病毒環(huán)境工程微生物

關于病毒環(huán)境工程微生物第1頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三

第一節(jié)病毒的一般特征及其分類病毒是沒有細胞結構，專性寄生在活的敏感宿主體內(nèi)，可通過細菌過濾器，大小在0.2μm以下的超微小微生物。流行性感冒病毒H1N1禽流感病毒第2頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三一、病毒的特點1、個體極小。小于0.2μm的超微小微生物，可通過細菌過濾器。2、專性寄生。本身不具備獨立的代謝能力，必須專性寄生在活的敏感宿主細胞內(nèi)，只能在活的寄主細胞內(nèi)生長繁殖，離開寄主細胞不具備任何生命特征。3、不是以二分裂法進行繁殖，在特定的寄主細胞內(nèi)以核酸復制的方式進行增殖。

第3頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三二、病毒的分類國際病毒分類委員會提出病毒的分類原則：①核酸類型、結構和分子量②病毒體的形狀和大小③病毒體的形態(tài)結構④對乙醚或氯仿的敏感性⑤抗原性⑥在細胞培養(yǎng)物上的生長特性⑦

對理化因素的敏感性⑧宿主種類；傳播方式和媒介種類；流行病學特點及臨床病理學特征。第4頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三根據(jù)病毒的宿主將病毒分為動物病毒、植物病毒、微生物病毒等。1、動物病毒：寄生在人體和動物細胞內(nèi)，包括脊椎動物病毒和無脊椎動物病毒。脊椎動物病毒：禽流感、口蹄疫等人：流行性感冒、麻疹、肝炎、流行性乙型腦炎、

腮腺炎、天花等。流行性感冒病毒第5頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三乙型肝炎病毒

第6頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三埃博拉病毒（埃博拉出血熱）Ebolavirus

諾瓦克病毒(引起腸胃感冒）Norwalkvirus

第8頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三

家畜：口蹄疫、豬瘟、牛瘟、雞瘟。人畜共患：狂犬病病毒即“豬繁殖與呼吸綜合征”豬藍耳病第9頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三無脊椎動物病毒：主要在節(jié)肢動物的昆蟲綱中發(fā)現(xiàn)，也見于蜘蛛綱、甲殼綱。棉鈴蟲病毒對蝦白斑桿狀病毒第10頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三2、植物病毒

寄生在植物體內(nèi)引起植物疾病。煙草花葉病毒第11頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三3、微生物病毒：細菌—噬菌體真菌—真菌病毒單細胞藻類—噬藻體放線菌—噬放線菌體噬藍藻體第12頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三三、類病毒和朊病毒

(一)類病毒(viroid)

是比病毒更加小的致病感染因子，有類似病毒的一面，故稱類病毒，屬于亞病毒或不完全病毒。在結構組成上比病毒更簡單，僅是一個沒有蛋白質外殼的游離的環(huán)狀單鏈RNA分子。

可引起馬鈴薯紡錘形塊狀莖病、柑橘裂皮病和菊矮化病

。第13頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三(二)朊病毒（prion=Proteininfection）

是一類侵染動物并在宿主細胞內(nèi)復制的無免疫性的小分子疏水蛋白質，簡稱蛋白質侵染因子。與羊瘙癢癥、瘋牛病、人庫魯病、阿爾茨海默氏癥等腦退行性疾病有關。第14頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)

病毒的形態(tài)和結構

一、病毒的形態(tài)和大小病毒直徑通常在10-300nm之間。大多數(shù)病毒個體直徑小于150nm，較大的直徑在250-350nm，小的直徑15-30nm。痘病毒皰疹病毒噬菌體粘病毒煙草花葉病毒冠狀病毒第15頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三最大的病毒——米米病毒Mimivirus:Mimick-ingmicrobevirus直徑可達650nm第16頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三第17頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三煙草花葉病毒脊髓灰質炎病毒動物病毒：球形、卵圓形、磚形植物病毒：桿狀、絲狀、球狀噬菌體：蝌蚪狀、絲狀病毒的形態(tài)：第18頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三第19頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三二、病毒的化學組成和結構大多數(shù)由核酸和蛋白質組成，有的含類脂質和多糖，有的噬菌體含有脂肪。第20頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三第21頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三蛋白質衣殼：三種對稱構型：立體對稱型：腺病毒、皰疹病毒、脊髓灰質炎病毒螺旋對稱型：煙草花葉病毒、狂犬病毒、流感病毒復合對稱型：大腸桿菌T系噬菌體功能：保護病毒使其免受環(huán)境因素的影響，決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細胞特定部位有特異親和力由一定數(shù)量的衣殼粒按一定的排列組合構成的病毒外殼第22頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三核酸內(nèi)芯：動物病毒：含DNA或RNA植物病毒：多數(shù)含RNA，少數(shù)含DNA噬菌體：多數(shù)含DNA，少數(shù)含RNA作用：決定病毒遺傳、變異和對敏感宿主細胞的感染力被膜：也稱囊膜、外膜，在核衣殼外包膜，由脂類和多糖組成。刺突：有些病毒粒子表面，尤其是在有囊膜的病毒粒子表面有突起物，也稱囊膜突起，如粘病毒等。第23頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)

病毒的繁殖一、病毒的繁殖過程

包括吸附、侵入、復制、聚集與釋放四步烈性噬菌體的生活周期第24頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三二噬菌體的溶源性毒（烈）性噬菌體：侵入宿主細胞后，引起宿主細胞的裂解溫和噬菌體：侵入宿主細胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主核酸同步復制，宿主細胞不裂解而繼續(xù)進行正常的分裂繁殖溶原細胞：含有溫和噬菌體核酸的宿主細胞原噬菌體：在溶原細胞內(nèi)的溫和噬菌體核酸溶源性：是遺傳特性，原噬菌體隨宿主細胞分裂傳給子代細胞，第25頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三第26頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)

病毒的測定與培養(yǎng)一病毒的測定病毒顆粒計數(shù)法：間接計數(shù)法：病毒感染效價測定法第27頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三二病毒的培養(yǎng)特征（一）病毒在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征渾濁菌懸液——接種噬菌體——透明裂解液（二）病毒在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征噬菌斑熒光假單胞菌噬菌斑：將噬菌體接種在敏感細菌形成的菌落上，噬菌體在接種部位進行反復感染，將宿主細菌的菌落裂解成空斑，即噬菌斑。

第28頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三三、病毒的培養(yǎng)基病毒的培養(yǎng)基即相對應的敏感宿主細胞，要具備如下條件：1、

必須是活的敏感動物或是活的敏感動物組織細胞2、

能提供病毒附著的受體3、

敏感細胞內(nèi)沒有破壞特異性病毒限制性核酸內(nèi)切酶

脊椎動物病毒的培養(yǎng)基：胚組織細胞、人組織細胞、人腫瘤細胞、動物組織細胞、雞、鴨細胞、敏感動物植物病毒的培養(yǎng)基：相應的敏感植株和敏感植株的組織噬菌體的培養(yǎng)基：相應的敏感細菌第29頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三三、病毒的培養(yǎng)（一）動物病毒的培養(yǎng)動物病毒的培養(yǎng)方法有動物接種、雞胚接種和組織培養(yǎng)技術。第30頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三1、動物病毒的空斑試驗（1）單層細胞的制備和培養(yǎng)動物組織切成0.5-1mm3小塊→洗滌→5%胰酶消化10-15min→收集細胞并計數(shù)→加入生長液并分裝→37℃培養(yǎng)2-3d即長成單層細胞備用第31頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三（2）病毒樣品的采集與制備

固體樣品加液體培養(yǎng)基制成懸液，10000r/m離心10min，取上清液備用。

液體樣品直接離心分離。

空氣樣品用泵抽取至長有宿主細菌的平板上，或是將長有宿主細菌的平板在空氣中暴露30-60min。第32頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三（3）動物病毒的接種與觀察空斑：是原代細胞或傳代單層細胞被病毒感染后，細胞被病毒蝕空形成的空斑（也稱蝕斑）。一個空斑代表一個病毒。通過計數(shù)可知單位體積樣品中的病毒數(shù)。通過病毒空斑單位（plaqueformationunit）PFU的計數(shù)得到單位體積中含有的病毒數(shù)病毒接種適當孵育注入軟瓊脂或羧甲基纖維素培養(yǎng)形成空斑第33頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三（4）具體培養(yǎng)方法：

Hank’s液洗滌培養(yǎng)24-48h的單層細胞接種病毒樣品，在37℃恒溫箱中吸附1h加瓊脂培養(yǎng)基覆蓋，置于37℃恒溫箱培養(yǎng)24h后加質量濃度0.2%的中性紅繼續(xù)培養(yǎng)至空斑出現(xiàn)取出計數(shù)，計算ηPFU第34頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三2、系列稀釋終點

病毒的滴度：能產(chǎn)生培養(yǎng)管中的50%CPE（細胞病理效應）的最高稀釋度（即最少的病毒量），稱為TCLD50（組織培養(yǎng)感染劑量）。若是敏感動物，則用ID50（使50％敏感動物發(fā)生變化的感染劑量）或LD50（引起50％敏感動物死亡的致死劑量）表示病毒的滴度。稀釋接種培養(yǎng)觀察第35頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三（二）噬菌體的分離培養(yǎng)雙層瓊脂法

第36頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三

第五節(jié)

病毒對物理、化學因素的抵抗力及在污水處理過程中的去除效果一、病毒對物理因素的抵抗力

對病毒影響最大的物理因素是溫度、光和干燥度1、

溫度在宿主細胞外的病毒大多數(shù)在55-65℃下幾分鐘到十幾分鐘被滅活。

第37頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三高溫滅活的機制：（1）蛋白質變性。阻礙病毒吸附到宿主細胞上，削弱感染力（2）高于70℃可能破壞核酸。低溫不能滅活病毒，通常在-75℃（干冰）或-196℃（液氮）中保存病毒。第38頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三2、光及其他輻射（1）紫外輻射：

滅活的部位是核酸（2）可見光

在天然水體和氧化塘中，日光對腸道病毒有滅活作用。

光滅活作用：在氧氣和染料存在的條件下，大多數(shù)腸道病毒可被可見光殺死。胸腺嘧啶形成二聚體DNA鏈斷裂DNA分子內(nèi)或分子間交聯(lián)DNA與蛋白質交聯(lián)

致死作用會隨培養(yǎng)基的濁度和顏色的增加而降低核酸斷裂破壞蛋白質電離產(chǎn)生過氧化物機制（3）離子輻射：X射線、γ射線第39頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三3、干燥相對濕度越大，病毒的存活時間越長。機制：病毒成分的解離和核酸的降解。

第40頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三二、病毒對化學因素的抵抗力

體內(nèi)滅活：抗體和干擾素。體外滅活：1、破壞病毒蛋白質的化學物質

蛋白質變性劑：酚、吐溫（Tween-80）、十二烷基硫酸鈉，破壞病毒的衣殼低滲溶液：能使病毒衣殼發(fā)生變化，阻礙病毒對宿主細胞的吸附。2、破壞核酸的化學物質甲醛：只破壞核酸，不改變病毒的抗原特性。亞硝酸：引起嘌呤和嘧啶堿基的脫氨基作用。氨：引起病毒RNA的裂解第41頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三3、影響病毒脂類被膜的化學物質

脂溶劑：醚類、十二烷基磺酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉等。可破壞含脂類被膜的病毒，乙醚對被膜的破壞作用最大。無被膜病毒對此不敏感。

強酸強堿除本身可滅活病毒外，還能通過pH變化影響病毒。病毒一般對酸性環(huán)境不敏感，對高pH值敏感。堿性環(huán)境可破壞蛋白質衣殼和核酸，當pH達到11以上可嚴重破壞病毒。

第42頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三三、病毒對抗菌物質的抵抗力各種鏈霉素產(chǎn)生的抗生素對大多數(shù)病毒無滅活作用；藻類產(chǎn)生的抗生物質如丙烯酸和多酚對病毒有滅活作用；枯草桿菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌3種菌顯示抗病毒活性。第43頁，講稿共46頁，2023年5月2日，星期三四、病毒在環(huán)境中的存活和在污水處理過程中的去除效果（一）病毒在環(huán)境中的存活1、水體中病毒的存活溫度是影響