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1、关于水处理微生物学关于水处理微生物学PPT第1页，讲稿共82张，创作于星期二第一章 绪论主要内容：主要内容：水处理微生物学的研究对象和任务水处理微生物学的研究对象和任务水处理微生物学的研究对象和任务水处理微生物学的研究对象和任务微生物的分类、命名微生物的分类、命名微生物的分类、命名微生物的分类、命名微生物的特点微生物的特点微生物的特点微生物的特点 原核微生物与真核微生物的区别原核微生物与真核微生物的区别原核微生物与真核微生物的区别原核微生物与真核微生物的区别第2页，讲稿共82张，创作于星期二第一节第一节第一节第一节 水处理微生物学研究的对象和任务水处理微生物学研究的对象和任务水处理微生物学研究
2、的对象和任务水处理微生物学研究的对象和任务n n研究对象研究对象：n n研究水体中微生物的形态，生理特性和控制方法；研究水体中微生物的形态，生理特性和控制方法；研究水体中微生物的形态，生理特性和控制方法；研究水体中微生物的形态，生理特性和控制方法；n n研究微生物在水处理中的作用机理和规律；研究微生物在水处理中的作用机理和规律；研究微生物在水处理中的作用机理和规律；研究微生物在水处理中的作用机理和规律；n n研究水体中微生物的检测方法，判定水体污染和自净能力以及研究水体中微生物的检测方法，判定水体污染和自净能力以及研究水体中微生物的检测方法，判定水体污染和自净能力以及研究水体中微生物的检测方法
3、，判定水体污染和自净能力以及水处理效果的好坏。水处理效果的好坏。水处理效果的好坏。水处理效果的好坏。第3页，讲稿共82张，创作于星期二n n研究任务研究任务：n n掌握微生物的基本概念、类型、生理特性、微生物与环境的关掌握微生物的基本概念、类型、生理特性、微生物与环境的关掌握微生物的基本概念、类型、生理特性、微生物与环境的关掌握微生物的基本概念、类型、生理特性、微生物与环境的关系、以及微生物在水处理中的作用等基本理论系、以及微生物在水处理中的作用等基本理论系、以及微生物在水处理中的作用等基本理论系、以及微生物在水处理中的作用等基本理论n n充分利用微生物控制，消除水体的有机污染物，营养盐类，充
4、分利用微生物控制，消除水体的有机污染物，营养盐类，充分利用微生物控制，消除水体的有机污染物，营养盐类，充分利用微生物控制，消除水体的有机污染物，营养盐类，重金属的污染重金属的污染重金属的污染重金属的污染n n利用微生物进行水处理使水资源再生利用微生物进行水处理使水资源再生利用微生物进行水处理使水资源再生利用微生物进行水处理使水资源再生第4页，讲稿共82张，创作于星期二一、什么是微生物一、什么是微生物一、什么是微生物一、什么是微生物 一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。是一一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。是一一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。是一一切肉眼看不见或看不清的微小生物
5、的总称。是一些个体微小、构造简单的低等生物。些个体微小、构造简单的低等生物。些个体微小、构造简单的低等生物。些个体微小、构造简单的低等生物。微生物的菌落细菌的显微图样第二节第二节 微生物概述微生物概述第5页，讲稿共82张，创作于星期二微生物小小m级：光学显微镜下可见（细胞）Nm级：电子显微镜下可见（细胞器、病毒）简简单细胞简单多细胞非细胞（即“分子生物”，如病毒）原核类：原核类：细菌，放线菌、蓝细菌，支原体、立克次氏体，衣原体等低低(进化地位低)真核类：真核类：真菌，原生动物，微型后生动物，微藻类非细胞：非细胞：病毒，亚病毒（朊病毒、类病毒、拟病毒）第6页，讲稿共82张，创作于星期二微生物的进
6、化地位：微生物的进化地位：通过放射性元素的计时技术，测得地球年龄约有通过放射性元素的计时技术，测得地球年龄约有通过放射性元素的计时技术，测得地球年龄约有通过放射性元素的计时技术，测得地球年龄约有45-4645-46亿年。类似细菌的生物在约亿年。类似细菌的生物在约亿年。类似细菌的生物在约亿年。类似细菌的生物在约3535亿年前就已出现，此时地球开始由化学进化转入到生物进化阶段；亿年前就已出现，此时地球开始由化学进化转入到生物进化阶段；亿年前就已出现，此时地球开始由化学进化转入到生物进化阶段；亿年前就已出现，此时地球开始由化学进化转入到生物进化阶段；蓝细菌类原核生物是在蓝细菌类原核生物是在蓝细菌类原
7、核生物是在蓝细菌类原核生物是在2121亿年前出现亿年前出现亿年前出现亿年前出现,此时地球大气开始由无氧变成有氧，之后此时地球大气开始由无氧变成有氧，之后此时地球大气开始由无氧变成有氧，之后此时地球大气开始由无氧变成有氧，之后出现真核微生物；出现真核微生物；出现真核微生物；出现真核微生物；大约大约大约大约6 6亿年前，水圈中出现了后生动物（摄食消费者），之后出现由亿年前，水圈中出现了后生动物（摄食消费者），之后出现由亿年前，水圈中出现了后生动物（摄食消费者），之后出现由亿年前，水圈中出现了后生动物（摄食消费者），之后出现由“鱼鱼鱼鱼陆生生物陆生生物陆生生物陆生生物两两两两栖类栖类栖类栖类爬行类爬
8、行类爬行类爬行类”的进化趋势，人类诞生至今不过的进化趋势，人类诞生至今不过的进化趋势，人类诞生至今不过的进化趋势，人类诞生至今不过300300万年。万年。万年。万年。如果把地球年龄比喻为一年的话，则微生物诞生的时间是在如果把地球年龄比喻为一年的话，则微生物诞生的时间是在如果把地球年龄比喻为一年的话，则微生物诞生的时间是在如果把地球年龄比喻为一年的话，则微生物诞生的时间是在3 3月月月月2020日左右，人类出现的时日左右，人类出现的时日左右，人类出现的时日左右，人类出现的时间是间是间是间是1212月月月月3131日下午日下午日下午日下午7 7时左右，所以可以毫不夸张地说，微生物是一切生物（包括人
9、类）的时左右，所以可以毫不夸张地说，微生物是一切生物（包括人类）的时左右，所以可以毫不夸张地说，微生物是一切生物（包括人类）的时左右，所以可以毫不夸张地说，微生物是一切生物（包括人类）的“老前辈老前辈老前辈老前辈”。第7页，讲稿共82张，创作于星期二原核生物细胞无核膜，有原核生物细胞无核膜，有一个明显的核区（拟核），一个明显的核区（拟核），核区集中了主要遗传物质，核区集中了主要遗传物质，由一条与类组蛋白相联系的由一条与类组蛋白相联系的双链双链DNADNA构成的染色体组。构成的染色体组。真核生物细胞则是由一条真核生物细胞则是由一条或一条以上的双链或一条以上的双链DNADNA与与组蛋白等结合成的染
10、色体，组蛋白等结合成的染色体，并由核膜包围。并由核膜包围。核、核膜、染色体核、核膜、染色体原核细胞没有独立的内膜原核细胞没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶如系统，与代谢有关的酶如呼吸酶合成酶等位于细胞呼吸酶合成酶等位于细胞膜上，因此它的能量代谢膜上，因此它的能量代谢在质膜上进行。在质膜上进行。真核细胞不仅有独立的内真核细胞不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有专呼吸酶在线粒体中，有专用的细胞器来完成各项生用的细胞器来完成各项生理功能，如线粒体、叶绿理功能，如线粒体、叶绿体。体。代谢场所代谢场所u 原核微生物和真核微生物的区别原核微生物和真核微生物的区别第
11、8页，讲稿共82张，创作于星期二典型的真核典型的真核细细胞胞结结构（构（动动物物典型的真核典型的真核细细胞胞结结构（植物）构（植物）第9页，讲稿共82张，创作于星期二二、微生物分类和命名二、微生物分类和命名经典分类学：按微生物表经典分类学：按微生物表型特征分类型特征分类微生物系统学：按微生物系统学：按亲缘关系和进化规亲缘关系和进化规律分类律分类表型特征：形态学、生理生化学、生态学等，推断微生物的系统发育。表型特征结合分子水平上的基因型特征（如16S rRNA)，探讨微生物进化地位、系统发育关系并进行分类鉴定。微生物分类学的三个任务：分类、鉴定及命名微生物分类学的三个任务：分类、鉴定及命名分类：
12、是根据微生物的相似性和亲缘关系，将微生物归入不同的分类类群。分类：是根据微生物的相似性和亲缘关系，将微生物归入不同的分类类群。鉴定：是确定一个新的分离物属于已经确认的哪个分类类群的过程。鉴定：是确定一个新的分离物属于已经确认的哪个分类类群的过程。命名：是根据国际命名法规给每一微生物类群及种类以科学的名称。命名：是根据国际命名法规给每一微生物类群及种类以科学的名称。第10页，讲稿共82张，创作于星期二（1）通用的分类单元）通用的分类单元七级单元七级单元七级单元七级单元 界（界（Kingdom）门（门（Phylum）纲（ClassClass）目（目（OrderOrder）科（Family）属（Ge
13、nus）种（Species）n n每一分类单元后可有若干辅助单元，如亚门、亚纲、亚目、亚科等每一分类单元后可有若干辅助单元，如亚门、亚纲、亚目、亚科等每一分类单元后可有若干辅助单元，如亚门、亚纲、亚目、亚科等每一分类单元后可有若干辅助单元，如亚门、亚纲、亚目、亚科等第11页，讲稿共82张，创作于星期二以以啤酒酵母啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：为例，它在分类学上的地位是：界界(Kindom)(Kindom)：真菌界：真菌界 门门(Phyllum)(Phyllum)：真菌门：真菌门 纲纲(Class)(Class)：子囊菌纲：子囊菌纲 目目(Order)(Order)：内孢霉目：内孢霉目 科
14、科(Family)(Family)：内孢霉科：内孢霉科 属属(Genus)(Genus)：酵母属：酵母属 种种(Species)(Species)：啤酒酵母：啤酒酵母第12页，讲稿共82张，创作于星期二n n界是最大的分类单位，往下依次递小，种是最基本的分类单元。n n在越是大的分类单位中，生物彼此的共同特征越少，亲缘关系越远；在越是小的分类单位中，共同特征越多，亲缘关系越近。第13页，讲稿共82张，创作于星期二在认识发展过程的不同阶段存在对生物分类的不同观点。在认识发展过程的不同阶段存在对生物分类的不同观点。在认识发展过程的不同阶段存在对生物分类的不同观点。在认识发展过程的不同阶段存在对生物
15、分类的不同观点。两界：两界：两界：两界：动物界和植物界动物界和植物界动物界和植物界动物界和植物界三界：三界：三界：三界：菌物界菌物界菌物界菌物界、动物界和植物界动物界和植物界动物界和植物界动物界和植物界四界：四界：四界：四界：原始生物界、菌界、原始生物界、菌界、原始生物界、菌界、原始生物界、菌界、植物界、动物界（由植物界、动物界（由植物界、动物界（由植物界、动物界（由CopelandCopeland提出）提出）提出）提出）五界：五界：五界：五界：WhittakerWhittaker提出生物五界分类系统，后被提出生物五界分类系统，后被提出生物五界分类系统，后被提出生物五界分类系统，后被Margu
16、lisMargulis修改为：修改为：修改为：修改为：原原原原核生物界、原生生物界、真菌界核生物界、原生生物界、真菌界核生物界、原生生物界、真菌界核生物界、原生生物界、真菌界，动物界和植物界动物界和植物界动物界和植物界动物界和植物界六界：六界：六界：六界：我国我国我国我国王大耜王大耜王大耜王大耜教授提出：教授提出：教授提出：教授提出：病毒界、病毒界、病毒界、病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界原核生物界、真核原生生物界、真菌界原核生物界、真核原生生物界、真菌界原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界和、动物界和、动物界和、动物界和植物界植物界植物界植物界生物的界级分类学说生物的界级分类
17、学说第14页，讲稿共82张，创作于星期二种的定义：微生物的种是一个基本分类单元，它是一大群表形特征高度相似、亲缘关系及其接近、与同属的其他物种有着明显的差异的一大群菌株的总称。新种：指权威性的分类、鉴定手册中从未记载过得一种新分离并鉴定过的微生物。第15页，讲稿共82张，创作于星期二微生物的常用分类系统微生物的常用分类系统n n细菌细菌细菌细菌：伯杰氏鉴定细菌学手册（第八、第九版）、细：伯杰氏鉴定细菌学手册（第八、第九版）、细：伯杰氏鉴定细菌学手册（第八、第九版）、细：伯杰氏鉴定细菌学手册（第八、第九版）、细菌系统学手册（第一版）菌系统学手册（第一版）菌系统学手册（第一版）菌系统学手册（第一版
18、）n n放线菌放线菌：中国科学院微生物研究所编著的放线菌目分：中国科学院微生物研究所编著的放线菌目分：中国科学院微生物研究所编著的放线菌目分：中国科学院微生物研究所编著的放线菌目分科、分属检索表科、分属检索表科、分属检索表科、分属检索表n n真菌真菌真菌真菌：Smith、Alexopoulos、Ainsworth的分的分类系统类系统第16页，讲稿共82张，创作于星期二n n分类依据：分类依据：形态学特征、表型特征、生理特征、生态特征、血清反应、噬菌体反应等 DNA中G+C%，DNA杂交，DNA-RNA杂交，16S rRNA碱基序列分析碱基序列分析等第17页，讲稿共82张，创作于星期二形态学特征
19、培养特征、运动性等等特殊的细胞结构、细胞形态及其染色特性、是微生物分类和鉴定的重要依据之一：a）易于观察和比较，尤其是真核微生物和具有特殊 形态结构的细菌；b）许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对 的稳定性；第18页，讲稿共82张，创作于星期二生理生化特征与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关；与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关；代谢产物等代谢产物等营养类型；营养类型；与氧的关系；与氧的关系；对温度的适应性；对温度的适应性；对对pHpH的适应性；的适应性；对渗透压的适应性；对渗透压的适应性；酶及蛋白质都是基因产物；酶及蛋白质都是基因产物；对微生物生理生化特征的比较也是对微
20、生物基因组的间接比较；对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较；测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多。测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多。这些特征包括：这些特征包括：第19页，讲稿共82张，创作于星期二 常借助特异性的血清学反应来确定未知菌种、常借助特异性的血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。亚种或菌株。生态特性 包括在自然界的分布情况，与其他生物有否寄生包括在自然界的分布情况，与其他生物有否寄生或共生关系或共生关系,宿主种类及与宿主关系宿主种类及与宿主关系,有性生殖情况有性生殖情况,生活史等。生活史等。血清学反应第20页，讲稿共82张，创作于星期二 G GC%C
21、%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作出鉴定，并可检验表测定主要用于对表型特征难区分的细菌作出鉴定，并可检验表型特征分类的合理性，从分子水平上判断物种的亲缘关系。型特征分类的合理性，从分子水平上判断物种的亲缘关系。每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生物，它们应该具有每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的相似的GC%GC%含量；若不同生物之间含量；若不同生物之间GC%GC%含量差别很大，表明它们亲缘关含量差别很大，表明它们亲缘关系较远。系较远。但具有相似但具有相似GC%GC%含量的生物，却并不一定表明它们之间具有近的含量的生物，却并不一定表明它们之间具有近的亲
22、缘关系。亲缘关系。DNA中G+C%使用原则：同一个种内的不同菌株同一个种内的不同菌株GC%GC%含量差别应在含量差别应在4 45%5%以下；同属不同种以下；同属不同种的差别应低于的差别应低于101015%15%；若若2 2个在形态及生理生化特性方面极其相似的菌株，如果其个在形态及生理生化特性方面极其相似的菌株，如果其GC%GC%含量的差别大于含量的差别大于5%5%，则肯定不是同一个种，大于，则肯定不是同一个种，大于15%15%则肯定不是同一个则肯定不是同一个属。属。G+C%G+C%含量的比较主要用于分类鉴定中的含量的比较主要用于分类鉴定中的“否定否定”第21页，讲稿共82张，创作于星期二16S
23、rRNA16SrRNA的序列高度保守，可精确指示细菌之间的亲缘关系的序列高度保守，可精确指示细菌之间的亲缘关系16SrRNA16SrRNA的大小为的大小为1540bp1540bp左右，所含信息能反映生物界进化左右，所含信息能反映生物界进化关系，易操作，适用于各级分类单元关系，易操作，适用于各级分类单元目前常用的是建立在目前常用的是建立在PCRPCR技术基础上的技术基础上的16SrRNA16SrRNA基因的直基因的直接测序法，方便快捷。接测序法，方便快捷。16SrRNA的核酸序列分析第22页，讲稿共82张，创作于星期二（2）微生物命名）微生物命名n n通常以学名命名：常采用通常以学名命名：常采用
24、二名法二名法二名法二名法 即：一个属名即：一个属名+一个种名（均为拉丁字）一个种名（均为拉丁字）注意：属名和种名都要用注意：属名和种名都要用斜体表示斜体表示 属名在前，第一个字母大写属名在前，第一个字母大写 种名在后，第一个字母小写种名在后，第一个字母小写第23页，讲稿共82张，创作于星期二例子：例子：1.大肠埃希氏杆菌：Escherichia coliEscherichia coli 分类学文献中，上述两部分分类学文献中，上述两部分还应加写还应加写3项内容，即首次定名人，现定名人和现名的定名年分 如：Escherichia coli（Migula）Castellani and Chalmer
25、s 1919Chalmers 1919大肠杆菌第24页，讲稿共82张，创作于星期二2.枯草芽孢杆菌（枯草杆菌）Bacillus subtilis（Ehrenberg）Cohn 18723.浮游球衣菌Spgaerotilus natans Kiitzing枯草芽孢杆菌菌落第25页，讲稿共82张，创作于星期二若该菌鉴定到属，没有鉴定到种，则只有属名，如：若该菌鉴定到属，没有鉴定到种，则只有属名，如：芽孢杆菌属的名称是芽孢杆菌属的名称是BacillusBacillus 甲烷杆菌属的名称是甲烷杆菌属的名称是MethanobacteriumMethanobacterium也可在属名后加也可在属名后加sp
26、.sp.（单数）或（单数）或spp.spp.（复数），如：（复数），如：芽孢杆菌属的名称是芽孢杆菌属的名称是Bacillus Bacillus sp.sp.（spp.spp.）芽胞杆菌的几种形态第26页，讲稿共82张，创作于星期二1.体积小，面积大体积小，面积大体积小，面积大体积小，面积大2.2.吸收多，转化快吸收多，转化快吸收多，转化快吸收多，转化快3.生长旺，繁殖快生长旺，繁殖快生长旺，繁殖快生长旺，繁殖快4.4.适应强，易变异适应强，易变异5.5.分布广，种类多分布广，种类多三、微生物的特点第27页，讲稿共82张，创作于星期二比面值：比面值：某一物体单位体积所占的表面积，物体的体积越小，
27、其某一物体单位体积所占的表面积，物体的体积越小，其比表面积越大比表面积越大如：如：1cm1cm3 3豌豆，总表面积豌豆，总表面积6 cm6 cm2 2 1cm 1cm3 3球菌，总表面积球菌，总表面积6 m6 m2 2面积面积/体积体积=比面值比面值600/10006/11.体积小，面积大体积小，面积大第28页，讲稿共82张，创作于星期二扩大了扩大了吸收面吸收面排泄面排泄面信息交换面信息交换面意义意义第29页，讲稿共82张，创作于星期二2.吸收多，转化快吸收多，转化快吸收多，转化快吸收多，转化快如：如：Eschericha coli在在1h内可分解其自重内可分解其自重1000100010000
28、10000倍的乳糖；Candidautilis Candidautilis（产朊假丝酵母）合成蛋白质的能力比大豆强（产朊假丝酵母）合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比牛强倍，比牛强10万倍；万倍；吸收速度是人的吸收速度是人的300300万倍万倍意义：意义：意义：意义：1 为微生物生长提供了充足的物质基础 2 使微生物发挥“活化工厂”的作用第30页，讲稿共82张，创作于星期二3.生长旺，繁殖快生长旺，繁殖快生长旺，繁殖快生长旺，繁殖快例：例：E.coli合适条件下，细胞分裂一次仅需12.520min，每昼夜可分裂72次，这时产生，这时产生4.74.71010万亿个后代，总重约可达4722吨。意义
29、意义意义意义1 发酵工业：2 2 遗传学研究：缩短实验周期遗传学研究：缩短实验周期3 致病菌：传布快，危害大 鼠疫：14世纪，欧洲1/4人口死亡 马铃薯晚疫病：18451846年，欧洲100万人口饿死 肝炎：肝炎：8080年代上海年代上海3030万人口万人口 爱滋病：津巴布韦爱滋病：津巴布韦1/41/4人口感染人口感染第31页，讲稿共82张，创作于星期二4.适应强，易变异适应强，易变异 适应极端环境如高温、高酸、高辐射等冷：冷：-70-196-70-196 热：热：300 300 酸、碱、盐：酸、碱、盐：耐压：耐压：短时间能产生大量变异的后代第32页，讲稿共82张，创作于星期二5.5.分布广，
30、种类多分布广，种类多分布广，种类多分布广，种类多物种多样性生理代谢类型的多样性生理代谢类型的多样性代谢产物的多样性代谢产物的多样性遗传基因的多样性遗传基因的多样性生态类型的多样性生态类型的多样性第33页，讲稿共82张，创作于星期二 思考题思考题1.微生物是如何命名的？2.微生物有哪些特点？3.写出大肠埃希氏杆菌和枯草芽孢杆菌的拉丁文全称。第34页，讲稿共82张，创作于星期二第二章 非细胞微生物病毒主要内容：主要内容：病毒的形态结构病毒的形态结构病毒的形态结构病毒的形态结构病毒的繁殖病毒的繁殖病毒的繁殖病毒的繁殖病毒存活的影响因素病毒存活的影响因素病毒存活的影响因素病毒存活的影响因素去除和破坏水
31、中病毒的方法去除和破坏水中病毒的方法去除和破坏水中病毒的方法去除和破坏水中病毒的方法第35页，讲稿共82张，创作于星期二一、病毒的定义一、病毒的定义n n病毒：一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞型微生物”，其本质是一种只含DNA或RNA的遗传因子。病毒与其他细胞型微生物包括原核微生物和真微病毒与其他细胞型微生物包括原核微生物和真微生物有着体态、结构、化学组成、生命方式等多方生物有着体态、结构、化学组成、生命方式等多方面的明显区别。面的明显区别。第一节第一节 病毒的形态结构及分类病毒的形态结构及分类第36页，讲稿共82张，创作于星期二二、病毒的特点二、病毒的特点n n形体极其形
32、体极其微小微小，需用电子显微镜观察，需用电子显微镜观察n n没有细胞构造没有细胞构造，又称，又称“分子生物分子生物”n n每种病毒每种病毒只含一种核酸只含一种核酸，DNA或或RNAn n以以核酸和蛋白质核酸和蛋白质的的装配装配实现大量繁殖实现大量繁殖n n专性寄生专性寄生，寄主细胞内才表现出生命特征，寄主细胞内才表现出生命特征第37页，讲稿共82张，创作于星期二n n无蛋白质和核酸无蛋白质和核酸合成酶系合成酶系，利用宿主细胞内的，利用宿主细胞内的代谢系统代谢系统n n离体条件离体条件，为，为无生命无生命的生物大分子，长期的生物大分子，长期保持保持侵染侵染活力活力n n对对抗生素抗生素不敏感，对
33、不敏感，对干扰素干扰素敏感敏感n n有的病毒核酸可整合到宿主基因组，诱发有的病毒核酸可整合到宿主基因组，诱发潜伏性潜伏性感染感染第38页，讲稿共82张，创作于星期二拟病毒：只含有不具独立侵染性的拟病毒：只含有不具独立侵染性的RNA或或DNA组分组分非细胞生物真病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分真病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分亚病毒类病毒：只含独立侵染性的类病毒：只含独立侵染性的RNA组分组分朊病毒：只含单一蛋白质组分朊病毒：只含单一蛋白质组分三、病毒的分类三、病毒的分类1、按组分和侵染性分类按组分和侵染性分类：第39页，讲稿共82张，创作于星期二2、按专性宿主分类、按专性宿主分类：动物病毒
34、寄生在人体和动物体内，引起疾病寄生在人体和动物体内，引起疾病艾滋病病毒非典冠状病毒肝炎病毒引起的疾病有：流感、引起的疾病有：流感、艾滋病、麻疹、腮腺炎、艾滋病、麻疹、腮腺炎、甲肝、乙肝等甲肝、乙肝等第40页，讲稿共82张，创作于星期二n n植物病毒植物病毒 寄生在植物体寄生在植物体内，引起疾病内，引起疾病 如烟草花叶病、如烟草花叶病、如烟草花叶病、如烟草花叶病、番茄丛矮病、马铃薯番茄丛矮病、马铃薯番茄丛矮病、马铃薯番茄丛矮病、马铃薯退化病、水稻萎缩病退化病、水稻萎缩病退化病、水稻萎缩病退化病、水稻萎缩病和小麦黑穗病等和小麦黑穗病等和小麦黑穗病等和小麦黑穗病等烟草花叶病毒烟草花叶病毒第41页，讲
35、稿共82张，创作于星期二n n细菌病毒噬菌体噬菌体 1917年年D.Herelle在人的粪便中发现；在人的粪便中发现；环境毒理学中将其作为环境毒理学中将其作为环境毒理学中将其作为环境毒理学中将其作为模式病毒；可评价水与模式病毒；可评价水与废水的处理效率；杀菌。废水的处理效率；杀菌。噬菌体噬菌体第42页，讲稿共82张，创作于星期二n n放线菌病毒放线菌病毒 寄生于放线菌，可使放线菌细胞裂解的病毒。寄生于放线菌，可使放线菌细胞裂解的病毒。寄生于放线菌，可使放线菌细胞裂解的病毒。寄生于放线菌，可使放线菌细胞裂解的病毒。n n藻类病毒藻类病毒噬藻体噬藻体n n真菌病毒真菌病毒第43页，讲稿共82张，创
36、作于星期二n nDNA病毒病毒病毒病毒 细小病毒组的成员一般是细小病毒组的成员一般是细小病毒组的成员一般是细小病毒组的成员一般是ssDNAssDNA 其余病毒都是其余病毒都是其余病毒都是其余病毒都是dsDNA n nRNA病毒病毒 呼肠孤病毒组的成员是呼肠孤病毒组的成员是dsRNA 其余的病毒都是其余的病毒都是其余的病毒都是其余的病毒都是ssRNA注：动物病毒以线状的为注：动物病毒以线状的为注：动物病毒以线状的为注：动物病毒以线状的为dsDNAdsDNA和和和和ssRNAssRNA多，植物病毒以多，植物病毒以多，植物病毒以多，植物病毒以ssRNAssRNA为多，为多，为多，为多，噬菌体以线状的
37、为噬菌体以线状的为噬菌体以线状的为噬菌体以线状的为dsRNAdsRNA多多多多3、按核酸分类按核酸分类第44页，讲稿共82张，创作于星期二1.病毒的大小病毒的大小 多数能通过细菌过滤器，直径多数多数能通过细菌过滤器，直径多数在在100nm（20200nm）上下；）上下；最大的病毒：牛痘苗病毒，直径最大最大的病毒：牛痘苗病毒，直径最大300nm 最小的病毒：口蹄疫病毒，直径最小的病毒：口蹄疫病毒，直径101022nm四、病毒的形态和结构四、病毒的形态和结构第45页，讲稿共82张，创作于星期二2.病毒的形态病毒的形态 动物病毒的形态有：球形、卵圆形、砖动物病毒的形态有：球形、卵圆形、砖形等形等 植
38、物病毒的形态有：杆状、丝状和球状植物病毒的形态有：杆状、丝状和球状 噬菌体的形态有：蝌蚪状和丝状噬菌体的形态有：蝌蚪状和丝状第46页，讲稿共82张，创作于星期二粘病毒粘病毒痘病毒痘病毒疱疹病毒疱疹病毒噬菌体噬菌体病病毒毒的的形形态态和和相相对对大大小小付粘病毒付粘病毒枪弹性病毒枪弹性病毒冠状病毒冠状病毒第47页，讲稿共82张，创作于星期二五、病毒的化学组成和结构病毒的化学组成和结构（一）化学组成（一）化学组成 蛋白质和核酸蛋白质和核酸 个体大的病毒除含蛋白质和核酸，还含脂类和个体大的病毒除含蛋白质和核酸，还含脂类和多糖多糖第48页，讲稿共82张，创作于星期二2 2、病毒的核酸、病毒的核酸uu
39、RNA RNA多为ss，DNADNA多为dsds1、病毒的蛋白质u 结构蛋白：位于颗粒外表，起保护作用；决定病毒的抗原性第49页，讲稿共82张，创作于星期二病毒粒子的结构图病毒粒子的结构图(二二)形态结构形态结构第50页，讲稿共82张，创作于星期二病毒粒子有两种：不具被膜的裸露病毒粒子在核衣壳外面有被膜包围所构成的病毒粒子第51页，讲稿共82张，创作于星期二病毒粒的对称体制病毒粒的对称体制 病毒粒的对称体制只有两种，即病毒粒的对称体制只有两种，即螺旋对称螺旋对称和和二十面对称二十面对称；另外一些结构复杂的病毒，实质上是上述另外一些结构复杂的病毒，实质上是上述两种对称结合的结果，也称为两种对称结
40、合的结果，也称为复合对称。复合对称。第52页，讲稿共82张，创作于星期二A.二十面对称B.代表病毒为腺病腺病毒（毒（Adenovirus）二十面体二十面体腺病毒模式图腺病毒模式图第53页，讲稿共82张，创作于星期二B.螺旋对称型螺旋对称型 代表病毒为烟草花叶病毒（TMV）该病毒核酸外由蛋白质衣壳包裹该病毒核酸外由蛋白质衣壳包裹和保护，结构十分稳定，室温下和保护，结构十分稳定，室温下保存保存50年不丧失侵染力年不丧失侵染力TMV模式图模式图第54页，讲稿共82张，创作于星期二C.复合对称型复合对称型二十面体对称二十面体对称螺旋对称螺旋对称代表病毒为代表病毒为T偶数噬菌体，有偶数噬菌体，有3种，即
41、种，即T2、T4和和T6T系噬菌体模式图系噬菌体模式图第55页，讲稿共82张，创作于星期二n n病毒不存在个体的生长过程，只有两种基本成分病毒不存在个体的生长过程，只有两种基本成分 的合成和进一步的装配过程（同种病毒粒之间没有年龄的合成和进一步的装配过程（同种病毒粒之间没有年龄和大小之分）和大小之分）n n动物病毒、植物病毒和噬菌体的繁殖过程基本相动物病毒、植物病毒和噬菌体的繁殖过程基本相 似似似似第二节第二节 病毒的繁殖病毒的繁殖第56页，讲稿共82张，创作于星期二吸附、侵入、增值（复制与生物合吸附、侵入、增值（复制与生物合吸附、侵入、增值（复制与生物合吸附、侵入、增值（复制与生物合成）、粒
42、子成熟（装配）、寄主成）、粒子成熟（装配）、寄主成）、粒子成熟（装配）、寄主成）、粒子成熟（装配）、寄主细胞裂解细胞裂解细胞裂解细胞裂解 （释放）。（释放）。（释放）。（释放）。以以以以大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌T T T T系噬菌体系噬菌体系噬菌体系噬菌体为例为例为例为例噬菌体与大肠杆菌相对大小噬菌体与大肠杆菌相对大小n n病毒繁殖过程分为病毒繁殖过程分为病毒繁殖过程分为病毒繁殖过程分为5 5 5 5个阶段：个阶段：个阶段：个阶段：第57页，讲稿共82张，创作于星期二1.吸附吸附 T T系噬菌体以尾部末系噬菌体以尾部末系噬菌体以尾部末系噬菌体以尾部末端吸附到敏感细胞表面端吸附到敏感细胞
43、表面端吸附到敏感细胞表面端吸附到敏感细胞表面的某一特定的化学成分；的某一特定的化学成分；的某一特定的化学成分；的某一特定的化学成分；吸附吸附位点：受体、性菌毛等位点：受体、性菌毛等过程：随机碰撞、尾丝散开、固着、刺突插入、过程：随机碰撞、尾丝散开、固着、刺突插入、基板固定基板固定第58页，讲稿共82张，创作于星期二侵入侵入2.2.侵入侵入侵入侵入 尾丝展开、释放溶菌酶，水解细胞尾丝展开、释放溶菌酶，水解细胞尾丝展开、释放溶菌酶，水解细胞尾丝展开、释放溶菌酶，水解细胞壁的肽聚糖形成孔，尾鞘消耗壁的肽聚糖形成孔，尾鞘消耗壁的肽聚糖形成孔，尾鞘消耗壁的肽聚糖形成孔，尾鞘消耗ATPATP获得能获得能获
44、得能获得能量而收缩将尾髓压入大肠杆菌细胞，尾髓将量而收缩将尾髓压入大肠杆菌细胞，尾髓将量而收缩将尾髓压入大肠杆菌细胞，尾髓将量而收缩将尾髓压入大肠杆菌细胞，尾髓将头部的头部的头部的头部的DNADNA注入宿主细胞注入宿主细胞注入宿主细胞注入宿主细胞第59页，讲稿共82张，创作于星期二3.复制与生物合成复制与生物合成DNA病毒的复制（1）核酸复制（宿主）核酸复制（宿主）核酸复制（宿主）核酸复制（宿主 DNA降解）降解）（2）核酸转录）核酸转录）核酸转录）核酸转录（3 3）蛋白质合成）蛋白质合成RNA病毒的复制第60页，讲稿共82张，创作于星期二4.装配装配 DNA分子的缩合通过衣壳包裹DNA而形成
45、头部尾丝，尾管和尾鞘独立装配完成头部与尾部相结合装上尾丝尾管和尾鞘装成尾部第61页，讲稿共82张，创作于星期二5.噬菌体的释放噬菌体的释放 噬菌体粒子成熟后，其水解酶水解宿主细胞壁而噬菌体粒子成熟后，其水解酶水解宿主细胞壁而噬菌体粒子成熟后，其水解酶水解宿主细胞壁而噬菌体粒子成熟后，其水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞裂解，噬菌体粒子被释放，进而重新感染使宿主细胞裂解，噬菌体粒子被释放，进而重新感染使宿主细胞裂解，噬菌体粒子被释放，进而重新感染使宿主细胞裂解，噬菌体粒子被释放，进而重新感染新的宿主细胞。新的宿主细胞。新的宿主细胞。新的宿主细胞。噬菌体的释放噬菌体的释放第62页，讲稿共82张，创作
46、于星期二第二节第二节 病毒的生长规律病毒的生长规律n n一步生长一步生长：瞬间爆发，过程可重复进行：瞬间爆发，过程可重复进行：瞬间爆发，过程可重复进行：瞬间爆发，过程可重复进行n n噬菌斑噬菌斑：烈性噬菌体在混有大量活敏感菌的琼脂培养基中，：烈性噬菌体在混有大量活敏感菌的琼脂培养基中，：烈性噬菌体在混有大量活敏感菌的琼脂培养基中，：烈性噬菌体在混有大量活敏感菌的琼脂培养基中，经培养后，肉眼可见在布满宿主细胞的菌苔上，有一个个不长经培养后，肉眼可见在布满宿主细胞的菌苔上，有一个个不长经培养后，肉眼可见在布满宿主细胞的菌苔上，有一个个不长经培养后，肉眼可见在布满宿主细胞的菌苔上，有一个个不长菌的斑
47、块菌的斑块菌的斑块菌的斑块n n以时间为横坐标，噬菌斑为纵坐标得到一步生长曲线以时间为横坐标，噬菌斑为纵坐标得到一步生长曲线以时间为横坐标，噬菌斑为纵坐标得到一步生长曲线以时间为横坐标，噬菌斑为纵坐标得到一步生长曲线第63页，讲稿共82张，创作于星期二一步生长曲线一步生长曲线平稳期平稳期成熟期成熟期潜伏期潜伏期隐晦期隐晦期u裂解量：裂解量：每个感染细菌平均释放的噬菌体颗粒的数量每个感染细菌平均释放的噬菌体颗粒的数量u裂解期平均噬菌斑数裂解期平均噬菌斑数潜伏期的噬菌斑数潜伏期的噬菌斑数u与裂解时间有关与裂解时间有关第64页，讲稿共82张，创作于星期二病毒的溶原性病毒的溶原性第65页，讲稿共82张
48、，创作于星期二a、烈性（毒性）噬菌体：、烈性（毒性）噬菌体：进入宿主细胞后进行复制增殖，导致宿主细胞裂解的噬菌体。b、温和噬菌体：、温和噬菌体：噬菌体吸附或侵入细胞后，其DNADNA只整合在宿主核染色体组上，并可长期随宿主DNADNA的复制而同步复制，一般不进行增殖或引起宿主细胞裂解的噬菌体。根据噬菌体进入宿主细胞后的行为分为：根据噬菌体进入宿主细胞后的行为分为：第66页，讲稿共82张，创作于星期二宿主宿主DNA噬菌体噬菌体DNA噬菌体噬菌体DNA和宿和宿主染色体整合主染色体整合病毒的溶原性反应第67页，讲稿共82张，创作于星期二原噬菌体原噬菌体原噬菌体原噬菌体 在溶原细菌细胞内的温和噬菌体核
49、酸称为在溶原细菌细胞内的温和噬菌体核酸称为在溶原细菌细胞内的温和噬菌体核酸称为在溶原细菌细胞内的温和噬菌体核酸称为原噬菌体原噬菌体原噬菌体原噬菌体。原噬菌体随宿主细胞分裂传给子代细胞。原噬菌体随宿主细胞分裂传给子代细胞。原噬菌体随宿主细胞分裂传给子代细胞。原噬菌体随宿主细胞分裂传给子代细胞。原噬菌体没有感染力，一旦脱离溶原性细菌的染色体后即恢复原噬菌体没有感染力，一旦脱离溶原性细菌的染色体后即恢复原噬菌体没有感染力，一旦脱离溶原性细菌的染色体后即恢复原噬菌体没有感染力，一旦脱离溶原性细菌的染色体后即恢复复制能力，形成毒性噬菌体。复制能力，形成毒性噬菌体。复制能力，形成毒性噬菌体。复制能力，形成
50、毒性噬菌体。溶源性细菌溶源性细菌 含有原噬菌体的细菌称为含有原噬菌体的细菌称为含有原噬菌体的细菌称为含有原噬菌体的细菌称为溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌。第68页，讲稿共82张，创作于星期二n n烈性噬菌体敏感细菌裂解反应烈性噬菌体敏感细菌裂解反应n n温和噬菌体原噬菌体溶源性反应溶温和噬菌体原噬菌体溶源性反应溶源性细菌源性细菌第69页，讲稿共82张，创作于星期二uu 溶原性噬菌体的命名溶原性噬菌体的命名 在相应菌株的名称后加括号，括号内写上在相应菌株的名称后加括号，括号内写上，如：大肠杆菌溶原性噬菌体的全称如：大肠杆菌溶原性噬菌体的全称 Escherichia coli K12()