食品微生物-第四章病毒

第四章病毒食品科学与工程学院杨保伟真核微生物学问回顾1：真核微生物:真菌、单细胞藻类和原生动物。2：真核微生物的特点①在细胞中含有明显的细胞核;②核的外层有核膜，将细胞核和细胞质明显分开；真核微生物学问回顾3:酵母菌的特点①个体多以单细胞状态存在；②多数出芽生殖，也有裂殖；③能发酵糖类产能；④细胞壁常含甘露聚糖；⑤喜在含糖量较高的偏酸性环境中生长。真核微生物学问回顾4：酵母菌的形态与大小单细胞，基本形态为球形、卵圆形、圆柱形或香肠形。特殊形态：“假菌丝”一般约为细菌的10倍，宽约1～5μm,长约5～30μm。真核微生物学问回顾5：酵母菌的细胞结构细胞壁：甘露聚糖-蛋白质-葡聚糖（脂类、几丁质和部分壁外多糖）。细胞膜：磷脂+蛋白质+磷脂——甾醇细胞核：核膜+核孔+核仁（核心）细胞器：线粒体+液泡等真核微生物学问回顾酵母菌的繁殖方式无性有性（产子囊孢子）芽殖：各属都存在裂殖：在裂殖酵母菌中存在无性孢子节孢子掷孢子厚垣孢子6：酵母菌的繁殖真核微生物学问回顾7：酵母菌的生活史：单倍体型、双倍体型、单双倍体型8：酵母菌的菌落特征：潮湿，表面光滑，多数不透亮，粘稠，菌落颜色单调，多数呈乳白色。生长在固体培育基表面，简洁用针挑起，菌落质地匀整，正、反面及中心与边缘的颜色一样。形成大量假菌丝的酵母，菌落较平坦，表面和边缘粗糙。真核微生物学问回顾9：霉菌：丝状，在养分基质上形成绒毛状、棉絮状或蜘蛛网形丝状菌体的真菌。10：霉菌的菌丝有两类：菌丝中无横隔（多核单细胞菌丝）和有横隔（单细胞单核）。有两种类型：基内菌丝（养分菌丝）和气生菌丝及其特化形式11：霉菌的繁殖无性生殖：分生孢子、厚垣孢子、节孢子、游动孢子和孢囊孢子有性生殖：卵孢子、接合孢子和子囊孢子真核微生物学问回顾12：霉菌的菌落特征菌落较大，质地一般比放线菌疏松，外观干燥，不透亮，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与培育基的连接紧密，不易挑取，菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一样等。真核微生物学问回顾13：常见霉菌毛霉、根霉、曲霉和青霉14：其它真菌和真核微生物基本内容病毒的定义、特点、构造、化学成分，病毒的群体形态，病毒的种类，病毒的增殖，病毒与实践。重点和难点病毒的定义、特点、构造和化学成分和增殖。第四章病毒第一节病毒的结构其次节病毒的增殖第三节病毒与实践病毒的发觉和探讨历史1892年俄国植物病理学家D.Ivanovsky探讨了烟草花叶病的病原,认为它是一种能通过细菌滤器的“细菌毒素”或微小的“细菌”。1898年，荷兰学者MWBeijerinck对烟草花叶病病原体的探讨表明：能通过细菌滤器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性，能在琼脂凝胶中扩散；用细菌培育方法不能被培育，推想只能在植物活细胞中生活；结论：比细菌小的具有传染性的活的流质病毒的发觉和探讨历史1900年前后，包括口蹄疫在内的多种动、植物疾病病原体的滤过性特性被证明。FWTwort（1915年）首次发觉细菌病毒1935年，WMStanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；Bawden等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白；1940年，Kausche首先用电镜视察到烟草花叶病毒颗粒；1952年，Hershey和Chase证明噬菌体的遗传物质仅仅是DNA，开创了病毒分子生物学；1971后，接连发觉了各种亚病毒——类病毒、朊病毒和拟病毒。有害方面有利方面1.部分病毒危害人类的身体健康。如：流感病毒、乙肝病毒。过去的天花病毒、狂犬病毒曾经带给人类巨大的灾难，现在的艾滋病病毒(HIV)、伊波拉病毒等，更被人类视作新世纪的瘟疫。

2.很多病毒会危害经济作物、家禽家畜等。如烟草花叶病毒危害种烟业；猪瘟、鸡瘟病毒危害饲养业等；潜藏在农作物中的病毒还会导致农作物减产。

3.一些细菌病毒会破坏人类运用微生物进行生产的产业如味精业。1.预防接种:制造病毒疫苗(流感疫苗、牛痘疫苗等)--限制一些疾病。

2.利用病毒的特性：用绿脓杆菌病毒防止烧伤病人伤口受绿脓杆菌感染化脓；用病毒防止手术后病人长伤疤等.3.利用病毒可制高效的生物农药：如利用多角体病毒防治松毛虫、粘虫等，即达到限制害虫的目的，对人畜健康和环境又完全无害。病毒与人类的关系非细胞生物（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分亚病毒类病毒：只含具侵染性的RNA组分拟病毒：只含有不具侵染性的RNA组分朊病毒：只含蛋白质第一节病毒（Virus)第一节病毒（Virus)迄今仍无一个科学而严谨的定义什么是病毒？现在认为病毒是一种比较原始的、有生命特征的、能自我复制和活细胞内寄生的非细胞生物。在寄主内表现生命特性，在寄主外表现大分子特性。第一节病毒（Virus)①无细胞结构，专性活细胞内寄生；②没有酶或酶系统极不完全，不能进行代谢活动；③个体微小，能通过细菌滤器；④对抗生素不敏感，对干扰素敏感；⑤不耐热，55～60℃即可被杀死。特点第一节病毒（Virus)一、病毒的形态构造和化学成分（一）病毒的大小1.大小1）个体小，必需在电镜下视察，比细菌小的多，以nm(纳米)为测量单位；2）不同病毒的毒粒大小差别很大；第一节病毒（Virus)第一节病毒（Virus)（一）病毒的大小2.病毒大小的测定方法2.1超滤法：依据病毒粒子能通过哪种孔径的超滤膜(50nm;100nm;200nm)以估计其大小。2.2电镜法：样品负染,在电子显微镜下投影确定形态,照像后用尺子测量,据放大倍数推算其大小。2.病毒大小的测定方法2.3超速离心沉降法：依据病毒粒子在悬浮液中的沉降速度,间接测定其大小和分子量。（沉降速度取决于病毒的大小、质量和介质的粘度等）2.4电泳法：依据电泳速度测定病毒粒子大小。一般来说,颗粒带静电荷量越多,颗粒越小,越近球形,则电泳速度越快。第一节病毒（Virus)（一）病毒的大小第一节病毒（Virus)（二）病毒的形态1.球形颗粒

该类病毒形态呈球形,严格地说是接近球形,所以这类颗粒也常称做拟球形颗粒。砖形颗粒(如痘病毒)和椭圆形颗粒(如传染性脓疱病毒)均属于球形颗粒的变形。2.杆状颗粒

该类病毒颗粒形态呈长杆状。有的为刚直杆状（如烟草花叶病毒）,有的为弯曲杆状（马铃薯X病毒），有的极其瘦长且特别柔韧呈丝形（如甜菜黄化病毒）。3.复合状病毒

大多数噬菌体特有,是球形颗粒和杆状颗粒的结合体,病毒体如蝌蚪状。第一节病毒（Virus)（二）病毒的形态第一节病毒（Virus)（三）病毒的化学组成基本化学组成：核酸和蛋白质。有包膜的病毒和某些无包膜的病毒除核酸和蛋白质外,还含有脂类和多糖(常以糖脂和糖蛋白形式存在)。有的病毒还含有聚胺类化合物及无机阳离子等组份。

第一节病毒（Virus)1.核酸是病毒的遗传物质，病毒感染宿主的物质基础；限制着病毒的增殖及对宿主的感染性；一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA.（三）病毒的化学组成1.核酸一般来讲:动物病毒以线状dsDNA和ssRNA为多;植物病毒以ssRNA为主;噬菌体以线状dsDNA居多;至今发觉的真菌病毒都是dsRNA;藻类病毒则都是dsDNA。第一节病毒（Virus)（三）病毒的化学组成2.蛋白质

病毒的另一类极其重要的化学组成。其氨基酸组成同其它生物，无任何特殊之处。病毒蛋白质可据其是否存在于病毒体中而分为两类:结构蛋白(structuralprotein)和非结构蛋白(non-structuralprotein)。第一节病毒（Virus)（三）病毒的化学组成2.蛋白质结构蛋白：构成一个完整的、形态成熟的病毒颗粒所必需的蛋白质。包括壳体蛋白、包膜蛋白和存在于病毒体中的酶等。非结构蛋白：由病毒基因组所编码,但并不结合于病毒颗粒中的蛋白质,如复制酶和装配酶等。第一节病毒（Virus)二、病毒的构造1、典型病毒粒的构造基本成分核酸——位于中心，称为核心蛋白质——包围在核心周围，形成衣壳第一节病毒（Virus)核酸(Nucleicacid)蛋白质衣壳(Proteincoat)第一节病毒（Virus)核心和衣壳合称核衣壳，为病毒的基本结构。有些复杂的病毒在衣壳的外面包袱着一层由脂类和多糖组成的包膜。有的包膜上还长有刺突。1、典型病毒粒的构造第一节病毒（Virus)二、病毒的构造2、病毒粒的对称体制

无包膜：杆状，丝状螺旋对称有包膜：卷曲状，弹状无包膜：小型，大型二十面体对称有包膜无包膜复合对称有包膜第一节病毒（Virus)1）螺旋状对称型：烟草花叶病毒（TMV）呈直杆状，长300nm，宽约15nm，中空内径4nm，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。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，盘绕于蛋白质的中空内径中。第一节病毒（Virus)2）二十面体对称型腺病毒（Adenovirus)二十面体、有12个角、20个面和30条棱。核衣壳呈典型的二十面体对称，由252个衣壳粒组成，没有包膜。核心由线状双链DNA构成,基因组大小约为36500个核苷酸对。第一节病毒（Virus)3、复合对称型Ｔ偶数噬菌体T4由头部（核心是双链线状DNA）、颈部和尾部（尾鞘、尾髓、基板和刺突、尾丝）三个部分构成。第一节病毒（Virus)三、病毒的群体形态1.包涵体（inclusionbody)2.噬菌斑（plaque)3.空斑与病斑4.枯斑第一节病毒（Virus)三、病毒的群体形态1.包涵体（inclusionbody)寄主细胞经病毒感染后形成的一种在光学显微镜下可见的含有或不含有病毒粒子的蛋白质小体。第一节病毒（Virus)由未装配的病毒亚基、完整的病毒体或寄主编码的蛋白质在受侵染的细胞中形成的聚集体。多为圆形、卵圆形或不定型，在细胞中呈现的大小、数量不一。第一节病毒（Virus)2.噬菌斑（plaque)噬菌体感染细菌后，连续重复感染使大量的细菌细胞裂开死亡，在培育细菌的平板上可以看到一个个透亮不长细菌的小圆斑，称为噬菌斑。第一节病毒（Virus)3.空斑与病斑动物细胞培育物上与噬菌斑类似的空斑,称为病斑。图为受肿瘤病毒感染。4.枯斑植物叶片上的植物病毒群体。第一节病毒（Virus)第一节病毒（Virus)四、病毒的种类1.动物病毒①脊椎动物病毒②昆虫病毒

2.植物病毒

3.微生物病毒第一节病毒（Virus)1.动物病毒①脊椎动物病毒寄生于脊椎动物细胞内，是人和动物多种传染病的病原。如：流感病毒、肝炎病毒、麻疹病毒、水痘病毒、艾滋病病毒等。②昆虫病毒寄生于无脊椎动物昆虫细胞内。

主要在节肢动物的昆虫，蜘蛛纲和甲壳纲动物也有，但很少。第一节病毒（Virus)2.植物病毒大多为ssRNA，对宿主的专一性较差，如TMV就可以侵染十余科、百余种草本和木本植物。植物感染病毒后可使植物表现出3类症状:①叶绿体受到破坏或不能形成叶绿素,从而引起花叶、黄化、红化等症状;②植株矮化、丛簇、畸形等;③形成枯斑及坏死等。

第一节病毒（Virus)3.微生物病毒——噬菌体（phage)噬菌体，即原核生物的病毒。与其他病毒一样，噬菌体除有其特异性宿主外，并无显著区分。它们都是由蛋白质和核酸组成。基本形态为蝌蚪形、球形和丝状三种。①A型：dsDNA、蝌蚪状、收缩性尾；②B型：dsDNA,蝌蚪状、非收缩性尾；③C型：dsDNA、非收缩性尾；④D型：ssDNA、球状、无尾、大顶衣壳粒；⑤E型：ssRNA、球状、无尾、小顶衣壳粒；⑥F型：ssDNA、丝状、无头尾。噬菌体从结构看以可分为六种不同的类型。第一节病毒（Virus)以噬菌体为例进行。

其次节病毒（噬菌体）的增殖病毒粒子无个体的生长过程，只有其两种基本成分的合成和装配，即：

核酸复制+蛋白质合成核蛋白（病毒粒子）噬菌体的增殖一般可分五个阶段，即（1）吸附(adsorption/attachment)（2）侵入（penetration/injection）（3）增殖（replication）（4）成熟/装配（maturity/assembly)（5）裂解/释放（lysis/release）其次节病毒（噬菌体）的增殖（1）吸附(adsorption/attachment)吸附的过程和机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。尾丝散开，刺突、基板固着于细胞表面。其次节病毒（噬菌体）的增殖（2）侵入（penetration/injection）尾部的酶水解细胞壁肽聚糖，使细胞壁产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外。其次节病毒（噬菌体）的增殖吸附尾钉固着尾鞘收缩尾管穿入核酸注入动物病毒借助胞饮作用或干脆穿过膜而侵入，植物病毒则通过伤口或昆虫刺吸传染。从吸附到侵入的时间很短，T4只需15s其次节病毒（噬菌体）的增殖（3）繁殖（replication）包括核酸复制和蛋白质生物合成。噬菌体核酸进入宿主，发出信息，操纵寄主细胞的代谢机能，以宿主细胞降解物及培育基介质为原料，大量合成子代噬菌体的头部、尾部等部件及核酸等。其次节病毒（噬菌体）的增殖（4）成熟/装配（maturity/assembly)DNA分子的缩合通过衣壳包袱DNA而形成头部尾丝和尾部其它部件独立装配完成头部与尾部相结合装上尾丝其次节病毒（噬菌体）的增殖（5）裂解/释放（lysis/release）成熟的噬菌体粒子,利用水解细胞膜的脂肪酶和水解细胞壁的溶菌酶作用,从细胞内部促进细胞裂解,实现噬菌体的释放。

E.coli的T系噬菌体为该释放方式。其次节病毒（噬菌体）的增殖其次节病毒（噬菌体）的增殖其次节病毒（噬菌体）的增殖依据噬菌体与宿主的关系：烈性噬菌体（virulentphage)：指能够裂解宿主细胞的噬菌体.温顺噬菌体(temperatphage)：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到细菌染色体上，并随着细胞分裂而带到子代寄主细胞内，暂不引起细胞裂解，导致溶源性发生的噬菌体。这一现象就叫做溶源现象。