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第一章 非细胞结构的超微生物 —— 病 毒

第一章 非细胞结构的超微生物 —— 病 毒. 了解病毒的形态、化学组成、结构和病毒的繁殖、培养。 了解病毒对环境因素的抵抗力及在污水处理过程中的去除效果。. 病毒. 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，靠其宿主代谢系统的协助来复制核酸，合成蛋白质等组分，然后再进行装配而得以增殖；在离体条件下，它们能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。.

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第一章 非细胞结构的超微生物 —— 病 毒

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Presentation Transcript

  1. 第一章 非细胞结构的超微生物—— 病 毒

  2. 了解病毒的形态、化学组成、结构和病毒的繁殖、培养。了解病毒的形态、化学组成、结构和病毒的繁殖、培养。 • 了解病毒对环境因素的抵抗力及在污水处理过程中的去除效果。

  3. 病毒 • 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，靠其宿主代谢系统的协助来复制核酸，合成蛋白质等组分，然后再进行装配而得以增殖；在离体条件下，它们能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。

  4. 在微生物家族中比较特殊的是病毒。它们的个体实在太小，只有在电子显微镜下放大几万倍，才显露原形。与其他微生物不同，病毒没有细胞结构，只能在寄主细胞内繁殖。进入“病毒户口簿”的大约有2800种。病毒与人类关系极为密切，病毒能引起人类、动植物、昆虫的多种疾病，像艾滋病、肝炎等。目前人类还没找到一种对病毒有直接治疗效果的药说。当然，病毒并不全“坏”，它们在分子生物学领域中的应用、在病虫害防治中的作用正被人类所认识。在微生物家族中比较特殊的是病毒。它们的个体实在太小，只有在电子显微镜下放大几万倍，才显露原形。与其他微生物不同，病毒没有细胞结构，只能在寄主细胞内繁殖。进入“病毒户口簿”的大约有2800种。病毒与人类关系极为密切，病毒能引起人类、动植物、昆虫的多种疾病，像艾滋病、肝炎等。目前人类还没找到一种对病毒有直接治疗效果的药说。当然，病毒并不全“坏”，它们在分子生物学领域中的应用、在病虫害防治中的作用正被人类所认识。

  5. 病毒学（virulogy）发展史 • 十九世纪末，动植物病毒性传染病致病因子的认识； • 1935年，Stanley分离提纯了TMV(烟草花叶病毒)结晶(Nobel Prize)； • Bawden提示了TMV实质是核蛋白； • 1940年，Kausche用电镜看到了TMV的杆状外形； • 1952年，Kershey 和Chase噬菌体传物质是DNA； • 1955年，Franenkel——Conrat 完成病毒拆开实验； Cncnc-micro

  6. 1960年，Anderer弄清了TMV外壳蛋白亚基aa排序； • 1965年，Spiegelma首次在细胞外复制 E.coly噬菌体； • 1970年，Baltimore和 Temin发现反转录酶1； • 以后相继发现了亚病毒、朊病毒、拟病毒，并相继测出各类病毒核酸一级结构； • 随后相继完成了几种病毒基因组的测序并将完成所有病毒测序。

  7. 病 毒 的 研 究 方 法 • 电子显微镜法(利用负染法) • 分级过滤法 • 超速离心法沉降法 • 电泳法 • X射线晶体衍射

  8. (TEM x376,200) (TEM x207,480) 烟草花叶病毒TMV Tobacco Mosaic Virus

  9. T4噬菌体 T4 Bacteriophage (TEM x390,000)

  10. Polio Virus (TEM x350,000)

  11. Listeria sp. Bacteriophage of the Bacterium

  12. 流感病毒 Influenza A Virus (TEM x240,980)

  13. 被病毒感染的T淋巴细胞 Human T-lymphocyte Virus Attacking a T-lymphocyte

  14. T淋巴细胞中的爱滋病毒 HIV Infection in Human Lymph Tissue

  15. 血液淋巴细胞中的单疱病毒Herpes Simplex Virus (TEM x169,920)

  16. 大豆黄萎病毒 Cowpea Chlorotic Mottle Virus (TEM x326,040)

  17. 第一节 病毒的一般特征及其分类 一、病毒的特点 二、病毒的分类 • 宿主：动物、植物、细菌等 • 核酸：DNA或RNA • 所致疾病、大小、结构、被膜

  18. 病 毒 的 特 征 • 形态极其微小，必须在电镜下才能观察，一般都具过滤性； • 没有细胞构造，故也称分子生物； • 其主要成分仅是核酸和蛋白质两种； • 每一种病毒只含一种核酸，不是DNA就是RNA； • 既无产能酶系，也无蛋白合成系统；

  19. 利用宿主细胞设备进行增殖,不存在个体生长和二均分裂等细胞繁殖方式；利用宿主细胞设备进行增殖,不存在个体生长和二均分裂等细胞繁殖方式； • 在宿主活细胞内营专性寄生； • 在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态存在,并可行成结晶； • 对一般抗生素不敏感,但对于干扰素敏感。

  20. A virus can have either DNA or RNA but never both !!

  21. 病毒的大小和组成 最大的病毒与最小的病毒 天花病毒 200×300nm 脊髓灰质炎病毒 口蹄疫病毒 10nm 第二节 病毒的形态和结构 一、病毒的形态和大小 病毒的形体微小，只能以nm计量，一般为 10 ~300 nm。

  22. 传染性浓泡皮炎病毒 牛痘苗病毒 腮腺炎病毒 T偶数病毒 疱疹病毒 大蚊病毒 流感病毒 烟草花叶病毒 腺病毒 多瘤病毒 脊髓灰质炎病毒 1µm 病 毒 大 小

  23. 几种病毒的形态与相对大小（大圆表示葡萄球菌细胞的相对大小）几种病毒的形态与相对大小（大圆表示葡萄球菌细胞的相对大小） 1.葡萄球菌噬菌体 2.烟草花叶病毒 3.疱疹病毒 4.腮腺炎病毒 5.流感病毒 6.脊髓灰质炎病毒 7.狂犬病毒 8.腺病毒 9.痘病毒

  24. 病毒的形态结构 病毒的形态:

  25. RNA or DNA Protein Coat (Capsomers) Lipid envelope 病毒粒子的对称体质 螺旋对称 复合对称 二十面体对称

  26. 三 类 典 型 形 态 的 病 毒 • 螺旋对称的代表-烟草花叶病毒(TMV) • 二十面体对称的代表-腺病毒 • 复合对称的代表-T偶数噬菌体

  27. 螺旋对称的代表-烟草花叶病毒(tobao mosaicvirus,TMV)

  28. 二十面体对称的代表:腺病毒(Adenovirus) • 衣壳粒总数N=10(n-1)2+2； n为每条边的衣壳粒数

  29. 复合对称的代表：T噬菌体(T Bacteriophage)

  30. 病毒颗粒 核衣壳 病毒颗粒 病毒的化学组成和结构 • 蛋白质、核酸、类脂质、多糖 • 蛋白质——衣壳粒——衣壳 • 核酸 ——内芯 • 类脂质+多糖—— 被膜（囊膜）

  31. 病毒的结构

  32. 病毒的蛋白质 • 构成病毒外壳，保护病毒核酸免受核酸酶及其他理化因子的破坏； • 决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在的受体具特异亲合力,促使病毒粒子的吸附； • 决定病毒的抗原性,并能刺激机体产生相应的抗体； • 病毒蛋白还构成了病毒组成的酶。 Cncnc-micro

  33. 病毒的核酸 • DNA，RAN之分； • 单双链（single strsnd,ss/double strand,ds）之分； • 环状，线状之分(闭合，开放)； • 正负链之分； • 基因组是单分子、双分子、三分子、多分子。 Cncnc-micro

  34. 病毒的基因

  35. 第三节 病毒的繁殖 一、烈性噬菌体的繁殖 • 吸附 • 侵入 • 复制与聚集 • 裂解和释放

  36. 吸附 (adsorption) • 吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合； • 影响因素：噬菌体数量、阳离子、 辅助因子、温度等。

  37. 侵入(penetration) T 噬菌体的尾部借助尾丝固着在细菌细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁上的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP获得能量收缩将尾髓压入宿主细胞内，尾髓将头部的DNA注入宿主细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。

  38. 复制(replication)和装配(assembly) 噬菌体的核酸进入宿主细胞后，借用宿主细胞的合成机构如核糖体、mRNA、tRNA、ATP及酶等复制核酸，进而合成噬菌体蛋白，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，即装配。 在这个过程中，宿主细胞内的核酸不能按自身的遗传特征复制和合成蛋白质。

  39. 噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁，宿主死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程。噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁，宿主死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程。 裂解(lytic)和释放(release)

  40. 二、温和性噬菌体的溶原性 • 毒(烈)性噬菌体：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体。是正常表现的噬菌体。 • 温和噬菌体：侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主核酸同步复制，宿主细胞不裂解继续生长。 • 前噬菌体(prophage)：整合在细菌基因组中的噬菌体基因组；溶原性细菌(lysogenic bacterium)：带有前噬菌体基因组的细菌。

  41. 温和噬菌体可有三种存在状态：A. 游离的具有感染性的噬菌体颗粒；B. 宿主菌胞质内类似质粒形式的噬菌体核酸；C. 前噬菌体。 • 前噬菌体偶尔可自发地或在某些理化和生物因素的诱导下脱离宿主菌基因组而进入溶菌周期，产生成熟噬菌体，导致细菌裂解。温和噬菌体这种产生成熟噬菌体颗粒和溶解宿主菌的潜在能力，称为溶原性(lysogeny)。 • 某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变，这称为溶原性转换(lysogenic conversion)。

  42. 温和噬菌体侵染宿主

  43. 病毒的溶原性

  44. 第四节 病毒的培养 一、病毒的培养特征 液体: 透明的裂解溶液； 固体: 空斑(噬菌斑) 二、病毒的培养基 要求苛刻； 专一性强 三、病毒的培养

  45. 病毒在液体培养基中的培养特征 • 一、病毒的培养特征 将噬菌体的敏感细菌接种在液体培养基中，经培养后敏感细菌均匀分布在培养基中而使培养基浑浊。然后接种噬菌体，敏感细菌被噬菌体感染后发生菌体裂解，原来浑浊的细菌悬液变成透明的裂解溶液。 噬菌体在液体培养基中的内的培养特征 A.被噬菌体感染之前培养液浑浊 B. 被噬菌体感染之后培养液变清

  46. 病毒在固体培养基上的培养特征 将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。 噬菌体在液体培养基中的内的培养特征 C.细菌菌落 D.四个菌落被噬菌体感染成噬菌空斑

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