病毒環(huán)境工程微生物

關(guān)于病毒環(huán)境工程微生物第1頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，專性寄生在活的敏感宿主體內(nèi)，可通過(guò)細(xì)菌過(guò)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(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、病毒的特點(diǎn)1、個(gè)體極小。小于0.2μm的超微小微生物，可通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器。2、專性寄生。本身不具備獨(dú)立的代謝能力，必須專性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)，只能在活的寄主細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)繁殖，離開寄主細(xì)胞不具備任何生命特征。3、不是以二分裂法進(jìn)行繁殖，在特定的寄主細(xì)胞內(nèi)以核酸復(fù)制的方式進(jìn)行增殖。

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

對(duì)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(xué)特點(diǎn)及臨床病理學(xué)特征。第4頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三根據(jù)病毒的宿主將病毒分為動(dòng)物病毒、植物病毒、微生物病毒等。1、動(dòng)物病毒：寄生在人體和動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，包括脊椎動(dòng)物病毒和無(wú)脊椎動(dòng)物病毒。脊椎動(dòng)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(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三乙型肝炎病毒

第6頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三第7頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(yè)，講稿共46頁(yè)，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(lán)耳病第9頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三無(wú)脊椎動(dòng)物病毒：主要在節(jié)肢動(dòng)物的昆蟲綱中發(fā)現(xiàn)，也見(jiàn)于蜘蛛綱、甲殼綱。棉鈴蟲病毒對(duì)蝦白斑桿狀病毒第10頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、微生物病毒：細(xì)菌—噬菌體真菌—真菌病毒單細(xì)胞藻類—噬藻體放線菌—噬放線菌體噬藍(lán)藻體第12頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(jié)構(gòu)組成上比病毒更簡(jiǎn)單，僅是一個(gè)沒(méi)有蛋白質(zhì)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(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三(二)朊病毒（prion=Proteininfection）

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

病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)

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(gè)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(yè)，講稿共46頁(yè)，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(dá)650nm第16頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三第17頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三煙草花葉病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒動(dòng)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(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三第19頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)大多數(shù)由核酸和蛋白質(zhì)組成，有的含類脂質(zhì)和多糖，有的噬菌體含有脂肪。第20頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三第21頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)衣殼：三種對(duì)稱構(gòu)型：立體對(duì)稱型：腺病毒、皰疹病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒螺旋對(duì)稱型：煙草花葉病毒、狂犬病毒、流感病毒復(fù)合對(duì)稱型：大腸桿菌T系噬菌體功能：保護(hù)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(xì)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(gòu)成的病毒外殼第22頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三核酸內(nèi)芯：動(dòng)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(duì)敏感宿主細(xì)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(yè)，講稿共46頁(yè)，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(guò)程

包括吸附、侵入、復(fù)制、聚集與釋放四步烈性噬菌體的生活周期第24頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(xì)胞后，引起宿主細(xì)胞的裂解溫和噬菌體：侵入宿主細(xì)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(fù)制，宿主細(xì)胞不裂解而繼續(xù)進(jìn)行正常的分裂繁殖溶原細(xì)胞：含有溫和噬菌體核酸的宿主細(xì)胞原噬菌體：在溶原細(xì)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(xì)胞分裂傳給子代細(xì)胞，第25頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三第26頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三第四節(jié)

病毒的測(cè)定與培養(yǎng)一病毒的測(cè)定病毒顆粒計(jì)數(shù)法：間接計(jì)數(shù)法：病毒感染效價(jià)測(cè)定法第27頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(xì)菌形成的菌落上，噬菌體在接種部位進(jìn)行反復(fù)感染，將宿主細(xì)菌的菌落裂解成空斑，即噬菌斑。

第28頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(duì)應(yīng)的敏感宿主細(xì)胞，要具備如下條件：1、

必須是活的敏感動(dòng)物或是活的敏感動(dòng)物組織細(xì)胞2、

能提供病毒附著的受體3、

敏感細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有破壞特異性病毒限制性核酸內(nèi)切酶

脊椎動(dòng)物病毒的培養(yǎng)基：胚組織細(xì)胞、人組織細(xì)胞、人腫瘤細(xì)胞、動(dòng)物組織細(xì)胞、雞、鴨細(xì)胞、敏感動(dòng)物植物病毒的培養(yǎng)基：相應(yīng)的敏感植株和敏感植株的組織噬菌體的培養(yǎng)基：相應(yīng)的敏感細(xì)菌第29頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、病毒的培養(yǎng)（一）動(dòng)物病毒的培養(yǎng)動(dòng)物病毒的培養(yǎng)方法有動(dòng)物接種、雞胚接種和組織培養(yǎng)技術(shù)。第30頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、動(dòng)物病毒的空斑試驗(yàn)（1）單層細(xì)胞的制備和培養(yǎng)動(dòng)物組織切成0.5-1mm3小塊→洗滌→5%胰酶消化10-15min→收集細(xì)胞并計(jì)數(shù)→加入生長(zhǎng)液并分裝→37℃培養(yǎng)2-3d即長(zhǎng)成單層細(xì)胞備用第31頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(zhǎng)有宿主細(xì)菌的平板上，或是將長(zhǎng)有宿主細(xì)菌的平板在空氣中暴露30-60min。第32頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三（3）動(dòng)物病毒的接種與觀察空斑：是原代細(xì)胞或傳代單層細(xì)胞被病毒感染后，細(xì)胞被病毒蝕空形成的空斑（也稱蝕斑）。一個(gè)空斑代表一個(gè)病毒。通過(guò)計(jì)數(shù)可知單位體積樣品中的病毒數(shù)。通過(guò)病毒空斑單位（plaqueformationunit）PFU的計(jì)數(shù)得到單位體積中含有的病毒數(shù)病毒接種適當(dāng)孵育注入軟瓊脂或羧甲基纖維素培養(yǎng)形成空斑第33頁(yè)，講稿共46頁(yè)，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(xì)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(zhì)量濃度0.2%的中性紅繼續(xù)培養(yǎng)至空斑出現(xiàn)取出計(jì)數(shù)，計(jì)算ηPFU第34頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、系列稀釋終點(diǎn)

病毒的滴度：能產(chǎn)生培養(yǎng)管中的50%CPE（細(xì)胞病理效應(yīng)）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(dòng)物，則用ID50（使50％敏感動(dòng)物發(fā)生變化的感染劑量）或LD50（引起50％敏感動(dòng)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(yè)，講稿共46頁(yè)，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(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三

第五節(jié)

病毒對(duì)物理、化學(xué)因素的抵抗力及在污水處理過(guò)程中的去除效果一、病毒對(duì)物理因素的抵抗力

對(duì)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(xì)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(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三高溫滅活的機(jī)制：（1）蛋白質(zhì)變性。阻礙病毒吸附到宿主細(xì)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(yè)，講稿共46頁(yè)，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(jiàn)光

在天然水體和氧化塘中，日光對(duì)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(jiàn)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(zhì)交聯(lián)

致死作用會(huì)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(zhì)電離產(chǎn)生過(guò)氧化物機(jī)制（3）離子輻射：X射線、γ射線第39頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、干燥相對(duì)濕度越大，病毒的存活時(shí)間越長(zhǎng)。機(jī)制：病毒成分的解離和核酸的降解。

第40頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、病毒對(duì)化學(xué)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(zhì)的化學(xué)物質(zhì)

蛋白質(zhì)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(duì)宿主細(xì)胞的吸附。2、破壞核酸的化學(xué)物質(zhì)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(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、影響病毒脂類被膜的化學(xué)物質(zhì)

脂溶劑：醚類、十二烷基磺酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉等?？善茐暮惐荒さ牟《?，乙醚對(duì)被膜的破壞作用最大。無(wú)被膜病毒對(duì)此不敏感。

強(qiáng)酸強(qiáng)堿除本身可滅活病毒外，還能通過(guò)pH變化影響病毒。病毒一般對(duì)酸性環(huán)境不敏感，對(duì)高pH值敏感。堿性環(huán)境可破壞蛋白質(zhì)衣殼和核酸，當(dāng)pH達(dá)到11以上可嚴(yán)重破壞病毒。

第42頁(yè)，講稿共46頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、病毒對(duì)抗菌物質(zhì)的抵抗力各種鏈霉素產(chǎn)生的抗生素對(duì)大多數(shù)病毒無(wú)滅活作用；藻類產(chǎn)生的抗生物質(zhì)如丙烯酸和多酚對(duì)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(yè)，講稿共46頁(yè)，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(guò)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