非细胞微生物

关于非细胞微生物一、人类对病毒的发现和认识过程1892：俄国伊万诺夫斯基首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。1898：荷兰贝哲林克证实该致病因子可以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养不出来；给这样的病原体起名叫virus。1935：美国斯坛莱从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶，又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只有核酸具感染和复制能力，并因此而或诺贝尔奖。1952：Hershey和Chase证实噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,开创了病毒分子生物学。1971后：陆续发现了各种亚病毒——类病毒、朊病毒、和拟病毒。第2页,共71页，星期六，2024年，5月3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。第3页,共71页，星期六，2024年，5月二、定义和特点形体极其微小，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，故也称分子生物；其主要成分仅是核酸和蛋白质两种；每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA；既无产能酶系也无蛋白质合成系统；在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式；在宿主的活细胞内营专性寄生；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；对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。第4页,共71页，星期六，2024年，5月病毒与其它微生物的区别第5页,共71页，星期六，2024年，5月三、宿主范围（分布）及重要性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）第6页,共71页，星期六，2024年，5月第二节病毒的大小、形态、构造和组分第7页,共71页，星期六，2024年，5月一、大小测定大小的单位是纳米（10－9)，多数病毒的直径在100nm以下；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.第8页,共71页，星期六，2024年，5月病毒体（virion）完整的成熟病毒颗粒，具有典型的形态结构，并有感染性。测量单位为纳米（nm,为1/1000

m）

<50nm小型病毒

50nm-150nm中等大小病毒（大多数）

>150nm大型病毒（最大300nm）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9页,共71页，星期六，2024年，5月微生物的大小比较葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体

(65×95nm)B、腺病毒

(70nm)C、脊髓灰质炎病毒

(30nm)D、乙脑病毒

(40nm)E、蛋白分子

(10nm

)F、流感病毒

(100nm)G、烟草花叶病毒第10页,共71页，星期六，2024年，5月二、形态第11页,共71页，星期六，2024年，5月人类免疫缺陷病毒HIVP75第12页,共71页，星期六，2024年，5月

单纯疱疹病毒脊髓灰质炎病毒流感病毒T-淋巴细胞病毒第13页,共71页，星期六，2024年，5月肠道病毒乳头瘤病毒

乙肝病毒第14页,共71页，星期六，2024年，5月

肝炎病毒T4噬菌体第15页,共71页，星期六，2024年，5月烟草花叶病毒烟草斑纹病毒豇豆黄萎病斑点病毒第16页,共71页，星期六，2024年，5月三、构造——基本结构——病毒的对称性①螺旋对称的病毒粒子②二十面体对称病毒粒子③复合对称的病毒粒子第17页,共71页，星期六，2024年，5月（1）病毒粒子的基本结构capsid

coreenvelopespikenucleocapsid病毒粒子(virion)——成熟的（结构完整）、具有侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒(virusparticle)。Capsomereorcapsomer第18页,共71页，星期六，2024年，5月核心：核酸→基因组genome→决定病毒遗传、变异和复制壳粒capsomere→衣壳capsid→保护、介导、抗原性包膜envelope，包膜子粒peplomere（刺突spike）→保护、介导、抗原性第19页,共71页，星期六，2024年，5月（2）病毒的对称性三类典型形态的病毒：正二十面体对称的结构(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。第20页,共71页，星期六，2024年，5月①螺旋对称的病毒粒子TobaccoMosaicVirus第21页,共71页，星期六，2024年，5月②二十面体对称病毒粒子Adenovirus第22页,共71页，星期六，2024年，5月③复合对称的病毒粒子T4Bacteriophage第23页,共71页，星期六，2024年，5月④有囊膜的病毒粒子Fig.4:VirusObtainingItsEnvelopefromHostCellMembranebyBudding第24页,共71页，星期六，2024年，5月四、化学组成

病毒的主要成分为核酸(DNA或RNA)和蛋白质。有的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。第25页,共71页，星期六，2024年，5月◆一种病毒至含有一种核酸（DNA或RNA）。植物病毒绝大多数含DNA;少数含RNA；动物病毒一部分含DNA，一部分含RNA；细菌病毒普遍含DNA，含RNA的极少。◆病毒的核酸类型极为多样化：▼▼病毒的DNA与RNA均有单链和双链：

dsDNAssDNAdsRNAssRNA1.病毒的核酸第26页,共71页，星期六，2024年，5月▼病毒DNA分子有线状和环状之分。▼病毒核酸有正链（＋）和负链（—）的区分：规定：将碱基序列与mRNA一致的核酸单链定位正链，将碱基序列与mRNA互补的核酸单链定位负链。因此，就病毒核酸链的单与双以及正和负有以下6种类型：

(±)DNA——大部分DNA病毒

(±)RNA——动物呼肠孤病毒（＋）DNA——大肠杆菌

X174噬菌体（＋）RNA——所有单链RNA病毒\大部分植物病毒（—）DNA——腺病毒（—）RNA——流感病毒第27页,共71页，星期六，2024年，5月2.病毒的蛋白质▼有的病毒只有一种蛋白质，多数含有为数不多的几种蛋白质。▼病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样，但不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量各不相同。▼病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过程中发挥作用：

1、结构功能

2、吸附

3、破坏宿主细胞壁与细胞膜

4、增殖第28页,共71页，星期六，2024年，5月3.其他成分◆一些较复杂的病毒（如包膜病毒）除含有核酸和蛋白质两种成分外，还含有脂类、多糖等其他成分。◆病毒中的脂类主要以脂质双分子层的形式存在于病毒的包膜中。◆病毒所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面，决定着病毒的抗原性。第29页,共71页，星期六，2024年，5月五、群体形态包涵体噬菌斑病斑和空斑枯斑第30页,共71页，星期六，2024年，5月（1）包涵体（inclusionbody）概念：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—如疱疹病毒位于细胞质内—如狂犬病毒等胞核内胞质都有—麻疹病毒

包涵体的本质—---大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病毒的反应。了解研究包涵体的实践意义—-病毒鉴定临床诊断依据第31页,共71页，星期六，2024年，5月(2)噬菌斑(plaque)概念：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。Localizedareasofcellulardestructionandlysiscausedbyvirusinfectionarecalledplaques应用：1、噬菌体定量计数

2、噬菌体的鉴定★★第32页,共71页，星期六，2024年，5月（3）病斑和空斑空斑和病斑：用于动物病毒粒子的计数也可以采用噬菌斑法类似的技术，但是这种斑点只能称为空斑或病斑。第33页,共71页，星期六，2024年，5月（4）枯斑枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的群体称为枯斑。第34页,共71页，星期六，2024年，5月狂犬病毒包涵体（Negribody）第35页,共71页，星期六，2024年，5月巨细胞病毒包涵体第36页,共71页，星期六，2024年，5月病毒数量和感染性测定1、蚀斑试验2、ID50

或TCID50

病毒感染鸡胚、动物或细胞后，引起50%发生死亡或病变的最小量。

病毒感染单层细胞后，产生的局限性病灶，称蚀斑，蚀斑是由一个感染性病毒体复制形成的，称蚀斑形成单位，病毒悬液中的感染性病毒量以每毫升的蚀斑形成单位PFU来表示。第37页,共71页，星期六，2024年，5月病毒的增殖活细胞敏感细胞复制(replication)病毒复制周期病毒基因为模板，籍DNA多聚酶或RNA多聚酶等，使细胞转为复制病毒的基因组，转录、转译出相应的病毒蛋白，最终释放出子代病毒。第38页,共71页，星期六，2024年，5月吸附和穿入adsorptionandpenetration脱壳uncoating生物合成biosynthesis组装成熟与释放assemblyandrelease第39页,共71页，星期六，2024年，5月病毒的复制过程第40页,共71页，星期六，2024年，5月病毒的复制过程第41页,共71页，星期六，2024年，5月接触→结合→特异性吸附（病毒配体位点与细胞膜特异受体结合）穿入吸附和穿入

AdsorptionandPenetration融合---有包膜病毒胞饮---无包膜病毒第42页,共71页，星期六，2024年，5月脱壳uncoating动物病毒——溶酶体消化分解噬菌体——侵入和脱壳一步完成，衣壳留在外面第43页,共71页，星期六，2024年，5月生物合成biosynthesis转录翻译早期合成：酶晚期合成：衣壳第44页,共71页，星期六，2024年，5月A(+)RNAcanbetranslatedintoviralprotein.(+)and(-)strandsarecomplementary.

★TranscriptionofViralNucleicAcidintoViralmRNA第45页,共71页，星期六，2024年，5月组装成熟与释放

assemblyandrelease破胞散出：无包膜出芽释放：有包膜。第46页,共71页，星期六，2024年，5月病毒的干扰现象干扰现象：两种病毒感染同一种细胞或机体时，常常发生一种病毒抑制另一种病毒复制的现象，称为干扰现象（interference）干扰现象的种类：自身干扰：同株；同种干扰：同种异型/异株；同属干扰：同属异种；第47页,共71页，星期六，2024年，5月干扰现象产生的原因受体竞争——吸附和侵入复制竞争——生物合成干扰素——生物合成第48页,共71页，星期六，2024年，5月干扰素干扰素（IFN)：是一类在同种细胞上具有广谱抗病毒活性的蛋白质，其活性的发挥又受细胞基因组的调控，包括RNA和蛋白质的合成。第49页,共71页，星期六，2024年，5月干扰素的特点蛋白质间接作用动物种属专一性强；广谱干扰素诱生剂：病毒，人工合成双链RNA，微生物抽取物。第50页,共71页，星期六，2024年，5月一、病毒的培养动物（Animals）鸡胚（Embryonatedeggs）组织培养（Organandtissueculture）

Organculture

胚胎Embryoculture Cellculture:原代细胞传代细胞 双倍体细胞第51页,共71页，星期六，2024年，5月第52页,共71页，星期六，2024年，5月第53页,共71页，星期六，2024年，5月常用的细胞培养第54页,共71页，星期六，2024年，5月细胞病变(Cytopathiceffect,CPE)包涵体（InclusionBodies）第55页,共71页，星期六，2024年，5月正常细胞第56页,共71页，星期六，2024年，5月CPE第57页,共71页，星期六，2024年，5月一、原核生物的病毒—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）噬菌体在自然界广泛存在，在1995年发表的ICTV的病毒分类与命名第六次报告中共报道了4000余种，分别划归为49个病毒科.据Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。第58页,共71页，星期六，2024年，5月噬菌体共有六类形态：★T-系噬菌体——T-系噬菌体是研究的最广泛而又深入的细菌噬菌体，按发现的先后顺序进行从T1---T7编号，后来发现其中偶数者的形态都相同（蝌蚪形收缩性长尾），故统称T偶数噬菌体。第59页,共71页，星期六，2024年，5月

由于绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以E.coliT4为例，介绍蝌蚪形噬菌体的结构：大肠杆菌T4噬菌体构造偶数噬菌体的形态构造第60页,共71页，星期六，2024年，5月第61页,共71页，星期六，2024年，5月PhageT4infectingitshostE.colicell

第62页,共71页，星期六，2024年，5月两类噬菌体（bacteriophages）温和噬菌体（temperatephage）——噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（插入）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（virulentphage）——感染细胞后,能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。第63页,共71页，星期六，2024年，5月二、病毒及其繁殖方式(一)、噬菌体（bacteriophage）

1、噬菌体的繁殖5个阶段：P69简述烈性噬菌体（1）吸附（2）侵入（3）增殖（4）装配（成熟）P71

（5）裂解（释放）裂解量

第64页,共71页，星期六，2024年，5月温和噬菌体与溶源性★温和噬菌体(temperatephage)----吸附并侵入细胞后，噬菌体的DNA整合在宿主的染色体组上，并可长期随宿主DNA的复制而同步复制，因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体,如E.coli的

、P1、P2，Salmonellatyphimurium的P22等。★原(前)噬菌体(prophage)----处于整合态的噬菌体核酸。★温和噬菌体的特点——1.其核酸的类型都是dsDNA;2.具有整合能力；3.具有同步复制能力。第65页,共71页，星期六，2024年，5月★溶源性(lysogeny)------温和噬菌体侵染敏感细菌后不裂解它们，而与细菌共存的特性。★温和噬菌体的三种存在形式：游离态