微生物学-3-41111

1、2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学1病毒的一般特性病毒的一般特性噬菌体噬菌体3.4 病毒病毒2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学2病毒：病毒：超显微的非细胞生物，每一种病毒只含超显微的非细胞生物，每一种病毒只含有一种核酸，只能在活细胞内营专性寄生，在有一种核酸，只能在活细胞内营专性寄生，在离体条件下以无生命的化学大分子状态存在。离体条件下以无生命的化学大分子状态存在。病毒粒子：病毒粒子：结构功能完整的、具有感染性的病结构功能完整的、具有感染性的病毒颗粒。毒颗粒。3.4.1 3.4.1 病毒的一般特性病毒的一般特性

2、3.4.1.1 3.4.1.1 病毒的概念病毒的概念2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学33.4.1.2 3.4.1.2 病毒的基本特点病毒的基本特点个体极小（以个体极小（以nmnm计），能通过滤菌器。形态多计），能通过滤菌器。形态多样，有球状、杆状、复合型。样，有球状、杆状、复合型。无细胞结构，主要由蛋白质、核酸构成，核酸无细胞结构，主要由蛋白质、核酸构成，核酸以单链或双链形式存在。以单链或双链形式存在。生活方式为专性活细胞内寄生，病毒酶系不全，生活方式为专性活细胞内寄生，病毒酶系不全，离开活体后无生命特征。离开活体后无生命特征。病毒以复制的方式增殖病

3、毒以复制的方式增殖, ,包括核酸复制、核酸包括核酸复制、核酸蛋白质装配，在分子水平上进行。蛋白质装配，在分子水平上进行。对抗生素不敏感，对干扰素敏感。对抗生素不敏感，对干扰素敏感。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学43.4.1.3 3.4.1.3 病毒的形态构造及化学组成病毒的形态构造及化学组成（1 1）形态）形态2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学5二十面体对称结构二十面体对称结构( (球状球状) )：蛋白质：蛋白质亚基围绕具立方对称正多面体的角或亚基围绕具立方对称正多面体的角或边排列形成一个封闭蛋白质鞘。边排

4、列形成一个封闭蛋白质鞘。螺旋对称结构螺旋对称结构( (杆状杆状) )：蛋白质亚基：蛋白质亚基沿中心轴呈螺旋状排列，形成高度有沿中心轴呈螺旋状排列，形成高度有序、对称的稳定结构。序、对称的稳定结构。复合对称结构复合对称结构( (蝌蚪状蝌蚪状) )：大肠杆菌：大肠杆菌T4T4噬菌体由椭圆形的二十面体头部和噬菌体由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，病毒中复螺旋对称的尾部组合而成，病毒中复合对称的代表。合对称的代表。三类典型的三类典型的病毒病毒形态形态2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学6（2 2）化学组成）化学组成 主要由核酸和蛋白质组成。较复杂的

5、病毒还含有脂类、主要由核酸和蛋白质组成。较复杂的病毒还含有脂类、多糖等。多糖等。（3 3）结构）结构 核衣壳核衣壳（基本构造）（基本构造） 核心：由核心：由DNADNA或或RNARNA构成。构成。病病 衣壳：由许多衣壳：由许多衣壳粒蛋白衣壳粒蛋白构成。构成。毒毒 包膜（非基本结构）：类脂或脂蛋白构成。包膜（非基本结构）：类脂或脂蛋白构成。 刺突（非基本结构）：包膜表面突起物。刺突（非基本结构）：包膜表面突起物。 衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位，衣壳粒位，衣壳粒的排列组合方式不同，就表现出不同的构型和的排列组合方式不同，就表现出不同

6、的构型和形状。形状。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学7衣壳衣壳核酸核酸包膜包膜刺突刺突核衣壳核衣壳病毒的基本结构2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学8病毒的分类病毒的分类：根据病毒寄生的对象来分，有植物根据病毒寄生的对象来分，有植物病毒、动物病毒和微生物病毒。病毒、动物病毒和微生物病毒。噬菌体噬菌体：一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体，是病毒的一种体，是病毒的一种 （把侵染真菌的病毒叫噬真（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）。约有菌体）。约有4000余种，余种，49个病毒科。共有六

7、类个病毒科。共有六类形态。形态。3.4.2 3.4.2 噬菌体噬菌体2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学9在电子显微镜下观察噬菌体有三种基本形态：蝌蚪形、微球形和丝状。从结构来看又可分为五种不同的类型：蝌蚪形，具有六角形头部和可收缩长尾，dsDNA，如T2、T4、P2噬菌体。蝌蚪形，具有六角形头部和不可收缩长尾，dsDNA，如T1、T5、噬菌体。蝌蚪形，具有六角形头部和不可收缩短尾，dsDNA，如T3、T7噬菌体。 3.4.2.1噬菌体的形态与结构2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学10球形，无尾，二十面体等轴颗粒

8、，12个大的顶点颗粒，ssDNA，如大肠杆菌噬菌体X174。丝状噬菌体，病毒粒蜿蜒如丝，ssDNA，如fd噬菌体、M13雄性噬菌体。3.4.2.1噬菌体的形态与结构2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学11头部：廿面体对称，由蛋白质衣壳构成，内含一条DNA。颈部：薄盘状，附颈须。尾鞘：长95nm, 衣壳粒螺旋对称，可伸缩。 尾髓:中空，DNA可由此进入细胞。基板: 六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。刺突: 吸附功能。尾丝: 识别吸附功能。大肠杆菌大肠杆菌T4T4噬菌体构造噬菌体构造蝌蚪形噬菌体的构造（蝌蚪形噬菌体的构造（T4）2021年12月12日星期日济南

9、大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学123.4.2.2 噬菌体噬菌体(phage)的繁殖的繁殖噬菌体没有个体的生长过程，只有基本成分的合成和装配，即首先将各个部件合成出来，然后装配，一般将噬菌体的繁殖称做复制。根据噬菌体与宿主的关系，分为：烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体。温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，可随宿主DNA复制进行同步复制，一般情况下不引起寄主细胞裂解。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学13吸附侵入复制装配释放（1）烈性噬菌体的繁殖）烈性噬菌体的繁殖20

10、21年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学14吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。复制 ：包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学15装配：DNA分子的缩合通过衣壳包裹DNA而形

11、成头部尾丝及尾部的其它部件独立装配完成头部与尾部相结合最后装上尾丝。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学16释放：裂解：多以裂解细胞的方式释放。分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学17这种用来测定噬菌体侵染和成熟病毒体释放的时间间隔，用以估计每个被侵染的细胞释放出来的新的噬菌体粒子数量的生长曲线，称为一步生长曲线(one-step growth curve)。一步生长曲线烈性噬菌体生长规律噬菌体的生长曲线2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学

12、18实验设计依据：实验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,避免二次吸附；细菌群体被噬菌体同步感染。实验过程实验过程: : 敏感菌10ml Phage 1ml 混匀，5min,使之吸附 离心或用抗phage血清处理, 去除过量phage 高倍稀释,吸附phage的菌悬液(避免多次吸附) 37培养,定时取样 2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学19 取样人为裂解处理（每5min） 样品中加入氯仿裂解细胞 24-48h 裂解液加入敏感菌液中 适当稀释混合液 涂布于琼脂培养基上 计数噬菌斑2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物

13、学20概念：将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑，称为噬菌斑。(每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成) 应用: 噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学21以培养时间为横坐标以培养时间为横坐标, ,以以噬菌斑数为纵坐标噬菌斑数为纵坐标, ,绘绘制成的曲线为一步生制成的曲线为一步生长曲线。长曲线。可分以下阶段：可分以下阶段： 潜伏期潜伏期 裂解期裂解期 稳定期稳定期 2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与

14、营养系-微生物学22潜伏期：从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放 新的噬菌体之前的这段时期，曲线平行于横轴，噬菌体数无变化，样品中无游离的噬菌体。(潜伏期前的噬菌斑数是噬菌体数,也就是感染噬菌体的细菌数)。裂解期：曲线直线上升，子代噬菌体不断释放到培养基中，直到达到一个极限。稳定期:感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学23裂解量裂解量: :每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的平均数。 稳定期噬菌斑数 裂解量 = 潜伏期噬菌斑数不同的噬菌体或同种噬菌体感染敏感菌后所释放的噬菌体数不同,与噬菌体种类、宿

15、主细胞菌龄以及环境因数有关。2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学24（2）温和噬菌体与溶源性细菌）温和噬菌体与溶源性细菌温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA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的噬菌体。原噬菌体（或前噬菌体）： 即整合在宿主核DNA上的噬菌体的核酸。 溶原性细菌：指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖,而不被裂解。 2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学25可稳定遗传：子代细菌都含有原噬菌体，均具有溶原性。可自发裂解：温和噬菌体的核酸也可从宿主DNA上脱落下来，恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率10-210-5 。可诱导裂解：用化学、物理方法诱导。具有“免疫性”：溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体没有免疫性。可复愈：自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解溶源转变：由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。溶原性细菌的特点溶原性细菌的特点2021年12月12日星期日济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学263.4.2.3 3.4.2.3 噬菌体的