非細(xì)胞型微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與分類(lèi)精美課件

第四章非細(xì)胞型微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與分類(lèi)第一節(jié)

病毒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能

Theappearance,structureandfunctions

ofthevirus一、病毒概念、分類(lèi)及特點(diǎn)1、病毒概念病毒是一類(lèi)比細(xì)菌更微小，能通過(guò)細(xì)菌濾器，只含有一種核酸（RNA或DNA），只能在活細(xì)胞中生長(zhǎng)繁殖的非細(xì)胞型微生物。根據(jù)宿主分類(lèi)植物病毒煙草花葉病毒、萵苣壞死黃花病病毒動(dòng)物病毒口蹄疫病毒、乙肝病毒微生物病毒（噬菌體）大腸桿菌T系噬菌體根據(jù)核酸類(lèi)型分類(lèi)DNA病毒RNA病毒3、病毒的特點(diǎn)體積：個(gè)體極小，能通過(guò)細(xì)菌濾器結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分：沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，含單一核酸專(zhuān)性寄生：酶系不全，不能進(jìn)行獨(dú)立的代謝作用；離開(kāi)活體后，沒(méi)有生命特征；借助宿主細(xì)胞，整合到宿主基因組上，以復(fù)制方式增殖；對(duì)抗生素不敏感，但對(duì)干擾素敏感二、病毒的形態(tài)構(gòu)造及化學(xué)組成1、大小絕大多數(shù)病毒都能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器；測(cè)定大小的單位是nm，必須借助電子顯微鏡才能看到其形態(tài)；病毒∶細(xì)菌∶真菌=1∶10∶100各種病毒大小差異很大最大的病毒如痘病毒體積300×200×100nm最小的病毒如菜豆畸矮病毒直徑9～11nm3、病毒粒子的化學(xué)組成成熟的、結(jié)構(gòu)完整的、具有感染性的單個(gè)病毒化學(xué)組成主要由核酸和蛋白質(zhì)組成。較復(fù)雜的病毒還含有脂類(lèi)、多糖等。核酸只含有一種核酸為RNA或者DNA；RNA病毒多數(shù)是單鏈，極少數(shù)為雙鏈；DNA病毒多數(shù)為雙鏈，少數(shù)單鏈。蛋白質(zhì)分為：非結(jié)構(gòu)蛋白和結(jié)構(gòu)蛋白兩類(lèi)病毒蛋白質(zhì)的主要生理功能：1）構(gòu)成蛋白質(zhì)外殼，保護(hù)病毒核酸；2）決定病毒感染的特異性；3）決定病毒抗原性；4）構(gòu)成毒粒酶，或參與病毒對(duì)宿主細(xì)胞的入侵，或參與病毒復(fù)制過(guò)程中所需要病毒大分子的合成4、結(jié)構(gòu)病毒粒子核心：由DNA或RNA構(gòu)成核衣殼衣殼：由許多衣殼粒蛋白構(gòu)成包膜：由類(lèi)脂或脂蛋白構(gòu)成（非基本結(jié)構(gòu)）刺突：由蛋白或糖蛋白構(gòu)成（非基本結(jié)構(gòu)）衣殼粒是由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質(zhì)亞單位，衣殼粒的排列組合方式不同，使病毒表現(xiàn)出不同的構(gòu)型和形狀。病毒粒子的對(duì)稱(chēng)體制由于衣殼粒在殼體上的排列方式不同，病毒有三種對(duì)稱(chēng)體制螺旋對(duì)稱(chēng)、多面體對(duì)稱(chēng)、復(fù)合對(duì)稱(chēng)螺旋對(duì)稱(chēng)：如煙草花葉病毒多面體對(duì)稱(chēng)（等軸對(duì)稱(chēng)）最常見(jiàn)的是二十面體對(duì)稱(chēng)如腺病毒HIV病毒

HIV為直徑100-120nm大小的球形顆粒。三、病毒的群體形態(tài)

當(dāng)病毒大量聚集并使宿主細(xì)胞發(fā)生病變時(shí)所形成的具有一定形態(tài)、結(jié)構(gòu)并能用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀(guān)察和識(shí)別的特殊群體。1、包涵體（inclusionbody）某些病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)形成的在光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)的大小、形態(tài)和數(shù)量不等的小體。多數(shù)在細(xì)胞質(zhì)中，少數(shù)在細(xì)胞核內(nèi)。是病毒的聚集體或病毒的合成部位。2、噬菌斑(plaque)當(dāng)寄主細(xì)胞被噬菌體感染后細(xì)胞裂解，在菌苔上出現(xiàn)的一些無(wú)色透明空斑（負(fù)菌落）不同噬菌體的噬菌斑形狀、大小、邊緣及透明度不同，可用于鑒定，也可以進(jìn)行純中分離和計(jì)數(shù)。3、空斑(plaque)和病斑空斑：動(dòng)物細(xì)胞被病毒侵染后而造成的單層動(dòng)物細(xì)胞上類(lèi)似于嗜菌斑的空白斑。病斑：動(dòng)物細(xì)胞受腫瘤病毒感染后細(xì)胞劇增形成類(lèi)似于菌落的病灶。4、枯斑(lesion)植物葉片上的植物病毒群體。一、噬菌體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與特性1、基本形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成外殼由一層蛋白質(zhì)組成，核心僅由一種類(lèi)型核酸即DNA或RNA組成。核酸是噬菌體的遺傳物質(zhì)；外殼對(duì)核心有保護(hù)作用。特性噬菌體對(duì)理化因素的抵抗力比細(xì)菌強(qiáng)，一般加熱70℃、經(jīng)30min仍不失活。寄生性具有高度專(zhuān)一性，一種噬菌體只對(duì)某一種或某一型微生物才起作用大腸桿菌T4噬菌體的模式圖原噬菌體（prophage）附著或整合在寄主細(xì)胞染色體的溫和噬菌體DNA。溶源菌(lysogenicbacteria)在核染色體組上整合有原噬菌體并能正常生長(zhǎng)繁殖而不被裂解的寄主細(xì)胞。溶源菌的特點(diǎn)：自發(fā)裂解、誘發(fā)裂解復(fù)愈免疫性可以獲得新的生理特性毒性噬菌體(virulentphage)能在宿主菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖,產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解宿主菌細(xì)胞的噬菌體。1、毒性噬菌體的增殖過(guò)程毒性噬菌體復(fù)制一般分為五個(gè)階段：

吸附→侵入→復(fù)制→成熟→釋放在液體培養(yǎng)基中，噬菌現(xiàn)象可使渾濁菌液變?yōu)槌吻?在固體培養(yǎng)基中，若用適量噬菌體和宿主菌液混合后接種培養(yǎng)，培養(yǎng)基表面可出現(xiàn)噬菌斑（plaque）。一個(gè)噬菌斑系由一個(gè)噬菌體復(fù)制增殖并裂解細(xì)菌后形成的。若將噬菌體按一定倍數(shù)稀釋?zhuān)ㄟ^(guò)噬菌斑計(jì)數(shù)，可測(cè)知一定體積內(nèi)的噬菌斑形成單位數(shù)目，即噬菌體的數(shù)量。2、噬菌體效價(jià)的測(cè)定效價(jià)(titre)：每毫升試樣中所含有的侵染性噬菌體粒子數(shù)，又稱(chēng)為噬菌斑形成單位（plaque-formingunit,pfu）效價(jià)測(cè)定方法液體稀釋管法玻片快速法：速度快，但精確度差。斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)法：結(jié)果不準(zhǔn)確。單層平板法：方法簡(jiǎn)單，效果較差。雙層平板法3、一步生長(zhǎng)曲線(xiàn)定量描述毒性噬菌體生長(zhǎng)規(guī)律的試驗(yàn)曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)一個(gè)菌體被一個(gè)噬菌體感染，避免二次吸附；細(xì)菌群體被噬菌體同步感染。實(shí)驗(yàn)過(guò)程噬菌體稀釋液加到高濃度宿主細(xì)胞液中，保證每個(gè)細(xì)胞最多不超過(guò)一個(gè)噬菌體吸附；保溫?cái)?shù)分鐘后，以離心法或用噬菌體抗血清中和尚未被吸附的游離噬菌體；用細(xì)胞培養(yǎng)液稀釋混合液，同時(shí)可中止抗血清作用，適溫培養(yǎng)；間斷取樣進(jìn)行效價(jià)測(cè)定；以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以噬菌斑數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制成的曲線(xiàn)為一步生長(zhǎng)曲線(xiàn)。一步生長(zhǎng)曲線(xiàn)反映出3個(gè)重要特征參數(shù)：潛伏期裂解期裂解量潛伏期：從噬菌體吸附細(xì)菌到細(xì)菌細(xì)胞釋放新的噬菌體之前的這段時(shí)期，曲線(xiàn)平行于橫軸，噬菌體數(shù)無(wú)變化，樣品中無(wú)游離的噬菌體。分為隱晦期和胞內(nèi)累積期裂解期：曲線(xiàn)直線(xiàn)上升，子代噬菌體不斷釋放到培養(yǎng)基中，直到達(dá)到一個(gè)極限。穩(wěn)定期：感染細(xì)胞后復(fù)制的子代噬菌體全部釋放，噬菌斑數(shù)穩(wěn)定，一次感染結(jié)束。裂解量每一受感染細(xì)胞所釋放的新噬菌體平均數(shù)。不同的噬菌體或同種噬菌體感染敏感菌后所釋放的噬菌體數(shù)不同，與噬菌體種類(lèi)、宿主細(xì)胞菌齡以及環(huán)境因數(shù)有關(guān)。裂解末期平均噬菌斑數(shù)裂解量=

潛伏期平均噬菌斑數(shù)三、噬菌體和發(fā)酵工業(yè)1、噬菌體污染的現(xiàn)象發(fā)酵周期明顯延長(zhǎng)；碳源消耗緩慢；發(fā)酵液變清，鏡檢時(shí)有大量異常菌體出現(xiàn)（初期漲大變粗，后期細(xì)胞破碎呈云霧狀，革蘭氏染色呈紅色碎片）；發(fā)酵產(chǎn)物的形成緩慢或根本不形成；用敏感菌做平板檢查時(shí)，出現(xiàn)大量嗜菌斑；電子顯微鏡觀(guān)察，可見(jiàn)無(wú)數(shù)噬菌體粒子出現(xiàn)。噬菌體的來(lái)源

生產(chǎn)菌種本身帶有；生產(chǎn)環(huán)境中；相近類(lèi)型的噬菌體發(fā)生自然變異，使其對(duì)生產(chǎn)菌種敏感而侵染。侵染的主要途徑種子帶噬菌體進(jìn)入發(fā)酵罐；無(wú)菌空氣中含有噬菌體，通氣時(shí)帶入發(fā)酵罐；生產(chǎn)設(shè)備有“死角”或滲漏；滅菌不徹底，操作不嚴(yán)格等。預(yù)防和處理措施

以防為主，防重于治決不用可疑菌種；嚴(yán)格保持環(huán)境衛(wèi)生；決不排放或丟棄活菌液；注意通氣質(zhì)量；加強(qiáng)管道和發(fā)酵罐的滅菌；不斷篩選抗性菌種，并經(jīng)常輪換生產(chǎn)菌種；嚴(yán)格執(zhí)行會(huì)客制度。發(fā)現(xiàn)噬菌