食品微生物学（第二版） 课件 第四章病毒

第四章病毒学习目的与要求掌握病毒的概念、特点、结构及繁殖方式。了解噬菌体、亚病毒以及介导食源性疾病的常见病毒。病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”，其本质是一种只含DNA或RNA的遗传因子，它们能以感染态和非感染态两种状态存在。

1、真病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分

2、亚病毒：只含有核酸或蛋白质一种成分的分子病原体或是由缺陷病毒构成的功能不完整的病毒体。（1）类病毒：只含具有独立侵染性的RNA组分，专性活细胞内寄生的分子病原体。（2）朊病毒：只含具有独立侵染性的蛋白质组分，能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，使其宿主致病的病毒。动物疾病：羊搔痒症、牛海绵状脑病、慢性消耗病、猫海绵状脑病人类疾病：克雅二氏病、杰茨曼－斯脱司勒－史茵克综合征、致死性家族性不眠症、库鲁病（3）拟病毒：只含不具独立侵染性的RNA组分，包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。（4）卫星病毒：一类基因组缺损、必须依赖某形态较大的专一辅助病毒才能复制和表达的小型伴生病毒。（5）卫星RNA：一类存在于某专一病毒粒（辅助病毒）的衣壳内，并完全依赖后者才能复制自己的小分子RNA病原因子。后又发现少数种类是DNA，故有人把卫星RNA改称为卫星核酸。烟草坏死病毒粒子及其卫星病毒粒子形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器。没有细胞构造，其主要成分仅是核酸和蛋白质两种,故也称分子生物，每一种病毒只含有一种核酸，DNA或RNA。不具备完整的酶系统和能量合成系统，也无核糖体，在宿主的活细胞内营专性寄生。在宿主细胞协助下，以核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体生长和二分裂等细胞繁殖方式。在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶，并可长期保持其侵染活力。对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。可整合到宿主的基因中，并诱发潜伏性感染。病毒的基本特性第一节病毒的大小、形态构造和组分▲测定病毒大小的单位是纳米，多数病毒的直径在100nm上下；▲绝大多数病毒是能通过细菌滤器；▲须用电镜才能观察到其具体形态和大小。一、大小二、形状TransmissionElectronMicrographofHerpes（疱疹）simplexVirusesTobaccomosaicvirus(TMV)疱疹性口炎病毒

天花病毒1.病毒粒子的基本结构病毒粒子(virion)——一个结构完整、功能齐全而有感染性的成熟病毒颗粒，又称病毒颗粒。三、构造核心：由DNA或RNA构成

衣壳体（基本构造）病衣壳：由许多蛋白亚基构成毒包膜（非基本结构）：含有蛋白质或糖蛋白的类脂刺突（非基本结构）：多糖、蛋白质复合物衣壳粒是指在电子显微镜下可以辨认的组成壳体的形态学亚单位，由一个或多个多肽分子组成。2.病毒的对称性三类典型形态的病毒：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)

大肠杆菌的T偶数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。（1）螺旋对称的病毒粒子TobaccoMosaicVirus（2）二十面体对称病毒粒子Adenovirus（腺病毒）（3）复合对称的病毒粒子T4Bacteriophage噬菌斑(plaque)：是指噬菌体裂解宿主细胞，而在菌苔上形成的圆形局部透明的区域。四、群体特征第三节各类病毒的繁殖方式一、噬菌体（phage,bacteriophage）噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌等原核生物的病毒叫噬菌体，包括噬细菌体、噬放线菌体、噬蓝细菌体等。噬菌体不存在个体的生长过程，只有其中两种基本成分的合成和进一步装配过程。根据是否能在短时间内实现其增殖，可将噬菌体分为两类：烈性噬菌体和温和噬菌体，烈性噬菌体通过裂解性循环（周期）实现繁殖，而温和噬菌体则经历溶源性的循环。（1）烈性噬菌体的裂解性循环

烈性噬菌体（virulentphage）——感染细胞后,能在宿主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起宿主细胞裂解的噬菌体。1.噬菌体的繁殖Thelyticlifecycleconsistsofthefollowingsteps: Adsorption→Penetration→Replication→Maturation→Release

烈性噬菌体的裂解性循环①吸附是噬菌体与寄主之间高度特异性的相互作用过程，特异性取决于噬菌体蛋白与宿主菌表面受体分子结构的互补性。②侵入A=normalbacteriophage;B=bacteriophageaftercontractionofsheath（尾鞘收缩）③复制当T4噬菌体的核酸注入到宿主细胞后，出现一个潜伏期，平均为15～25min，在这期间检查不出侵染的噬菌体。④装配（成熟）⑤释放在脂肪酶、溶菌酶的作用下，宿主细胞的细胞膜、细胞壁逐渐被破坏，宿主细胞由于渗透压不平衡而破裂，噬菌体以突然爆发的方式释放出来。2.噬菌体的效价（1）噬菌体效价:指噬菌体的浓度，即每毫升样品所含的具有侵染性的噬菌体粒子数。通常是以在含敏感菌的平板上形成噬菌斑进行噬菌体的计数，以每毫升样品中含有的噬菌斑形成单位（plaqueformingunit/ml或pfu/ml)表示其效价。（2）测定噬菌体效价的方法：双层琼脂平板法4、温和噬菌体与溶源性循环温和噬菌体（temperatephage）：感染细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的染色体DNA上，并随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起宿主细胞裂解的噬菌体。溶源性(lysogeny)：温和噬菌体侵染敏感细菌后不裂解它们，而与其共存的特性。原(前)噬菌体(prophage)：处于整合态的噬菌体核酸。温和噬菌体的三种存在形式：游离态：成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子。整合态：已整合到宿主基因组上的前噬菌体状态。营养态：前噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主核基因组并处于积极复制、合成和装配的状态。溶源性细菌(lysogen或lysogenicbacteria)——染色体上整合有前噬菌体并能正常生长繁殖而不被裂解的细菌。

其具有的特性：①可稳定遗传；②自发裂解和诱发裂解；③具有抗同源噬菌体感染的“免疫性”；

④溶源性细菌的复愈；

⑤获得新的生理特性（溶源性转换特性）；⑥局限性转导。

病毒引起的病害在数量上占植物病害的第二位，经常感染禾本科、蔷薇科、茄科、豆科、十字花科和葫芦科的植物，使叶片变色（花叶、红化、黄化）,植株畸形,少数引起坏死,腐烂、萎蔫极少发生。

植物病毒多为ssRNA病毒，基本形状为杆状、丝状和球状，一般无包膜。植物病毒的宿主专一性较差，已知的植物病毒有700余种。二、植物病毒（一）侵入植物病毒不像噬菌体和动物病毒那样,具有壳体蛋白与寄主细胞表面受体之间的特异性，而且植物具有角质或蜡质化的表皮和坚硬的细胞壁，所以植物病毒只能通过媒介或创口侵入植物细胞。1、大多数植物病毒通过无脊椎动物如蚜虫、叶蝉、飞虱等昆虫在吸食植物汁液时，直接注入植物细胞内而侵染。2、创口3、有些植物病毒可通过感染的花粉或种子直接传入后代。4、通过胞间连丝侵入相邻细胞。植物病毒一旦进入植物细胞，就会发生脱壳现象。植物病毒的生活周期（二）复制（TMV）TMV壳体蛋白质亚基首先形成许多20S的双层圆盘，中间有一个孔洞。然后圆盘与靠近TMVRNA基因组3′端的特异性装配起始部分结合，形成起始复合物，使得扁平盘上的壳粒呈螺旋排列，并把RNA夹在里面。圆盘结构有秩序地加到RNA链上就聚合完成完整的杆状病毒。（三）装配释放

植物病毒可通过寄主细胞的溶解或裂解而释放，或通过胞间连丝在细胞间传播（运动蛋白参与），很少释放到细胞外。

动物病毒指寄生于脊椎动物和无脊椎动物细胞内的病毒，引人和动物的疾病。目前，人类的传染病约有70%～80%是由病毒引起的。昆虫受病毒感染后，可在细胞内形成多角形的包涵体（多角体）。三、动物病毒第四节病毒与食品的关系一、病毒与食品的关系在食品发酵工业中，普遍存在噬菌体危害。乳制品、酶制剂、氨基酸生产中，一旦受到噬菌体的危害，发酵作用就会很快停止，不再积累发酵产物，菌体也很快消失，整个发酵被破坏，造成严重的经济损失。防止噬菌体污染的措施：a.

决不可使用可疑菌种。b.

严格保持环境卫生。c.

决不排放或丢弃活菌液。d.

注意通气质量。e.

加强管道和发酵罐的灭菌。f.

不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。g.严格执行会客制度。某味精厂在谷氨酸发酵过程出现以下现象：发酵液OD值↓、糖耗↓甚至停止pH↑、发酵液变粘稠、泡沫↑、产谷氨酸↓在大多数国家，肠道病毒是食源性疾病的主要潜在因素之一。

食源性病毒疾病的特征：①食源性病毒感染是来自人类肠道的致病性病毒。甲型肝炎病毒、诺如病毒、轮状病毒、非甲非乙型肝炎病毒等与食源性感染有关。②这些病毒通过食