微生物学病毒与亚病毒.pptx

第三章 病毒与亚病毒第一节第一节 病毒病毒第二节第二节 亚病毒亚病毒第三节第三节 病毒与实践病毒与实践第一节第一节 病毒病毒n n 概述n n 病毒的形态和结构n n 病毒的复制n n 病毒的溶原性n n 病毒对理化因素抵抗力一、病毒的特点和定义第一节 概述1、特点1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。3）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢 的酶，不能进行独立的代谢作用。4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生 长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的 核酸复制，形成子代。5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（coat）构成，故可把它们视为核蛋白分子。朊病毒甚至仅由蛋白质构成病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配（病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。）。第一节 概述1、特点一、病毒的特点和定义病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。形式的独特生物类群。超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生的实体第一节 概述1、特点一、病毒的特点和定义 单细胞微生物与病毒性质的比较a DNA病毒和RNA病毒中的一部分;b 利福平可抑制痘病毒复制第一节 概述2、定义一、病毒的特点和定义迄今仍无一个科学而严谨的定义病毒为具有独立于其宿主的进化史的绝对细胞内寄生物，它的DNA或RNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化（encapsidation）。-（Fields等，1990年）非细胞生物（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分亚病毒(subvirus)类病毒（viroid)：只含具侵染性的RNA组分拟病毒（virusoid)：只含有不具侵染性的RNA组分朊病毒（prion)：只含蛋白质二 病毒的宿主范围第一节 概述病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性噬菌体（phage）、植物病毒（plant viruses）动物病毒（animal viruses）三、病毒的培养和纯化第一节 概述同微生物学其他学科分支一样，病毒学的进步完全得益于研究方法和技术手段的发展。通过病毒的分离与纯化获得纯化的、有感染性的病毒制备物是病毒学研究和实践的基本技术。1、病毒的培养病毒的培养：二元培养物法四、病毒的培养和纯化1、病毒的培养噬菌体细菌培养物培养液营养琼脂平板细菌培养液变清亮细菌平板成为残迹平板若是噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板，经过一定时间培养，在细菌菌苔上可形成圆形局部透明区域，即噬斑（plague）。双层平板法优点：弥补玻璃皿底面不平的缺陷所形成全部噬菌体斑都接近处于同一平面上形成的噬菌斑较大，更有利于计数噬菌斑四、病毒的培养和纯化1、病毒的培养动物病毒实验动物鸡胚多种细胞培养四、病毒的培养和纯化1、病毒的培养植物病毒敏感植物叶片产生坏死斑，或称枯斑 蛋白质提纯方法（盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等）四、病毒的培养和纯化2、病毒纯化标准纯化的病毒制备物应保持其感染性病毒是有感染性的生物体病毒具有化学大分子的属性纯化的病毒制备物的理化性质应具有均一性方法主要化学组成为蛋白质具有一定的大小、形状和密度差速离心梯度离心（超速离心）第二节 毒粒的性质病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。形式的独特生物类群。毒粒（病毒颗粒）：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。一团能够自主复制的遗传物质保护遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞传递给另一个宿主细胞的载体。蛋白质外壳 包膜第二节 毒粒的性质一、毒粒的形态结构1、病毒的大小和形状个体小，必需在电镜下观察；不同病毒的毒粒大小差别很大；毒粒的形状:动物病毒有球状、卵圆状、砖形 植物病毒有杆状、丝状、球状 噬菌体有蝌蚪状和丝状采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构Orf virus：口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒)（负染技术）Ebola virus：埃博拉病毒（正染技术）Vaccinia virus 痘苗病毒（投影技术）甲型甲型H1N1型流感病毒型流感病毒SARS病毒病毒第二节 毒粒的性质 毒粒 的化学组成毒粒（化学组成）核酸；蛋白质；脂类；碳水化合物；基本化学组成病毒颗粒在化学上表现为核蛋白二、毒粒的化学组成1、病毒的核酸t 核酸是病毒的遗传物质；t 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；病毒核酸单链DNA（ss DNA，single-stranded DNA）；双链DNA（ds DNA）；单链RNA（ss RNA）；双链RNA（ds RNA）；二、毒粒的化学组成2、病毒的蛋白质病毒蛋白质结构蛋白非结构蛋白病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质壳体蛋白；包膜蛋白；存在于毒粒中的酶；二、毒粒的化学组成二、毒粒的化学组成2、病毒的蛋白质、病毒的蛋白质病毒结构蛋白的主要生理功能：病毒结构蛋白的主要生理功能：1）构成蛋白质外壳，）构成蛋白质外壳，保护病毒核酸保护病毒核酸免受核酸酶及其它理化免受核酸酶及其它理化 因子的破坏；因子的破坏；2）决定病毒感染的特异性决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在的受体具，与易感细胞表面存在的受体具 特异性亲和力，促使病毒粒子的吸附和入侵；特异性亲和力，促使病毒粒子的吸附和入侵；3）决定病毒的抗原性决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体；，能刺激机体产生相应的抗体；4）构成毒粒酶构成毒粒酶，或参与病毒对宿主细胞的入侵（如，或参与病毒对宿主细胞的入侵（如T4噬菌噬菌 体的溶菌酶等），或参与病毒复制过程中所需要病毒大分体的溶菌酶等），或参与病毒复制过程中所需要病毒大分 子的合成（如逆转录酶等）；子的合成（如逆转录酶等）；一般来说，病毒是不具酶或酶系极不完全的，所以一般来说，病毒是不具酶或酶系极不完全的，所以一旦离开宿主就不能独立进行代谢和繁殖。一旦离开宿主就不能独立进行代谢和繁殖。第二节 病毒的性质2、病毒的壳体结构壳体或衣壳（capsid）：包围着病毒核酸的蛋白质外壳，由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成，是病毒毒粒的基本结构。壳体结构类型螺旋对称壳体二十面体对称壳体复合对称结构螺旋对称壳体：亚基有规律地沿着中心轴（核酸）呈螺旋排列，进而形成高度有序、对称的稳定结构。二十面体对称壳体：构成对称结构壳体的第二种方式是蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列，进而形成一个封闭的蛋白质的鞘。具有复合对称结构的典型例子是有尾噬菌体（tailed phage）,其壳体由头部和尾部组成。包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称，尾部呈螺旋对称。一、病毒的形态结构3、病毒的包膜结构病毒包膜的基本结构与生物膜相似，是脂双层膜。在包膜形成时，细胞膜蛋白被病毒的包糖蛋白取代。刺突（spike）：包膜或核衣壳上的突起。第二节病毒的性质一、病毒的形态结构3、病毒的包膜结构病毒的蛋白质壳体和病毒核酸（核心）构成的复合物，又称核衣壳。核壳（nucleocapsid）：仅由核衣壳构成的病毒颗粒裸露毒粒（naked virion）：如烟草花叶病毒、脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）等一些简单的病毒的毒粒。包膜（envelope）：有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜，它是病毒以出芽（budding）方式成熟时，由细胞膜衍生而来的。有维系毒粒结构，保护病毒核壳的作用。特别是病毒的包膜糖蛋白，具有多种生物学活性，是启动病毒感染所必需的。有包膜的病毒第二节病毒的性质一、病毒的形态结构4、病毒的结构类型四种主要结构类型裸露的二十面体；裸露的螺旋；有包膜的二十面体；有包膜的螺旋；有些病毒，如有尾噬菌体、痘病毒等结构更为复杂，不能包括在这些结构类型之内。不同病毒的毒粒结构复杂程度有很大的区别3、三类典型形态的病毒及其代表二十面体对称的代表二十面体对称的代表-腺病毒腺病毒复合对称的代表复合对称的代表-T-T偶数噬菌体偶数噬菌体螺旋对称的代表螺旋对称的代表-烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMV)(TMV)（1）螺旋对称的代表-烟草花叶病毒 (tobaco mosaicvirus,TMV)有三种类型：纤维状、直杆状和弯曲杆状。衣壳形似一中空柱，有三种类型：纤维状、直杆状和弯曲杆状。衣壳形似一中空柱，内包核酸，衣壳粒和核酸呈螺旋对称形排列。由内包核酸，衣壳粒和核酸呈螺旋对称形排列。由95衣壳衣壳Pr和和5SSRNA组成。蛋白质衣壳由衣壳粒（组成。蛋白质衣壳由衣壳粒（2130个）一个紧挨一个）一个紧挨一个地呈螺旋排列而成，个地呈螺旋排列而成，ssRNA位于衣壳内侧螺旋状沟中。位于衣壳内侧螺旋状沟中。（2）二十面体对称的代表腺病毒(Adenovirus)具有具有20个面，个面，30条边和条边和12个顶角。核衣壳由不个顶角。核衣壳由不同数量的衣壳粒按一定方式排列成对称体。腺同数量的衣壳粒按一定方式排列成对称体。腺病毒粒子共由病毒粒子共由252个球形的衣壳粒排列成一个个球形的衣壳粒排列成一个具有廿面的对称体，线状具有廿面的对称体，线状dsDNA。噬菌体噬菌体 X174只有只有12个衣壳粒，最大的廿面体个衣壳粒，最大的廿面体是由是由1，472个衣壳粒组成的昆虫病毒粒子。个衣壳粒组成的昆虫病毒粒子。绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以E.coli T4为例，介绍蝌为例，介绍蝌蚪形噬菌体的结构：蚪形噬菌体的结构：大肠杆菌大肠杆菌T4T4噬菌体构造噬菌体构造（3）复合对称的代表T偶数噬菌体95nm95nm65nm24环环颈环颈环3、病毒的群体形态、病毒的群体形态包涵体包涵体(inclusion body)噬菌斑噬菌斑(plaque)空斑空斑(plaque)枯斑枯斑(lesion)病毒的群体形态有：病毒的群体形态有：（1）包涵体（inclusion body）概念：感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下概念：感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下可见的大小、形态、数量不等的小体，称为包涵体。可见的大小、形态、数量不等的小体，称为包涵体。在宿主细胞内形成包涵体是病毒的特征，不同的病毒在宿主细胞内形成包涵体是病毒的特征，不同的病毒其形成的包涵体具有不同的形态、结构、和特性。其形成的包涵体具有不同的形态、结构、和特性。包涵体在细胞中的形成部位：包涵体在细胞中的形成部位：位于细胞核内位于细胞核内如包疹病毒如包疹病毒 位于细胞质内位于细胞质内如狂犬病毒等如狂犬病毒等 胞核内胞质都有胞核内胞质都有麻疹病毒麻疹病毒 包涵体（包涵体（inclusion body）是病毒的聚集体是病毒的聚集体;是病毒的合成部位是病毒的合成部位;是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质非病毒性包涵体非病毒性包涵体,由化学因子或细菌感染形成由化学因子或细菌感染形成包涵体的实践意义包涵体的实践意义-病毒鉴定、临床诊断依据。病毒鉴定、临床诊断依据。(2)噬菌斑(plaque)噬菌斑是指在宿主细菌的噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。解而形成的空斑。应用：应用：1 1、噬菌体定量计数、噬菌体定量计数2 2、噬菌体的鉴定、噬菌体的鉴定空斑和病斑 在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑,称为病斑称为病斑称为病斑称为病斑.因为受肿瘤病毒感染。因为受肿瘤病毒感染。因为受肿瘤病毒感染。因为受肿瘤病毒感染。空斑和病斑用于动物病毒粒子的计数也可以采空斑和病斑用于动物病毒粒子的计数也可以采空斑和病斑用于动物病毒粒子的计数也可以采空斑和病斑用于动物病毒粒子的计数也可以采用噬菌斑法类似的技术。用噬菌斑法类似的技术。用噬菌斑法类似的技术。用噬菌斑法类似的技术。枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的群体 称为枯斑。第三节 病毒的复制病毒的特点：严格细胞内寄生物，只能在活细胞内繁殖。毒粒宿主细胞有繁殖性的病毒基因组具有感染性的毒粒消失病毒基因组复制、表达病毒核酸和蛋白质装配形成具有感染性的毒粒释放至细胞外原料；能量；生物合成场所；第三节 病毒的复制病毒的复制：病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配（病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。）。第三节 病毒的复制一、病毒的复制周期1、一步生长曲线（one step growth curve）1939年，Max Delbruck&Emory Ellis：E.coli/bacteriopage1、用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞；2、数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的噬菌体）；3、将上述混合物大量稀释，终止抗血清的作用和防止新释放 的噬菌体感染其它细胞；4、保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬菌体含量 进行计数）；5、以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出 病毒特征性的繁殖曲线；该实验标志着分子病毒学、分子生物学和分子遗传学的建立Max Delbruck因此荣获1969年Nobel Prize一、病毒的复制周期1、一步生长曲线（one step growth curve）噬菌体复制（繁殖）的三个阶段：（吸附期）；游离的噬菌体吸附到宿主细胞1、潜伏期；从噬菌体吸附到细胞到释放出新噬菌体的最短时期2、裂解期；随着菌体不断破裂，新噬菌体数目增加，直到最高值3、平稳期；一、病毒的复制周期1、一步生长曲线（one step growth curve）取培养物直接测定病毒数量将培养物过滤去细胞后测定病毒数量将细胞裂解后测定病毒的数量。前期可将培养物先离心去上清以消除未吸附病毒的影响裂解量：每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目。其值等于潜伏期受染细胞的数目除以稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。一、病毒的复制周期2、隐蔽期（eclipse period）在潜伏期的前一段，受染细胞内检测不到感染性病毒，后一阶段，感染性病毒在受染细胞内的数量急剧增加。自病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间为为隐蔽期。隐蔽期病毒在细胞内存在的动力学曲线呈线性函数，而非指数关系，从而证明子代病毒颗粒是由新合成的病毒基因组与蛋白质经装配成熟，而不是通过双分裂方式产生的。不同病毒的隐蔽期长短不同，例如，DNA动物病毒的隐蔽期为520小时，RNA动物病毒为210小时。一、病毒的复制周期1、一步生长曲线（one step growth curve）一步生长曲线是研究病毒复制的一个经典试验，最初是为研究噬菌体的复制而建立，以后推广到动物病毒和植物病毒的复制研究中。以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞，待病毒吸附后，离心除去未吸附的病毒，或以抗病毒抗血清处理病毒细胞培养物以建立同步感染，然后继续培养并定时取样测定培养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线，即一步生长曲线。不同病毒的潜伏期长短不同，噬菌体以分钟计，动物病毒和植物病毒以小时或天计。潜伏期：噬菌体的裂解量一般为几十到上百个，植物病毒和动物病毒可达数百乃至上万个。裂解量：一、病毒的复制周期3、病毒的复制周期复制周期（replicative circle）或称复制循环：自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程。吸附；侵入；增殖；（包括病毒基因组的表达与复制）装配（成熟）释放（裂解）；第三节 病毒的复制二、病毒感染的起始1、吸附：毒粒敏感细胞随机碰撞而接触（静电引力或氢键）可逆吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）病毒表面蛋白与细胞受体的结合特异性，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段二、病毒感染的起始1、吸附：病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范得华力。不同种系的细胞具有不同病毒的细胞受体，病毒受体的细胞种系特异性决定了病毒的宿主范围。二、病毒感染的起始2、侵入：侵入又称病毒内化，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，依赖于能量的感染步骤。不同的病毒-宿主系统的病毒侵入机制不同二、病毒感染的起始2、侵入：有尾噬菌体：注射方式将噬菌体核酸注入细胞通过尾部刺突固着于细胞；尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，是细胞壁产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；吸附尾钉固着尾鞘收缩尾管穿入DNA注入如果大量噬菌体在短时间内吸附于同一细胞上，使细胞壁产生许多小孔，也可引起细胞立即裂解，但并未进行噬菌体的增殖，这种现象称为自外裂解（lysis from without）。二、病毒感染的起始2、侵入：植物病毒：通过因人为地或自然的机械损伤所形成的微伤口进入细胞；或者靠携带有病毒的媒介，主要靠是有吮吸式口器的昆虫取食将病毒带入细胞。植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或病毒核酸可通过病毒编码的运动蛋白（movement protein）与胞间连丝的相互作用从受染细胞进入邻近细胞。二、病毒感染的起始脱壳：脱壳是病毒侵入后，病毒的包膜和/或壳体除去而释放出病毒核酸的过程。脱壳是病毒基因组进行功能表达所必需的感染事件。T-偶数噬菌体脱壳与侵入是一起发生的动物病毒存在不同的结构类型和不同的侵入方式，其脱壳过程也较复杂。第三节 病毒的复制三、增殖病毒基因组进入胞内宿主细胞的代谢发生改变病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。成熟（装配）已合成的各部件进行自行装配成新的噬菌体的过程。已合成的各部件进行自行装配成新的噬菌体的过程。已合成的各部件进行自行装配成新的噬菌体的过程。已合成的各部件进行自行装配成新的噬菌体的过程。T偶数噬菌体装配过程模式图偶数噬菌体装配过程模式图被感染细胞裂解，成熟的子代噬菌体转移到外界。被感染细胞裂解，成熟的子代噬菌体转移到外界。开始新的生活史。开始新的生活史。裂解（释放）裂解（释放）裂解量：平均每一宿主细胞裂解后所产生的裂解量：平均每一宿主细胞裂解后所产生的 子代噬菌体数。子代噬菌体数。有囊膜病毒以有囊膜病毒以“出芽出芽”方式释方式释放放吸附侵入早期：病毒特异性酶的合成病毒核酸复制病毒结构蛋白质合成装配释放病毒大分子合成2、噬菌体效价的测定、噬菌体效价的测定效价（噬菌斑形成单位数、感染中心数）：每效价（噬菌斑形成单位数、感染中心数）：每ml样品中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。样品中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。测定方法：测定方法：斑点试验法、液体稀释管法、单层平板法、斑点试验法、液体稀释管法、单层平板法、双层平板法、快速玻片法双层平板法、快速玻片法琼脂平板琼脂平板菌液菌液+噬菌体试样噬菌体试样+琼脂培养基琼脂培养基培养培养1010余小时余小时计数噬菌斑计数噬菌斑噬菌斑数噬菌斑数=试样中噬菌体数试样中噬菌体数双层平板法双层平板法噬菌体与宿主关系噬菌体与宿主关系n n1、烈性噬菌体：烈性噬菌体：凡能引起宿主细胞迅速裂解的噬菌体。n n2、温和性噬菌体温和性噬菌体：噬菌体侵染宿主后，并不增殖，裂解，而与宿主DNA结合，随宿主DNA复制而复制，此时细胞中找不到形态上可见的噬菌体，这种噬菌体称为温和性噬菌体。含有温和性噬菌体的细菌称为溶源性细菌溶源性细菌lysogenic bacteria第四节 病毒的非增殖性感染温和噬菌体的溶源性反应：烈性噬菌体（virulent phage）：感染宿主细胞后能在细胞内正常复制并最终杀死细胞，形成裂解循环（lytic cycle）。温和噬菌体或称溶源性噬菌体（lysogenic phage）：感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。这一现象称做溶源性（lysogeny）现象在大多数情况下，温和噬菌体的基因组都整合于宿主染色体中（如噬菌体），亦有少数是以质粒形成存在（如P1噬菌体）。温和性噬菌体存在状态温和性噬菌体存在状态n n1）游离具感染性的virion；n n2）前噬菌体（prophage）：附着或整合在宿主染色体上，一道复制；n n3）营养期噬菌体：指导合成。温和噬菌体的溶源性反应：整合于细菌染色体或以质粒形成存在的温和噬菌体基因组称做原噬菌体（prophage）在原噬菌体阶段，噬菌体的复制被抑制，宿主细胞正常地生长繁殖，而噬菌体基因组与宿主细菌染色体同步复制，并随细胞分裂而传递给子代细胞。细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌称做溶源性细菌（lysogenic bacteria）溶源性细菌经自发裂解或诱发裂解，进入裂解循环噬菌体的应用 噬菌体会给人类造成损失，利用微生物进行发酵噬菌体会给人类造成损失，利用微生物进行发酵噬菌体会给人类造成损失，利用微生物进行发酵噬菌体会给人类造成损失，利用微生物进行发酵的工业常深受其害。但是，由于噬菌体的某些生的工业常深受其害。但是，由于噬菌体的某些生的工业常深受其害。但是，由于噬菌体的某些生的工业常深受其害。但是，由于噬菌体的某些生物学特性，使其在人类的生产实践和生物学基础物学特性，使其在人类的生产实践和生物学基础物学特性，使其在人类的生产实践和生物学基础物学特性，使其在人类的生产实践和生物学基础理论研究中都有一定价值。可概括为以下几方面。理论研究中都有一定价值。可概括为以下几方面。理论研究中都有一定价值。可概括为以下几方面。理论研究中都有一定价值。可概括为以下几方面。1)1)用于鉴定未知细菌用于鉴定未知细菌用于鉴定未知细菌用于鉴定未知细菌 在医学上，有些难鉴别的病原菌，在医学上，有些难鉴别的病原菌，在医学上，有些难鉴别的病原菌，在医学上，有些难鉴别的病原菌，利用噬菌体对宿主细胞的高度专化性的敏感性，不仅可利用噬菌体对宿主细胞的高度专化性的敏感性，不仅可利用噬菌体对宿主细胞的高度专化性的敏感性，不仅可利用噬菌体对宿主细胞的高度专化性的敏感性，不仅可鉴定到菌种，而且可鉴定到菌型。鉴定到菌种，而且可鉴定到菌型。鉴定到菌种，而且可鉴定到菌型。鉴定到菌种，而且可鉴定到菌型。2)2)用于临床用于临床用于临床用于临床 治疗某些传染性疾病。治疗某些传染性疾病。治疗某些传染性疾病。治疗某些传染性疾病。如果将噬菌体制剂与如果将噬菌体制剂与如果将噬菌体制剂与如果将噬菌体制剂与抗生素或者磺胺药物配合应用，则效果更好。抗生素或者磺胺药物配合应用，则效果更好。抗生素或者磺胺药物配合应用，则效果更好。抗生素或者磺胺药物配合应用，则效果更好。3)3)检验植物病原菌检验植物病原菌检验植物病原菌检验植物病原菌 利用噬菌体可以检验由种子携带的植利用噬菌体可以检验由种子携带的植利用噬菌体可以检验由种子携带的植利用噬菌体可以检验由种子携带的植物病原菌。物病原菌。物病原菌。物病原菌。4)4)测定辐射剂量测定辐射剂量测定辐射剂量测定辐射剂量 某些噬菌体某些噬菌体某些噬菌体某些噬菌体(如如如如T2)T2)对辐射剂量的反应敏对辐射剂量的反应敏对辐射剂量的反应敏对辐射剂量的反应敏感而精确。感而精确。感而精确。感而精确。5)5)噬菌体在分子生物学研究中的作用噬菌体在分子生物学研究中的作用噬菌体在分子生物学研究中的作用噬菌体在分子生物学研究中的作用 噬菌体现已成为进噬菌体现已成为进噬菌体现已成为进噬菌体现已成为进行分子生物学研究的较为理想的重要材料。行分子生物学研究的较为理想的重要材料。行分子生物学研究的较为理想的重要材料。行分子生物学研究的较为理想的重要材料。（二）植物病毒（二）植物病毒已知的植物病毒多达已知的植物病毒多达700种（种（1989年），多数是年），多数是ssRNA病毒。病毒。形态：杆、丝、球状，一般无包膜。形态：杆、丝、球状，一般无包膜。16191619年荷兰画师描画的有病郁金香的画像。年荷兰画师描画的有病郁金香的画像。花叶、黄化或红化等症状花叶、黄化或红化等症状植株发生矮化，丛枝或畸形等植株发生矮化，丛枝或畸形等形成枯斑或坏死等症状形成枯斑或坏死等症状植物感染病毒后的主要症状植物感染病毒后的主要症状植物黄萎病植物黄萎病借昆虫刺吸式口器进入、通过借昆虫刺吸式口器进入、通过伤口或嫁接进入伤口或嫁接进入 ，再通过胞，再通过胞间连丝或输导组织迅速向其它间连丝或输导组织迅速向其它部位扩散引起普遍感染。部位扩散引起普遍感染。1、“侵入侵入”方式方式3、核酸的复制和蛋白质的合成、核酸的复制和蛋白质的合成2、脱壳、脱壳植物病毒侵入宿主细胞后才能发生脱壳。植物病毒侵入宿主细胞后才能发生脱壳。增殖过程增殖过程 4、装配（成熟）、装配（成熟）（三）人类和脊椎动物病毒（三）人类和脊椎动物病毒在人类与脊椎动物中广泛寄生着相应的病毒。人类传在人类与脊椎动物中广泛寄生着相应的病毒。人类传染病染病80由病毒引起（由病毒引起（300种），脊椎动物病毒种），脊椎动物病毒900种，许多病毒引起人畜共患病。另一些病毒感染种，许多病毒引起人畜共患病。另一些病毒感染动物后，并不致死宿主细胞，而是引起肿瘤。动物后，并不致死宿主细胞，而是引起肿瘤。种类种类 dsDNA、ssDNA、dsRNA、ssRNA。衣壳外有的有包膜，有的无包膜，有的包膜上有刺突。衣壳外有的有包膜，有的无包膜，有的包膜上有刺突。增殖过程增殖过程与噬菌体的增殖大致相同，可分为五个连续步骤：与噬菌体的增殖大致相同，可分为五个连续步骤：1）吸附）吸附 具高度专一性地吸附于敏感细胞表面的受体。具高度专一性地吸附于敏感细胞表面的受体。2）侵入）侵入 以胞饮、包膜溶入细胞膜、特异受体转移等方以胞饮、包膜溶入细胞膜、特异受体转移等方式侵入敏感细胞内。式侵入敏感细胞内。3）脱壳）脱壳 脱去衣壳和包膜。脱去衣壳和包膜。4）生物合成）生物合成 核酸的复制和蛋白质的合成。核酸的复制和蛋白质的合成。5）装配和成熟）装配和成熟 分别合成的核酸和蛋白质组合成完整的、分别合成的核酸和蛋白质组合成完整的、新的病毒粒子。新的病毒粒子。6）释放大量有侵染性的子代病毒。）释放大量有侵染性的子代病毒。多角体：多角体：多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下呈多角形的包涵体。光镜下呈多角形的包涵体。光镜下呈多角形的包涵体。光镜下呈多角形的包涵体。直径一般直径一般直径一般直径一般3m3m（0.50.510m10m），碱溶性蛋白，），碱溶性蛋白，），碱溶性蛋白，），碱溶性蛋白，内包裹数目不等的病毒粒，可在细胞核或细内包裹数目不等的病毒粒，可在细胞核或细内包裹数目不等的病毒粒，可在细胞核或细内包裹数目不等的病毒粒，可在细胞核或细胞质内形成。胞质内形成。胞质内形成。胞质内形成。功能：功能：保护病毒粒免受外界不良环境的破坏。保护病毒粒免受外界不良环境的破坏。保护病毒粒免受外界不良环境的破坏。保护病毒粒免受外界不良环境的破坏。（四）昆虫病毒（无脊椎动物病毒）（无脊椎动物病毒）已知昆虫病毒已知昆虫病毒1671种（种（1990），其中），其中80以上鳞以上鳞翅目昆虫的病原体。翅目昆虫的病原体。昆虫病毒的种类昆虫病毒的种类除非包涵体病毒病毒外，可分为：除非包涵体病毒病毒外，可分为：核型多角体病毒核型多角体病毒(nuclear polyhedrosis virus,NPV)质型多角体病毒质型多角体病毒(cytoplasmic polyhedrosis virus,CPY)颗粒体病毒颗粒体病毒(granulosis virus,GV)昆虫病毒做为生物农药优点：昆虫病毒做为生物农药优点：昆虫病毒做为生物农药优点：昆虫病毒做为生物农药优点：专一性高专一性高毒力大毒力大后效长后效长使用方便使用方便对人畜安全对人畜安全无公害无公害缺点危害经济动物缺点危害经济动物1 1 1 类病毒类病毒(Viroid)拟病毒拟病毒(Virusoid)朊病毒朊病毒(Prion)第二节第二节 亚亚 病病 毒毒只含核酸或蛋白质一种成分的分子病原体。只含核酸或蛋白质一种成分的分子病原体。包括：包括：一、类病毒 n n只含只含只含只含RNARNA一种成分，专性活细胞内寄生的分子病一种成分，专性活细胞内寄生的分子病一种成分，专性活细胞内寄生的分子病一种成分，专性活细胞内寄生的分子病原体。原体。原体。原体。n n是寄生于高等生物细胞中一类最小的新的病原体。是寄生于高等生物细胞中一类最小的新的病原体。是寄生于高等生物细胞中一类最小的新的病原体。是寄生于高等生物细胞中一类最小的新的病原体。ssRNAssRNA，分子量约，分子量约，分子量约，分子量约5105104 4DaDa121012104 4DaDa，为已知，为已知，为已知，为已知最小病毒分子量的十分之一左右。最小病毒分子量的十分之一左右。最小病毒分子量的十分之一左右。最小病毒分子量的十分之一左右。n n到目前为止，类病毒只在植物中被发现。类病毒到目前为止，类病毒只在植物中被发现。类病毒到目前为止，类病毒只在植物中被发现。类病毒到目前为止，类病毒只在植物中被发现。类病毒对各种化学和物理因子的作用都不敏感，对热以对各种化学和物理因子的作用都不敏感，对热以对各种化学和物理因子的作用都不敏感，对热以对各种化学和物理因子的作用都不敏感，对热以及紫外光和离子辐射有高度抗性。及紫外光和离子辐射有高度抗性。及紫外光和离子辐射有高度抗性。及紫外光和离子辐射有高度抗性。类病毒类病毒(Viroid)马铃薯纺锤块茎病的病原体马铃薯纺锤块茎病的病原体长长50nm棒状棒状RNA分子分子179核苷酸核苷酸180核苷酸核苷酸RNA由由组成组成两半体间有两半体间有70碱基以氢键方碱基以氢键方 式结合共形成式结合共形成122个碱基对，个碱基对，27个内环。个内环。Viroid Diseases of PotatoViroid Diseases of Potato二、拟病毒二、拟病毒(virusoids，类类病毒，类类病毒)是包裹在动植物病毒粒子中的类病毒极其微小，仅是包裹在动植物病毒粒子中的类病毒极其微小，仅由裸露的由裸露的RNA（300400个核苷酸）或个核苷酸）或DNA组成。组成。辅助病毒：辅助病毒：类病毒类病毒“寄生寄生”的真病毒。的真病毒。拟病毒为辅助病毒的拟病毒为辅助病毒的“卫星卫星”，其复制必须依赖，其复制必须依赖辅助病毒的协助。拟病毒也可干扰辅助病毒的复辅助病毒的协助。拟病毒也可干扰辅助病毒的复制、减轻其对宿主的病害、用于生物防治中。制、减轻其对宿主的病害、用于生物防治中。n n是一类不含核酸的侵染性蛋白质分子。是一类不含核酸的侵染性蛋白质分子。是一类不含核酸的侵染性蛋白质分子。是一类不含核酸的侵染性蛋白质分子。n n小型蛋白质颗粒，分子量小型蛋白质颗粒，分子量小型蛋白质颗粒，分子量小型蛋白质颗粒，分子量3.3103.3104 43.5103.5104 4Da,Da,约由约由约由约由250250个氨基酸组成。个氨基酸组成。个氨基酸组成。个氨基酸组成。n n能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化而使宿主致病。似的构象变化而使宿主致病。似的构象变化而使宿主致病。似的构象变化而使宿主致病。n n毒性很强，毒性很强，毒性很强，毒性很强，1g1g含朊病毒的鼠脑可感染含朊病毒的鼠脑可感染含朊病毒的鼠脑可感染含朊病毒的鼠脑可感染1 1亿只小鼠。亿只小鼠。亿只小鼠。亿只小鼠。三、朊病毒引起的疾病羊搔痒病、疯牛病、疯羊病、克雅氏病。羊搔痒病、疯牛病、疯羊病、克雅氏病。朊病毒侵入人体大脑的过程朊病毒侵入人体大脑的过程借食物进入消化道，再经淋巴系统侵入大脑。借食物进入消化道，再经淋巴系统侵入大脑。借食物进入消化道，再经淋巴系统侵入大脑。借食物进入消化道，再经淋巴系统侵入大脑。朊病毒（prion，virino）朊病毒有哪些特点首先，它没有核酸，能使正常的蛋白质由良性转为恶性，由没有感染性转化为感染性；其次，它没有病毒的形态，是纤维状的东西；第三，它对所有杀灭病毒的物理化学因素均有抵抗力，现在的消毒方法都无用，只有在136高温和两个小时的高压下才能灭活；第四，病毒潜伏期长，从感染到发病平均28年，一旦出现症状半年到一年100死亡；第五，诊断困难，正常的人与动物细胞内都有朊蛋白存在，不明原因作用下它的立体结构发生变化，变成有传染性的蛋白，患者体内不产生免疫反应和抗体，因此无法监测。与真病毒的主要区别:（1 1）在电镜下，朊病毒呈淀粉样颗粒状，成丛排列，）在电镜下，朊病毒呈淀粉样颗粒状，成丛排列，）在电镜下，朊病毒呈淀粉样颗粒状，成丛排列，）在电镜下，朊病毒呈淀粉样颗粒状，成丛排列，每丛大小和形状不一；每丛大小和形状不一；每丛大小和形状不一；每丛大小和形状不一；（2 2）无核酸成分；）无核酸成分；）无核酸成分；）无核酸成分；（3 3）无免疫原性；）无免疫原性；）无免疫原性；）无免疫原性；（4 4）由宿主细胞内的基因编码；）由宿主细胞内的基因编码；）由宿主细胞内的基因编码；）由宿主细胞内的基因编码；（5 5）抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛）和高温（）抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛）和高温（）抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛）和高温（）抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛）和高温（120120130130处理处理处理处理4h4h后仍具感染性）。后仍具感染性）。后仍具感染性）。后仍具感染性）。人的库鲁病人的库鲁病(kuru)、克雅氏病、克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease,CJD)等等羊搔痒症羊搔痒症(scrapie)牛海绵状脑病牛海绵状脑病(spongiform encephalopathy)第三节 病毒与实践 病毒与实践的关系极密切，由病毒引起人、动物、病毒与实践的关系极密切，由病毒引起人、动物、病毒与实践的关系极密切，由病毒引起人、动物、病毒与实践的关系极密切，由病毒引起人、动物、植物病害，对发酵工业的不利影响，利用它们进植物病害，对发酵工业的不利影响，利用它们进植物病害，对发酵工业的不利影响，利用它们进植物病害，对发酵工业的不利影响，利用它们进行生物防治，生化制药（疫苗生产）和作遗传工行生物防治，生化制药（疫苗生产）和作遗传工行生物防治，生化制药（疫苗生产）和作遗传工行生物防治，生化制药（疫苗生产）和作遗传工程中的外源基因载体等。程中的外源基因载体等。程中的外源基因载体等。程中的外源基因载体等。发酵周期明显延长发酵周期明显延长 碳源消耗缓慢碳源消耗缓慢 发酵液清淡发酵液清淡发酵产物形成缓慢或根本不形成发酵产物形成缓慢或根本不形成 噬菌体检测会发现大量噬菌斑噬菌体检测会发现大量噬菌斑 电镜可见噬菌体电镜可见噬菌体 后果：后果：减产减产倒罐倒罐 一、噬菌体与发酵工程一、噬菌体与发酵工程噬菌体对发酵工业的危害很大噬菌体对发酵工业的