病毒的发现特点和定义

1、第七章第七章第一节概述第一节概述 病毒的发现病毒的发现病毒的发现病毒的发现病毒的发现病毒的发现一、病毒的特点和定义一、病毒的特点和定义 病毒的定义病毒的定义第二节病毒学研究的基本方法第二节病毒学研究的基本方法 一、病毒的分离与纯化一、病毒的分离与纯化噬菌斑噬菌斑噬菌斑噬菌斑(plaque)下层培养基下层培养基双层培养基双层培养基敏感菌敏感菌+上层培养基上层培养基噬菌体稀释液噬菌体稀释液培养培养噬菌斑噬菌斑噬菌斑噬菌斑敏感菌菌苔敏感菌菌苔噬菌斑噬菌斑(plaque)概念：噬菌斑是指在宿主概念：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。菌体裂解而形成的空斑。

2、localized areas of cellular destruction and lysis caused by virus infection are called plaques应用：1、噬菌体定量计数 2、噬菌体的鉴定空斑和空斑和蚀蚀斑斑蚀斑（空斑）蚀斑（空斑）枯斑枯斑枯斑枯斑包涵体（包涵体（inclusion body）v在病毒感染寄主细胞时，对被感在病毒感染寄主细胞时，对被感染细胞进行染色，则可观察到细染细胞进行染色，则可观察到细胞内有明显区别的大小不等的颗胞内有明显区别的大小不等的颗粒状结构体，这些结构体总称为粒状结构体，这些结构体总称为包涵体。包涵体。包涵体包涵体v包涵体可

3、分为两类。包涵体可分为两类。v一类是在细胞内增殖的病毒颗粒及集落，如一类是在细胞内增殖的病毒颗粒及集落，如腹股沟淋巴肉芽病毒和天花病毒的包涵体。腹股沟淋巴肉芽病毒和天花病毒的包涵体。v另一类是由于病毒感染后，在细胞产生的一另一类是由于病毒感染后，在细胞产生的一种反应生成物，例如由狂犬病病毒而引起狗种反应生成物，例如由狂犬病病毒而引起狗脑神经细胞中的包涵体。脑神经细胞中的包涵体。包涵体包涵体v包涵体有的在细胞质中，腹股沟淋包涵体有的在细胞质中，腹股沟淋巴肉芽瘤、天花、狂犬病等。巴肉芽瘤、天花、狂犬病等。v有的在细胞核内，特称为核包涵体。有的在细胞核内，特称为核包涵体。是病毒的聚集体是病毒的聚集体

4、;是病毒的合成部位是病毒的合成部位;是病毒蛋白和病毒感染有关的蛋白质是病毒蛋白和病毒感染有关的蛋白质病毒纯化病毒纯化 病毒纯化的标准病毒纯化的标准病毒纯化的方法病毒纯化的方法病毒纯化的方法病毒纯化的方法病毒的测定病毒的测定 病毒的感染性测定病毒的感染性测定双层平板法琼脂平板琼脂平板菌液菌液+噬菌体试样噬菌体试样+琼脂培养基琼脂培养基培养培养10天天计数噬菌斑计数噬菌斑噬菌斑数噬菌斑数=试样中噬菌体数试样中噬菌体数第三节毒粒的性质第三节毒粒的性质 一、毒粒的形态结构一、毒粒的形态结构病毒的大小和形状病毒的大小和形状病毒的大小和形状病毒的大小和形状 tobacco mosaic virus (tm

5、v) 形状形状 病病 毒毒 大大 小小牛痘苗病毒传染性浓泡皮炎病毒腮腺炎病毒t偶数病毒疱疹病毒大蚊病毒流感病毒烟草花叶病毒腺病毒多瘤病毒脊髓灰质炎病毒1微米典型病毒粒子的构造典型病毒粒子的构造衣壳(capsid)核心(genome)衣壳粒(capsomere)衣壳核酸包膜（envelope）糖蛋白核衣壳(nucleocapsid)毒粒的壳状结构毒粒的壳状结构病毒粒子的基本结构病毒粒子的基本结构capsidcapsid corecoreenvelopespikespikenucleocapsidnucleocapsid病毒粒子病毒粒子(virion)成熟的（结构完整）、具有侵成熟的（结构完整）、

6、具有侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒染力的单个病毒，又称病毒颗粒(virus particle)。capsomere or capsomer 三类典型形态的病毒三类典型形态的病毒n螺旋对称的代表螺旋对称的代表-烟草花叶病毒烟草花叶病毒(tmv)n二十面体对称的代表二十面体对称的代表-腺病毒腺病毒n复合对称的代表复合对称的代表-t偶数噬菌体偶数噬菌体三类典型形态的病毒：三类典型形态的病毒：廿面体对称的廿面体对称的结构结构( (球状球状) ) 螺旋对称螺旋对称的结构的结构( (杆状杆状) ) 复合对称复合对称的结构的结构( (蝌蚪状蝌蚪状) ) 大肠杆菌的大肠杆菌的t t偶数噬菌体偶数噬菌体是由椭圆

7、形的二十面体头部和是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，是螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。病毒中复合对称的代表。 病毒粒子的对称体系病毒粒子的对称体系螺旋对称二十面体对称复合对称(a) filamentous(b) complex(c) eicosahedral(d) envelopedrna or dnaprotein coat(capsomers)lipid envelope螺旋对称的病毒粒子螺旋对称的病毒粒子tobacco mosaic virus二十面体对称病毒粒子二十面体对称病毒粒子adenovirus二十面体对称二十面体对称刺突tail pinsphag

8、a, bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tail fibers)65nm有囊膜的病毒粒子有囊膜的病毒粒子fig. 4: virus obtaining its envelope from host cell membrane by buddingtransmission electron micrograph of hiv-1 budding from a host cell 二、毒粒的化学组成二、毒粒的化学组成一种病毒只含有一种核酸（一种病毒只含有一种核酸（dna或或rna）。）。 植物病毒绝大多数含植物病毒绝大多数含dna；少数含；少数含rn

9、a； 动物病毒一部分含动物病毒一部分含dna，一部分含，一部分含rna； 细菌病毒普遍含细菌病毒普遍含dna，含，含rna的极少。的极少。病毒的核酸类型极为多样化：病毒的核酸类型极为多样化： 病毒的病毒的dna与与rna均有单链和双链：均有单链和双链： dsdna ssdna dsrna ssrna 病毒的核酸病毒的核酸病毒病毒dna分子有线状和环状之分。分子有线状和环状之分。病毒核酸有正链（）和负链（病毒核酸有正链（）和负链（）的区分：）的区分： 规定：将碱基序列与规定：将碱基序列与mrna一致的核酸单链定位正链，一致的核酸单链定位正链，将碱基序列与将碱基序列与mrna互补的核酸单链定位负链

10、。因此，就病毒互补的核酸单链定位负链。因此，就病毒核酸链的单与双以及正和负有以下核酸链的单与双以及正和负有以下6 种类型：种类型： ()dna大部分大部分dna病毒病毒 ()rna动物呼肠孤病毒动物呼肠孤病毒 （）（）dna 大肠杆菌大肠杆菌 x174噬菌体噬菌体 （）（）rna所有单链所有单链rna病毒病毒大部分植物病毒大部分植物病毒 （）dna腺病毒腺病毒 （）rna 流感病毒流感病毒 病毒的核酸病毒的核酸单、双链（单、双链（single strand,ss/double strand,ds）之分）之分环状，线状之分环状，线状之分(闭合闭合,开放开放) 正负链之分正负链之分病毒蛋白还构成了

11、病毒组成的酶病毒蛋白还构成了病毒组成的酶. 决定病毒感染的特异性决定病毒感染的特异性,与易感细胞表面存在的受与易感细胞表面存在的受体具特异亲合力体具特异亲合力,促使病毒粒子的吸附促使病毒粒子的吸附 决定病毒的抗原性决定病毒的抗原性,并能刺激机体产生相应的抗体并能刺激机体产生相应的抗体其它化学成分其它化学成分原核生物病毒-噬菌体植物病毒人类和脊椎动物病毒昆虫病毒第四节病毒的复制第四节病毒的复制 一、病毒的复制周期一、病毒的复制周期 一步生长曲线一步生长曲线潜伏期和裂解量潜伏期和裂解量二、病毒的增殖过程二、病毒的增殖过程 病毒的增殖过程病毒的增殖过程the lytic life cycle con

12、sists of the following steps: adsorptionpenetrationreplicationmaturation release。 由于绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以由于绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以e.coli t4为例，介绍蝌蚪形噬菌体的结构：为例，介绍蝌蚪形噬菌体的结构：大肠杆菌大肠杆菌t4t4噬菌体构造噬菌体构造偶数噬菌体的形态构造偶数噬菌体的形态构造噬菌体噬菌体(bacteriophage,phage)吸附吸附 吸附吸附(adsorption)吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。吸附吸附(adsorption)影

13、响因素影响因素：噬菌体数量噬菌体数量；阳离子阳离子；温度。温度。侵入侵入 侵入侵入(penetration)收缩的尾鞘收缩的尾鞘（1/2环）环）the bacteriophage binds to receptors on the bacterial cell wall. the bacteriophage injects its genome into the bacteriums cytoplasm fig. 2: penetration fig. 1: adsorption 左图：病毒核酸链接左图：病毒核酸链接 入寄主核酸链入寄主核酸链右图：病毒核酸复制右图：病毒核酸复制病毒核酸的复制病

14、毒核酸的复制装配装配释释 放放最后最后:大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程新一代病毒开始新的生命旅程 the bacteriophage genome replicates and bacteriophage components begin to be produced by way of the host bacteriums metabolic machinery. the production of bacteriophage components and enzymes progresses .fig. 4: lat

15、e replication fig. 3: early replication the bacteriophage components assemble. a bacteriophage-coded enzyme breaks down the peptidoglycan in the bacterial cell wall causing osmotic lysis. fig. 6: release fig. 5: maturation phage t4 infecting its host e. coli cell 第五节病毒的非增殖性感染第五节病毒的非增殖性感染病毒的非增殖性感染病毒的

16、非增殖性感染一、非增殖性感染的类型一、非增殖性感染的类型 二、缺损病毒二、缺损病毒 卫星病毒卫星病毒温和噬菌体（温和噬菌体（temperate phragetemperate phrage）噬菌体噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的感染细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的核核dnadna上，并且可以随宿主上，并且可以随宿主dnadna的复制而进行同的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。的噬菌体。烈性噬菌体（烈性噬菌体（virulent phage）感染细胞感染细胞后后, ,能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌能在寄主细

17、胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。体并引起细菌裂解的噬菌体。溶源性溶源性温和噬菌体特点：温和噬菌体特点： 游离态游离态 温和噬菌体存在形式：整合态温和噬菌体存在形式：整合态 营养态营养态具有整合能力；具有整合能力；具有同步复制能力；具有同步复制能力；都是都是dsdna;原噬菌体原噬菌体溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌溶源菌溶源菌细菌的溶源性具有细菌的溶源性具有遗传性遗传性溶源菌对同源噬菌体具有溶源菌对同源噬菌体具有免疫性免疫性溶源性细菌在培养中溶源性细菌在培养中不易被查觉不易被查觉非溶源细胞非溶源细胞溶源性细胞可获得一些溶源性细胞可获得一些新的生理特性新的生理特性复愈

18、复愈:溶源菌溶源菌失去前噬菌体失去前噬菌体白喉杆菌白喉杆菌白喉毒素白喉毒素噬菌体噬菌体宿主发病宿主发病植物病毒植物病毒植物感染病毒后的主要症状植物病毒增殖过程植物病毒病的控制黄豆黄萎病毒花叶、黄化或红化等症状植株发生矮化，丛枝或畸形等形成枯斑或坏死等症状植物感染病毒后的主要症状植物感染病毒后的主要症状植物 黄 萎 病借昆虫刺吸式口器进入借昆虫刺吸式口器进入“侵入侵入”方式方式通过伤口进入，再通过胞间连丝或输导组织迅速通过伤口进入，再通过胞间连丝或输导组织迅速向其它部位扩散引起普遍感染。向其它部位扩散引起普遍感染。嫁接嫁接烟草花叶病毒植物病毒侵入宿主细胞后才能发生脱壳植物病毒侵入宿主细胞后才能发

19、生脱壳植物病毒病的控制植物病毒病的控制转基因植物抗病毒番茄转基因植物抗病毒番茄选用天然抗性品种选用天然抗性品种改变耕作制度改变耕作制度 使用刹虫剂消灭昆虫介体使用刹虫剂消灭昆虫介体化学药物化学药物转基因抗病毒植物的开发转基因抗病毒植物的开发 t淋巴细胞中的爱滋病毒人类脊椎动物病毒人类脊椎动物病毒病毒感染对真核细胞的影响病毒感染对真核细胞的影响病毒感染对个体的影响结果病毒感染对个体的影响结果病毒与癌症关系病毒与癌症关系病毒感染的防治病毒感染的防治病毒感染对宿主大分子合成的影响病毒感染对宿主大分子合成的影响宿主细胞转录的抑制宿主细胞转录的抑制宿主细胞翻译的抑制宿主细胞翻译的抑制宿主细胞宿主细胞dn

20、a复制的抑制复制的抑制血液淋巴中的单泡病毒 被病毒感染的被病毒感染的 t 淋巴细胞淋巴细胞病毒对细胞结构的影响病毒对细胞结构的影响病毒对宿主细胞膜的影响病毒对宿主细胞膜的影响病毒对细胞骨架的影响病毒对细胞骨架的影响包涵体包涵体细胞凋亡细胞凋亡电镜下的流感病毒细胞无任何明显变化细胞无任何明显变化细胞病变（损伤、死亡）细胞病变（损伤、死亡）细胞增生（恶性肿瘤）细胞增生（恶性肿瘤）病毒感染对真核细胞的影响结果病毒感染对真核细胞的影响结果细胞遇病毒袭击而濒临死亡细胞遇病毒袭击而濒临死亡 （图中蓝点是病毒（图中蓝点是病毒 ）病毒感染对个体的影响结果病毒感染对个体的影响结果隐性感染疾病综合症死亡瘤形成携带

21、者潜伏状态埃博拉病毒病毒与癌症的关系病毒与癌症的关系 原癌基因原癌基因 （人类基因组中的正常基因）（人类基因组中的正常基因）癌基因癌症物理物理 化学化学 生物因素生物因素逆转录病毒致癌机理逆转录病毒致癌机理+rna (-)dna () dna +rna肿瘤病毒 整合到宿主基因组 宿主癌基因活化 宿主癌变流感病毒病毒感染的防治病毒感染的防治接种疫苗接种疫苗 生物制剂生物制剂中药预防中药预防干扰素等干扰素等流感病毒流感病毒昆虫病毒昆虫病毒核型多角体病毒(nuclear polyhedrosis virus,npv)质型多角体病毒(cytoplasmic polyhedrosis virus,cpy)颗粒体病毒(granulosis virus,gv)专一性高毒力大后效长 使用方便对人畜安全无公害缺点危害经济动物第七节亚病毒因子第七节亚病毒因子卫星卫星rna类病毒类病毒(viroid)马铃薯纺锤块茎病的病原