水处理生物学-第四章

微生物的分类微生物原核细胞生物古菌域细菌域动物真菌原生动物真核细胞生物－－真核生物域微型后生动物酵母菌藻类（显微藻类）伞菌（覃菌）霉菌细胞结构微生物非细胞结构微生物——病毒界鞭毛纲纤毛纲第四章真核微生物第一篇水处理生物学学基础•真核生物是所有单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生物的总称；是一大类细胞核具有核膜，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多种细胞器的生物。•真菌、显微藻类和原生动物等属于真核生物类的微生物，称为真核微生物真核微生物概述比较：原核微生物和真核微生物原核微生物细胞无细胞核，只有原始核或拟核；真核微生物细胞的主要特征是有细胞核和细胞器及复杂的内膜系统。原核生物细胞无核膜，有一个明显的核区，核区集中了主要遗传物质，由一条与类组蛋白相联系的双链DNA构成的染色体组成。真核生物细胞则是由一条或一条以上的双链DNA与组蛋白等结合成的染色体，并由核膜包围。核、核膜、染色体原核细胞没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶如呼吸酶合成酶等位于细胞膜上，因此它的能量代谢在质膜上进行。真核细胞不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有专用的细胞器来完成各项生理功能，如线粒体、叶绿体。代谢场所原核细胞和真核细胞的区别典型的真核细胞结构（动物）典型的真核细胞结构（植物）无论是真核细胞还是原核细胞、动物细胞还是植物细胞，它们都具有细胞质膜、DNA和RNA、核糖体等等，各种细胞都可以通过一分为二的分裂方式来形成新细胞，使生命得以延续。第一节原生动物一、原生动物的一般特征•1.概念动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。动物学中列为原生动物门。淡水阿米巴（变形虫）•2.大小10～300µm•3.细胞结构单细胞生物，无细胞壁，有细胞膜、细胞质，有分化的细胞器，细胞核有核膜细菌、病毒的大小？4.功能有独立生活的生命特征和生理特征。如：摄食、营养、呼吸、排泄、生长、繁殖、运动即对刺激的反应等各种功能由相应的细胞器执行。•5.原生动物的营养类型（1）全动性营养－－绝大多数吞食其他生物和有机颗粒为食（2）植物性营养有色素的原生动物如绿眼虫等，进行光合作用。（3）腐生性营养某些无色鞭毛虫或寄生的原生动物，借助体表的原生质膜吸收环境和寄主中的可溶性有机物。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。6.原生动物的繁殖原生动物的繁殖营养丰富、环境良好的条件下,大量繁殖。分为有性生殖和无性生殖。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二、原生动物的分类根据细胞器和其他特点分为四个纲：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲和。将原吸管纲并入纤毛纲。动物学分类：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲（包括吸管纲）及孢子纲孢子纲。鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲存于水中，在废水生物处理中起到重要作用；而孢子纲中的孢子虫寄生在人体和动物体内，可随粪便排到污水中，需要消灭具有一根或多根鞭毛；有三种营养类型：全动性营养、植物性营养和腐生性营养。大小从几微米到几十微米，可依据形态和运动方式辨认。鞭毛纲在自然水体中，鞭毛虫喜欢在多污带和α－中污带生活。活性污泥培养初期或处理效果差，鞭毛虫大量出现，可作为污水处理的指示生物。P261代表动物——眼虫（Euglena）生活在有机物质丰富的水沟、池沼或缓流中。温暖季节可大量繁殖，常使水呈绿色。眼虫体呈绿色，梭形，长约60μm，前端钝圆，后端尖。眼虫在运动中有趋光性，这是因为在鞭毛基部紧贴着储蓄泡有一红色眼点，靠近眼点近鞭毛基部有一膨大部分，能接受光线，称光感受器。鞭毛纲－夜光虫鞭毛纲－小眼虫眼虫遇到障碍物会轻松地改变形状肉足纲机体表面仅有细胞质形成的一层薄膜。形体小，无色透明，多没有固定形态。叫变形虫。少数呈球形，有伪足。形成伪足作为运动和摄食的细胞器。全动性营养。•肉足纲可分为两个亚纲，即根足亚纲和辐足亚纲图4太阳虫图1.淡水阿米巴（变形虫）图2，动态中的食物泡.食物泡中充满了酶，用来消化猎物。图3.细胞核，还能看到许多不同阶段的食物泡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变形虫食性广，单细胞藻类、细菌、小原生动物、真菌、有机碎片等皆是它们的食物。变形虫生命力强，在条件不好时，可以形成一个包囊(休眠体)度过难关。在污水生物处理系统中，变形虫在活性污泥培养中期出现。纤毛纲纤毛纲的原生动物叫纤毛虫。有游泳型和固定型两种以纤毛作为运动和摄食的细胞器。是原生动物中最高级的一类，有固定的、结构细致的摄食细胞器。纤毛虫草履虫喇叭虫游泳型纤毛虫，属全毛目钟虫固着型纤毛虫，属缘毛目，虫体呈典型的钟罩形，故称钟虫类。钟虫类的虫体在不良环境中发生变态，运动前进方向由向前运动改为向后运动草履虫固着型纤毛虫—钟虫固着型纤毛虫—钟虫纤毛纲中的游泳型纤毛虫多在中污带，少数在寡污带。污水生物处理中，在活性污泥培养中期或在处理效果较差时出现。固着型纤毛虫，喜在寡污带生活，是水体自净程度高、污水生物处理好的指示生物。三、原生生物的胞囊形成原因•环境条件变坏，可以使原生动物不能正常生活而形成胞囊。•环境变坏指：如水干枯、水温和pH值过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物积累过多，废水中的有机物浓度超过它的适应能力等。所有原生动物在污水生物处理中起到指示生物的作用。一旦形成胞囊，就可判断污水处理不正常第二节微型后生动物原生动物以外的多细胞动物叫后生动物。形体微小的，需借助显微镜观察的后生动物称为微型后生动物。如：轮虫、线虫、寡毛虫等轮虫轮虫的形态长度4～4000µm，多数在500µm左右；身体为长型，分头部、躯干和尾部，头部有纤毛组成的能转动的轮盘。轮盘是运动和摄食器官。轮虫大多数以细菌、霉菌、藻类、原生动物及有机颗粒为食；猪吻轮虫为肉食性，在污水处理中若大量出现，会将活性污泥蚕食光。轮虫可作为水生动物的食料，如鱼饲料等生活习性轮虫要求有较高的溶解氧，是水体寡污带和污水生物处理效果好的指示生物线虫线虫的形态长型，多数在1mm以下；线虫前端口上有感觉器官，体内有神经系统，有消化道和食道。荧光显微镜下的秀丽线虫线虫有三种营养类型：腐食型、植食型和肉食型；线虫有寄生和自由活动两种方式；污水处理中出现的多是自由活动的。线虫的习性污水处理中常见的线虫线虫是污水处理净化程度差的指示生物寡毛类动物污水处理中常见的的寡毛虫污水生物处理中出现的多为红斑顠体虫颤蚓和水丝蚓为河流、湖泊底泥污染的指示生物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。水蚤水蚤剑水蚤水蚤（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。苔藓虫•苔藓虫(Bryozoa=Polyzoa)是固着生活的群体动物。个体小，不分节，具体腔。体外分泌一层胶质，形成群体的骨胳。虫体前端有口，口的周围有一冠状物，称“总担”，其上生许多触手。消化道U字形，口和肛门因而靠近。无排泄和循环器官。海水、淡水均产。喜欢在较清洁的富含藻类及溶解氧充足的水体中生活。第三节藻类一藻类的一般特征1.形态大小和细胞结构形体大小和结构差异大，小的藻类只能在光学显微镜下观察；有单细胞的个体和群体，群体是若干个个体以胶质相连，大小以微米计；2.习性真核藻类具有叶绿体，光能自养，可进行光合作用；少树腐生，极少数共生。生长条件：阳光、pH4～10二藻类的分类及简介根据藻类的光合色素的种类、个体形态、细胞结构、生殖方式和生活史等分为10门：原核：蓝藻门真核：裸藻门、绿藻门、轮藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、红藻门及褐藻门金藻门裸藻门特点：（1）不具有细胞壁（2）有鞭毛，能运动（3）多数具有叶绿体（4）繁殖方式为纵裂（4）环境恶化，裸藻失去鞭毛形成胞囊但是，它也有不足之处。特别是没有反映现代生物的两个最基本和最进步类群——动物与植物的系统关系及其历史渊源。实际上，植物与动物的祖先类型不仅都可以在原生生物中找到，而且它们在原始生物中的祖先类型甚至具有一定的同一性。这种同一性在现代的一种原始生物--眼虫身上还可以找到。眼虫是一种生活在水中的单细胞原生生物。身体呈长梭形或圆柱形，前端有一个凹口，由此伸出一根鞭毛，其摆动在水中产生的反作用力能够推动身体运动；凹口的下方有一个具有感光机能的红色的眼点（眼虫的名称就因具有眼点而得）。如果把它们放在含有有机物的水中，眼虫能够靠细胞膜吸取水里的有机物“食物”，过着动物式的异养生活。这些性质使动物学家认为，眼虫是一种“原生动物”。但是同时，眼虫的细胞却又有含叶绿素的叶绿体，能够进行光合作用，自己制造营养。因此，植物学家认为，它是一种“原生植物”；由于它的细胞外面没有细胞壁，植物学家给它起了另外一个名字——裸藻。眼虫的这种“动物植物双重性”使许多科学家相信，动物与植物有共同的祖先——它很可能就是与眼虫类似的、某种生活在远古水域中的单细胞原生生物。在漫长的进化过程中，它们当中的某些个体伴随着基因组的变化加强了运动、摄食的结构和功能，同时逐步“丢失”了进行光合作用的结构和功能，最终生活方式转变成为完全的异养；另外一些个体则伴随着基因组的其它方式的变化向着完全自养的方式转变。前一种方式代表着最早的动物的产生，后一种方式代表着最早的植物的出现。原始的原生动物和原生植物分异伊始都是单细胞的，随后，它们分别向多细胞方向发展。生长环境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，大量繁殖时形成绿色、红色或褐色的水华是水体富营养化的指示生物绿藻门特点：形体多样，有单细胞体、群体、多细胞丝状体、多细胞片状体等类型；绿藻的细胞内，都具有真核，有核膜、核仁；细胞壁分两层，内层主要是纤维素组成，外层为果胶质，常常粘液化。多含叶绿素a、b，也含有叶黄素、泥黄素等；贮藏物为淀粉和油类；有无性生殖和有性生殖单细胞：衣藻石莼绿管浒苔团藻错综根枝藻刺松藻不同形状的绿藻绿藻鸡汤竹荪卷脆皮绿藻乳酪芥末绿藻珊瑚花小球藻和栅藻富含蛋白质，可作为食品绿藻是藻类生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧体绿藻在水体自净中起净化和指示生物作用轮藻门具有大型顶细胞，其他特点大致与绿藻相同，也有人将其归于绿藻门。卵配生殖，在淡水和半咸水中生长轮藻可烟熏驱蚊，轮藻生长的水中无孑孓生长。硅藻门硅藻为单细胞，形体像小盒，由上壳和下壳组成；硅藻的细胞壁由硅质和果胶质组成；细胞内有一个核和两个以上的色素体。硅藻的形态硅藻的细胞有些硅藻可作土壤和水体盐度、腐殖质含量和酸碱度的指示生物；是水中动物的食料。甲藻门甲藻多为单细胞的个体；有细胞壁，细胞核大，细胞质中有大液泡；有色素体，藻体呈棕黄色或黄绿色甲藻在短期内大量繁殖会造成海洋“赤潮”甲藻死后沉在海底形成生油地层中的主要化石褐藻门海带属、裙带属含碘量高，可供食用红藻门江篱属、石花菜属、麒麟属可提取琼脂，供食用、医药用及制生化试剂江篱石花菜海带裙带第四节真菌概述•真菌(Fungi)分布广泛，类群庞大，形态差异极大，约有十几万种。•菌体形态大小差别很大。•生殖方式为无性或有性，同宗或异宗配合。生活循环简单或复杂。•生活习性，兼性或专性腐生，寄生或共生。•在有机物的生物处理中起积极作用。电镜下的酵母菌电镜下的红曲霉肉眼可见的蘑菇包含哪几大类?①有边缘清楚的核膜包围着细胞核，而且在一个细胞内有时可以包含多个核，其它真核生物很少出现这种现象；②不含叶绿素，营养方式为异养吸