病毒和亚病毒已修改

病毒和亚病毒已修改第1页/共103页*概述1892年俄国植物病理学家伊万若夫斯基D.Ivanovsky首次发现了烟草花叶病的病原，认为它是能通过细菌滤器的“细菌毒素”或极小的“细菌”。1898年荷兰学者M.W.Beijerinck独立进行了烟草花叶病病原的研究，首次提出其病原是一种“传染性的活性液体”命为名“病毒”。1935年美国的Stanley首次从烟草花叶病病叶中提纯了病毒结晶并証实该结晶具有致病力第2页/共103页*概述1971年Diener发现了一种只含小分子ＲＮＡ而不含蛋白质类病毒１９８１～１９８３年发现了拟病毒１９８２年发现了朊病毒第3页/共103页第一节

病毒

一、病毒的概念

病毒是一类个体微小、结构简单、专性活细胞寄生的非细胞大分子微生物。

1995年报告了4000余种病毒，归划为49个病毒科

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病毒

一、病毒的概念病毒特点：*个体极其微小:

可通过细菌过滤器,必须在电镜下察*没有细胞结构:核酸（DNA或RNA）和蛋白质*专性寄生:

*繁殖方式简单:

以复制方式增殖*对一般抗生素不敏感，对干扰素敏感*在离体条件下,能以无生命的生物大分子状态长期存在，并可保持其感染活性*有些病毒的核酸能整合到宿主基因组中，诱发感染第5页/共103页第一节

病毒

二、病毒的形态与大小用nm表示，大小差异较大

小的病毒，菜豆畸矮病毒，大小仅为９～１１nm，植物的双粒病毒直径18-20nm，口蹄疫病毒21nm大的病毒，动物的痘病毒大小300～450×170～260nm，最大的副粘病毒达１４０００nm1．病毒的大小：第6页/共103页第一节

病毒

二、病毒的形态与大小2．病毒的形态

基本形态：球形颗粒、杆状颗粒、复杂形状颗粒

球形病毒、卵球形病毒------动物病毒

（腺病毒）杆状病毒或丝状--------------植物病毒（烟草花叶病毒）

蝌蚪形病毒------------------细菌病毒（大肠杆菌Ｔ偶数噬菌体）

第7页/共103页第8页/共103页第9页/共103页各种动物病毒第10页/共103页各种植物病毒第11页/共103页各种噬菌体第12页/共103页第一节

病毒

三．病毒的化学组成

基本化学组成为核酸和蛋白质，有包膜的病毒还有脂类和糖类。

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病毒

三．病毒的化学组成1

、

病毒的核酸：

核酸是病毒的遗传物质，控制着遗传变异、增殖和对宿主的感染性等一种病毒只含有一种核酸ssDNA、dsDNA、ssRNA、dsRNA类型。核酸有的线状，有的环状

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病毒

三．病毒的化学组成植物病毒--------大部分是单链RNA，如TMV；少数为DNA(dsss)动物病毒-----有些是DNA，有些是RNA(dsss)噬菌体----------大部分是双链DNA,少数含单链DNA或单链RNA（dsss）

藻类病毒--------双链DNA昆虫病毒--------多数含DNA,少数含RNA不同病毒的核酸含量差别较大，5%---50%第15页/共103页第一节

病毒

三．病毒的化学组成2、病毒的蛋白质

分为结构蛋白和非结构蛋白

结构蛋白：有感染性的病毒所必需非结构蛋白：病毒复制所需的蛋白

一些简单病毒仅由一种或几种蛋白质构成，一些复杂的可多达20～30余种。

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病毒

三．病毒的化学组成蛋白质的功能

主要是构成病毒粒子的外壳，保护病毒核酸；

决定病毒感染的特异性，与宿主特异亲和；

具有抗原性，能刺激集体产生相应的抗体。

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病毒

三．病毒的化学组成病毒的其他成分包膜：包被在病毒核壳体外（含脂类、糖类等）病毒的脂类存在于包膜中，来源于宿主细胞，50-60%为磷脂，余下为胆固醇，构成脂双层结构糖类多以糖蛋白或糖脂形式存在包膜表层。第18页/共103页第19页/共103页有关病毒结构的几个基本概念病毒粒子衣壳衣壳粒核衣壳包膜（囊膜）和刺突

第20页/共103页病毒的构造病毒粒的基本成分是核酸和蛋白质。其中核酸位于病毒粒的中心，称为核心或基因组，蛋白质包围在核心周围，形成衣壳。核心和衣壳合称核衣壳，它是任何病毒都具有的基本结构。一些病毒，其核衣壳外还覆盖着一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜，称为“包膜”。病毒的对称机制病毒从形态上看是对称的，病毒的对称形式有三种，即：螺旋对称，二十面体对称，和复合对称。第21页/共103页

第一节

病毒

四

、病毒粒子的不同结构

1、

二十面体对称病毒-----腺病毒

腺病毒252个衣壳粒，排成二十面体结构，核酸位于中心（线状dsDNA）多瘤病毒72个衣壳粒；

脊髓灰质炎病毒32个衣壳粒。

第22页/共103页第23页/共103页腺病毒第24页/共103页第25页/共103页

第一节

病毒

四

、病毒粒子的不同结构

2、螺旋对称病毒----烟草花叶病毒（TMV）

病毒表面的衣壳粒逆时针方向有规律地螺旋对称排列，形成一中空柱，核酸（ssRNA）位于衣壳内侧螺旋状沟内。由95%衣壳蛋白和5%单链RNA组成

TMV给烟草带来极大的危害第26页/共103页烟草花叶第27页/共103页烟草花叶病毒第28页/共103页感染烟草感染兰花第29页/共103页

第一节

病毒

四

、病毒粒子的不同结构

3、

复合对称病毒---------T4噬菌体蝌蚪形：头部、颈部、尾部三部分

头部为20面体对称结构（dsDNA）

尾部为螺旋对称结构（由尾鞘、尾髓、基板、刺突、尾丝）头尾相连处有一呈六角形盘状的颈环，其上有６根颈须，颈环和颈须称颈部

第30页/共103页第31页/共103页第32页/共103页T4噬菌体第33页/共103页λ-噬菌体第34页/共103页第一节

病毒

五．病毒的群体特征

1．包含体

某些病毒感染宿主细胞后，在宿主细胞中出现的显微镜可见的小体。

有的在细胞质（狂犬病毒）有的在细胞核（疱疹病毒）有的在细胞核、细胞质都有（麻疹病毒）

第35页/共103页第一节

病毒

五．病毒的群体特征

2．

噬菌斑

少量烈性噬菌体与大量敏感细胞混合后，涂布在培养基平板上，一定温度下培养10-20h后，可见到嗜菌的透明小圆斑，为噬菌斑，

直径1-3mm左右------负菌落

第36页/共103页3、空斑和病斑

以单层动物细胞受动物病毒侵染产生的透明斑为空斑。

肿瘤病毒感染单层动物细胞，产生细胞剧增。称为病斑

4、

枯斑

植物叶片上的植物病毒群体为枯斑。

第37页/共103页第38页/共103页噬菌体侵染大肠杆菌第39页/共103页噬菌斑噬放线菌斑第40页/共103页第41页/共103页第42页/共103页病毒的分类病毒分类的指标包括：基因组核酸、衣壳（capsid）的形状、是否有包膜（envelope）。病毒能够将遗传信息储存在六种不同类型的核酸中，然后转录为病毒mRNA(seeFig.2F)，再结合到宿主细胞核糖体（ribosome）上翻译成病毒蛋白质（viralproteins）。第43页/共103页病毒的核酸类型病毒ＤＮＡＲＮＡ单链双链单链双链线状环状线状环状（线状）（线状）第44页/共103页六、噬菌体（bacteriophage,phage）的一般介绍噬菌体：是原核生物的病毒，包括噬细菌体、噬放线菌体、噬蓝细菌体噬真菌体：是真核生物的病毒噬菌体的形态：有３种基本形态包括蝌蚪状（dsDNA）、球状（ssDNA、ssRNA）、丝状（ssDNA）。

1987年电镜观察过2850种噬菌体，,其中2700种有尾。第45页/共103页七、

病毒的繁殖

以噬菌体为例，了解病毒的繁殖：

无个体生长过程，只是基本成分的组合：核酸复制

+蛋白质合成------装配为病毒粒子。

第46页/共103页七、

病毒的繁殖

（一）噬菌体的繁殖1、繁殖过程吸附---侵入----增殖（复制+合成）---装配----裂解（释放）烈性噬菌体：凡在短时间内能完成（20～60min）完成吸附、侵入、增殖、装配，导致细胞裂解的噬菌体为烈性噬菌体；

温和性噬菌体：有些噬菌体进入寄主细胞后，并不进行复制和裂解细胞，而是将它们的ＤＮＡ整合在染色体上并随着寄主细胞的生长繁殖而传下去，一般不引起寄主细胞裂解第47页/共103页第48页/共103页病毒的核酸类型）DNARNA单链

双链（线状）环状线状病毒线状环状双链（线状）单链第49页/共103页

尾丝与宿主特异结合，时间很短宿主表面有多个吸附位点，如感染复数m.o.i２５０～3６0，不同噬菌体吸附的位点不同，如脂多糖、脂蛋白、磷壁酸、鞭毛等，吸附可以受外界条件的影响，如阳离子、辅助因子、pH、温度等。

1.噬菌体的繁殖过程（1）、吸附

第50页/共103页（1）、吸附

每一个敏感细胞所能吸附的相应噬菌体的数量称为感染复数（m.o.i）,m.o.i一般可达到250-360，超大m.o.i可引起自外裂解

第51页/共103页

T4噬菌体从吸附到侵入只需15秒，吸附引起构象变化，将核酸注入宿主细胞内，而蛋白质外壳留在细胞外，如果两种以上侵入，只有一种得以增殖。

（2）、侵入

第52页/共103页第53页/共103页（3）、增殖

T4噬菌体的dsDNA，早期转录------早期蛋白

酶（RNA）次早期转录-----次早期蛋白

酶（DNA）晚期转录------晚期蛋白

（结构蛋白等）

第54页/共103页第55页/共103页第56页/共103页第57页/共103页第58页/共103页第59页/共103页（4）装配、裂解、释放各个部件自行装配T4噬菌体需要30种蛋白参与水解酶水解细胞膜、细胞壁-------裂解-----释放子代噬菌体大肠杆菌T系列15---25min裂解量：平均每一宿主细胞裂解后产生的子代噬菌体数T2位150个，T4为100个第60页/共103页第61页/共103页2、噬菌体的效价测定（噬菌体个数/ml）噬菌体的效价：每mL试样中所含有的侵染性的噬菌体粒子数0.10.2噬菌体稀释液敏感宿主菌液第62页/共103页双层平板检测噬菌斑底层平板上层平板噬菌体+宿主第63页/共103页3、噬菌体的一步生长曲线

少量病毒（噬菌体）与敏感细胞接触，病毒吸附后，高倍稀释，继续培养，定时取样测定培养物中的病毒效价，以感染时间为横坐标，病毒效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线，即一步生长曲线

一步生长曲线：

第64页/共103页第65页/共103页潜伏期：释放子代病毒粒子所需的最短时间，（噬菌体以分钟计，动物病毒、植物病毒以小时或天计），大肠杆菌约25min裂解期：裂解量：每个受染细胞所释放产生的子代病毒数

目，几十到万个。

裂解量=平稳期的平均噬菌斑数

/潜伏期的平均噬菌斑数

第66页/共103页第67页/共103页第68页/共103页七、

病毒的繁殖

（二）、温和噬菌体和溶源菌

（１）温和性噬菌体：

当噬菌体DNA进入细胞后，在宿主与病毒的相互作用下，病毒DNA整合到宿主的DNA上，同宿主DNA同步复制，但不合成自己的蛋白质壳体，因此宿主细胞不分裂而能继续生长繁殖，这种噬菌体为温和性噬菌体。如入噬菌体就是大肠杆菌Ｋ１２的温和性噬菌体，用E.coliK12（入）表示．这种现象称溶源性即温和噬菌体侵入宿主细胞后所产生的某些特性。

第69页/共103页噬菌体的溶源性原（前）噬菌体：温和噬菌体中处于整合状态的核酸。（2）溶源菌：指在核染色体组上整合有前噬菌体并能正常生长繁殖而不被裂解的细菌（或其他微生物）。特点：A自发裂解B诱发裂解C免疫性D复愈E溶源转变F

溶源性病毒周期第70页/共103页

七、

病毒的繁殖

（二）、温和噬菌体和溶源菌

整合的DNA为前噬菌体，或原噬菌体，原噬菌体一旦脱离宿主DNA就开始复制，引起宿主裂解（10-5）。含有原噬菌体的宿主细胞称为溶源菌，溶源菌所特有的性质为溶源性。

第71页/共103页第72页/共103页1、溶源性表现如下：

溶源性产生烈性噬菌体的潜在能力：10-2～10-5

具有同源噬菌体感染的免疫性（CI抑制蛋白产生）

溶源菌在外界理化因子诱导下，可发生高频率的裂解

宿主细胞有时能产生新的生理特性，如溶源性白喉杆菌产生白喉毒素

第73页/共103页温和性噬菌体的三种状态：游离态、原噬菌体态、营养期噬菌体第74页/共103页常见的温和性噬菌体大肠杆菌λ噬菌体大肠杆菌Mu-1噬菌体大肠杆菌P1、P2噬菌体

第75页/共103页其中大肠杆菌λ噬菌体研究最清楚，

E.coliK12（λ）表示cos位点------12个碱基对构成的粘性末端第76页/共103页第77页/共103页第78页/共103页2、溶源菌的检测（自发或诱导）

少量溶源菌与大量指示菌混合，加琼脂培养基倒平板，培养后显示出特殊噬菌斑。

第79页/共103页指示菌菌苔溶源菌菌落透明的裂解圈溶源菌独特噬菌斑第80页/共103页（三）植物病毒的繁殖植物病毒种类繁多，有700余种植物病毒大多为单链ＲＮA,基本形态杆状、丝状和球状｜植物病毒对寄主的专一性较差如TMV就可侵染百余种植物植物受侵染后表现三种外部症状和内部症状借植物细胞间连丝扩散植物病毒的增殖过程与噬菌体相似，但也有区别：因无特殊吸附结构，只能被动侵入植物病毒在侵入后才脱去衣壳第81页/共103页豆科黄萎病毒第82页/共103页烟草花叶病毒第83页/共103页（四）动物病毒人类的传染病70—80%由病毒引起人类的恶性肿瘤15%由病毒引起许多病毒人兽共患繁殖过程与噬菌体有一些差异，如侵入过程、脱壳过程第84页/共103页HIV病毒第85页/共103页第86页/共103页流感病毒第87页/共103页动物病毒侵入与释放第88页/共103页流感病毒释放第89页/共103页流感病毒生活史第90页/共103页八、病毒与实践

（一）噬菌体与发酵工业噬菌体对发酵工业危害很大细菌发酵、放线菌发酵感染噬菌体较多发酵周期延长发酵液由浑浊-------变清发酵异常、发酵液粘稠、泡沫骤增

第91页/共103页八、病毒与实践

（一）噬菌体与发酵工业检测：检测到噬菌斑

电镜下看到噬菌体

防止：严格卫生严格活菌排放筛选抗性菌株

第92页/共103页第93页/共103页八、病毒与实践

（二）昆虫病毒与生物防治利用病毒杀灭有害昆虫前景诱人

病毒改造后作为基因工程的载体第94页/共103页第二节

亚病毒只含有核酸或蛋白质一种成分的分子病原体为亚病毒包括：类病毒拟病毒朊病毒第95页/共103页类病毒是小分子量、裸露的、环状闭合的、缺乏蛋白质外壳的感染性的单链RNA分子的病原体。据报道，动物中有DNA类病毒类病毒第96页/共103页类病毒

只含RNA（环状ssRNA）专性细胞寄生在活细胞内的分子病原体

1971年，马铃薯纺锤形块茎病，dsRNA），目前已发现多种侵染植物，如橘桔裂皮病、菊花矮化病、黄瓜白果病、椰子死亡病等传播途径：机械损伤和营养繁殖有较长的潜伏期在细胞核内由RNA到RNA直接转录不编