水處理生物學(xué)

1、內(nèi)容回顧1.理解藻類的分類及其特點(diǎn)。2.理解藻類對環(huán)境工程的影響。3.理解原生動物結(jié)構(gòu)及生理特點(diǎn)。4.記住原生動物的營養(yǎng)方式類型。5.理解原生動物的分類及特點(diǎn)。6.理解原生動物在水處理中的作用。,第一節(jié) 病毒的基本特征,第五章 病 毒,一、病毒的發(fā)現(xiàn),1886年，德國農(nóng)業(yè)化學(xué)家 邁爾在荷蘭 的接種試驗(yàn) (煙草花葉病是一種傳染性疾病),一、病毒的特點(diǎn),1. 個(gè)體極小　

2、 大多數(shù)比細(xì)菌小的多，須借助電子顯微鏡才能看到，大小以納米表示。,發(fā) 現(xiàn),2. 專性寄生　 病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，沒有獨(dú)立的代謝活動，它們只能在特定的生活著的寄主細(xì)胞中繁殖，脫離了寄主細(xì)胞便不能進(jìn)行任何形式的代謝活動。在活體外病毒不具任何生命特征。,3. 沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu) 病毒為非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物，其化學(xué)組成和繁殖方式簡單。大多數(shù)是蛋白質(zhì)與核酸組成的大分子，而且只含單一類型的核酸(DNA或RNA)，病毒的繁殖方式與細(xì)菌不同

3、，它不具備繁殖所需的機(jī)構(gòu)，必須依賴于寄主細(xì)胞而進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄與合成。,4. 類化學(xué)大分子　 病毒在胞外環(huán)境中，如同化學(xué)大分子，不表現(xiàn)任何生命特征，不生長，不能繁殖，具有化學(xué)大分子的屬性。但是化學(xué)分子保持其活性，有侵染力。,根據(jù)病毒的特點(diǎn)，病毒被定義為超顯微的、沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)、專性活細(xì)胞寄生的大分子微生物。它們在活體外具有一般大分子的特征，一旦進(jìn)入寄主細(xì)胞才具有生命的特征。 病毒對人類的健康造成了極大的危害，在人類的傳染病中

4、約80%是由病毒引起的。人類免疫缺陷病毒(HIV)是艾滋病(AIDS)的病原體，AIDS是獲得性免疫缺陷綜合癥的縮寫。以細(xì)胞免疫發(fā)生嚴(yán)重缺陷為特征。,二、病毒的分類,病毒的宿主范圍廣，幾乎能感染所有的生物。但是病毒又有高度的專一性。一種病毒只能感染一定種數(shù)的宿主。,1. 習(xí)慣上根據(jù)寄主的種類將病毒分為微生物病毒、植物病毒和動物病毒。微生物病毒中主要研究的是細(xì)菌病毒——噬菌體。 動物病毒寄生在動物（人體）內(nèi)，可以引發(fā)疾?。?/p>

5、人的流感、水痘、乙肝、甲肝；動物的瘟疫及昆蟲疾病。 植物病毒寄生在植物體內(nèi)，引發(fā)：煙草花葉病、小麥黑穗病。 噬菌體寄生在細(xì)菌體內(nèi)。 2.按核酸分類：DNA病毒、RNA病毒。,1.病毒的形態(tài)大小,三、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu),各種病毒的大小相差很大，最大的病毒直徑為200~300nm，如痘病毒。最小的病毒僅為20~30nm，如脊髓灰質(zhì)炎病毒，直徑約為28nm。,動物病毒多呈球形、磚形,植物病毒多呈桿狀或絲狀,噬菌體多為

6、蝌蚪狀，即由一個(gè)多面體的頭部和尾部組成。噬菌體是研究病毒復(fù)制的模式系統(tǒng)，許多有關(guān)病毒的基本概念都來自細(xì)菌病毒。,病毒的大小,病毒的形態(tài),病毒的結(jié)構(gòu),廿面體對稱的結(jié)構(gòu) 　　(球狀) 螺旋對稱的結(jié)構(gòu) 　　(桿狀) 復(fù)合對稱的結(jié)構(gòu) 　　(蝌蚪狀),病毒的化學(xué)組成,病毒蛋白： 主要功能： 　A、病毒粒子外殼，保護(hù)病毒核酸活性?！、感染的特異性。,核酸：RNA或DNA,病毒包含體：寄主細(xì)胞中，由寄主蛋白質(zhì)包

7、裹病　　　毒體形成的聚集體。,脂類和糖類、無機(jī)陽離子等。,第二節(jié) 病毒的繁殖,病毒是專性細(xì)胞寄生的種類，它們只能在活細(xì)胞內(nèi)繁殖，而不能在一般培養(yǎng)基中繁殖。,現(xiàn)在培養(yǎng)病毒除用敏感動物（小白鼠、豚鼠、家兔等），雞胚培養(yǎng)外，還可用活的組織或細(xì)胞培養(yǎng)。,病毒在活細(xì)胞中的繁殖方式不是二分分裂，而是感染細(xì)胞后，全面“接管”寄主細(xì)胞的生物合成機(jī)構(gòu)，使之按照病毒的遺傳特性，合成病毒的核酸和蛋白質(zhì)，然后聚集成新的病毒粒子，這種繁殖方式稱為病毒的復(fù)制。,

8、病毒感染寄主細(xì)胞進(jìn)行增殖的過程可分為五個(gè)步驟：吸附、侵入和脫殼、復(fù)制與合成、裝配和釋放。,一、吸 附,吸附是病毒感染細(xì)胞的第一步，病毒對寄主細(xì)胞的吸附有高度的特異性，是吸附在寄主細(xì)胞表面的某種特定受體上。,受體實(shí)際上是細(xì)胞表面的一定化學(xué)組成部分，如流感病毒的受體是糖蛋白，存在于敏感動物紅細(xì)胞及黏膜細(xì)胞上。脊髓灰質(zhì)炎病毒的受體是脂蛋白，存在于對病毒敏感的人或猴的腸道和神經(jīng)細(xì)胞表面。,二、侵入與脫殼,沒有受體位點(diǎn)時(shí)，病毒不能吸附，也就不能感

9、染。如果受體位點(diǎn)發(fā)生改變，寄主細(xì)胞就對病毒感染產(chǎn)生了抗性。,病毒侵入的方式?jīng)Q定于寄主細(xì)胞的性質(zhì)。最復(fù)雜的侵入方式是噬菌體對細(xì)菌的感染，如大腸桿菌噬菌體T4借助其尾部末端附著在敏感細(xì)胞的表面，并通過尾絲固著于敏感細(xì)胞上，尾部的酶水解細(xì)胞壁的肽聚糖產(chǎn)生一小孔。然后尾鞘收縮將尾髓壓入細(xì)胞，頭部,的DNA通過尾髓被注入細(xì)菌細(xì)胞，蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)胞外。,三、復(fù)制與合成,病毒侵入到敏感細(xì)胞后，引起寄主細(xì)胞代謝發(fā)生改變，生物合成不再由細(xì)胞本身支配，

10、而受病毒核酸攜帶的遺傳信息所控制。病毒利用細(xì)胞的合成機(jī)構(gòu)，如核糖體、酶系統(tǒng)等，使病毒核酸復(fù)制，并合成大量的蛋白質(zhì)。,四、裝 配與釋放,病毒的核酸和蛋白質(zhì)是分別合成的，因而需要將它們組裝在一起才能成為成熟的病毒粒子。裝配就是將合成的病毒各部分組裝在一起成為成熟病毒粒子的過程。,病毒粒子在寄主細(xì)胞內(nèi)成熟后，即開始從細(xì)胞釋放。很多病毒借助酶的降解作用裂解寄主細(xì)胞，一下子釋放出大量的子病毒。有的病毒如脊髓灰質(zhì)炎病毒，通過細(xì)胞的局部破裂而釋放。在

11、流感病毒中，其核衣殼遷移到細(xì)胞質(zhì)膜上，穿過細(xì)胞膜的過程中裹上胞膜，然后釋放。釋放出的病毒可再次進(jìn)行新的感染。,侵入方式：（1）注入（細(xì)菌病毒）（2）傷口、昆蟲刺吸　?。ㄖ参锊《荆?）吞噬（動物病毒）,T噬菌體的侵染復(fù)制過程,腺病毒粒子的吸收和核酸的脫殼示意圖,四、噬菌體的溶原性,噬菌體感染細(xì)菌細(xì)胞后引起細(xì)胞的破裂，這類噬菌體稱為烈性噬菌體。另一類噬菌體—溫和噬菌體，它感染細(xì)菌后，細(xì)菌不裂解，而能繼續(xù)生長繁殖，成為溶原性細(xì)菌。,

12、在溶原性細(xì)菌中找不到形態(tài)上可見的噬菌體粒子，侵入的溫和噬菌體以其核酸附著在細(xì)胞核的一定位置上，稱為原噬菌體。它與細(xì)菌的細(xì)胞核一起復(fù)制，而且隨著細(xì)菌的分裂傳給子細(xì)胞，使之也成為溶原性細(xì)菌。,原噬菌體不同于營養(yǎng)期的噬菌體，它沒有感染力。但是原噬菌體一旦脫離細(xì)菌細(xì)胞核就開始復(fù)制，從而引起細(xì)菌的裂解。因此，當(dāng)原噬菌體附著在細(xì)胞,時(shí)，對細(xì)菌一般無不良影響，但具產(chǎn)生噬菌體的潛在能力，具有不受同源噬菌體感染的“免疫性”。,溶源細(xì)胞：含有溫和噬菌體的寄

13、主細(xì)胞原噬菌體：溶源細(xì)胞中的噬菌體。,毒性噬菌體：病毒粒子復(fù)制裝配釋放從而導(dǎo)　　　　　　致寄主細(xì)胞崩潰的噬菌體,溫和噬菌體：核酸與寄主細(xì)胞核酸同步復(fù)制而不　　　　　　導(dǎo)致寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。,防治農(nóng)林害蟲的優(yōu)勢： 專一性高　　擴(kuò)散性強(qiáng)　毒力大　后效長　環(huán)保功能對人類的不利作用：經(jīng)濟(jì)昆蟲(蜂、蠶)病毒,五、病毒應(yīng)用,1)高溫：對熱不穩(wěn)定，55~60攝氏度時(shí)， 幾或十幾分鐘滅活；,2)低溫：病毒

14、保持感染性。,3)PH:　pH值6.0~8.0 ：穩(wěn)定， 　　　pH值5以下或pH9以上：迅速失活；,五、病毒其他特性,第一節(jié) 微生物的營養(yǎng),第六章 微生物的生理特性,定義　營養(yǎng):生物體從外部環(huán)境中攝取對其生命活動必需的能量和物質(zhì)，以滿足機(jī)體生長、繁殖和完成各種生理活動所需要。,營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。,微生物不斷獲得營養(yǎng)物質(zhì)，將其變成細(xì)胞組分，并將廢棄物排出體外的過程

15、稱為新陳代謝。,一、微生物的化學(xué)組成,主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、　　　　　鐵、氯等,微量元素：銅、鋅、錳、鉬、硒、鈷等,微生物體內(nèi)的70～90％為水，剩下的為干物質(zhì)。干物質(zhì)，則主要為有機(jī)物和無機(jī)物組成。其中，有機(jī)物約占干重的90%~97％,主要為蛋白質(zhì)、核酸、糖和脂肪。,其中，C、H、O、N是所有生物的有機(jī)元素。　?。ㄕn本圖ｐ81）,二、微生物的營養(yǎng)物,五大要素：水、碳源、氮源、生長因子、無機(jī)鹽。,1.水　　水

16、是微生物本身組分；溶劑，生化反應(yīng)在溶液中進(jìn)行；載體，有利于對營養(yǎng)的吸收；少數(shù)細(xì)菌利用水參與反應(yīng)；維持和調(diào)節(jié)體溫。,2.碳源　　在微生物生長過程中能為微生物提供碳素來源的物質(zhì)。,營養(yǎng)類型,課本上碳源優(yōu)先順序ｐ82,微生物利用的碳源物質(zhì)主要有糖類、有機(jī)酸、醇、脂類、烴、CO2及碳酸鹽等。 微生物最好的碳源是糖尤其是葡萄糖、蔗糖。 對于為數(shù)眾多的化能異養(yǎng)微生物來說，碳源是兼有能源功能營養(yǎng)物。,凡是能被用來構(gòu)成

17、菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)稱為氮源。氮源的作用是為蛋白質(zhì)的合成提供原料。,3.氮源,按對氮源的要求不同，微生物可分為：,1).固氮微生物 利用空氣中的N2合成自身所需的氨基酸及蛋白質(zhì)。 代表：根瘤菌、固氮藍(lán)菌、固氮菌。,2).以無機(jī)氮化物為氮源的微生物 利用NH3、銨鹽、硝鹽、亞硝鹽為氮源。 代表：亞硝化菌、硝化菌、放線菌、霉菌等。,能為微生物

18、生命活動提供最初能量來源的物質(zhì)和輻射能，成為能源。,4.能源,1.光能無機(jī)自養(yǎng)型2.光能有機(jī)異養(yǎng)型,根據(jù)能源不同微生物分類：,3.化能無機(jī)自養(yǎng)型4.化能有機(jī)異養(yǎng)型,營養(yǎng)類型,生長因子：那些微生物生長所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以滿足機(jī)體生長需要的有機(jī)化合物。生長因子主要有：維生素C、B維生素、氨基酸、　　　　　　　　堿基對等。,5.生長因子,6.無機(jī)鹽,a.合成核酸、核蛋白、磷脂及其他含磷物質(zhì)的重要元

19、素。 b.是一些輔酶的組成部分。如：NAD、ATP、ADP等。 c.在磷酸化中起作用。 d.高能磷酸鍵。 e.緩沖劑。,2）S S是一些氨基酸的組分，一般為硫氫基（－SH）的形式。 S及硫化物是好氧微生物的能源。,內(nèi)容重點(diǎn)1.了解病毒的特點(diǎn)。2.理解病毒的基本組成。3.理解理解病毒侵染的步驟。4.理解病毒的其他特性。5.理解微生物營養(yǎng)、生長因子的定義。6.理解水在微生