水處理生物學

1、內容回顧1.理解藻類的分類及其特點。2.理解藻類對環(huán)境工程的影響。3.理解原生動物結構及生理特點。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。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，德國農業(yè)化學家 邁爾在荷蘭 的接種試驗 (煙草花葉病是一種傳染性疾病),一、病毒的特點,1. 個體極小　

2、 大多數比細菌小的多，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　 病毒沒有細胞結構，沒有獨立的代謝活動，它們只能在特定的生活著的寄主細胞中繁殖，脫離了寄主細胞便不能進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. 沒有細胞結構 病毒為非細胞結構的微生物，其化學組成和繁殖方式簡單。大多數是蛋白質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菌不同

3、，它不具備繁殖所需的機構，必須依賴于寄主細胞而進行復制和轉錄與合成。,4. 類化學大分子　 病毒在胞外環(huán)境中，如同化學大分子，不表現(xiàn)任何生命特征，不生長，不能繁殖，具有化學大分子的屬性。但是化學分子保持其活性，有侵染力。,根據病毒的特點，病毒被定義為超顯微的、沒有細胞結構、專性活細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，一旦進入寄主細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。以細胞免疫發(fā)生嚴重缺陷為特征。,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的宿主。,1. 習慣上根據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菌病毒——噬菌體。 動物病毒寄生在動物（人體）內，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，引發(fā)：煙草花葉病、小麥黑穗病。 噬菌體寄生在細菌體內。 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)結構,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，即由一個多面體的頭部和尾部組成。噬菌體是研究病毒復制的模式系統(tǒng)，許多有關病毒的基本概念都來自細菌病毒。,病毒的大小,病毒的形態(tài),病毒的結構,廿面體對稱的結構 　　(球狀) 螺旋對稱的結構 　　(桿狀) 復合對稱的結構 　　(蝌蚪狀),病毒的化學組成,病毒蛋白： 主要功能： 　A、病毒粒子外殼，保護病毒核酸活性?！、感染的特異性。,核酸：RNA或DNA,病毒包含體：寄主細胞中，由寄主蛋白質包

7、裹病　　　毒體形成的聚集體。,脂類和糖類、無機陽離子等。,第二節(jié) 病毒的繁殖,病毒是專性細胞寄生的種類，它們只能在活細胞內繁殖，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胞培養(yǎng)。,病毒在活細胞中的繁殖方式不是二分分裂，而是感染細胞后，全面“接管”寄主細胞的生物合成機構，使之按照病毒的遺傳特性，合成病毒的核酸和蛋白質，然后聚集成新的病毒粒子，這種繁殖方式稱為病毒的復制。,

8、病毒感染寄主細胞進行增殖的過程可分為五個步驟：吸附、侵入和脫殼、復制與合成、裝配和釋放。,一、吸 附,吸附是病毒感染細胞的第一步，病毒對寄主細胞的吸附有高度的特異性，是吸附在寄主細胞表面的某種特定受體上。,受體實際上是細胞表面的一定化學組成部分，如流感病毒的受體是糖蛋白，存在于敏感動物紅細胞及黏膜細胞上。脊髓灰質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細胞表面。,二、侵入與脫殼,沒有受體位點時，病毒不能吸附，也就不能感

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

10、而受病毒核酸攜帶的遺傳信息所控制。病毒利用細胞的合成機構，如核糖體、酶系統(tǒng)等，使病毒核酸復制，并合成大量的蛋白質。,四、裝 配與釋放,病毒的核酸和蛋白質是分別合成的，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。,病毒粒子在寄主細胞內成熟后，即開始從細胞釋放。很多病毒借助酶的降解作用裂解寄主細胞，一下子釋放出大量的子病毒。有的病毒如脊髓灰質炎病毒，通過細胞的局部破裂而釋放。在

11、流感病毒中，其核衣殼遷移到細胞質膜上，穿過細胞膜的過程中裹上胞膜，然后釋放。釋放出的病毒可再次進行新的感染。,侵入方式：（1）注入（細菌病毒）（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,噬菌體感染細菌細胞后引起細胞的破裂，這類噬菌體稱為烈性噬菌體。另一類噬菌體—溫和噬菌體，它感染細菌后，細菌不裂解，而能繼續(xù)生長繁殖，成為溶原性細菌。,

12、在溶原性細菌中找不到形態(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胞核的一定位置上，稱為原噬菌體。它與細菌的細胞核一起復制，而且隨著細菌的分裂傳給子細胞，使之也成為溶原性細菌。,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菌細胞核就開始復制，從而引起細菌的裂解。因此，當原噬菌體附著在細胞,時，對細菌一般無不良影響，但具產生噬菌體的潛在能力，具有不受同源噬菌體感染的“免疫性”。,溶源細胞：含有溫和噬菌體的寄

13、主細胞原噬菌體：溶源細胞中的噬菌體。,毒性噬菌體：病毒粒子復制裝配釋放從而導　　　　　　致寄主細胞崩潰的噬菌體,溫和噬菌體：核酸與寄主細胞核酸同步復制而不　　　　　　導致寄主細胞裂解的噬菌體。,防治農林害蟲的優(yōu)勢： 專一性高　　擴散性強　毒力大　后效長　環(huán)保功能對人類的不利作用：經濟昆蟲(蜂、蠶)病毒,五、病毒應用,1)高溫：對熱不穩(wěn)定，55~60攝氏度時， 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，以滿足機體生長、繁殖和完成各種生理活動所需要。,營養(yǎng)物質是微生物生存的物質基礎，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，將其變成細胞組分，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,微生物體內的70～90％為水，剩下的為干物質。干物質，則主要為有機物和無機物組成。其中，有機物約占干重的90%~97％,主要為蛋白質、核酸、糖和脂肪。,其中，C、H、O、N是所有生物的有機元素。　?。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、無機鹽。,1.水　　水

16、是微生物本身組分；溶劑，生化反應在溶液中進行；載體，有利于對營養(yǎng)的吸收；少數細菌利用水參與反應；維持和調節(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。,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主要有糖類、有機酸、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。,凡是能被用來構成

17、菌體物質中或代謝產物中氮素來源的營養(yǎng)物質稱為氮源。氮源的作用是為蛋白質的合成提供原料。,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。 代表：根瘤菌、固氮藍菌、固氮菌。,2).以無機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和輻射能，成為能源。,4.能源,1.光能無機自養(yǎng)型2.光能有機異養(yǎng)型,根據能源不同微生物分類：,3.化能無機自養(yǎng)型4.化能有機異養(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體生長需要的有機化合物。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.無機鹽,a.合成核酸、核蛋白、磷脂及其他含磷物質的重要元

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。,內容重點1.了解病毒的特點。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