微生物学：第七章 病毒

1、病 毒病毒的发现第七章 病毒 第一节 病毒的特征 第二节 噬菌体 第三节 昆虫病毒和植物病毒第一节 病毒的特征 一、病毒的形状和大小 二、病毒的结构和化学组成 三、病毒的分类 四、亚病毒的组成病毒的概念 病毒是一类超显微、无细胞结构、具有高度侵染性、专性活细胞寄生的大分子微生物。病毒与其他微生物不同之处是：形体极其微小，只有在电子显微镜下才能观察到，一般能通过细菌滤器；化学组成简单，主要是核酸与蛋白质；只含一种核酸，DNA或RNA；无细胞结构，仅为核酸包于蛋白质外壳中的病毒粒子；缺乏独立代谢能力；繁殖方式独特，只能在活细胞内利用宿主细胞的代谢机器，通过核酸复制和蛋白质合成，然后再装配的方式进行

2、增殖；具有双重存在方式，时而在活细胞内营专性寄生，时而在细胞外以大分子颗状态存在；对一般抗生素不敏感，而对干扰素敏感。 第一节 病毒的特征一、病毒的形状和大小（一）病毒的形状 病毒形态多种多样，有球状、杆状、蝌蚪状、子弹状和丝状、冠状等（图示）。其基本形态为球状（或近似球状） 、杆状和蝌蚪状。（二）病毒的大小病毒的结构示意图二、病毒的化学组成、结构与对称性二、病毒的化学组成、结构与对称性 （一）病毒的基本结构（二）病毒的对称性 病毒衣壳的衣壳粒排列具有高度对称性。螺旋对称与二十面体对称是病毒两种基本的对称类型。此外，兼有螺旋对称和二十面体对称的称为复合对称。螺旋对称、二十面体对称与复合对称分别

3、相当于杆状、球形和蝌蚪状这3种形态的病毒。1螺旋对称的杆状病毒烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus， TMV）是螺旋对称的典型代表。TMV为单链 RNA病毒，直管状、长300nm、宽15nm、内径4nm（图示），由95蛋白质与5RNA组成。其衣壳由2130个衣壳粒（蛋白质亚基）组成。每个衣壳粒（相对分子质量175104）含158个氨基酸。 2 130个衣壳粒以逆时针方向螺旋排列成130圈螺旋，即49个衣壳粒形成3圈螺旋，螺距2.3nm。单链 RNA由 6390个核苷酸组成，相对分子质量为206106，直径8nm，以螺旋方式盘绕在衣壳内侧的沟内。每个衣壳粒的凹处含3个核苷酸，故

4、每圈49个核苷酸。2二十面体对称或等轴对称的球状病毒以腺病毒为代表来说明。腺病毒为双链DNA病毒，无包膜，粗看像“球状”，直径7080nm。但实际上，它是由20个等边三角形组成的二十面体（图示-A）。它有12个角，20个面和 30条棱，由252个球状衣壳粒沿着3根互相垂直的轴立体对称排列而成。位于12个顶角上的12个衣壳粒被与其相邻的5个衣壳粒围绕形成五邻体。位于棱上或面上的240个衣壳粒则由6个相邻的衣壳粒围绕形成六邻体。每个五邻体上伸出一根末端顶球的刺突（图示-B）。腺病毒的核心为线状双链DNA。 大肠杆菌噬菌体T4是复合对称病毒的代表。噬菌体T4也是双链DNA病毒，蝌蚪状，由二十面体对称

5、的头与螺旋对称的尾复合构成，为复合对称（图示）。头部长95nm、宽65nm，在电镜照片中呈椭圆形二十面体，其衣壳由212个每个直径为6nm的衣壳粒组成。线状双链DNA位于头部的核心。尾长95nm，由尾管、尾鞘、基板、刺突与尾丝等组成，尾管由144个衣壳粒螺旋排列成的24圈螺旋所组成，直径8nm，中空，内径2.53.5nm，是位于头部核心的DNA进 入宿主细胞的通道。尾鞘也是由24环螺旋组成。基板为一个六角形的盘状结构，直径30.5nm，中空，上面长有6根尾丝（长140nm、宽2nm，折成等长的两段）以及6个刺突（长20nm）。尾丝与刺突均有吸附功能。在头尾相连处还有颈部，由颈环和颈须构成。颈环

6、也是一六角形的盘状结构，直径375nm。从颈环发出6根颈须，它的功能是裹住吸附前的尾丝。 3复合对 称的蝌蚪状病毒（一）病毒的化学组成 病毒的主要化学组分为核酸（DNA或 RNA）和蛋白质。有的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。 1病毒核酸一种病毒只含一种核酸（DNA或RNA）。植物病毒绝大多数含RNA，少数含DNA。动物病毒一部分含DNA，一部分含RNA。细菌病毒则普遍含DNA，含RNA的为数极少。真菌病毒绝大多数含RNA，是否有含DNA的真菌病毒还不清楚。2病毒蛋白质 有的病毒只含一种蛋白质，如TMV；多数含有为数不多的几种蛋白质，如MS2噬菌体含4种蛋白质，即 A蛋白、外壳蛋白、裂解蛋白与

7、 RNA复制酶，流感病毒含 8种蛋白质，即P1（起始转录的蛋白质）、 P2（帽-结合蛋白）、 P3（延长转录的蛋白质）、HA（血凝素）、 NP（核衣壳蛋白）、 NA（神经氨酸酶）、 M（基质蛋白）和NS（功能未知的非结构蛋白）。 T4噬菌体含30余种蛋白质。病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样。但不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量各不相同。病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过程中发挥作用。（1）结构功能 衣壳蛋白包在病毒核酸外面构成病毒的基本结构核衣壳保护着病毒核酸免遭破坏；M蛋白（膜蛋白或基质蛋白）组成包膜病毒包膜内的蛋白质层；（2）吸附 噬菌体的尾丝与流感病毒包膜上的糖蛋白刺突吸

8、附在宿主细胞表面的受体上；（3）破坏宿主细胞膜与细胞壁 如噬菌体的溶菌酶与流感病毒的神经氨酸酶；（4）增殖 如DNA和RNA聚合酶、 RNA复制酶、逆转录酶等核酸复制酶以及合成病毒蛋白质所需的各种酶等。3其他成分 一些比较复杂的病毒（如包膜病毒）除了含有核酸与蛋白质两种主要成分外，还有脂质和糖类等其他成分。病毒中的脂质主要以脂质双分子层的形式存在于病毒的包膜中。病毒所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面，决定着病毒的抗原性。三、病毒的分类 根据国际病毒的分类委员会的分类标准划分为7种病毒 根据侵染寄主划分为5种病毒 根据化学成分划分为2种病毒 根据对寄主的影响程度划分为2种病毒国际病毒的

9、分类委员会的分类标准 遗传物质是DNA或RNA 单链或双链 有无包膜划分为7种病毒根据寄主划分为5种病毒 动物病毒：人类病毒（300余种） 脊椎动物病毒（931种） 昆虫病毒（1671种） 植物病毒：600余种 真菌病毒：100余种 细菌病毒：2850余种 拟病毒：根据化学成分划分为2种病毒 真病毒 亚病毒 类病毒：裸露的闭合环状的RNA分子 拟病毒：植物真病毒中的小的环状的RNA分子 朊病毒：具有侵染力的蛋白质颗粒根据对寄主的影响程度划分为2种病毒 温和性的病毒： 病毒的基因组可以与寄主基因组同时复制，并且可以形成一种溶原化状态，从而不导致细胞死亡。 烈性病毒：感染后能杀死细胞的病毒几种病毒

10、粒子的形态(1)球状(2)杆状(3)蝌蚪状(4)线状病毒(5)弹状病毒Human Coronavirus - SARSThe name refers to a characteristic halo or corona which surrounds each virion. The enveloped virion with a complex morphology contains single-stranded RNA. 病毒的化学成分烟草花叶病毒昆虫多面体病毒乙肝病毒艾滋病毒噬菌体-细菌病毒病毒分类植株感染病毒的症状1.畸形2.褪绿和矮化植株感染病毒的症状植株感染病毒的症状3.花叶4.

11、丛枝植物病毒的侵染途径 昆虫 汁液 嫁接 菟丝子 线虫 真菌 种子和花粉TMV的侵入1. 吸附病毒的侵染TMV的侵入2. 穿入TMV的侵入3. 脱壳噬菌体的侵染噬菌体的繁殖狂犬病毒的侵染和复制病毒的可利用价值 第一，在病毒发现之前，早在十八世纪人们就利用病毒感染引起的植物叶和花的变色，创造新的花卉品种，如荷兰的郁金香杂色花变种、日本的卫矛叶变色品种、印度的杂色锦麻和中国的“绿菊”。 第二，用噬菌体防治动物的痢疾杆菌、耐药性的绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌感染，取得优于药物的治疗效果。我国著名医学 微生物学家余贺曾在1958年利用噬菌体成功地防治了绿脓杆菌对烧伤病人的感染，成为我国微生物学界的一段佳话。 第三，抗霜冻噬菌体能够保护植物免受霜冻的危害。 第四，藻类病毒可清除藻对水面的污染，试验证明污染水源的藻类，施用LPP-1病毒后7天，藻就被全部裂解，使水质变清。 病毒的可利用价值第五，昆虫病毒已经成功地用于防治害虫。我国曾研究用鼠痘病毒灭鼠，试验感染的死亡率达100%。 第六，用于植物病害的