水处理生物学.ppt

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资源描述

1、内容回顾1.理解藻类的分类及其特点。2.理解藻类对环境工程的影响。3.理解原生动物结构及生理特点。4.记住原生动物的营养方式类型。5.理解原生动物的分类及特点。6.理解原生动物在水处理中的作用。,第一节 病毒的基本特征,第五章 病 毒,一、病毒的发现,1886年,德国农业化学家 迈尔在荷兰 的接种试验 (烟草花叶病是一种传染性疾病),一、病毒的特点,1. 个体极小 大多数比细菌小的多,须借助电子显微镜才能看到,大小以纳米表示。,发 现,2. 专性寄生 病毒没有细胞结构,没有独立的代谢活动,它们只能在特定的生活着的寄主细胞中繁殖,脱离了寄主细胞便不能进行任何形式的代谢活动。在活体外病毒不具任何生

2、命特征。,3. 没有细胞结构 病毒为非细胞结构的微生物,其化学组成和繁殖方式简单。大多数是蛋白质与核酸组成的大分子,而且只含单一类型的核酸(DNA或RNA),病毒的繁殖方式与细菌不同,它不具备繁殖所需的机构,必须依赖于寄主细胞而进行复制和转录与合成。,4. 类化学大分子 病毒在胞外环境中,如同化学大分子,不表现任何生命特征,不生长,不能繁殖,具有化学大分子的属性。但是化学分子保持其活性,有侵染力。,根据病毒的特点,病毒被定义为超显微的、没有细胞结构、专性活细胞寄生的大分子微生物。它们在活体外具有一般大分子的特征,一旦进入寄主细胞才具有生命的特征。 病毒对人类的健康造成了极大的危害,在人类的传染

3、病中约80%是由病毒引起的。人类免疫缺陷病毒(HIV)是艾滋病(AIDS)的病原体,AIDS是获得性免疫缺陷综合症的缩写。以细胞免疫发生严重缺陷为特征。,二、病毒的分类,病毒的宿主范围广,几乎能感染所有的生物。但是病毒又有高度的专一性。一种病毒只能感染一定种数的宿主。,1. 习惯上根据寄主的种类将病毒分为微生物病毒、植物病毒和动物病毒。微生物病毒中主要研究的是细菌病毒噬菌体。 动物病毒寄生在动物(人体)内,可以引发疾病:人的流感、水痘、乙肝、甲肝;动物的瘟疫及昆虫疾病。 植物病毒寄生在植物体内,引发:烟草花叶病、小麦黑穗病。 噬菌体寄生在细菌体内。 2.按核酸分类:DNA病毒、RNA病毒。,1

4、.病毒的形态大小,三、病毒的形态结构,各种病毒的大小相差很大,最大的病毒直径为200300nm,如痘病毒。最小的病毒仅为2030nm,如脊髓灰质炎病毒,直径约为28nm。,动物病毒多呈球形、砖形,植物病毒多呈杆状或丝状,噬菌体多为蝌蚪状,即由一个多面体的头部和尾部组成。噬菌体是研究病毒复制的模式系统,许多有关病毒的基本概念都来自细菌病毒。,病毒的大小,病毒的形态,病毒的结构,廿面体对称的结构 (球状) 螺旋对称的结构 (杆状) 复合对称的结构 (蝌蚪状),病毒的化学组成,病毒蛋白: 主要功能: A、病毒粒子外壳,保护病毒核酸活性。B、感染的特异性。,核酸:RNA或DNA,病毒包含体:寄主细胞中

5、,由寄主蛋白质包裹病毒体形成的聚集体。,脂类和糖类、无机阳离子等。,第二节 病毒的繁殖,病毒是专性细胞寄生的种类,它们只能在活细胞内繁殖,而不能在一般培养基中繁殖。,现在培养病毒除用敏感动物(小白鼠、豚鼠、家兔等),鸡胚培养外,还可用活的组织或细胞培养。,病毒在活细胞中的繁殖方式不是二分分裂,而是感染细胞后,全面“接管”寄主细胞的生物合成机构,使之按照病毒的遗传特性,合成病毒的核酸和蛋白质,然后聚集成新的病毒粒子,这种繁殖方式称为病毒的复制。,病毒感染寄主细胞进行增殖的过程可分为五个步骤:吸附、侵入和脱壳、复制与合成、装配和释放。,一、吸 附,吸附是病毒感染细胞的第一步,病毒对寄主细胞的吸附有

6、高度的特异性,是吸附在寄主细胞表面的某种特定受体上。,受体实际上是细胞表面的一定化学组成部分,如流感病毒的受体是糖蛋白,存在于敏感动物红细胞及黏膜细胞上。脊髓灰质炎病毒的受体是脂蛋白,存在于对病毒敏感的人或猴的肠道和神经细胞表面。,二、侵入与脱壳,没有受体位点时,病毒不能吸附,也就不能感染。如果受体位点发生改变,寄主细胞就对病毒感染产生了抗性。,病毒侵入的方式决定于寄主细胞的性质。最复杂的侵入方式是噬菌体对细菌的感染,如大肠杆菌噬菌体T4借助其尾部末端附着在敏感细胞的表面,并通过尾丝固着于敏感细胞上,尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖产生一小孔。然后尾鞘收缩将尾髓压入细胞,头部,的DNA通过尾髓被注入

7、细菌细胞,蛋白质外壳则留在细胞外。,三、复制与合成,病毒侵入到敏感细胞后,引起寄主细胞代谢发生改变,生物合成不再由细胞本身支配,而受病毒核酸携带的遗传信息所控制。病毒利用细胞的合成机构,如核糖体、酶系统等,使病毒核酸复制,并合成大量的蛋白质。,四、装 配与释放,病毒的核酸和蛋白质是分别合成的,因而需要将它们组装在一起才能成为成熟的病毒粒子。装配就是将合成的病毒各部分组装在一起成为成熟病毒粒子的过程。,病毒粒子在寄主细胞内成熟后,即开始从细胞释放。很多病毒借助酶的降解作用裂解寄主细胞,一下子释放出大量的子病毒。有的病毒如脊髓灰质炎病毒,通过细胞的局部破裂而释放。在流感病毒中,其核衣壳迁移到细胞质

8、膜上,穿过细胞膜的过程中裹上胞膜,然后释放。释放出的病毒可再次进行新的感染。,侵入方式:(1)注入(细菌病毒)(2)伤口、昆虫刺吸(植物病毒)(3)吞噬(动物病毒),T噬菌体的侵染复制过程,腺病毒粒子的吸收和核酸的脱壳示意图,四、噬菌体的溶原性,噬菌体感染细菌细胞后引起细胞的破裂,这类噬菌体称为烈性噬菌体。另一类噬菌体温和噬菌体,它感染细菌后,细菌不裂解,而能继续生长繁殖,成为溶原性细菌。,在溶原性细菌中找不到形态上可见的噬菌体粒子,侵入的温和噬菌体以其核酸附着在细胞核的一定位置上,称为原噬菌体。它与细菌的细胞核一起复制,而且随着细菌的分裂传给子细胞,使之也成为溶原性细菌。,原噬菌体不同于营养

9、期的噬菌体,它没有感染力。但是原噬菌体一旦脱离细菌细胞核就开始复制,从而引起细菌的裂解。因此,当原噬菌体附着在细胞,时,对细菌一般无不良影响,但具产生噬菌体的潜在能力,具有不受同源噬菌体感染的“免疫性”。,溶源细胞:含有温和噬菌体的寄主细胞原噬菌体:溶源细胞中的噬菌体。,毒性噬菌体:病毒粒子复制装配释放从而导致寄主细胞崩溃的噬菌体,温和噬菌体:核酸与寄主细胞核酸同步复制而不导致寄主细胞裂解的噬菌体。,防治农林害虫的优势: 专一性高扩散性强毒力大后效长环保功能对人类的不利作用:经济昆虫(蜂、蚕)病毒,五、病毒应用,1)高温:对热不稳定,5560摄氏度时, 几或十几分钟灭活;,2)低温:病毒保持感

10、染性。,3)PH:pH值6.08.0 :稳定, pH值5以下或pH9以上:迅速失活;,五、病毒其他特性,第一节 微生物的营养,第六章 微生物的生理特性,定义营养:生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质,以满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要。,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。,微生物不断获得营养物质,将其变成细胞组分,并将废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。,一、微生物的化学组成,主要元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁、氯等,微量元素:铜、锌、锰、钼、硒、钴等,微生物体内的7090为水,剩下的为干物质。干物质,则主要为

11、有机物和无机物组成。其中,有机物约占干重的90%97,主要为蛋白质、核酸、糖和脂肪。,其中,C、H、O、N是所有生物的有机元素。(课本图81),二、微生物的营养物,五大要素:水、碳源、氮源、生长因子、无机盐。,1.水水是微生物本身组分;溶剂,生化反应在溶液中进行;载体,有利于对营养的吸收;少数细菌利用水参与反应;维持和调节体温。,2.碳源在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质。,营养类型,课本上碳源优先顺序82,微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。 微生物最好的碳源是糖尤其是葡萄糖、蔗糖。 对于为数众多的化能异养微生物来说,碳源是兼有能源功能营养物。

12、,凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。氮源的作用是为蛋白质的合成提供原料。,3.氮源,按对氮源的要求不同,微生物可分为:,1).固氮微生物 利用空气中的N2合成自身所需的氨基酸及蛋白质。 代表:根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌。,2).以无机氮化物为氮源的微生物 利用NH3、铵盐、硝盐、亚硝盐为氮源。 代表:亚硝化菌、硝化菌、放线菌、霉菌等。,能为微生物生命活动提供最初能量来源的物质和辐射能,成为能源。,4.能源,1.光能无机自养型2.光能有机异养型,根据能源不同微生物分类:,3.化能无机自养型4.化能有机异养型,营养类型,生长因子:那些微生物生长所必需而且需要量很小,但

13、微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。生长因子主要有:维生素C、B维生素、氨基酸、碱基对等。,5.生长因子,6.无机盐,a.合成核酸、核蛋白、磷脂及其他含磷物质的重要元素。 b.是一些辅酶的组成部分。如:NAD、ATP、ADP等。 c.在磷酸化中起作用。 d.高能磷酸键。 e.缓冲剂。,2)S S是一些氨基酸的组分,一般为硫氢基(SH)的形式。 S及硫化物是好氧微生物的能源。,内容重点1.了解病毒的特点。2.理解病毒的基本组成。3.理解理解病毒侵染的步骤。4.理解病毒的其他特性。5.理解微生物营养、生长因子的定义。6.理解水在微生物代谢过程中的作用。7.理解根据碳源类型的为生物分类。,

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