大学微生物复习第3章非细胞生物精选课件

1、人类对病毒的认识 几种典型的由病毒引起的疾病天花16世纪下半叶，我国率先发明人痘接种法英国医生琴纳(Jenner)于1796年琴纳开始牛痘接种研究 狂犬病家蚕核型多角体病毒病 郁金香碎色花病 8/20/20221病毒概念的提出烟草花叶病毒 1886年，麦尔(Mayer) 发现烟草花叶病是一种植物传染病.1892年，伊万诺夫斯基(1vanovski) 发现致病因子可以通过细菌过滤器.1898年，贝杰林克(Beijerinck) 担出了病毒的概念.8/20/20222贝杰林克新的致病因子为“有感染性的、活的流质” 特点能通过细菌过滤器；在体外非生命物质中不能生长；能在感染的细胞内繁殖。8/20/2

2、0223牛口蹄疫 发现者: 德国细菌学家莱夫勒 细菌噬菌体 发现者: 托特(Twort) 1915年，代列耳(dHerelle) 1917年.8/20/20224其它发现的病毒天花、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、狂犬病、黄热病、流感、劳斯鸡肉瘤、口蹄疫、马脑炎、兔黏液瘤以及植物的马铃薯花叶病、黄瓜花叶病等，研究的主要内容：过滤性、沉降性、致病性8/20/20225病毒本质的认识 电镜观察,1930年病毒的敏感性试验（高温，pH,氧化剂，蛋白质变性剂）斯坦来的烟草花叶病毒结晶试验 (1935年)鲍登的TMV晶体组成的分析T噬菌体侵染试验氮、磷标记噬菌体吸附，捣碎分离分别测定沉淀（细胞）和上清中的放射

3、性。8/20/20226病毒对人类影响引起人和动物的各种疾病肝炎爱滋病引起肿瘤引起农作物减产水稻短缩病小麦黄色花叶病玉米矮花叶病大豆花叶病8/20/20227昆虫病毒与生物防冶病毒与生物工程噬菌体原核生物载体杆状病毒真核生物载体痘苗病毒人工活疫苗反转录病毒基因治疗8/20/20228病毒的类群 真病毒（Euviruses） 亚病毒（Subviruese） 类病毒（Viroids） 拟病毒（Virusoids） 朊病毒（Virino or Prion）8/20/20229第一节 病毒的形态结构一、病毒的形态与大小形态动物病毒: 多呈球形、卵圆形或砖形，如腺病毒为球状，而痘病毒为砖形。植物病毒:

4、多呈杆状或丝状，少数为球状， 细菌病毒: 又称噬菌体，多为蝌蚪形。 8/20/202210病毒与其他微生物的区别微生物种类含有DNA RNA在无生命培养基生长二均分裂核糖体抗生素敏感性干扰素敏感性细 菌 + + + + + 枝原体 + + + + + 立克次氏体 + + + + 衣原体 + + + + +病 毒DNA or RNA +8/20/202211大小其大小大多在20300nm范围内， 超过了普通光学显微镜的分辨能力，必须用电子显微镜才能观察到。8/20/202212常见病毒的大小动物病毒 大蚊虹色病毒（Tipula iridescent virus) 30nm 腺病毒（Adenovi

5、rus） 7090nm 骨髓灰质炎病毒（Poliovirus） 2730m植物病毒 马铃薯Y病毒（Potato virus Y） 750 x 12nm 南瓜花叶病毒（Squash mosaic virus） 22nm噬菌体 大肠杆菌噬菌体fd（Coliphage fd） 700 x 5nm 大肠杆菌噬菌体T2,T4,T6 头部90 x 60nm 尾部100 x 20nm 大肠杆菌噬菌体M13 长600800nm8/20/202213二、病毒的结构与化学组成病毒粒子（Virion） 是指一个结构和功能完整的病毒颗粒 病毒的结构组成： 核酸 蛋白质壳体 囊膜8/20/202214病毒的结构（一)核

6、酸组成各种病毒的核心。一种病毒只含有DNA或RNA。核酸可以是单 股的，也可能是双股的。病毒核酸储存着病毒的遗传信息。病毒的核酸分离后仍具有感染性，称为感染性核酸，其感染范围比完整的病毒粒子更广，但感染力较低。 8/20/202215病毒核酸的类型8/20/202216各种病毒mRNA的形成8/20/202217（二）壳体 是指围绕病毒核酸并与之紧密相连的蛋白质外壳。它是由许多壳粒(Capsomere)组成。壳粒由一个或多个多肽分子组成。 组成壳体的壳粒基本上有两种对称排列。一种是廿面体，另一种呈螺旋状。 8/20/202218（三）囊膜(envelope) 也称封套或包膜。指包被在病毒核壳体

7、外的一层包膜。囊膜一般为脂质双层膜，与这些膜相联的是病毒特异性蛋白。这些酶在病毒感染和复制过程中发挥作用。囊膜表面往往具有突起物，称刺突也称包膜子粒。8/20/202219三、病毒的包涵体 包涵体的组成宿主细胞被病毒感染后，常在细胞内形成一种光学显微镜下可见的小体，称为包涵体。大多数病毒在宿主细胞中形成的包涵体是由完整的病毒颗粒或尚未装配的亚单位聚集而成的小体；少数包涵体是宿主细胞对病毒感染的反应产物。8/20/202220包涵体的着生部位病毒包涵体在细胞中的部位不一，有的包涵体见于细胞质中，有的位于细胞核中，也有的则在细胞核、细胞质内均有。由于包涵体在宿主细胞中的部位不同，故可用于病毒的快速

8、鉴别，8/20/202221第二节 病毒的分类 病毒的起源的各种学说退化性起源学说 叶绿体、线粒体、衣原体、立克氏体起源于宿主细胞中的RNA和DNA成分 质粒、插入子和转座子DNA病毒 可自主复制的mRNAs类病毒RNA病毒反转子反转录病毒 起源于具有自主复制功能的原始大分子类病毒、卫星病毒 8/20/202222主要依据：病毒寄主藻类、原生动物、真菌细菌植物无脊椎动物脊椎动物病毒粒子有无囊膜；核酸类型；（RNA/DNA）核酸股数. （单/双股）8/20/202223第三节 噬菌体一、噬菌体的形态结构噬菌体有三种基本形态：丝状、微球形和蝌蚪形，大肠杆菌T4噬菌体为典型的蝌蚪形噬菌体，由头部和尾

9、部组成。头部为由蛋白质壳体组成 的廿面体，内含DNA。尾部则由不同于头部的蛋白质组成，其外包围有可收缩的尾鞘，中间为一空髓，即尾髓有的噬菌体的尾部还有颈环、尾丝、基板和尾刺 8/20/202224二、烈性噬菌及其的增殖周期（一）烈性噬菌体和温和噬菌体烈性噬菌体： 侵入细胞后，进行营养繁殖，导致细胞裂解的噬菌体称烈性噬菌 体。温和噬菌体： 侵入细胞后，可与宿主细胞DNA同步复制，一般情况下不引起宿主细胞裂解。但在偶尔的情况下，它们也具有产生成熟噬菌体的能力。 8/20/202225（二）、烈性噬菌及其的增殖周期噬菌体的增殖的五个阶段吸附（Absorption）侵入（Penetration）复制（

10、Replication）装配（Assembly）裂解（Lysis）8/20/2022261、吸附(adsorption)吸附时，噬菌体尾部末端尾丝散开，固着于特异 性的受点，随之尾刺和基板固定在受点上。2、侵入(penetration)噬菌体尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖 ，使细胞壁产生一小孔，然后尾鞘收缩，将头部的核酸通过中空的尾髓压入细胞内，而蛋白 质外壳则留在细胞外。 8/20/2022273、复制(replication)在这时期，细胞内看不到噬菌体粒子， 称为潜伏期。潜伏期(latent period)可以分为三个阶段。8/20/202228（1）早期mRNA及蛋白的合成:噬菌体DNA进

11、入宿主细胞后，立即以噬菌体DNA为模板，利用细菌原有的RNA合成酶来合成早期mRNA，由早期mRNA翻译成早期蛋白质。这些早期蛋白质主要是病毒复制所需要的酶及抑制细胞代谢的调节蛋白质。8/20/202229（2）复制子代的DNA早期蛋白质酶的催化下，以亲代DNA为模板，半保留复制的方式，复制出子代的DNA。 （3）晚期mRNA及蛋白的合成在DNA开始复制以后转录的mRNA称为晚期mRNA，再由晚期mRNA翻译成晚期蛋白质。这些晚期蛋白质主要组成噬菌体外壳的结构蛋白质， 8/20/2022304、装配(assembly)当噬菌体的核酸、蛋白质分别合成后即装配成成熟的、有侵染力的噬菌体粒子。 5、

12、裂解(lysis)或释放成熟的噬菌体粒子，多数可借宿主细胞裂解而释放。丝状噬菌体fd成熟后并不破坏细胞壁，而是从宿主细胞中钻出来，细菌细胞仍可继续生长。 8/20/202231三、噬菌体的一步生长曲线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。 它可反映每种噬菌体的三个最重要的特性参数潜伏期、裂解期和裂解量， 8/20/202232噬菌体的繁殖周期隐晦期潜伏期上升期裂解量：裂解期噬菌斑数潜伏期噬菌斑数8/20/202233四、温和噬菌体及其溶源性 温和性噬菌体：温和性噬菌体侵染宿主细胞后既可以象烈性噬菌

13、体一样进行繁殖，也可以将其DNA整合到宿主细胞的DNA上，并与宿主细胞染色体DNA同步复制，但不合成自己的蛋白，因此细胞不裂解而能继续生长繁殖。8/20/202234原噬菌体：整合在宿主细胞的染色体DNA上的温和噬菌体的基因称为原噬菌体。溶源性细胞：含有原噬菌体的细菌细胞。溶源性：温和噬菌体侵入宿主细胞后所产生的这些现象。 8/20/202235产生溶源性现象的原因关键性蛋白：CI：结合于PR,PL, 阻止启动子PR和PL启动OR和OL，并阻遏cro合成蛋白。Cro:结合于PRM抑制 cI合成蛋白。CII:结合于PRE激活CI 的表达相互作用：CI和 Cro之间相互遏制8/20/2022361

14、.溶源细胞的诱发裂解 用某些适量能损坏DNA的理化因子，如各种射线，化学药物等处理溶源性细菌，能诱发溶源细胞大量裂解，释放 出噬菌体的粒子。 8/20/2022372.溶源细胞的免疫性 阻遏体蛋白除阻遏原噬菌体的基因组外，也同样能阻遏进入溶源菌的 其 他同型噬菌体的基因组，使其不能在该细胞内复制，因此溶源性菌对同型噬菌体呈现一种特异的免疫现象。 8/20/2022383.溶源性细菌的复愈 溶源性细菌有时消失了其中的原噬菌体（通过幅射或化学试剂处理），变成了非溶源细胞，这时既 不 发生自发裂解现象，也不发生诱发裂解现象，并且变得对原来的噬菌体敏感）。称为溶源细胞的复愈或非溶源化，这样的菌株 称为

15、复愈菌株。 8/20/2022394.溶源性转换(Lysogenic conversion) 溶源性细菌除具有产生噬菌体的潜力和对相关噬菌 体 的免疫性外，有时还同时伴有其他性状的改变，这种其他性状的改变称为溶源性转换。白喉毒素肉素梭菌毒素金黄色葡萄球菌溶血素 8/20/202240第四节 动物病毒脊椎动物病毒形态基本上近球形, 有囊膜。核酸组成包括了所有的核酸形式: 单/双链、DNA/RNA反转录病毒8/20/202241寄主特性多数病毒有委强的专一性。表现在不仅有寄主种类的专一性，而且有特定器官或细胞的专一性。（如肝炎、爱滋病、口蹄疫等）但也有跨种传播的。如SARS，和禽流感）8/20/2

16、02242无脊椎动物病毒昆虫病毒病一般都能在动物细胞中形成多角形包涵体。包涵体 的成分是蛋白质，根据包涵体的有无及包 涵体在细胞中的位置、形状、可将昆虫病毒分为四类：8/20/202243(一)核型多角体病毒这类病毒在鳞翅目、膜翅目与双翅目昆虫中出现，病毒粒子 杆状，包在包涵体内，包涵体呈多面体，位于宿主细胞核内。8/20/202244(二)质型多角体病毒(CPV)质型多角体病毒在鳞翅目和双翅目昆虫中发现。病毒粒子一般球状，直径约60nm，含双链RNA。病毒的多数粒子在包涵体中，包涵体位于细胞质。 8/20/202245(三)颗粒体病毒(granulosis virus,简称GV)包涵体呈圆形

17、、椭圆形颗粒状病毒颗粒杆状，含双链DNA。包 涵体内只含一个病毒颗粒，偶尔含有两个。 8/20/202246(四)无包涵体病毒病毒粒子球状，不形成包涵体。宿主范围广泛，除昆虫纲外，还存在于 蜘蛛纲、甲壳纲等。 8/20/202247第五节 植物病毒形态：基本上有三种类型：杆状、线状近球形的多面体有些植物病毒也具囊膜。核酸组成：植物病毒大多是单链的RNA病毒。寄主特性植物病毒专一性不强，一种病毒可侵染多种植物。8/20/202248植物病毒的包涵体形成细胞包涵体有两类：A. 结晶形:一般为不规则形、六角形、纺锤形、针形和线形。通常由病毒粒子堆 叠而成；B. 非结晶形(又称X小体): 一般呈圆球形

18、或椭圆形。往往由病毒粒子和寄主细胞成分混合而成。 8/20/202249传染染方式A.通过昆虫做为媒介进行传播。B.通过嫁接传染。植物病毒必须在侵入宿主细胞 后才脱去蛋白质衣壳，这一过程称为脱壳。8/20/202250第六节 亚 病 毒亚病毒(Subviruses)是一类比病毒更为简单，仅具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白 质而不具有核酸，能够侵染动植物的微小病原体。主要包括：类病毒(viroid) 拟病毒(virusoid)朊病毒(virino)8/20/202251一、类病毒 类病毒是一类分子量约 1105Da，能感染某些植物致病的单链闭合环状的裸露RNA 分子。类病毒的RNA具有自我

19、复制能力，分子内碱基广泛配对，形成双链与小环相间的二级结构，其基因组小，单位长度大小介于240至380个核苷酸之间。8/20/202252类病毒的复制机理的两个假说：A. 以DNA为模板进行复制，这个模板可能在未感染植物细胞中以被抑制形式存在，而由类病毒的侵染而合成；B. 不依赖DNA进行复制，即它的复制是类似于某些RNA病毒的复制。8/20/202253二、朊病毒朊病毒的性质朊病毒(Virino)亦称蛋白侵染因子(Prion)是 一种比病毒小、仅含有疏水的具有侵染性的蛋白质分子。朊病毒的基因：用DNA探针试验表明，其基因存在于寄主的染色体DNA中。但是其表达产物的三级结构与朊病毒不同，且无致病性。8/20/202254朊