的粮食、油及其制品中，例如黄曲霉污染的花生、花生油、玉米、大米、棉籽中最为常见，在干果类食品如胡桃、杏仁、榛子、干辣椒中，在动物性食品如肝、咸鱼中以及在奶和奶制品中也曾发现过。水果、蔬菜放久了也会产生黄曲霉素，即使去掉了变质部分也不能完全消除其危害。

第74页：镰刀霉属

③ 镰刀霉属

• 镰刀——孢子囊形状呈镰刀形、长柱形、球形，有多细胞与单细胞之分
• 应用：处理含氰废水，少数种可利用石油生产蛋白酶和用作害虫的生物防治

第75页：木霉属

④ 木霉属（又称绿霉菌）

• 木——分解纤维素和木质素的能力较强
• 分生孢子梗对生的或互生的分支，还可二级或三级分支
• 产纤维素酶和木质素酶
• 应用：1. 纺织行业（去毛刺、柔软）；2. 植物破壁（酿酒、药物提取、饲料添加剂）

第76页：交链孢霉属

⑤ 交链孢霉属

• 交链——孢子囊链式相连
• 单个孢子呈纺锤形，有横和竖的隔膜将孢子分隔呈砖壁状
• 危害：霉腐、致癌、过敏性鼻炎

第77页：地霉

⑥ 地霉

• 节孢子，单个或连接成链
• 应用：白地霉饲料（菌体蛋白营养价值高，可食用或作饲料）
• 处理酒糟废水

第78页：伞菌

3.4.3 伞菌

• 伞菌有食用菌、药用菌和毒菌，多数进行有性生殖
• 无毒的有机废水可用于培养食用菌的菌丝体，经通入空气培养一定时间后长成子实体，将其转移至由固废制成的固体培养基中可长成蘑菇

第79页：原核与真核微生物的区别

原核微生物与真核微生物的区别

第80页：第3章小结

本章小结

• 原生动物是动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物，因其体形微小（10～300μm），环境微生物学将其归入微生物学范畴。它无细胞壁，有分化的细胞器司不同的生理功能。与废水生物处理有关的有纤毛纲、肉足纲和鞭毛纲，它们可以作为水体净化和废水处理的指示生物
• 微型后生动物是形体微小、须借助光镜才能观察到的多细胞动物，包括轮虫、线虫、寡毛类、浮游甲壳类
• 藻类具有叶绿素，光能自养型，分10个门。有些种类能引起水华和赤潮
• 真菌有单细胞和多细胞，包括酵母菌、霉菌及各种伞菌，可用于有机废水和有机固废的处理