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 原生動物原生動物4-5 后生動物后生動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，有單細胞的，也有多細胞的。 2.植物體無根、莖、葉的分化，有的有鞭毛，能動。 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藻類營養(yǎng)一般是無機物，即自養(yǎng)型，其細胞內(nèi)含有葉藻類營養(yǎng)一般是無機物，即自養(yǎng)型，其細胞內(nèi)含有葉綠素及其他輔助色素，能進行光合作用。綠素及其他輔助色素，能進行光合作用。

2、在有光照的時候，利用光能吸收二氧化碳合成細胞物在有光照的時候，利用光能吸收二氧化碳合成細胞物質(zhì)，同時釋放出氧氣。質(zhì)，同時釋放出氧氣。在夜間無陽光時，則通過呼吸作用，取得能量，吸收在夜間無陽光時，則通過呼吸作用，取得能量，吸收氧氣，同時放出二氧化碳。氧氣，同時放出二氧化碳。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，微生物利用氧氣進行好氧分解有機物；夜間藻氣充足，微生物利用氧氣進行好氧分解有機物；夜間藻類呼吸氧氣，使類呼吸氧氣，使DO下降。下降。藻類的營養(yǎng)藻類的營養(yǎng)4需要陽光，自養(yǎng)型需要陽光，自養(yǎng)型pH=410，適宜，適宜68。富營養(yǎng)化的湖

3、泊由于藻類的。富營養(yǎng)化的湖泊由于藻類的生長生長pH7（911），）， 因為因為CO2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)，細胞核的構(gòu)造和細胞壁的成分，載色體的結(jié)構(gòu)以及所含色素的種類，貯藏營養(yǎng)物質(zhì)的類別，鞭毛的有無，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個門：藍藻門、裸藻門、甲藻門、金藻門、硅藻門、綠藻門、紅藻門、褐藻門。6藍藻門藍藻門 （CyanophytaCyanophyta）藍藻門的一般特征n最古老、最簡單的藻類，分布于淡水或濕地。n單細胞或多細胞的非絲狀群體，或絲狀體。多數(shù)細胞外有膠質(zhì)鞘(即細胞壁兩層，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細胞無真正細胞核，為原核細胞，屬于原核生物。n藻體藍綠色，內(nèi)含有葉綠素a和藻膽素等色素，其貯藏物質(zhì)是藍藻淀粉。7藍藻門的繁殖n無有性生殖，通過細胞分裂進行繁殖。單細胞藍藻細胞分裂后，形成單細胞個體；群體和絲狀體藍藻主要靠斷裂來增加個體。斷離的絲狀體稱為藻殖段。n藍藻營養(yǎng)繁殖外，還可產(chǎn)生孢子進行無性繁殖。在絲狀體類型中產(chǎn)生厚壁孢子。厚壁孢子由普通營養(yǎng)細胞體積增大，營養(yǎng)物質(zhì)的積累和細胞壁的增厚形成的。孢子可長期休眠，以渡過不良環(huán)境。環(huán)境適宜時，孢子萌發(fā)，分裂形成新的絲狀體。8分離盤9厚壁孢子和異形胞10藍藻中常見的代表種類顫藻屬顫藻屬(Oscilla

5、toria)：11藍藻中常見的代表種類念珠藻12藍藻中常見的代表種類藍藻中常見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，法國藥物學家克萊博士到非洲探險，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?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，甚至在市場上出售。克萊博士非常好奇，這些綠色漂浮物究竟是什么呢？他將標本寄給當時著名藻類學家坦格爾鑒定，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，當法國

6、探險隊再來到非洲探險時，也發(fā)現(xiàn)乍得湖及其鄰近地區(qū)的咸水湖泊中都生長著螺旋藻。當時科學家們正為世界人口急劇增長、食品日益短缺而憂慮，因此，這一發(fā)現(xiàn)立即引起了藻類學家、營養(yǎng)學家及各國政府的高度重視。這時，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養(yǎng)強化劑，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，作為兒童的營養(yǎng)食品的螺旋藻，作為兒童的營養(yǎng)食品。n從1962年開始，法國國立石油研究所的克雷曼博士對螺旋藻的成分、生態(tài)、培養(yǎng)方法、食用安全性、保健功效等進行了數(shù)年的專題研究。1967年，在墨西哥城召開的第七界國際石油會議上，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告能夠成為糧食資源的螺旋藻的報告。以此為契機，法國國立石油研究所與墨西哥SosaTexlolo公司一起致力于螺旋藻培養(yǎng)的相關研究，并在1973年于美國麻省理工學院召開的第二界微生物蛋白質(zhì)會議及1974年聯(lián)合國糧農(nóng)組織會議上將他們的研究結(jié)果公開發(fā)表，從而受到了世界的關注。與此同時，聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織也委托世界著名的毒理、病毒學專家Germn Chamorro 博士費時兩年半，耗資百萬法郎，完成了螺旋藻的系統(tǒng)性毒理學研究，于1980年發(fā)表了長達6萬余字的研究報告。這期間，日本醫(yī)科大學第二生化室、日本國立營養(yǎng)研究所、郡山女子大學營養(yǎng)化學室等著名研究機構(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，科學家完成了對螺旋藻的基礎生物學研究、生態(tài)學與養(yǎng)殖技術(shù)研究。同時，世界各地開始推廣大規(guī)模養(yǎng)殖螺旋藻的技術(shù)。在墨西哥、美國、日本、泰國和中國都有了大規(guī)模養(yǎng)殖場，不僅帶來了大量的經(jīng)濟效益，而且螺旋藻養(yǎng)殖作為生態(tài)食品生產(chǎn)的一種，對環(huán)境改善有著巨大的作用和影響。15裸藻門裸藻門 （EuglenophytaEuglenophyta）大多數(shù)都是無細胞壁、有鞭毛、能自由游動的單細胞植物。又分為綠色和無色兩大類。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。 有的無色種類象動物，可吞食固體食物。 裸藻植物體，有鞭毛13條、有趨光性的眼點，另外因沒有纖維素的壁，其植物體可以伸縮變形。16甲藻門甲藻門( (Pyrrophyta) ) 大多數(shù)為單細胞，無或有細胞壁，含葉綠素a或c、胡蘿卜素，同化產(chǎn)物是淀粉和油，細胞核為中核。運動細胞有兩條頂生或側(cè)生的鞭毛。是海洋中產(chǎn)生“赤潮”的主要種類。17金藻門(Chrysophyta)細胞有或無細胞壁，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。 運動細胞頂生2

10、條鞭毛，1條前伸為茸便型，1條后伸為尾便型。形態(tài)有單細胞的，群體的和 絲狀體的。代表植物：黃群藻（Synura）18硅藻門(Bacillariophyta) 細胞有細胞壁，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。 硅藻細胞無運動細胞。運動靠原生質(zhì)環(huán)流推動。形態(tài)為單細胞的，可以連接成群體。 主要代表植物：硅藻屬(Diatoms)。硅藻屬：是單細胞植物。其細胞 壁由兩個套合的瓣片組成。其繁殖的 方式是有絲分裂和形成復大孢子。19硅硅藻藻20綠藻門綠藻門Chlorophyta)

11、)21紅藻門紅藻門( (Rhodophyta) )植物體多為多細胞，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，因為藻體內(nèi)除了葉綠素a和類胡蘿卜素外，還含有藻紅素和藻藍素，能生活在深水中。其貯藏營養(yǎng)為紅藻淀粉，遇碘變紫紅色。細胞壁外層富含果膠，內(nèi)層纖維素，提取瓊脂。 無性繁殖產(chǎn)生沒有 鞭毛的不動孢子，有性 繁殖為卵式生殖(果胞)。 22紅藻紅藻23褐藻門褐藻門( (Phaeophyta) )藻類中進化地位較為高級的類群，絕大多數(shù)為海產(chǎn)。細胞壁外層褐藻膠，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、其貯藏的營養(yǎng)為褐藻淀粉和甘露醇、碘。 褐藻均為多細胞個體，如海帶。24藻類植物的重要意義我國的土地面積廣大，江河、湖海面積大，海岸線長，藻類資源很豐富。藻類植物和人類有直接或間接的關系，在國民經(jīng)濟中起著重要的作用。1.食用食用：常見的可食用藻類植物有發(fā)菜、海帶、鹿角菜、紫菜、石花菜等。營養(yǎng)價值很高，含有大量碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、無機鹽、各種維生素和有機碘。有些藻類中含有很高的蛋白質(zhì)，如現(xiàn)在開發(fā)利用螺旋藻，所含的蛋白質(zhì)高達50%，已開發(fā)出的產(chǎn)品很多是保健產(chǎn)品。2.藻類與漁業(yè)的關系藻類與漁業(yè)的關系：許多藻類植物既是魚類的食料，又是它們產(chǎn)卵的好場所。3.在農(nóng)業(yè)上的應用在農(nóng)業(yè)上的應用：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)固氮藍藻70多種。4.在工業(yè)上的應用在工業(yè)上的應用：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用在食品上。5.在醫(yī)藥上的應用在醫(yī)藥上的應用：從褐藻中提取碘。6.在在環(huán)保上的應用環(huán)保上的應用：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養(yǎng)化富營養(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會給水水源水體中大量繁殖時會給水帶來異味（魚腥味）。帶來異味（魚腥味）。2.2.藻類會產(chǎn)生

14、毒素：藻類會產(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，陽光不能照射覆蓋表面，陽光不能照射底層，水生植物死亡，草型湖泊轉(zhuǎn)變?yōu)樵逍秃讓?，水生植物死亡，草型湖泊轉(zhuǎn)變?yōu)樵逍秃?；消耗氧氣，水生動物死亡；藻類死亡后沉泊；消耗氧氣，水生動物死亡；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滇池厚達滇池厚達5 cm的微囊藻水華的微囊藻水華27 近幾年藻類爆發(fā)帶來的近幾年藻類爆發(fā)帶來的影響影響越來越大！越來越大！282007年年n200

15、7年5月29日，無錫太湖藍藻全面暴發(fā)；n6月11日，安徽巢湖藍藻暴發(fā)；n6月24日，云南滇池藍藻暴發(fā)；n7月11日，20年未曾出現(xiàn)大規(guī)模藍藻的武漢東湖也陷入了同樣的困局；n隨后，蘇州、長春、南京等地相繼傳出藍藻爆發(fā)或者可能暴發(fā)的消息。 n2007年5月底“太湖藍藻爆發(fā)事件”引起了全國范圍內(nèi)的高度關注，同時也為水質(zhì)災害問題再次向我們敲響了警鐘！該次“藍藻爆發(fā)”在2007年4月份已經(jīng)開始。由于自2006年以來氣溫偏高，而2007年4月份太湖流域降水量明顯偏低，進而導致太湖水溫達到了25年來最高點，這就為藻類提供了適宜的條件。另外，2007年1-4月份偏南風風場顯著高于往年平均，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)時間比過去提前近1個月。5月2日藻類水華在梅梁湖全灣暴發(fā)。5月底，藍藻大量死亡腐敗，散發(fā)出腥臭難聞的氣味，同時釋放出大量藻毒素。經(jīng)過水廠處理后，臭味難除，導致飲用水水質(zhì)嚴重惡化，一度使得太湖周邊區(qū)域居民生活用水受到影響，尤其是無錫，直到6月中旬才逐漸恢復飲用水供應。期間，無錫居民只能依靠消防車送水或者飲用瓶裝水、桶裝水，給當?shù)厣鐣a(chǎn)和人民生活帶來極大的損失。n2007年6月11號，國務院曾經(jīng)在太湖召開了一個太湖污染治理座談會，溫家寶總理有一個批示：溫家寶總理有一個批示：“太湖水污染治理開展多年，但太湖水污染治理開展多年，

17、但未能從根本上解決問題，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)基本狀況還沒有徹底改變，太湖等水域仍然可能爆發(fā)藍藻。為解決2007年藍藻大面積爆后導致水源安全問題，無錫市將改從長江取水供居民使用。30n飲用水安全敲響n警鐘！警鐘！陡河水庫怎么樣？陡河水庫怎么樣？項目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、項目ChlaTPTNSDCODMn營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)43.4147.2542.4542.9235.90水質(zhì)類別中營養(yǎng)中營養(yǎng)中營養(yǎng)中營養(yǎng)中營養(yǎng)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)42.50（中營養(yǎng)）營養(yǎng)狀態(tài)分級營養(yǎng)狀態(tài)分級評分值評分值TLITLI（）定性評價定性評價貧營養(yǎng)貧營養(yǎng)（Oligotropher）0 0TLITLI（）3030優(yōu)優(yōu)中營養(yǎng)中營養(yǎng)（Mesotropher）30TLITLI（）550良好良好（輕度）富營養(yǎng)（輕度）富營養(yǎng)(light eutropher)50TLITLI（）660輕度污染輕度污染（中度）富營養(yǎng)（中度）富營養(yǎng)(Middle eutropher)(Middle eutropher)60TLITLI（）770中度污染中度污染（重度）富營養(yǎng)（重度）富營養(yǎng)(Hyper eutropher)70TLITLI（）100重度污染重度污染32富營養(yǎng)化的水源怎么辦？富營養(yǎng)化的水源怎么辦？n控制源頭：控制源頭：點源、面源點源、面源n即使控制的源頭，沒有幾十年，看不到效果即使控