项目2：微生物观察技术3-病毒

食品微生物技术模块：微生物观察技术目录CONTENTS1原核生物细菌、放线菌、蓝藻、三种体2真核生物霉菌、酵母3病毒三、分子生物学习目的：认识、喜欢、掌握、利用和鉴别微生物重点：病毒的形态、结构烈性噬菌与温和性噬菌增殖过程一步生长曲线难点：大肠杆菌T4噬菌体结构特征溶源菌与溶源性病毒1认识病毒令人畏惧的病毒病毒：是一类超显微的非细胞生物，每一种病毒只含有一种核酸；它们只能在活细胞内营专性寄生；在离体条件下，它们以无生命的化学大分子状态存在。什么是病毒？病毒粒子：完整的、具有感染性的病毒颗粒。个体极小（以nm计），能通过滤菌器，形态多样，有球状、杆状、复合型。无细胞结构，主要由蛋白质、核酸构成，一个病毒体内仅含一种核酸，核酸以单链或双链形式存在。生活方式为专性活细胞内寄生，病毒酶系不全，离开活体后无生命特征。病毒以复制的方式增殖,包括核酸复制、核酸蛋白质装配，是在分子水平上进行的。对抗生素不敏感，对干扰素敏感。病毒的基本特点：几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。根据宿主可以分三类：动物病毒植物病毒细菌病毒（或称噬菌体）1、病毒的形态构造及化学组成（1）形态廿面体对称结构（球状）

螺旋对称结构（杆状）

复合对称结构（蝌蚪状）

大肠杆菌的T4噬菌体由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合，是复合对称的代表。三类典型形态的病毒：（2）化学组成由核酸和蛋白质组成，较复杂病毒还含有脂类、多糖等。（3）结构核衣壳(基本构造)核心：由DNA或RNA构成衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成包膜（非基本结构）：由类脂或脂蛋白构成刺突（非基本结构）衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位，衣壳粒的排列组合方式不同，使病毒表现出不同的构型和形状。保护基因组对抗环境中的核酸酶或其他破坏性因素介导病毒核酸进入宿主细胞具有抗原性，能引起免疫应答衣壳的功能：病毒的特殊结构——囊膜囊膜有的病毒在核衣壳外还包有一层囊膜，称为有囊膜病毒2、病毒的群体形态包涵体（inclusionbody）感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下可见的大小、形态、数量不等的小体，称为包涵体。在宿主细胞内形成包涵体是病毒的特征，不同的病毒其形成的包涵体具有不同的形态、结构和特性，可用于分类鉴定。包涵体在细胞中的形成部位：位于细胞核内—如包疹病毒位于细胞质内—如狂犬病毒胞核内胞质都有—麻疹病毒包涵体的本质：大多数是病毒粒子组成的。3、噬菌体噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）1）组成：主要由蛋白质和核酸组成。2）基本形态：蝌蚪形、微球形和纤丝形。噬菌体的形态结构与组成以大肠杆菌T4噬菌体各组件功能简介头部：廿面体对称结构，由蛋白质衣壳构成，内含一条DNA。颈部：薄盘状，附颈须。尾鞘：长95nm,衣壳粒螺旋对称；可伸缩。尾髓：中空，DNA可由此进入细胞。基板：六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。刺突：有吸附功能。尾丝：有识别吸附功能。大肠杆菌T4噬菌体构造噬菌体的增殖噬菌体并没有个体的生长过程，而只有其基本成分的合成和装配，即首先将各个部件合成出来，然后装配，所以一般将噬菌体的繁殖称做增殖。根据噬菌体与宿主的关系：烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体。温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的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。烈性噬菌体的增殖过程一般分为五个阶段：吸附、侵入、复制、装配和释放。1）烈性噬菌体增殖①吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。②侵入：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，蛋白质外壳留在细胞外。③复制：包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。④装配：DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部的其它部件独立装配完成——头部与尾部相结合——最后装上尾丝装配完成后的噬菌体形状、大小相同。⑤释放：裂解：多以裂解细胞的方式释放。分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程能合成100~300个噬菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长。2）温和噬菌体的繁殖温和噬菌体的增殖与裂性噬菌体增殖大体相同，只是温和噬菌体在侵入到宿主细胞后可以与宿主细胞的基因进行整合从而随寄主细胞的分裂而分裂，从而寄主细胞形成溶原性细菌，整合在细胞核上的噬菌体称原噬菌体。已经带有噬菌体基因的溶原性细菌，可以抵抗相应的烈性噬菌体的感染，这种抵抗力具有高度的特异性，这种现象叫溶原现象。溶原现象机理：由于原噬菌体能指导合成一种抑制性蛋白质，对随后进入的相同噬菌体核酸的复制具有抑制作用。一步生长曲线：以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，绘制成的曲线。分为三个阶段：潜伏期裂解期稳定期一步生长曲线潜伏期：从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放新的噬菌体之前的这段时期，曲线平行于横轴，噬菌体数无变化，样品中无游离的噬菌体。(潜伏期前的噬菌斑数是噬菌体数，也就是感染噬菌体的细菌数)。裂解期：曲线直线上升，子代噬菌体不断释放到培养基中，直到达到一个极限。稳定期：感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制；一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。原噬菌体（或前噬菌体）：即整合在宿主核DNA上的噬菌体的核酸。溶源性细菌：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,而不被裂解。温和噬菌体与溶源性细菌溶原性细菌的特点：可稳定遗传：子代细菌都含有原噬菌体，均具有溶原性可自发裂解：温和噬菌体的核酸也可从宿主DNA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，自发裂解几率10-2～10-5可诱导裂解：用化学、物理方法诱导具有“免疫性”：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溶源转变：因溶原菌整合温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征噬菌体的应用：1.作为分子生物学研究的工具2.用于鉴定未知菌，可到型3.用于临床治疗传染病4.检验植物病原菌5.测定辐射剂量噬菌体的危害：主要是引起发酵中的噬菌体污染例：丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染抗生素发酵中的噬菌体污染食品工业上的噬菌体污染防治：控制活菌排放选育抗性生产菌株生产中轮换使用菌种药物防治例如用金霉素、四环素等。噬菌体的危害和应用分析比较：温和性噬菌体与烈性噬菌体亚病毒2亚病毒凡在核酸和蛋白质两种成份中含有其中之一的分子病原体，称为亚病毒。主要包括：类病毒、拟病毒、朊病毒1）类病毒类病毒：当今所知道的最小的只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。2）拟病毒拟病毒（类类病毒）：一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。3）朊病毒朊病毒：一类能侵染动物，并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质。与真病毒区别：呈淀粉样颗粒状、无免疫原性、无核酸成分、由宿主细胞内的基因编码、抗逆性强，能耐杀菌剂和高温病毒、亚病毒比较病毒(vi