病毒與亞病毒經(jīng)典實(shí)用

1、病毒與亞病毒第四章第四章 病毒與亞病毒病毒與亞病毒 病毒與亞病毒非細(xì)胞生物分成病毒和亞病毒非細(xì)胞生物分成病毒和亞病毒 病毒與亞病毒第一節(jié)第一節(jié) 病毒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能病毒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能一、一、 病毒的一般特性病毒的一般特性病毒（病毒（virusvirus）是一類比細(xì)菌更小，能通）是一類比細(xì)菌更小，能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器，僅含一種類型核酸（或過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器，僅含一種類型核酸（或dnadna或或rnarna），只能在活細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)繁殖的），只能在活細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)繁殖的非細(xì)胞形態(tài)的微生物。非細(xì)胞形態(tài)的微生物。病毒與亞病毒病毒的基本特點(diǎn)病毒的基本特點(diǎn)個(gè)體極小，能通過(guò)濾菌器，形態(tài)多樣，有球狀、桿狀、復(fù)合型。個(gè)體極

2、小，能通過(guò)濾菌器，形態(tài)多樣，有球狀、桿狀、復(fù)合型。無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主要由蛋白質(zhì)、核酸構(gòu)成，一個(gè)病毒體內(nèi)僅含一種無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主要由蛋白質(zhì)、核酸構(gòu)成，一個(gè)病毒體內(nèi)僅含一種核酸，核酸以單鏈或雙鏈形式存在。核酸，核酸以單鏈或雙鏈形式存在。生活方式為專性活細(xì)胞內(nèi)寄生，病毒酶系不全，離開(kāi)活體后無(wú)生生活方式為專性活細(xì)胞內(nèi)寄生，病毒酶系不全，離開(kāi)活體后無(wú)生命特征。命特征。病毒以復(fù)制的方式增殖病毒以復(fù)制的方式增殖,包括核酸復(fù)制、核酸蛋白質(zhì)裝配。包括核酸復(fù)制、核酸蛋白質(zhì)裝配。對(duì)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感。對(duì)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感。病毒與亞病毒二、病毒的形態(tài)構(gòu)造及化學(xué)組成二、病毒的形態(tài)構(gòu)造及化學(xué)組成1 1、形態(tài)、形

3、態(tài)病毒粒子：成熟的、完整的、具有感染性的病毒顆粒。病毒粒子：成熟的、完整的、具有感染性的病毒顆粒。病毒與亞病毒衣衣 殼殼核核 酸酸包膜包膜刺刺 突突核衣殼2 2、病毒的基本結(jié)構(gòu)：、病毒的基本結(jié)構(gòu)：病毒與亞病毒病毒與亞病毒3病病毒毒的的對(duì)對(duì)稱稱 三類典型形態(tài)的病毒：三類典型形態(tài)的病毒：廿面體對(duì)稱廿面體對(duì)稱的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)( (球狀球狀) ) 螺旋對(duì)稱螺旋對(duì)稱的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)( (桿狀桿狀) ) 復(fù)合對(duì)稱復(fù)合對(duì)稱的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)( (蝌蚪狀蝌蚪狀) )大腸桿菌的大腸桿菌的t t偶數(shù)噬菌體是由偶數(shù)噬菌體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋橢圓形的二十面體頭部和螺旋對(duì)稱的尾部組合而成，是病毒對(duì)稱的尾部組合而成，是病毒中

4、復(fù)合對(duì)稱的代表。中復(fù)合對(duì)稱的代表。病毒與亞病毒螺旋對(duì)稱的病毒粒子螺旋對(duì)稱的病毒粒子tobacco mosaic virus病毒與亞病毒二十面體對(duì)稱病毒粒子二十面體對(duì)稱病毒粒子病毒與亞病毒病毒與亞病毒復(fù)合對(duì)稱的病毒粒子復(fù)合對(duì)稱的病毒粒子t4 bacteriophage病毒與亞病毒三、三、噬菌體噬菌體病毒種類很多，根據(jù)病毒寄生的對(duì)象來(lái)分，有植病毒種類很多，根據(jù)病毒寄生的對(duì)象來(lái)分，有植物病毒、動(dòng)物病毒和微生物病毒。物病毒、動(dòng)物病毒和微生物病毒。噬菌體：噬菌體：是病毒中的一種，一般把侵染細(xì)菌、放是病毒中的一種，一般把侵染細(xì)菌、放線菌的病毒叫噬菌體。（把侵染真菌的病毒叫噬線菌的病毒叫噬菌體。（把侵染真菌

5、的病毒叫噬真菌體）真菌體）據(jù)據(jù)bradley(1967)歸納，噬菌體共有六類形態(tài)。歸納，噬菌體共有六類形態(tài)。病毒與亞病毒1、組成：、組成：主要由蛋白質(zhì)和核酸組成。主要由蛋白質(zhì)和核酸組成。2、基本形態(tài)：、基本形態(tài)：蝌蚪形、微球形和纖絲形。蝌蚪形、微球形和纖絲形。（一）噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與組成（一）噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與組成病毒與亞病毒以以大腸桿菌大腸桿菌t4噬菌體噬菌體為例為例頭部：頭部：廿面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由蛋白廿面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)衣殼構(gòu)成，內(nèi)含一條質(zhì)衣殼構(gòu)成，內(nèi)含一條dnadna。頸部：頸部：薄盤(pán)狀，附頸須。薄盤(pán)狀，附頸須。尾鞘：尾鞘：長(zhǎng)長(zhǎng)95nm, 95nm, 衣殼粒螺旋對(duì)稱；衣殼粒螺旋對(duì)稱；可

6、伸縮?？缮炜s。 尾髓尾髓: :中空，中空，dnadna可由此進(jìn)入細(xì)胞?？捎纱诉M(jìn)入細(xì)胞?；寤? : 六角形盤(pán)狀物，其上有刺六角形盤(pán)狀物，其上有刺突、尾絲。突、尾絲。刺突刺突: : 有吸附功能。有吸附功能。尾絲尾絲: : 有識(shí)別吸附功能。有識(shí)別吸附功能。大腸桿菌大腸桿菌t4t4噬菌體構(gòu)造噬菌體構(gòu)造蝌蚪形噬菌體的構(gòu)造蝌蚪形噬菌體的構(gòu)造病毒與亞病毒（二）、噬菌體（二）、噬菌體(phage)的繁殖的繁殖 感染細(xì)胞后感染細(xì)胞后, ,能在寄主細(xì)胞內(nèi)增殖，產(chǎn)生大量子代能在寄主細(xì)胞內(nèi)增殖，產(chǎn)生大量子代噬菌體并引起細(xì)菌裂解的噬菌體。噬菌體并引起細(xì)菌裂解的噬菌體。烈性噬菌體（烈性噬菌體（virulent pha

7、gevirulent phage） 噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（插入）到宿主噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（插入）到宿主的核的核dna上，并且可以隨宿主上，并且可以隨宿主dna的復(fù)制而進(jìn)行同步的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，在一般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。復(fù)制，在一般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。溫和噬菌體（溫和噬菌體（temperate phragetemperate phrage）病毒與亞病毒1. 烈性噬菌體烈性噬菌體的繁殖的繁殖病毒與亞病毒fig. 2: penetration fig. 1: adsorption 病毒與亞病毒fig. 4: late replication

8、fig. 3: early replication 病毒與亞病毒fig. 6: release fig. 5: maturation 病毒與亞病毒animation of the lytic life cycle of a bacteriophageanimation of the lytic life cycle of a bacteriophage病毒與亞病毒病毒與亞病毒phage t4 infecting its host e. coli cell 病毒與亞病毒噬菌斑與噬菌體效價(jià)病毒與亞病毒噬菌斑噬菌斑 將少量噬菌體與大量敏感菌將少量噬菌體與大量敏感菌混合培養(yǎng)在營(yíng)養(yǎng)瓊脂中，在平板混合培養(yǎng)

9、在營(yíng)養(yǎng)瓊脂中，在平板表面布滿宿主細(xì)胞的菌苔上表面布滿宿主細(xì)胞的菌苔上,可可以用肉眼看到一個(gè)個(gè)透明的不長(zhǎng)以用肉眼看到一個(gè)個(gè)透明的不長(zhǎng)菌的小圓斑，稱為噬菌斑。菌的小圓斑，稱為噬菌斑。(每每個(gè)噬菌斑一般由一個(gè)噬菌體粒子個(gè)噬菌斑一般由一個(gè)噬菌體粒子形成的。形成的。)噬菌體效價(jià)的測(cè)定噬菌體效價(jià)的測(cè)定 n效價(jià)表示每毫升試樣中所含有的侵染性的噬菌體粒子效價(jià)表示每毫升試樣中所含有的侵染性的噬菌體粒子數(shù)，也即噬菌斑形成單位（數(shù)，也即噬菌斑形成單位（pfu）數(shù)或感染中心數(shù)。）數(shù)或感染中心數(shù)。效價(jià)效價(jià)病毒與亞病毒單層平板法單層平板法雙層平板法雙層平板法電鏡計(jì)數(shù)電鏡計(jì)數(shù)病毒與亞病毒噬菌體一步生長(zhǎng)曲線噬菌體一步生長(zhǎng)曲線

10、 none-step growth curveone-step growth curve 定量描述烈性噬菌體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線，觀察一群噬菌體感定量描述烈性噬菌體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線，觀察一群噬菌體感染一群細(xì)胞所發(fā)生的變化。染一群細(xì)胞所發(fā)生的變化。 n測(cè)定一步生長(zhǎng)曲線的步驟測(cè)定一步生長(zhǎng)曲線的步驟用噬菌體的稀懸液去感染高濃度的宿主細(xì)胞，以保證每個(gè)細(xì)胞至用噬菌體的稀懸液去感染高濃度的宿主細(xì)胞，以保證每個(gè)細(xì)胞至 多不超過(guò)一個(gè)噬菌體吸附。多不超過(guò)一個(gè)噬菌體吸附?；旌弦褐屑尤攵康氖删w的抗血清，中和尚未吸附的噬菌體?；旌弦褐屑尤攵康氖删w的抗血清，中和尚未吸附的噬菌體。用培養(yǎng)液稀釋混合液，中止抗血清的

11、作用，適溫培養(yǎng)。用培養(yǎng)液稀釋混合液，中止抗血清的作用，適溫培養(yǎng)。間斷樣進(jìn)行效價(jià)測(cè)定，得一曲線。間斷樣進(jìn)行效價(jià)測(cè)定，得一曲線。 病毒與亞病毒一一步步生生長(zhǎng)長(zhǎng)曲曲線線病毒與亞病毒 2 2、溫和噬菌體與溶源性細(xì)菌、溫和噬菌體與溶源性細(xì)菌溫和噬菌體：溫和噬菌體：噬菌體感染細(xì)胞后，將其核噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（附著）到宿主的核酸整合（附著）到宿主的核dnadna上，并且可上，并且可以隨宿主以隨宿主dnadna的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，在一的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，在一般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。原噬菌體（或前噬菌體）：原噬菌體（或前噬菌體）： 即整合在宿主

12、即整合在宿主核核dnadna上的噬菌體的核酸。上的噬菌體的核酸。 溶原性細(xì)菌：溶原性細(xì)菌：指在核染色體上整合有原噬指在核染色體上整合有原噬菌體的細(xì)菌?？蛇M(jìn)行正常生長(zhǎng)繁殖菌體的細(xì)菌?？蛇M(jìn)行正常生長(zhǎng)繁殖, ,而不被而不被裂解。裂解。 病毒與亞病毒溫和噬菌體的繁殖溫和噬菌體的繁殖病毒與亞病毒病毒與亞病毒檢驗(yàn)溶源菌的方法檢驗(yàn)溶源菌的方法 病毒與亞病毒病毒與亞病毒四、植物病毒四、植物病毒病毒與亞病毒病毒引起的植物病害特征n1、因葉綠體被破壞或不能合成葉綠素，而使葉片發(fā)生花葉、黃化或紅化癥狀。n2、植株發(fā)生矮化、叢植或畸形。n3、形成枯斑或壞死。病毒與亞病毒tulip mania 郁金香狂潮郁金香狂潮 n

13、tulip mania or tulipomania was a period in the dutch golden age during which contract prices for bulbs of the recently introduced tulip reached extraordinarily high levels and then suddenly collapsed. at the peak of tulip mania in february 1637, tulip contracts sold for more than 10 times the annual

14、 income of a skilled craftsman. it is generally considered the first recorded speculative bubble (or economic bubble). the term tulip mania is now often used metaphorically to refer to any large economic bubble (when asset prices deviate from intrinsic values). 病毒與亞病毒na tulip, known as the viceroy,

15、displayed in a 1637 dutch catalog. its bulb cost between 3000 and 4200 florins depending on size. a skilled craftsman at the time earned about 300 florins a year 病毒與亞病毒nanonymous 17th-century watercolor of the semper augustus, famous for being the most expensive tulip sold during tulip mania. 病毒與亞病毒

16、五、人類和脊椎動(dòng)物病毒五、人類和脊椎動(dòng)物病毒狂犬病病毒狂犬病病毒病毒與亞病毒the influenza virus病毒與亞病毒n甲型流感病毒（influenza a virus），又稱a型流感病毒 n乙型流感病毒（influenza b virus），又稱b型流感病毒 n丙型流感病毒（influenza c virus），又稱c型流感病毒病毒與亞病毒甲型流感病毒抗原變異情況 亞型名稱抗原結(jié)構(gòu)流行年代代表病毒株原甲型（a0）h0n119301946a/pr/8/34（hon1）亞甲型（a1）h1n119461957a/fm/1/4/（h1n1）亞洲甲型（a2）h2n219571968a/sing

17、apore/1/57（h2n2）香港亞型（a3）h3n219681977a/hongkong/1/68（h3n2）新a1與a3交替型h3n2 h1n11977至今a/ussr/90/77（h1n1） a/beijing/32/92(h3n2)病毒與亞病毒n流感病毒根據(jù)血凝素ha和神經(jīng)氨酸酶na的抗原性分為不同的亞型 病毒與亞病毒病毒與亞病毒乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒病毒與亞病毒顯微鏡下的天顯微鏡下的天花病毒圖像花病毒圖像 sars病毒圖像病毒圖像 病毒與亞病毒艾滋病病毒模式圖艾滋病病毒模式圖 病毒與亞病毒病毒與亞病毒昆蟲(chóng)病毒n昆蟲(chóng)病毒大體經(jīng)歷了3個(gè)主要階段:n證明病毒是許多昆蟲(chóng)疾病的致病因子；n

18、認(rèn)識(shí)昆蟲(chóng)病毒的性質(zhì)；n研究病毒與宿主之間的相互關(guān)系。病毒與亞病毒n核型多角體病毒(npv)，如家蠶npv，棉鈴蟲(chóng)npv,松毛蟲(chóng)npv，春尺蠖npv,舞毒蛾npv,斜紋夜蛾npv，粘蟲(chóng)npv 病毒與亞病毒n質(zhì)型多角體質(zhì)型多角體病毒，簡(jiǎn)稱cpv。我國(guó)對(duì)昆蟲(chóng)質(zhì)型多角體病毒的研究是從家蠶病害的研究開(kāi)始的，現(xiàn)已在30多種昆蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)型多角體病毒。病毒與亞病毒n顆粒體病毒(gv)，如黃地老虎gv，菜粉蝶gv,茶小卷葉蛾gv等 病毒與亞病毒第二節(jié)第二節(jié) 亞病毒亞病毒 凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中，只含其中之一的凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中，只含其中之一的分子病原體。分子病原體。類病毒擬病毒朊病毒病毒與亞病毒一

19、、類病毒 viroidnelectron microscopic picture of potato spindle tuber viroid (pstvd) nthey solely consist of a small, single-stranded, circular rna, which is not encapsidated in a protein coat. npotato spindle tuber viroid gets its name because of the oblong tubers produced from infected plants.病毒與亞病毒sym

20、ptoms of viroid diseases na: 番茄矮化病, b:鱷梨日斑病 , c:菊矮化病 , d:菊花褪綠斑駁 n這些裸露的rna 分子可以導(dǎo)致許多谷物，水果，觀賞植物，嚴(yán)重的病變，例如：馬鈴薯，番茄，黃瓜，菊花，鱷梨，椰子等 病毒與亞病毒二、擬病毒 virusoid病毒與亞病毒三朊病毒瘋牛病朊病毒瘋牛病朊病毒病毒與亞病毒第三節(jié)第三節(jié) 病毒與實(shí)踐病毒與實(shí)踐n一、噬菌體與發(fā)酵工業(yè)一、噬菌體與發(fā)酵工業(yè)n二、昆蟲(chóng)病毒用于生物防治二、昆蟲(chóng)病毒用于生物防治n三、病毒在基因工程中的應(yīng)用三、病毒在基因工程中的應(yīng)用病毒與亞病毒一、噬菌體與發(fā)酵工業(yè)一、噬菌體與發(fā)酵工業(yè)n發(fā)酵周期明顯延長(zhǎng)發(fā)酵周期明

21、顯延長(zhǎng)n碳源消耗緩慢發(fā)酵液碳源消耗緩慢發(fā)酵液清淡清淡n發(fā)酵產(chǎn)物形成緩慢或發(fā)酵產(chǎn)物形成緩慢或根本不形成根本不形成n噬菌體檢測(cè)會(huì)發(fā)現(xiàn)大噬菌體檢測(cè)會(huì)發(fā)現(xiàn)大量噬菌斑量噬菌斑n電鏡可看到噬菌體電鏡可看到噬菌體n后果：后果：減產(chǎn)減產(chǎn) 倒罐倒罐 病毒與亞病毒補(bǔ)救方法：盡快提取產(chǎn)品 加藥抑制 及時(shí)更換菌種 發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)預(yù)防措施n決不使用可疑菌種n嚴(yán)格環(huán)境衛(wèi)生n活菌液嚴(yán)禁排放n通氣加料嚴(yán)控n輪換使用生產(chǎn)菌株；n設(shè)備滅菌n使用抗噬菌體菌株病毒與亞病毒噬菌體的應(yīng)用n1. 用于鑒定細(xì)菌的分型；n2. 分子生物學(xué)領(lǐng)域的重要實(shí)驗(yàn)工具和最理想的材料；n3. 用于預(yù)防和治療傳染性疾?。籲4. 用于篩選抗癌物質(zhì)和檢測(cè)致癌 物質(zhì)；

22、n5. 測(cè)定輻射劑量；病毒與亞病毒三、病毒在基因工程中的應(yīng)用三、病毒在基因工程中的應(yīng)用n噬菌體作為原核生物基因工程的載體噬菌體作為原核生物基因工程的載體n植物植物dna病毒作為植物基因工程的載體病毒作為植物基因工程的載體n動(dòng)物動(dòng)物dna病毒作為動(dòng)物基因工程的載體病毒作為動(dòng)物基因工程的載體n昆蟲(chóng)昆蟲(chóng)dna病毒作為真核生物基因工程的載體病毒作為真核生物基因工程的載體病毒與亞病毒三、病毒在基因工程中的應(yīng)用三、病毒在基因工程中的應(yīng)用n噬菌體可作為原核生物基因工程的優(yōu)良載體，將外源目的基因?qū)氲胶线m的受體細(xì)胞，從而獲得具有新性狀的 “工程菌”ne.coli的噬菌體包括：必需基因參與生命活動(dòng)；非必需基因不影響生命活動(dòng)，可被外源dna代替n載有外源遺傳因子的重組噬菌體可整合在宿主核基因組上，兩者以