環(huán)境工程微生物學(xué)-3病毒新課件

第三章病毒和亞病毒第三章病毒和亞病毒1第三章病毒與亞病毒第一節(jié)病毒第二節(jié)亞病毒第三節(jié)病毒與實(shí)踐第三章病毒與亞病毒第一節(jié)病毒2第一節(jié)病毒概述病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)病毒的復(fù)制病毒的溶原性病毒對(duì)理化因素抵抗力第一節(jié)病毒概述3一、病毒的特點(diǎn)和定義第一節(jié)概述1、特點(diǎn)1）不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，具有一般化學(xué)大分子的特征。2）一種病毒的毒粒內(nèi)只含有一種核酸，DNA或者RNA。3）大部分病毒沒有酶或酶系極不完全，不含催化能量代謝的酶，不能進(jìn)行獨(dú)立的代謝作用。4）嚴(yán)格的活細(xì)胞內(nèi)寄生，沒有自身的核糖體，沒有個(gè)體生長(zhǎng)，也不進(jìn)行二均分裂，必須依賴宿主細(xì)胞進(jìn)行自身的核酸復(fù)制，形成子代。5）個(gè)體微小，在電子顯微鏡下才能看見。6）對(duì)大多數(shù)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感。例如一些簡(jiǎn)單的病毒僅由核酸和蛋白質(zhì)外殼（coat）構(gòu)成，故可把它們視為核蛋白分子。朊病毒甚至僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成例如利福平可抑制痘病毒復(fù)制病毒感染敏感宿主細(xì)胞后，病毒核酸進(jìn)入細(xì)胞，通過其復(fù)制與表達(dá)產(chǎn)生子代病毒基因組和新的蛋白質(zhì)，然后由這些新合成的病毒組分裝配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式釋放到細(xì)胞外。病毒的這種特殊繁殖方式稱做復(fù)制（replication）。一、病毒的特點(diǎn)和定義第一節(jié)概述1、特點(diǎn)1）不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)4第一節(jié)概述1、特點(diǎn)一、病毒的特點(diǎn)和定義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。超顯微的、沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的、專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的實(shí)體第一節(jié)概述1、特點(diǎn)一、病毒的特點(diǎn)和定義病毒是一類既具有化5第一節(jié)概述1、特點(diǎn)一、病毒的特點(diǎn)和定義單細(xì)胞微生物與病毒性質(zhì)的比較aDNA病毒和RNA病毒中的一部分;b利福平可抑制痘病毒復(fù)制第一節(jié)概述1、特點(diǎn)一、病毒的特點(diǎn)和定義單細(xì)胞微生物與病6第一節(jié)概述2、定義一、病毒的特點(diǎn)和定義迄今仍無一個(gè)科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x病毒為具有獨(dú)立于其宿主的進(jìn)化史的絕對(duì)細(xì)胞內(nèi)寄生物，它的DNA或RNA基因組被其所編碼的蛋白質(zhì)殼體化（encapsidation）。

（Fields等，1990年）非細(xì)胞生物（真）病毒：至少含核酸和蛋白質(zhì)二種組分亞病毒(subvirus)類病毒（viroid)：只含具侵染性的RNA組分?jǐn)M病毒（virusoid)：只含有不具侵染性的RNA組分朊病毒（prion)：只含蛋白質(zhì)第一節(jié)概述2、定義一、病毒的特點(diǎn)和定義迄今仍無一個(gè)科學(xué)而7二病毒的宿主范圍第一節(jié)概述病毒幾乎可以感染所有的細(xì)胞生物，并具有宿主特異性噬菌體（phage）、植物病毒（plantviruses）動(dòng)物病毒（animalviruses）二病毒的宿主范圍第一節(jié)概述病毒幾乎可以感染所有的細(xì)胞8三、病毒的培養(yǎng)和純化第一節(jié)概述同微生物學(xué)其他學(xué)科分支一樣，病毒學(xué)的進(jìn)步完全得益于研究方法和技術(shù)手段的發(fā)展。通過病毒的分離與純化獲得純化的、有感染性的病毒制備物是病毒學(xué)研究和實(shí)踐的基本技術(shù)。1、病毒的培養(yǎng)病毒的培養(yǎng)：二元培養(yǎng)物法三、病毒的培養(yǎng)和純化第一節(jié)概述同微生物學(xué)其他學(xué)科分支一9四、病毒的培養(yǎng)和純化1、病毒的培養(yǎng)噬菌體細(xì)菌培養(yǎng)物培養(yǎng)液營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板細(xì)菌培養(yǎng)液變清亮細(xì)菌平板成為殘跡平板若是噬菌體標(biāo)本經(jīng)過適當(dāng)稀釋再接種細(xì)菌平板，經(jīng)過一定時(shí)間培養(yǎng)，在細(xì)菌菌苔上可形成圓形局部透明區(qū)域，即噬斑（plague）。四、病毒的培養(yǎng)和純化1、病毒的培養(yǎng)噬菌體細(xì)菌培養(yǎng)物培養(yǎng)液營(yíng)10Microbiology雙層平板法優(yōu)點(diǎn)：①彌補(bǔ)玻璃皿底面不平的缺陷②所形成全部噬菌體斑都接近處于同一平面上③形成的噬菌斑較大，更有利于計(jì)數(shù)Microbiology雙層平板法優(yōu)點(diǎn)：11Microbiology噬菌斑M(jìn)icrobiology噬菌斑12

蛋白質(zhì)提純方法（鹽析、等電點(diǎn)沉淀、有機(jī)溶劑沉淀、凝膠層析、離子交換等）四、病毒的培養(yǎng)和純化2、病毒純化標(biāo)準(zhǔn)純化的病毒制備物應(yīng)保持其感染性病毒是有感染性的生物體病毒具有化學(xué)大分子的屬性純化的病毒制備物的理化性質(zhì)應(yīng)具有均一性方法主要化學(xué)組成為蛋白質(zhì)具有一定的大小、形狀和密度差速離心梯度離心（超速離心）

13第二節(jié)毒粒的性質(zhì)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。毒粒（病毒顆粒）：

病毒的細(xì)胞外顆粒形式，也是病毒的感染性形式。一團(tuán)能夠自主復(fù)制的遺傳物質(zhì)保護(hù)遺傳物質(zhì)免遭環(huán)境破壞，并作為將遺傳物質(zhì)從一個(gè)宿主細(xì)胞傳遞給另一個(gè)宿主細(xì)胞的載體。蛋白質(zhì)外殼包膜第二節(jié)毒粒的性質(zhì)病毒是一類既具有化學(xué)大分子屬性，又具有14第二節(jié)毒粒的性質(zhì)一、毒粒的形態(tài)結(jié)構(gòu)1、病毒的大小和形狀個(gè)體小，必需在電鏡下觀察；不同病毒的毒粒大小差別很大；毒粒的形狀:動(dòng)物病毒有球狀、卵圓狀、磚形植物病毒有桿狀、絲狀、球狀噬菌體有蝌蚪狀和絲狀第二節(jié)毒粒的性質(zhì)一、毒粒的形態(tài)結(jié)構(gòu)1、病毒的大小和形狀15采用各種電鏡技術(shù)觀察毒粒的形態(tài)結(jié)構(gòu)Orfvirus：口瘡病毒(接觸性膿皰皮炎病毒)（負(fù)染技術(shù)）Ebolavirus：埃博拉病毒（正染技術(shù)）Vacciniavirus痘苗病毒（投影技術(shù)）采用各種電鏡技術(shù)觀察毒粒的形態(tài)結(jié)構(gòu)Orfvirus：口瘡病16第二節(jié)毒粒的性質(zhì)毒粒的化學(xué)組成毒粒（化學(xué)組成）核酸；蛋白質(zhì)；脂類；碳水化合物；基本化學(xué)組成病毒顆粒在化學(xué)上表現(xiàn)為核蛋白第二節(jié)毒粒的性質(zhì)毒粒的化學(xué)組成毒粒核酸；基本化學(xué)17二、毒粒的化學(xué)組成1、病毒的核酸核酸是病毒的遺傳物質(zhì)；一種病毒的毒粒只含有一種核酸：DNA或是RNA；病毒核酸單鏈DNA（ssDNA，single-strandedDNA）；雙鏈DNA（dsDNA）；單鏈RNA（ssRNA）；雙鏈RNA（dsRNA）；二、毒粒的化學(xué)組成1、病毒的核酸核酸是病毒的遺傳物質(zhì)；病18二、毒粒的化學(xué)組成2、病毒的蛋白質(zhì)病毒蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋白病毒基因組編碼的，在病毒復(fù)制過程中產(chǎn)生并具有一定功能，但并不結(jié)合于毒粒中的蛋白質(zhì)。構(gòu)成一個(gè)形態(tài)成熟的有感染性的病毒顆粒所必需的蛋白質(zhì)殼體蛋白；包膜蛋白；存在于毒粒中的酶；二、毒粒的化學(xué)組成2、病毒的蛋白質(zhì)病毒蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋19二、毒粒的化學(xué)組成2、病毒的蛋白質(zhì)病毒結(jié)構(gòu)蛋白的主要生理功能：1）構(gòu)成蛋白質(zhì)外殼，保護(hù)病毒核酸免受核酸酶及其它理化因子的破壞；2）決定病毒感染的特異性，與易感細(xì)胞表面存在的受體具特異性親和力，促使病毒粒子的吸附和入侵；3）決定病毒的抗原性，能刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體；4）構(gòu)成毒粒酶，或參與病毒對(duì)宿主細(xì)胞的入侵（如T4噬菌體的溶菌酶等），或參與病毒復(fù)制過程中所需要病毒大分子的合成（如逆轉(zhuǎn)錄酶等）；一般來說，病毒是不具酶或酶系極不完全的，所以一旦離開宿主就不能獨(dú)立進(jìn)行代謝和繁殖。二、毒粒的化學(xué)組成2、病毒的蛋白質(zhì)病毒結(jié)構(gòu)蛋白的主要生理功能20第二節(jié)病毒的性質(zhì)2、病毒的殼體結(jié)構(gòu)殼體或衣殼（capsid）：包圍著病毒核酸的蛋白質(zhì)外殼，由蛋白質(zhì)亞基按對(duì)稱的形式、有規(guī)律地排列而成，是病毒毒粒的基本結(jié)構(gòu)。殼體結(jié)構(gòu)類型螺旋對(duì)稱殼體二十面體對(duì)稱殼體復(fù)合對(duì)稱結(jié)構(gòu)第二節(jié)病毒的性質(zhì)2、病毒的殼體結(jié)構(gòu)殼體或衣殼（caps21螺旋對(duì)稱殼體：亞基有規(guī)律地沿著中心軸（核酸）呈螺旋排列，進(jìn)而形成高度有序、對(duì)稱的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。螺旋對(duì)稱殼體：22二十面體對(duì)稱殼體：構(gòu)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)殼體的第二種方式是蛋白質(zhì)亞基圍繞具立方對(duì)稱的正多面體的角或邊排列，進(jìn)而形成一個(gè)封閉的蛋白質(zhì)的鞘。二十面體對(duì)稱殼體：23具有復(fù)合對(duì)稱結(jié)構(gòu)的典型例子是有尾噬菌體（tailedphage）,其殼體由頭部和尾部組成。包裝有病毒核酸的頭部通常呈二十面體對(duì)稱，尾部呈螺旋對(duì)稱。具有復(fù)合對(duì)稱結(jié)構(gòu)的典型例子是有尾噬菌體（tailedpha24一、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)3、病毒的包膜結(jié)構(gòu)病毒包膜的基本結(jié)構(gòu)與生物膜相似，是脂雙層膜。在包膜形成時(shí)，細(xì)胞膜蛋白被病毒的包糖蛋白取代。刺突（spike）：包膜或核衣殼上的突起。一、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)3、病毒的包膜結(jié)構(gòu)病毒包膜的基本結(jié)構(gòu)與生25第二節(jié)病毒的性質(zhì)一、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)3、病毒的包膜結(jié)構(gòu)病毒的蛋白質(zhì)殼體和病毒核酸（核心）構(gòu)成的復(fù)合物，又稱核衣殼。核殼（nucleocapsid）：僅由核衣殼構(gòu)成的病毒顆粒裸露毒粒（nakedvirion）：如煙草花葉病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒（Poliovirus）等一些簡(jiǎn)單的病毒的毒粒。包膜（envelope）：有些病毒核衣殼包裹著的一層脂蛋白膜，它是病毒以出芽（budding）方式成熟時(shí)，由細(xì)胞膜衍生而來的。有維系毒粒結(jié)構(gòu)，保護(hù)病毒核殼的作用。特別是病毒的包膜糖蛋白，具有多種生物學(xué)活性，是啟動(dòng)病毒感染所必需的。有包膜的病毒第二節(jié)病毒的性質(zhì)一、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)3、病毒的包膜結(jié)構(gòu)病毒的26第二節(jié)病毒的性質(zhì)一、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)4、病毒的結(jié)構(gòu)類型四種主要結(jié)構(gòu)類型裸露的二十面體；裸露的螺旋；有包膜的二十面體；有包膜的螺旋；有些病毒，如有尾噬菌體、痘病毒等結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，不能包括在這些結(jié)構(gòu)類型之內(nèi)。不同病毒的毒粒結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度有很大的區(qū)別第二節(jié)病毒的性質(zhì)一、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)4、病毒的結(jié)構(gòu)類型四種主要273、三類典型形態(tài)的病毒及其代表二十面體對(duì)稱的代表-腺病毒復(fù)合對(duì)稱的代表-T偶數(shù)噬菌體螺旋對(duì)稱的代表-煙草花葉病毒(TMV)3、三類典型形態(tài)的病毒及其代表二十面體對(duì)稱的代表-腺病毒復(fù)合28（1）螺旋對(duì)稱的代表-煙草花葉病毒

(tobacomosaicvirus,TMV)有三種類型：纖維狀、直桿狀和彎曲桿狀。衣殼形似一中空柱，內(nèi)包核酸，衣殼粒和核酸呈螺旋對(duì)稱形排列。由95％衣殼Pr和5％SSRNA組成。蛋白質(zhì)衣殼由衣殼粒（2130個(gè)）一個(gè)緊挨一個(gè)地呈螺旋排列而成，ssRNA位于衣殼內(nèi)側(cè)螺旋狀溝中。

（1）螺旋對(duì)稱的代表-煙草花葉病毒

29（2）二十面體對(duì)稱的代表－腺病毒(Adenovirus)具有20個(gè)面，30條邊和12個(gè)頂角。核衣殼由不同數(shù)量的衣殼粒按一定方式排列成對(duì)稱體。腺病毒粒子共由252個(gè)球形的衣殼粒排列成一個(gè)具有廿面的對(duì)稱體，線狀dsDNA。噬菌體X174只有12個(gè)衣殼粒，最大的廿面體是由1，472個(gè)衣殼粒組成的昆蟲病毒粒子。（2）二十面體對(duì)稱的代表－腺病毒(Adenovirus)具有30絕大多數(shù)噬菌體為蝌蚪形，現(xiàn)以E.coliT4為例，介紹蝌蚪形噬菌體的結(jié)構(gòu)：大腸桿菌T4噬菌體構(gòu)造（3）復(fù)合對(duì)稱的代表－T偶數(shù)噬菌體95nm95nm65nm24環(huán)頸環(huán)絕大多數(shù)噬菌體為蝌蚪形，現(xiàn)以E.coliT4為例，介紹蝌蚪31

3、病毒的群體形態(tài)包涵體(inclusionbody)噬菌斑(plaque)空斑(plaque)枯斑(lesion)病毒的群體形態(tài)有：

3、病毒的群體形態(tài)包涵體(inclusionbo32（1）包涵體（inclusionbody）概念：感染病毒的宿主細(xì)胞內(nèi)，出現(xiàn)在光學(xué)顯微鏡下可見的大小、形態(tài)、數(shù)量不等的小體，稱為包涵體。在宿主細(xì)胞內(nèi)形成包涵體是病毒的特征，不同的病毒其形成的包涵體具有不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、和特性。包涵體在細(xì)胞中的形成部位：位于細(xì)胞核內(nèi)—如包疹病毒位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)—如狂犬病毒等胞核內(nèi)胞質(zhì)都有—麻疹病毒

（1）包涵體（inclusionbody）概念：感染病毒的33包涵體（inclusionbody）是病毒的聚集體;是病毒的合成部位;是病毒蛋白和與病毒感染有關(guān)的蛋白質(zhì)非病毒性包涵體,由化學(xué)因子或細(xì)菌感染形成包涵體的實(shí)踐意義—-病毒鑒定、臨床診斷依據(jù)。包涵體（inclusionbody）是病毒的聚集體;是病毒34(2)噬菌斑(plaque)噬菌斑是指在宿主細(xì)菌的菌苔上，噬菌體使菌體裂解而形成的空斑。應(yīng)用：1、噬菌體定量計(jì)數(shù)2、噬菌體的鑒定(2)噬菌斑(plaque)噬菌斑是指在宿主細(xì)菌的菌苔上，噬35空斑和病斑

在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物上的與噬菌斑類似的空斑,稱為病斑.因?yàn)槭苣[瘤病毒感染。空斑和病斑用于動(dòng)物病毒粒子的計(jì)數(shù)也可以采用噬菌斑法類似的技術(shù)。空斑和病斑在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物上的與噬菌斑類似的空斑,稱為病36枯斑：植物病毒在植物葉片上形成的群體

稱為枯斑?？莅撸褐参锊《驹谥参锶~片上形成的群體

37第三節(jié)病毒的復(fù)制病毒的特點(diǎn)：嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生物，只能在活細(xì)胞內(nèi)繁殖。毒粒宿主細(xì)胞有繁殖性的病毒基因組具有感染性的毒粒消失病毒基因組復(fù)制、表達(dá)病毒核酸和蛋白質(zhì)裝配形成具有感染性的毒粒釋放至細(xì)胞外原料；能量；生物合成場(chǎng)所；第三節(jié)病毒的復(fù)制病毒的特點(diǎn)：嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生物，只能在活細(xì)38第三節(jié)病毒的復(fù)制病毒的復(fù)制：病毒感染敏感宿主細(xì)胞后，病毒核酸進(jìn)入細(xì)胞，通過其復(fù)制與表達(dá)產(chǎn)生子代病毒基因組和新的蛋白質(zhì)，然后由這些新合成的病毒組分裝配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式釋放到細(xì)胞外。病毒的這種特殊繁殖方式稱做復(fù)制（replication）。第三節(jié)病毒的復(fù)制病毒的復(fù)制：病毒感染敏感宿主細(xì)胞后，病毒39第三節(jié)病毒的復(fù)制一、病毒的復(fù)制周期1、一步生長(zhǎng)曲線（onestepgrowthcurve）1939年，MaxDelbruck&EmoryEllis：E.coli/bacteriopage1、用噬菌體的稀釋液感染高濃度的宿主細(xì)胞；2、數(shù)分鐘后，加入抗噬菌體的抗血清（中和未吸附的噬菌體）；3、將上述混合物大量稀釋，終止抗血清的作用和防止新釋放的噬菌體感染其它細(xì)胞；4、保溫培養(yǎng)并定期檢測(cè)培養(yǎng)物中的噬菌體效價(jià)（對(duì)噬菌體含量進(jìn)行計(jì)數(shù)）；5、以感染時(shí)間為橫坐標(biāo)，病毒的感染效價(jià)為縱坐標(biāo)，繪制出病毒特征性的繁殖曲線；該實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著分子病毒學(xué)、分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的建立MaxDelbruck因此榮獲1969年NobelPrize第三節(jié)病毒的復(fù)制一、病毒的復(fù)制周期1、一步生長(zhǎng)曲線（on40一、病毒的復(fù)制周期1、一步生長(zhǎng)曲線（onestepgrowthcurve）噬菌體復(fù)制（繁殖）的三個(gè)階段：1、吸附期；游離的噬菌體吸附到宿主細(xì)胞2、潛伏期；從噬菌體吸附到細(xì)胞到釋放出新噬菌體的最短時(shí)期3、裂解期；隨著菌體不斷破裂，新噬菌體數(shù)目增加，直到最高值一、病毒的復(fù)制周期1、一步生長(zhǎng)曲線（onestepgro41一、病毒的復(fù)制周期1、一步生長(zhǎng)曲線（onestepgrowthcurve）取培養(yǎng)物直接測(cè)定病毒數(shù)量將培養(yǎng)物過濾去細(xì)胞后測(cè)定病毒數(shù)量將細(xì)胞裂解后測(cè)定病毒的數(shù)量。前期可將培養(yǎng)物先離心去上清以消除未吸附病毒的影響裂解量：每個(gè)受染細(xì)胞所產(chǎn)生的子代病毒顆粒的平均數(shù)目。其值等于潛伏期受染細(xì)胞的數(shù)目除以穩(wěn)定期受染細(xì)胞所釋放的全部子代病毒數(shù)目，即等于穩(wěn)定期病毒效價(jià)與潛伏期病毒效價(jià)之比。一、病毒的復(fù)制周期1、一步生長(zhǎng)曲線（onestepgro42一、病毒的復(fù)制周期2、隱蔽期（eclipseperiod）在潛伏期的前一段，受染細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)不到感染性病毒，后一階段，感染性病毒在受染細(xì)胞內(nèi)的數(shù)量急劇增加。自病毒在受染細(xì)胞內(nèi)消失到細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)新的感染性病毒的時(shí)間為為隱蔽期。隱蔽期病毒在細(xì)胞內(nèi)存在的動(dòng)力學(xué)曲線呈線性函數(shù)，而非指數(shù)關(guān)系，從而證明子代病毒顆粒是由新合成的病毒基因組與蛋白質(zhì)經(jīng)裝配成熟，而不是通過雙分裂方式產(chǎn)生的。不同病毒的隱蔽期長(zhǎng)短不同，例如，DNA動(dòng)物病毒的隱蔽期為5～20小時(shí)，RNA動(dòng)物病毒為2～10小時(shí)。一、病毒的復(fù)制周期2、隱蔽期（eclipseperiod）43一、病毒的復(fù)制周期1、一步生長(zhǎng)曲線（onestepgrowthcurve）一步生長(zhǎng)曲線是研究病毒復(fù)制的一個(gè)經(jīng)典試驗(yàn)，最初是為研究噬菌體的復(fù)制而建立，以后推廣到動(dòng)物病毒和植物病毒的復(fù)制研究中。以適量的病毒接種于標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)的高濃度的敏感細(xì)胞，待病毒吸附后，離心除去未吸附的病毒，或以抗病毒抗血清處理病毒—細(xì)胞培養(yǎng)物以建立同步感染，然后繼續(xù)培養(yǎng)并定時(shí)取樣測(cè)定培養(yǎng)物中的病毒效價(jià)，并以感染時(shí)間為橫坐標(biāo)，病毒的感染效價(jià)為縱坐標(biāo)，繪制出病毒特征性的繁殖曲線，即一步生長(zhǎng)曲線。不同病毒的潛伏期長(zhǎng)短不同，噬菌體以分鐘計(jì)，動(dòng)物病毒和植物病毒以小時(shí)或天計(jì)。潛伏期：噬菌體的裂解量一般為幾十到上百個(gè)，植物病毒和動(dòng)物病毒可達(dá)數(shù)百乃至上萬個(gè)。裂解量：一、病毒的復(fù)制周期1、一步生長(zhǎng)曲線（onestepgro44一、病毒的復(fù)制周期3、病毒的復(fù)制周期復(fù)制周期（replicativecircle）或稱復(fù)制循環(huán)：自病毒吸附于細(xì)胞開始，到子代病毒從感染細(xì)胞釋放到細(xì)胞外的病毒復(fù)制過程。①吸附；

②侵入；

③增殖；（包括病毒基因組的表達(dá)與復(fù)制）

④裝配（成熟）⑤釋放（裂解）；一、病毒的復(fù)制周期3、病毒的復(fù)制周期復(fù)制周期（replica45第三節(jié)病毒的復(fù)制二、病毒感染的起始1、吸附：毒粒敏感細(xì)胞隨機(jī)碰撞而接觸（靜電引力或氫鍵）可逆吸附，無特異性（非細(xì)胞顆粒也可吸附）病毒表面蛋白與細(xì)胞受體的結(jié)合特異性，不可逆吸附，啟動(dòng)病毒感染的第一階段第三節(jié)病毒的復(fù)制二、病毒感染的起始1、吸附：毒粒敏感細(xì)胞46二、病毒感染的起始1、吸附：病毒吸附蛋白與細(xì)胞受體間的結(jié)合力來源于空間結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性，相互間的電荷、氫鍵、疏水性相互作用及范得華力。不同種系的細(xì)胞具有不同病毒的細(xì)胞受體，病毒受體的細(xì)胞種系特異性決定了病毒的宿主范圍。二、病毒感染的起始1、吸附：病毒吸附蛋白與細(xì)胞受體間的結(jié)合力47二、病毒感染的起始2、侵入：侵入又稱病毒內(nèi)化，它是一個(gè)病毒吸附后幾乎立即發(fā)生，依賴于能量的感染步驟。不同的病毒-宿主系統(tǒng)的病毒侵入機(jī)制不同二、病毒感染的起始2、侵入：侵入又稱病毒內(nèi)化，它是一個(gè)病毒吸48二、病毒感染的起始2、侵入：有尾噬菌體：注射方式將噬菌體核酸注入細(xì)胞通過尾部刺突固著于細(xì)胞；尾部的酶水解細(xì)胞壁的肽聚糖，是細(xì)胞壁產(chǎn)生小孔；尾鞘收縮，核酸通過中空的尾管壓入胞內(nèi)，蛋白質(zhì)外殼留在胞外；吸附尾釘固著尾鞘收縮尾管穿入DNA注入如果大量噬菌體在短時(shí)間內(nèi)吸附于同一細(xì)胞上，使細(xì)胞壁產(chǎn)生許多小孔，也可引起細(xì)胞立即裂解，但并未進(jìn)行噬菌體的增殖，這種現(xiàn)象稱為自外裂解（lysisfromwithout）。二、病毒感染的起始2、侵入：有尾噬菌體：注射方式將噬菌體核酸49二、病毒感染的起始2、侵入：植物病毒：通過因人為地或自然的機(jī)械損傷所形成的微傷口進(jìn)入細(xì)胞；或者靠攜帶有病毒的媒介，主要靠是有吮吸式口器的昆蟲取食將病毒帶入細(xì)胞。植物病毒一旦進(jìn)入細(xì)胞后，增殖產(chǎn)生的子代病毒或病毒核酸可通過病毒編碼的運(yùn)動(dòng)蛋白（movementprotein）與胞間連絲的相互作用從受染細(xì)胞進(jìn)入鄰近細(xì)胞。二、病毒感染的起始2、侵入：植物病毒：通過因人為地或自然的機(jī)50二、病毒感染的起始脫殼：脫殼是病毒侵入后，病毒的包膜和/或殼體除去而釋放出病毒核酸的過程。脫殼是病毒基因組進(jìn)行功能表達(dá)所必需的感染事件。T-偶數(shù)噬菌體脫殼與侵入是一起發(fā)生的動(dòng)物病毒存在不同的結(jié)構(gòu)類型和不同的侵入方式，其脫殼過程也較復(fù)雜。二、病毒感染的起始脫殼：脫殼是病毒侵入后，病毒的包膜和/或殼51第三節(jié)病毒的復(fù)制三、增殖病毒基因組進(jìn)入胞內(nèi)宿主細(xì)胞的代謝發(fā)生改變病毒利用宿主的生物合成機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所，使病毒核酸表達(dá)和復(fù)制，產(chǎn)生大量的病毒蛋白質(zhì)和核酸。第三節(jié)病毒的復(fù)制三、增殖病毒基因組進(jìn)入胞內(nèi)宿主細(xì)胞的代謝52④成熟（裝配）已合成的各部件進(jìn)行自行裝配成新的噬菌體的過程。T偶數(shù)噬菌體裝配過程模式圖④成熟（裝配）已合成的各部件進(jìn)行自行裝配成新的噬菌體的53被感染細(xì)胞裂解，成熟的子代噬菌體轉(zhuǎn)移到外界。開始新的生活史。

⑤裂解（釋放）

裂解量：平均每一宿主細(xì)胞裂解后所產(chǎn)生的子代噬菌體數(shù)。被感染細(xì)胞裂解，成熟的子代噬菌體轉(zhuǎn)移到外界。開始新的生活史。54

有囊膜病毒以“出芽”方式釋放

有囊膜病毒以“出芽”方式釋放55吸附侵入早期：病毒特異性酶的合成病毒核酸復(fù)制病毒結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)合成裝配釋放病毒大分子合成吸附侵入早期：病毒特異性酶的合成病毒核酸復(fù)制病毒結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)合562、噬菌體效價(jià)的測(cè)定效價(jià)（噬菌斑形成單位數(shù)、感染中心數(shù)）：每ml樣品中所含有的具侵染性的噬菌體粒子數(shù)。測(cè)定方法：

斑點(diǎn)試驗(yàn)法、液體稀釋管法、單層平板法、雙層平板法、快速玻片法2、噬菌體效價(jià)的測(cè)定效價(jià)（噬菌斑形成單位數(shù)、感染中心數(shù)）：每57瓊脂平板菌液+噬菌體試樣+瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)10余小時(shí)計(jì)數(shù)噬菌斑噬菌斑數(shù)=試樣中噬菌體數(shù)雙層平板法瓊脂平板菌液+噬菌體試樣+瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)10余小時(shí)計(jì)數(shù)噬菌斑58噬菌體與宿主關(guān)系1、烈性噬菌體：凡能引起宿主細(xì)胞迅速裂解的噬菌體。2、溫和性噬菌體：噬菌體侵染宿主后，并不增殖，裂解，而與宿主DNA結(jié)合，隨宿主DNA復(fù)制而復(fù)制，此時(shí)細(xì)胞中找不到形態(tài)上可見的噬菌體，這種噬菌體稱為溫和性噬菌體。含有溫和性噬菌體的細(xì)菌稱為溶源性細(xì)菌lysogenicbacteria噬菌體與宿主關(guān)系1、烈性噬菌體：凡能引起宿主細(xì)胞迅速裂解的噬59第四節(jié)病毒的非增殖性感染溫和噬菌體的溶源性反應(yīng)：烈性噬菌體（virulentphage）：感染宿主細(xì)胞后能在細(xì)胞內(nèi)正常復(fù)制并最終殺死細(xì)胞，形成裂解循環(huán)（lyticcycle）。溫和噬菌體或稱溶源性噬菌體（lysogenicphage）：感染宿主細(xì)胞后不能完成復(fù)制循環(huán)，噬菌體基因組長(zhǎng)期存在于宿主細(xì)胞內(nèi)，沒有成熟噬菌體產(chǎn)生。這一現(xiàn)象稱做溶源性（lysogeny）現(xiàn)象在大多數(shù)情況下，溫和噬菌體的基因組都整合于宿主染色體中（如λ噬菌體），亦有少數(shù)是以質(zhì)粒形成存在（如P1噬菌體）。第四節(jié)病毒的非增殖性感染溫和噬菌體的溶源性反應(yīng)：烈性噬菌60溫和性噬菌體存在狀態(tài)1）游離具感染性的virion；2）前噬菌體（prophage）：附著或整合在宿主染色體上，一道復(fù)制；3）營(yíng)養(yǎng)期噬菌體：指導(dǎo)合成。溫和性噬菌體存在狀態(tài)1）游離具感染性的virion；61溫和噬菌體的溶源性反應(yīng)：整合于細(xì)菌染色體或以質(zhì)粒形成存在的溫和噬菌體基因組稱做原噬菌體（prophage）在原噬菌體階段，噬菌體的復(fù)制被抑制，宿主細(xì)胞正常地生長(zhǎng)繁殖，而噬菌體基因組與宿主細(xì)菌染色體同步復(fù)制，并隨細(xì)胞分裂而傳遞給子代細(xì)胞。細(xì)胞中含有以原噬菌體狀態(tài)存在的溫和噬菌體基因組的細(xì)菌稱做溶源性細(xì)菌（lysogenicbacteria）溶源性細(xì)菌經(jīng)自發(fā)裂解或誘發(fā)裂解，進(jìn)入裂解循環(huán)溫和噬菌體的溶源性反應(yīng)：整合于細(xì)菌染色體或以質(zhì)粒形成存在的溫62噬菌體的應(yīng)用

噬菌體會(huì)給人類造成損失，利用微生物進(jìn)行發(fā)酵的工業(yè)常深受其害。但是，由于噬菌體的某些生物學(xué)特性，使其在人類的生產(chǎn)實(shí)踐和生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究中都有一定價(jià)值。可概括為以下幾方面。噬菌體的應(yīng)用噬菌體會(huì)給人類造成損失，利用微生物進(jìn)行631)用于鑒定未知細(xì)菌在醫(yī)學(xué)上，有些難鑒別的病原菌，利用噬菌體對(duì)宿主細(xì)胞的高度?；缘拿舾行裕粌H可鑒定到菌種，而且可鑒定到菌型。2)用于臨床治療某些傳染性疾病。如果將噬菌體制劑與抗生素或者磺胺藥物配合應(yīng)用，則效果更好。3)檢驗(yàn)植物病原菌利用噬菌體可以檢驗(yàn)由種子攜帶的植物病原菌。4)測(cè)定輻射劑量某些噬菌體(如T2)對(duì)輻射劑量的反應(yīng)敏感而精確。5)噬菌體在分子生物學(xué)研究中的作用噬菌體現(xiàn)已成為進(jìn)行分子生物學(xué)研究的較為理想的重要材料。

1)用于鑒定未知細(xì)菌在醫(yī)學(xué)上，有些難鑒別的病原菌，利用噬64（二）植物病毒已知的植物病毒多達(dá)700種（1989年），多數(shù)是ssRNA病毒。形態(tài)：桿、絲、球狀，一般無包膜。1619年荷蘭畫師描畫的有病郁金香的畫像。

（二）植物病毒已知的植物病毒多達(dá)700種（1989年），多數(shù)65花葉、黃化或紅化等癥狀植株發(fā)生矮化，叢枝或畸形等形成枯斑或壞死等癥狀植物感染病毒后的主要癥狀植物黃萎病花葉、黃化或紅化等癥狀植株發(fā)生矮化，叢枝或畸形等形成枯斑或壞66借昆蟲刺吸式口器進(jìn)入、通過傷口或嫁接進(jìn)入，再通過胞間連絲或輸導(dǎo)組織迅速向其它部位擴(kuò)散引起普遍感染。1、“侵入”方式3、核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成2、脫殼植物病毒侵入宿主細(xì)胞后才能發(fā)生脫殼。增殖過程

4、裝配（成熟）借昆蟲刺吸式口器進(jìn)入、通過1、“侵入”方式3、核酸的復(fù)制和蛋67（三）人類和脊椎動(dòng)物病毒在人類與脊椎動(dòng)物中廣泛寄生著相應(yīng)的病毒。人類傳染病80％由病毒引起（＞300種），脊椎動(dòng)物病毒＞900種，許多病毒引起人畜共患病。另一些病毒感染動(dòng)物后，并不致死宿主細(xì)胞，而是引起腫瘤。種類

dsDNA、ssDNA、dsRNA、ssRNA。衣殼外有的有包膜，有的無包膜，有的包膜上有刺突。（三）人類和脊椎動(dòng)物病毒在人類與脊椎動(dòng)物中廣泛寄生著相應(yīng)的病68增殖過程與噬菌體的增殖大致相同，可分為五個(gè)連續(xù)步驟：1）吸附具高度專一性地吸附于敏感細(xì)胞表面的受體。2）侵入以胞飲、包膜溶入細(xì)胞膜、特異受體轉(zhuǎn)移等方式侵入敏感細(xì)胞內(nèi)。3）脫殼脫去衣殼和包膜。4）生物合成核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成。5）裝配和成熟分別合成的核酸和蛋白質(zhì)組合成完整的、新的病毒粒子。6）釋放大量有侵染性的子代病毒。增殖過程與噬菌體的增殖大致相同，可分為五個(gè)連續(xù)步驟：69

多角體：多數(shù)昆蟲病毒可在宿主細(xì)胞內(nèi)形成光鏡下呈多角形的包涵體。直徑一般3μm（0.5～10μm），堿溶性蛋白，內(nèi)包裹數(shù)目不等的病毒粒，可在細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成。功能：保護(hù)病毒粒免受外界不良環(huán)境的破壞。（四）昆蟲病毒（無脊椎動(dòng)物病毒）已知昆蟲病毒1671種（1990），其中80％以上鱗翅目昆蟲的病原體。（四）昆蟲病毒（無脊椎動(dòng)物病毒）已知昆蟲病毒167170昆蟲病毒的種類除非包涵體病毒病毒外，可分為：核型多角體病毒(nuclearpolyhedrosisvirus,NPV)質(zhì)型多角體病毒(cytoplasmicpolyhedrosisvirus,CPY)顆粒體病毒(granulosisvirus,GV)昆蟲病毒的種類除非包涵體病毒病毒外，可分為：核型多角體病毒(71昆蟲病毒做為生物農(nóng)藥優(yōu)點(diǎn)：專一性高毒力大后效長(zhǎng)使用方便對(duì)人畜安全無公害缺點(diǎn)危害經(jīng)濟(jì)動(dòng)物昆蟲病毒做為生物農(nóng)藥優(yōu)點(diǎn)：專一性高毒力大后效長(zhǎng)使用方便對(duì)人畜72

類病毒(Viroid)擬病毒(Virusoid)朊病毒(Prion)第二節(jié)亞病毒只含核酸或蛋白質(zhì)一種成分的分子病原體。

包括：類病毒(Viroid)擬病毒(Virusoid)73一、類病毒

只含RNA一種成分，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的分子病原體。是寄生于高等生物細(xì)胞中一類最小的新的病原體。ssRNA，分子量約5×104Da～12×104Da，為已知最小病毒分子量的十分之一左右。到目前為止，類病毒只在植物中被發(fā)現(xiàn)。類病毒對(duì)各種化學(xué)和物理因子的作用都不敏感，對(duì)熱以及紫外光和離子輻射有高度抗性。一、類病毒只含RNA一種成分，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的分子病原體74類病毒(Viroid)馬鈴薯紡錘塊莖病的病原體長(zhǎng)50nm棒狀RNA分子179核苷酸半體180核苷酸半體RNA由組成兩半體間有70％堿基以氫鍵方式結(jié)合共形成122個(gè)堿基對(duì)，27個(gè)內(nèi)環(huán)。ViroidDiseasesofPotato類病毒(Viroid)馬鈴薯紡錘塊莖病的病原體長(zhǎng)50nm棒狀75二、擬病毒(virusoids，類類病毒)是包裹在動(dòng)植物病毒粒子中的類病毒極其微小，僅由裸露的RNA（300～400個(gè)核苷酸）或DNA組成。

輔助病毒：類病毒“寄生”的真病毒。擬病毒為輔助病毒的“衛(wèi)星”，其復(fù)制必須依賴輔助病毒的協(xié)助。擬病毒也可干擾輔助病毒的復(fù)制、減輕其對(duì)宿主的病害、用于生物防治中。二、擬病毒(virusoids，類類病毒)是包裹在動(dòng)植物病毒76是一類不含核酸的侵染性蛋白質(zhì)分子。小型蛋白質(zhì)顆粒，分子量3.3×104～3.5×104Da,約由250個(gè)氨基酸組成。能引起宿主體內(nèi)現(xiàn)成的同類蛋白質(zhì)分子發(fā)生與其相似的構(gòu)象變化而使宿主致病。毒性很強(qiáng)，1g含朊病毒的鼠腦可感染1億只小鼠。三、朊病毒是一類不含核酸的侵染性蛋白質(zhì)分子。三、朊病毒77引起的疾病

羊搔癢病、瘋牛病、瘋羊病、克雅氏病。朊病毒侵入人體大腦的過程借食物進(jìn)入消化道，再經(jīng)淋巴系統(tǒng)侵入大腦。

引起的疾病

羊搔癢病、瘋牛病、瘋羊病、克雅氏病。朊病毒侵入人78Microbiology朊病毒（prion，virino）朊病毒有哪些特點(diǎn)

首先，它沒有核酸，能使正常的蛋白質(zhì)由良性轉(zhuǎn)為惡性，由沒有感染性轉(zhuǎn)化為感染性；其次，它沒有病毒的形態(tài)，是纖維狀的東西；第三，它對(duì)所有殺滅病毒的物理化學(xué)因素均有抵抗力，現(xiàn)在的消毒方法都無用，只有在136℃高溫和兩個(gè)小時(shí)的高壓下才能滅活；第四，病毒潛伏期長(zhǎng)，從感染到發(fā)病平均28年，一旦出現(xiàn)癥狀半年到一年100％死亡；第五，診斷困難，正常的人與動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)都有朊蛋白存在，不明原因作用下它的立體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，變成有傳染性的蛋白，患者體內(nèi)不產(chǎn)生免疫反應(yīng)和抗體，因此無