病毒环境工程微生物

关于病毒环境工程微生物第一页，共四十六页，2022年，8月28日

第一节病毒的一般特征及其分类病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2μm以下的超微小微生物。流行性感冒病毒H1N1禽流感病毒第二页，共四十六页，2022年，8月28日一、病毒的特点1、个体极小。小于0.2μm的超微小微生物，可通过细菌过滤器。2、专性寄生。本身不具备独立的代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，只能在活的寄主细胞内生长繁殖，离开寄主细胞不具备任何生命特征。3、不是以二分裂法进行繁殖，在特定的寄主细胞内以核酸复制的方式进行增殖。

第三页，共四十六页，2022年，8月28日二、病毒的分类国际病毒分类委员会提出病毒的分类原则：①核酸类型、结构和分子量②病毒体的形状和大小③病毒体的形态结构④对乙醚或氯仿的敏感性⑤抗原性⑥在细胞培养物上的生长特性⑦

对理化因素的敏感性⑧宿主种类；传播方式和媒介种类；流行病学特点及临床病理学特征。第四页，共四十六页，2022年，8月28日根据病毒的宿主将病毒分为动物病毒、植物病毒、微生物病毒等。1、动物病毒：寄生在人体和动物细胞内，包括脊椎动物病毒和无脊椎动物病毒。脊椎动物病毒：禽流感、口蹄疫等人：流行性感冒、麻疹、肝炎、流行性乙型脑炎、

腮腺炎、天花等。流行性感冒病毒第五页，共四十六页，2022年，8月28日乙型肝炎病毒

第六页，共四十六页，2022年，8月28日第七页，共四十六页，2022年，8月28日埃博拉病毒（埃博拉出血热）Ebolavirus

诺瓦克病毒(引起肠胃感冒）Norwalkvirus

第八页，共四十六页，2022年，8月28日

家畜：口蹄疫、猪瘟、牛瘟、鸡瘟。人畜共患：狂犬病病毒即“猪繁殖与呼吸综合征”猪蓝耳病第九页，共四十六页，2022年，8月28日无脊椎动物病毒：主要在节肢动物的昆虫纲中发现，也见于蜘蛛纲、甲壳纲。棉铃虫病毒对虾白斑杆状病毒第十页，共四十六页，2022年，8月28日2、植物病毒

寄生在植物体内引起植物疾病。烟草花叶病毒第十一页，共四十六页，2022年，8月28日3、微生物病毒：细菌—噬菌体真菌—真菌病毒单细胞藻类—噬藻体放线菌—噬放线菌体噬蓝藻体第十二页，共四十六页，2022年，8月28日三、类病毒和朊病毒

(一)类病毒(viroid)

是比病毒更加小的致病感染因子，有类似病毒的一面，故称类病毒，属于亚病毒或不完全病毒。在结构组成上比病毒更简单，仅是一个没有蛋白质外壳的游离的环状单链RNA分子。

可引起马铃薯纺锤形块状茎病、柑橘裂皮病和菊矮化病

。第十三页，共四十六页，2022年，8月28日(二)朊病毒（prion=Proteininfection）

是一类侵染动物并在宿主细胞内复制的无免疫性的小分子疏水蛋白质，简称蛋白质侵染因子。与羊瘙痒症、疯牛病、人库鲁病、阿尔茨海默氏症等脑退行性疾病有关。第十四页，共四十六页，2022年，8月28日第二节

病毒的形态和结构

一、病毒的形态和大小病毒直径通常在10-300nm之间。大多数病毒个体直径小于150nm，较大的直径在250-350nm，小的直径15-30nm。痘病毒疱疹病毒噬菌体粘病毒烟草花叶病毒冠状病毒第十五页，共四十六页，2022年，8月28日最大的病毒——米米病毒Mimivirus:Mimick-ingmicrobevirus直径可达650nm第十六页，共四十六页，2022年，8月28日第十七页，共四十六页，2022年，8月28日烟草花叶病毒脊髓灰质炎病毒动物病毒：球形、卵圆形、砖形植物病毒：杆状、丝状、球状噬菌体：蝌蚪状、丝状病毒的形态：第十八页，共四十六页，2022年，8月28日第十九页，共四十六页，2022年，8月28日二、病毒的化学组成和结构大多数由核酸和蛋白质组成，有的含类脂质和多糖，有的噬菌体含有脂肪。第二十页，共四十六页，2022年，8月28日第二十一页，共四十六页，2022年，8月28日蛋白质衣壳：三种对称构型：立体对称型：腺病毒、疱疹病毒、脊髓灰质炎病毒螺旋对称型：烟草花叶病毒、狂犬病毒、流感病毒复合对称型：大肠杆菌T系噬菌体功能：保护病毒使其免受环境因素的影响，决定病毒感染的特异性，使病毒与敏感细胞特定部位有特异亲和力由一定数量的衣壳粒按一定的排列组合构成的病毒外壳第二十二页，共四十六页，2022年，8月28日核酸内芯：动物病毒：含DNA或RNA植物病毒：多数含RNA，少数含DNA噬菌体：多数含DNA，少数含RNA作用：决定病毒遗传、变异和对敏感宿主细胞的感染力被膜：也称囊膜、外膜，在核衣壳外包膜，由脂类和多糖组成。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，也称囊膜突起，如粘病毒等。第二十三页，共四十六页，2022年，8月28日第三节

病毒的繁殖一、病毒的繁殖过程

包括吸附、侵入、复制、聚集与释放四步烈性噬菌体的生活周期第二十四页，共四十六页，2022年，8月28日二噬菌体的溶源性毒（烈）性噬菌体：侵入宿主细胞后，引起宿主细胞的裂解温和噬菌体：侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续进行正常的分裂繁殖溶原细胞：含有温和噬菌体核酸的宿主细胞原噬菌体：在溶原细胞内的温和噬菌体核酸溶源性：是遗传特性，原噬菌体随宿主细胞分裂传给子代细胞，第二十五页，共四十六页，2022年，8月28日第二十六页，共四十六页，2022年，8月28日第四节

病毒的测定与培养一病毒的测定病毒颗粒计数法：间接计数法：病毒感染效价测定法第二十七页，共四十六页，2022年，8月28日二病毒的培养特征（一）病毒在液体培养基中的培养特征浑浊菌悬液——接种噬菌体——透明裂解液（二）病毒在固体培养基上的培养特征噬菌斑荧光假单胞菌噬菌斑：将噬菌体接种在敏感细菌形成的菌落上，噬菌体在接种部位进行反复感染，将宿主细菌的菌落裂解成空斑，即噬菌斑。

第二十八页，共四十六页，2022年，8月28日三、病毒的培养基病毒的培养基即相对应的敏感宿主细胞，要具备如下条件：1、

必须是活的敏感动物或是活的敏感动物组织细胞2、

能提供病毒附着的受体3、

敏感细胞内没有破坏特异性病毒限制性核酸内切酶

脊椎动物病毒的培养基：胚组织细胞、人组织细胞、人肿瘤细胞、动物组织细胞、鸡、鸭细胞、敏感动物植物病毒的培养基：相应的敏感植株和敏感植株的组织噬菌体的培养基：相应的敏感细菌第二十九页，共四十六页，2022年，8月28日三、病毒的培养（一）动物病毒的培养动物病毒的培养方法有动物接种、鸡胚接种和组织培养技术。第三十页，共四十六页，2022年，8月28日1、动物病毒的空斑试验（1）单层细胞的制备和培养动物组织切成0.5-1mm3小块→洗涤→5%胰酶消化10-15min→收集细胞并计数→加入生长液并分装→37℃培养2-3d即长成单层细胞备用第三十一页，共四十六页，2022年，8月28日（2）病毒样品的采集与制备

固体样品加液体培养基制成悬液，10000r/m离心10min，取上清液备用。

液体样品直接离心分离。

空气样品用泵抽取至长有宿主细菌的平板上，或是将长有宿主细菌的平板在空气中暴露30-60min。第三十二页，共四十六页，2022年，8月28日（3）动物病毒的接种与观察空斑：是原代细胞或传代单层细胞被病毒感染后，细胞被病毒蚀空形成的空斑（也称蚀斑）。一个空斑代表一个病毒。通过计数可知单位体积样品中的病毒数。通过病毒空斑单位（plaqueformationunit）PFU的计数得到单位体积中含有的病毒数病毒接种适当孵育注入软琼脂或羧甲基纤维素培养形成空斑第三十三页，共四十六页，2022年，8月28日（4）具体培养方法：

Hank’s液洗涤培养24-48h的单层细胞接种病毒样品，在37℃恒温箱中吸附1h加琼脂培养基覆盖，置于37℃恒温箱培养24h后加质量浓度0.2%的中性红继续培养至空斑出现取出计数，计算ηPFU第三十四页，共四十六页，2022年，8月28日2、系列稀释终点

病毒的滴度：能产生培养管中的50%CPE（细胞病理效应）的最高稀释度（即最少的病毒量），称为TCLD50（组织培养感染剂量）。若是敏感动物，则用ID50（使50％敏感动物发生变化的感染剂量）或LD50（引起50％敏感动物死亡的致死剂量）表示病毒的滴度。稀释接种培养观察第三十五页，共四十六页，2022年，8月28日（二）噬菌体的分离培养双层琼脂法

第三十六页，共四十六页，2022年，8月28日

第五节

病毒对物理、化学因素的抵抗力及在污水处理过程中的去除效果一、病毒对物理因素的抵抗力

对病毒影响最大的物理因素是温度、光和干燥度1、

温度在宿主细胞外的病毒大多数在55-65℃下几分钟到十几分钟被灭活。

第三十七页，共四十六页，2022年，8月28日高温灭活的机制：（1）蛋白质变性。阻碍病毒吸附到宿主细胞上，削弱感染力（2）高于70℃可能破坏核酸。低温不能灭活病毒，通常在-75℃（干冰）或-196℃（液氮）中保存病毒。第三十八页，共四十六页，2022年，8月28日2、光及其他辐射（1）紫外辐射：

灭活的部位是核酸（2）可见光

在天然水体和氧化塘中，日光对肠道病毒有灭活作用。

光灭活作用：在氧气和染料存在的条件下，大多数肠道病毒可被可见光杀死。胸腺嘧啶形成二聚体DNA链断裂DNA分子内或分子间交联DNA与蛋白质交联

致死作用会随培养基的浊度和颜色的增加而降低核酸断裂破坏蛋白质电离产生过氧化物机制（3）离子辐射：X射线、γ射线第三十九页，共四十六页，2022年，8月28日3、干燥相对湿度越大，病毒的存活时间越长。机制：病毒成分的解离和核酸的降解。

第四十页，共四十六页，2022年，8月28日二、病毒对化学因素的抵抗力

体内灭活：抗体和干扰素。体外灭活：1、破坏病毒蛋白质的化学物质

蛋白质变性剂：酚、吐温（Tween-80）、十二烷基硫酸钠，破坏病毒的衣壳低渗溶液：能使病毒衣壳发生变化，阻碍病毒对宿主细胞的吸附。2、破坏核酸的化学物质甲醛：只破坏核酸，不改变病毒的抗原特性。亚硝酸：引起嘌呤和嘧啶碱基的脱氨基作用。氨：引起病毒RNA的裂解第四十一页，共四十六页，2022年，8月28日3、影响病毒脂类被膜的化学物质

脂溶剂：醚类、十二烷基磺酸钠、氯仿、去氧胆酸钠等。可破坏含脂类被膜的病毒，乙醚对被膜的破坏作用最大。无被膜病毒对此不敏感。

强酸强碱除本身可灭活病毒外，还能通过pH变化影响病毒。病毒一般对酸性环境不敏感，对高pH值敏感。碱性环境可破坏蛋白质衣壳和核酸，当pH达到11以上可严重破坏病毒。

第四十二页，共四十六页，2022年，8月28日三、病毒对抗菌物质的抵抗力各种链霉素产生的抗生素对大多数病毒无灭活作用；藻类产生的抗生物质如丙烯酸和多酚对病毒有灭活作用；枯草杆菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌3种菌显示抗病毒活性。第四十三页，共四十六页，2022年，8月28日四、病毒在环境中的存活和在污水处理过程中的去除效果（一）病毒在环境中的存活1、水体中病毒的存活温度是影响