項(xiàng)目2：微生物觀察技術(shù)3-病毒

食品微生物技術(shù)模塊：微生物觀察技術(shù)目錄CONTENTS1原核生物細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻、三種體2真核生物霉菌、酵母3病毒三、分子生物學(xué)習(xí)目的：認(rèn)識(shí)、喜歡、掌握、利用和鑒別微生物重點(diǎn)：病毒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)烈性噬菌與溫和性噬菌增殖過(guò)程一步生長(zhǎng)曲線難點(diǎn)：大腸桿菌T4噬菌體結(jié)構(gòu)特征溶源菌與溶源性病毒1認(rèn)識(shí)病毒令人畏懼的病毒病毒：是一類超顯微的非細(xì)胞生物，每一種病毒只含有一種核酸；它們只能在活細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專性寄生；在離體條件下，它們以無(wú)生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在。什么是病毒？病毒粒子：完整的、具有感染性的病毒顆粒。個(gè)體極?。ㄒ詎m計(jì)），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)生命特征。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，是在分子水平上進(jìn)行的。對(duì)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感。病毒的基本特點(diǎn)：幾乎所有的生物都可以感染相應(yīng)的病毒。根據(jù)宿主可以分三類：動(dòng)物病毒植物病毒細(xì)菌病毒（或稱噬菌體）1、病毒的形態(tài)構(gòu)造及化學(xué)組成（1）形態(tài)廿面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)（球狀）

螺旋對(duì)稱結(jié)構(gòu)（桿狀）

復(fù)合對(duì)稱結(jié)構(gòu)（蝌蚪狀）

大腸桿菌的T4噬菌體由橢圓形的二十面體頭部和螺旋對(duì)稱的尾部組合，是復(fù)合對(duì)稱的代表。三類典型形態(tài)的病毒：（2）化學(xué)組成由核酸和蛋白質(zhì)組成，較復(fù)雜病毒還含有脂類、多糖等。（3）結(jié)構(gòu)核衣殼(基本構(gòu)造)核心：由DNA或RNA構(gòu)成衣殼：由許多衣殼粒蛋白構(gòu)成包膜（非基本結(jié)構(gòu)）：由類脂或脂蛋白構(gòu)成刺突（非基本結(jié)構(gòu)）衣殼粒是由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質(zhì)亞單位，衣殼粒的排列組合方式不同，使病毒表現(xiàn)出不同的構(gòu)型和形狀。保護(hù)基因組對(duì)抗環(huán)境中的核酸酶或其他破壞性因素介導(dǎo)病毒核酸進(jìn)入宿主細(xì)胞具有抗原性，能引起免疫應(yīng)答衣殼的功能：病毒的特殊結(jié)構(gòu)——囊膜囊膜有的病毒在核衣殼外還包有一層囊膜，稱為有囊膜病毒2、病毒的群體形態(tài)包涵體（inclusionbody）感染病毒的宿主細(xì)胞內(nèi)，出現(xiàn)在光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)的大小、形態(tài)、數(shù)量不等的小體，稱為包涵體。在宿主細(xì)胞內(nèi)形成包涵體是病毒的特征，不同的病毒其形成的包涵體具有不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和特性，可用于分類鑒定。包涵體在細(xì)胞中的形成部位：位于細(xì)胞核內(nèi)—如包疹病毒位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)—如狂犬病毒胞核內(nèi)胞質(zhì)都有—麻疹病毒包涵體的本質(zhì)：大多數(shù)是病毒粒子組成的。3、噬菌體噬菌體：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真菌體）1）組成：主要由蛋白質(zhì)和核酸組成。2）基本形態(tài)：蝌蚪形、微球形和纖絲形。噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與組成以大腸桿菌T4噬菌體各組件功能簡(jiǎn)介頭部：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DNA。頸部：薄盤狀，附頸須。尾鞘：長(zhǎng)95nm,衣殼粒螺旋對(duì)稱；可伸縮。尾髓：中空，DNA可由此進(jìn)入細(xì)胞?；澹毫切伪P狀物，其上有刺突、尾絲。刺突：有吸附功能。尾絲：有識(shí)別吸附功能。大腸桿菌T4噬菌體構(gòu)造噬菌體的增殖噬菌體并沒(méi)有個(gè)體的生長(zhǎng)過(guò)程，而只有其基本成分的合成和裝配，即首先將各個(gè)部件合成出來(lái)，然后裝配，所以一般將噬菌體的繁殖稱做增殖。根據(jù)噬菌體與宿主的關(guān)系：烈性噬菌體：指感染宿主細(xì)胞后，能夠使宿主細(xì)胞裂解的噬菌體。溫和噬菌體（或溶源性噬菌體）：噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（附著）到宿主的核DNA上，并且可以隨宿主DNA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。烈性噬菌體的增殖過(guò)程一般分為五個(gè)階段：吸附、侵入、復(fù)制、裝配和釋放。1）烈性噬菌體增殖①吸附：噬菌體和宿主細(xì)胞上的特異性吸附部位進(jìn)行特異性結(jié)合，噬菌體以尾絲牢固吸附在受體上后，靠刺突“釘”在細(xì)胞表面上。②侵入：核酸注入細(xì)胞的過(guò)程。噬菌體尾部所含酶類物質(zhì)可使細(xì)胞壁產(chǎn)生一些小孔，然后尾鞘收縮，尾髓刺入細(xì)胞壁，并將核酸注入細(xì)胞內(nèi)，蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外。③復(fù)制：包括核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)合成。噬菌體核酸進(jìn)入宿主細(xì)胞后，會(huì)控制宿主細(xì)胞的合成系統(tǒng)，然后以噬菌體核酸中的指令合成噬菌體所需的核酸和蛋白質(zhì)。④裝配：DNA分子的縮合——通過(guò)衣殼包裹DNA而形成頭部——尾絲及尾部的其它部件獨(dú)立裝配完成——頭部與尾部相結(jié)合——最后裝上尾絲裝配完成后的噬菌體形狀、大小相同。⑤釋放：裂解：多以裂解細(xì)胞的方式釋放。分泌：噬菌體穿出細(xì)胞，細(xì)胞并不裂解。通常情況下，一個(gè)噬菌體通過(guò)上述五個(gè)過(guò)程能合成100~300個(gè)噬菌體。烈性噬菌體的這種生長(zhǎng)繁殖方式也稱為一步生長(zhǎng)。2）溫和噬菌體的繁殖溫和噬菌體的增殖與裂性噬菌體增殖大體相同，只是溫和噬菌體在侵入到宿主細(xì)胞后可以與宿主細(xì)胞的基因進(jìn)行整合從而隨寄主細(xì)胞的分裂而分裂，從而寄主細(xì)胞形成溶原性細(xì)菌，整合在細(xì)胞核上的噬菌體稱原噬菌體。已經(jīng)帶有噬菌體基因的溶原性細(xì)菌，可以抵抗相應(yīng)的烈性噬菌體的感染，這種抵抗力具有高度的特異性，這種現(xiàn)象叫溶原現(xiàn)象。溶原現(xiàn)象機(jī)理：由于原噬菌體能指導(dǎo)合成一種抑制性蛋白質(zhì)，對(duì)隨后進(jìn)入的相同噬菌體核酸的復(fù)制具有抑制作用。一步生長(zhǎng)曲線：以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以噬菌斑數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制成的曲線。分為三個(gè)階段：潛伏期裂解期穩(wěn)定期一步生長(zhǎng)曲線潛伏期：從噬菌體吸附細(xì)菌到細(xì)菌細(xì)胞釋放新的噬菌體之前的這段時(shí)期，曲線平行于橫軸，噬菌體數(shù)無(wú)變化，樣品中無(wú)游離的噬菌體。(潛伏期前的噬菌斑數(shù)是噬菌體數(shù)，也就是感染噬菌體的細(xì)菌數(shù))。裂解期：曲線直線上升，子代噬菌體不斷釋放到培養(yǎng)基中，直到達(dá)到一個(gè)極限。穩(wěn)定期：感染細(xì)胞后復(fù)制的子代噬菌體全部釋放，噬菌斑數(shù)穩(wěn)定，一次感染結(jié)束。溫和噬菌體：噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（附著）到宿主的核DNA上，并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制；一般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體。原噬菌體（或前噬菌體）：即整合在宿主核DNA上的噬菌體的核酸。溶源性細(xì)菌：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,而不被裂解。溫和噬菌體與溶源性細(xì)菌溶原性細(xì)菌的特點(diǎn)：可穩(wěn)定遺傳：子代細(xì)菌都含有原噬菌體，均具有溶原性可自發(fā)裂解：溫和噬菌體的核酸也可從宿主DNA上脫落下來(lái)，恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，進(jìn)行大量的復(fù)制，變成烈性噬菌體，自發(fā)裂解幾率10-2～10-5可誘導(dǎo)裂解：用化學(xué)、物理方法誘導(dǎo)具有“免疫性”：溶原菌對(duì)其本身產(chǎn)生的噬菌體或外來(lái)的同源的噬菌體不敏感，對(duì)同源噬菌體具免疫性，對(duì)非同源噬菌體沒(méi)有免疫性可復(fù)愈：自然遺失前噬菌體，但不發(fā)生自發(fā)裂解和誘導(dǎo)裂解溶源轉(zhuǎn)變：因溶原菌整合溫和噬菌體的核酸而使自己產(chǎn)生一些新的生理特征噬菌體的應(yīng)用：1.作為分子生物學(xué)研究的工具2.用于鑒定未知菌，可到型3.用于臨床治療傳染病4.檢驗(yàn)植物病原菌5.測(cè)定輻射劑量噬菌體的危害：主要是引起發(fā)酵中的噬菌體污染例：丙酮、丁醇發(fā)酵中的噬菌體污染抗生素發(fā)酵中的噬菌體污染食品工業(yè)上的噬菌體污染防治：控制活菌排放選育抗性生產(chǎn)菌株生產(chǎn)中輪換使用菌種藥物防治例如用金霉素、四環(huán)素等。噬菌體的危害和應(yīng)用分析比較：溫和性噬菌體與烈性噬菌體亞病毒2亞病毒凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成份中含有其中之一的分子病原體，稱為亞病毒。主要包括：類病毒、擬病毒、朊病毒1）類病毒類病毒：當(dāng)今所知道的最小的只含RNA一種成分、專性寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病原體。2）擬病毒擬病毒（類類病毒）：一類包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒。3）朊病毒朊病毒：一類能侵染動(dòng)物，并在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的小分子無(wú)免疫性的疏水蛋白質(zhì)。與真病毒區(qū)別：呈淀粉樣顆粒狀、無(wú)免疫原性、無(wú)核酸成分、由宿主細(xì)胞內(nèi)的基因編碼、抗逆性強(qiáng)，能耐殺菌劑和高溫病毒、亞病毒比較病毒(vi