第四章其它微生物原生动物
水处理微生物学 第四章 其它微生物
第四章其它微生物第一节放线菌和丝状细菌在自然界中，还有一些单细胞而有细长分枝的放线菌。
此外，铁细菌、硫细菌和球衣细菌又常称为丝状细菌。
这类细菌的菌丝体外面有的包着一个圆筒状的粘性皮鞘（细胞外有皮鞘包围的细菌，又称衣细菌，“伯杰细菌鉴定手册”称鞘细菌），组成鞘的物质相当于普通细菌的英膜，由多糖类物质组成。
工程上常把菌体细胞能相连而形成丝状的微生物统称丝状菌，如丝状细菌、放线菌、丝状真菌和丝状藻类(如蓝细菌)等。
一、放线菌放线菌是一种有细长分枝的单细胞菌丝体，它的菌体由不同长短的纤细的菌丝组成。
菌丝相当长，约在50～600µm之间，直径与细菌的大小较接近一般约0.5～1µm，最大不超过1.5µm，内部相通，一般无隔膜。
菌丝分两部分：伸入营养物质内或漫生于营养物表面吸取养料的菌丝，称为营养菌丝。
当营养菌丝发育到一定程度，就会在它上面生长出伸向空中的菌丝，这部分菌丝叫做气生菌丝。
气生菌丝的顶端能形成孢子丝，产生孢子，叫分生孢子(也叫气生孢子)，见图4-1。
孢子对于不良的外界环境有较强的抵抗力。
散落的孢子遇到适宜条件就萌发长出菌丝，菌丝分枝再分枝，最后形成网状的菌丝体。
放线菌容易在培养基上生长，固体培养基上的菌落通常由一个孢子或一小块营养菌丝形成一团有分枝的细丝。
菌落表面常呈粉末状或皱褶状，有的则呈紧密干硬的圆形，有些属的菌落为糊状。
不同的放线菌的菌落呈不同的颜色，如无色、白、黑、红、褐、灰、黄、绿等颜色。
菌落的正面和背面的颜色往往不同，正面是孢子的颜色。
背面是营养菌丝及它所分泌的色素的颜色。
放线菌菌落不易用接种环桃起。
这些特征都是菌种鉴定的重要依据。
大多数放线菌是好氧性的。
一般生长最适宜的pH值为7～8，也就是中性偏碱。
最适宜的温度为25～30℃。
放线菌多数是腐生性的，也有寄生性的，有些寄生种能使动植物致病。
不少抗菌素(约占目前巳知抗菌素的2／3)是由放线菌产生的，其中有链霉素、氯霉素、土霉素、四环素等。
水处理生物学课程教学大纲
水处理生物学课程教学大纲课程名称：水处理生物学课程名称：Water Treatment Biology课程类型：专业基础必修课学时：40适用对象：给水排水工程专业本科先修课程：无一、课程的性质、目的与任务“水处理生物学”是给水排水工程专业的一门专业基础课。
本课程的任务是使学生系统掌握微生物学的基本知识，了解微生物的形态、掌握微生物的生理特性、控制以及利用它们的方法，掌握微生物、水生植物、水生动物等在水体净化和水处理中的作用机理，熟悉水中微生物的检验方法等。
二、课程的内容及学时分配第一单元绪论（建议学时数：2学时）本单元的学习目的和要求：了解微生物学的发展；微生物、水生动物、水生植物在水处理中的作用；水中常见的微生物等。
本单元的重点和难点：水中常见的微生物。
第二单元细菌的形态和结构（建议学时数：2学时）本单元的学习目的和要求：细菌的形态、大小；细菌的细胞结构及各结构的功能；细菌的菌落特征。
本单元的重点和难点：细菌的细胞结构及各结构的功能。
第三单元细菌的生理特性（建议学时数：6学时）本单元的学习目的和要求：细菌的营养成分和营养类型；酶的特性及米-门公式；细菌的呼吸类型；环境因素对细菌生长的影响。
本单元的重点和难点：酶的特性及米-门公式；细菌的呼吸类型。
第四单元细菌的生长和遗传变异（建议学时数：4学时）本单元的学习目的和要求：细菌的计数方法；细菌生长测定方法；细菌的生长及其特性；细菌的遗传与变异及其应用。
本单元的重点和难点：细菌的生长及其特性。
第五单元其他微生物（建议学时数：6学时）本单元的学习目的和要求：放线菌、光合细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物、病毒和噬菌体；微生物之间的关系。
本单元的重点和难点：藻类、原生动物；微生物之间的关系。
第六单元水的微生细菌学（建议学时数：4学时）本单元的学习目的和要求：水中的细菌及其分布；水中的病原菌、大肠菌群及其测定方法；水中微生物的控制方法；水中的病毒及其检验。
微生物学-1.3
(真)病毒 类病毒 至少含核 酸和蛋白 质二种组 分 亚病毒
卫星RNA
朊病毒
只含具 侵染性 的RNA 组分
只含有 不具侵 染性的 RNA组 分
只含蛋 白质
本章的要点
病毒的形态、结构、类型、化学组成 噬菌体 亚病毒
本章的重点和难点 病毒和噬菌体的形态结构、增殖及其特性。
烈性噬菌体
温和噬菌体
核壳/核衣壳 壳粒
包膜
壳体
核髓 壳体
核髓 刺突
（包膜表面向外 伸出的糖蛋白突 起物）
4.3病毒的化学组成和结构
病毒核壳的构型（对称性）
病毒的衣壳具有螺旋体对称或二十面体对称。
螺旋体对称
• 可以看作蛋白亚基通过有序的螺旋方式，排列在 病毒核酸周围。
二十面体
• 是一种有规则的立体结构，它由许多蛋白亚基的 重复聚集组成，从而形成一种类似于球形的结构。
头部为拉长的20面体。
尾部
尾部作用是帮助遗传物质注入细胞。
头部
椭圆形廿面体，65×95 nm 线状ds DNA 壳体有212个壳粒 d = 6 nm 8种蛋白质 76～81% 颈环：六角形的盘状结构 d = 37.5 nm 颈须：6 根
颈部
L = 95 nm，24 环螺旋 144个壳粒（MW：55 000）
病毒核壳的对称构型
廿面体对称病毒
由蛋白质亚基围绕立方对 (icosahedral symmetry ) 称的正多面体的角或边进行 排列，形成一个封闭的蛋白 20个面 质的鞘。 30条边 12个顶角
d = 70～80nm 252个壳粒 顶角：五邻体的壳粒 1×12=12个 面：六邻体的壳粒 4×30=120个 6×20=120个
环境工程微生物学课后答案
环境工程微生物学课后答案环境工程微生物学课后答案介绍1.微生物是如何分类的？答:根据它们的客观生物学特性(如个体形态和大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等)。
)和它们的遗传关系，各种微生物从大到小排列成一个系统，并按边界、门、纲、目、科、属、种等分类。
物种是最小的分类单位，“植物”不是分类单位。
2.微生物是如何命名的？举个例子。
答:微生物的命名是基于生物学中的二项式方法，即用两个拉丁字符来命名一种微生物。
这个物种的名字由一个属名和一个特定的名字组成。
类属名和物种名用斜体表示，类属名在前面，使用拉丁名词，第一个字母大写。
这个特定的名字在拉丁语形容词之后，用拉丁语形容词来表达。
第一个字母是小写的。
例如，大肠杆菌的名称是大肠杆菌。
3.写出大肠杆菌和桔杆菌的拉丁全名。
答:大肠杆菌的名字是大肠杆菌，桔杆菌的名字是枯草杆菌。
微生物的特征是什么？答:(1)个体很小微生物非常小，从几纳米到几微米不等，只能通过光学显微镜才能看到。
病毒小于0.2微米，只能通过光学显微镜可见范围之外的电子显微镜才能看到。
(2)分布广泛，类型多样环境的多样性，如极端高温、高盐度和极端酸碱度，导致了微生物的大量和多样性。
(3)快速繁殖大多数微生物通过分裂繁殖后代。
在合适的环境条件下，一个世代可以在十分钟到二十分钟内繁殖。
在物种竞争中获得优势是生存竞争的保证。
(4)易变大多数微生物是结构简单的单细胞。
整个细胞与环境直接接触，很容易受到外部环境因素的影响，导致遗传物质DNA的变化和变异。
或者变异成优秀的菌株或者降解菌株。
第一章是超级微生物——病毒的非细胞结构1.病毒是什么样的微生物？它的特点是什么？答:病毒没有细胞结构，特别寄生在活的敏感宿主体内。
它们可以通过细菌过滤器，是尺寸小于0.2微米的微小微生物。
特点:尺寸小于0.2微米，所以在光学显微镜下看不到。
你必须在电子显微镜下合成蛋白质——核糖体。
你也没有合成细胞物质和繁殖所需的酶系统。
第四章其它微生物-原生动物讲解
• 根据原生动物的细胞器 和其他特点，将原生动 物分为四个纲，即肉足 纲、鞭毛纲和纤毛纲、 孢子纲。
• 其中孢子纲中原生动物专营 寄生生活，其余三类存在于 水体当中，重点介绍这三类 原生动物
• ①肉足纲
• 20～50um
• 特征：
•
大多没有固定形状
由体内细胞质不定方向的流动
而呈现千姿百态，少数种类为
能和多细胞动物一样行使营养、呼吸、排泄、生殖等机 能。其细胞体内各部分有不同的分工，形成机能不同的 “胞器”，例如：胞口、胞咽、食物泡、吸管是“消化 系统”；收集管、伸缩泡、胞肛是“排泄系统”；伪足、 鞭毛和纤毛是“四肢”等；眼点是“眼睛”等等。如钟 虫图
“嘴”
“胃”－食物泡 、伸缩泡 “腿”－肌丝
二、原生动物在废水生物处理中的作用
• (一)净化废水作用 • 提问:有哪些作用?
• ①直接参与废物的去除 • 捕食水中的悬浮的有机废物颗粒（细菌主要吃溶解性
污染物）
同理可知：食物链越长，净化效果远好。
②吞噬细菌，净化出水水质 • 细菌（尤其使游离细菌）本身也是有机污染物；
• 提问：游离细菌转化为原生
• 形态：具有一根或一根以上的鞭毛
夜
• 鞭毛长度大致与其体长相等或更长些，是光运动器
官，分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。 虫
Ⅰ.植物性鞭毛虫（兼有动物性营养）
“钟罩虫”
“绿眼虫”－裸 金藻—钟罩藻属 藻
长期无光时色 素退化、进行 异养生存！
Ⅱ．动物性鞭毛虫 • 形态：（原生动物中最小）长
11~22um，宽5~10um。
（一）形态、生理
• 形态：多数在500 um左右，需在显微镜下观 察。身体为长形，分头部、躯干和尾部。头 部有轮盘，其咽内有一个几丁质的咀嚼器。 躯干呈圆筒形，背腹扁宽，具刺或棘，外面 有透明的角质甲膜，尾部末端有分叉的趾， 内有腺体分泌的粘液，借以固着在其他物体 上。
第四章 微生物的营养和培养及
第四章 微生物的营养与培养基目的要求：通过本章的课堂教学，使学生了解微生物营养类型的特点及多样性，以及根据不同微生物各自的营养要求，配制相应的培养基对微生物培养的理论知识，为今后对微生物的研究与利用打下基础。
教学内容：1、微生物的6类营养要素2、微生物的营养类型3、营养物质进入细胞的方式单纯扩散(simple diffusion)促进扩散(facilitated diffusion)主动运输(active transport)基团移位(group translocation)4、培养基(media)配制的原则5、培养基的种类重点内容：微生物 营养类型营养物质进入细胞的方式培养基(media)配制的原则及主要培养基类型营养（nutrition）：微生物CUN 从外部环境中摄取对其生命活动必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖等生理活动的过程。
营养物质（nutrient）：那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质称为营养物质。
营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
第一节 微生物的六种营养要素一、微生物细胞的化学组成细胞化学元素组成：主要元素: 包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等，碳、氢、氧、氮、磷、硫等微量元素: 包括锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
微生物细胞组成：有机物、无机物和水。
有机物：主要包括蛋白质、糖、脂、核酸、维生素以及它们的降解产物和一些代谢产物等物质。
无机物：是指与有机物相结构或单独存在于细胞中的无机盐(inorganic salt)等物质。
水：细胞维持正常生命活动所不可少的，一般可占细胞重量的70%-90%。
二、微生物的营养要素营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区分成碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
1、碳源：在微生物生长过程中能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物质称为碳源。
碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质（如糖类、脂类、蛋白质等）和代谢产物，同时绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源，因此碳源物质通常也是能源物质。
微生物第四章总结
3. 半组合培养基 又称半合成培养基，指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天然成分的培养基。如：马铃薯蔗糖培养基。
（2）渗透压和水活度
渗透压：是某水溶液中一个可用压力来度量的物化指标，它表示两种不同浓度的溶液间若被一个半透膜隔开时，稀溶液中的水分子会因水势的推动而透过隔膜流向浓溶液，直至两边水分子的进出达到平衡为止。
水活度：即aw，表示在天然或人为环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。其定量涵义为：在同温同压下，某溶液的蒸汽压（P）与纯水蒸汽压（P0）之比。因此水活度也等于该溶液的百分相对湿度值（ERH），各种微生物生长繁殖范围的水活度在0.998-0.60之间。
氮源：凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。
氮源谱：把微生物作为一个整体观察，它们能利用的氮源范围。其谱详见P84
异养微生物对氮源的利用顺序是：N.C.H.O或N.C.H.O.X优于N.H优于N.O优于N类。
氨基酸自养型生物：一部分微生物是不需要利用氨基酸作为氮源，它们能把尿素，铵盐，硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸。
三，主动运送
主动运送：指一类须提供能量通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。
四，基因移位
基因移位： 指一类既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式，其特点是溶质在运送前后还会发生分子结构变化。基因移位主要用于运送各类糖类，核苷酸，丁酸和腺嘌呤等物质。
第四章其它微生物-藻类
甲藻门(Pyrrophyta)
大多数为单细胞，无或有细胞壁，含叶绿素a或c、胡 萝卜素，同化产物是淀粉和油，细胞核为中核。运动细胞有 两条顶生或侧生的鞭毛。是海洋中产生“赤潮”的主要种类。
16
金藻门(Chrysophyta)
细胞有或无细胞壁，色素主要有叶绿素a或c、胡萝卜素、 墨角藻黄素，同化产物是金藻昆布糖和油。由于叶绿素含量 少，所以植物体呈现黄绿色或金棕色。
评分值TLI（∑） 0＜TLI（∑）≤30 30＜TLI（∑）≤50 50＜TLI（∑）≤60 60＜TLI（∑）≤70 70＜TLI（∑）≤100
SD 42.92 中营养
定性评价 优
良好 轻度污染 中度污染 重度污染Βιβλιοθήκη CODMn 35.90 中营养
富营养化的水源怎么办？
控制源头：点源、面源 即使控制的源头，没有几十年，看不到效果
18
硅 藻
19
绿藻门Chlorophyta)
20
红藻门(Rhodophyta)
植物体多为多细胞，呈丝状或片状。少数生活在淡水，绝 大多数生活在海水。植物体一般为红色或紫红色，因为藻体内 除了叶绿素a和类胡萝卜素外，还含有藻红素和藻蓝素，能生 活在深水中。其贮藏营养为红藻淀粉，遇碘变紫红色。细胞壁 外层富含果胶，内层纤维素，提取琼脂。
一般将它们分为8个门：蓝藻门、裸藻门、甲藻 门、金藻门、硅藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门。
5
蓝藻门 （Cyanophyta）
蓝藻门的一般特征
最古老、最简单的藻类，分布于 淡水或湿地。
单细胞或多细胞的非丝状群体， 或丝状体。多数细胞外有胶质鞘 (即细胞壁两层，内层纤维素， 外层果胶质)，有的群体外有共 同的胶质鞘。
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而呈现千姿百态，少数种类为
球形。
•
细胞质可伸缩变
动而形成伪足。作为运动和
摄食的胞器。
2020/5/13
• 典型种：变形虫、
变
辐射变形虫、太阳
形
虫、壳虫
虫
太
• 可以任意改变形状的肉 足类为根足变形虫，一
阳
般就叫做变形虫。还有
虫
一些体形不变的肉足类
、呈球形，它的伪足呈
针状，如辐射变形虫和
太阳虫。
• 规律：大量出现时预示 出水水质差。如活性污
2020/5/13
一、原生动物的一般特征
行动胞器——伪足、鞭毛、纤毛
消化、营养胞器——胞口、胞咽、食物泡、吸食管
排泄胞器——收集管、伸缩泡、胞肛（体内多余水 分及代谢产物排出体外）
感觉胞器——一般行动胞器即为感觉胞器，个别有专 门的感觉器官——眼点
2020/5/13
（二）营养类型
• ①纯动物性 (大部分)
显的胞口，还有口围、口前庭和胞咽等司吞食和消化的细胞器官 。
• 根据运动情况可分为游泳型、匍匐型、固着型 和吸管虫四种。
2020/5/13
•Ⅰ.游泳型纤毛虫
• 80~300um×42~75um • 自由游动 • 如草履虫，豆形虫、肾
形虫、漫游虫等。 • 规律：预示出水较差
，污泥驯化仍在继续 （常在鞭毛虫优势后 出现） 。
缩虫
相同，各分支可 80~125×38~6×280~1500
累枝虫
柄分枝，形成群 体，个体外形相 似
以收缩 分枝结构与钟虫节累枝虫 相同；多层分枝；75~100×20~30×200~750 各分支不能收缩
盖虫
没有唇边
滴微盘盖虫虫
65~85×27~37×120~264
×400
2020/5/13
梨波 豆虫
类似酵母菌
2020/5/13
二、分类及各纲简介
• 根据原生动物的细胞器 和其他特点，将原生动 物分为四个纲，即肉足 纲、鞭毛纲和纤毛纲、 孢子纲。
• 其中孢子纲中原生动物专营 寄生生活，其余三类存在于 水体当中，重点介绍这三类 原生动物
• ①肉足纲
• 20～50um
• 特征：
•
大多没有固定形状
由体内细胞质不定方向的流动
(bodo)
③纤毛纲
• 特征：周身表面或部分 表面具有纤毛
• 提问：纤毛的功能？ • 游动及摄食的工具。
2020/5/13
草履虫
• 纤毛虫喜吃游离细菌及有机颗粒，与废 水生物处理的关系最为密切。
• 已发现的种类有6000种，远远超过肉足类和鞭毛类。
• 纤毛虫是原生动物中构造最复杂的，不仅有比较明
2020/5/13
痢疾变变形形虫虫
在活性污泥中拍摄的一种变形虫400倍
2020/5/13
②鞭毛纲
• 形态：具有一根或一根以上的鞭毛
夜
• 鞭毛长度大致与其体长相等或更长些，是光运动器
官，分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。 虫
Ⅰ.植物性鞭毛虫（兼有动物性营养）
“钟罩虫”
“绿眼虫”－裸 金藻—钟罩藻属 藻
• “吞食”活细菌、真 菌、藻类或有机颗粒
• ②植物+动物性 (极
少数） • 本质上是裸藻、金藻等
，改名为植物性鞭毛虫
• ；腐 生 性 ( 大 多 ） — 寄 生性
2020/5/13
原生动物食物
动植物12亿年 前以此分化
（三）繁殖
• 通常无性繁殖——二分裂、孢子 • 当环境条件差时出现有性生殖。 • 提问：为什么会这样（生物意义）？ • 基因重组，加快变异进化
喇 叭
• 钟虫，像一个倒置的钟。
虫
• 特征：
• A.前端有环状纤毛带
2020/5/13
• 钟虫纤毛摆动时使水形成旋涡，把水中的细菌、有机颗 粒引进胞口。食物在虫体内形成食物泡。当泡内食物逐渐被消化和吸
收后，泡亦消失，剩下的残渣和水分渗入较大的伸缩泡。伸缩泡逐渐胀大 ，到一定程度即收缩，把泡内废物排出体外。伸缩泡只有一个，而食物泡 的个数则随钟虫活力的旺盛程度而增减。
第四节 原生动物
• 动物—运动、捕食生物 • 原生—最原始、结构最简单
的单细胞动物 • 称“××虫” • 形体微小，在10~300um之
间，在光学显微镜下才能看 见，归入微生物范畴。
2020/5/13
池塘里的水滴及其所可
能包含的主要原生动物:
1) 草履虫Paramecium caudatum
2) 钟形虫Vorticella nebulifera 3) 喇叭虫Stentor polymorphus
2020/5/13
• B. 后端有尾柄
• 靠尾柄附着在其它物质(如 活性污泥、生物滤池的生 物膜)上
泥驯化初期（游离细菌
大量出现后）。
2020/5/13
2020/5/13
吞噬的 硅藻 细胞核
•二 分 裂
变形虫
捕食草履虫
太阳虫
捕 食
2020/5/13
食物泡
壳虫
伪 足
2020/5/13
• 大多为自由生活，也有寄 生
• 严重的水传染病变形虫（ Amoebida，阿米巴）痢 疾(赤痢)就是由于寄生的 变形虫赤痢阿米巴引起的 。
长期无光时色 素退化、进行 异养生存！
2020/5/13
Ⅱ．动物性鞭毛虫
• 形态：（原生动物中最小）长 11~22um，宽5~10um。
• 生活在腐化有机物较多的水体内
• 。规律：与变形虫规律类似。 • 常见的有梨波豆虫和滴虫等。
相同点
区别点
水处理中的典型代表 （长×宽×柄）um
分枝结构与钟虫 螅状独缩虫
⑥ ①
4) 变形虫Amoeba proteus
②
5) 毛口虫Trichodina pediculus
④
6) 唇滴虫Chilomonas paramecium
③
⑤
2020/5/13
一、原生动物的一般特征
• （一）形态特征
• ①单细胞，没有细胞壁、大多无色透明；
②器官分化（行动、感觉、消化、捕食等等）； • 虽然只有一个细胞，但在生理上却是一个完善的有机体，
能和多细胞动物一样行使营养、呼吸、排泄、生殖等机 能。其细胞体内各部分有不同的分工，形成机能不同的 “胞器”，例如：胞口、胞咽、食物泡、吸管是“消化 系统”；收集管、伸缩泡、胞肛是“排泄系统”；伪足、 鞭毛和纤毛是“四肢”等；眼点是“眼睛”等等。如钟 虫图 2020/5/13
“嘴”
“胃”－食物泡 、伸缩泡 “腿”－肌丝
2020/5/13
放大400倍 游泳型纤毛虫
2020/5/13
漫 游 虫
Ⅱ.匍匐型纤毛虫
• 匍匐——在污
泥絮体上爬行
或游动。 • 常见为楯纤虫
游
、尖毛虫、棘 仆
尾虫、游仆虫 虫
。
2020/5/13
Ⅲ.固着型纤毛虫
• 形态：个 1．个体型
• 喇叭虫、钟虫（更常见）