第2章微生物形态--非细胞型

1、第四节第四节 非细胞型微生物非细胞型微生物- -病毒病毒本章共四节本章共四节, ,内容包括非细胞微生内容包括非细胞微生物的种类、特性。物的种类、特性。重点重点: :病毒的特性、噬菌体病毒的特性、噬菌体一一 病毒的特性病毒的特性n病毒发现的历史病毒发现的历史:1898:1898年发现烟草花叶病毒年发现烟草花叶病毒（TMVTMV）为滤过性病原。）为滤过性病原。病毒的概念：病毒的概念：病毒病毒: :由由RNARNA或或DNADNA分子组成的传染因子，是非分子组成的传染因子，是非细胞生命体，是最小的生命形态，只能专性寄细胞生命体，是最小的生命形态，只能专性寄生。生。病毒的特性：病毒的特性：n（1 1）

2、没有细胞结构，只含）没有细胞结构，只含DNADNA或或RNARNA一类核一类核酸，和蛋白质。繁殖为复制。酸，和蛋白质。繁殖为复制。n（2 2）只能在特定寄主细胞内复制繁殖，在活）只能在特定寄主细胞内复制繁殖，在活体外无生命特征。体外无生命特征。1、病毒的大小、病毒的大小n病毒是一种蛋白或几种蛋白质构成衣壳病毒是一种蛋白或几种蛋白质构成衣壳包裹，有些病毒还覆盖更为复杂的包膜。包裹，有些病毒还覆盖更为复杂的包膜。内部是内部是RNARNA或或DNA.DNA.n1 1大小：大小：个体极小（以个体极小（以nmnm计），能通过计），能通过滤菌器滤菌器病毒大小各不相同，病毒大小各不相同，10250nm102

3、50nm不等。不等。n例如例如 一个人细胞可容纳一个人细胞可容纳5 5亿个病毒。亿个病毒。2、形态、形态 一般为球状、杆状、弹状、砖状、蝌蚪一般为球状、杆状、弹状、砖状、蝌蚪状等。状等。各种病毒形态各种病毒形态三类典型形态的三类典型形态的病毒：病毒：廿面体对称廿面体对称的的结构结构( (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T4T4噬菌体是噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。是病毒中复合对称的代表。杆状

4、病毒非典病毒爱滋病毒爱滋病毒蝌蚪状噬菌体蝌蚪状噬菌体3、病毒粒子的结构与组成、病毒粒子的结构与组成病毒的化学组成：病毒的化学组成：n多数病毒只有核酸和蛋白质两种组分，多数病毒只有核酸和蛋白质两种组分，少数大型病毒还含有脂类和糖类。少数大型病毒还含有脂类和糖类。 （1 1）病毒蛋白：占病毒成分的）病毒蛋白：占病毒成分的40%96%40%96%。小病毒有。小病毒有3434种蛋白，大种蛋白，大病毒病毒100100种以上。种以上。 蛋白种类：蛋白种类：衣壳蛋白衣壳蛋白、基质蛋白、囊膜、基质蛋白、囊膜蛋白、蛋白、酶蛋白酶蛋白。 （2 2）病毒的核酸：）病毒的核酸：n病毒只含一种核酸病毒只含一种核酸RNA

5、RNA或或DNADNA。ndsDNA ssDNA dsRNA ssRNA,dsDNA ssDNA dsRNA ssRNA,nssRNAssRNA还分为还分为+ssRNA+ssRNA、 -ssRNA-ssRNA（3 3）脂类和糖类：）脂类和糖类：大型病毒还含有脂类和糖类大型病毒还含有脂类和糖类（4 4）其它）其它: : 水分（水分（50%50%左右）、碳水化合物、多左右）、碳水化合物、多胺等胺等衣衣 壳壳核核 酸酸包膜包膜刺刺 突突核衣壳核衣壳病毒的基本结构：病毒的基本结构：（1 1） 核酸：核酸：RNARNA或或DNADNA，单链或双链。，单链或双链。一种病毒只含一种核酸。一种病毒只含一种核酸

6、。（2 2） 壳体壳体：（衣壳）是已经或即将与核：（衣壳）是已经或即将与核酸进行组装的蛋白衣壳。酸进行组装的蛋白衣壳。 衣壳由许多球状或管状亚单位按一定的衣壳由许多球状或管状亚单位按一定的规律构成。分为螺旋对称、立方对称和规律构成。分为螺旋对称、立方对称和复合对称、复杂对称。复合对称、复杂对称。TMV模式图模式图CaMV模式图模式图二十面体示意图二十面体示意图包涵体包涵体( (内含体内含体) )： （inclusion body)inclusion body) 病毒的一些产物病毒的一些产物与病毒核酸和寄主与病毒核酸和寄主蛋白等物质聚集起蛋白等物质聚集起来，形成大小不等来，形成大小不等形状不同的

7、物质称形状不同的物质称为内含体。为内含体。如：如： YuMV风轮内含体图二、二、 病毒的复制病毒的复制( (增殖增殖) )病毒的一般增殖过程：病毒的一般增殖过程：（1 1） 吸附：病毒以其特殊结构与寄主细胞吸附：病毒以其特殊结构与寄主细胞表面的特异受体发生特异结合的过程。表面的特异受体发生特异结合的过程。（2 2） 侵入：病毒侵入寄主细胞的过程。侵入：病毒侵入寄主细胞的过程。侵入方式不同病毒不同。侵入方式不同病毒不同。植物病毒：微伤口或胞间连丝进入植物病毒：微伤口或胞间连丝进入动物病毒：膜融合；胞吞；直接穿过动物病毒：膜融合；胞吞；直接穿过噬菌体：核酸注入噬菌体：核酸注入昆虫传毒：植物病毒昆虫

8、传毒：植物病毒包膜病毒包膜病毒的出的出“芽芽”释放释放（动物病毒）（动物病毒）烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：吸附、侵入、复制、装配和释放吸附、侵入、复制、装配和释放。三、细菌病毒、植物病毒、动物三、细菌病毒、植物病毒、动物病毒病毒( (一一) )、细菌病毒（噬菌体）、细菌病毒（噬菌体）n噬菌体（噬菌体（Phage)Phage)：是真菌和细菌病毒的：是真菌和细菌病毒的总称。是病毒中的一种，一般把侵染细总称。是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）真菌的病毒叫噬真菌体） 。n

9、本节以细菌病毒为主。本节以细菌病毒为主。n1 1 噬菌体的形状：噬菌体的形状：n噬菌体在自然界广泛存在，在噬菌体在自然界广泛存在，在19951995年发年发表的表的ICTVICTV的病毒分类与命名第六次报告的病毒分类与命名第六次报告中共报道了中共报道了40004000余种，分别划归为余种，分别划归为4949个个病毒科病毒科. .三种基本形态：蝌蚪形、球形、线形三种基本形态：蝌蚪形、球形、线形组成：组成：主要由蛋白质和核酸组成。主要由蛋白质和核酸组成。基本形态：基本形态：蝌蚪形、微球形和纤丝形。蝌蚪形、微球形和纤丝形。噬菌体的形态结构与组成噬菌体的形态结构与组成以以大肠杆菌大肠杆菌T4T4噬菌体

10、噬菌体为例为例头部：廿面体对称结构，由头部：廿面体对称结构，由蛋白质衣壳构成，内含一条蛋白质衣壳构成，内含一条DNADNA。颈部：薄盘状，附颈须。颈部：薄盘状，附颈须。尾鞘：长尾鞘：长95nm, 95nm, 衣壳粒螺旋衣壳粒螺旋对称；可伸缩。对称；可伸缩。 尾髓尾髓: :中空，中空，DNADNA可由此进入可由此进入细胞。细胞。基板基板: : 六角形盘状物，其上有六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。刺突、尾丝。刺突刺突: : 有吸附功能。有吸附功能。尾丝尾丝: : 有识别吸附功能。有识别吸附功能。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：2 2 噬菌体的种类

11、：噬菌体的种类：n（1 1）烈性噬菌体（毒性噬菌体）：凡导致寄）烈性噬菌体（毒性噬菌体）：凡导致寄主细胞裂解者叫烈性噬菌体。这类寄主细胞称主细胞裂解者叫烈性噬菌体。这类寄主细胞称为为敏感性细胞敏感性细胞。n（2 2）温和噬菌体：不使寄主细胞发生裂解，）温和噬菌体：不使寄主细胞发生裂解，并与寄主细胞同步复制的噬菌体。并与寄主细胞同步复制的噬菌体。 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：温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核酸整合（附着）到宿主的核DNADNA上，并且可上，并且可以随宿主以随宿主DNADNA的复制而进行同步复制，在一的

12、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。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）：原噬菌体（或前噬菌体）： 即整合在宿主即整合在宿主核核DNADNA上的噬菌体的核酸。上的噬菌体的核酸。 溶原性细菌：溶原性细菌：指在核染色体上整合有原噬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菌体的细菌。可进行正常生长繁殖, ,而不被而不被裂解。裂解。 2 2 溶源性细菌的特性：溶源性细菌的特性：（1 1）稳定性：）稳定性：（2 2）免疫性：）免疫性：（3 3）裂解：自发裂解）裂解：自发裂解 （4 4）溶原转变：）溶原转变：3 3 温和噬菌体存在的状态：游离

13、病毒、前温和噬菌体存在的状态：游离病毒、前噬菌体、营养期噬菌体。噬菌体、营养期噬菌体。溶原性细菌的特点：溶原性细菌的特点：可稳定遗传：子代细菌都含有可稳定遗传：子代细菌都含有原噬菌体，均具有溶原性。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可自发裂解：温和噬菌体的核酸也可从宿主DNADNA上脱落下来，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，自发裂解几率裂解几率1010-2-21010-5 -5 。可诱导裂解：用化学、物理方法诱导可诱导裂解：用化学、物理方法诱导具有具有“免疫性免疫性”：溶原菌对其本身产生

14、的噬菌体或外来的同：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。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。产生一些新的生理特征。烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：即即吸附、侵入、复制、装配和释放吸附、侵入、复制、装配和释放。4 4 烈性噬菌体的繁殖

15、：烈性噬菌体的繁殖：吸附吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异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，靠刺突以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉钉”在细胞表面上。在细胞表面上。侵入侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌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，蛋白细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。质外壳留在细胞外。复制复制 ：包括核酸的复制和蛋白质包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸

16、进入宿主细胞后，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噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。的核酸和蛋白质。装配装配：主要步骤有：主要步骤有：DNADNA分子的缩合分子的缩合通过衣壳包裹通过衣壳包裹DNADNA而形成头部而形成头部尾丝及尾部的其它部件独立装配完成尾丝及尾部的其它部件独立装配完成头部与尾部头部与尾部相结合相结合最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。大小相同的噬菌体装配完成。释放释放：方式：方式：裂解：多以裂解细胞的裂解

17、：多以裂解细胞的方式释放。方式释放。分泌：噬菌体穿出细胞，分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。细胞并不裂解。通常情况下，一个噬菌通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程能体通过上述五个过程能合成合成100100300300个噬菌个噬菌体。烈性噬菌体的这种体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一生长繁殖方式也称为一步生长，步生长，5 5 噬菌斑噬菌斑: :概念：概念：将少量噬菌体与大量敏将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，感菌混合培养在营养琼脂中，在平板表面布满宿主细胞的在平板表面布满宿主细胞的菌苔上菌苔上, ,可以用肉眼看到一可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑，个个透明的不长菌的

18、小圆斑，称为噬菌斑。称为噬菌斑。( (每个噬菌斑每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形一般是由一个噬菌体粒子形成的。成的。) ) 应用应用: : 噬菌斑可用于检出、噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。菌体的计数。噬菌斑噬菌斑二植物病毒二植物病毒n特点：植物病毒种类多，以特点：植物病毒种类多，以ssRNAssRNA病毒为病毒为主，一般没有包膜，病毒粒子较小。主，一般没有包膜，病毒粒子较小。植物病毒的复制与增殖：植物病毒的复制与增殖：n（）微伤口进入寄主细胞：（）微伤口进入寄主细胞： 病毒是专性寄生物，必须依靠植物细胞繁病毒是专性寄生物，必须依靠植物细胞繁殖（

19、复制）。殖（复制）。进入寄主细胞的方式为：微伤口入侵。造进入寄主细胞的方式为：微伤口入侵。造成微伤口的方式为：介体（昆虫）、摩成微伤口的方式为：介体（昆虫）、摩擦、嫁接等。擦、嫁接等。n（）脱壳复制与翻译等复制新病毒（）脱壳复制与翻译等复制新病毒n（）寄主细胞破裂或溶解释放（）寄主细胞破裂或溶解释放 3 3 植物病毒的传播和移动植物病毒的传播和移动（1 1）病毒在植物体内移动）病毒在植物体内移动 病毒从植物的一个局部到另一局部的过程。病毒从植物的一个局部到另一局部的过程。 胞间连丝（速度胞间连丝（速度 0 0。012mm/ 012mm/ 天）天）- - 韧皮部韧皮部（速度约（速度约2.5cm/

20、 hour2.5cm/ hour）转移示意图（2 2）在群体间各体之间的扩散）在群体间各体之间的扩散transmissiontransmission：传播：病毒在植物群体间的扩散称为传播传播：病毒在植物群体间的扩散称为传播 介体传播：昆虫、人等介体传播：昆虫、人等 非介体传播：汁液接触、嫁非介体传播：汁液接触、嫁 接、花粉、种子等接、花粉、种子等烟草花叶病图烟草烟草CMV图图水稻矮缩病毒病水稻矮缩病毒病 三脊椎动物病毒三脊椎动物病毒n特点：脊椎动物病毒种类多，以特点：脊椎动物病毒种类多，以DNADNA病毒病毒为主，个体大，一般有包膜。为主，个体大，一般有包膜。n入侵与繁殖：入侵与繁殖：n（）入

21、侵寄主细胞有四种形式。可以吸附后（）入侵寄主细胞有四种形式。可以吸附后脱膜融合、主动吞入、寄主壳蛋白重排和穿入脱膜融合、主动吞入、寄主壳蛋白重排和穿入的方式进入寄主细胞的方式进入寄主细胞. .nA A 具有包膜的病毒通过包膜和细胞质膜具有包膜的病毒通过包膜和细胞质膜融合脱去包膜融合脱去包膜nB B 结构复杂的病毒粒子可被寄主细胞整结构复杂的病毒粒子可被寄主细胞整个吞入个吞入nC C 不具有包膜的核壳不是整个入侵不具有包膜的核壳不是整个入侵, ,而是而是寄主膜引起壳体蛋白结构重排寄主膜引起壳体蛋白结构重排, ,壳破壳破, ,放出放出核酸核酸nD D 病毒粒子直接穿过寄主细胞膜进入细病毒粒子直接穿

22、过寄主细胞膜进入细胞质胞质3、肿瘤病毒与癌基因、肿瘤病毒与癌基因(1 )(1 )肿瘤病毒：肿瘤病毒： DNADNA肿瘤病毒：疱疹病毒、痘病毒等肿瘤病毒：疱疹病毒、痘病毒等 RNARNA肿瘤病毒；均为逆转录病毒肿瘤病毒；均为逆转录病毒(2) (2) 癌基因：癌基因：病毒癌基因（病毒癌基因（V-onc):V-onc):反转录病毒基因组中带反转录病毒基因组中带有的使受感染的寄主细胞癌变的基因。有的使受感染的寄主细胞癌变的基因。细胞癌基因（原癌基因）：正常细胞基因组细胞癌基因（原癌基因）：正常细胞基因组中一旦被激活后使细胞发生恶性转化的基中一旦被激活后使细胞发生恶性转化的基因。因。肿瘤病 痘天花病毒属天花病毒属DNA类类痘病毒痘病毒 爱滋病毒爱滋病毒(逆转录病毒逆转录病毒)的