三非細(xì)胞生物

三非細(xì)胞生物第1頁(yè)/共99頁(yè)目錄第一節(jié)病毒的生物學(xué)本質(zhì)第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能第三節(jié)病毒的增殖第四節(jié)亞病毒粒子第五節(jié)病毒的抵抗力與變異第六節(jié)病毒的分類與命名第2頁(yè)/共99頁(yè)第一節(jié)病毒的生物學(xué)本質(zhì)一、病毒學(xué)研究的意義二、病毒的基本特點(diǎn)和定義第3頁(yè)/共99頁(yè)一、病毒學(xué)研究的意義病毒學(xué)研究極大地豐富了微生物學(xué)乃至現(xiàn)代生物學(xué)的理論與技術(shù)；病毒學(xué)研究對(duì)有效控制和消滅人和有益生物的病毒性病害具有特別重要的意義。病毒學(xué)研究對(duì)防止病毒對(duì)食品造成污染,以及減少發(fā)酵食品生產(chǎn)中噬菌體污染而造成的經(jīng)濟(jì)損失具有一定意義。第4頁(yè)/共99頁(yè)

公元前1500年,埃及孟非思壁畫中長(zhǎng)老患小兒麻痹癥。(脊髓灰質(zhì)炎病毒引起)

第5頁(yè)/共99頁(yè)一、病毒的生物學(xué)特點(diǎn)和定義

1.病毒的概念：病毒(virons):是一類比細(xì)菌更小,能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器,僅含一種類型核酸(DNA/RNA)與少量蛋白質(zhì),只能在活細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)繁殖的非細(xì)胞形態(tài)的微生物。病毒粒子:一個(gè)結(jié)構(gòu)完整,功能齊全而有感染性的成熟病毒顆粒。第6頁(yè)/共99頁(yè)2.病毒的基本特點(diǎn)

(1)個(gè)體極其微小病毒粒子(viron)絕大多數(shù)的大小介于最小的細(xì)菌和最大的蛋白質(zhì)分子之間(以nm計(jì)),形態(tài)多樣,有球狀、桿狀、復(fù)合型。只能通過(guò)電子顯微鏡觀察。第7頁(yè)/共99頁(yè)大腸埃希菌T2噬菌體第8頁(yè)/共99頁(yè)微生物的大小比較葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次體450nm衣原體390nmA、大腸桿菌噬菌體

(65×95nm)B、腺病毒

(70nm)C、脊髓灰質(zhì)炎病毒

(30nm)D、乙腦病毒

(40nm)E、蛋白分子

(10nm)F、流感病毒

(100nm)G、煙草花葉病毒第9頁(yè)/共99頁(yè)(2)無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu),化學(xué)成分簡(jiǎn)單

由核酸和蛋白質(zhì)組成的有生命特征的核蛋白顆粒,且只含有一種核酸(DNA或RNA),核酸以單鏈或雙鏈形式存在。第10頁(yè)/共99頁(yè)AIDSHIV免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirus,HIV)獲得性免疫缺陷綜合征

第11頁(yè)/共99頁(yè)(3)缺乏完整酶系統(tǒng)和獨(dú)立代謝能力

由于病毒不具備生物產(chǎn)能代謝所需要的遺傳信息,沒(méi)有產(chǎn)能酶系統(tǒng),只能利用活寄主細(xì)胞酶類和產(chǎn)能代謝機(jī)構(gòu),并借助寄主細(xì)胞生物合成機(jī)構(gòu)復(fù)制其核酸,以及合成由其核酸編碼的蛋白質(zhì),再由蛋白質(zhì)外殼包裹核酸裝配成子代病毒。病毒生物合成是病毒遺傳信息控制下寄主細(xì)胞的生物合成過(guò)程。核酸構(gòu)成病毒的基因組,病毒通過(guò)基因組復(fù)制和表達(dá)。病毒無(wú)個(gè)體生長(zhǎng),不能以二均分裂方式進(jìn)行繁殖,也不能進(jìn)行蛋白質(zhì)、糖類和脂類代謝活動(dòng)。第12頁(yè)/共99頁(yè)有些病毒的核酸能整合到宿主細(xì)胞內(nèi)的(DNA)中,從而誘發(fā)潛伏感染。(4)超級(jí)寄生第13頁(yè)/共99頁(yè)(5)具有雙重存在方式

因不具備維持生命活動(dòng)的完整酶系統(tǒng),只有在活的宿主細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)生命活動(dòng),具有生命的特征。在細(xì)胞外,不能獨(dú)立進(jìn)行新陳代謝,只具有一般大分子的特征,無(wú)生命特征。第14頁(yè)/共99頁(yè)

(6)通過(guò)復(fù)制來(lái)繁殖流感病毒病毒以復(fù)制的方式增殖,包括核酸復(fù)制、核酸蛋白質(zhì)裝配,是在分子水平上進(jìn)行的。第15頁(yè)/共99頁(yè)

(7)對(duì)一般抗生素和作用于微生物代謝途徑的藥物均不敏感。絕大多數(shù)病毒在不同程度上對(duì)干擾素敏感。而且耐冷不耐熱。肺炎病毒第16頁(yè)/共99頁(yè)正常細(xì)胞細(xì)胞病變(CPE)第17頁(yè)/共99頁(yè)病毒與其它微生物的區(qū)別第18頁(yè)/共99頁(yè)第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能一、病毒的形態(tài)與大小

二、病毒的結(jié)構(gòu)與功能

三、病毒衣殼的對(duì)性

四、病毒的包涵體第19頁(yè)/共99頁(yè)

一、病毒的形態(tài)與大小

1.形態(tài)多數(shù)病毒呈球形或近似球形;少數(shù)呈桿狀,絲狀;極少數(shù)可為子彈狀、磚塊狀;噬菌體可呈蝌蚪狀。第20頁(yè)/共99頁(yè)第21頁(yè)/共99頁(yè)感染人和動(dòng)物后常引起局部或全身化膿性皮膚損害。為病毒粒最大的一類DNA病毒,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。病毒粒呈磚形或橢圓形,大小(300～450)nm×(170～260)nm。有核心、側(cè)體和包膜,核心含有與蛋白結(jié)合的病毒DNA,為線型雙鏈。第22頁(yè)/共99頁(yè)煙草花葉病病毒(桿狀)第23頁(yè)/共99頁(yè)第24頁(yè)/共99頁(yè)第25頁(yè)/共99頁(yè)三類典型形態(tài)的病毒:廿面體對(duì)稱的結(jié)構(gòu)(球狀)螺旋對(duì)稱的結(jié)構(gòu)(桿狀)復(fù)合對(duì)稱的結(jié)構(gòu)(蝌蚪狀)

大腸桿菌的T4噬菌體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋對(duì)稱的尾部組合而成,是病毒中復(fù)合對(duì)稱的代表。第26頁(yè)/共99頁(yè)2.大小測(cè)量單位為納米(nm,為1/1000m)

<50nm小型病毒

50nm～150nm中等大小病毒(大多數(shù))

>150nm大型病毒最小的病毒:口蹄疫病毒(10nm)最大的病毒:痘病毒(300nm)第27頁(yè)/共99頁(yè)

核衣殼(基本構(gòu)造)

核髓:由DNA或RNA構(gòu)成病衣殼:由許多衣殼粒蛋白構(gòu)成毒

包膜(非基本結(jié)構(gòu)):由類脂或脂蛋白構(gòu)成

刺突或包膜突起(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。二、病毒的結(jié)構(gòu)與功能第28頁(yè)/共99頁(yè)病毒體結(jié)構(gòu)模式圖殼粒衣殼(外殼)核酸（DNA/RNA）核衣殼包膜包膜病毒包膜子粒(刺突)第29頁(yè)/共99頁(yè)衣殼核酸包膜刺突核衣殼病毒基本結(jié)構(gòu)：第30頁(yè)/共99頁(yè)(1)核酸(病毒中心、核髓/core)

核酸含有病毒的基因組(genome),能為病毒的增殖、遺傳、變異等功能提供遺傳信息。第31頁(yè)/共99頁(yè)根據(jù)合成mRNA方式不同病毒基因組分類①單鏈(ssDNA):使用細(xì)胞DNA聚合酶合成dsDNA,再由細(xì)胞依賴DNA的RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄mRNA。②雙鏈DNA(dsDNA,±DNA):除豆病毒外,都使用細(xì)胞依賴DNA的RNA聚合酶合成mRNA。③單正鏈RNA(ss+RNA,+RNA):單正鏈RNA具有mRNA功能。④單負(fù)鏈RNA(ss-RNA,-RNA):單負(fù)鏈RNA是mRNA的互補(bǔ)鏈。細(xì)胞缺乏復(fù)制RNA的RNA聚合酶,故病毒依靠自身依賴RNA的RNA聚合酶合成mRNA。⑤雙鏈RNA(dsRNA,±RNA):細(xì)胞缺乏從RNA轉(zhuǎn)錄mRNA的聚合酶,故病毒依靠自身依賴RNA的RNA聚合酶合成mRNA。⑥反轉(zhuǎn)錄病毒:含有反轉(zhuǎn)錄酶的單正鏈RNA病毒。第32頁(yè)/共99頁(yè)(2)衣殼體(capsid)

由蛋白質(zhì)組成的殼粒(capsomere)來(lái)組成衣殼。衣殼的功能:保護(hù)基因組,對(duì)抗環(huán)境中的核酸酶或其他破壞性因素。介導(dǎo)病毒核酸進(jìn)入宿主細(xì)胞。具有抗原型.能引起免疫應(yīng)答。核酸連同衣殼又稱為核衣殼(nucleocapaid)。第33頁(yè)/共99頁(yè)外衣殼內(nèi)衣殼第34頁(yè)/共99頁(yè)(3)包膜(envelope/peles)

由包膜子粒(peplomere)組成。具有保護(hù)、介導(dǎo)、抗原性作用。包膜是病毒核衣殼在細(xì)胞內(nèi)裝配完成后,以“出芽”的方式通過(guò)細(xì)胞膜釋放所獲得的一層脂蛋白性的膜(宿主的細(xì)胞膜可能經(jīng)病毒編碼的蛋白質(zhì)修飾過(guò))。也有少數(shù)病毒的包膜是來(lái)自胞漿內(nèi)空泡膜或核膜。第35頁(yè)/共99頁(yè)包膜脂類來(lái)源及作用來(lái)源于寄主細(xì)胞,其種類和含量具有對(duì)寄主細(xì)胞的特異性。即脂類具有對(duì)寄主細(xì)胞的親嗜性,故可決定病毒特定的侵害部位。第36頁(yè)/共99頁(yè)(4)包膜突起(刺突)包膜子粒peplomere(刺突spike)少數(shù)有包膜病毒在包膜表面有突起叫做刺突(由糖蛋白構(gòu)成)。對(duì)病毒分類鑒定有用,與病毒吸附細(xì)胞有關(guān)。第37頁(yè)/共99頁(yè)(5)病毒基質(zhì)蛋白或被膜某些病毒(如正黏病毒和副黏病毒)在核衣客的外層和包膜內(nèi)層側(cè)墊有一層蛋白,稱基質(zhì)蛋白。具有支撐包膜,維持病毒結(jié)構(gòu)的功能。并促進(jìn)衣殼與包膜之間的識(shí)別,有利于病毒的裝配。皰疹病毒的被膜含有病毒蛋白和酶,有助于起始病毒的復(fù)制。第38頁(yè)/共99頁(yè)(6)病毒觸須有些無(wú)包膜病毒核衣殼上突起物。如腺病毒沒(méi)有包膜,其核衣殼呈20面體對(duì)稱,在20面體的各個(gè)頂角上有觸須纖維,形狀宛如打頭針,頂端膨大呈球形。具有凝集某些動(dòng)物紅細(xì)胞和毒害寄主細(xì)胞的作用。腺病毒第39頁(yè)/共99頁(yè)(7)化學(xué)成分核酸（DNA或RNA）蛋白質(zhì)(衣殼蛋白、包膜蛋白、酶蛋白)較復(fù)雜的病毒還含有脂類、多糖等(僅存在包膜上)第40頁(yè)/共99頁(yè)三、病毒衣殼的對(duì)稱性

SymmetryofNucleocapsid(1)螺旋對(duì)稱型(HelicalSymmetry)蛋白質(zhì)遺傳物質(zhì)煙草花葉病病毒第41頁(yè)/共99頁(yè)(2)二十面體立體對(duì)稱型(IcosahedralSymmetry)腺病毒(引起呼吸道、胃腸道、泌尿系及眼疾病。少數(shù)有致癌作用)

內(nèi)有遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)第42頁(yè)/共99頁(yè)(3)復(fù)合對(duì)稱型

(ComplexSymmetry)病毒的衣殼中既有立體對(duì)稱部分,又有螺旋對(duì)稱部分,稱為復(fù)合對(duì)稱。大腸桿菌的T4噬菌體內(nèi)有遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)第43頁(yè)/共99頁(yè)四、病毒的包涵體在某些感染病毒的寄主細(xì)胞內(nèi),形成結(jié)構(gòu)特殊、有一定染色特性、在光學(xué)顯微鏡下可見的大小、形態(tài)和數(shù)量不等的小體,稱為包涵體(inclusionbody)作用:具有保護(hù)病毒粒子的作用。應(yīng)用:病毒病的診斷生物防治第44頁(yè)/共99頁(yè)第三節(jié)病毒的增殖一、一步生長(zhǎng)曲線二、病毒的一般增殖過(guò)程三、噬菌體第45頁(yè)/共99頁(yè)一、一步生長(zhǎng)曲線1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù):1個(gè)菌體被1個(gè)噬菌體(phage)感染,避免二次吸附;細(xì)菌群體被噬菌體同步感染。2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程:

敏感菌10ml噬菌體1ml

混勻,5min,使之吸附離心或用抗噬菌體血清處理,去除過(guò)量噬菌體

高倍稀釋,吸附噬菌體的菌懸液(避免多次吸附)

37℃培養(yǎng),定時(shí)取樣第46頁(yè)/共99頁(yè)

取樣人為裂解處理(每5min)樣品中加入氯仿裂解細(xì)胞

24-48h

裂解液加入敏感菌液中

適當(dāng)稀釋混合液

涂布于瓊脂培養(yǎng)基上

計(jì)數(shù)噬菌斑第47頁(yè)/共99頁(yè)噬菌斑:概念:將少量噬菌體與大量敏感菌混合培養(yǎng)在營(yíng)養(yǎng)瓊脂中,在平板表面布滿宿主細(xì)胞的菌苔上,可以用肉眼看到一個(gè)個(gè)透明的不長(zhǎng)菌的小圓斑,稱為噬菌斑(每個(gè)噬菌斑一般是由一個(gè)噬菌體粒子形成的)。應(yīng)用：噬菌斑可用于檢出、分離、純化噬菌體和進(jìn)行噬菌體的計(jì)數(shù)。噬菌斑第48頁(yè)/共99頁(yè)一步生長(zhǎng)曲線以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo),以噬菌斑數(shù)為縱坐標(biāo),繪制成的曲線為一步生長(zhǎng)曲線?？煞忠韵码A段：潛伏期隱蔽期裂解期穩(wěn)定期第49頁(yè)/共99頁(yè)潛伏期:病毒吸附于細(xì)胞到受染細(xì)胞釋放出子代病毒所需的最短時(shí)間。不同病毒潛伏期長(zhǎng)短不一，噬菌體一般有幾分鐘，動(dòng)物病毒和植物病毒以小時(shí)或天計(jì)。隱蔽期:病毒在感染細(xì)胞內(nèi)消失到細(xì)胞內(nèi)重新出現(xiàn)新的感染病毒的時(shí)期。人為裂解病毒感染細(xì)胞,在潛伏期前一階段,受染細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)不到感染性病毒。裂解期:在潛伏期后,病毒效價(jià)急劇增加,這是新合成的病毒核酸和蛋白質(zhì)裝配成大量病毒粒子,并釋放的結(jié)果。穩(wěn)定期:裂解期末,受染細(xì)胞將子代病毒粒子全部釋放出來(lái),病毒效價(jià)穩(wěn)定在最高處的時(shí)期。第50頁(yè)/共99頁(yè)裂解量:每個(gè)受染細(xì)胞產(chǎn)生的子代病毒粒子的平均數(shù)目,其值等于穩(wěn)定期受染細(xì)胞釋放的全部子代病毒粒子數(shù)除以潛伏期受染細(xì)胞的數(shù)目,即穩(wěn)定期病毒效價(jià)與潛伏期病毒效價(jià)之比。

穩(wěn)定期噬菌斑數(shù)裂解量=

潛伏期噬菌斑數(shù)裂解量取決于病毒種類和宿主細(xì)胞菌齡以及環(huán)境因數(shù)有關(guān)。不同病毒有不同的裂解量,噬菌體的裂解量一般幾十到幾百個(gè),而植物病毒和動(dòng)物病毒一般為幾百到幾萬(wàn)個(gè)。第51頁(yè)/共99頁(yè)二、病毒的一般增殖過(guò)程

病毒沒(méi)有完整的酶系統(tǒng),只能依靠宿主活細(xì)胞,在原代病毒基因組控制下合成病毒核酸和蛋白質(zhì),并裝配為成熟的子代病毒,釋放出細(xì)胞外,或再感染其他易感染活細(xì)胞,這種病毒的增殖方式稱為病毒復(fù)制(replication)。第52頁(yè)/共99頁(yè)復(fù)制可分為六個(gè)連續(xù)階段從病毒靠近宿主細(xì)胞,并進(jìn)入細(xì)胞,到病毒復(fù)制后再釋放出來(lái)的全過(guò)程,稱為復(fù)制周期(replicationcycle)也叫感染周期。吸附→穿入(侵入)→脫殼→生物合成→裝配與成熟→釋放第53頁(yè)/共99頁(yè)病毒粒子宿主細(xì)胞吸附侵入成熟病毒粒子裝配合成蛋白質(zhì)衣殼核酸復(fù)制先期步驟病毒酶合成第54頁(yè)/共99頁(yè)釋放裝配與成熟生物合成侵入吸附烈性噬菌體的繁殖過(guò)程脫殼第55頁(yè)/共99頁(yè)T4噬菌體的生命周期示意圖第56頁(yè)/共99頁(yè)1.吸附(adsorption)

病毒感染細(xì)胞先要吸附在易感染細(xì)胞上,可分為兩步。①離子鍵或電荷的吸引,可逆的。②病毒顆粒特異的吸附于宿主細(xì)胞表面,是病毒顆粒的表面成分與細(xì)胞膜的受體發(fā)生相互作用的結(jié)果,不可逆的。

第57頁(yè)/共99頁(yè)2.侵入(penetration)

病毒吸附在宿主細(xì)胞膜后通過(guò)多種方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),稱為侵入。第58頁(yè)/共99頁(yè)細(xì)胞膜吞入(病毒胞飲),形成含病毒的吞飲泡,主要方式。直接進(jìn)入第59頁(yè)/共99頁(yè)病毒包膜與宿主細(xì)胞膜融合核酸擠入細(xì)胞內(nèi),其余部分留在細(xì)胞外。第60頁(yè)/共99頁(yè)從性菌毛進(jìn)入第61頁(yè)/共99頁(yè)3.脫殼(encoating)

病毒進(jìn)入細(xì)胞后,迅速在溶酶體蛋白水解酶的作用下脫掉蛋白質(zhì)衣殼,釋放出核酸。有些侵入時(shí)同時(shí)脫殼。第62頁(yè)/共99頁(yè)4.生物合成(biosynthesis)

核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成。多數(shù)DNA病毒在宿主細(xì)胞核內(nèi)合成核酸,多數(shù)RNA病毒在細(xì)胞質(zhì)合成核酸。第63頁(yè)/共99頁(yè)5.裝配與成熟主要步驟有：DNA分子縮合→通過(guò)衣殼包裹DNA而形成頭部→尾絲及尾部的其它部件獨(dú)立裝配完成→頭部與尾部相結(jié)合→最后裝上尾絲,至此,一個(gè)個(gè)成熟的形狀、大小相同的噬菌體裝配完成。

裝配成完整的核衣殼:DNA病毒在核內(nèi)裝配（痘病毒除外）

RNA病毒和痘病毒在胞漿內(nèi)裝配。

第64頁(yè)/共99頁(yè)6.釋放破胞釋放:無(wú)包膜病毒在細(xì)胞內(nèi)裝配完成后,借助自身降解宿主細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的酶,如噬菌體溶菌酶和脂肪酶、流感病毒包膜刺突神經(jīng)氨酸酶等裂解宿主細(xì)胞,子代病毒便一起釋放到胞外,宿主細(xì)胞死亡。芽生釋放:有包膜的病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)合成衣殼蛋白時(shí),還合成包膜蛋白,經(jīng)添加糖殘基修飾成糖蛋白,轉(zhuǎn)移到核膜、細(xì)胞膜上,取代宿主細(xì)胞的膜蛋白。宿主核膜或細(xì)胞膜上有該病毒特異糖蛋白部位,便是出芽位置。在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)裝配病毒,出芽時(shí)外包上一層質(zhì)膜成分。若在核內(nèi)裝配病毒,出芽時(shí)包上一層核膜成分。有的先包上一層核膜成分,后又包上一層質(zhì)膜成分,其包膜由兩層膜構(gòu)成,兩層包膜上均帶有病毒編碼特異蛋白、血凝素、神經(jīng)氨酸酶等，宿主細(xì)胞并不死亡。第65頁(yè)/共99頁(yè)三、噬菌體(phage)

病毒種類很多,根據(jù)病毒寄生的對(duì)象來(lái)分,有植物病毒、動(dòng)物病毒和微生物病毒。噬菌體:是病毒中的一種,一般把侵染細(xì)菌、放線菌的病毒叫噬菌體。(把侵染真菌的病毒叫噬真菌體)噬菌體在自然界廣泛存在,在1995年發(fā)表的ICTV的病毒分類與命名第六次報(bào)告中共報(bào)道了4000余種,分別劃歸為49個(gè)病毒科。據(jù)Bradley(1967)歸納,噬菌體共有六類形態(tài)。第66頁(yè)/共99頁(yè)組成:主要由蛋白質(zhì)和核酸組成?；拘螒B(tài):蝌蚪形、微球形和纖絲形。1.噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與組成第67頁(yè)/共99頁(yè)第68頁(yè)/共99頁(yè)頭部:廿面體對(duì)稱結(jié)構(gòu),由蛋白質(zhì)衣殼構(gòu)成,內(nèi)含一條DNA。頸部:薄盤狀,附頸須。尾鞘:長(zhǎng)95nm,衣殼粒螺旋對(duì)稱;可伸縮。尾髓:中空,DNA可由此進(jìn)入細(xì)胞?；?六角形盤狀物,其上有刺突、尾絲。刺突:有吸附功能。尾絲:有識(shí)別吸附功能。大腸桿菌T4噬菌體構(gòu)造蝌蚪形噬菌體的構(gòu)造第69頁(yè)/共99頁(yè)(1)噬菌體的增殖和溶菌過(guò)程凡能在敏感細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖,產(chǎn)生許多子代噬菌體,并最終裂解細(xì)菌,稱為烈性噬菌體(virulentphage)。２.噬菌體與宿主的關(guān)系第70頁(yè)/共99頁(yè)

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)基表面可有透亮的溶菌空斑出現(xiàn)。一個(gè)空斑系由一個(gè)噬菌體復(fù)制增殖并裂解細(xì)菌后形成的,稱為噬斑(plaque)。第71頁(yè)/共99頁(yè)(2)溶原現(xiàn)象

自然界還存在另一種噬菌體,當(dāng)其侵入宿主細(xì)胞后,并不增殖而是隱蔽下來(lái),其基因就插入宿主細(xì)胞基因組中,隨宿主細(xì)胞的基因組復(fù)制而復(fù)制,當(dāng)細(xì)菌分裂時(shí),噬菌體的基因也隨著分布到兩個(gè)子代細(xì)菌的基因中去,這種噬菌體稱為溫和性噬菌體或溶原性噬菌體。帶有噬菌體基因組的細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌。整合在細(xì)胞核上的噬菌體核酸稱為原噬菌體。第72頁(yè)/共99頁(yè)第73頁(yè)/共99頁(yè)第74頁(yè)/共99頁(yè)３.危害與應(yīng)用噬菌體的危害：主要是引起發(fā)酵中噬菌體污染例:丙酮、丁醇發(fā)酵噬菌體污染抗生素發(fā)酵中的噬菌體污染食品工業(yè)上的噬菌體污染防治：控制活菌排放選育抗性生產(chǎn)菌株生產(chǎn)中輪換使用菌種藥物防治(金霉素、四環(huán)素)第75頁(yè)/共99頁(yè)噬菌體的應(yīng)用(1)細(xì)菌分類鑒定噬菌體與宿主菌關(guān)系高度特異性,可用于未知細(xì)菌鑒定分型。如應(yīng)用傷寒沙門菌Vi噬菌體可將有Vi抗原的傷寒沙門菌分成96個(gè)噬菌體型。(2)診斷治療疾病用噬菌體效價(jià)增長(zhǎng)試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)本中相應(yīng)細(xì)菌。在懷疑有某種細(xì)菌存在的標(biāo)本中,加入一定數(shù)量已知噬菌體,37℃孵育6～8h,再測(cè)定該噬菌體效價(jià)輔助治療,用銅綠假單胞菌噬菌體治療創(chuàng)口感染。(3)分子生物學(xué)研究工具噬菌體基因數(shù)量少,結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡(jiǎn)單得多,而且容易獲得大量突變體。(4)檢驗(yàn)植物病原菌(5)測(cè)定輻射劑量第76頁(yè)/共99頁(yè)第四節(jié)亞病毒粒子

是一類比一般病毒更小、更簡(jiǎn)單,僅具有核酸或僅有蛋白質(zhì)的感染性活體。亞病毒包括類病毒、衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星RNA以及朊病毒。在亞病毒中,僅類病毒和朊病毒能獨(dú)立復(fù)制,衛(wèi)星病毒及衛(wèi)星RNA必須依賴輔助病毒進(jìn)行復(fù)制。第77頁(yè)/共99頁(yè)一、類病毒類病毒(viroid)是由單鏈共價(jià)閉合環(huán)狀RNA分子組成,類病毒相對(duì)分子質(zhì)量為O.7×105～1.2×105,大小僅為最小病毒的1/10,這種RNA能在敏感細(xì)胞內(nèi)自我復(fù)制,不需要輔助病毒,其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都與已知病毒不同,故名類病毒。馬鈴薯紡錘形塊莖病類病毒(PSTV)是發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)類病毒,它是由359個(gè)核苷酸組成的單鏈環(huán)狀RNA分子,是由高度堿基配對(duì)的雙鏈區(qū)與未配對(duì)的環(huán)狀區(qū)相間排列而成的桿狀構(gòu)型。第78頁(yè)/共99頁(yè)馬鈴薯紡錘形塊莖病類病毒(PSTV)結(jié)構(gòu)

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類病毒RNA能自我復(fù)制,但不能編碼蛋白質(zhì),迄今已知的類病毒只存在于高等植物中,其核酸都是RNA型,如馬鈴薯紡錘形塊莖病類病毒、柑橘裂皮病類病毒(CEV)、鱷梨白斑類病毒(ASBV)等。類病毒的傳染力很強(qiáng),但大多數(shù)呈不顯性感染。Singh氏等(1973年)發(fā)現(xiàn)11個(gè)科的138種植物能夠感染類病毒,但只有茄科和菊科的12種植物呈現(xiàn)癥狀。類病毒感染的第二個(gè)特點(diǎn)是潛伏期很長(zhǎng),馬鈴薯在感染后幾個(gè)月甚至第二代才出現(xiàn)塊莖呈紡錘形的癥狀,嚴(yán)重減產(chǎn)。第80頁(yè)/共99頁(yè)二、衛(wèi)星病毒衛(wèi)星病毒(satellitevirus)是一類基因組缺損、需要依賴輔助病毒,基因才能復(fù)制和表達(dá),才能完成增殖的亞病毒。如大腸桿菌噬菌體P4,缺乏編碼衣殼蛋白的基因,需輔助病毒大腸桿菌噬菌體P2同時(shí)感染,且依賴P2合成的殼體蛋白裝配成含P2殼體1/3左右的P4殼體,與較小的P4DNA組裝成完整的P4顆粒,完成增殖過(guò)程。丁型肝炎病毒(HDV)必須利用乙型肝炎病毒的包膜蛋白才能完成復(fù)制周期,常見的衛(wèi)星病毒還有腺聯(lián)病毒(AAV)、衛(wèi)星煙草花葉病毒(STMV)、衛(wèi)星玉米白線花葉病毒(SMWLMV)、衛(wèi)星稷子花葉病(SPMV)。第81頁(yè)/共99頁(yè)三、衛(wèi)星RNA衛(wèi)星RNA(sat-RNA)是一類寄生于輔助病毒殼體內(nèi),雖然與輔助病毒基因組無(wú)同源性,但必須依賴于輔助病毒才能復(fù)制的RNA分子片段。有人也稱之為擬病毒(virusoid)。如絨毛煙斑駁病毒(VTMoV)的衛(wèi)星RNA(環(huán)狀RNA-2或其線狀形式RNA-3)單獨(dú)不能復(fù)制,但與VTMoV基因組RNA-1共存時(shí)可感染和復(fù)制。許多衛(wèi)星RNA能影響其輔助病毒在宿主中感染寄生的癥狀,如煙草環(huán)斑病毒(TobRSV)的衛(wèi)星RNA能減輕TobRSV在煙草上引起的環(huán)斑癥狀。常見的衛(wèi)星RNA還有番茄黑環(huán)病毒(TobRSV)的衛(wèi)星RNA、黃瓜花葉病毒(CMV)的衛(wèi)星RNA等。第82頁(yè)/共99頁(yè)四、朊病毒

朊病毒(prion)是一類具有侵染性并能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的小分子無(wú)免疫性疏水蛋白質(zhì)。如人的庫(kù)魯病(Kuru)、羊搔癢病(scrapie)、牛海綿狀腦病(瘋牛病)、雅氏病(CJD)等病的病原體均為朊病毒。1982年,美國(guó)科學(xué)家S．B．Prusiner在研究羊搔癢病病原體時(shí)發(fā)現(xiàn),經(jīng)紫外線輻射、高溫等能使病毒失活的因子處理后該病的病原體仍有活性,而SDS、尿素、苯酚等蛋白變性劑則能使之失活,認(rèn)為這種病原體是一種蛋白質(zhì)侵染顆粒,即朊病毒。Prusiner因此而獲得1998年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。朊病毒引起的疾病是繼癌癥、艾滋病之后對(duì)人類提出的又一巨大挑戰(zhàn)。總之,朊病毒的本質(zhì),其致病機(jī)理和繁殖方式等問(wèn)題還有待于進(jìn)一步闡明。第83頁(yè)/共99頁(yè)第五節(jié)病毒的抵抗力與變異(一)物理因素1.溫度病毒喜冷怕熱。大多數(shù)病毒在4℃以下良好生存,在干冰溫度(-70℃)和液氮(-196℃)下長(zhǎng)期保持其感染性。大多數(shù)病毒在55～60℃條件下幾分鐘到十幾分鐘內(nèi)滅活,100℃幾秒鐘內(nèi)滅活。因此必須低溫保存病毒和疫苗。各種病毒對(duì)熱的抵抗力不同,甚至有著明顯的差異。如黏病毒和RNA腫瘤病毒等具有包膜的病毒,感染半衰期為37℃1h,而痘病毒在干燥狀態(tài)下,卻可耐受100℃加熱5～10min。熱對(duì)病毒的滅活作用,受周圍環(huán)境因素的影響。蛋白質(zhì)以及鈣、鎂等離子存在,?？商岣吣承┎《緦?duì)熱的抵抗力。第84頁(yè)/共99頁(yè)長(zhǎng)期保存病毒采用的方法(1)快速低溫冷凍于病毒液中加入滅活的正常動(dòng)物血清或其他蛋白保護(hù)劑,最好再加入5％～10％的二甲基亞砜,并迅速冷凍和保存于-70℃～-196℃。對(duì)含病毒的組織材料可以直接低溫冷凍保存,如有些病毒可先浸入50％的甘油緩沖鹽水中,再行低溫保存,效果更好。(2)真空冷凍干燥在真空條件下使冰凍病毒懸液脫水,可保存幾年甚至幾十年,毒力不變。第85頁(yè)/共99頁(yè)2.輻射

電離輻射中的γ射線和X射線以及非電離輻射紫外線,都對(duì)病毒呈現(xiàn)滅活作用。其原因是它們可以破壞病毒核酸的分子結(jié)構(gòu),使其失去生物活性。3.超聲波和光動(dòng)力作用超聲波主要以強(qiáng)烈振蕩對(duì)細(xì)菌和其他微生物以及細(xì)胞等呈現(xiàn)破壞作用,但對(duì)病毒的滅活作用并不明顯。常用超聲波破壞細(xì)胞,使病毒粒子從細(xì)胞內(nèi)釋放,以便收獲和提純病毒。有些病毒核酸被染料(如甲苯胺藍(lán)、啶橙)作用后,就能被可見光滅活,稱為染料的光動(dòng)力作用。第86頁(yè)/共99頁(yè)(二)化學(xué)因素1.pH值大多數(shù)病毒在pH6～8的范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。pH5.0以下酸性環(huán)境中,及pH9.0以上堿性環(huán)境中,病毒大多迅速滅活。酸、堿溶液是病毒學(xué)實(shí)踐中常用消毒劑。實(shí)驗(yàn)室常用1％鹽酸溶液浸泡玻璃器皿和塑料制品,如吸管、微量培養(yǎng)板、滴定板等。常用燒堿作環(huán)境消毒劑。貯存病毒,以中性或微堿性為宜。各種病毒對(duì)pH變化的穩(wěn)定性可能顯著不同。如呼腸孤病毒能夠抵抗pH3.0;口蹄疫病毒在pH6.0～6.5及pH8.0～9.0迅速滅活;豬水泡病病毒在pH2.2條件下24h內(nèi)仍保持其感染性。根據(jù)某些病毒的耐酸性能,病毒實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成功地應(yīng)用酸性解離方法從病毒-抗體復(fù)合物中分離感染性病毒。如1983年P(guān)inheiro氏等將脊髓灰質(zhì)炎病毒-抗體復(fù)合物的pH降至2.5，分離獲得了感染性病毒。第87頁(yè)/共99頁(yè)2.脂溶劑乙醚、氯仿和丙酮等脂溶劑對(duì)有包膜的病毒具有滅活作用。乙醚等滅活試驗(yàn)是鑒定病毒的一個(gè)重要指標(biāo)。3.染料某些病毒經(jīng)活體染料著染后,染料穿透病毒,與核酸結(jié)合,當(dāng)病毒遇見可見光時(shí)易被滅活。4.化學(xué)消毒劑多數(shù)病毒在0.5～1.0%苯酚溶液中不被滅活,但易被乙醇甲醇、升汞、氧化劑、碘酒、強(qiáng)酸及強(qiáng)堿等滅活。5.特殊殺病毒劑常用的有β-丙內(nèi)酯和環(huán)氧乙烷。6.甘油和抗生素用50％甘油鹽水,大多數(shù)細(xì)菌被殺滅,但病毒可存活數(shù)日,甚至幾年。生產(chǎn)中用50％甘油鹽水保存病毒材料,同時(shí)采取冷藏,效果較為理想;一般抗生素物質(zhì)如青霉素、鏈霉素、土霉素對(duì)病毒無(wú)作用,故常將青霉素、鏈霉素等加入到含有病毒的材料中去,以殺死細(xì)菌而有利于病毒分離與培養(yǎng)。近年來(lái),人們發(fā)現(xiàn)一些抗生素對(duì)病毒有作用,有的已用在病毒病預(yù)防和治療上,如金剛銨、利福霉素、放線菌素D等。第88頁(yè)/共99頁(yè)二、病毒的變異(一)突變(1)毒力改變有強(qiáng)株及弱株,后者可制成弱毒活病毒疫苗。(2)條件致死突變株病毒突變后在特定條件下能生長(zhǎng),而在原來(lái)?xiàng)l件下致死。(3)宿主適應(yīng)性突變株如狂犬病毒突變株適應(yīng)在兔腦內(nèi)增殖。第89頁(yè)/共99頁(yè)(二)基因重組(1)活病毒間的重組如流感病毒兩個(gè)亞型之間基因重組,產(chǎn)生新的雜交株。

(2)滅活病毒間的重組如用紫外線滅活兩株同種病毒,培養(yǎng)后,滅活病毒復(fù)活。

(3)死活病毒間的重組如在雞胚中生長(zhǎng)甲型流感病毒疫苗經(jīng)紫外線滅活后,再加亞洲甲型活流感病毒一同培養(yǎng),產(chǎn)生出具有前者特點(diǎn)的A2亞型流感病毒。

第90頁(yè)/共99頁(yè)(三)基因產(chǎn)物的相互作用(1)表型混合兩種病毒混合感染,一個(gè)病毒基因組裝入另一病毒衣殼內(nèi),或裝入兩個(gè)病毒成分構(gòu)成的衣殼內(nèi),發(fā)生表型混合。(2)基因型混合兩種病毒核酸偶而混合裝在同一病毒衣殼內(nèi),或兩種病毒核衣殼偶爾包在一個(gè)囊膜內(nèi),但它們的核酸都未重組合,所以沒(méi)有遺傳性。

(3)互補(bǔ)兩種病毒通過(guò)其產(chǎn)生的蛋白質(zhì)產(chǎn)物相互間補(bǔ)助不足,如輔助病毒與缺損病毒間、兩個(gè)缺損病毒間、活病毒與死病毒間互補(bǔ)。

(4)增強(qiáng)兩種病毒混合培養(yǎng)時(shí),一種病毒能促進(jìn)增強(qiáng)另一種病毒的產(chǎn)量,可能是因?yàn)榍罢邏褐屏水a(chǎn)生干擾素所致。

第91頁(yè)/共99頁(yè)(四)病毒變異的實(shí)際意義(1)研制減毒活疫苗如ts株、宿主適應(yīng)性突變株的研制。

(2)應(yīng)用于基因工程將一個(gè)生物體基因,即DNA片段,轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生物內(nèi),與原有生物體的DNA結(jié)合,實(shí)現(xiàn)遺傳性狀的轉(zhuǎn)移和重新組合,從而使人們能夠定向地控制、干予和改變生物體的變異和遺傳。第92頁(yè)/共99頁(yè)第六節(jié)病毒的分類與命名一、病毒的種類(一)脊椎動(dòng)物病毒如流行性感冒、肝炎、皰疹、流行性乙型腦炎、狂犬病、艾滋病、非典型肺炎等。畜、禽等動(dòng)物的病毒病如豬瘟、牛瘟、口蹄疫、雞瘟、雞新城疫和勞氏肉瘤等,許多還是人獸共患病,