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1、病毒：是一类超显微的非细胞生物，每一种病毒只含有一种核酸；它们只能在活细胞内营专性寄生；在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在。 （真）病毒(virus)：至少含有核酸和蛋白质两种组分 类病毒(viroid)：只含单独具侵染性的RNA组分 拟病毒(virusoid)：只含不具单独侵染性的RNA组分 朊病毒(prion)：只含蛋白质一种组分,第一节 病毒,1、概念,2、病毒的特性,形体极其微小，没有细胞构造，一般都可通过细菌滤器故也称分子生物； 其主要成分仅是核酸和蛋白质两种； 每一种病毒只含有一种核酸，DNA或RNA； 既无产能酶系也无蛋白质合成系统，在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和
2、核酸蛋白装配的形式进行增殖； 在宿主的活细胞内营专性寄生，在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶； 对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。,病毒个体用纳米（nm）来量度。病毒的大小悬殊， 直径在10300nm之间，通常在100nm左右。较大的病 毒如痘类病毒，其大小为250300nm20050nm，比最小的细菌支原体（直径200250nm）还大。最小的病毒如菜豆畸矮病毒，粒子大小仅为911nm，比血清蛋 白分子（直径22nm）还小。,1. 病毒的大小,一、病毒的形态构造及化学组成,成熟的具有侵染力的病毒颗粒称为病毒粒子（virion）。在电子显微镜下观察到的病毒粒子一般为球状、
3、棒杆状、蝌蚪状和线状等多种形态。人、动物和真 菌的病毒大多呈球状（如腺病毒、蘑菇病毒），少数为 弹状或砖状（如弹状病毒、痘病毒）。植物病毒和昆虫 病毒则多数为线状和杆状（如烟草花叶病毒、家蚕核型 多角体病毒），少数为球状（如花椰菜花叶病毒）。细 菌病毒称噬菌体，部分呈蝌蚪状（T2，T4，噬菌体），部分线状（fd、M13等）或球状（MS2、X174等）,2 . 形态,3 . 化学组成和结构,（1） 病毒蛋白 病毒一般只含一种或少数几种蛋白。蛋白质在病毒中的含量随病毒种类而异，如狂犬病毒的蛋白质含量约占整 个病毒粒子的96%，而大肠杆菌T3、T4 噬菌体则只占40%。 病毒蛋白的氨基酸组成和其他生
4、物一样，但半胱氨 酸和组氨酸在病毒蛋白中较少见。不同种病毒蛋白的氨 基酸含量各不相同，大肠杆菌噬菌体M13的外壳蛋白只 有49个氨基酸，烟草花叶病毒普通株的外壳蛋白有158个氨基酸，家蚕核型多角体病毒蛋白有244个氨基酸。,（2） 病毒核酸 只含一类核酸（DNA或RNA），至今还没发现一种病毒同时兼有两类核酸。大多数植物病毒的核酸为RNA，少数为DNA；噬菌体的核酸大多数为DNA，少数为RNA；动物病毒，包括昆虫病毒，则部分是DNA，部分是RNA。含DNA的病毒称为DNA病毒，含RNA的病毒称为RNA病毒。 无论是DNA还是RNA，都有单链（ss）和双链（ds） 之分。RNA病毒多数是单链，极
5、少数为双链，DNA病毒多数为双链，少数为单链。核酸有线状和环状之分，如玉米 条纹病毒的核酸为线状单链DNA，大丽菊花叶病毒的核酸为闭合环状双链DNA。但RNA病毒核酸都呈线状，罕见环状。,（3） 脂类和糖类 少数有包膜的大型病毒含有蛋白质和核酸外，还含有脂类和糖类等其他成分。如大蚊红色病毒含有5% 脂类，流感病毒除含19% 脂类外，还含有6% 的非核糖成分的糖类。病毒所含的脂类主要是一些磷脂、胆固醇和中性脂肪，它们大多数存在于包膜中。所含的糖，主要是葡萄糖、龙胆二糖、岩藻糖、半乳糖等。它们或以糖苷链直 接与碱基相连，或以氨基酸残基相连，以糖蛋白的形式 存在。糖蛋白位于有包膜病毒的表面，与血清反
6、应有关。,（4） 病毒的包含体 有些病毒在寄主细胞内还形成包含体的结构，它们多数 位于细胞质内，具嗜酸性；少数位于细胞核内，具嗜碱性；也有细胞质和细胞核内都存在的类型。包含体是寄主细胞被病毒感染后形成的蛋白质结晶体，内含1个到几个 病毒粒子。包含体的个体较大，在光学显微镜下就能看到，包含体有多角形和颗粒形两种，前者称为多角形包含体，后者称为颗粒状包含体。颗粒状包含体呈圆筒形或椭圆形，内含1个（偶尔2个）病毒粒子。多角形包含体一般呈六角形、五角形、四角形和三角形，内含多个病毒粒子。,衣 壳,核 酸,包膜,刺 突,核衣壳,病毒的基本结构：,三类典型形态的病毒： 廿面体对称 (球状) 螺旋对称 (杆
7、状) 复合对称 (蝌蚪状) 大肠杆菌的T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。,螺旋对称的病毒粒子,Tobaco Mosaic Virus,二十面体对称病毒粒子,Adenovirus,复合对称的病毒粒子,T4 Bacteriophage,按宿主的不同将病毒分为微生物病毒、植物病毒、脊椎动物病毒和昆虫病毒。 (1) 微生物病毒：侵染细菌、放线菌等原核生物的病毒，通 常称为噬菌体，微生物病毒广泛存在于自然界中，在真菌、蓝绿藻中也发现有病毒的感染。噬菌体在病毒学中以E.coli 中发现的噬菌体最多，是研究最深入的。 (2) 植物病毒：植物病毒大部分属于ss
8、RNA病毒，其基本形 态有杆状、丝状和等轴对称的近球状二十面体，一般没有 包膜。只有少数种类才有包膜，例如植物弹状病毒组的莴 苣坏死黄化病病毒等。,二、病毒的主要类群,(3) 脊椎动物病毒 在人类、哺乳动物、禽类和鱼类等各种脊椎动物中，广泛存在着相应的病毒。目前研究得较广泛 和深入的还是那些与人类健康、畜牧业直接相关的脊椎动 物病毒。常见的如流感病、麻疹、腮腺炎、肝炎、疱疹、 流行乙型脑炎、艾滋病以及狂犬病等。此外，根据统计， 在人类的恶性肿瘤中，约有15%是由于病毒的感染而诱发的。 (4) 昆虫病毒 在病毒学领域内，昆虫病毒的研究和开发工作起步较晚，但发展较快。据记载，当前国际上已报道的 昆
9、虫病毒有1671种（1990），根据是否形成包含体，把昆 虫病毒分为包含体病毒和非包含体病毒。,噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌 的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体） 噬菌体在自然界广泛存在，在1995年发表的ICTV (International Comittee on Taxonomy of Viruses，国际病毒分类委员会)的病毒分类与命名第六次报告中共报 道了4000余种，分别划归为49个病毒科。 据Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。,三、噬菌体(Phage),1、组成：主要由蛋白质和核酸组成。 2、基本形态：蝌蚪形、微球形和纤丝形。,（一）
10、噬菌体的形态结构与组成,以大肠杆菌T4噬菌体为例： 头部：廿面体对称结构，由蛋白质衣壳构成，内含一条DNA。 颈部：薄盘状，附颈须。 尾鞘：长95nm, 衣壳粒螺旋对称；可伸缩。 尾髓:中空，DNA可由此进入细胞。,大肠杆菌T4噬菌体构造,蝌蚪形噬菌体的构造,基板: 六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。 刺突: 有吸附功能。 尾丝: 有识别吸附功能。,噬菌体并没有个体的生长过程，而只有基本成分的 合成和装配，所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。 根据噬菌体与宿主的关系： 烈性噬菌体 温和噬菌体（或溶源性噬菌体）,（二）噬菌体(phage)的繁殖,T-系噬菌体：是研究的最广泛而又深入的细菌噬菌体，按 发
11、现的先后顺序进行从T1T7编号，后来发现其中偶数者的形态都相同（蝌蚪形收缩性长尾），故统称T偶数噬菌体。,烈性噬菌体：感染细胞后,能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。 烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段： 即吸附、侵入、增殖（复制与生物合成）、成熟（装配）和裂解（释放）,1、烈性噬菌体的繁殖,吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。,侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物 质可使细胞壁产生一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入 细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。 复制：包括核
12、酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进 入宿主细胞后，会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬 菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。,装配： 主要步骤有： DNA分子的缩合通过衣壳包裹DNA而形成头部尾丝及尾部的其它部件独立装配完成头部与尾部相结合最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。,释放： 方式： 裂解：多以裂解细胞的方式释放。 分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。 通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程能合成100300个噬菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长。,烈性噬菌体繁殖过程示意图,噬菌体一步生长曲线,实验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染，避
13、免二次吸附；细菌群体被噬菌体同步感染。 实验过程: 敏感菌10ml Phage 1ml 混匀，5min，使之吸附 离心或用抗phage血清处理，去除过量phage 高倍稀释，吸附phage的菌悬液(避免多次吸附) 37培养，定时取样,噬菌斑,以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，绘制成的曲线为一步生长曲线。 潜伏期：从噬菌体吸附细菌到第一个噬菌体粒子装配之前的这段时期。噬菌体数无变化。样品中无游离的噬菌体。(510min),裂解期：曲线直线上升，子代噬菌体不断释放到培养基中，直到达到一个极限。(2030min) 稳定期：感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。,裂解量
14、：每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的平均数。 稳定期噬菌斑数 裂解量 = 潜伏期噬菌斑数 不同的噬菌体或同种噬菌体感染敏感菌后所释放 的噬菌体数不同,与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及 环境因素有关。,温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。 原噬菌体（或前噬菌体）：即整合在宿主核DNA上的噬菌体的核酸。 溶原性细菌：指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖，而不被裂解。,2、温和噬菌体与溶源性细菌,可稳定遗传：子代细菌都含有原噬菌体，均具有溶原性。 可自发裂解：温和噬菌
15、体的核酸也可从宿主DNA上脱落 下来，恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率10-210-5 。 可诱导裂解：用化学、物理方法诱导 可复愈：自然遗失前噬菌体，变为非溶源性细菌，不再 发生自发裂解和诱导裂解 溶源转变：由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自 己产生一些新的生理特征。,溶原性细菌的特点,将少量溶源菌与大量敏感指示菌（易受溶源菌释放出的噬菌体感染发生裂解性循环者）相混合，然后倒入营 养琼脂平板，溶源菌生长成菌落。当溶源菌中极少数的 细胞发生自发裂解释放出病毒粒子时，这些病毒粒子会 感染溶源菌落周围的敏感指示菌，并反复侵染形成噬菌斑。最后形成中央是溶源菌菌落，四周为透明裂解圈的 特殊菌落。（教材p74 图）,检验溶源菌的方法,请 提 宝 贵 意 见 谢 谢,