微生物形態(tài)3課件

第二章第

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態(tài)生物細(xì)胞生物非細(xì)胞生物：病毒、亞病毒原核生物：三菌、三體真核生物：真菌、單細(xì)胞藻類、原生動(dòng)物第一節(jié)原核生物和真核生物細(xì)胞第二節(jié)原核生物第三節(jié)真核微生物第四節(jié)病毒第

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態(tài)病

毒

的

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態(tài)

病毒的一般屬性

(一)病毒的定義和特點(diǎn)(二)大小和形態(tài)

(三)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)病

毒

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態(tài)

病毒的定義和特點(diǎn)1、定義

病毒是專性細(xì)胞內(nèi)寄生物，其大小在10~300nm之間。在形狀和化學(xué)組成上有所不同，但都僅含有RNA或DNA。完整的顆粒稱為“病毒粒子”，它包括一個(gè)衣殼，在衣殼的外面常包圍有糖蛋白—脂類的膜。病毒對抗生素不敏感。病

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態(tài)

一旦病毒進(jìn)入細(xì)胞，毒粒便會(huì)解體，釋放出的病毒基因組具有繁殖性，能利用宿主細(xì)胞的大分子合成裝置進(jìn)行復(fù)制表達(dá)、病毒繁殖，表現(xiàn)出遺傳、變異等一系列生命特征。病

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態(tài)

目前，病毒還沒有確切的定義，一般可以這樣描述：

病毒是一類既具有化學(xué)大分子屬性，又具有生物體基本特征；既具有細(xì)胞外的感染性顆粒形式，又具有細(xì)胞內(nèi)的繁殖性基因形式的獨(dú)特生物類群。病

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大小和形態(tài)

1、大小納米(nm)，10~300nm，100nm。2、形態(tài)

球狀—球狀病毒（或多面體病毒）。動(dòng)物病毒多為球狀。桿狀—桿狀病毒（包括棒狀或線狀）。植物病毒多呈桿狀。蝌蚪狀—蝌蚪狀病毒。細(xì)菌病毒也即噬菌體多呈蝌蚪狀。SizesandShapesofViruses(AnimalDNAViruses)SizesandShapesofViruses(Bacteriophages)病

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態(tài)

病毒化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)

1、病毒粒子的結(jié)構(gòu)

核殼（nucleo-capsid）病毒主要由殼體和核酸二部分構(gòu)成，二者統(tǒng)稱核殼。殼粒（capsomere）是構(gòu)成病毒粒子的最小形態(tài)單位，每個(gè)殼粒由1-6個(gè)同種多肽分子折疊纏繞而成的蛋白質(zhì)亞單位。也稱為衣殼粒。ViralStructure(HelicalVirus)ViralStructure(PolyhedralVirus)病

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態(tài)

包膜（envelope）在殼體外層還具有一層由病毒編碼的封套，有包膜的病毒粒子是以出芽的方式穿過被侵染細(xì)胞的核膜或原生質(zhì)膜。

病毒的包膜上具有受體，它能使粒子附著并感染宿主細(xì)胞。ViralStructure(EnvelopedPolyhedralVirus)病

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態(tài)

病毒的對稱性病毒的衣殼具有螺旋體對稱或二十面體對稱。

螺旋體對稱可以看作蛋白亞基通過有序的螺旋方式，排列在病毒核酸周圍。

二十面體是一種有規(guī)則的立體結(jié)構(gòu)，它由許多蛋白亞基的重復(fù)聚集組成，從而形成一種類似于球形的結(jié)構(gòu)。病

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2、病毒的化學(xué)組成

1）病毒蛋白病毒蛋白，無論是結(jié)構(gòu)蛋白(衣殼、包膜)還是非結(jié)構(gòu)蛋白(例如，酶)都是由病毒的基因組編碼的，這些蛋白在組織培養(yǎng)的復(fù)制中可以是必要或非必要的。病

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態(tài)

非結(jié)構(gòu)蛋白包含在病毒體內(nèi)的非結(jié)構(gòu)蛋白(并不作為病毒體的結(jié)構(gòu))，它們通常具有酶的活性，這對啟動(dòng)病毒的感染是必要的。病

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2）病毒的核酸

病毒基因組在大小、結(jié)構(gòu)和核苷酸的組成上是多種多樣的，有線狀、環(huán)狀、雙鏈DNA(dsDNA)、單鏈DNA(ssDNA)、雙鏈RNA(dsRNA)、單鏈RNA(ssRNA)、分段的或者不分段的。ElectronMicrographofPoliomyelitisVirus

Caption:--Poliovirus;RNAvirus,PicornaviridaeFamily.

TransmissionElectronMicrographofHIV-1Thenucleocapsid(arrows)canbeseenwithintheenvelope.

噬菌體第

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噬菌體1、噬菌體形態(tài)、結(jié)構(gòu)2、噬菌體的生活周期

噬菌體第

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態(tài)

細(xì)菌噬菌體(bacteriophage)，通常稱為噬菌體(phage)，是侵染細(xì)菌的病毒。它們是專性細(xì)胞內(nèi)寄生物，可以噬菌體顆粒在細(xì)菌細(xì)胞外存在，但只能在細(xì)胞內(nèi)繁殖。它們由核酸基因組和被稱為衣殼的病毒外殼包圍而構(gòu)成。噬菌體侵染細(xì)菌后，在細(xì)胞內(nèi)指令細(xì)胞合成噬菌體的組分。噬菌體第

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態(tài)

噬菌體形態(tài)、結(jié)構(gòu)1、噬菌體的結(jié)構(gòu)

噬菌體有許多類型。20面體，絲狀，復(fù)合體基因組是DNA或RNA；單鏈(ss)或雙鏈(ds)，環(huán)狀或線狀。噬菌體第

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態(tài)

2、噬菌體的形態(tài)

20面體(icosahedron)由20個(gè)三角形面構(gòu)成的特殊的形狀，20面體在自然界是非常普遍的形狀，因?yàn)楹苋菀籽b配成一個(gè)由亞單位包裹的外殼。絲狀(filamentous)由衣殼蛋白裝配成的螺旋狀結(jié)構(gòu)的長的蛋白管。噬菌體第

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復(fù)合體(complex)某些噬菌體由20面體頭部和連接螺旋狀尾部復(fù)合構(gòu)成。頭部為拉長的20面體。尾部尾部作用是幫助遺傳物質(zhì)注入細(xì)胞。

ViralStructure(Binal)AT-evenbacteriophageconsistingofahead,sheath,andtail.

ElectronMicrographofColiphageT4Caption:--T4bacteriophage(DNAvirus).噬菌體第

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噬菌體的生活周期

1、典型噬菌體生活周期

一個(gè)噬菌體典型的生活周期，從噬菌體在細(xì)菌細(xì)胞表面的特異受體吸附開始，隨后遺傳物質(zhì)注入宿主。細(xì)菌含有降解外源DNA的限制修飾系統(tǒng)，許多侵染是不成功的。噬菌體第

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接著核酸復(fù)制開始，噬菌體基因編碼的酶被合成。最后，合成噬菌體衣殼蛋白，裝配成新的噬菌體外殼，同時(shí)包裝一個(gè)拷貝的基因。然后，噬菌體釋放，普遍通過裂解進(jìn)入周圍培養(yǎng)基。也即經(jīng)過吸附，侵入，復(fù)制，組裝和釋放5個(gè)階段。

Adsorption

duringtheLyticLifeCycleofaLyticBacteriophage

Thebacteriophagebindstoreceptorsonthebacterialcellwall.1)吸附(附著)(adsorption,attachment)PenetrationduringtheLyticLifeCycleofaLyticBacteriophageThebacteriophageinjectsitsgenomeintothebacterium'scytoplasm.2)侵入(Penetration)

EarlyReplicationduringtheLyticLifeCycleofaLyticBacteriophageThebacteriophagegenomereplicatesandbacteriophagecomponentsbegintobeproducedbywayofthehostbacterium'smetabolicmachinery.

3)核酸復(fù)制(nucleicacidreplication)LateReplicationduringtheLyticLifeCycleofaLyticBacteriophageTheproductionofbacteriophagecomponentsandenzymesprogresses.

MaturationduringtheLyticLifeCycleofaLyticBacteriophageThebacteriophagecomponentsassemble.4)噬菌體裝配(Phageassembly)Abacteriophage-codedenzymebreaksdownthepeptidoglycaninthebacterialcellwallcausingosmoticlysis.

ReleaseduringtheLyticLifeCycleofaLyticBacteriophage5)釋放(release)AnimationoftheLyticLifeCycleofaBacteriophage噬菌體第

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2、溶源性噬菌體生活周期噬菌體進(jìn)入溶源化階段，噬菌體的基因組隨染色體復(fù)制而復(fù)制，而且通過一個(gè)世代傳至下一個(gè)世代。噬菌體第

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溶源噬菌體可從溶源階段自發(fā)誘導(dǎo)，進(jìn)入裂解周期。大多數(shù)溶源性噬菌體(有時(shí)稱為溫和噬菌體)以原噬菌體狀態(tài)整合至染色體上隨宿主復(fù)制；但某些噬菌體，如P1噬菌體，卻像一個(gè)質(zhì)粒存在細(xì)胞質(zhì)中。噬菌體第

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態(tài)

許多噬菌體，典型的為λ噬菌體，在細(xì)胞進(jìn)入裂解周期前，產(chǎn)生終止噬菌體復(fù)制的阻遏蛋白,使得這些噬菌體不進(jìn)入裂解循環(huán)，而是它們進(jìn)入稱為溶源性(lysogeny)的階段。噬菌體第

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態(tài)

在此階段它們或者整合至染色體上形成原噬菌體(prophage)(如噬菌體)或者像質(zhì)粒存在細(xì)胞質(zhì)中(如P1噬菌體)。結(jié)果，這些溶源性噬菌體(有時(shí)稱為溫和噬菌體)隨宿主染色體復(fù)制而復(fù)制，然后分配到子細(xì)胞中。噬菌體第

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態(tài)

溶源性噬菌體具有特別的特性，因?yàn)樗鼈兡軘y帶改變宿主表型的功能性基因。稱為溶源性轉(zhuǎn)變(lysogenicconversion)，溶源性噬菌體的特性有助于細(xì)菌在寄主中存活的能力。噬菌體第

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例：

沙門氏菌噬菌體溶源化時(shí)改變細(xì)菌脂多糖(LPS)O-抗原的組分，因此改變細(xì)菌抗原的特性。許多細(xì)菌的毒素基因也由溫和噬菌體攜帶，包括白喉棒桿菌(Corynebacteriadiphtheriae)的噬菌體攜帶的白喉毒素基因?；魜y毒素也在此類之中。噬菌體第

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溶源細(xì)菌自發(fā)裂解和誘發(fā)裂解

在溶源細(xì)菌中極少數(shù)(約10-6)會(huì)發(fā)生原噬菌體大量復(fù)制、成熟，導(dǎo)致寄主細(xì)胞裂解，這種現(xiàn)象稱為溶源細(xì)菌的自發(fā)裂解；

若用低劑量的紫外線照射處理或其他理化方法處理，能夠誘發(fā)溶源細(xì)胞大量潰溶，釋放成熟噬菌體粒子，這就是溶源細(xì)菌的誘發(fā)裂解。噬菌體第

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態(tài)

溶源細(xì)菌細(xì)胞復(fù)愈溶源細(xì)胞中的原噬菌體有時(shí)會(huì)消失，成為非溶源細(xì)胞，不會(huì)裂解，稱為溶源細(xì)菌細(xì)胞復(fù)愈。

Prophage