六章病毒市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件.pptx

病毒,一、病毒普通特征,二、噬菌体,第1页,体积微小，电子显微镜观察；可经过滤菌器,结构简单：非细胞结构,基因组：只有一个核酸（RNA或DNA）,严格活细胞内寄生,以复制方式繁殖,反抗生素不敏感，耐冷不耐热,病毒特点,第2页,体积微小，结构简单，只含有一个类型核酸，,只能在活、敏感细胞内以复制方式增殖,非细胞型微生物,病毒概念,第3页,病毒引发疾病特点,包括面广：75%由病毒引发,传染性强、传输快速：如流感病毒,病死率高：如狂犬病病毒,后遗症严重：如脊灰病毒,连续感染：如乙肝病毒,引发肿瘤：如爱滋病毒,致畸性：如风疹病毒,特效药少，反抗生素不敏感,预防是重点,第4页,一、病毒大小与形态,病毒体（virion）,完整成熟病毒颗粒，含有经典形态结构，并有感染性,病毒大小,测量单位：纳米（nm）,50,nm 小型病毒,50 nm-150 nm 中等大小病毒（大多数）,150nm 大型病毒（最大300 nm）,病毒基本性状,第5页,微生物大小比较,葡萄球菌,(1000nm）,牛痘病毒,300250nm,A,B,C,D,E,F,G,立克次体,450nm,衣原体,390nm,A、大肠杆菌噬菌体,(65,95nm),B、腺病毒,(70,nm),C、脊髓灰质炎病毒,(30,nm),D、乙脑病毒,(40,nm),E、蛋白分子,(10,nm,),F、流感病毒,(100,nm),G、烟草花叶病毒,第6页,球形病毒,天花病毒,病毒形态,多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状，,少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状,第7页,杆状病毒,第8页,噬菌体,第9页,狂犬病毒,第10页,第11页,病毒体结构模式,包膜子粒,包膜,关键,衣壳,壳粒,核衣壳,二、病毒结构与功效,第12页,病毒结构,关键：核酸、酶类,衣壳：由壳粒（多肽）组成,包膜：由宿主细胞膜或核膜组成,镶嵌有包膜子粒（刺突）,第13页,螺旋对称型（Helical Symmetry）,二十面体立体对称型（Icosahedral Symmetry）,复合对称型（Complex Symmetry）,衣壳类型,第14页,螺旋对称型,（helical symmetry),第15页,20面体立体对称型(icosahedral symmetry)：,大多数球状病毒属之,第16页,（3）复合对称型(complex symmetry),螺旋对称型,20面体立体对称型,第17页,病毒组成成份,一、核酸 种类：DNA、RNA,存在形式：单链与双链；正链与负链，分节,作用：ORF可重合，含有感染性,二、蛋白质 种类：结构蛋白携带全部遗传信息,特点：有内含子、非结构蛋白,作用：衣壳、基质、包膜蛋白（结构蛋白）,酶、反式作用因子（非结构蛋白）,第18页,一、生物学分类,二、临床分类,三、病毒分类,（Classification of Viruses）,第19页,生物学分类DNA病毒,类型 分类特点 病毒科名,DNA病毒 双链DNA、有包膜 痘病毒科,疱疹病毒科,双链DNA、无包膜 腺病毒科,乳多空病毒科,单链DNA、无包膜 细小病毒科,第20页,类型 分类特点 病毒科名,RNA病毒 双链RNA、分节、无包膜 呼肠病毒科,双RNA病毒科,负单链RNA、不分节、有包膜 副粘病毒科,弹状病毒科,负单链RNA、分节、有包膜 正粘病毒科,布尼亚病毒科,沙粒病毒科,正单链RNA、不分节、无包膜 小RNA病毒科,杯状病毒科,星状病毒科,正单链RNA、不分节、有包膜 冠状病毒科,黄病毒科,披膜病毒科,生物学分类RNA病毒,第21页,类型 分类特点 病毒科名,逆转录病毒 双链DNA、不分节、有包膜 嗜肝DNA病毒科,单链RNA、不分节、有包膜 逆转录病毒科,生物学分类逆转录病毒,第22页,一、病毒增殖过程,二、病毒异常增殖形式,病毒增殖,（Replication of Viruses）,第23页,吸附 adsorption,穿入 penetration,脱壳 uncoating,生物合成 biosynthesis,组装与释放 assembly and release,病毒增殖周期,第24页,吸附,病毒增殖过程,穿入,脱壳,早期蛋白,晚期蛋白,装配,DNA复制,核酸游离,成熟,释放,第25页,吸附,病毒表面蛋白质与细胞接触结合,特异性,吸附,（病毒配体位点与细胞膜特异受体结合）,决定病毒嗜组织性,穿入,融合-有包膜病毒,胞饮-无包膜病毒,第26页,CD21（EBV受体）,CD4（HIV受体）,CD46（麻疹病毒受体）,CD54（鼻病毒受体）,病毒受体,第27页,胞饮方式穿入,第28页,脱壳 uncoating,穿入胞质中核衣壳脱去蛋白质，使基因组核酸裸露过程,依赖于脱壳酶,第29页,病毒核酸,病毒核酸,第30页,生物合成 Biosynthesis,利用宿主细胞提供小分子物质合成病毒核酸和蛋白质,病毒mRNA转录,复制子代病毒核酸,特异性mRNA转录、翻译子代病毒,结构蛋白和功效蛋白,隐蔽期,第31页,早 期：,基因组在细胞内合成非结构蛋白病毒复制酶及抑制细胞正常生物合成抑制酶）,晚 期：,依据基因组指令在细胞内复制病毒核酸，合成结构蛋白和非结构蛋白,第32页,1、DNA病毒（双链）：,细胞核内合成DNA，细胞质内合成病毒蛋白,早期：,病毒DNA,依赖DNA,RNA多聚酶,早期mRNA,转 译,早期蛋白,DNA,多聚酶,脱氧胸腺嘧啶激酶,调控病毒基因组转录酶,抑制宿主细胞生物合成酶,药品作用靶,第33页,晚期：,解链,正链DNA,负链DNA,DNA,多聚酶,子代DNA,转录,晚期,mRNA,晚期蛋白,病毒衣壳蛋白,及其它结构蛋白,第34页,2、RNA病毒（单链）：,多数在细胞质内合成子代RNA及病毒蛋白,（1）正单链RNA病毒有mRNA功效,）：,正单链RNA,复制,子代RNA,结构蛋白（,衣壳蛋白等,）,非结构蛋白,（,依赖RNA,RNA多聚酶,）,双链RNA,（复制中间型）,药品作用靶,第35页,（2）负单链RNA病毒,（,有依赖RNARNA多聚酶,）,：,负单链RNA,依赖RNA,RNA多聚酶,正单链RNA（有mRNA功效）,子代RNA,结构蛋白,（,衣壳蛋白等,）,双链RNA（复制中间型）,药品作用靶,解链,第36页,（3）逆转录病毒,（,有逆转录酶，即依赖RNADNA多聚酶,）,单链RNA,逆转录酶,RNA,DNA,（复制中间型）,进入细胞核,双链DNA,整合（,前病毒,）,子代病毒RNA,病毒mRNA,病毒蛋白质,DNA,肿瘤发生,药品作用靶,第37页,组装与释放assembly and release,装配,细胞核内,细胞质内,核膜上,胞质膜上,释放,裂解细胞释放,（,无包膜病毒,）,出芽释放,（,有包膜病毒,）,第38页,装配（assembly）,第39页,释放（release）,破胞释放：,无包膜病毒致细胞破裂死亡一次大量释放,芽生释放：,有包膜病毒病毒核衣壳出芽时套上宿主细胞核膜或细胞膜细胞不死逐一释放,第40页,第41页,病毒异常增殖,缺损病毒（defective virus）,基因组不完整病毒体，无感染性,缺损干扰颗粒,缺损病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞,辅助病毒：辅助缺损病毒复制含有感染力完整病毒,天然缺损病毒腺病毒伴随病毒,顿挫感染（,流产感染,）：,细胞条件不适当，病毒进入细胞但不能复制,非容纳细胞顿挫感染,容纳细胞,第42页,三类经典形态病毒：,廿面体对称,结构(球状),螺旋对称,结构(杆状),复合对称,结构(蝌蚪状),大肠杆菌T4噬菌体是由椭圆形二十面体头部和螺旋对称尾部组合而成，是病毒中复合对称代表。,第43页,螺旋对称型,（helical symmetry),第44页,20面体立体对称型(icosahedral symmetry)：,大多数球状病毒属之,第45页,（3）复合对称型(complex symmetry),螺旋对称型,20面体立体对称型,第46页,二、噬菌体,病毒种类很多，依据病毒寄生对象来分，有植物病毒、动物病毒和微生物病毒。,噬菌体：,是病毒中一个，普通把侵染细菌、放线菌病毒叫噬菌体。（把侵染真菌病毒叫噬真菌体）,噬菌体在自然界广泛存在，在,1995年发表,ICTV,病毒分类与命名第六次汇报中共报道了4000余种，分别划归为49个病毒科.,据,Bradley(1967),归纳，噬菌体共有六类形态。,第47页,1、组成：,主要由蛋白质和核酸组成。,2、基本形态：,蝌蚪形、微球形和纤丝形。,（一）噬菌体形态结构与组成,第48页,以,大肠杆菌,T4,噬菌体,为例,头部：,廿面体对称结构，由蛋白质衣壳组成，内含一条DNA。,颈部：,薄盘状，附颈须。,尾鞘：,长95nm,衣壳粒螺旋对称；可伸缩。,尾髓:,中空，DNA可由此进入细胞。,基板:,六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。,刺突:,有吸附功效。,尾丝:,有识别吸附功效。,大肠杆菌T4噬菌体结构,2、蝌蚪形噬菌体结构,第49页,（二）、噬菌体(phage)繁殖,噬菌体并没有个体生长过程，而只有其基本成份合成和装配，即首先将各个部件合成出来，然后装配，所以普通将噬菌体繁殖称做复制。,依据噬菌体与宿主关系：,烈性噬菌体：,指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解噬菌体.,温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：,噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主核,DNA上，而且能够随宿主DNA,复制而进行同时复制，在普通情况下，不引发寄主细胞裂解噬菌体。,第50页,烈性噬菌体繁殖过程普通分为五个阶段：,即,吸附、侵入、复制、装配和释放,。,1、烈性噬菌体繁殖,第51页,吸附：,噬菌体和宿主细胞上特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢靠吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。,侵入：,核酸注入细胞过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。,复制：,包含核酸复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细胞合成系统，然后以噬菌体核酸中指令合成噬菌体所需核酸和蛋白质。,第52页装配：,主要步骤有：,DNA,分子缩合经过衣壳包裹,DNA,而形成头部尾丝及尾部其它部件独立装配完成头部与尾部相结合最终装上尾丝，至此，一个个成熟形状、大小相同噬菌体装配完成。,第53页,释放：,方式：,裂解：多以裂解细胞方式释放。,分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。,通常情况下，一个噬菌体经过上述五个过程能合成100300个噬菌体。烈性噬菌体这种生长繁殖方式也称为一步生长，,第54页,一步生长曲线,试验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,防止二次吸附；细菌群体被噬菌体同时感染。,试验过程:,敏感菌10ml Phage 1ml,混匀，5min,使之吸附,离心或用抗phage血清处理,去除过量phage,高倍稀释,吸附phage菌悬液(防止屡次吸附),37培养,定时取样,第55页,取样人为裂解处理（每5min）,样品中加入氯仿裂解细胞,24-48h,裂解液加入敏感菌液中,适当稀释混合液,涂布于琼脂培养基上,计数噬菌斑,第56页,噬菌斑:,概念：,将少许噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，在平板表面充满宿主细胞菌苔上,能够用肉眼看到一个个透明不长菌小圆斑，称为噬菌斑。(每个噬菌斑普通是由一个噬菌体粒子形成。),应用:,噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体计数。,噬菌斑,第57页,以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标,绘制成曲线为一步生长曲线。,可分以下阶段：,潜伏期裂解期,稳定时,一步生长曲线,第58页,潜伏期：,从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放 新噬菌体之前这段时期.曲线平行于横轴，噬菌体数无改变.样品中无游离噬菌体。(潜伏期前噬菌斑数是噬菌体数,也就是感染噬菌体细菌数).,裂解期：,曲线直线上升,子代噬菌体不停释放到培养基中,直到抵达一个极限.,稳定时:,感染细胞后复制子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。,第59页,裂解量:,每一受感染细胞所释放新噬菌体 平均数。,稳定时噬菌斑数,裂解量=,潜伏期噬菌斑数,不一样噬菌体或同,种噬菌体感染敏感菌后所释放噬菌体数不一样,与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及环境因数相关。,第60页,2、温和噬菌体与溶源性细菌,温和噬菌体：,噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主核,DNA上，而且能够随宿主DNA,复制而进行同时复制，在普通情况下，不引发寄主细胞裂解噬菌体。,原噬菌体（或前噬菌体）：,即整合在宿主核,DNA上噬菌体核酸。,溶原性细菌：,指在核染色体上整合有原噬菌体细菌。可进行正常生长繁殖,而不被裂解。,第61页,溶原性细菌特点：,可稳定遗传：,子代细菌都含有,原噬菌体，均含有溶原性。,可自发裂解：,温和噬菌体核酸也可从宿主,DNA,上脱落下来，恢复原来状态，进行大量复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率10,-2,10,-5,。,可诱导裂解：,用化学、物理方法诱导,含有“免疫性”：,溶原菌对其本身产生噬菌体或外来同源噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体没有免疫性。,可复愈：,自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解,溶源转变：,因为溶原菌整合了温和噬菌体核酸而使自己产生一些新生理特征。,第62页,（三）、噬菌体危害和应用,噬菌体危害：,主要是引发发酵中噬菌体污染,例：丙酮、丁醇发酵中噬菌体污染,抗生素发酵中噬菌体污染,食品工业上噬菌体污染,防治：,控制,活菌排放,选育抗性生产菌株,生产中轮换使用菌种,药品防治比如用金霉素、四环素等。,第63页,噬菌体应用：,1.作为分子生物学研究工具,2.用于判定未知菌，可到型。,3.用于临床治疗传染病,4.检验植物病原菌,5.测定辐射剂量,第64页,