內(nèi)蒙古大學(xué)環(huán)境微生物學(xué)講義03真核微生物

1、第三章 真核微生物真核微生物（Eukarya）包括真菌界（菌物界）(Fungi)的霉菌（Mad、酵母菌（yeast）及傘菌（Agarcus），以及原生生物界(Protista)的原生動(dòng)物（Protozoa）和藻類(alga)。動(dòng)物界的微型后生動(dòng)物如輪蟲(chóng)等也可列入。第一節(jié) 真菌Fungi（菌物）一、酵母菌(yeast)酵母菌是單細(xì)胞真菌。多生長(zhǎng)在偏酸和含糖高的環(huán)境及蔬菜、水果表面。分發(fā)酵型和氧化型兩類，其中發(fā)酵型酵母菌可發(fā)酵糖為乙醇/有機(jī)酸和CO2等，用于發(fā)面和釀酒；氧化型酵母的氧化能力相對(duì)較強(qiáng)，可氧化烴類，如假絲酵母。用于石油脫蠟。食品類廢水或酒槽可用酵母菌處理，同進(jìn)可得到SCP，用作飼料。1

2、形態(tài)和大小多呈卵圓形，大小15530um。有些種類無(wú)性繁殖時(shí)，子細(xì)胞不與母細(xì)胞脫離而連成鏈狀，呈假絲狀，稱為假絲酵母。 單細(xì)胞酵母菌的形態(tài)構(gòu)造見(jiàn)（掛圖）。2細(xì)胞結(jié)構(gòu) 酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)菌有顯著差別，具體表現(xiàn)在： 具真正的核。有核膜，核仁和染色體。核仁是合成rDNA 的用所。 具線粒體（含呼吸酶系統(tǒng)、執(zhí)行呼吸動(dòng)能）等細(xì)胞器、貯藏顆粒多。 細(xì)胞壁組成復(fù)雜。與細(xì)菌不同，含葡聚糖、甘露聚糖等組分。 3繁殖包括有性繁殖和無(wú)性繁殖兩種方式，無(wú)性繁殖為主。無(wú)性：出芽生殖：形成芽體，脫離母細(xì)胞后形成芽痕。繁殖方式 裂 殖：二分裂。 有性：如產(chǎn)生子囊孢子（質(zhì)配、核配、減數(shù)分裂）。 4培養(yǎng)特征酵母菌在固體培養(yǎng)基上

3、的菌落形態(tài)與細(xì)菌相似，但較大而厚，表面更光滑、粘稠，多呈乳白色，少數(shù)紅色（如紅酵母）。 5分類根據(jù)1970年羅德（J.Lodder）的分類系統(tǒng)，酵母菌分為39屬，372種。常見(jiàn)的有酵母菌屬（Saccharougces）、裂殖酵母屬（Schizosaccharomyces）、假絲酵母屬（Caudida）、紅酵母屬（Rhoalo torula）等。（它們分屬于真菌分類系統(tǒng)中的子囊菌細(xì)、擔(dān)子菌細(xì)和半知菌類。）二、霉菌(Mold)霉菌是絲狀真菌的通稱，不是分類學(xué)的名詞。在分類上它們分屬于藻狀菌、子囊菌和半知菌。霉菌在自然界分布廣泛，與人類生產(chǎn)和生活關(guān)系密切。近代發(fā)酵工業(yè)中用霉菌生產(chǎn)各種有機(jī)酸、抗生素（

4、如青霉素、灰黃霉素）、酶制劑（如淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶等）、維生素等。霉菌可發(fā)酵秸桿飼料，如木霉對(duì)纖維素的分解能力很強(qiáng)。鐮刀霉可分解無(wú)機(jī)氰化物（CN-），用于含氰廢水的處理?？梢疝r(nóng)副產(chǎn)品的發(fā)霉變質(zhì)，少數(shù)產(chǎn)生真菌毒素。 1形態(tài)結(jié)構(gòu)霉菌菌體是由分支或不分支的菌絲（hypha）交織形成的菌絲體(mycelium)。菌絲呈管狀，310um。菌絲有二類：?jiǎn)渭?xì)胞菌絲體，無(wú)橫隔膜，多核：如根霉、毛霉。 多細(xì)胞菌絲體，有橫隔膜，單核或多核：如青、曲、木、鐮刀霉等。在固體培養(yǎng)基上菌絲體分兩部分，即營(yíng)養(yǎng)菌絲：基內(nèi)吸收養(yǎng)料。氣生菌絲：長(zhǎng)在空氣中，可分出分生孢子梗和分生孢子。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 具真正細(xì)胞核及細(xì)胞器。 細(xì)

5、胞壁組成不同，多數(shù)含幾丁質(zhì)（高等）/纖維素（水生）。 2菌落特征由于多數(shù)由分支狀菌絲組成，霉菌菌落大而疏松，呈絨毛狀（如曲霉）、絮狀（如毛霉）等。有的無(wú)固定大小，菌落表面呈肉眼可見(jiàn)的不同結(jié)構(gòu)和色澤特征，是分類依據(jù)之一。 3繁殖方式 霉菌借助有性孢子、無(wú)性孢子及菌口片段繁殖。即：無(wú)性孢子：如孢囊孢子（內(nèi)生、如毛霉）、分生孢子（外生，如青霉）等。有性孢子：經(jīng)核配及減數(shù)分裂，如子囊孢子（鏈孢霉）。菌絲片段：頂端延伸而形成新的菌絲體。 4分類在分類型學(xué)上，菌物主要由粘菌門、卵菌門和真菌門組成，其中真菌依照產(chǎn)生有性孢子的不同進(jìn)行劃分，包括： 接合菌亞門（藻狀菌）：無(wú)橫隔膜，屬單細(xì)胞霉菌，形成接合孢子。如

6、毛霉屬（Mucor）根霉屬（Rhizopus）等見(jiàn)P72。 子囊菌亞門（子囊菌）：有橫隔膜，屬多細(xì)胞霉菌，可形成子囊孢子。如盤菌細(xì)的單肚菌、半子囊菌綱的酵母菌、不整囊菌細(xì)的青霉、曲霉屬等。 半知菌亞門（半知菌類）：尚未發(fā)現(xiàn)有性繁殖者，產(chǎn)分生孢子。如鐮刀霉屬、木霉屬等（叢梗孢目？） 擔(dān)子菌亞門（擔(dān)子菌）：形成擔(dān)孢子。如銀耳目、傘菌目、馬勃目、多孔菌目（靈芝、猴頭）等。三、傘菌（Agaracs）為絲狀大型真菌，其分化的繁殖器官是子實(shí)體，許多可食用，也稱大型食用真菌（如香菇、平菇、口蘑等）。多數(shù)產(chǎn)4個(gè)擔(dān)孢子，擔(dān)孢子有色或無(wú)色。菌絲有單核的初生菌絲和雙核的次生菌絲。（簡(jiǎn)介人工栽培和蘑菇圈）第二節(jié) 原生

7、動(dòng)物Protozoa原生動(dòng)物是最原始、最低等的單細(xì)胞動(dòng)物。動(dòng)物學(xué)把它們列入原生動(dòng)物門（Protozoa），也是微生物學(xué)的研究對(duì)象。在環(huán)境中分布亦廣，海洋、河水、，土壤中物有存在。有的在高等動(dòng)物或人體內(nèi)寄生或共生，更多的為腐生。原生動(dòng)物是水中重要的浮游生物，在活性污泥法處理廢水中原生動(dòng)物以吞食細(xì)菌為生，對(duì)凈化污水起到一定作用。在廢水生物處理中起指示生物的作用。一、形態(tài)與構(gòu)造原生動(dòng)物形態(tài)多樣，大小一般在10300um之間。雖為單細(xì)胞生物，卻是完整的有機(jī)體，有分化的細(xì)胞器，有具核膜的細(xì)胞核，屬真核微生物。具有獨(dú)立生活的生命特征和生理功能。原生動(dòng)物細(xì)胞不具細(xì)胞壁。細(xì)胞質(zhì)膜可以是軟而薄或者硬而厚。原生動(dòng)

8、物能和多細(xì)胞動(dòng)物一樣進(jìn)行攝食、呼吸、排泄、生殖等功能。它們可以形成不同的“胞器”（organelle），各起不同的作用。例如，胞口、胞咽是攝食營(yíng)養(yǎng)的胞器；鞭毛、纖毛、偽足是運(yùn)動(dòng)胞器；伸縮泡是排泄胞器；眼點(diǎn)是感光胞器等。二、營(yíng)養(yǎng)與繁殖 1營(yíng)養(yǎng)方式：大部分原生動(dòng)物為異養(yǎng)生活，以吞食細(xì)菌、真菌、藻類等小型有機(jī)體為食，或以有機(jī)顆粒為食，稱全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)。絕大部分原生動(dòng)物以這種方式為生。少數(shù)含有光合色素，能像植物一樣進(jìn)行自養(yǎng)生活，稱植物性營(yíng)養(yǎng)（此外還有腐生性營(yíng)養(yǎng)）。 2繁殖：有無(wú)性繁殖和有性繁殖。無(wú)性繁殖一般為二分裂繁殖，也有復(fù)分裂方式的或出芽生殖。絕大多數(shù)原生動(dòng)物可以形成休眠體（又稱胞囊），可抵抗不良環(huán)境

9、，當(dāng)環(huán)境條件適宜時(shí)，外圍的胞殼破裂恢復(fù)蟲(chóng)體原形。胞囊(Cyst)很輕，易被塵?；蚱渌麆?dòng)物帶到他處。胞殼（外、內(nèi)二層）原生動(dòng)物的胞囊。即胞囊是原生動(dòng)物抵抗不良環(huán)境的一種休眠體。三、常見(jiàn)代表目前已知原生動(dòng)物近15,000余種，分屬于肉足綱、鞭毛綱、孢子細(xì)和纖毛綱和纖毛綱這四綱中。P33-37 1肉足蟲(chóng)（肉足綱）(Sarcodina)這類動(dòng)物以肉質(zhì)的偽足作為運(yùn)動(dòng)和攝食胞器，它們多無(wú)固定的形狀，細(xì)胞質(zhì)可伸縮變動(dòng)而形成偽足。最常見(jiàn)的代表是變形蟲(chóng)(Amoeba)，生活在富含藻類，含氧量高的水塘等區(qū)域。變形蟲(chóng)身體經(jīng)常變形，任何部分都能形成偽足，以偽足包圍食物形成食物泡，在食物泡內(nèi)進(jìn)行消化。當(dāng)外界環(huán)境不良時(shí)，

10、細(xì)胞收縮形成胞囊，胞囊隨水或風(fēng)飄浮，遇適宜環(huán)境長(zhǎng)成新個(gè)體。（泡狀變形蟲(chóng)） 2鞭毛蟲(chóng)(鞭毛綱)（Mastigophora）這類動(dòng)物具有一至多根鞭毛，作為動(dòng)物胞器。蟲(chóng)體外表有角質(zhì)膜，從而保持蟲(chóng)體外形不變。常見(jiàn)的綠眼蟲(chóng)（Euglena viridis）在生活污水中較多，在寡污性靜水或流水中極少。它們體內(nèi)有葉綠體，進(jìn)行植物性營(yíng)養(yǎng)。此外還有進(jìn)行動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)的波多蟲(chóng)（Bodo）。在活性污泥曝氣池進(jìn)行的最初階段，往往有較多的動(dòng)物性鞭毛蟲(chóng)出現(xiàn)。 3纖毛蟲(chóng)(纖毛綱)（Ciliata）以纖毛作為運(yùn)動(dòng)和攝食的胞器。每個(gè)細(xì)胞中有一個(gè)負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)功能的大核和一個(gè)負(fù)責(zé)生殖功能的小核。此外，還有食物泡、伸縮泡、肛孔等，纖毛蟲(chóng)無(wú)性

11、生殖為橫分裂生殖，有性生殖為接合生殖。纖毛蟲(chóng)大多為單個(gè)自由生活，可分為游泳型和固著型兩種類型。 游泳型纖毛蟲(chóng)：草履蟲(chóng)（Paramecium）、腎形蟲(chóng)、四膜蟲(chóng)等。 草履蟲(chóng) 溝鐘蟲(chóng)見(jiàn)圖1134，5（P53-54）草履蟲(chóng)可在缺氧或厭氧條件下生存，耐污力極強(qiáng)。固著型纖毛蟲(chóng)。常見(jiàn)的為鐘蟲(chóng)類。呈鐘形，有柄可附著于物體上。細(xì)胞表面除口緣纖毛外，其余纖毛均退化。纖毛擺動(dòng)時(shí)使水形成旋渦，將水中細(xì)菌等有機(jī)顆粒引進(jìn)胞口，在食物泡內(nèi)消化后，廢物通過(guò)伸縮泡收縮而排出體外。在污水處理中，當(dāng)鐘蟲(chóng)較多時(shí)，說(shuō)明污泥曝氣池運(yùn)轉(zhuǎn)正常。自然水環(huán)境中，鐘蟲(chóng)主要生活在寡污帶和-中污帶。所有原生動(dòng)物在污水生物處理過(guò)程中都有起指示生物的作用

12、。原生動(dòng)物一旦形成胞囊，就可判斷污水處理不正常。原生動(dòng)物以外的多細(xì)胞動(dòng)物叫后生動(dòng)物，其中微型后生動(dòng)物如輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)、寡毛蟲(chóng)（如顫蚓）、浮游甲殼動(dòng)物等，常在天然水體，潮濕土壤、水體底泥和污水生物處理構(gòu)筑物中存在。（課下自學(xué)）第三節(jié) 藻類algae藻類是低等植物的一個(gè)大類群，與高等植物不同的是，藻類細(xì)胞分化比較低級(jí)，無(wú)根、莖、葉、花的分化。大多數(shù)藻類個(gè)體很小，肉眼看不清，故列入微生物學(xué)范疇。藻類主要為水生生物，廣泛存在于淡水或海水。單細(xì)胞藻類，主要存在于水的上層，浮游于水體中，也稱浮游生物或浮游植物（Phytoplankon）。在自然界水生生態(tài)系統(tǒng)中，藻類是重要的初級(jí)生產(chǎn)者，是水生食物鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

13、。某些條件下，藻類異常增殖可造成水體嚴(yán)重污染。一、形態(tài)與構(gòu)造藻類形態(tài)多種多樣。有單個(gè)球狀的，有成鏈、成堆團(tuán)的，有絲狀體的等等。單細(xì)胞或多細(xì)胞。藻類細(xì)胞是真核細(xì)胞，與其它微生物不同的是具有葉綠體。其中含有葉綠素a、b、c、-胡蘿卜素、葉黃素等光合色素。因此，可進(jìn)行光合作用。也由于所含光合色素不同而使藻類呈現(xiàn)不同的顏色。簡(jiǎn)言之，特點(diǎn)是形態(tài)多樣，單細(xì)胞或多細(xì)胞，含葉綠體。二、生理特征藻類所具光合色素與高等植物相同，為植物型光合作用。通式如下：CO2+2H2O18 CH20+H2O+O這種光合作用的特點(diǎn)是以水作為供氫體并釋放氧氣。進(jìn)行這種光合作用一定有葉綠素a的參與。藻類和高等植物以及藍(lán)細(xì)菌均屬此類。

14、而光合細(xì)菌則不同，進(jìn)行不產(chǎn)氧的光合作用，稱細(xì)菌光合作用。藻類生長(zhǎng)要求陽(yáng)光，最適PH6-8，此外還需N、P等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物。三、常見(jiàn)代表根據(jù)藻類形態(tài)及生理特征，可分為裸藻門、綠藻門、金藻門、甲藻門、褐藻門和紅藻門六個(gè)門（但關(guān)于分類不做詳細(xì)介紹，書(shū)上是10個(gè)門），后二門為個(gè)體較大的高等藻類（如褐藻中有海帶，紅藻中有石花菜、紫菜），不做討論。1綠藻（Chlorophyta） 藻體中色素主要為葉綠素及少量類胡蘿卜類及葉黃素。細(xì)胞呈草綠色故稱綠藻。個(gè)體形態(tài)差異較大，有單細(xì)胞的也有多細(xì)胞的，有大的也有小的。綠藻分布甚廣。淡水中最常見(jiàn)，陸地陰濕處也長(zhǎng)綠藻。常見(jiàn)：小球藻(chlorella)：為單胞藻類，原生質(zhì)體

15、具有一個(gè)細(xì)胞核和帶淀粉核的杯形葉綠體。動(dòng)孢子（8個(gè)）繁殖，繁殖極快。體內(nèi)含有50%蛋白質(zhì)和20%脂肪，大量培養(yǎng)作為飼料及食品。團(tuán)藻（Volvox）：是多細(xì)胞的淡水綠藻，可由數(shù)百個(gè)至數(shù)萬(wàn)個(gè)衣藻型的細(xì)胞構(gòu)成一個(gè)球形藻體，細(xì)胞間有胞間聯(lián)絲互相連接。大多數(shù)細(xì)胞是營(yíng)養(yǎng)體，只有少數(shù)細(xì)胞具繁殖能力。2硅藻（硅藻門，可歸在多藻門，作為一個(gè)綱）為單細(xì)胞或單細(xì)胞體，形體象小盒，細(xì)胞壁包括兩個(gè)藻瓣，好象培養(yǎng)皿的底和蓋一樣。細(xì)胞壁中含有大量硅質(zhì)（Sio2 XH2O）和果膠質(zhì)。硅藻的藻瓣上可有各種花紋，是鑒定硅藻種類的依據(jù)。硅藻體內(nèi)含葉綠素及葉黃素等色素，藻體呈黃綠色至金黃褐色，也有人將它歸在金藻門內(nèi)。硅藻死亡后，藻殼遺留于海中，大量堆積的硅藻殼，形成硅藻土，可用作過(guò)濾劑，絕緣劑等。硅藻分布廣，是全球性的，但有明顯的區(qū)域種類。有些種可作土壤和水體鹽度，腐殖質(zhì)含量及酸堿度的指