水处理微生物.docx
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水处理微生物
第二章病毒和亚病毒
真病毒:
至少含有核酸和蛋白质两种组分
类病毒:
只含独立侵染性的RNA组分
拟病毒:
只含有不具独立侵染性的RNA或DNA组分
朊病毒:
只含单一蛋白质组分
2.1病毒的特征与分类
1892年,俄罗斯学者 伊万诺夫斯基
首次发现了烟草花叶病的感病因子可通过细菌滤器
1935年,美国生物化学家 斯坦莱
从烟草花叶病叶中提取出了病毒结晶
▪病毒:
没有细胞结构
专性寄生在活的敏感细胞内
0.2µm以下
2.1.1病毒的特点
▪形体极其微小
▪没有细胞构造
▪每种病毒只含一种核酸
▪专性寄生
▪以核酸和蛋白质的装配实现大量繁殖
▪离体条件,为无生命的生物大分子,长期保持侵染活力
▪对抗生素不敏感,对干扰素敏感
▪有的病毒核酸可整合到宿主基因组,诱发潜伏性感染
2.1.2病毒的分类
▪按专性宿主分类:
▪1.动物病毒
寄生在人体和动物体内,引起疾病引起的疾病有:
流感、艾滋病、麻疹、腮腺炎、甲肝、乙肝等
⏹2.植物病毒
寄生在植物体内,引起疾病
如烟草花叶病、番茄丛矮病、马铃薯退化病、水稻萎缩病和小麦黑穗病等
▪3.细菌病毒-噬菌体
1917年D.Herelle
在人的粪便中发现;
环境毒理学中将其作为
模式病毒;可评价水与
废水的处理效率;杀菌。
▪3.放线菌病毒
▪4.藻类病毒
▪5.真菌病毒
按核酸分类
▪DNA病毒
细小病毒组的成员一般是ssDNA
其余病毒都是dsDNA
▪RNA病毒
呼肠孤病毒组的成员是dsRNA
其余的病毒都是ssRNA
注:
动物病毒以线状的为dsDNA和ssRNA多,植物病毒以ssRNA为多,噬菌体以线状的为dsRNA多
2.2病毒的形态和结构
▪1.病毒的大小
多数能通过细菌过滤器,直径多数在100nm(20~200nm)上下;
最大的病毒:
牛痘苗病毒,直径200nm
最小的病毒:
口蹄疫病毒,直径22nm
▪2.病毒的形态
动物病毒的形态有:
球形、卵圆形、砖形等
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
▪病毒的群体形态(小知识)
大量聚集并使宿主细胞发生病变时,就形成了具有一定形态、构造并能用光学显微镜观察和识别的特殊“群体”。
如:
动植物细胞中的病毒包涵体、植物病毒在植物叶片上的枯斑。
这类“群体形态”有助于病毒的分离、纯化、鉴别和计数等。
▪3.病毒的化学组成和结构
(1)化学组成
蛋白质和核酸
个体大的病毒除含蛋白质和核酸,还含脂类和多糖
(2)结构
✶病毒粒子:
成熟的或结构完整的、具有感染力的病毒体
病毒粒子有两种:
不具被膜的裸露病毒粒子
②在核衣壳外面有被膜包围所构成的病毒粒子
②病毒粒的对称体制
病毒粒的对称体制只有两种,即螺旋对称和二十面对称;
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,也称为复合对称。
A.二十面对称
代表病毒为腺病毒(Adenovirus)
B.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和保护,结构十分稳定,室温下保存50年不丧失侵染力
C.复合对称型
代表病毒为T偶数噬菌体,有3种,即T2、T4和T6
2.3病毒的繁殖
2.3.1病毒的繁殖
▪动物病毒、植物病毒和噬菌体的繁殖过程基本相似,此处以大肠杆菌T系噬菌体为例介绍繁殖过程
▪有如下四步:
吸附,侵入,复制,聚集与释放
▪1.吸附
T系噬菌体以尾部末端吸附到敏感细胞表面的某一特定的化学成分;
▪2.侵入
尾部酶水解细胞壁的肽聚糖形成孔,尾鞘消耗ATP获得能量而收缩将尾髓压入大肠杆菌细胞,尾髓将头部的DNA注入宿主细胞
▪3.复制与聚集
✓装配
✓4.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。
2.3.2病毒的溶原性
▪毒(烈)性噬菌体
侵入宿主细胞后,能引起宿主细胞裂解的噬菌体。
▪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,和宿主的核酸同步复制,宿主细胞不裂解而继续生长
▪原噬菌体
在溶原细胞内的温和噬菌体核酸称为原噬菌体。
原噬菌体随宿主细胞分裂传给子代细胞,子代也成为溶原细胞。
溶原性是遗传特性。
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。
▪溶原性噬菌体的命名
在敏感菌株的名称后加括号,括号内写上λ,
如:
大肠杆菌溶原性噬菌体的全称EscherichiacoliK12(λ)
2.4病毒的培养
2.4.1病毒的培养特征
▪1.液体培养
▪2.固体培养基
2.4.2病毒的培养基
▪敏感细胞具备的条件
(1)活的敏感细胞
(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的限制性核酸内切酶
▪动物病毒的培养基
▪植物病毒的培养基
▪噬菌体的培养基
2.4.3病毒的培养
▪动物病毒的培养
动物接种方法
鸡胚接种方法
组织培养技术
✶病毒的滴度
指能产生培养管中的50%CPE(细胞病理效应)的最高病毒稀释度(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。
2.5环境因素对病毒的影响及在污水处理过程中的去除效果
2.5.1物理因素对病毒的影响
▪1.温度
宿主细胞外的病毒,55~65℃范围内1h可灭活
♦高温灭活病毒的机理
高温使病毒的核酸和蛋白质均受损伤,但灭活蛋白质更快;蛋白质变性阻碍了病毒吸附在宿主细胞上,削弱其感染力。
注:
低温不会灭活病毒
▪2.光及其他辐射
(1)紫外辐射
灭活部位是病毒的核酸,使核酸中的嘧啶环受到影响。
(2)可见光
日光对肠道病毒有灭活作用。
(3)离子辐射
X射线等
▪3.干燥
相对湿度(RH)
病毒
存活时间
7%
腺病毒2型
8周
柯萨奇病毒B3
2周
35%
肠病毒
20周
2.5.2化学因素对病毒的影响
▪1.破坏病毒蛋白质的化学物质
酚、低渗缓冲溶液环境
▪2.破坏核酸的化学物质
甲醛,亚硝酸,氨
▪3.影响病毒脂类被膜的化学物质
醚,十二烷基硫酸钠,氯仿等
2.5.3抗菌物质对病毒的影响
▪一般抗菌物质对病毒无灭活作用
2.5.4病毒在污水处理过程的去除效果
▪一级处理30%
▪二级处理90~99%
▪三级处理滴度常用对数值下降4~6
2.6亚病毒
▪1.类病毒
只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体
▪2.拟病毒
又称类类病毒、壳内类病毒或病毒卫星
指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。
一般仅由裸露的RNA或DNA所组成
▪3.朊病毒(Prion)
又称普利昂或蛋白侵染子
是一类不含核酸的蛋白质分子
可引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化,从而使宿主致病。
引起的疾病:
羊搔痒病,疯牛病,人的早老年性痴呆病,震颤病等
思考题
▪1.病毒的特点
▪2.病毒分类依据是什么?
分为哪些类病毒?
▪3.病毒的化学组成和结构是什么?
对称体制如何?
▪4.大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。
▪5.毒性噬菌体与温和噬菌体,溶原性细胞,原噬菌体的概念。
▪6.不同培养方式中病毒的培养特征。
▪7.物理化学因素如何影响病毒?