哈工大污染控制微生物课件(4)

2019-04-01 22:52

脂类中磷脂占50%~60%,其余为胆固醇; 多糖常以糖脂、糖蛋白形式存在。 4.3.3 病毒的结构(P60)

完整的、具有感染性的病毒颗粒称为病毒粒子(virion) 4.3.4 包含体(Inclusion body)

包含体是宿主细胞受病毒感染后形成的一种光学显微镜下可见的小体,其形态呈圆形、卵圆形或不定形,数量和大小不等;

大多数是病毒粒子聚集体,一般含有一个或数个病毒粒子;

包含体的大小、形状、组成及在细胞内的位置可作为快速鉴定病毒的依据。 天花病毒在家兔角膜细胞之中产生的顾氏小体 4.3.5 噬菌斑(Plaque)

噬菌斑是指在含宿主细胞的固体培养基上,噬菌体使菌体裂解而形成的空斑,是噬菌体的“菌落”;

噬菌斑的形态特征不一,可以作为鉴定噬菌体的依据之一。天花病毒在家兔角膜细胞之中产生的顾氏小体

4.4 病毒的增殖

病毒侵入寄主细胞后,利用寄主细胞提供的原料、能量和生物合成机制,在病毒核酸的

控制下合成病毒核酸和蛋白质,然后装配为病毒颗粒,再以各种方式从细胞中释放出病毒粒子。病毒的这个过程与一般微生物的繁殖方式不同,称增殖,又称为复制,整个过程称为复制周期。(教材P61)

无论是动、植物病毒或噬菌体,其增殖过程基本相同,大致分为吸附、侵入(及脱壳)、生物合成、装配与释放等连续步骤。(参阅教材P61-62)

4.5 一步生长曲线

一步生长曲线的研究不仅能了解噬菌体的潜伏期时间和裂解量,而且可了解理化因

素的变化对噬菌体感染细菌能力的影响。

一步生长曲线可分为潜伏期(latent period)、突破期(rise phase) 和平稳期 (Plateau phase)

4.6 溶源性(Lysogeny)

烈性噬菌体

溶源性与温和性噬菌体

现在请参阅教材P62-63

4.7 影响水中病毒存活的因素

请参阅教材64-65

4.8 水中病毒的去除

请参阅教材65

4.9 作业

教材P66 思考题:2,3,4,5

5. 微生物的营养

5.1 概念

什么是微生物的营养? 什么是营养物质?

5.2 微生物的化学组成(P69)

5.1.1 微生物的元素组成 5.1.2 微生物的分子组成 5.1.3 指导意义

5.2.1 微生物的元素组成

19 种生命必需元素:C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、Fe、K、Na、Cl、I、Mn、Co、Cu、Zn、Se、Ni;

大量元素: C、H、O、N、P、S 在细胞中的含量达到干重的97%,称为大量元素; 微量元素:为生命所必需,但含量很少的那些元素。

不同微生物体内的元素组成:细菌C5H7NO2,真菌C10H17NO6,藻类C5H8NO2,原生动物C7H14NO3。 5.2.2 微生物的分子组成 请参阅教材P69:

表5.3 细菌细胞化学组成含量 5.2.3 指导意义

培养微生物时,培养基须按照所培养微生物对各种营养元素的需求量进行配制;

在废水生物处理中,需满足废水中C、N、P 等营养元素的平衡:对于好氧生物处理,C(BOD5):N:P=100:5:1,对于厌氧生物处理, C(CODCr):N:P=200~300:5:1 较为适宜。

5.3 微生物的营养物质

5.3.1 水分

除了少数微生物(如蓝细菌)能利用水中的氢作为还原CO2 的还原剂外,其他微生物都 不能利用水作为营养物质。尽管如此,水仍然是微生物生长所必需的一种重要物质。 结合水与游离水的概念

结合水和游离水是水在细胞中的两种存在形式。

结合水在生物细胞中通过氢键和蛋白质结合,构成了原生质的组成部分。

游离水即游离态的水分子,可以被微生物利用,同时构成细胞中各种生物化学反应的介

质。

结合水只占细胞水分的一小部分,细胞内的大部分水为游离水,不同生物的游离水含量差别也很大。

5.3.2 碳源(P67) (1)碳源的概念

(2)微生物碳源物质的种类

能作为微生物碳源物质的种类很多且分布广泛,既包括简单的无机碳化物,如CO2和碳酸盐等,也包括糖类、脂类、醇类、有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含氮的复杂有机物。 光能自养型的藻类和光合细菌,以CO2、碳酸盐等无机物质作为唯一或主要碳源,并利用光能合成细胞内的有机物;绝大多数细菌以及全部放线菌和真菌以有机物质作为碳源,属于异养微生物。

(3)不同微生物利用碳源的能力不同

不同的微生物利用碳源的能力也存在很大差异。 有些微生物能利用的碳源物质相当广泛,而有些微生物利用碳源物质的能力却十分有限,仅能利用少数几种碳源物质。

洋葱假单胞菌(pseudomonas cepacia)可以利用的碳源物质可达90 种以上; 产甲烷细菌的碳源仅为CO2 和极少数几种一碳和二碳有机化合物; 某些纤维素分解菌只能利用纤维素作为碳源。 5.3.3 氮源(P68)

能被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质通常称为氮源(Nitrogen source)。氮是细胞的一种主要组成元素,微生物的氮源物质主要用于合成细胞内各种氨基酸和碱基,进而合成蛋白质和核酸等细胞成分。

除了硝化细菌(nitrobacteria)等少数细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源之外,氮源一般不作为能源物质。

自然界中的氮源物质有分子态氮、无机氮化物、简单的有机氮化物(氨基酸等)和复杂的含氮有机物(如蛋白质)。不同类型的微生物对氮源的要求也各不相同。

能够以分子态氮作为氮源的微生物是固氮微生物,它们利用分子态的氮合成自身需要的氨基酸和蛋白质。这类微生物有自生固氮菌、根瘤菌、巴氏固氮梭菌和固氮蓝细菌等。 无机氮源有氨、尿素、铵盐、硝酸盐等。如,大肠杆菌、产气杆菌(Aerobacter)、草杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)等都可以利用硫酸铵、硝酸铵作为氮源,放线菌可以利用硝酸钾作为氮源,霉菌可以利用硝酸钠作为氮源等。 还存在一类以氨基酸作为氮源的微生物,称为氨基酸异养微生物。这类微生物不能利用简单的无机含氮物质合成氨基酸,必须从外界吸收现成的氨基酸作为氮源。 例如,乳酸杆菌(Lactobacillus)、丙酸细菌(Propionibacteria)等都属于氨基酸异养微生物。

5.3.4 矿质营养(P68)

矿质元素是微生物生长必不可少的一类营养物质,其主要作用是构成细胞的组成成分、参与酶的组成、维持酶的活性、调节和维持细胞的渗透压平衡、控制细胞pH值和氧化还原电位等。

一般微生物生长所需要的无机盐有硫酸盐、磷酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。

大量元素有P、S、K、Mg、Ca、Na 等,没有它们微生物就无法生长。

微量元素有Cu、Zn、Mn、Mo、Co 等,主要是一些酶的辅助因子。微量元素中有许多属于

重金属元素,当它们含量过高时,就会抑制酶的活性,对机体的正常代谢产生毒害作用。因此,微生物生长所需要的微量元素一定要控制在正常的浓度范围内。 5.3.5 生长因子(P68)

生长因子(Growth factor)是指某些微生物生长必须的,而自身不能从普通的碳源、氮源物质合成的,需要从生存环境中摄取才能满足机体生长需要的有机物质。 生长因子主要包括维生素、氨基酸与嘌呤和嘧啶碱基三种类型。

并不是所有的微生物都需要从外界吸收生长因子才能生长,多数真菌、放线菌和一些细菌(如大肠杆菌等)都不需要外界提供生长因子,属于生长因子自养型微生物。 营养缺陷型P69

乳酸杆菌、各种动物致病菌、某些原生动物和支原体等则需要多种生长因子,如一般的乳酸菌都需要多种维生素,很多微生物及其营养缺陷型都需要不同的碱基作为生长因子。

5.4 微生物的营养类型(P71)

碳源

自养型(无机营养型) 异养型(有机营养型)

能源

光能营养型

光能自养型(光能无机营养型) 光能异养型(光能有机营养型) 化能营养型

化能自养型(化能无机营养型) 化能异养型(化能有机营养型)

5.5 微生物的培养基

5.5.1 培养基的概念P73

5.5.2 配置培养基的基本原则P73 5.5.3 培养基的类型P74

5.6 物质的运输

请参阅教材P70-71 相关内容 请注意不同运输方式之间的异同

5.7 作业

(1)微生物的化学组成对其应用有何指导意义?

(2)物质运输的方式主要有哪几种?各有什么特点?

(3)根据碳源和能源的不同,微生物的营养类型可以划分为几种类型,其营养特点分别怎样?

(4)配置培养基应遵循哪些原则?常见培养基有哪些?各有什么用途?

6. 微生物的生长繁殖

6.1 概述P122

生长和繁殖统称为发育。

当微生物吸收营养物质后,合成新的细胞成分,使菌体的重量增加,菌体体积长大,这

种现象称为生长。

当细胞增长到一定程度时就开始分裂,这种菌体数量增多的现象称为繁殖。

生长是繁殖的基础,繁殖是生长的结果。生长和繁殖虽有区别,但关系十分密切。

6.2 微生物的分纯与培养

6.2.1 纯培养的概念P122 在实验室条件下,从一个细胞或一种细菌细胞群繁殖得到的后代称为纯培养物。相对应的称为不纯培养物。

6.2.2 细菌分纯方法P122-123 (1)稀释倒平皿法P122 (2)划线法P122

(3)单细胞挑取法P123

(4)利用选择培养基分离法P123

不同分纯方法的适用条件P123 表7.1

6.3 微生物生长量的测定P123

微生物群体在生长过程中,个体的细胞体积和重量变化不易被察觉,所以,常以细胞数量的增加或以细胞群体重量的增加作为生长繁殖的指标。 6.3.1 测定微生物的数量(P124)

(1)显微镜直接计数法:采用计数器,染色或直接观察 (2)平板计数法:培养后计数菌落 (3)薄膜过滤技术法:培养后计数菌落

(4)比浊法:采用比色计或分光光度计测吸光度(OD),测试前需作标准曲线。 6.3.2 测定微生物的重量(P124)

(1)即称重法,是测定生物量较为直接而可靠的方法,但只适用于菌体浓度较高的样品,而且要求样品中不含菌体以外的其他干物质。

(2)在活性污泥法中常采用干重法来测定活性污泥的重量,以近似代表活性污泥中微生物的量,这一指标称为活性污泥浓度(MLSS) 。

由于污水处理系统中成分比较复杂,测得的MLSS 中含有其它非生命的固体物质再所难免。为了能够比较准确地反应活性污泥中活性微生物的量,一般采用活性污泥中有机性固体物质的浓度MLVSS。


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