微生物第三章

1、第三章病毒和亞病毒第三章病毒和亞病毒一、病毒的發(fā)現(xiàn)和研究歷史一、病毒的發(fā)現(xiàn)和研究歷史1886年，年，a. mayer(德國德國) 發(fā)現(xiàn)具有傳染性的煙草花葉?。话l(fā)現(xiàn)具有傳染性的煙草花葉?。?892年，年，d. ivanovsky（俄國）煙草花葉病病原體能通過細(xì)菌濾器：（俄國）煙草花葉病病原體能通過細(xì)菌濾器： 一種能通過細(xì)菌濾器的一種能通過細(xì)菌濾器的”細(xì)菌毒素細(xì)菌毒素”或極小的細(xì)菌或極小的細(xì)菌18981898年，年，m w beijerinckm w beijerinck（荷蘭）對煙草花葉病病原體的研究結(jié)果：（荷蘭）對煙草花葉病病原體的研究結(jié)果：t 能通過細(xì)菌濾器；能通過細(xì)菌濾器；t 可被乙醇沉淀

2、而不失去其感染性，可被乙醇沉淀而不失去其感染性，t 能在瓊脂凝膠中擴(kuò)散；能在瓊脂凝膠中擴(kuò)散；t 用培養(yǎng)細(xì)菌的方法不能被培養(yǎng)出來，推測只能在植物活細(xì)胞中生活；用培養(yǎng)細(xì)菌的方法不能被培養(yǎng)出來，推測只能在植物活細(xì)胞中生活；比細(xì)菌小的具有傳染性的活的流質(zhì)（比細(xì)菌小的具有傳染性的活的流質(zhì)（contagium vivum fluidum）virus1935：美國斯壇萊從煙草花葉病病葉：美國斯壇萊從煙草花葉病病葉中提取出了病毒結(jié)晶，又證實(shí)了結(jié)晶中提取出了病毒結(jié)晶，又證實(shí)了結(jié)晶中含核酸和蛋白質(zhì)兩種成分，而只有中含核酸和蛋白質(zhì)兩種成分，而只有核酸具感染和復(fù)制能力，并因此而或核酸具感染和復(fù)制能力，并因此而或諾貝爾

3、獎。諾貝爾獎。真病毒：至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分真病毒：至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分病毒病毒類病毒：只含具有獨(dú)立侵染性的類病毒：只含具有獨(dú)立侵染性的rna組分組分亞病毒擬病毒：只含不具有獨(dú)立侵染性的亞病毒擬病毒：只含不具有獨(dú)立侵染性的rna組分組分朊病毒：只含單一蛋白質(zhì)組分朊病毒：只含單一蛋白質(zhì)組分 第一節(jié)病毒第一節(jié)病毒病毒：是一類由核酸和蛋白質(zhì)或加上其它少病毒：是一類由核酸和蛋白質(zhì)或加上其它少數(shù)成分組成的非細(xì)胞型微生物，其本質(zhì)是一數(shù)成分組成的非細(xì)胞型微生物，其本質(zhì)是一類在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行自身復(fù)制的遺傳因子類在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行自身復(fù)制的遺傳因子（dnadna或或rnarna），它們能以感染態(tài)和非

4、感染態(tài)），它們能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。兩種狀態(tài)存在。特性：特性：個體微?。芡ㄟ^細(xì)菌濾器）個體微?。芡ㄟ^細(xì)菌濾器）無細(xì)胞結(jié)構(gòu)（分子生物）無細(xì)胞結(jié)構(gòu)（分子生物）只含單一核酸只含單一核酸嚴(yán)格活細(xì)胞內(nèi)寄生（嚴(yán)格活細(xì)胞內(nèi)寄生（無產(chǎn)能酶系、蛋白質(zhì)和核酸合成酶系）無產(chǎn)能酶系、蛋白質(zhì)和核酸合成酶系）復(fù)制方式增殖復(fù)制方式增殖離體以無生命的大分子狀態(tài)存在離體以無生命的大分子狀態(tài)存在對抗生素不敏感，對干擾素敏感對抗生素不敏感，對干擾素敏感有些病毒核酸能整合到宿主細(xì)胞的基因組中有些病毒核酸能整合到宿主細(xì)胞的基因組中分布：分布：廣泛（有活細(xì)胞就有病毒）廣泛（有活細(xì)胞就有病毒）與人類的關(guān)系：與人類的關(guān)系：有

5、利生物防治劑、用于生物學(xué)基礎(chǔ)研究、基有利生物防治劑、用于生物學(xué)基礎(chǔ)研究、基因工程中的重要載體。因工程中的重要載體。有害導(dǎo)致人、動物致病的主要病原、導(dǎo)致發(fā)有害導(dǎo)致人、動物致病的主要病原、導(dǎo)致發(fā)酵工業(yè)中的菌種污染。酵工業(yè)中的菌種污染。一、病毒的形態(tài)構(gòu)造和化學(xué)成分一、病毒的形態(tài)構(gòu)造和化學(xué)成分（一）、病毒的大小：（一）、病毒的大?。?00nm(20-200nm) 病毒：細(xì)菌：真菌病毒：細(xì)菌：真菌1：10：100（二）、病毒的形態(tài)構(gòu)造（二）、病毒的形態(tài)構(gòu)造形態(tài)：球形、桿形、蝌蚪形形態(tài)：球形、桿形、蝌蚪形1、典型病毒粒的構(gòu)造：、典型病毒粒的構(gòu)造：病毒粒：指成熟的、結(jié)構(gòu)完整的和有傳染性的單個病毒。病毒粒：指

6、成熟的、結(jié)構(gòu)完整的和有傳染性的單個病毒。核心：核酸核心：核酸構(gòu)造衣殼：蛋白質(zhì)（由衣殼粒組成）構(gòu)造衣殼：蛋白質(zhì)（由衣殼粒組成）包膜：類脂、蛋白質(zhì)、糖蛋白（有些病毒有）包膜：類脂、蛋白質(zhì)、糖蛋白（有些病毒有） 病病 毒毒 大大 小小牛痘苗病毒傳染性濃泡皮炎病毒腮腺炎病毒t偶數(shù)病毒皰疹病毒大蚊病毒流感病毒煙草花葉病毒腺病毒多瘤病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒1微米典型病毒粒子的構(gòu)造典型病毒粒子的構(gòu)造和和衣殼(capsid)核心(genome)衣殼粒(capsomere)衣殼核酸包膜（envelope）糖蛋白核衣殼(nucleocapsid)2、病毒粒的對稱體制：、病毒粒的對稱體制：螺旋對稱、二十面體、復(fù)合對稱螺旋

7、對稱、二十面體、復(fù)合對稱3、病毒的群體形態(tài)：、病毒的群體形態(tài)：包涵體是宿主細(xì)胞被病毒感染后，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生包涵體是宿主細(xì)胞被病毒感染后，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的一種有一定形態(tài)的病變結(jié)構(gòu)。的一種有一定形態(tài)的病變結(jié)構(gòu)。噬菌斑在涂布有敏感宿主細(xì)胞的固體培養(yǎng)基表面，噬菌斑在涂布有敏感宿主細(xì)胞的固體培養(yǎng)基表面，若接種上相應(yīng)噬菌體的稀釋液，其中每一噬菌體粒若接種上相應(yīng)噬菌體的稀釋液，其中每一噬菌體粒子由于先侵染和裂解一個細(xì)胞，然后以此為中心，子由于先侵染和裂解一個細(xì)胞，然后以此為中心，反復(fù)侵染和裂解周圍大量的細(xì)胞，結(jié)果就會在菌苔反復(fù)侵染和裂解周圍大量的細(xì)胞，結(jié)果就會在菌苔上形成一個具有一定形狀、大小、邊緣和透明度的上

8、形成一個具有一定形狀、大小、邊緣和透明度的空斑，稱此為噬菌斑?？瞻撸Q此為噬菌斑。 病毒粒子的對稱體質(zhì)病毒粒子的對稱體質(zhì)螺旋對稱二十面體對稱復(fù)合對稱空斑動物細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，由于病毒空斑動物細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，由于病毒侵入某些細(xì)胞內(nèi)并使其裂解，導(dǎo)致侵入某些細(xì)胞內(nèi)并使其裂解，導(dǎo)致單層培養(yǎng)物上形成透明的溶解區(qū)。單層培養(yǎng)物上形成透明的溶解區(qū)。枯斑：由于病毒侵入某些植物葉片細(xì)胞中枯斑：由于病毒侵入某些植物葉片細(xì)胞中并使其裂解，在葉片上出現(xiàn)的病變。并使其裂解，在葉片上出現(xiàn)的病變?？莅呖莅撸ㄈⅲㄈ?、3類典型形態(tài)的病毒及其代表類典型形態(tài)的病毒及其代表1、螺旋體對稱的代表煙草花葉病毒、螺旋體對稱的代表煙草

9、花葉病毒形態(tài)：桿狀（形態(tài)：桿狀（30015nm）結(jié)構(gòu)：衣殼衣殼粒結(jié)構(gòu)：衣殼衣殼粒2130個，逆時針螺旋排列個，逆時針螺旋排列130圈圈核心單鏈核心單鏈rna6390個核苷酸（個核苷酸（130圈）圈）2、二十面體對稱的代表腺病毒、二十面體對稱的代表腺病毒形態(tài)：球形形態(tài)：球形d=70-80nm結(jié)構(gòu)：衣殼結(jié)構(gòu)：衣殼252個衣殼粒（個衣殼粒（12個五鄰體、個五鄰體、240個六個六鄰體）鄰體）核心雙鏈核心雙鏈dna36500bp二十面體對稱的代表二十面體對稱的代表-腺病毒腺病毒(adenovirus)衣殼?？倲?shù)n=10(n-1)2+2n為每條邊的衣殼粒數(shù)3、復(fù)合對稱的代表、復(fù)合對稱的代表t偶數(shù)噬菌體偶數(shù)

10、噬菌體形態(tài)：蝌蚪形衣殼：形態(tài)：蝌蚪形衣殼：212衣殼粒衣殼粒結(jié)構(gòu)：頭部二十面體對稱核心：雙鏈結(jié)構(gòu)：頭部二十面體對稱核心：雙鏈dna 頸環(huán)頸環(huán) 頸部頸須頸部頸須尾鞘尾鞘尾部螺旋對稱尾管尾部螺旋對稱尾管基板基板刺突（刺突（6個）個）尾絲（尾絲（6條）條）板板基基板板(四四)、病毒的核酸、病毒的核酸功能：是遺傳信息的載體和傳遞體；用于病毒分類。功能：是遺傳信息的載體和傳遞體；用于病毒分類。二、二、4類病毒及其繁殖方式類病毒及其繁殖方式（一）、原核生物的病毒噬菌體（一）、原核生物的病毒噬菌體1、噬菌體的繁殖（、噬菌體的繁殖（e.coli t偶數(shù)噬菌體）偶數(shù)噬菌體）1）、吸附：）、吸附：尾絲接觸宿主細(xì)胞

11、受體頸須散開尾絲接觸宿主細(xì)胞受體頸須散開 尾絲尾絲刺突、基板固著于宿主細(xì)胞刺突、基板固著于宿主細(xì)胞2）、侵入：）、侵入：尾絲收縮基板構(gòu)象發(fā)生變化尾鞘收縮尾絲收縮基板構(gòu)象發(fā)生變化尾鞘收縮尾管釋放溶菌酶尾管插入宿主細(xì)胞尾管釋放溶菌酶尾管插入宿主細(xì)胞核酸注入細(xì)胞內(nèi)核酸注入細(xì)胞內(nèi)3）、增殖：核酸的復(fù)制、蛋白質(zhì)的生物合成）、增殖：核酸的復(fù)制、蛋白質(zhì)的生物合成4）、成熟（裝配）將各種）、成熟（裝配）將各種“部件部件”進(jìn)行裝配進(jìn)行裝配5）、裂解（釋放）：）、裂解（釋放）：脂肪酶水解細(xì)胞膜脂肪酶水解細(xì)胞膜溶菌酶水解細(xì)胞壁宿主細(xì)胞裂解釋放子代溶菌酶水解細(xì)胞壁宿主細(xì)胞裂解釋放子代增殖時間：增殖時間：t系噬菌體系噬

12、菌體1525分鐘分鐘裂解量：每一個宿主細(xì)胞裂解后產(chǎn)生的子代噬裂解量：每一個宿主細(xì)胞裂解后產(chǎn)生的子代噬菌體數(shù)。（菌體數(shù)。（t2-150個；個；t4-100個）個）烈性噬菌體：在短時間內(nèi)能連續(xù)完成吸附、侵烈性噬菌體：在短時間內(nèi)能連續(xù)完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解入、增殖、成熟和裂解5個階段而實(shí)現(xiàn)其繁殖個階段而實(shí)現(xiàn)其繁殖的噬菌體。的噬菌體。溶原性溶原性：噬菌體侵入宿主細(xì)胞后，其：噬菌體侵入宿主細(xì)胞后，其基因整合到宿主細(xì)胞基因組基因整合到宿主細(xì)胞基因組上，并隨宿主細(xì)胞的復(fù)制而進(jìn)上，并隨宿主細(xì)胞的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，不引起宿主細(xì)胞行同步復(fù)制，不引起宿主細(xì)胞裂解，此即稱裂解，此即稱溶原性溶原性。溫和噬菌

13、體：能引起溶原性的噬菌體溫和噬菌體：能引起溶原性的噬菌體溶原菌：被溫和噬菌體寄生的細(xì)菌。溶原菌：被溫和噬菌體寄生的細(xì)菌。e.colie.coli k12( k12( ) )2、噬菌體效價的測定、噬菌體效價的測定效價效價（噬菌斑形成單位噬菌斑形成單位）表示每毫升試樣中所含有）表示每毫升試樣中所含有的具有侵染性的噬菌體粒子數(shù)。的具有侵染性的噬菌體粒子數(shù)。測定效價的方法：電子顯微鏡直接計數(shù)法（高）測定效價的方法：電子顯微鏡直接計數(shù)法（高）雙層平板法（低）雙層平板法（低）成斑率雙層平板的效價成斑率雙層平板的效價/電鏡直接計數(shù)法的效價電鏡直接計數(shù)法的效價（二）、植物病毒（二）、植物病毒形態(tài)：桿狀、絲狀、

14、球狀形態(tài)：桿狀、絲狀、球狀核酸：核酸：ssrna無包膜：無包膜：專一性差：專一性差：患病癥狀：花葉、黃化、紅化（葉片）；矮化、患病癥狀：花葉、黃化、紅化（葉片）；矮化、畸形；枯斑、壞死畸形；枯斑、壞死增殖與噬菌體不同處：被動侵入增殖與噬菌體不同處：被動侵入(創(chuàng)口；昆蟲注入創(chuàng)口；昆蟲注入)在宿主細(xì)胞內(nèi)脫殼在宿主細(xì)胞內(nèi)脫殼（三）、人類和脊椎動物病毒（三）、人類和脊椎動物病毒 形態(tài)：球形形態(tài)：球形 核酸：核酸：dsdna ssdna dsrna ssrna dsdna ssdna dsrna ssrna 有或無包膜：有或無包膜： 專一性強(qiáng)：專一性強(qiáng)： 增殖與噬菌體不同處：增殖與噬菌體不同處： 多數(shù)無

15、吸附結(jié)構(gòu)多數(shù)無吸附結(jié)構(gòu) 以胞飲、包膜融合、受體轉(zhuǎn)移以胞飲、包膜融合、受體轉(zhuǎn)移 胞內(nèi)脫殼胞內(nèi)脫殼 電鏡下的流感病毒細(xì)胞無任何明顯變化細(xì)胞病變（損傷、死亡）細(xì)胞增生（惡性腫瘤）病毒感染對真核細(xì)胞的影響結(jié)果人類免疫缺陷病毒（人類免疫缺陷病毒（hivhiv）: : 形態(tài)：球形形態(tài)：球形d d100100140nm 140nm 結(jié)構(gòu)：核心結(jié)構(gòu)：核心ssrna ssrna 衣殼蛋白質(zhì)衣殼蛋白質(zhì) 包膜脂質(zhì)、蛋白質(zhì)包膜脂質(zhì)、蛋白質(zhì) hivhiv輸血、針刺等免疫系統(tǒng)輸血、針刺等免疫系統(tǒng) 垂直感染垂直感染 性接觸性接觸免疫力下降（獲得性免疫缺陷綜合癥免疫力下降（獲得性免疫缺陷綜合癥aidsaids） 潛伏期：半年

16、潛伏期：半年1010年年（四）、昆蟲病毒四）、昆蟲病毒 多角體：昆蟲病毒在宿主細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核中多角體：昆蟲病毒在宿主細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核中形成的多角形的包涵體。形成的多角形的包涵體。 核型多角體病毒：桿狀核型多角體病毒：桿狀dsdna dsdna 質(zhì)型多角體病毒：球狀質(zhì)型多角體病毒：球狀dsdna dsdna 顆粒體病毒：桿狀顆粒體病毒：桿狀dsdnadsdna（包涵體內(nèi)含一個?。òw內(nèi)含一個病毒）毒） 第二節(jié)亞病毒第二節(jié)亞病毒 亞病毒：凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中，只亞病毒：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。含其中之一的分子病原體。 一、類病毒：是一類只含一、類病毒：是一類只含

17、rnarna一種成分、一種成分、專性寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子專性寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病原體。病原體。 類病毒類病毒(viroid)馬鈴薯紡錘形塊莖病的病原體馬鈴薯紡錘形塊莖病的病原體閉合環(huán)狀單鏈閉合環(huán)狀單鏈rna分子分子179核苷酸半體核苷酸半體180核苷酸半體核苷酸半體rna由由組成組成兩半體間有兩半體間有7成堿基以氫鍵方成堿基以氫鍵方 v式結(jié)合共形成式結(jié)合共形成122個堿基對個堿基對virus and viroid diseases of potato二、擬病毒：是指一類包裹在真病毒粒中有缺陷二、擬病毒：是指一類包裹在真病毒粒中有缺陷 的類病毒。（感染時必須有輔助病毒）的類病毒。（感染時必須有

18、輔助病毒） 三、朊病毒：是一類不含核酸的傳染性蛋白質(zhì)子。三、朊病毒：是一類不含核酸的傳染性蛋白質(zhì)子。（prionprionprotein infectionprotein infection） 致病機(jī)制：能引起宿主體內(nèi)現(xiàn)成的同類蛋白質(zhì)致病機(jī)制：能引起宿主體內(nèi)現(xiàn)成的同類蛋白質(zhì)（細(xì)胞朊蛋白（細(xì)胞朊蛋白prpprpc c）發(fā)生與其相似的構(gòu)象變化，變）發(fā)生與其相似的構(gòu)象變化，變成致病的朊蛋白（成致病的朊蛋白（prpprpscsc），從而使宿主致病。），從而使宿主致病。 致病途徑：朊病毒消化道淋巴系統(tǒng)致病途徑：朊病毒消化道淋巴系統(tǒng) 大腦（羊搔癢病、牛海綿狀腦病、克大腦（羊搔癢病、牛海綿狀腦病、克- -雅

19、雅氏病、氏病、） 特點(diǎn)：抗逆性強(qiáng)（耐熱：特點(diǎn)：抗逆性強(qiáng)（耐熱：1201201301300 0c c4 4小時）、小時）、呈淀粉樣顆粒、無免疫原性、無核酸成分、呈淀粉樣顆粒、無免疫原性、無核酸成分、由宿主細(xì)胞內(nèi)的基因編碼。由宿主細(xì)胞內(nèi)的基因編碼。 朊病毒的三維結(jié)構(gòu)朊病毒(prion,virino)prpsc克病最初病例養(yǎng)殖場主克病潛伏期可達(dá)數(shù)十年克病可通過血液傳染海綿狀腦病羊 肉 干 粉瘋牛病 牛prpcprpsc？病羊肉病牛肉人不致病克雅氏病prpc朊病毒(prion,virino)瘋牛病瘋牛病(海綿狀腦病海綿狀腦病)一種感一種感 染性蛋白粒子致病因子稱朊病毒染性蛋白粒子致病因子稱朊病毒prpc已被克隆已被克隆,空間結(jié)構(gòu)由空間結(jié)構(gòu)由a_螺旋構(gòu)成螺旋構(gòu)成朊病毒可由朊病毒可由a_螺旋螺旋(prpc) 變成變成b_折疊折疊(prpsc)prpsc為致病型蛋白粒子