食品微生物 微生物主要類群（5）-病毒學(xué)習(xí)課件

病毒和亞病毒

2025/2/28食品學(xué)院王麗第一節(jié)病毒2025/2/28食品學(xué)院王麗病毒（Virus）是在19世紀(jì)末才被發(fā)現(xiàn)的一類微小病原體。2025/2/28食品學(xué)院王麗一、病毒的發(fā)現(xiàn)和研究歷史早在1566年就有了關(guān)于瘋狗咬人致病，即狂犬病的記載并發(fā)現(xiàn)它能夠傳染給其它許多動(dòng)物。

另一種病毒病軟疣的報(bào)告，這張1841年的手繪圖就是一個(gè)證據(jù)。2025/2/28食品學(xué)院王麗第一個(gè)記載的植物病毒病當(dāng)屬郁金香碎色花病，至今荷蘭阿姆斯特丹的博物館還保存著一張1619年荷蘭畫家的一幅得病的郁金香靜物畫。一枚得病的郁金香球莖竟能換來一頭牛、一頭豬或羊，甚至成噸的谷物或上千磅的奶酪。

2025/2/28食品學(xué)院王麗1886年，A.Mayer發(fā)現(xiàn)具有傳染性的煙草花葉病1892年，D.Ivanovsky煙草花葉病病原體能通過細(xì)菌濾器：一種能通過細(xì)菌濾器的”細(xì)菌毒素”或極小的細(xì)菌2025/2/28食品學(xué)院王麗1898年，MWBeijerinck對(duì)煙草花葉病病原體的研究結(jié)果：

能通過細(xì)菌濾器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性，能在瓊脂凝膠中擴(kuò)散；用培養(yǎng)細(xì)菌的方法不能被培養(yǎng)出來，推測(cè)只能在植物活細(xì)胞中生活；2025/2/28食品學(xué)院王麗一百多年以來，煙草花葉病毒在病毒學(xué)發(fā)展史乃至遺傳學(xué)、生物化學(xué)以及當(dāng)代基因工程中起到了里程碑的作用。斯坦利（1904-1971）美國著名化學(xué)家，1935年提純了煙草花葉病毒，1946年獲得諾貝爾獎(jiǎng)煙草花葉病毒（TMV)的結(jié)晶以及化學(xué)本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)2025/2/28食品學(xué)院王麗極大地豐富了現(xiàn)代生物學(xué)（微生物學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)）的理論與技術(shù)；病毒學(xué)（virulogy）

研究病毒（virus）的本質(zhì)及其與宿主的相互作用的科學(xué)，是微生物學(xué)的重要分支學(xué)科。有效地控制和消滅人及有益生物的病毒病害；利用病毒對(duì)有害生物、特別是害蟲進(jìn)行生物防治；發(fā)展以基因工程為中心的生物高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)；2025/2/28食品學(xué)院王麗真病毒（Euvirus）非細(xì)胞生物至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分。亞病毒（subvirus）類病毒：只含具有獨(dú)立侵染性的RNA組分?jǐn)M病毒：只含不具獨(dú)立侵染性的RNA組分朊病毒：只含單一蛋白質(zhì)組分2025/2/28食品學(xué)院王麗二、病毒的特點(diǎn)和定義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。Eg.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。2）一種病毒的毒粒內(nèi)只含有一種核酸，DNA或者RNA。朊病毒甚至僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成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。2025/2/28食品學(xué)院王麗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，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。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）。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。例如利福平可抑制痘病毒復(fù)制7）在離體條件下，能以無生命的生物大分子狀態(tài)存在，并可長期保持其侵染活力。8）有些病毒的核酸還能整合到宿主的基因組中，并誘發(fā)潛伏性感染。2025/2/28食品學(xué)院王麗病毒（virus)是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的超顯微“非細(xì)胞生物”，其本質(zhì)是一種只含DNA和RNA的遺傳因子。超顯微的★什么是病毒？沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的專性活細(xì)胞內(nèi)寄生2.定義2025/2/28食品學(xué)院王麗感染態(tài)：活細(xì)胞內(nèi)專性寄生（宿主體內(nèi)）非感染態(tài)：以無生命的生物大分子狀態(tài)長期存在，并可保持其侵染活性。（離體條件下）病毒的兩種存在狀態(tài)2025/2/28食品學(xué)院王麗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）三、病毒的宿主范圍2025/2/28食品學(xué)院王麗四、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)和大小

（一）病毒的大小絕大多數(shù)的病毒都是能通過細(xì)菌過濾器的微小顆粒，直徑在20～200nm的范圍內(nèi)，必須在電鏡下觀察。最大病毒d=200nm的牛痘苗病毒（smallpox）；最小病毒之一d=28nm的脊髓灰質(zhì)炎病毒（poliovirus）；2025/2/28食品學(xué)院王麗病毒是一類非細(xì)胞生物，故稱之為病毒?；虿《倔w（virion），有時(shí)也稱病毒顆?；虿《玖Ｗ樱╲irusparticle），專指成熟的、結(jié)構(gòu)完整的和有感染性的單個(gè)病毒。（二）病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)2025/2/28食品學(xué)院王麗球形顆粒(或稱擬球形顆粒)桿狀顆粒復(fù)雜形狀顆粒（如蝌蚪狀，卵形）毒粒的形狀2025/2/28食品學(xué)院王麗2025/2/28食品學(xué)院王麗采用各種電鏡技術(shù)觀察病毒粒的形態(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)）2025/2/28食品學(xué)院王麗各種毒粒的大小、形態(tài)差異很大煙草花葉病毒細(xì)菌M13噬菌體細(xì)菌T4噬菌體大腸桿菌細(xì)菌f2、MS2噬菌體脊髓灰質(zhì)炎病毒牛痘病毒腺病毒衣原體人血紅細(xì)胞2025/2/28食品學(xué)院王麗★病毒長什么樣子？病毒的基本結(jié)構(gòu)衣殼（蛋白質(zhì)外殼）核心（核酸）DNA：DNA病毒(如天花病毒、腺病毒等)RNA：RNA病毒(如HIV、脊髓灰質(zhì)炎病毒等)只含有其中一種核酸核衣殼1.典型病毒粒的構(gòu)造2025/2/28食品學(xué)院王麗核心（core）或基因組（genome）位于病毒中心的核酸。衣殼（capsid）：包圍在核心周圍的蛋白質(zhì)，由蛋白質(zhì)亞基按對(duì)稱的形式、有規(guī)律地排列而成，是病毒粒的主要支架結(jié)構(gòu)和抗原成分，有保護(hù)核酸等作用。由許多在電鏡下可辨別的形態(tài)學(xué)亞單位——衣殼粒（capsomere

或capsomer）所構(gòu)成。有些較復(fù)雜的病毒（一般為動(dòng)物病毒，如流感病毒、皰疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒、以及小麥叢矮病毒等），其核衣殼外還被一層含蛋白質(zhì)或糖蛋白的類脂雙層膜覆蓋著，這層膜稱為包膜（囊膜envelope）。囊膜上還長有很多管狀突起物——刺突（spike）等附屬物。2025/2/28食品學(xué)院王麗2025/2/28食品學(xué)院王麗對(duì)稱體制螺旋對(duì)稱二十面體對(duì)稱復(fù)合對(duì)稱無包膜有包膜桿狀：煙草花葉病毒（TMV）等絲狀：大腸桿菌的f1、fd、M13等卷曲狀：正粘病毒（流感病毒）等彈狀：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等無包膜有包膜：皰疹病毒大型：腺病毒等小型：脊髓灰質(zhì)炎病毒，φX174噬菌體等無包膜：大腸桿菌的T偶數(shù)噬菌體（蝌蚪狀）等有包膜：痘病毒（磚塊狀）2.病毒粒的對(duì)稱體制2025/2/28食品學(xué)院王麗病毒粒大量聚集并使宿主細(xì)胞發(fā)生病變時(shí)，就形成了具有一定形態(tài)、構(gòu)造并能用光鏡加以觀察和識(shí)別的特殊“群體”，稱之為包涵體（inclusionbody）

。3.病毒的群體形態(tài)（1）包涵體（inclusionbody）

2025/2/28食品學(xué)院王麗也有在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)都存在的類型。包涵體多數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，具嗜酸性；少數(shù)位于細(xì)胞核內(nèi)，具嗜堿性；2025/2/28食品學(xué)院王麗（2）噬菌斑（plaque）

將少量的噬菌體與大量的宿主細(xì)胞的混合液與45℃左右的瓊脂培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中充分混勻，鋪平后培養(yǎng)10小時(shí)左右，肉眼可見一個(gè)個(gè)透亮不長菌的小圓斑，即為噬菌斑（plaque），是由噬菌體在菌苔上形成的“負(fù)菌落”。2025/2/28食品學(xué)院王麗（3）空斑（plaque）由動(dòng)物病毒在宿主單層細(xì)胞培養(yǎng)物上形成一個(gè)與噬菌斑類似的肉眼可見的局部病損區(qū)域，稱之為蝕斑或稱空斑（plaque）。

Dulbecco和Vogt于1953年發(fā)明了單層動(dòng)物細(xì)胞上的病毒空斑計(jì)數(shù)法，可進(jìn)行有活性的動(dòng)物病毒粒子的計(jì)數(shù)。2025/2/28食品學(xué)院王麗由植物病毒在植物葉片上形成的局部壞死斑，稱之為枯斑（lesion，病斑）。（4）枯斑（lesion

）2025/2/28食品學(xué)院王麗（三）噬菌體的形態(tài)2025/2/28食品學(xué)院王麗噬菌體的六種主要形態(tài)A型dsDNA蝌蚪狀收縮性尾B型dsDNA蝌蚪狀非收縮性長尾C型dsDNA蝌蚪狀非收縮性短尾D型ssDNA球狀無尾大頂衣殼粒E型ssRNA球狀無尾小頂衣殼粒F型ssDNA絲狀無頭尾2025/2/28食品學(xué)院王麗五、3類典型形態(tài)的病毒及其代表1.螺旋對(duì)稱的代表——煙草花葉病毒煙草花葉病毒簡(jiǎn)稱TMV（tobacomosaicvirus），是一種植物病毒，在病毒學(xué)發(fā)展史上有其獨(dú)特的地位。它是發(fā)現(xiàn)最早、研究最深入和了解最清楚的一種病毒。2025/2/28食品學(xué)院王麗直接影響烤煙的產(chǎn)量和質(zhì)量感病植物癥狀：花葉、葉片輕度扭曲，當(dāng)天氣干燥和炎熱的時(shí)候，下部葉容易受到花葉燒傷。早期感病植株還表同矮化癥狀。2025/2/28食品學(xué)院王麗由6390個(gè)核苷酸構(gòu)成，每3個(gè)核苷酸與一個(gè)蛋白質(zhì)亞基相結(jié)合衣殼含2130個(gè)皮鞋狀的蛋白亞基5％ssRNA95％衣殼蛋白煙草花葉病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)2025/2/28食品學(xué)院王麗2.二十面體對(duì)稱的代表——腺病毒腺病毒（Adenovirus）是一類動(dòng)物病毒，于1953年首次從手術(shù)切除的小兒扁桃體中分離到。主要侵染呼吸道、眼結(jié)膜和淋巴組織，是急性咽炎、咽結(jié)膜炎、流行性角膜結(jié)膜炎和病毒性肺炎等的病原體。2025/2/28食品學(xué)院王麗有12個(gè)角、20個(gè)面、30條棱。衣殼由252個(gè)衣殼粒組成，包括核心是由36500bp（堿基對(duì)）的線狀雙鏈DNA（dsDNA）構(gòu)成。六鄰體（hexon）的衣殼粒240個(gè)（均勻分布在20個(gè)面上）；五鄰體（penton）的衣殼粒12個(gè)（分布在12個(gè)頂角上）；每個(gè)五鄰體上突出一根末端帶有頂球的蛋白纖維，稱為刺突（spike）。2025/2/28食品學(xué)院王麗有12個(gè)角、20個(gè)面、30條棱。衣殼由252個(gè)衣殼粒組成，包括核心是由36500bp（堿基對(duì)）的線狀雙鏈DNA（dsDNA）構(gòu)成。六鄰體（hexon）的衣殼粒240個(gè)（均勻分布在20個(gè)面上）；五鄰體（penton）的衣殼粒12個(gè)（分布在12個(gè)頂角上）；每個(gè)五鄰體上突出一根末端帶有頂球的蛋白纖維，稱為刺突（spike）。2025/2/28食品學(xué)院王麗有12個(gè)角、20個(gè)面、30條棱。衣殼由252個(gè)衣殼粒組成，包括核心是由36500bp（堿基對(duì)）的線狀雙鏈DNA（dsDNA）構(gòu)成。六鄰體（hexon）的衣殼粒240個(gè)（均勻分布在20個(gè)面上）；五鄰體（penton）的衣殼粒12個(gè)（分布在12個(gè)頂角上）；每個(gè)五鄰體上突出一根末端帶有頂球的蛋白纖維，稱為刺突（spike）。2025/2/28食品學(xué)院王麗

腺病毒只能培養(yǎng)在人的組織細(xì)胞（羊膜、HeLa或Hep-2細(xì)胞株等），尤其適合長在人胎腎組織細(xì)胞上，并能在宿主的細(xì)胞核中進(jìn)行增殖和裝配，并能使宿主細(xì)胞形成包涵體。2025/2/28食品學(xué)院王麗2025/2/28食品學(xué)院王麗3.復(fù)合對(duì)稱的代表——T偶數(shù)噬菌體

E.coli

的T偶數(shù)（eventype）噬菌體共有3種，即T2、T4和T6。它們是病毒學(xué)和分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論研究中的極好材料。2025/2/28食品學(xué)院王麗T4噬菌體由橢圓形的二十面體頭部、頸部和螺旋對(duì)稱的尾部三個(gè)部分構(gòu)成，是病毒中復(fù)合對(duì)稱的代表。頭部內(nèi)的核心是dsDNA頭部與尾部相連處有一構(gòu)造簡(jiǎn)單的頸部，由頸環(huán)和頸須構(gòu)成。尾部由尾鞘、尾管、基板、刺突和尾絲五部分組成。2025/2/28食品學(xué)院王麗

T4通過尾絲吸附于宿主E.coli

表面。吸附后，由于基板受到構(gòu)象上的刺激，中央孔開口，釋放溶菌酶并水解部分細(xì)胞壁，接著尾鞘蛋白收縮，把尾管插入宿主細(xì)胞中。2025/2/28食品學(xué)院王麗六、病毒的核酸核酸構(gòu)成了病毒的基因組（genome），是病毒粒中最重要的成分，具有遺傳信息的載體和傳遞體的作用。2025/2/28食品學(xué)院王麗①是DNA還是RNA；②是單鏈（ss，singlestrand）結(jié)構(gòu)還是雙鏈（ds，doublestrand）結(jié)構(gòu)；③呈線狀還是環(huán)狀；④是閉環(huán)還是缺口環(huán)；⑤基因組是單分子、雙分子、三分子還是多分子。⑥核酸的堿基（b，base）或堿基對(duì)（basepair，bp）數(shù)，以及核苷酸序列等。病毒核