病毒学病毒的形态与结构PPT学习教案

1、会计学1病毒学病毒的形态病毒学病毒的形态(xngti)与结构与结构第一页，共95页。第1页/共94页第二页，共95页。第2页/共94页第三页，共95页。 最新的分类系统最新的分类系统国际病毒分类委员会国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV)于于2005年年7月发表了最新的病毒分类第八次报告。在这个长达月发表了最新的病毒分类第八次报告。在这个长达1259页的报告中，将目前页的报告中，将目前ICTV所承认的所承认的5450多个多个(du )病毒归属为病毒归属为3个目、个目、73个科、个科、11个亚科、个亚科、28

2、9个属、个属、1950多个多个(du )种。在亚病毒感染因子下设类病毒、卫星和阮毒，其中类病毒有种。在亚病毒感染因子下设类病毒、卫星和阮毒，其中类病毒有2个科、个科、7个属个属;卫星病毒有卫星病毒有2个亚组，卫星核酸有个亚组，卫星核酸有3个亚组个亚组;朊病毒分为哺乳动物肮病毒和真菌肮病毒。朊病毒分为哺乳动物肮病毒和真菌肮病毒。第3页/共94页第四页，共95页。第4页/共94页第五页，共95页。第5页/共94页第六页，共95页。第6页/共94页第七页，共95页。第7页/共94页第八页，共95页。第8页/共94页第九页，共95页。小结小结(xioji)思考题：思考题：1、国际病毒、国际病毒(bng

3、d)分类的基本原则是什么？分类的基本原则是什么？2、常见、常见(chn jin)的病毒科有哪些？的病毒科有哪些？第9页/共94页第十页，共95页。总结总结(zngji)病毒病毒(bngd)的群的群体特点体特点v种类繁多种类繁多(fndu)v多样性丰富性多样性丰富性v变异迅速变异迅速v专一性强专一性强v有致病性有致病性病毒的个体特点病毒的个体特点 形体微小，具有比较原始的生命形态和生命形体微小，具有比较原始的生命形态和生命特征，缺乏细胞结构；特征，缺乏细胞结构； 只含一种类型核酸（只含一种类型核酸（DNA或或RNA）作为遗传信息的载体；作为遗传信息的载体； 在在RNA病毒，全部遗传信息都在病毒，

4、全部遗传信息都在RNA 上编码，这种情况在生物学上是独特的；上编码，这种情况在生物学上是独特的；无产能酶系，也无蛋白质合成系统；无产能酶系，也无蛋白质合成系统； 不能再无生命的培养基中增殖，必须依不能再无生命的培养基中增殖，必须依赖宿主细胞的代谢系统复制自身核酸、赖宿主细胞的代谢系统复制自身核酸、合成蛋白质并装配成完整的病毒颗粒。合成蛋白质并装配成完整的病毒颗粒。第10页/共94页第十一页，共95页。病毒基因组核酸病毒基因组核酸RNADNA双链双链单链单链线状线状环状环状线状线状双链双链单链单链线状线状环状环状第11页/共94页第十二页，共95页。第三章第三章 病毒病毒(bngd)的形态与结构

5、的形态与结构第一节第一节 病毒病毒(bngd)的形态的形态与大小与大小一、研究病毒形态与结构的意义一、研究病毒形态与结构的意义 弄清病毒的形态与结构，对开展病毒的分类、起源及应用具有弄清病毒的形态与结构，对开展病毒的分类、起源及应用具有(jyu)十分重要的意义。十分重要的意义。第12页/共94页第十三页，共95页。第13页/共94页第十四页，共95页。1 1、测量单位、测量单位纳米（纳米（nmnm） 3 3、观察工具、观察工具电子显微镜电子显微镜2 2、大多数病毒、大多数病毒(bngd)(bngd)的直径小于的直径小于150 nm150 nm病毒病毒(bngd)的大小与形态的大小与形态 葡萄球

6、菌葡萄球菌1000nm立克次体立克次体(l k c t)450nm衣原体衣原体390nm390nm痘苗病毒痘苗病毒300250nm250nm烟草花叶病病毒烟草花叶病病毒100nmnm流感病毒流感病毒40nmnm乙脑病毒乙脑病毒30nmnm脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒70nmnm腺病毒腺病毒6595nm95nm噬菌体噬菌体第14页/共94页第十五页，共95页。是否在培养是否在培养基上生长基上生长是否二是否二分分裂分分裂是否同时具有是否同时具有DNA和和RNA是否具有是否具有核糖体核糖体是否具有是否具有胞壁酸胞壁酸对抗生素对抗生素的敏感性的敏感性 细菌细菌支原体支原体病毒病毒立克次氏体立克次氏体衣

7、原体衣原体是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是否否否否否否否否否否否*否否*否否否否否否是是是是是是是是是是是是是是是是是是是第15页/共94页第十六页，共95页。SARS病毒病毒(bngd)为冠为冠状病毒状病毒(bngd)第16页/共94页第十七页，共95页。HIV 及其感染及其感染(gnrn)细细胞示意图胞示意图第17页/共94页第十八页，共95页。流感病毒流感病毒第18页/共94页第十九页，共95页。狂犬病毒（狂犬病毒（RV）第19页/共94页第二十页，共95页。埃博拉病毒的病毒粒子埃博拉病毒的病毒粒子美国电影美国电影(dinyng)极度恐慌（极度恐慌（Outbreak)埃博拉病毒埃

8、博拉病毒(bngd)（Ebola virus）第20页/共94页第二十一页，共95页。烟草烟草(ynco)花叶花叶病毒病毒第21页/共94页第二十二页，共95页。噬菌体及其感染噬菌体及其感染(gnrn)大肠杆大肠杆菌示意图菌示意图第22页/共94页第二十三页，共95页。n、毒的结构和亚单位等。毒的结构和亚单位等。第23页/共94页第二十四页，共95页。i.第24页/共94页第二十五页，共95页。ii. 病毒病毒(bngd)的形态的形态第25页/共94页第二十六页，共95页。ii.第26页/共94页第二十七页，共95页。v病毒粒子病毒粒子(lz)的基本形态的基本形态v球状、杆状和复合状球状、杆状

9、和复合状烟草花叶病毒烟草花叶病毒P2噬菌体噬菌体T2噬菌体噬菌体脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒第27页/共94页第二十八页，共95页。v病毒粒子病毒粒子(lz)的基本形态的基本形态v包膜病毒与无包膜病毒包膜病毒与无包膜病毒疱疹病毒疱疹病毒流感病毒流感病毒腺病毒腺病毒第28页/共94页第二十九页，共95页。第29页/共94页第三十页，共95页。第30页/共94页第三十一页，共95页。第31页/共94页第三十二页，共95页。第32页/共94页第三十三页，共95页。第33页/共94页第三十四页，共95页。第34页/共94页第三十五页，共95页。第35页/共94页第三十六页，共95页。第36页/共94页

10、第三十七页，共95页。iii.第37页/共94页第三十八页，共95页。第38页/共94页第三十九页，共95页。小结小结(xioji)思考题：思考题：1、用于测量、用于测量(cling)病毒大小的单位是？病毒大小的单位是？2、病毒与立克次体相同的特点是：、病毒与立克次体相同的特点是： A含有含有(hn yu)DNA和和RNA B在人工合成的培养基中不能生长在人工合成的培养基中不能生长 C含有含有(hn yu)核蛋白体核蛋白体 D以二分裂方式进行繁殖以二分裂方式进行繁殖 E对抗生素敏感对抗生素敏感3、病毒不同于衣原体的特点是：、病毒不同于衣原体的特点是： A能通过细菌滤器能通过细菌滤器 B对抗生素

11、不敏感对抗生素不敏感 C可引起机体多部位感染可引起机体多部位感染 D严格地细胞内寄生严格地细胞内寄生 E在感染细胞内可形成包涵体在感染细胞内可形成包涵体第39页/共94页第四十页，共95页。一、病毒一、病毒(bngd)的组成的组成第40页/共94页第四十一页，共95页。病毒病毒(bngd)粒子的模式结构及名粒子的模式结构及名称称包膜（囊膜，被膜；包膜（囊膜，被膜；envelop）核心核衣壳核衣壳(nucleocapsid)刺突（包膜子粒，刺突（包膜子粒，spike，peplomer）第41页/共94页第四十二页，共95页。第42页/共94页第四十三页，共95页。第43页/共94页第四十四页，共

12、95页。病毒核酸病毒核酸(h sun)的功能的功能其功能：其功能：（1）决定病毒特性；（细菌转化实验）决定病毒特性；（细菌转化实验）（2）病毒复制）病毒复制(fzh)；（3）具有感染性。）具有感染性。 （细菌转化实验）（细菌转化实验） 总之核酸是主导病毒感染、增殖、遗传、变总之核酸是主导病毒感染、增殖、遗传、变异的物质基础。异的物质基础。 第44页/共94页第四十五页，共95页。细菌转化细菌转化(zhunhu)实验实验1. 基础知识基础知识野生型肺炎双球菌野生型肺炎双球菌(Strep-tococcus pneumoniae)菌落为菌落为光滑光滑(gung hu)型，型，一种突变型为粗糙型，一种

13、突变型为粗糙型，两者根本差异在于荚两者根本差异在于荚膜形成；膜形成；荚膜的主要成分是多糖，荚膜的主要成分是多糖，具特殊的抗原性；具特殊的抗原性；不同抗原型是遗传的、稳不同抗原型是遗传的、稳定的，一般情况下不定的，一般情况下不发生互变。发生互变。荚膜荚膜 菌落菌落 毒性毒性类型类型光滑型光滑型S 发达发达 光滑光滑有有I, II, III粗糙型粗糙型R无无粗糙粗糙无无I, II第45页/共94页第四十六页，共95页。2. Griffith转化转化(zhunhu)研究研究(1928)第46页/共94页第四十七页，共95页。Griffith对其试验结论对其试验结论(jiln)及发及发展展v根据上述研

14、究结果根据上述研究结果Griffith认为：认为：v(有毒有毒)死细菌中的某种物质转移到死细菌中的某种物质转移到(无毒无毒)活细菌中，活细菌中，并使之具有毒性，导致小家鼠死亡。并使之具有毒性，导致小家鼠死亡。v他将这种细菌遗传类型的转变称为转化，并将引他将这种细菌遗传类型的转变称为转化，并将引起转化的物质称为转化因子起转化的物质称为转化因子(tranforming principle)。v但是当时的化学与生化分析技术还无法鉴定杀死但是当时的化学与生化分析技术还无法鉴定杀死细菌中的成分，因而细菌中的成分，因而(yn r)不知转化因子为何物。不知转化因子为何物。第47页/共94页第四十八页，共95

15、页。Griffith对其试验对其试验(shyn)结论及结论及发展发展v以后一些研究者重复上述试验，并且加入了体外培以后一些研究者重复上述试验，并且加入了体外培养试验，即：将加热杀死的养试验，即：将加热杀死的SIII细菌与无毒细菌与无毒RII细菌细菌混合培养，然后注入小家鼠体内，同样导致家鼠死混合培养，然后注入小家鼠体内，同样导致家鼠死亡。表明：亡。表明：v细菌在培养条件下也能够实现遗传类型细菌在培养条件下也能够实现遗传类型(lixng)间间的定向转化。的定向转化。第48页/共94页第四十九页，共95页。不结合于病毒粒子中的蛋白质。不结合于病毒粒子中的蛋白质。蛋白质结构蛋白质结构(jigu)第4

16、9页/共94页第五十页，共95页。（1）构成衣壳的全部成分及包膜的主要成分；）构成衣壳的全部成分及包膜的主要成分；（2）对病毒核酸具有保护作用；）对病毒核酸具有保护作用；（3）衣壳蛋白和包膜刺突可特异地吸附到宿主易感细）衣壳蛋白和包膜刺突可特异地吸附到宿主易感细胞表面受体上，介导病毒核酸进入胞表面受体上，介导病毒核酸进入(jnr)细胞，引起细胞，引起感染；感染；（4）病毒蛋白是良好的抗原，可激发机体产生免疫应）病毒蛋白是良好的抗原，可激发机体产生免疫应答。答。 蛋白质的功能蛋白质的功能(gngnng)第50页/共94页第五十一页，共95页。n(pili)方式不同，可构成多种对方式不同，可构成多

17、种对称类型。称类型。第51页/共94页第五十二页，共95页。第52页/共94页第五十三页，共95页。称神经氨酸酶（称神经氨酸酶（NA）。）。脂类和糖：病毒脂类构成脂类和糖：病毒脂类构成(guchng)包膜的主要成分，因此脂包膜的主要成分，因此脂溶剂可破坏病毒包膜，使其失去感染性。糖类参与构成溶剂可破坏病毒包膜，使其失去感染性。糖类参与构成(guchng)病毒刺突成分。病毒刺突成分。第53页/共94页第五十四页，共95页。第54页/共94页第五十五页，共95页。病毒体呈球形，直径约病毒体呈球形，直径约100120nm。病毒体外层为脂蛋白包膜，其中嵌有病毒体外层为脂蛋白包膜，其中嵌有gp120和和

18、gp41两种病毒特异的糖蛋两种病毒特异的糖蛋白。白。 gp120构成构成(guchng)包膜表面的包膜表面的刺突，刺突，gp41为跨膜蛋白。为跨膜蛋白。病毒内部为二十面体对称的核衣壳，病毒内部为二十面体对称的核衣壳，衣壳蛋白为衣壳蛋白为P24，病毒核心含病毒，病毒核心含病毒RNA、逆转录酶核核衣壳蛋白。、逆转录酶核核衣壳蛋白。HIV生物学性状生物学性状(xngzhung)第55页/共94页第五十六页，共95页。HIVHIV模型图模型图脂双层膜脂双层膜gp120gp41p24衣壳蛋白衣壳蛋白p14内膜蛋白内膜蛋白P7、P9核衣壳蛋白核衣壳蛋白逆转录酶逆转录酶整合酶整合酶蛋白酶蛋白酶RNA包膜糖蛋

19、白包膜糖蛋白第56页/共94页第五十七页，共95页。gp120暴露于病毒包膜之外，称外膜蛋白，暴露于病毒包膜之外，称外膜蛋白，含有与宿主细胞表面的含有与宿主细胞表面的CD4分子结合位点、分子结合位点、中和抗体结合位点和中和抗体结合位点和T淋巴细胞结合位点。淋巴细胞结合位点。gp41是病毒的跨膜蛋白，当是病毒的跨膜蛋白，当gp120与与CD4分分子结合后，其疏水性氨基末端可插入子结合后，其疏水性氨基末端可插入(ch r)细胞膜，介导病毒包膜与宿主包膜融合。细胞膜，介导病毒包膜与宿主包膜融合。第57页/共94页第五十八页，共95页。小结小结(xioji)作业题：作业题：1、病毒结构、病毒结构(ji

20、gu)由哪几部分组成？各部分主要功能是什么？由哪几部分组成？各部分主要功能是什么？ 2、可称为、可称为(chn wi)病毒体的结构是：病毒体的结构是： A核衣壳核衣壳 B核酸核酸 C衣壳衣壳 D包膜包膜 E壳粒壳粒第58页/共94页第五十九页，共95页。病毒的对称性病毒的对称性 螺旋螺旋(luxun)对称的病毒对称的病毒粒子粒子 二十面体对称病毒粒子二十面体对称病毒粒子 复合对称的病毒粒子复合对称的病毒粒子第三节第三节 病毒颗粒形态病毒颗粒形态(xngti)结构结构的对称性的对称性第59页/共94页第六十页，共95页。三类典型形态的病毒：三类典型形态的病毒：廿面体对称的结构廿面体对称的结构(

21、(球状球状) ) 螺旋对称的结构螺旋对称的结构( (杆状杆状) ) 复合对称的结构复合对称的结构( (蝌蚪蝌蚪(kdu)(kdu)状状) ) 大肠杆菌的大肠杆菌的T T偶数噬菌偶数噬菌体是由椭圆形的二十面体头体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而部和螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代成，是病毒中复合对称的代表。表。病毒病毒(bngd)的的对称性对称性第60页/共94页第六十一页，共95页。第三节第三节 病毒颗粒病毒颗粒(kl)形态结构的对称性形态结构的对称性第61页/共94页第六十二页，共95页。第62页/共94页第六十三页，共95页。第63页/共94页第六十四页，共95页

22、。 刚性与柔性病毒粒子烟草(ynco)花叶病毒：病毒粒子刚硬，不易弯曲。受外力时易折断水稻条纹叶枯病病毒：可弯曲变形水稻条叶枯病毒水稻条叶枯病毒第64页/共94页第六十五页，共95页。有包膜螺旋的对称病毒有包膜螺旋的对称病毒埃博拉病毒：在柔性埃博拉病毒：在柔性(ru xn)(ru xn)的螺旋对的螺旋对称纤维外面覆以包膜称纤维外面覆以包膜埃博拉病毒的病毒粒子埃博拉病毒的病毒粒子美国电影美国电影极度恐慌极度恐慌（Outbreak)第65页/共94页第六十六页，共95页。有包膜螺旋的对称病毒有包膜螺旋的对称病毒(bngd)(bngd)(续）续）副粘病毒副粘病毒(bngd)(Nipahvirus)(

23、bngd)(Nipahvirus)：螺旋：螺旋对称的病毒对称的病毒(bngd)(bngd)核衣壳缠绕成团，核衣壳缠绕成团，外覆以包膜。外覆以包膜。第66页/共94页第六十七页，共95页。有包膜螺旋的对称有包膜螺旋的对称(duchn)(duchn)病毒病毒( (续）续）麻疹病毒（副粘病毒）麻疹病毒（副粘病毒）第67页/共94页第六十八页，共95页。有包膜螺旋的对称病毒有包膜螺旋的对称病毒( (续）续）流感病毒：流感病毒：RNARNA基因组分成基因组分成8 8个片段，它们分别形个片段，它们分别形成成(xngchng)(xngchng)螺旋对称核衣壳，然后聚集在螺旋对称核衣壳，然后聚集在一起，外覆以

24、包膜一起，外覆以包膜第68页/共94页第六十九页，共95页。第69页/共94页第七十页，共95页。有包膜螺旋的对称病毒有包膜螺旋的对称病毒(bngd)(bngd)(续）续）狂犬病毒狂犬病毒(bngd)(bngd)（弹状病毒（弹状病毒(bngd)(bngd)）：螺旋对称的核衣壳）：螺旋对称的核衣壳为短杆状，外覆包膜，但一端内陷，呈子弹状为短杆状，外覆包膜，但一端内陷，呈子弹状第70页/共94页第七十一页，共95页。第71页/共94页第七十二页，共95页。第72页/共94页第七十三页，共95页。第73页/共94页第七十四页，共95页。v二十面体的特二十面体的特点点(tdin)(tdin)：v容量大

25、容量大v接近球形接近球形v对称性好对称性好v第74页/共94页第七十五页，共95页。双层、多层二十面体衣壳双层、多层二十面体衣壳轮状病毒轮状病毒第75页/共94页第七十六页，共95页。 花椰菜花叶病毒花椰菜花叶病毒(Caulimovirus)的三层结构的三层结构(jigu)双层、多层二十面体衣壳（续）双层、多层二十面体衣壳（续）第76页/共94页第七十七页，共95页。 包膜病毒许多动物(dngw)病毒具有包膜疱疹病毒疱疹病毒第77页/共94页第七十八页，共95页。包膜病毒包膜病毒(bngd)(bngd)（续）（续）乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒(bngd)(bngd)（HBVHBV）第78页/共94

26、页第七十九页，共95页。包膜病毒（续）包膜病毒（续）人免疫人免疫(miny)(miny)缺陷病毒（缺陷病毒（HIVHIV）衣壳形成时为二十面体，在衣壳形成时为二十面体，在病毒粒子包装成熟时病毒粒子包装成熟时“塌陷塌陷”成楔状成楔状第79页/共94页第八十页，共95页。第80页/共94页第八十一页，共95页。第81页/共94页第八十二页，共95页。第82页/共94页第八十三页，共95页。HIV病毒(bngd)第83页/共94页第八十四页，共95页。第四章第四章 病毒病毒(bngd)的复制的复制 病毒必须在活的细胞体内增值，它利用宿主细胞的原料、能量和复制场所，利用宿主细胞的酶系统和病毒自身表达(

27、biod)的复制酶系统，进行病毒核酸的复制和病毒大分子结构蛋白和非结构蛋白的合成。为了研究病毒复制的方便，首先要建立各种适合于病毒复制的细胞培养系统。第84页/共94页第八十五页，共95页。吸附吸附(xf)病毒病毒(bngd)的增殖过程的增殖过程穿入穿入脱壳脱壳早期早期(zoq)蛋白蛋白晚期蛋白晚期蛋白装配装配DNA复制复制核酸游离核酸游离成熟成熟释放释放第85页/共94页第八十六页，共95页。第一节第一节 用于病毒复制用于病毒复制(fzh)研究的实验系研究的实验系统统 病毒只能在其敏感的宿主细胞内复制，一般病毒只能在其敏感的宿主细胞内复制，一般来说，原核生物病毒只能感染原核细胞，植物病来说，

28、原核生物病毒只能感染原核细胞，植物病毒和动物毒和动物(dngw)病毒也分别以植物细胞和动病毒也分别以植物细胞和动物物(dngw)细胞为复制的场所，为了研究病毒细胞为复制的场所，为了研究病毒复制的方便，应首先设法建立适于病毒复制的细复制的方便，应首先设法建立适于病毒复制的细胞培养系统。胞培养系统。第86页/共94页第八十七页，共95页。一、噬菌体一、噬菌体细胞培养系统细胞培养系统(xtng)噬菌体的细胞培养系统的优点：噬菌体的细胞培养系统的优点：1、敏感的宿主细菌易于在琼脂平板上培养，其数目易、敏感的宿主细菌易于在琼脂平板上培养，其数目易于控制；于控制；2、噬菌体在细菌内增殖，往往导致细菌培养无

29、变清亮、噬菌体在细菌内增殖，往往导致细菌培养无变清亮，在合适的接种密度下，很容易在琼脂平板上形成噬，在合适的接种密度下，很容易在琼脂平板上形成噬斑，其结果容易观察斑，其结果容易观察(gunch)；3、噬菌体和细菌的增殖速度快、增殖周期短，在一定、噬菌体和细菌的增殖速度快、增殖周期短，在一定时间内，可以多次反复试验。时间内，可以多次反复试验。第87页/共94页第八十八页，共95页。 这种用来测定噬菌体侵染和成熟病毒体这种用来测定噬菌体侵染和成熟病毒体释放的时间间隔，并用以估计释放的时间间隔，并用以估计(gj)每个被每个被侵染的细胞释放出来的新的噬菌体粒子数量侵染的细胞释放出来的新的噬菌体粒子数量

30、的生长曲线，称为一步生长曲线的生长曲线，称为一步生长曲线 (one-step growth curve) 。它可反映每种噬菌体的三。它可反映每种噬菌体的三个最重要的特性参数个最重要的特性参数潜伏期（潜伏期（latent period）和裂解量）和裂解量 (burst size) ，故十分重，故十分重要。要。 一步生长一步生长(shngzhng)曲线曲线 (one-step growth curve)第88页/共94页第八十九页，共95页。潜伏期潜伏期 (latent period)：人们将噬菌体吸附寄主细胞开始到细胞释放新的噬菌体为止的这段时间。：人们将噬菌体吸附寄主细胞开始到细胞释放新的噬菌体为止的这段时间。上升期上升期 (rise period)：潜伏期过后：潜伏期过后(guhu)，噬菌斑数突然迅速上升，表明被感染的细菌已经越来越多地裂解，直至所有感染细胞都被裂解为止，这个时间称为上升期，噬菌斑数突然迅速上升，表明被感染的细