第四章其它微生物-藻類

1、1第第4 4章章 其它微生物其它微生物4-3 藻類藻類4-4 原生動(dòng)物原生動(dòng)物4-5 后生動(dòng)物后生動(dòng)物真核微生物真核微生物2藻類（Algae）植物的主要特征： 1.藻類屬于真核生物，是一種低等植物，種類很多，有單細(xì)胞的，也有多細(xì)胞的。 2.植物體無(wú)根、莖、葉的分化，有的有鞭毛，能動(dòng)。 3.光合色素：分為三大類，葉綠素(a,b,c,d)；類胡蘿卜素；藻膽素(藻藍(lán)素，藻紅素)。 4.多數(shù)生活在水中，淡水種類多，海洋種類少，但數(shù)量多。 3藻類營(yíng)養(yǎng)一般是無(wú)機(jī)物，即自養(yǎng)型，其細(xì)胞內(nèi)含有葉藻類營(yíng)養(yǎng)一般是無(wú)機(jī)物，即自養(yǎng)型，其細(xì)胞內(nèi)含有葉綠素及其他輔助色素，能進(jìn)行光合作用。綠素及其他輔助色素，能進(jìn)行光合作用。

2、在有光照的時(shí)候，利用光能吸收二氧化碳合成細(xì)胞物在有光照的時(shí)候，利用光能吸收二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)釋放出氧氣。質(zhì)，同時(shí)釋放出氧氣。在夜間無(wú)陽(yáng)光時(shí)，則通過(guò)呼吸作用，取得能量，吸收在夜間無(wú)陽(yáng)光時(shí)，則通過(guò)呼吸作用，取得能量，吸收氧氣，同時(shí)放出二氧化碳。氧氣，同時(shí)放出二氧化碳。這一特征在穩(wěn)定塘廢水處理方法中體現(xiàn)，白天塘內(nèi)氧這一特征在穩(wěn)定塘廢水處理方法中體現(xiàn)，白天塘內(nèi)氧氣充足，微生物利用氧氣進(jìn)行好氧分解有機(jī)物；夜間藻氣充足，微生物利用氧氣進(jìn)行好氧分解有機(jī)物；夜間藻類呼吸氧氣，使類呼吸氧氣，使DO下降。下降。藻類的營(yíng)養(yǎng)藻類的營(yíng)養(yǎng)4需要陽(yáng)光，自養(yǎng)型需要陽(yáng)光，自養(yǎng)型pH=410，適宜，適宜68。富營(yíng)養(yǎng)化的湖

3、泊由于藻類的。富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊由于藻類的生長(zhǎng)生長(zhǎng)pH7（911），）， 因?yàn)橐驗(yàn)镃O2被吸收。被吸收。中溫性中溫性藻類一般環(huán)境條件藻類一般環(huán)境條件5藻類的分類n根據(jù)藻類植物的形態(tài)，細(xì)胞核的構(gòu)造和細(xì)胞壁的成分，載色體的結(jié)構(gòu)以及所含色素的種類，貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的類別，鞭毛的有無(wú)，數(shù)目，著生位置各類型，生殖方式及生活類型等。n一般將它們分為8個(gè)門(mén)：藍(lán)藻門(mén)、裸藻門(mén)、甲藻門(mén)、金藻門(mén)、硅藻門(mén)、綠藻門(mén)、紅藻門(mén)、褐藻門(mén)。6藍(lán)藻門(mén)藍(lán)藻門(mén) （CyanophytaCyanophyta）藍(lán)藻門(mén)的一般特征n最古老、最簡(jiǎn)單的藻類，分布于淡水或濕地。n單細(xì)胞或多細(xì)胞的非絲狀群體，或絲狀體。多數(shù)細(xì)胞外有膠質(zhì)鞘(即細(xì)胞壁兩層，內(nèi)層纖

4、維素，外層果膠質(zhì))，有的群體外有共同的膠質(zhì)鞘。n細(xì)胞無(wú)真正細(xì)胞核，為原核細(xì)胞，屬于原核生物。n藻體藍(lán)綠色，內(nèi)含有葉綠素a和藻膽素等色素，其貯藏物質(zhì)是藍(lán)藻淀粉。7藍(lán)藻門(mén)的繁殖n無(wú)有性生殖，通過(guò)細(xì)胞分裂進(jìn)行繁殖。單細(xì)胞藍(lán)藻細(xì)胞分裂后，形成單細(xì)胞個(gè)體；群體和絲狀體藍(lán)藻主要靠斷裂來(lái)增加個(gè)體。斷離的絲狀體稱為藻殖段。n藍(lán)藻營(yíng)養(yǎng)繁殖外，還可產(chǎn)生孢子進(jìn)行無(wú)性繁殖。在絲狀體類型中產(chǎn)生厚壁孢子。厚壁孢子由普通營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞體積增大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累和細(xì)胞壁的增厚形成的。孢子可長(zhǎng)期休眠，以渡過(guò)不良環(huán)境。環(huán)境適宜時(shí)，孢子萌發(fā)，分裂形成新的絲狀體。8分離盤(pán)9厚壁孢子和異形胞10藍(lán)藻中常見(jiàn)的代表種類顫藻屬顫藻屬(Oscilla

5、toria)：11藍(lán)藻中常見(jiàn)的代表種類念珠藻12藍(lán)藻中常見(jiàn)的代表種類藍(lán)藻中常見(jiàn)的代表種類螺旋藻屬螺旋藻屬( (Spirulina) )13螺旋藻螺旋藻健康食品健康食品n螺旋藻原產(chǎn)于非洲的乍得和北美洲的墨西哥，它的發(fā)現(xiàn)與它的神奇功效一樣具有傳奇色彩。1940年，法國(guó)藥物學(xué)家克萊博士到非洲探險(xiǎn)，在中非乍得湖畔，他發(fā)現(xiàn)湖面上漂浮著一種綠色微小植物。當(dāng)?shù)赝林擞米顐鹘y(tǒng)的方式從湖面撈取它們，直接拌以辣椒及香料食用，或置于沙灘上曬成干品食用，甚至在市場(chǎng)上出售?？巳R博士非常好奇，這些綠色漂浮物究竟是什么呢？他將標(biāo)本寄給當(dāng)時(shí)著名藻類學(xué)家坦格爾鑒定，發(fā)現(xiàn)這種漂浮物是一種螺旋形狀的藻類螺旋藻。n25年以后，當(dāng)法國(guó)

6、探險(xiǎn)隊(duì)再來(lái)到非洲探險(xiǎn)時(shí)，也發(fā)現(xiàn)乍得湖及其鄰近地區(qū)的咸水湖泊中都生長(zhǎng)著螺旋藻。當(dāng)時(shí)科學(xué)家們正為世界人口急劇增長(zhǎng)、食品日益短缺而憂慮，因此，這一發(fā)現(xiàn)立即引起了藻類學(xué)家、營(yíng)養(yǎng)學(xué)家及各國(guó)政府的高度重視。這時(shí)，墨西哥的特克斯可可湖也發(fā)現(xiàn)盛產(chǎn)螺旋藻，墨西哥人首先用螺旋藻作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，在奶酪、巧克力在奶酪、巧克力等食品中添加等食品中添加23%23%的螺旋藻，作為兒童的營(yíng)養(yǎng)食品的螺旋藻，作為兒童的營(yíng)養(yǎng)食品。n從1962年開(kāi)始，法國(guó)國(guó)立石油研究所的克雷曼博士對(duì)螺旋藻的成分、生態(tài)、培養(yǎng)方法、食用安全性、保健功效等進(jìn)行了數(shù)年的專題研究。1967年，在墨西哥城召開(kāi)的第七界國(guó)際石油會(huì)議上，克雷曼博士首次發(fā)表了能夠成為

7、糧食資源的螺旋藻的報(bào)告能夠成為糧食資源的螺旋藻的報(bào)告。以此為契機(jī)，法國(guó)國(guó)立石油研究所與墨西哥SosaTexlolo公司一起致力于螺旋藻培養(yǎng)的相關(guān)研究，并在1973年于美國(guó)麻省理工學(xué)院召開(kāi)的第二界微生物蛋白質(zhì)會(huì)議及1974年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織會(huì)議上將他們的研究結(jié)果公開(kāi)發(fā)表，從而受到了世界的關(guān)注。與此同時(shí)，聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織也委托世界著名的毒理、病毒學(xué)專家Germn Chamorro 博士費(fèi)時(shí)兩年半，耗資百萬(wàn)法郎，完成了螺旋藻的系統(tǒng)性毒理學(xué)研究，于1980年發(fā)表了長(zhǎng)達(dá)6萬(wàn)余字的研究報(bào)告。這期間，日本醫(yī)科大學(xué)第二生化室、日本國(guó)立營(yíng)養(yǎng)研究所、郡山女子大學(xué)營(yíng)養(yǎng)化學(xué)室等著名研究機(jī)構(gòu)均證明，螺旋藻不含各種有害螺

8、旋藻不含各種有害重金屬、致癌物質(zhì)、慢性毒物質(zhì)，完全不具催畸性，因而人們長(zhǎng)重金屬、致癌物質(zhì)、慢性毒物質(zhì)，完全不具催畸性，因而人們長(zhǎng)期食用十分安全。期食用十分安全。n由于螺旋藻的功效神奇。30多年來(lái)，科學(xué)家完成了對(duì)螺旋藻的基礎(chǔ)生物學(xué)研究、生態(tài)學(xué)與養(yǎng)殖技術(shù)研究。同時(shí)，世界各地開(kāi)始推廣大規(guī)模養(yǎng)殖螺旋藻的技術(shù)。在墨西哥、美國(guó)、日本、泰國(guó)和中國(guó)都有了大規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)，不僅帶來(lái)了大量的經(jīng)濟(jì)效益，而且螺旋藻養(yǎng)殖作為生態(tài)食品生產(chǎn)的一種，對(duì)環(huán)境改善有著巨大的作用和影響。15裸藻門(mén)裸藻門(mén) （EuglenophytaEuglenophyta）大多數(shù)都是無(wú)細(xì)胞壁、有鞭毛、能自由游動(dòng)的單細(xì)胞植物。又分為綠色和無(wú)色兩大類。在綠

9、色種類，含葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素，貯藏物質(zhì)為副淀粉(即裸藻淀粉)和脂肪。 有的無(wú)色種類象動(dòng)物，可吞食固體食物。 裸藻植物體，有鞭毛13條、有趨光性的眼點(diǎn)，另外因沒(méi)有纖維素的壁，其植物體可以伸縮變形。16甲藻門(mén)甲藻門(mén)( (Pyrrophyta) ) 大多數(shù)為單細(xì)胞，無(wú)或有細(xì)胞壁，含葉綠素a或c、胡蘿卜素，同化產(chǎn)物是淀粉和油，細(xì)胞核為中核。運(yùn)動(dòng)細(xì)胞有兩條頂生或側(cè)生的鞭毛。是海洋中產(chǎn)生“赤潮”的主要種類。17金藻門(mén)(Chrysophyta)細(xì)胞有或無(wú)細(xì)胞壁，色素主要有葉綠素a或c、胡蘿卜素、墨角藻黃素，同化產(chǎn)物是金藻昆布糖和油。由于葉綠素含量少，所以植物體呈現(xiàn)黃綠色或金棕色。 運(yùn)動(dòng)細(xì)胞頂生2

10、條鞭毛，1條前伸為茸便型，1條后伸為尾便型。形態(tài)有單細(xì)胞的，群體的和 絲狀體的。代表植物：黃群藻（Synura）18硅藻門(mén)(Bacillariophyta) 細(xì)胞有細(xì)胞壁，色素主要有葉綠素a或c 、胡蘿卜素、甲黃素，同化產(chǎn)物是金藻昆布糖和油。植物體內(nèi)的色素主要有胡蘿卜素和葉黃素（墨角藻黃素和硅甲黃素），所以植物體呈現(xiàn)黃綠色或金棕色。 硅藻細(xì)胞無(wú)運(yùn)動(dòng)細(xì)胞。運(yùn)動(dòng)靠原生質(zhì)環(huán)流推動(dòng)。形態(tài)為單細(xì)胞的，可以連接成群體。 主要代表植物：硅藻屬(Diatoms)。硅藻屬：是單細(xì)胞植物。其細(xì)胞 壁由兩個(gè)套合的瓣片組成。其繁殖的 方式是有絲分裂和形成復(fù)大孢子。19硅硅藻藻20綠藻門(mén)綠藻門(mén)Chlorophyta)

11、)21紅藻門(mén)紅藻門(mén)( (Rhodophyta) )植物體多為多細(xì)胞，呈絲狀或片狀。少數(shù)生活在淡水，絕大多數(shù)生活在海水。植物體一般為紅色或紫紅色，因?yàn)樵弩w內(nèi)除了葉綠素a和類胡蘿卜素外，還含有藻紅素和藻藍(lán)素，能生活在深水中。其貯藏營(yíng)養(yǎng)為紅藻淀粉，遇碘變紫紅色。細(xì)胞壁外層富含果膠，內(nèi)層纖維素，提取瓊脂。 無(wú)性繁殖產(chǎn)生沒(méi)有 鞭毛的不動(dòng)孢子，有性 繁殖為卵式生殖(果胞)。 22紅藻紅藻23褐藻門(mén)褐藻門(mén)( (Phaeophyta) )藻類中進(jìn)化地位較為高級(jí)的類群，絕大多數(shù)為海產(chǎn)。細(xì)胞壁外層褐藻膠，內(nèi)層纖維素；體內(nèi)含葉綠素a、c、類胡蘿卜素和葉黃素，其中墨角藻黃素含量高，所以植物體常呈褐色；能生活在深水中。

12、其貯藏的營(yíng)養(yǎng)為褐藻淀粉和甘露醇、碘。 褐藻均為多細(xì)胞個(gè)體，如海帶。24藻類植物的重要意義我國(guó)的土地面積廣大，江河、湖海面積大，海岸線長(zhǎng)，藻類資源很豐富。藻類植物和人類有直接或間接的關(guān)系，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。1.食用食用：常見(jiàn)的可食用藻類植物有發(fā)菜、海帶、鹿角菜、紫菜、石花菜等。營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，含有大量碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、無(wú)機(jī)鹽、各種維生素和有機(jī)碘。有些藻類中含有很高的蛋白質(zhì)，如現(xiàn)在開(kāi)發(fā)利用螺旋藻，所含的蛋白質(zhì)高達(dá)50%，已開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品很多是保健產(chǎn)品。2.藻類與漁業(yè)的關(guān)系藻類與漁業(yè)的關(guān)系：許多藻類植物既是魚(yú)類的食料，又是它們產(chǎn)卵的好場(chǎng)所。3.在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：在小湖、小河

13、和池塘中的藻類，死亡后在水底形成淤泥，可作肥料。利用固氮藻類利用固氮藻類，增加土壤肥力，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)固氮藍(lán)藻70多種。4.在工業(yè)上的應(yīng)用在工業(yè)上的應(yīng)用：從藻類提取許多工業(yè)原料提取許多工業(yè)原料，如從褐藻中提取的藻膠酸，可制人造纖維(具有耐火性)，瓊膠和卡拉膠廣泛應(yīng)用在食品上。5.在醫(yī)藥上的應(yīng)用在醫(yī)藥上的應(yīng)用：從褐藻中提取碘。6.在在環(huán)保上的應(yīng)用環(huán)保上的應(yīng)用：可消除污染，凈化廢水，還可以指示探礦。 7.7.制造氧氣制造氧氣25藻類的危害藻類的危害富營(yíng)養(yǎng)化富營(yíng)養(yǎng)化1.1.藻產(chǎn)生異味：藻產(chǎn)生異味：水源水體中大量繁殖時(shí)會(huì)給水水源水體中大量繁殖時(shí)會(huì)給水帶來(lái)異味（魚(yú)腥味）。帶來(lái)異味（魚(yú)腥味）。2.2.藻類會(huì)產(chǎn)生

14、毒素：藻類會(huì)產(chǎn)生毒素：藻毒素，致癌。藻毒素，致癌。3.3.飲用水水質(zhì)惡化，制水成本增加飲用水水質(zhì)惡化，制水成本增加：堵塞濾池。：堵塞濾池。4.4.破壞水生態(tài)系統(tǒng)：破壞水生態(tài)系統(tǒng)：覆蓋表面，陽(yáng)光不能照射覆蓋表面，陽(yáng)光不能照射底層，水生植物死亡，草型湖泊轉(zhuǎn)變?yōu)樵逍秃讓樱参锼劳?，草型湖泊轉(zhuǎn)變?yōu)樵逍秃矗幌难鯕?，水生?dòng)物死亡；藻類死亡后沉泊；消耗氧氣，水生動(dòng)物死亡；藻類死亡后沉寂在湖底，厭氧發(fā)酵，水體喪失功能。寂在湖底，厭氧發(fā)酵，水體喪失功能。26滇池厚達(dá)滇池厚達(dá)5 cm的微囊藻水華的微囊藻水華27 近幾年藻類爆發(fā)帶來(lái)的近幾年藻類爆發(fā)帶來(lái)的影響影響越來(lái)越大！越來(lái)越大！282007年年n200

15、7年5月29日，無(wú)錫太湖藍(lán)藻全面暴發(fā)；n6月11日，安徽巢湖藍(lán)藻暴發(fā)；n6月24日，云南滇池藍(lán)藻暴發(fā)；n7月11日，20年未曾出現(xiàn)大規(guī)模藍(lán)藻的武漢東湖也陷入了同樣的困局；n隨后，蘇州、長(zhǎng)春、南京等地相繼傳出藍(lán)藻爆發(fā)或者可能暴發(fā)的消息。 n2007年5月底“太湖藍(lán)藻爆發(fā)事件”引起了全國(guó)范圍內(nèi)的高度關(guān)注，同時(shí)也為水質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題再次向我們敲響了警鐘！該次“藍(lán)藻爆發(fā)”在2007年4月份已經(jīng)開(kāi)始。由于自2006年以來(lái)氣溫偏高，而2007年4月份太湖流域降水量明顯偏低，進(jìn)而導(dǎo)致太湖水溫達(dá)到了25年來(lái)最高點(diǎn)，這就為藻類提供了適宜的條件。另外，2007年1-4月份偏南風(fēng)風(fēng)場(chǎng)顯著高于往年平均，使得其他湖區(qū)的藻類易

16、于向太湖梅梁灣聚集。4月25日起梅梁湖爆發(fā)了大規(guī)模藻類水華，藻類水華爆發(fā)時(shí)間比過(guò)去提前近1個(gè)月。5月2日藻類水華在梅梁湖全灣暴發(fā)。5月底，藍(lán)藻大量死亡腐敗，散發(fā)出腥臭難聞的氣味，同時(shí)釋放出大量藻毒素。經(jīng)過(guò)水廠處理后，臭味難除，導(dǎo)致飲用水水質(zhì)嚴(yán)重惡化，一度使得太湖周邊區(qū)域居民生活用水受到影響，尤其是無(wú)錫，直到6月中旬才逐漸恢復(fù)飲用水供應(yīng)。期間，無(wú)錫居民只能依靠消防車送水或者飲用瓶裝水、桶裝水，給當(dāng)?shù)厣鐣?huì)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)極大的損失。n2007年6月11號(hào)，國(guó)務(wù)院曾經(jīng)在太湖召開(kāi)了一個(gè)太湖污染治理座談會(huì)，溫家寶總理有一個(gè)批示：溫家寶總理有一個(gè)批示：“太湖水污染治理開(kāi)展多年，但太湖水污染治理開(kāi)展多年，

17、但未能從根本上解決問(wèn)題，太湖水污染事件給我們敲響了警鐘，必未能從根本上解決問(wèn)題，太湖水污染事件給我們敲響了警鐘，必須引起高度重視須引起高度重視”。2008年12月，由于水質(zhì)基本狀況還沒(méi)有徹底改變，太湖等水域仍然可能爆發(fā)藍(lán)藻。為解決2007年藍(lán)藻大面積爆后導(dǎo)致水源安全問(wèn)題，無(wú)錫市將改從長(zhǎng)江取水供居民使用。30n飲用水安全敲響n警鐘！警鐘！陡河水庫(kù)怎么樣？陡河水庫(kù)怎么樣？項(xiàng)目Chla（mg/m3）TP（mg/L）TN（mg/L）SD（m）CODMn（mg/L）變化范圍4.92-5.570.03-0.0750.41-0.581.47-1.653.1-4.5均值5.430.0550.491.533.7

18、項(xiàng)目ChlaTPTNSDCODMn營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)43.4147.2542.4542.9235.90水質(zhì)類別中營(yíng)養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)42.50（中營(yíng)養(yǎng)）營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)評(píng)分值評(píng)分值TLITLI（）定性評(píng)價(jià)定性評(píng)價(jià)貧營(yíng)養(yǎng)貧營(yíng)養(yǎng)（Oligotropher）0 0TLITLI（）3030優(yōu)優(yōu)中營(yíng)養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)（Mesotropher）30TLITLI（）550良好良好（輕度）富營(yíng)養(yǎng)（輕度）富營(yíng)養(yǎng)(light eutropher)50TLITLI（）660輕度污染輕度污染（中度）富營(yíng)養(yǎng)（中度）富營(yíng)養(yǎng)(Middle eutropher)(Middle eutropher)60TLITLI（）770中度污染中度污染（重度）富營(yíng)養(yǎng)（重度）富營(yíng)養(yǎng)(Hyper eutropher)70TLITLI（）100重度污染重度污染32富營(yíng)養(yǎng)化的水源怎么辦？富營(yíng)養(yǎng)化的水源怎么辦？n控制源頭：控制源頭：點(diǎn)源、面源點(diǎn)源、面源n即使控制的源頭，沒(méi)有幾十年，看不到效果即使控