非细胞生物病毒ppt课件

1、Chapter4 非细胞生物非细胞生物-病毒病毒重点和难点：重点和难点：病毒主要特点，毒性噬菌体的侵病毒主要特点，毒性噬菌体的侵染循环，温暖噬菌体和溶原细菌、染循环，温暖噬菌体和溶原细菌、昆虫病毒和植物病毒的主要特点。昆虫病毒和植物病毒的主要特点。非细胞型微生物包括：非细胞型微生物包括：真病毒真病毒(virus)(virus)：至少含有核酸和蛋白质两种组分至少含有核酸和蛋白质两种组分亚亚病病毒毒类病毒类病毒(viroid)(viroid)：拟病毒拟病毒(virusoid)(virusoid)：朊病毒朊病毒(prion)(prion)：只含单独具侵染只含单独具侵染性的性的RNARNA组分组分只含

2、不具单独侵染只含不具单独侵染性的性的RNARNA组分组分只含蛋白质一种组分只含蛋白质一种组分18921892：俄国：俄国 伊万诺夫斯基初次发现烟草花叶病毒的感伊万诺夫斯基初次发现烟草花叶病毒的感染因子能经过细菌过滤器。染因子能经过细菌过滤器。18981898：荷兰：荷兰 贝格林克贝格林克 证明该致病因子可以被乙醇从证明该致病因子可以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培育细菌的方法悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培育细菌的方法培育不出来；给这样的病原体起名叫培育不出来；给这样的病原体起名叫virusvirus。19351935：美国：美国 斯坛莱斯坛莱 从烟草花叶病病叶中提取出了病从烟

3、草花叶病病叶中提取出了病毒结晶，又证明了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而毒结晶，又证明了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只需核酸具感染和复制才干。只需核酸具感染和复制才干。19521952：HersheyHershey和和ChaseChase证明噬菌体的遗传物质仅仅是证明噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,DNA,开创了病毒分子生物学。开创了病毒分子生物学。19711971后：陆续发现了各种亚病毒后：陆续发现了各种亚病毒类病毒、朊病毒、类病毒、朊病毒、拟病毒。拟病毒。病毒在自然界分布广、数量多。几乎可以感染病毒在自然界分布广、数量多。几乎可以感染一切的生物，包括各类微生物、植物、昆虫、一切的生物，包

4、括各类微生物、植物、昆虫、鱼类、禽类、哺乳动物和人类。鱼类、禽类、哺乳动物和人类。 根据宿主可以分为：根据宿主可以分为：动物病毒动物病毒植物病毒植物病毒细菌病毒或称噬菌体细菌病毒或称噬菌体4.2 4.2 病毒病毒virusvirus的形状构造和化学成分的形状构造和化学成分4.2.1 4.2.1 病毒的大小病毒的大小4.2.2 4.2.2 病毒的形状构造病毒的形状构造4.2.3 4.2.3 化学组成化学组成4.4.1 4.4.1 原核生物病毒原核生物病毒-噬菌体噬菌体4.4.2 4.4.2 植物病毒植物病毒4.4.4 4.4.4 人类和脊椎动物病毒人类和脊椎动物病毒4.4.3 4.4.3 昆虫病

5、毒昆虫病毒4.5 4.5 亚亚 病病 毒毒1 1 1 4.5.1 类病毒类病毒(Viroid)4.5.2 拟病毒拟病毒(Virusoid)4.5.3 朊病毒朊病毒(Prion)只含核酸或蛋白质一种成分的分子病原体只含核酸或蛋白质一种成分的分子病原体 包括：包括：1.1.噬菌体与发酵工程噬菌体与发酵工程3.3.病毒在基因工程中的运用病毒在基因工程中的运用测定病毒大小的单位是纳米测定病毒大小的单位是纳米(nm)(nm)10109)9)，多数病毒的，多数病毒的直径在直径在100nm100nm以下以下. .绝大多数病毒是能经过细菌绝大多数病毒是能经过细菌滤器滤器, ,须用电镜才干察看到须用电镜才干察看

6、到其详细形状和大小。其详细形状和大小。牛痘苗病毒牛痘苗病毒传染性浓泡传染性浓泡皮炎病毒皮炎病毒大蚊病毒大蚊病毒腮腺炎病毒腮腺炎病毒T偶数偶数病毒病毒疱疹病毒疱疹病毒腺病毒腺病毒流感病毒流感病毒多瘤多瘤病毒病毒脊髓灰质脊髓灰质炎病毒炎病毒披膜病毒披膜病毒烟草烟草花叶花叶病毒病毒副黏副黏病毒病毒核糖体核糖体呼肠弧呼肠弧病毒病毒天花病毒天花病毒多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状，少数可为多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状，少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。 衣壳衣壳 中心中心包膜包膜刺突刺突核衣壳核衣壳衣壳粒衣壳粒由于壳粒在壳体上的不同陈列，由于壳粒在壳

7、体上的不同陈列，病毒具有三种典型形状构造：病毒具有三种典型形状构造：廿面体对廿面体对称的构造称的构造( (球状球状) )螺旋对称的螺旋对称的构造构造( (杆状杆状) ) 复合对称的复合对称的构造构造( (蝌蚪状蝌蚪状) )大肠杆菌的大肠杆菌的T T偶数偶数噬菌体是由椭圆形噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和的二十面体头部和螺旋对称的尾部组螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中合而成，是病毒中复合对称的代表。复合对称的代表。二十面体对称二十面体对称(A) Filamentous(B) Complex(C) Eicosahedral(D) EnvelopedRNA or DNAProtein Coat(Ca

8、psomers)Lipid envelope3 3、三类典型形状的病毒及其代表、三类典型形状的病毒及其代表二十面体对称的代表二十面体对称的代表- -腺病毒腺病毒复合对称的代表复合对称的代表-T-T偶数噬菌体偶数噬菌体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)(TMV)有三种类型：纤维状、直杆状和弯曲杆状。衣壳形似一中空柱，有三种类型：纤维状、直杆状和弯曲杆状。衣壳形似一中空柱，内包核酸，衣壳粒和核酸呈螺旋对称形陈列。由内包核酸，衣壳粒和核酸呈螺旋对称形陈列。由95衣壳衣壳Pr和和5SSRNA组成。蛋白质衣壳由衣壳粒组成。蛋白质衣壳由衣壳粒2130个一个紧挨一个一个紧挨

9、一个地呈螺旋陈列而成，个地呈螺旋陈列而成，ssRNA位于衣壳内侧螺旋状沟中。位于衣壳内侧螺旋状沟中。 二十面体对称的代表二十面体对称的代表- -腺病毒腺病毒具有具有2020个面，个面，3030条边和条边和1212个顶角。个顶角。核衣壳由不同数量的衣壳粒按一定核衣壳由不同数量的衣壳粒按一定方式陈列成对称体。腺病毒粒子共方式陈列成对称体。腺病毒粒子共由由252252个球形的衣壳粒陈列成一个具个球形的衣壳粒陈列成一个具有廿面的对称体，线状有廿面的对称体，线状dsDNAdsDNA。噬菌体噬菌体 X174 X174只需只需1212个衣壳粒，最大的廿面体个衣壳粒，最大的廿面体是由是由1 1，472472个

10、衣壳粒组成的昆虫病毒粒子。个衣壳粒组成的昆虫病毒粒子。绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以E.coli E.coli T4T4为例，引见蝌蚪形噬菌体的构造：为例，引见蝌蚪形噬菌体的构造：大肠杆菌大肠杆菌T4T4噬菌体构造噬菌体构造复合对称的代表复合对称的代表T T偶数噬菌体偶数噬菌体95nm95nm65nm24环环颈环颈环包涵体包涵体(inclusion body)噬菌斑噬菌斑(plaque)空斑空斑(plaque)枯斑枯斑(lesion)病毒的群体形状有：病毒的群体形状有：概念：感染病毒的宿主细胞内，出如今光学显微镜下概念：感染病毒的宿主细胞内，出如今光学显微镜下可见的大

11、小、形状、数量不等的小体，称为包涵体。可见的大小、形状、数量不等的小体，称为包涵体。在宿主细胞内构成包涵体是病毒的特征，不同的病毒在宿主细胞内构成包涵体是病毒的特征，不同的病毒其构成的包涵体具有不同的形状、构造和特性。其构成的包涵体具有不同的形状、构造和特性。包涵体在细胞中的构成部位：包涵体在细胞中的构成部位： 位于细胞核内位于细胞核内如包疹病毒如包疹病毒 位于细胞质内位于细胞质内如狂犬病毒等如狂犬病毒等 胞核内胞质都有胞核内胞质都有麻疹病毒麻疹病毒 是病毒的聚集体是病毒的聚集体; ;是病毒的合成部位是病毒的合成部位; ;是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质非病

12、毒性包涵体非病毒性包涵体, ,由化学因子或细菌感染构成由化学因子或细菌感染构成包涵体的实际意义包涵体的实际意义-病毒鉴定、临床诊断根据。病毒鉴定、临床诊断根据。噬菌斑是指在宿主细菌噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而构成的空斑。体裂解而构成的空斑。运用：运用：1.1.噬菌体定量计数噬菌体定量计数2.2.噬菌体的鉴定噬菌体的鉴定空斑和病斑空斑和病斑在动物细胞培育物上的与噬在动物细胞培育物上的与噬菌斑类似的空斑菌斑类似的空斑, ,称为病斑称为病斑. .由于受肿瘤病毒感染。由于受肿瘤病毒感染。空斑和病斑用于动物病毒空斑和病斑用于动物病毒粒子的计数也可以采用噬粒子的计数

13、也可以采用噬菌斑法类似的技术。菌斑法类似的技术。枯斑：植物病毒在植物叶片上枯斑：植物病毒在植物叶片上 构成的群体称为枯斑。构成的群体称为枯斑。病毒的主要成分病毒的主要成分核酸核酸DNADNA或或RNARNA蛋白质蛋白质有的还含有有的还含有脂质脂质糖类糖类1.1.病毒的核酸病毒的核酸 病毒核酸是病毒粒中病毒核酸是病毒粒中最重要的成分，是病毒繁最重要的成分，是病毒繁衍、遗传变异与感染性的衍、遗传变异与感染性的物质根底。核酸构成了病物质根底。核酸构成了病毒的基因组。毒的基因组。一种病毒只含有一种核酸一种病毒只含有一种核酸DNADNA或或RNARNA。 植物病毒绝大多数含植物病毒绝大多数含DNA;DN

14、A;少数含少数含RNARNA； 动物病毒一部分含动物病毒一部分含DNADNA，一部分含，一部分含RNARNA； 细菌病毒普遍含细菌病毒普遍含DNADNA，含，含RNARNA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DNADNA与与RNARNA均有单链和双链：均有单链和双链： dsDNA dsDNA ssDNA ssDNA dsRNA dsRNA ssRNA ssRNA 病毒核酸的种类病毒核酸的种类病毒病毒DNADNA分子有线状和环状之分分子有线状和环状之分 2.2.病毒的蛋白质病毒的蛋白质有的病毒只需一种蛋白质，多数含有有的病毒只需一种蛋白质，多数含有为

15、数不多的几种蛋白质。为数不多的几种蛋白质。病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物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一样，但不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量各不一样。和含量各不一样。病毒蛋白质主要在构成病毒构造、病病毒蛋白质主要在构成病毒构造、病毒的侵染与增殖过程中发扬作用。毒的侵染与增殖过程中发扬作用。 3.3.其他成分其他成分一些较复杂的病毒如包膜病毒除含一些较复杂的病毒如包膜病毒除含有核酸和蛋白质两种成分外，还含有脂有核酸和蛋白质两种成分外，还含有脂类、多糖等其他成分。类、多糖等其他成分。大蚊虹色病毒含有大蚊虹色病毒含有5%5%脂类脂类 流感病毒除含流感病毒除含1

16、9%19%脂类外，还含脂类外，还含6%6%的非核糖成分的糖类的非核糖成分的糖类 磷脂、胆固醇和中性脂肪存在于包膜中磷脂、胆固醇和中性脂肪存在于包膜中 脂类主要是脂类主要是: : 葡萄糖、龙胆二糖、岩藻糖、半乳糖葡萄糖、龙胆二糖、岩藻糖、半乳糖 糖类主要是糖类主要是: :如：如：4.4.1 4.4.1 原核生物的病毒原核生物的病毒噬菌体噬菌体噬菌体：是病毒中的一种，普通把侵染细菌、放噬菌体：是病毒中的一种，普通把侵染细菌、放 线菌、蓝细菌的病毒叫噬菌体，包括噬线菌、蓝细菌的病毒叫噬菌体，包括噬细细 菌体、噬放线菌体、噬蓝细菌体等。菌体、噬放线菌体、噬蓝细菌体等。 把把 侵染真菌的病毒叫噬真菌体。

17、侵染真菌的病毒叫噬真菌体。1.1.噬菌体的类型噬菌体的类型温暖噬菌体温暖噬菌体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细胞感染细胞后，将其核酸整合插入到宿主细胞核的核的DNADNA上，并且可以随宿主上，并且可以随宿主DNADNA的复制而进展同的复制而进展同步复制，在普通情况下，不引起寄主细胞裂解的步复制，在普通情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。噬菌体。烈性噬菌体烈性噬菌体virulent phage感染细胞后感染细胞后,能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。引

18、起细菌裂解的噬菌体。噬菌体的繁衍分为：噬菌体的繁衍分为：2.2.噬菌体的繁衍噬菌体的繁衍裂解性周期增殖性周期：烈性噬菌体的繁衍过程。裂解性周期增殖性周期：烈性噬菌体的繁衍过程。吸附吸附侵入侵入增殖复制与生物合成增殖复制与生物合成成熟装配成熟装配裂解释放裂解释放 吸附吸附(adsorption)(adsorption)噬菌体对宿主细胞的吸附具高度的特异性。噬菌体对宿主细胞的吸附具高度的特异性。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。影响吸附的要素：噬菌体数量；阳离子浓度；温度影响吸附的要素：噬菌体数量；阳离子浓度；温度；辅助因子生物素等。；辅助因子生物素等

19、。自外裂解：大量噬菌体吸附在同一细胞外表并释放众自外裂解：大量噬菌体吸附在同一细胞外表并释放众多的溶菌酶，最终因外在的缘由导致细胞裂解。多的溶菌酶，最终因外在的缘由导致细胞裂解。 侵入侵入(penetration)(penetration)头部的核酸经过头部的核酸经过中空的尾髓压入中空的尾髓压入细胞内，而蛋白质细胞内，而蛋白质外壳那么留在细胞外。外壳那么留在细胞外。尾鞘的收缩性可尾鞘的收缩性可明显提高噬菌体明显提高噬菌体核酸注入的速率。核酸注入的速率。 增殖增殖 (replication)包括核酸的复制和蛋包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。白质的生物合成。增殖是经过噬菌体基增殖是经过噬菌体基因

20、表达实现的。因表达实现的。核酸的复制与病毒蛋核酸的复制与病毒蛋白质的合成是分开进白质的合成是分开进展的。展的。病毒核酸链接入寄主核酸链病毒核酸链接入寄主核酸链 病毒核酸复制病毒核酸复制病毒核酸的复制病毒核酸的复制已合成的各部件进展自行装配成新的噬菌体的过程。已合成的各部件进展自行装配成新的噬菌体的过程。T偶数噬菌体装配过程方式图偶数噬菌体装配过程方式图 裂解释放裂解释放 裂解量：平均每一宿主细胞裂解后裂解量：平均每一宿主细胞裂解后 所产生的子代噬菌体数。所产生的子代噬菌体数。3.3.噬菌体增殖规律的描画方法噬菌体增殖规律的描画方法 - - 一步生长曲线一步生长曲线埋伏期埋伏期裂解期裂解期平稳期

21、平稳期噬菌体的核酸侵入宿主细胞至第一个噬菌体的核酸侵入宿主细胞至第一个成熟噬菌体粒子装配前的一段时间。成熟噬菌体粒子装配前的一段时间。紧接在埋伏期后的宿主细胞迅速裂解、紧接在埋伏期后的宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中噬菌体效价到达最高点的时期。中噬菌体效价到达最高点的时期。温暖噬菌温暖噬菌体特点体特点游离态游离态温暖整合态温暖整合态( (原噬菌体原噬菌体营养态营养态具有整合才干具有整合才干具有同步复制才干具有同步复制才干都是都是dsDNA 4.4.溶源性溶源性溶源性：温暖

22、噬菌体侵入宿主细菌细胞后，由于溶源性：温暖噬菌体侵入宿主细菌细胞后，由于其核酸整合到宿主核基因组上，并随宿主核酸同其核酸整合到宿主核基因组上，并随宿主核酸同步复制，并不引起宿主细胞裂解的特性。子代均步复制，并不引起宿主细胞裂解的特性。子代均具有溶源性。具有溶源性。温暖噬菌体温暖噬菌体存在方式存在方式4.4.2 植物病毒植物病毒知的植物病毒多达知的植物病毒多达700700种种19891989年，多数是年，多数是ssRNAssRNA病毒。病毒。16191619年荷兰画师描画的有病郁金香的画像年荷兰画师描画的有病郁金香的画像 形状：杆、丝、球状，普通无包膜。形状：杆、丝、球状，普通无包膜。花叶、黄化

23、或红化等病症花叶、黄化或红化等病症植株发生矮化，丛枝或畸形等植株发生矮化，丛枝或畸形等构成枯斑或坏死等病症构成枯斑或坏死等病症植物感染病毒后的主要病症植物感染病毒后的主要病症植物黄萎病植物黄萎病借昆虫刺吸式口器进入、经过借昆虫刺吸式口器进入、经过伤口或嫁接进入伤口或嫁接进入 ，再经过胞，再经过胞间连丝或输导组织迅速向其它间连丝或输导组织迅速向其它部位分散引起普遍感染。部位分散引起普遍感染。1 1、“侵入方式侵入方式3 3、核酸的复制和蛋白质的合成、核酸的复制和蛋白质的合成2 2、脱壳、脱壳植物病毒侵入宿主细胞后才干发生脱壳。植物病毒侵入宿主细胞后才干发生脱壳。增殖过程增殖过程 4 4、装配成熟

24、、装配成熟4.4.34.4.3昆虫病毒昆虫病毒知昆虫病毒知昆虫病毒16711671种种19901990，其中，其中8080以上鳞翅目昆虫的病原体。以上鳞翅目昆虫的病原体。昆虫病毒的种类昆虫病毒的种类除非包涵体病毒外，可分为：除非包涵体病毒外，可分为：核型多角体病毒核型多角体病毒(nuclear polyhedrosis virus,NPV)质型多角体病毒质型多角体病毒(cytoplasmic polyhedrosis virus,CPV)颗粒体病毒颗粒体病毒(granulosis virus,GV)专注性高专注性高毒力大毒力大 后效长后效长运用方便运用方便对人畜平安对人畜平安无公害无公害缺陷危

25、害经济动物缺陷危害经济动物4.4.4人类和脊椎动物病毒人类和脊椎动物病毒 在人类与脊椎动物中广泛寄生着相应的病毒。人在人类与脊椎动物中广泛寄生着相应的病毒。人类传染病类传染病8080由病毒引起由病毒引起300300种，脊椎动物病种，脊椎动物病毒毒900900种，许多病毒引起人畜共患病。另一些病毒种，许多病毒引起人畜共患病。另一些病毒感染动物后，并不致死宿主细胞，而是引起肿瘤。感染动物后，并不致死宿主细胞，而是引起肿瘤。种类种类: : dsDNA、ssDNA、dsRNA、ssRNA。衣壳外有的有包膜，有的无包膜，有的包膜上有刺突。衣壳外有的有包膜，有的无包膜，有的包膜上有刺突。病毒感染的防治病毒

26、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。增殖过程增殖过程与噬菌体的增殖大致一样，可分为五个延续步骤：与噬菌体的增殖大致一样，可分为五个延续步骤：1 1吸附吸附 具高度专注性地吸附于敏感细胞外表的受体。具高度专注性地吸附于敏感细胞外表的受体。2 2侵入侵入 以胞饮、包膜溶入细胞膜、特异受体转移等方以胞饮、包膜溶入细胞膜、特异受体转移等方式侵入敏感细胞内。式侵入敏感细胞内。3 3脱壳脱壳 脱去衣壳和包膜。脱去衣壳和包膜。4 4生物合成生物合成 核酸的复制和蛋白质的合成。核酸的复制和蛋白质的合成。5 5装配和成熟装配和成熟 分别合成的核酸和蛋白

27、质组合成完好的、分别合成的核酸和蛋白质组合成完好的、新的病毒粒子。新的病毒粒子。6 6释放大量有侵染性的子代病毒。释放大量有侵染性的子代病毒。类病毒类病毒(Viroid)(Viroid)马铃薯纺锤块茎病的病原体马铃薯纺锤块茎病的病原体长长50nm棒状棒状RNA分子分子179核苷酸半体核苷酸半体180核苷酸半体核苷酸半体RNA由由组成组成两半体间有两半体间有70碱基以氢键方碱基以氢键方 式结合共构成式结合共构成122个碱基对，个碱基对，27个内环。个内环。Viroid Diseases of PotatoViroid Diseases of Potato拟病毒拟病毒(virusoids(viru

28、soids，类病毒，类病毒) )是包裹在动植物病毒粒子中的类病毒是包裹在动植物病毒粒子中的类病毒,极其极其微小，仅由裸露的微小，仅由裸露的RNA300400个核苷个核苷酸或酸或DNA组成。组成。 辅助病毒：类病毒辅助病毒：类病毒“寄生的真病毒。寄生的真病毒。拟病毒为辅助病毒的拟病毒为辅助病毒的“卫星，其复制必需依赖卫星，其复制必需依赖辅助病毒的协助。拟病毒也可干扰辅助病毒的复辅助病毒的协助。拟病毒也可干扰辅助病毒的复制、减轻其对宿主的病害、用于生物防治中。制、减轻其对宿主的病害、用于生物防治中。朊病毒朊病毒人的库鲁病人的库鲁病(kuru)、克雅氏病、克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease, CJD)等等羊搔痒症羊搔痒症(scrapie)牛海绵状脑病牛海绵状脑病(spongiform encephalopathy)发酵周期明显延伸发酵周期明显延伸 碳源耗费缓慢碳源耗费缓慢 发酵液清淡发酵液清淡发酵产物构成缓慢或发酵产物构成缓慢或根本不构成根本不构成 噬菌体检测会发现噬菌体检测会发现大量噬菌斑大量噬菌斑 电镜可见噬菌体电镜