水处理生物学第四章真核

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1、,第四章 真核生物（Eucaryote）,真核生物典型特征,？,原核细胞,无核膜 无核仁 只有核区,本章主要内容,第一节 酵母菌 第二节 霉菌 第三节 藻类 第四节 原生动物 第五节 微型后生动物 第六节 底栖动物,第一节 酵母菌（Yeast）,1 个体形态 2 细胞结构 3 酵母菌的繁殖 4 菌落形态 5 应用,酵母菌是一类单细胞真菌的俗称，分类学上分属于子囊菌纲和半知菌类。,特征:1. 个体一般以单细胞状态存在；2.多数营出芽生殖，有的裂殖；3.能发酵糖类产能；4.细胞壁常含有甘露聚糖；5. 喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。,分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表面，果园

2、土壤中与环境有关。 种类：据1982年的资料，已知的酵母有56属，500多种。酵 母菌与人类的关系极其密切。,1 个体形态 单细胞 宽15um,长530um。比细菌大。 球形、卵圆形、香肠形、柠檬形。假丝酵母菌在繁殖时，子细胞与母细胞连在一起形成链状，形成假菌丝。,2 细胞结构,细胞壁、细胞膜、细胞质及内含物、细胞核, 细胞壁：组分为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质及脂类，有的含少量几丁质 细胞质：含大量RNA、核糖体、内质网膜、线粒体和液泡,电镜下观察的正在芽殖的酿酒酵母细胞,卵形、卵圆形酵母菌细胞中有一个液泡，长形的有两个。幼龄酵母菌的液泡中不含内含物，老龄细胞中营养过剩，在液泡中出现颗粒贮藏物（

3、异染粒、肝糖粒、脂肪粒等）, 细胞核：具有核膜，形成定形核，位于细胞质中央。内有核仁和染色体。核仁内有RNA和核蛋白体。染色体上有DNA。,电镜下观察的正在芽殖的酿酒酵母细胞,3 酵母菌的繁殖,根据能否进行有性繁殖，可将酵母菌分为： 假酵母： 只有无性繁殖过程。 真酵母： 既有无性繁殖，又有有性繁殖过程。,一个母细胞形成多个芽体。一端、两端、多端,酵母菌的出芽生殖,假菌丝：芽殖迅速时，子细胞未经脱离又进行出芽，形成的串列细胞。 假菌丝的各细胞间仅以狭小的面积相连，呈藕节状。,霉菌的菌丝为真菌丝，即相连细胞间的横隔面积与细胞直径一致，呈竹节状的细胞串，称为真菌丝。,芽殖过程,裂 殖,借细胞横分裂

4、法繁殖,与细菌类似.如八孢裂殖酵母。进行裂殖的酵母菌种类较少.,掷孢子是掷孢酵母属等少数酵母菌产生的无性孢子，外形呈肾状。这种孢子是在卵圆形的营养细胞上生出的小梗上形成的。孢子成熟后通过一种特有的喷射机制将孢子射出。此外，有的酵母如Candida albicans等还能在假菌丝的顶端产生厚垣孢子（chlamydospore）。,产生掷孢子等无性孢子,有性生殖,适宜的条件下，二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子繁殖。 有性繁殖的过程：一般通过邻近的两个性亲和性不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、局部融合并形成一个通道，再经过质配、核配形成双倍体细胞接合子。接合子进行减数分裂，形成4个

5、或8个子核，每一个子核和周围的细胞质一起，在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。一般一个子囊可产生4-8个子囊孢子。孢子数目、大小、形状因种而异。,有性生殖,原细胞发育成子囊(ascus)，里面有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞,4 菌落形态,特征,比细菌大而厚，不透明，表面光滑、湿润、粘稠，易用针挑起。多呈乳白色。,？,5 应用,食用：酿酒、发面 药用：生产维生素 废水处理： 利用酵母菌处理废水 利用酵母菌从废水中提取蛋白资源,第二节 霉菌（Mould）,1 个体形态 2 霉菌的繁殖 3 群体形态 4 特性 5 应用,1 个体形态,具分枝的丝状真菌,菌丝有两

6、部分 （1）营养菌丝： 伸入营养物质内吸收养料 （2）气生菌丝： 伸入空气中形成孢子。,个体形态有两种类型,（1）单细胞类型,一个细胞形成的无隔膜菌丝，细胞质内含多个核。,（2）多细胞类型 菌丝被隔膜分成许多小段，每一小段为一个细胞。菌丝由多个细胞组成，每个细胞内有一至多个核。,霉菌的细胞结构,2 霉菌的繁殖,（1）无性繁殖（主要） 菌丝片段断裂繁殖 无性孢子（主要） （2）有性繁殖 有性孢子,霉菌的繁殖方式,菌丝片段繁殖,未经接合的菌丝,无性孢子繁殖（主要）,游动孢子 孢囊孢子 分生孢子 厚垣孢子 粉孢子（节孢子）,具1或2根鞭毛，能游动。 内生孢子。,游动孢子zoospore,孢囊孢子sp

7、orangiospore,生在孢子囊内。是内生孢子。,曲霉,着生于分化的分生孢子梗或具一定形状的小梗上。为外生孢子。,分生孢子conidiospora,厚垣孢子chlamydospore,又称厚壁孢子。由菌丝中间的个别细胞膨大，原生质浓缩、细胞壁变厚形成的休眠孢子。为外生孢子,粉孢子（节孢子）arthospore,菌丝生长到一定阶段出现许多横隔，横隔处断裂成短柱状、筒状或两端钝圆形的外生孢子,无性孢子 芽管 菌丝体,萌发,注：无性孢子在一个季节可产生许多次，数量大，具一定抗性（抗热、抗干旱）。,有性孢子繁殖（少见）,3 霉菌的培养特征,液体培养时的特征： 如果是静止培养，菌丝往往在液体表面生长

8、，液面上形成菌膜。 如果是震荡培养，菌丝可相互缠绕在一起形成菌丝球，亦可形成絮片状，与震荡震荡速度有关。,菌落特征：霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明，多呈绒毛状、絮状或网状等，菌体可沿培养基表面蔓延生长，由于不同的真菌孢子含有不同的色素，所以菌落可呈红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。,4 霉菌的特性,生长适宜温度 2030摄氏度 pH 4.56.5（酸环境）（也能在pH110 生活） 分解有机物蛋白质、脂肪、碳水化合物、木质素、纤维素,5 应用,污水中含节水霉，净水中无霉菌。 起结合生物膜的作用。 镰刀霉可有效氧化无机氰化物。 在固体废弃物的资源化及处理过程中起作用。 在活性污泥中

9、大量繁殖，可引起污泥膨胀。,第三节 藻类（Algae）,一 藻类的形态及生理特性,按形态构造、色素组成分10纲。,蓝藻（讲过） 褐藻 绿藻 甲藻 硅藻 轮藻 裸藻 红藻 金藻 黄藻,1 形态,栅列藻,盘星藻,小球藻,衣藻,几种绿藻,鼓藻,隔板硅藻,新月藻,旋星硅藻,几种硅藻,几种金藻,2 生理特性,（1）无机营养：,（2）各种藻类的主要特性,绿藻：春夏之交、秋季生长旺。微碱环境生活。 引起水体富营养化。 硅藻：春夏两季、冬季生长旺，有的能发出鱼腥气。 金藻：其中的黄群藻能发出臭味，水发苦。,二 藻类在水处理工程中的作用,1 给水工程：有一定的危害性,大量繁殖： 产生气味 水有颜色 影响过滤,如

10、何衡量水的污染程度？,衡量单位：“标准面积单位”/ml,1个“标准面积单位” = 400 um2,水源中藻类每毫升达到： （1）5001000 “标准面积单位” ，个别水用户有意见 （2）10002000 “标准面积单位” ，一般都会有意见。 （3）2000 “标准面积单位” ，有明显的臭味。,含有黄群藻的水不宜饮用。,2 排水工程：,N、P是藻类生长的关键元素。,含N、P合成洗涤剂 的水引起水体富营养化，需深度处理！,污水养殖藻类： （1）收获有营养价值的藻类(螺旋藻）。 （2）净化污水。,大量繁殖，会造成富营养化污染。,氧化塘示例：,污水,菌体,细菌 氧化作用,溶解氧,藻类 光合作用,藻类

11、群体,光,CO2+H2O+NH3,3 在天然水体自净过程中，起一定作用,第四节 原生动物 （Protozoa）,是除细菌之外很重要的一类水处理微生物！,一 原生动物的形态和生理特性 二 原生动物在废水生物处理中的作用,一 原生动物的形态和生理特性,最低等的单细胞动物,水处理中常见的原生动物分三类： 肉足类 鞭毛类 纤毛类,用一个细胞进行运动、营养、排泄、感觉等,原生动物的营养类型:,动物性营养：,吞食其它生物体（细菌、酵母菌、霉菌、藻类、比自身小的原生动物）和有机颗粒。大多数原生动物,植物性营养：,有光合色素的原生动物，在光照下，将CO2、H2O合成细胞的有机物质。在原生动物中占少数，如植物性

12、鞭毛虫。,某些无色鞭毛虫及寄生的原生动物，借助体表原生质膜吸收环境中或宿主中的可溶性有机物。,腐生性营养：,（一）肉足类（Sarcodina）,1 形态,一个细胞核； 细胞质可伸缩形成伪足（行动、营养）； 最外是细胞质形成的薄膜。,2 营养,动物性营养： 吞食细菌、藻类、有机颗粒形成食物泡,水卫生应注意 赤痢阿米巴变形虫（Endamoebahistolytica） 引起痢疾,（二）鞭毛类（Mastigophora）,有一根或一根以上的鞭毛作为运动器官,1 植物性鞭毛虫,形态特性（以绿眼虫为例）： 有绿的色素体,绿眼虫形态图,植物性营养方式： 通过细胞壁渗透吸收溶解的营养物,与水处理的关系,适宜

13、的环境是中污性小水体，生活污水中较多，在活性污泥、生物膜上有，但量少,2 动物性鞭毛虫,形态特性： 无绿的色素体,动物性鞭毛虫图,动物性营养方式： 吞食细菌、藻类、原生动物,与水处理的关系,在废水处理曝气池运行初期出现,（三）纤毛类（Ciliata）,形态特性：周身或部分具有纤毛。 靠纤毛环的波动进行运 动和摄食。,动物性营养方式： 吞食细菌、藻类、有机颗粒,纤毛虫类与水处理的关系 非常密切！,废水生物处理中常见的分两类： 1 游泳型纤毛虫 没有柄，不能固着生活。 如： 草履虫、肾形虫、豆形虫、漫游虫等。,各类游泳型纤毛虫,？,2 固着型纤毛虫 主要是钟虫类。形状像钟，后端有尾柄，作为附着器。

14、,1 单个个体钟虫图,2 群体钟虫图,二 原生动物在废水生物处理中的作用,活性污泥 生物膜 氧化塘,（一）原生动物对废水净化的影响 （1）鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫可以直接利用水中的有机物，对水中有机物的净化有一定的积极作用。 （2）在活性污泥法中，纤毛虫能分泌糖类、粘朊促进生物絮凝作用。使废水能在二次沉淀池中很好地沉淀，改善出水水质。,（3）纤毛虫吞食游离细菌，改善生物处理法出水的水质。,纤毛虫在废水净化中的作用,（二）以原生动物为指示生物,指示生物：一种生物只在某一个环境中生长， 这种生物就是这一环境的指示生物。,1 钟虫前端出现气泡充氧不正常，水质将变坏。 2 等枝虫相对数量多，普通钟虫渐减

15、少环境渐变恶化。 3 原生动物的数量渐减少，直至消失水质变坏。原生动物对毒物的敏感性比细菌大。 4 钟虫大量出现活性污泥已经成熟，充氧正常。 5 在正常运行的曝气池中，如果固着型纤毛虫减少，游泳型纤毛虫突然增加处理效果将变坏。,如何加以确定？,应对废水处理构筑物中的生物类群进行长期不间断的镜检观察，掌握本厂正常运行时常见的而且数量多的种类。 （1）原生动物种类的组成 （2）种类的数量变化 （3）各种群的代谢活力 以原生动物为指示生物只能起辅助理化分析的作用。,？,第五节 微型后生动物 （Metazoa）,轮虫、甲壳类动物、昆虫及其幼虫,一 轮虫,1 形态和营养 两侧对称,吞食细菌、小的原生动物、有机颗粒,(多细胞动物),2 在水处理中的作用,作为指示生物 活性污泥中出现轮虫时，表明处理效果良好。但量多，则造成污泥松散上浮。,二 甲壳类动物,有坚硬的甲壳 常见水蚤、剑水蚤 以细菌和藻类为食料。 氧化塘中利用甲壳类动物净化含藻类的出水。,本章复习题：,1 简述酵母菌、真菌、藻类、原生动物在水处理中的作用。,2 原生动物在废水生物处理中的作用？,3 酵母菌的繁殖方式？,4 霉菌菌丝的特点及功能？,5 比较细菌、放线菌、霉菌和酵母菌菌落的特征。,6 活性污泥中主要含有哪些微生物？,7 如何用原生动物作为废水生物处理的指示生物？,