形态和结构讲稿

1、关于形态与结构第一张，PPT共七十页，创作于2022年6月2第一节 病毒的形态与大小第二节 病毒的组成与功能第三节 病毒颗粒形态结构的对称性第二张，PPT共七十页，创作于2022年6月3一、病毒的大小二、病毒的形态特征第一节 病毒的形态与大小第三张，PPT共七十页，创作于2022年6月4普通光学显微镜：光源：可见光分辨率：200 nm放大倍数：1000-1500倍（油镜镜头）一、病毒的大小列文虎克（1632-1723）第四张，PPT共七十页，创作于2022年6月5电子显微镜1、透射电子显微镜（TEM）2、扫描电子显微镜（SEM）3、扫描隧道显微镜（STM）扫描电子显微镜 CS3400（Scan

2、ing Electron Microscope）Hitachi（日立）-7650透射电子显微镜STM第五张，PPT共七十页，创作于2022年6月6光学显微镜、TEM、SEM成像原理比较电子显微镜 光源：电子束 分辨率：0.2-1 nm 放大倍数：数千、数万及数十万倍第六张，PPT共七十页，创作于2022年6月7第七张，PPT共七十页，创作于2022年6月8电子显微镜下蚊子头部纤毛上的病毒（35000）光学显微镜下蚊子头部（ 200）扫描电子显微镜下金黄色葡萄球菌（5000）第八张，PPT共七十页，创作于2022年6月9病毒体（virion）或病毒颗粒（virus particle）：病毒在繁殖

3、过程中产生的完整的成熟病毒颗粒，具有特定的形态结构，并有感染性。测量单位为纳米（nm，为1/1000m） 150nm 大型病毒（最大300 nm）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。第九张，PPT共七十页，创作于2022年6月10 葡萄球菌1000nm立克次体450nm衣原体390nm痘苗病毒300250nm烟草花叶病病毒100nm流感病毒40nm乙脑病毒30nm脊髓灰质炎病毒70nm腺病毒6595nm噬菌体第十张，PPT共七十页，创作于2022年6月11 一些病 毒 大 小牛痘苗病毒传染性浓泡皮炎病毒腮腺炎病毒T偶数病毒疱疹病毒大蚊病毒流感病毒烟草

4、花叶病毒腺病毒多瘤病毒脊髓灰质炎病毒1微米第十一张，PPT共七十页，创作于2022年6月12二、病毒的形态特征 （1）核心（髓核）: 单一型核酸(DNA或RNA)， 决定病毒的遗传变异与感染。 （2）衣壳: 蛋白质，由一定数量的蛋白质壳 粒 聚合而成。 * 衣壳呈三种对称型 1、病毒基本结构 （一）病毒结构 第十二张，PPT共七十页，创作于2022年6月13衣壳（capsid）：由许多蛋白质壳粒组成，保护核酸，介导病毒感染细胞且有抗原性。核心（core）：核酸，构成病毒的基因组（genome）。壳粒(capsomere)：由少数几种重复的多肽亚单位组成核衣壳第十三张，PPT共七十页，创作于20

5、22年6月142、病毒辅助结构包膜 （1）包膜是病毒出芽释放时包上的一层宿主细胞膜或核膜，由脂质、蛋白质和糖类组成。 （2）刺突(包膜突起)：某些病毒包膜表面镶嵌有糖蛋白，为放射状排列的大小不等的钉状突起，称为刺突。 * 功能：与致病性有关，具有抗原性。 第十四张，PPT共七十页，创作于2022年6月15 包膜（envelope）:包绕在核衣壳外，上常有刺突（spike），是病毒的表面抗原。包膜子粒、 刺突包膜第十五张，PPT共七十页，创作于2022年6月16 病毒形态多种多样，基本形态为杆状、球状和蝌蚪状。 廿面体对称的结构(球状) 螺旋对称的结构(杆状) 复合对称的结构(蝌蚪状) 动物病毒

6、多为球状，植物病毒多为杆状，大肠杆菌的T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。 （二）病毒形态 第十六张，PPT共七十页，创作于2022年6月17 电子显微镜下的病毒杆状球状蝌蚪状第十七张，PPT共七十页，创作于2022年6月181、病毒颗粒的形态螺旋对称： 杆状：烟草花叶病毒 丝状：大肠杆菌 M13 噬菌体 卷曲状：流感病毒 子弹状：狂犬病毒等轴对称： 冠状病毒、脊髓灰质炎病毒 有包膜的球状病毒复合对称： 蝌蚪状（无包膜）：T4 噬菌体 砖块状（有包膜）：痘病毒第十八张，PPT共七十页，创作于2022年6月19TMV第十九张，PPT共七十页，创作于

7、2022年6月20冠状病毒第二十张，PPT共七十页，创作于2022年6月21子弹状的狂犬病毒第二十一张，PPT共七十页，创作于2022年6月22噬菌体第二十二张，PPT共七十页，创作于2022年6月23痘病毒第二十三张，PPT共七十页，创作于2022年6月24昆虫病毒第二十四张，PPT共七十页，创作于2022年6月252、病毒的群体形态包涵体（inclusion body）噬菌斑及空斑（plaque）枯斑（lesion）第二十五张，PPT共七十页，创作于2022年6月26包涵体（inclusion body）是病毒的聚集体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非病毒性包涵体,由化学

8、因子或细菌感染形成第二十六张，PPT共七十页，创作于2022年6月27噬菌斑(plaque)下层培养基双层培养基敏感菌+上层培养基噬菌体稀释液培养噬菌斑敏感菌菌苔第二十七张，PPT共七十页，创作于2022年6月28空斑和病斑 在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑，称为病斑。第二十八张，PPT共七十页，创作于2022年6月29枯斑第二十九张，PPT共七十页，创作于2022年6月30第二节 病毒的组成与功能一、病毒的组成二、病毒核酸及其功能三、病毒蛋白质及其功能四、病毒的脂质与功能五、病毒的糖类六、病毒的其他成分第三十张，PPT共七十页，创作于2022年6月31一、病毒的化学组成核酸蛋白质脂质糖

9、类其他组分第三十一张，PPT共七十页，创作于2022年6月32病毒的结构 基本结构（核衣壳）辅助结构包膜：脂质、蛋白质、多糖等核心：DNA或RNA衣壳：蛋白质病毒的化学组成 1、病毒的核酸：一种病毒只含有一种类型的核酸，或DNA或RNA；单链或双链；线状或环状；单链的可为正链或负链，所以其类型极其多样化。 2、蛋白质衣壳：由一定数量的蛋白质亚单位衣壳粒按一定的排列组合构成。不同病毒衣壳中衣壳粒的数目不同。 3、包膜：也称囊膜或被膜，为某些病毒所特有，主要成分是脂质和以糖蛋白形式存在的多糖类。第三十二张，PPT共七十页，创作于2022年6月33二、病毒核酸及其功能DNA携带遗传信息RNA携带遗传

10、信息第三十三张，PPT共七十页，创作于2022年6月34 (1)化学成分为DNA或RNA，据此将病毒分DNA病毒和RNA病毒； (2)核酸可线型或环型、分单股或双股； (3)携带病毒的全部遗传信息，是病毒的基因组，大小相差悬殊，复制方式多样，基因组控制病毒的生殖、遗传和变异。二、病毒核酸及其功能存在形式多样第三十四张，PPT共七十页，创作于2022年6月35C57BL/6JDBA/2第三十五张，PPT共七十页，创作于2022年6月36呼肠病毒小RNA病毒套膜病毒布尼亚病毒冠状病毒黃病毒丝状病毒弹状(杆状)病毒正黏液病毒副黏液病毒星状病毒沙状病毒杯状病毒反转录病毒第三十六张，PPT共七十页，创作

11、于2022年6月37各段RNA的分子数目在病毒提纯物中不等量存在绝大部分不存在5帽子和3尾 分段RNA病毒第三十七张，PPT共七十页，创作于2022年6月38分段和多组分病毒基因组 分段（segmented）病毒基因组：基因组被分为两个或两 个以上的不同的核酸分子，但被包装在同一个病毒粒子中。 多分体（multipartite）病毒基因组：基因组分段后的每个 基因组片段包装在不同的病毒颗粒中。分布广泛：在人、动物和植物的病毒中都有存在只在植物病毒中少量存在颗粒大小上经常存在差异（基因组片段长度）在分节段的RNA植物病毒中，常见多分体基因组，即同一病毒的几个RNA节段分别装入衣壳中，形成大小不同

12、的颗粒，有的分装在两种颗粒中称二分体基因组，如豇豆花叶病毒；有的分装在3种颗粒中称三分体基因组，如黄瓜花叶病毒和雀麦花叶病毒。 第三十八张，PPT共七十页，创作于2022年6月39病毒基因组分段的优点a）降低包装压力；b）降低了造成断裂的可能性，提高编码能力。a）侵染效率低；b）容易产生变异；c）具有较高的重组率。病毒基因组分段的缺点第三十九张，PPT共七十页，创作于2022年6月40病毒核酸回顾病毒核酸是病毒携带遗传信息的遗传物质病毒核酸存在形式多样化：核酸类型（DNA、RNA）、核酸形状（线状、环状；单链、双链）、基因组大小相差悬殊、基因组复制方式第四十张，PPT共七十页，创作于2022年

13、6月41三、病毒蛋白质及其功能结构蛋白 组成病毒体的成分 衣壳蛋白 包膜蛋白 基质蛋白连接衣壳蛋白与包膜蛋白的部 分，有跨膜及锚定功能区非结构蛋白 病毒内 感染细胞内第四十一张，PPT共七十页，创作于2022年6月42结构蛋白：是组成病毒体的蛋白成分，可离心沉淀后分离纯化。 （2）基质蛋白：（3）包膜蛋白：（1）衣壳蛋白：第四十二张，PPT共七十页，创作于2022年6月43病毒结构蛋白作用支架作用：维持病毒结构的稳定性保护作用：保护核酸免受外界因素破坏辅助作用：吸附宿主细胞，辅助感染有抗原性：可引起机体的免疫反应第四十三张，PPT共七十页，创作于2022年6月44非结构蛋白：可存在于病毒体内也

14、可仅存在于宿主细胞内。 （1）病毒内所有的重要的酶类； （2）抑制宿主细胞生物合成或抑制病毒抗原 经MHC递呈的蛋白； （3）转化宿主细胞的作用； （4）抗细胞因子或抗细胞凋亡作用。第四十四张，PPT共七十页，创作于2022年6月45存在于包膜上功能： 保护作用：维护病毒结构的完整性 辅助作用：与宿主细胞膜融合，辅助感染四、病毒脂质及其功能第四十五张，PPT共七十页，创作于2022年6月46存在形式 核酸上的糖：戊糖、葡萄糖基嘧啶 主要在包膜上，以糖蛋白形式为主，也有糖 脂、粘多糖功能：共同表现抗原特异性 赋予病毒某些功能（如流感病毒血凝素具 有红细胞凝集活性）五、病毒糖类及其功能第四十六张，

15、PPT共七十页，创作于2022年6月47多胺类有机阳离子，包括丁二胺、亚精胺、精胺等一些金属阳离子功能：与病毒的结构有关六、病毒其他组分第四十七张，PPT共七十页，创作于2022年6月48第四十八张，PPT共七十页，创作于2022年6月49第三节 病毒颗粒形态结构的对称性一、病毒壳体构成的原理二、螺旋对称壳体（helical symmetry）三、二十面对称壳体（isosahedral symmetry）四、复合对称壳体（complex symmetry）第四十九张，PPT共七十页，创作于2022年6月50一、病毒壳体构成的原理病毒壳体是由蛋白质亚基依据物理学的基本理论和几何学原理装配而成的。

16、任何物质结构取得稳定的必要物理条件是，此结构必须处于自由能最低状态，病毒壳体结构也不例外。根据相对简单的几何学原理，病毒壳体可采取的结构对称形式只能是圆柱体对称或者立体对称；由于病毒壳体的亚基数目有限，病毒壳体不可能形成球体对称。第五十张，PPT共七十页，创作于2022年6月51病毒壳体对称类型烟草花叶病毒腺病毒大肠杆菌T偶数噬菌体遗传物质蛋白质遗传物质蛋白质遗传物质蛋白质第五十一张，PPT共七十页，创作于2022年6月52烟草花叶病毒（Tobacco Mosaic Virus, TMV）是烟草普通花叶病的病原。TMV体外稳定性强，主要通过机械接触传播。烟草花叶病毒是一种RNA病毒，不含DNA

17、，它有一个圆筒状的蛋白质外壳，由2130个相同的亚基组成，内有一条RNA分子，沿着内壁在蛋白质亚基之间盘旋，结合6%RNA和94%蛋白质。二、螺旋对称壳体第五十二张，PPT共七十页，创作于2022年6月53二、螺旋对称壳体TMV的衣壳不是由其蛋白质亚基一个一个地装配而成的。而是先聚集形成许多双层（每层17个亚基，共 34个亚基）盘状集合体，然后，由于pH的降低与RNA的嵌入，这些双 层盘状集合体变成锁紧垫圈样 的、不完全啮合的双圈螺旋状的装配单位，最后，他们聚叠在一起装配成完整的TMV 第五十三张，PPT共七十页，创作于2022年6月54RNA壳粒第五十四张，PPT共七十页，创作于2022年6

18、月55TMV是螺旋对称病毒的典型代表，无包膜，呈直杆状，长300nm，直径15-18nm，轴孔直径4nm。亚基右手螺旋排列，螺距2.3nm。由158个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，相对分子量为17500，总共2130个衣壳粒，排列成130圈螺旋，TMV的核酸核心是单链的RNA，相对分子质量为260万，含有6390个核苷酸，每3个核苷酸与一个衣壳粒相结合，盘绕于蛋白质的轴孔直径中。第五十五张，PPT共七十页，创作于2022年6月56CubicHelical第五十六张，PPT共七十页，创作于2022年6月57三、二十面对称壳体正四面体 正六面体 正八面体 正十二面体正二十面体第五十七张，PPT共七十页，创作于2022年6月58构成二十面体对称壳体的两种方式： 1、严格等价结合构成典型的二十面体对称壳体 2、准等价结合构成二十面体三角形壳体第五十八张，PPT共七十页，创作于2022年6月59严格等价结合构成典型的二十面体对称壳体20个三角形沿一个球形表面排列而成的立体形状相同亚基、立体旋转对称核衣壳形成球状结构，壳粒排列成20面体对称型式，有20个等边三角形构成l2个顶、20个面、30个棱的立体结构。病毒颗粒顶角由5个相同的壳粒构成，称为五邻体(penton)第五十