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第四章真核微生物
細(xì)胞核發(fā)育完全,具有核仁、核膜;能進(jìn)行有絲分裂;細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在葉綠體等細(xì)胞器;具有上述特征的微小生物真核微生物概述:真核微生物的主要類群真核微生物植物界:顯微藻類Alga動物界:原生動物Protozoa、微型后生動物Metozoa真菌界單細(xì)胞真菌——酵母菌Yeast絲狀真菌——霉菌Mold大型真菌——傘菌Agaricus真核微生物實(shí)際上不是一個單系類群,而是包含了屬于不同生物界的幾個類群。典型動物細(xì)胞典型植物細(xì)胞原核微生物的鞭毛結(jié)構(gòu)真核微生物的鞭毛結(jié)構(gòu)4.1原生動物原生動物是最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡單的單細(xì)胞動物。動物:運(yùn)動、捕食稱“×××”蟲動物學(xué)中列為原生動物門因形體微小,10~300μm,列為微生物范疇自然界分布廣泛水體自凈及污水處理效果的指示生物4.1原生動物原生動物和人類的關(guān)系4.1.1原生動物的一般特征一、形態(tài)結(jié)構(gòu)單細(xì)胞、沒有細(xì)胞壁、大多無色透明細(xì)胞核具有核膜(較高級類型有兩個核)器官分化雖然只有一個細(xì)胞,但在生理上卻是一個完善的有機(jī)體,能和多細(xì)胞動物一樣行使?fàn)I養(yǎng)、呼吸、排泄、生殖等機(jī)能。其細(xì)胞體內(nèi)各部分有不同的分工,形成機(jī)能不同的“胞器”,例如:胞口、胞咽、食物泡、吸管是“消化系統(tǒng)”—攝食、消化、營養(yǎng);收集管、伸縮泡、胞肛是“排泄系統(tǒng)”—排泄;偽足、鞭毛和纖毛是“四肢”等—運(yùn)動和捕食;眼點(diǎn)是“眼睛”等—感覺。有的細(xì)胞器執(zhí)行多種功能,如偽足、鞭毛、纖毛、剛毛既能執(zhí)行運(yùn)動功能,又能執(zhí)行攝食功能,甚至還有感覺功能。原生動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)4.1.1原生動物的一般特征2.5.1病毒對物理因素的抵抗力“嘴”“胃”-食物泡“腿”-肌絲4.1.1原生動物的一般特征二、營養(yǎng)類型全動性營養(yǎng)(holozoic),大多數(shù)原生動物吞食其它生物和有機(jī)顆粒,絕大多數(shù)原生動物為全動性營養(yǎng)。植物性營養(yǎng)(holophytic)有色素,光合作用。如綠眼蟲、衣滴蟲腐生性營養(yǎng)(saprophytic)無色鞭毛蟲和寄生型,借助細(xì)胞質(zhì)膜吸收環(huán)境和宿主中的可溶性有機(jī)物。原生動物食物4.1.1原生動物的一般特征三、繁殖3.1無性生殖——二分裂、多分裂、出芽生殖4.1.1原生動物的一般特征
3.2有性生殖,通常在環(huán)境條件差時出現(xiàn)4.1.1原生動物的一般特征
3.3有些種群交替進(jìn)行無性生殖和有性生殖環(huán)境差出現(xiàn)有性生殖或交替無性和有性?(生物意義)基因重組,加快變異,增強(qiáng)其活力4.1.2原生動物的分類
鞭毛綱(Mastigophora)運(yùn)動胞器是一根或多根鞭毛,例如綠眼蟲、衣滴蟲。肉足綱(Sarcodina)運(yùn)動胞器是偽足,偽足兼有攝食功能,例如大變形蟲。纖毛綱(Ciliata)運(yùn)動胞器是纖毛,有兩種細(xì)胞核,即大核和小核,大核與營養(yǎng)有關(guān),小核與生殖有關(guān),例如尾草履蟲。
孢子綱(Sporozoa)沒有運(yùn)動胞器,全部營寄生生活,例如間日瘧原蟲。變形蟲鞭毛蟲
草履蟲4.1.2原生動物的分類一、鞭毛綱稱為鞭毛蟲;具有一根或一根以上的鞭毛,鞭毛與體長大致相等或略長,是運(yùn)動或捕食器官;多數(shù)個體自由生活,也有群體生活;
兼有三種營養(yǎng)類型;大小幾微米到幾十微米,依據(jù)形態(tài)和運(yùn)動方式辨認(rèn);在自然水體中,鞭毛蟲喜在多污帶和—中污帶生活。在污水生物處理中,活性污泥培養(yǎng)初期或在處理效果差時鞭毛蟲大量出現(xiàn),可作為污水處理指示生物。滴蟲波多蟲眼蟲眼蟲形體小,一般呈紡錘形,前端鈍圓,后端尖。有胞咽、眼點(diǎn)等細(xì)胞器。綠眼蟲體內(nèi)充滿放射狀綠色色素體。眼蟲長著感光的眼點(diǎn),因而得名.在淡水和咸水中皆有分布,在含有豐富有機(jī)物的地方量尤其豐富.4.1.2原生動物的分類二、肉足綱大多沒有固定形態(tài)細(xì)胞質(zhì)不定向的流動而呈千姿百態(tài),少數(shù)種為球形無色透明,顯微鏡下可看到流動現(xiàn)象細(xì)胞質(zhì)可伸縮變動形成偽足偽足作運(yùn)動和攝食胞器沒有胞口和胞咽等結(jié)構(gòu)分根足亞綱(可改變形狀)和輔足亞綱(球形)。主要有變形蟲、太陽蟲和輻球蟲。全動性營養(yǎng),也有寄生的;以無性生殖為主。變形蟲喜在—中污帶或—中污帶的自然水體中生活。在污水生物處理系統(tǒng)中,則在活性污泥培養(yǎng)中期出現(xiàn)。4.1.2原生動物的分類二、肉足綱典型種根足亞綱可任意改變形態(tài)的肉足類為根足變形蟲,一般就稱變形蟲。輻足亞綱體形不變的肉足類,呈球形,偽足為針狀,如輻射變形蟲和太陽蟲。太陽蟲變形蟲細(xì)胞核吞噬的硅藻捕食草履蟲二分裂4.1.2原生動物的分類
廣泛存在的淡水阿米巴(變形蟲)
痢疾變形蟲嚴(yán)重的水傳染病痢疾(Amoebida,阿米巴)就是由于寄生的變形蟲痢疾阿米巴引起的。4.1.2原生動物的分類4.1.2原生動物的分類三、纖毛綱周身或部分表面具有纖毛運(yùn)動和攝食的胞器。
原生動物中最高級的一類不僅有比較明顯的胞口,還有口圍、口前庭和胞咽等吞食和消化器官。
全動性營養(yǎng),喜歡吃游離細(xì)菌及有機(jī)顆粒,與廢水生物處理的關(guān)系最為密切已發(fā)現(xiàn)的種類有6000多種,遠(yuǎn)超過鞭毛綱和肉足綱
游泳型和固著型4.1.2原生動物的分類三、纖毛綱游泳型自由游動草履蟲、豆形蟲、漫游蟲等草履蟲大?。?/p>
180-300um×42-75um形態(tài):自由游動如草履蟲,豆形蟲、腎形蟲、漫游蟲等。其中在活性污泥中以草履蟲居多,每逢凈化程度較差時就會大量出現(xiàn),常被作為水質(zhì)凈化的指示生物。
游泳型纖毛蟲4.1.2原生動物的分類三、纖毛綱固著型蟲體前端口緣有纖毛帶(由兩圈能波動的纖毛組成。多數(shù)尾部有柄,固著生活
個體型:鐘蟲屬小口鐘蟲、溝鐘蟲等
群體型:獨(dú)縮蟲屬聚縮蟲屬累枝蟲屬蓋纖蟲屬獨(dú)縮蟲聚縮蟲
節(jié)累枝蟲
節(jié)蓋蟲4.1.2原生動物的分類1、個體型大口鐘蟲小口鐘蟲溝鐘蟲其中以小口鐘蟲在各類廢水處理中出現(xiàn)頻率最大,數(shù)量也最多。4.1.2原生動物的分類鐘蟲纖毛擺動時使水形成旋渦,把水中的細(xì)菌、有機(jī)顆粒引進(jìn)胞口。食物在蟲體內(nèi)形成食物泡。當(dāng)泡內(nèi)食物逐漸被消化和吸收后,泡亦消失,剩下的殘?jiān)退譂B入較大的伸縮泡。伸縮泡逐漸脹大,到一定程度即收縮,把泡內(nèi)廢物排出體外。伸縮泡只有一個,而食物泡的個數(shù)則隨鐘蟲活力的旺盛程度而增減。鐘蟲的攝食4.1.2原生動物的分類當(dāng)環(huán)境不良時,柄消失,固著型鐘蟲變成游泳型的。鐘蟲的形態(tài)變化鐘蟲的繁殖無性裂殖有性生殖大多數(shù)在后端有尾柄,它們靠尾柄附著在其它物質(zhì)(如活性污泥、生物濾池的生物膜)上??壳岸死w毛的擺動而移到另一環(huán)境較好的固體物質(zhì)上。4.1.2原生動物的分類2、群體型蟲體和尾柄有各自特征縮蟲(獨(dú)縮蟲、聚縮蟲):尾柄相連,不同:肌絲是否相連尾柄可收縮尾柄不收縮累枝蟲和蓋纖蟲:尾柄無肌絲
基部肌原纖維收縮不同:纖毛環(huán)4.1.3原生動物的分類三、纖毛綱吸管蟲幼體有纖毛,成蟲纖毛消失,長出長短不一的吸管,靠一根柄固著生活。全動性營養(yǎng),以原生動物和輪蟲為食,吸管為捕食細(xì)胞器。繁殖:有性繁殖、內(nèi)出芽生殖。吸管蟲多數(shù)在污染較重的水體中,可作為廢水處理效果平常的指示生物。三角吸管蟲4.1.3原生動物的胞囊當(dāng)環(huán)境變壞(如干枯、水溫或pH過高或過低、DO不足、缺乏食物、有機(jī)物濃度過高等等)情況下,原生動物抵抗不良環(huán)境的休眠體。形成過程:鞭毛、纖毛等細(xì)胞器縮入體內(nèi),縮水,并分泌膠狀物質(zhì)于體表,凝固成胞殼(兩層),為球狀。胞囊休眠、隔絕保護(hù)、減少接觸面胞囊(cyst)4.1.4原生動物在廢水生物處理中的作用一、凈化廢水
直接參與廢水的凈化捕食水中的懸浮有機(jī)廢物顆粒。
吞噬細(xì)菌,凈化出水水質(zhì)細(xì)菌(尤其是游離細(xì)菌本身)也是有機(jī)污染物。
產(chǎn)生絮凝物質(zhì),促進(jìn)活性污泥的形成活性污泥顆粒主要是由細(xì)菌絮凝而成,實(shí)驗(yàn)證明小口鐘蟲、累枝蟲和草履蟲等纖毛蟲能分泌一些粘性多糖,使他們能夠附著在小的絮凝體上,同時促進(jìn)絮凝體進(jìn)一步黏附細(xì)菌使污泥絮體增大。4.1.4原生動物在廢水生物處理中的作用二、指示生物作用鞭毛蟲喜在多污帶和α-中污帶生活。活性污泥培養(yǎng)初期或效果差時。肉足綱變形蟲喜在α-中污帶和β-中污帶生活。活性污泥培養(yǎng)中期。游泳型纖毛蟲多在α-中污帶和β-中污帶,少數(shù)在寡污帶?;钚晕勰嗯囵B(yǎng)中期或效果差時。
固著型纖毛蟲,喜在寡污帶。它們是污水自凈程度高、污水生物處理效果好的指示生物。吸管蟲多數(shù)在β-中污帶,污水生物處理一般時出現(xiàn)。胞囊形成,可判斷污水處理不正常。對廢水處理構(gòu)筑物中的原生動物進(jìn)行鏡檢時,需同時注意以下幾方面:(1)原生動物種類組成;(2)種類的數(shù)量變化;(3)各種群的代謝活力。結(jié)合這三個方面的長期統(tǒng)計數(shù)據(jù)與水質(zhì)的相互關(guān)系,可以準(zhǔn)確的進(jìn)行水質(zhì)的預(yù)報。以下是一些通用的判斷方法。Ⅰ.水質(zhì)毒物判斷如若發(fā)現(xiàn)群體的纖毛蟲縮成一團(tuán)時表示水中有毒;鐘蟲的柄脫落也表明水中有毒。纖毛蟲接合生殖(即有性生殖)、或形成孢囊也都表明水中存在有毒物質(zhì)或其他條件如溫度、pH等的不適宜。Ⅱ.溶解氧判斷有些原生動物對水中的溶解氧變化十分敏感。如鐘蟲細(xì)胞前端出現(xiàn)氣泡,運(yùn)動遲緩,說明水中充氧不足,或溶氧過高,水質(zhì)將變壞。反之則表明溶解氧情況適中良好。Ⅲ.曝氣池處理效果的判斷4.2微型后生動物后生動物:原生動物以外的多細(xì)胞動物。微型后生動物:輪蟲、線蟲、寡毛蟲、浮游甲殼動物、苔蘚動物、水螅等。天然水體、潮濕土壤、水體底泥和污水生物處理構(gòu)筑物中均有存在。4.2.1輪蟲輪—頭冠上有一列或多列如旋轉(zhuǎn)的輪盤纖毛環(huán)。纖毛環(huán)經(jīng)常擺動,將細(xì)菌和有機(jī)顆粒等引入口部,纖毛環(huán)既是進(jìn)食工具,又是行動工具。擔(dān)輪動物門輪蟲綱4.2.1輪蟲一、形態(tài)、生理形態(tài):多數(shù)在500um左右,需在顯微鏡下觀察。身體為長形,分頭部、軀干和尾部。頭部有輪盤,其咽內(nèi)有一個幾丁質(zhì)的咀嚼器。軀干呈圓筒形,背腹扁寬,具刺或棘,外面有透明的角質(zhì)甲膜,尾部末端有分叉的趾,內(nèi)有腺體分泌的粘液,借以固著在其他物體上。生理:適應(yīng)pH范圍廣,以pH6.8左右生活的種類較多。輪蟲以細(xì)菌、霉菌、藻類、小的原生動物和有機(jī)顆粒等為食物,在廢水的生物處理中有一定的凈化作用。4.2.1輪蟲當(dāng)活性污泥中出現(xiàn)輪蟲,往往表明處理效果?好,(1)高級動物對污染物濃度及毒性相對敏感。(2)輪蟲要求較高的DO,是水體寡污帶和污水生物處理效果好的指示生物。但如數(shù)量太多,則是污泥膨脹的前兆。豬吻輪蟲大量繁殖會蠶食污泥,輪蟲有可能破壞污泥的結(jié)構(gòu),使污泥松散而上浮。
目前發(fā)現(xiàn)的輪蟲有250多種,活性污泥中常見的輪蟲有轉(zhuǎn)輪蟲、玫瑰旋輪蟲等。二、指示生物作用玫瑰旋輪蟲轉(zhuǎn)輪蟲4.2.2線蟲線蟲(Nemato)屬于線形動物門的線形綱。長形,多在1mm以下。營養(yǎng)類型:腐食性、植食性、肉食性。污水處理中的線蟲多自由生活。生殖:雌雄異體,卵生。好氧和兼性厭氧,污水凈化程度差的指示生物。4.2.3寡毛類動物
顠體蟲、顫蚓及水絲蚓,屬于環(huán)節(jié)動物門的寡毛綱。身體細(xì)長分節(jié),每節(jié)兩側(cè)有剛毛,爬行運(yùn)動。污水處理中常見紅斑顠體蟲,食污泥中有機(jī)碎片和細(xì)菌。
顫蚓、水絲蚓為河流、湖泊底泥污染的指示生物。顫蚓水絲蚓水螅顫體蟲4.2.4浮游甲殼動物浮游甲殼動物是魚類的基本食料。廣泛分布于河流、湖泊、水塘等淡水體及海洋中。這類生物的主要特點(diǎn)是具有堅(jiān)硬的甲殼,水生浮游生活。浮游甲殼動物以細(xì)菌和藻類為食。去除處理設(shè)施中的過多的藻類,但過量繁殖會影響濾池的正常運(yùn)行。水體污染和水體自凈的指示生物。水蚤判斷水體清潔程度血液含血紅素,其含量與環(huán)境中溶解氧的高低成反比,越深說明水中溶氧越少。介蟲沙蠶蝦4.2.5苔蘚蟲、羽苔蟲生殖:苔蘚蟲——出芽生殖。羽苔蟲——有性生殖,也有無性出芽生殖。具有一定的生物吸附作用。吞食水中細(xì)菌、藻類等微型生物和有機(jī)雜質(zhì),對水質(zhì)有一定凈化。過量繁殖,都會給設(shè)備運(yùn)行造成不利影響。4.3藻類(Algae)藻類(Algae)是低等植物。分布廣,主要為水生生物,浮游于水體中(少數(shù)著生水底、陸地生存),故亦稱浮游植物(Phytoplankton)。在水生生態(tài)系統(tǒng)中,重要的初級生產(chǎn)者,是水生食物鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。關(guān)系水體生產(chǎn)力及物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量流,使水體保持自然生態(tài)平衡。但在某些特定條件下,藻類異常增殖可造成水體嚴(yán)重污染。4.3.1藻類的一般特征原核藻類(藍(lán)細(xì)菌)與真核藻類。形態(tài):單細(xì)胞——圓球狀、長桿狀、彎曲狀、星狀和梭狀等。多細(xì)胞——絲狀體、管狀體等。大?。鹤钚〉脑迮c細(xì)菌類似,最大的以米計。結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁——纖維素或其它多糖。葉綠體(真核)——葉綠素a、b、c、d,β-胡蘿卜素、葉黃素等。生長要求陽光、最適pH為6~8,中溫性。生殖:無性生殖和有性生殖。各種藻類要么是單細(xì)胞浮游個體,要么是同樣細(xì)胞的“有序堆積”4.3.2藻類的分類及各門特征簡介分類依據(jù):光合色素種類、個體形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生殖和生活史等金藻門輪藻門綠藻門裸藻門藍(lán)藻門褐藻門紅藻門甲藻門硅藻門黃藻門4.3.2藻類的分類及各門特征簡介代表屬:囊裸藻屬(Trachelomonas)、扁裸藻屬(Phacus)
、柄裸藻屬(Colacium)及裸藻屬(Eugleme)。裸藻門(Euglenophyta)4.3.2藻類的分類及各門特征簡介無細(xì)胞壁,表面只有一層薄膜,維持一定形狀。
1~3根鞭毛,基部有分化的鞭毛器和神經(jīng)運(yùn)動器,能運(yùn)動。游動型單細(xì)胞個體,除柄裸藻屬(Colacium)以膠柄相連成群體。絕大多數(shù)含葉綠體,葉綠素a、b,β-胡蘿卜素、葉黃素,藻體呈鮮綠色。葉綠體內(nèi)有較大的蛋白質(zhì)顆?!旆酆恕YA存物為淀粉和油類。生長在有機(jī)物豐富的靜止水體或緩慢的流水中,水體富營養(yǎng)化的指示生物。裸藻門(Euglenophyta)4.3.2藻類的分類及各門特征簡介裸藻門(Euglenophyta)繁殖:縱裂4.3.2藻類的分類及各門特征簡介代表屬:小球藻屬(Chlorella)、衣藻屬(Chlamydomonas)
、柵藻屬(Scenedesmus)等,約6000多種。單細(xì)胞,或多細(xì)胞的絲狀體或群體。含較多葉綠素a、b,葉黃素、泥黃素、β-胡蘿卜素也較多,藻體呈純綠色。造粉核。貯存物為淀粉和油類。繁殖為無性和有性。絕大多數(shù)為淡水浮游生物。
綠藻的存在可改善水環(huán)境的氧氣狀態(tài),凈化污水或作為水質(zhì)優(yōu)劣的指示生物。小球藻和柵藻可供食用或做飼料。綠藻門(Chlorophyta)小球藻屬(Chlorella)柵藻屬
(
Scenedesmus
)水綿的細(xì)胞特征水棉Spirogyra.,一種極常見的多細(xì)胞綠藻。輪藻門(Chara)植物體形態(tài)4.3.2藻類的分類及各門特征簡介代表屬:魚鱗藻屬(Mallomonas)、合尾藻屬(Synun)
、柵藻屬(Dinobryon)等。有的無細(xì)胞壁,有的有衣鞘,而球形或多細(xì)胞的絲狀體有細(xì)胞壁。葉黃素和β-胡蘿卜素占優(yōu)勢,藻體呈現(xiàn)黃綠色和金棕色。貯存物為糖類和油類。繁殖主要為內(nèi)生孢子。絕大多數(shù)為淡水浮游生物。金藻門(Chlorophyta)合尾藻屬魚鱗藻屬其水花為金褐色,常見于較清澄的湖泊、水庫中。4.3.2藻類的分類及各門特征簡介代表屬:桅桿藻屬、舟形藻屬、星桿藻屬、扇形藻屬、直鏈藻屬等。單細(xì)胞。形態(tài)特殊,藻體外壁由兩殼組成,上有美麗花紋。細(xì)胞壁外殼主要為硅質(zhì)和果膠質(zhì)。葉綠素、藻黃素和β-胡蘿卜素,藻體呈現(xiàn)黃綠色和黃褐色。貯存物為淀粉和油類。繁殖為縱分裂和有性生殖。水中動物的食料,對水體生產(chǎn)力起重要作用。有的也可作土壤和水體鹽度、腐殖質(zhì)含量和酸堿度的指示生物。硅藻門(Bacillariophyta)羽紋硅藻直鏈藻屬小環(huán)藻屬(Cyclotella
stelligera)的掃描電鏡圖片.硅藻化石——硅藻土應(yīng)用:濾料、載體干燥劑、食品添加劑4.3.2藻類的分類及各門特征簡介甲藻門(Pyrrophyta)代表屬:多甲藻屬(Peridinium)、角甲藻屬(Ceratium)
、裸甲藻屬(Gymnodinium)等。多單細(xì)胞個體,呈三角形、球形、針形等,前后端常有突出的角。少數(shù)為群體或絲狀體。葉綠素a、c,β-胡蘿卜素,硅甲黃素,甲藻黃素等,藻體呈現(xiàn)棕黃色或黃綠色,偶爾紅色。多數(shù)有兩條鞭毛,不等長、排列不對稱。繁殖為無性繁殖,裂殖或孢子。海洋中可造成“赤潮”。淡水中喜偏酸性。
在潮濕的天氣里,常常發(fā)現(xiàn)糧食、衣服、皮鞋上長了霉;做醬、醬油、豆腐乳用的曲霉和毛霉;發(fā)面、釀酒用的酵母菌;人們愛吃的蘑菇、木耳。
4.4真菌(Fungi,單數(shù)為fungus
)
真菌是一類低等真核微生物,真菌在自然界中分布廣泛,類群龐大,約有十幾萬種,形態(tài)差異極大。菌體小至顯微鏡下才能看見的單細(xì)胞酵母菌,大至肉眼可見的分化程度較高的靈芝等真菌的子實(shí)體。4.4.1酵母菌(Yeast)
發(fā)酵型:發(fā)酵糖為乙醇和二氧化碳。
氧化型:氧化能力強(qiáng),發(fā)酵能力弱或無,如:假絲酵母將石蠟氧化成α-酮戊二酸、檸檬酸等。
酵母菌(yeast)不是分類名稱,而是一類非絲狀的真核微生物,一般泛指能發(fā)酵糖類的真菌。在自然界分布很廣,主要分布于偏酸性含糖環(huán)境中。如水果、蔬菜、蜜餞的表面和果園土壤中。酵母菌種類很多,約500多種。酵母菌是人類利用最早的微生物,與人類關(guān)系極為密切。
1、多分布在含糖的偏酸性環(huán)境,也稱為“糖菌”。如水果、蔬菜、葉子、樹皮等處,及葡萄園和果園土壤中等。2、重要的微生物資源;3、重要的科研模式微生物;啤酒酵母(Saccharomyces
cerevisae)第一個完成全基因組序列測定的真核生物(1997)4、有些酵母菌具有危害性;酵母菌是人類的第一種“家養(yǎng)微生物”有些酵母菌能引起皮膚、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病5、可用來處理廢水。4.4.1酵母菌(Yeast)(一)形態(tài)與大小為單細(xì)胞,形狀因種而異。卵圓形、圓形、圓柱形或假絲狀。細(xì)胞直徑約1~5μm,長約5~30μm
。每一種酵母菌的大小因生活環(huán)境、培養(yǎng)條件和培養(yǎng)時間長短而有較大的變化。
菌體無鞭毛,不能游動。
典型的真核構(gòu)造4.4.1酵母菌(Yeast)(二)細(xì)胞結(jié)構(gòu)1.細(xì)胞壁2.細(xì)胞膜3.細(xì)胞質(zhì)4.脂肪體5.肝糖6.線粒體7.紡錘體8.中心染色質(zhì)9.中心體10.中心粒11.核膜12.核13.核仁14.染色體15.芽痕4.4.1酵母菌(Yeast)細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁:幼齡時較薄,具有彈性。葡聚糖是維持細(xì)胞壁強(qiáng)度的主要物質(zhì)。此外,還含有少量脂類和以環(huán)狀形式分布于芽痕周圍的幾丁質(zhì)。蝸牛消化酶對細(xì)胞壁有水解作用。葡聚糖蛋白質(zhì)甘露聚糖
4.4.1酵母菌(Yeast)細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞核:
酵母菌具有真核—多孔核膜包裹起來的成形細(xì)胞核。在電子顯微鏡下,可看到核膜是一種雙層單位膜,其上存在著大量直徑40~70nm的圓形小孔,細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)間的物質(zhì)交換通過該通道進(jìn)行,核內(nèi)合成的RNA通過核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中,為蛋白質(zhì)合成提供模板。酵母細(xì)胞核是其遺傳信息的主要貯存庫。
線粒體:
呈球狀或桿狀,1~20個。具雙層膜,含豐富的類脂、磷酸、麥角固醇、RNA、DNA、蛋白質(zhì),并含RNA聚合酶和呼吸酶,后者與三羧酸循環(huán)和電子傳遞有關(guān),執(zhí)行呼吸功能。
4.4.1酵母菌(Yeast)(三)繁殖無性(為主)—芽殖、裂殖、無性孢子有性——子囊孢子一、芽殖(主要方式)芽體形成過程:水解酶分解母細(xì)胞形成芽體部位的細(xì)胞壁多糖,使細(xì)胞壁變??;大量新細(xì)胞物質(zhì)——核物質(zhì)(染色體)和細(xì)胞質(zhì)等在芽體起始部位堆積,芽體逐步長大后,就在與母細(xì)胞連接的位置形成由葡聚糖、甘露聚糖和幾丁質(zhì)組成的隔壁。成熟后兩者分離,在母細(xì)胞上留下一個芽痕(budscar),在子細(xì)胞上相應(yīng)地留下一個蒂痕(birthscar)。a.多邊出芽b.兩端出芽c.三邊出芽Budding假絲酵母4.4.1酵母菌(Yeast)二、裂殖
酵母菌的裂殖與細(xì)菌裂殖相似。其過程是細(xì)胞伸長,核分裂為二,細(xì)胞中央出現(xiàn)隔膜,將細(xì)胞橫分為兩個大小相等、各具一個核的子細(xì)胞。進(jìn)行裂殖的酵母種類很少,裂殖酵母屬的八孢裂殖酵母就是其中一種。三、無性孢子少數(shù)酵母菌可以產(chǎn)生無性孢子。擲孢酵母可在卵圓形營養(yǎng)細(xì)胞上生出小梗,其上產(chǎn)生擲孢子。擲孢子成熟后通過特有噴射機(jī)制射出。用倒置培養(yǎng)器培養(yǎng)擲孢酵母時,器蓋上會出現(xiàn)擲孢子發(fā)射形成的酵母菌落的模糊鏡像。有的酵母菌如白假絲酵母(Candidaalbicans)等還能在假菌絲的頂端產(chǎn)生具有厚壁的厚垣孢子。4.4.1酵母菌(Yeast)四、子囊孢子(有性生殖)其過程是兩個鄰近的細(xì)胞各伸出一根管狀原生質(zhì)突起,然后相互接觸并融合而成一個通道,細(xì)胞質(zhì)結(jié)合(質(zhì)配),兩個核在此通道內(nèi)結(jié)合(核配),形成雙倍體核,原細(xì)胞形成結(jié)合子。結(jié)合后的核隨即進(jìn)行減數(shù)分裂,形成4個或8個子核,每一子核和其周圍的原生質(zhì)形成孢子。含有孢子的細(xì)胞稱為子囊,子囊內(nèi)的孢子稱為子囊孢子。1~4:細(xì)胞結(jié)合5:結(jié)合子6~9:核分裂10、11:形成孢子啤酒酵母的生活史4.4.1酵母菌(Yeast)(四)酵母菌的培養(yǎng)特征
酵母菌的菌落形態(tài)特征與細(xì)菌相似,但比細(xì)菌大而厚,濕潤,表面光滑,多數(shù)不透明,黏稠,多數(shù)呈乳白色,少數(shù)紅色,個別黑色,菌落還有酒香味。酵母菌生長在固體培養(yǎng)基表面,容易用針挑起,菌落質(zhì)地均勻,正、反面及中央與邊緣的顏色一致。不產(chǎn)生假菌絲的酵母菌菌落隆起,邊緣十分圓整;形成大量假菌絲的酵母,菌落較平坦,表面和邊緣粗糙。
酵母菌菌落特征是分類鑒定的重要依據(jù)。啤酒酵母紅酵母(五)酵母菌的主要屬
39屬,372種。酵母菌屬、裂殖酵母屬、結(jié)合酵母屬等。1、處理高濃度的有機(jī)廢水酵母菌在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用工業(yè)(糖蜜、酒精、淀粉、制藥)農(nóng)牧業(yè)(養(yǎng)殖、屠宰、水產(chǎn)品加工)生活(垃圾滲濾液、餐飲泔水)酵母菌的特點(diǎn):
(1)耐高糖(2)耐高油脂有機(jī)廢水的資源化利用高濃度的有機(jī)廢水酵母菌處理活性污泥法(1)高有機(jī)負(fù)荷(2)含油脂色拉油加工廢水味精廢水油田廢水染料廢水菌種選育酵母菌細(xì)胞(SCP)苯酚廢水處理氧化分解(臭氧氧化、過氧化氫氧化、錳氧化物氧化)分離再生技術(shù)(多孔固體吸附、膜分離、溶劑萃取)生物處理苯酚降解菌:細(xì)菌、熱帶假絲酵母2、利用酵母菌處理含苯酚廢水苯酚廢水(毒性、腐蝕性)染料合成樹脂塑料合成纖維農(nóng)藥我國污染排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996一級:0.5mg/L二級:1.0mg/L三級:2.0mg/L優(yōu)先控制污染物4.4.2霉菌(Mold)霉菌(Mold)不是分類學(xué)上的名稱,而是絲狀真菌的通稱。凡在營養(yǎng)基質(zhì)上形成絨毛狀、棉絮狀或蜘蛛網(wǎng)形絲狀菌體的真菌,統(tǒng)稱為霉菌。分屬于藻狀菌綱、擔(dān)子菌綱、子囊菌綱和未知菌綱。在自然界分布極為廣泛,它們存在于土壤、空氣、水體和生物體內(nèi)外等處,與人類關(guān)系極為密切。4.4.2霉菌(Mold)工業(yè)應(yīng)用:檸檬酸、葡萄糖酸等多種有機(jī)酸,淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶等多種酶制劑,青霉素和頭孢霉素等抗生素,核黃素等維生素,麥角堿等生物堿,真菌多糖和植物生長刺激素(赤霉素)等產(chǎn)品的生產(chǎn);利用某些霉菌對甾族化合物的生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)甾體激素類藥物;食品釀造:釀酒、制醬及醬油等;在基礎(chǔ)理論研究方面,霉菌是良好的實(shí)驗(yàn)材料。廢水及有機(jī)固體廢物的生物處理(CN-,-NO2)。危害:霉菌能引起糧食、水果、蔬菜等農(nóng)副產(chǎn)品及各種工業(yè)原料、產(chǎn)品、電器和光學(xué)設(shè)備的發(fā)霉或變質(zhì),也能引起動植物和人體疾病。如馬鈴薯晚疫病、小麥銹病、稻瘟病和皮膚癬癥等。4.4.2霉菌(Mold)霉菌的形態(tài)分支或不分支的菌絲交織形成的菌絲體無隔菌絲有隔菌絲按橫隔分
單細(xì)胞營養(yǎng)菌絲多細(xì)胞營養(yǎng)菌絲4.4.2霉菌(Mold)按生理功能分化:營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲、繁殖菌絲(一)霉菌的形態(tài)分支或不分支的菌絲交織形成的菌絲體4.4.2霉菌(Mold)(二)霉菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)霉菌菌絲細(xì)胞的構(gòu)造與酵母菌十分相似。菌絲最外層為厚實(shí)、堅(jiān)韌的細(xì)胞壁,其內(nèi)有細(xì)胞膜,膜內(nèi)空間充滿細(xì)胞質(zhì)。構(gòu)成霉菌細(xì)胞壁的成分按物理形態(tài)可分為兩大類;一類為纖維狀物質(zhì),如纖維素和幾丁質(zhì),賦予細(xì)胞壁堅(jiān)韌的機(jī)械性能。在低等霉菌里細(xì)胞壁的多糖主要是纖維素,在高等霉菌里細(xì)胞壁的多糖主要是幾丁質(zhì)。另一類為無定形物質(zhì),如蛋白質(zhì)、葡聚糖和甘露聚糖,混填在纖維狀物質(zhì)構(gòu)成的網(wǎng)內(nèi)或網(wǎng)外,充實(shí)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)。4.4.2霉菌(Mold)(三)霉菌的繁殖方式
無性孢子:不經(jīng)兩性細(xì)胞結(jié)合直接由菌絲分化形成的孢子。孢囊孢子、分生孢子、厚垣孢子、節(jié)孢子、游動孢子。
有性孢子:經(jīng)過不同性別細(xì)胞的結(jié)合、經(jīng)質(zhì)配、核配、減數(shù)分裂形成的孢子。卵孢子、結(jié)合孢子、子囊孢子。
借助菌絲片斷繁殖。繁殖方式菌絲片段(液體)無性孢子有性孢子厚垣孢子節(jié)孢子孢囊孢子分生孢子游動孢子卵孢子接合孢子子囊孢子孢子菌絲部分細(xì)胞原生質(zhì)濃縮變圓,壁加厚,球形或紡綞形休眠體。菌絲斷裂形成矩形的孢子。菌絲頂端細(xì)胞或菌絲分化成的分生孢子梗的頂端細(xì)胞分割縊縮而成的單個或者成簇的孢子。形成于孢子囊的孢子。無性孢子Zoospore游動孢子(見于一些藻類及菌類)
形成于孢子囊內(nèi)的并具有鞭毛,能運(yùn)動的無性孢子。卵孢子-Oospore
卵孢子:菌絲分化成形狀不同的雄器和藏卵器,雄器與藏卵器結(jié)合后所形成的有性孢子叫卵孢子。霉菌的卵孢子1.雄器;2.藏卵器;3.卵孢子
有性孢子接合孢子-Zygospore
由菌絲分化成兩個形狀相同、但性別不同的配子囊結(jié)合而形成的有性孢子叫接合孢子。
子囊孢子-Ascospore
菌絲分化成產(chǎn)囊器和雄器,兩者結(jié)合形成子囊,在子囊內(nèi)形成的有性孢子即為子囊孢子。
a.子囊果;b.子囊;c.偽側(cè)絲;d.子囊孢子
青霉4.4.2霉菌(Mold)(四)霉菌的菌落特征霉菌的菌落形態(tài)較大,可蔓延至整個平板。菌落呈圓形、絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀。菌落質(zhì)地比放線菌疏松,與培養(yǎng)基結(jié)合不緊,易挑取。霉菌可產(chǎn)生水溶性色素和非水溶性色素,水溶性色素可溶于培養(yǎng)基中使菌落背面呈現(xiàn)顏色。煙曲霉菌黃曲霉菌由于霉菌的菌絲較粗而長,因而霉菌的菌落較大,有的霉菌的菌絲蔓延,沒有局限性,其菌落可擴(kuò)展到整個培養(yǎng)皿,有的種則有一定的局限性,直徑1-2厘米或更小。菌落質(zhì)地一般比放線菌疏松,外觀干燥,不透明,呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀;菌落與培養(yǎng)基的連接緊密,不易挑取;菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致。
霉菌的菌落四大類微生物菌落形態(tài)特征的比較(五)霉菌的常見屬4.4.2霉菌(Mold)單細(xì)胞毛霉屬(Mucor)制作腐乳和豆豉,有的種用于生產(chǎn)檸檬酸。根霉屬(Rhizopus)作為糖化菌(淀粉水解)用根霉和酵母菌混合作為酒曲。工業(yè)還用于生產(chǎn)乳酸、延胡羧酸、丁烯二酸等物質(zhì)。綿霉屬(Achlya)多細(xì)胞青霉屬(Penicillum)曲霉屬(Aspergillus)釀造、酶制劑和有機(jī)酸鐮刀霉屬(Fusarium)可用于處理含氰廢水。(鐮刀霉對氰化物的分解能力強(qiáng))
木霉屬(Trichoderma)交鏈孢霉屬(Alternaria)白地霉(Geotrichum
candidum)霉菌分屬于藻狀菌綱、擔(dān)子菌綱、子囊菌綱和未知菌綱毛霉2.繁殖:孢囊孢子、厚垣孢子、接合孢子。1.形態(tài)特征:菌絲發(fā)達(dá),白色無隔多核。3.應(yīng)用:腐乳:蛋白酶曲霉2.繁殖:分生孢子1.形態(tài)特征:菌絲有隔,具足細(xì)胞、分生孢子梗及膨大頂囊。3.應(yīng)用:釀造酒、醬,有機(jī)酸、酶制劑。根霉2.繁殖:孢囊孢子、厚垣孢子、接合孢子。1.形態(tài)特征:菌絲發(fā)達(dá)。具假根和匍匐菌絲。3.應(yīng)用:糖化菌(淀粉酶)擔(dān)子菌Basidiosporereleasedfrombasidia曲霉-Aspergillus青霉Penicillium4.4.3傘菌(Agaricus)傘菌,也是一個通俗名稱,通常是指那些能形成大型肉質(zhì)子實(shí)體的真菌,包括大多數(shù)擔(dān)子菌類和極少數(shù)的子囊菌類,均為絲狀真菌。它包括食用菌和藥用菌,如蘑菇,木耳,猴頭、香茹及靈芝等,其中多數(shù)為食用菌。最大特征——大型肉質(zhì)子實(shí)體。
菌蓋(表皮、菌肉和菌褶)菌柄(常有菌環(huán)和菌托)菌絲體4.4.3傘菌(Agaric)傘菌的繁殖
有性生殖——擔(dān)孢子
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