微生物的形态结构与分类六.pptx

非细胞生物的种类非细胞生物的种类 （真）病毒：至少含有核酸和蛋白质两种（真）病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分组分 类病毒：只含单独具侵染性的类病毒：只含单独具侵染性的RNARNA组分组分 亚病毒亚病毒 拟病毒：只含不具单独侵染拟病毒：只含不具单独侵染性的性的RNARNA组分组分 垣病毒垣病毒(prion)(prion)：只含蛋白质一种组分：只含蛋白质一种组分 病毒病毒一、人类对病毒的发现和认识过程一、人类对病毒的发现和认识过程18921892：俄国：俄国 伊万诺夫斯基伊万诺夫斯基 首次发现烟草首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。18981898：荷兰：荷兰 贝哲林克贝哲林克 证实该致病因子可证实该致病因子可以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养不出来；给染性但用培养细菌的方法培养不出来；给这样的病原体起名叫这样的病原体起名叫virusvirus。19351935：美国：美国 斯坛莱斯坛莱 从烟草花叶病病叶中从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶，又证实了结晶中含核提取出了病毒结晶，又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只有核酸具感染酸和蛋白质两种成分，而只有核酸具感染和复制能力，并因此而或诺贝尔奖。和复制能力，并因此而或诺贝尔奖。19521952：HersheyHershey和和ChaseChase证实噬菌体的遗传物证实噬菌体的遗传物质仅仅是质仅仅是DNA,DNA,开创了病毒分子生物学。开创了病毒分子生物学。19711971后：陆续发现了各种亚病毒后：陆续发现了各种亚病毒类病毒、类病毒、元病毒、和拟病毒元病毒、和拟病毒 二、定义和特点二、定义和特点 形体极其微小，必须在电子显微镜下才形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器；能观察，一般都可通过细菌滤器；没有细胞构造，故也称分子生物；没有细胞构造，故也称分子生物；其其主要成分仅是核酸和蛋白质两种；两种；每一种病毒只含有一种核酸，不是每一种病毒只含有一种核酸，不是DNADNA就是就是RNARNA；既无产能酶系也无蛋白质合成系统；既无产能酶系也无蛋白质合成系统；在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式；体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式；在宿主的活细胞内营专性寄生；在宿主的活细胞内营专性寄生；在离体条件下，以无生命的化学大分子在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶；状态存在，并可形成结晶；对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。三、宿主范围（分布）及重要性三、宿主范围（分布）及重要性 几乎所有的生物都可以几乎所有的生物都可以 感染相应的病感染相应的病毒。根据宿主可以分三类：毒。根据宿主可以分三类：动物病毒动物病毒 植物病毒植物病毒 细菌病毒（或称噬菌体）细菌病毒（或称噬菌体）四、病毒的大小、形态、构造和组分四、病毒的大小、形态、构造和组分1 1、大小、大小 侧定大小的单位是纳米（侧定大小的单位是纳米（10109 9)，多数，多数病毒的直径在病毒的直径在100nm100nm以下；以下；绝大多数病毒是能通过细菌滤器；绝大多数病毒是能通过细菌滤器；须用电镜才能观察到其具体形态和大小须用电镜才能观察到其具体形态和大小.2 2、形态、形态3 3、构造、构造基本结构基本结构病毒的对称性病毒的对称性 螺旋对称的病毒粒子螺旋对称的病毒粒子 二十面体对称病毒粒子二十面体对称病毒粒子 复合对称的病毒粒子复合对称的病毒粒子（1）病毒粒子的基本结构）病毒粒子的基本结构衣衣 壳壳核核 酸酸核衣壳核衣壳包膜包膜刺刺 突突（2）病毒的对称性）病毒的对称性三类典型形态的三类典型形态的病毒：病毒：廿面体对称的结构廿面体对称的结构(球状球状)螺旋对称的结构螺旋对称的结构(杆状杆状)复合对称的结构复合对称的结构(蝌蚪状蝌蚪状)大肠杆菌的大肠杆菌的T T偶数噬偶数噬菌体是由椭圆形的二十面菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部体头部和螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合组合而成，是病毒中复合对称的代表。对称的代表。螺旋对称的病毒粒子螺旋对称的病毒粒子二十面体对称病毒粒子二十面体对称病毒粒子复合对称的病毒粒子复合对称的病毒粒子T4 Bacteriophage有囊膜的病毒粒子有囊膜的病毒粒子 4 4、化学组成化学组成 病毒的主要成分为核酸病毒的主要成分为核酸(DNA(DNA或或RNA)RNA)和和蛋白质。有的病毒还含有脂质、糖类等其蛋白质。有的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。他组分。（1 1）病毒的核酸病毒的核酸 一种病毒至含有一种核酸（一种病毒至含有一种核酸（DNADNA或或RNARNA）。）。植物病毒绝大多数含植物病毒绝大多数含DNA;DNA;少数含少数含RNARNA；动物病毒一部分含动物病毒一部分含DNADNA，一部分含，一部分含RNARNA；细菌病毒普遍含细菌病毒普遍含DNADNA，含，含RNARNA的极少。的极少。病毒的核酸类型极为多样化：病毒的核酸类型极为多样化：病毒的病毒的DNADNA与与RNARNA均有单链和双链。均有单链和双链。病毒病毒DNADNA分子有线装和环状之分。分子有线装和环状之分。病毒核酸有正链（）和负链（病毒核酸有正链（）和负链（）的）的区分。区分。（2 2）病毒的蛋白质）病毒的蛋白质 有的病毒只有一种蛋白质，多数含有为有的病毒只有一种蛋白质，多数含有为数不多的几种蛋白质。数不多的几种蛋白质。病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样，但不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量样，但不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量各不相同。各不相同。病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过程中发挥作用：的侵染与增殖过程中发挥作用：a a、结构功能、结构功能 b b、吸附、吸附 c c、破坏宿主细胞壁与细胞膜、破坏宿主细胞壁与细胞膜 d d、增殖、增殖(3)(3)其他成分其他成分 一些较复杂的病毒（如包膜病毒）除含一些较复杂的病毒（如包膜病毒）除含有核酸和蛋白质两种成分外，还含有脂类、有核酸和蛋白质两种成分外，还含有脂类、多糖等其他成分。多糖等其他成分。病毒中的脂类主要以脂质双分子层的形病毒中的脂类主要以脂质双分子层的形式存在于病毒的包膜中。式存在于病毒的包膜中。病毒所含的糖类主要以糖蛋白的形式存病毒所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面，决定着病毒的抗原性。在于包膜的表面，决定着病毒的抗原性。噬菌体噬菌体噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）菌的病毒叫噬真菌体）噬菌体在自然界广泛存在，在噬菌体在自然界广泛存在，在19951995年发表年发表的的ICTVICTV的病毒分类与命名第六次报告中共的病毒分类与命名第六次报告中共报道了报道了40004000余种，分别划归为余种，分别划归为4949个病毒科。个病毒科。据据Bradley(1967)Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形归纳，噬菌体共有六类形态。态。一、噬菌体的形态结构与组成一、噬菌体的形态结构与组成 1 1、组成：主要由蛋白质和核酸组成，、组成：主要由蛋白质和核酸组成，占粒子质量的占粒子质量的 90%90%以上，其中核酸占以上，其中核酸占40%40%50%50%。每种噬菌体只含有一类的核酸每种噬菌体只含有一类的核酸（DNADNA或或RNARNA），多数噬菌体为），多数噬菌体为DNADNA型，型，少数为少数为RNARNA性。性。2 2、基本形态：蝌蚪形、微球形和纤丝形、基本形态：蝌蚪形、微球形和纤丝形蝌蚪形噬菌体的构造蝌蚪形噬菌体的构造以大肠杆菌以大肠杆菌T4T4噬菌体为例噬菌体为例头部：廿面体对称结构，由头部：廿面体对称结构，由蛋白质衣壳构成，内含一蛋白质衣壳构成，内含一条条DNADNA。颈部：薄盘状，附颈须。颈部：薄盘状，附颈须。尾鞘：长尾鞘：长95nm,95nm,衣壳粒螺旋衣壳粒螺旋对称；可伸缩。对称；可伸缩。尾髓尾髓:中空，中空，DNADNA可由此进入可由此进入细胞。细胞。基板基板:六角形盘状物，其上六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。有刺突、尾丝。刺突刺突:有吸附功能。有吸附功能。尾丝尾丝:有识别吸附功能。有识别吸附功能。大肠杆菌大肠杆菌T4T4噬菌体构造噬菌体构造尾丝尾丝基片基片噬菌体的平面结构示意图噬菌体的平面结构示意图尾部（由蛋白质构尾部（由蛋白质构成）成）头部（由头部（由DNADNA和蛋白和蛋白质组成）质组成）二、噬菌体的生长和繁殖二、噬菌体的生长和繁殖 噬菌体并没有个体的生长过程，而只有其噬菌体并没有个体的生长过程，而只有其基本成分的合成和装配，即首先将各个部件基本成分的合成和装配，即首先将各个部件合成出来，然后装配，所以一般将噬菌体的合成出来，然后装配，所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。繁殖称做复制。根据噬菌体与宿主的关系：根据噬菌体与宿主的关系：烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体宿主细胞裂解的噬菌体.温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：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）到宿主感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核的核DNADNA上，并且可以随宿主上，并且可以随宿主DNADNA的复制而进的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。胞裂解的噬菌体。1 1、烈性噬菌体的繁殖、烈性噬菌体的繁殖 烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：即吸附、侵入、复制、装配和释放。即吸附、侵入、复制、装配和释放。吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突固吸附在受体上后，靠刺突“钉钉”在细胞在细胞表面上。表面上。侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌体尾侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，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。注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。复制复制 ：包括核酸的复制和蛋白质合成。：包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。装配的主要步骤有：装配的主要步骤有：DNA DNA分子的缩合分子的缩合-通过衣壳包裹通过衣壳包裹DNADNA而形成头而形成头部部-尾丝及尾部的其它部件独立装配完成尾丝及尾部的其它部件独立装配完成-头部与尾部相结合头部与尾部相结合-最后装上尾丝，至此，最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。配完成。释放方式：释放方式：裂解：多以裂解细胞的裂解：多以裂解细胞的方式释放。方式释放。分泌：噬菌体穿出细胞，分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。细胞并不裂解。通常情况下，一个噬菌通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程体通过上述五个过程能合成能合成100100300300个噬个噬菌体。烈性噬菌体的菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也这种生长繁殖方式也称为一步生长。称为一步生长。2 2、温和噬菌体与溶源性细菌、温和噬菌体与溶源性细菌 温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核核酸整合（附着）到宿主的核DNADNA上，并且上，并且可以随宿主可以随宿主DNADNA的复制而进行同步复制，在的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。原噬菌体（或前噬菌体）：原噬菌体（或前噬菌体）：即整合在宿即整合在宿主核主核DNADNA上的噬菌体的核酸。上的噬菌体的核酸。溶原性细菌：指在核染色体上整合有原溶原性细菌：指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖,而不而不被裂解。被裂解。溶原性细菌的特点：溶原性细菌的特点：可稳定遗传：子代细菌都含有可稳定遗传：子代细菌都含有原噬菌体，原噬菌体，均具有溶原性。均具有溶原性。可自发裂解：温和噬菌体的核酸也可从可自发裂解：温和噬菌体的核酸也可从宿主宿主DNADNA上脱落下来，恢复原来的状态，进上脱落下来，恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率解几率10-210-210-5 10-5。可诱导裂解：用化学、物理方法诱导可诱导裂解：用化学、物理方法诱导 具有具有“免疫性免疫性”：溶原菌对其本身产生：溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感，的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体没有免疫性。没有免疫性。可复愈：自然遗失前噬菌体，但不发生可复愈：自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解自发裂解和诱导裂解 溶源转变：由于溶原菌整合了温和噬菌溶源转变：由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。三、噬菌斑三、噬菌斑:概念：将少量噬菌体与概念：将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，在平在营养琼脂中，在平板表面布满宿主细胞板表面布满宿主细胞的菌苔上的菌苔上,可以用肉可以用肉眼看到一个个透明的眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑，称不长菌的小圆斑，称为噬菌斑。为噬菌斑。(每个噬每个噬菌斑一般是由一个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。菌体粒子形成的。)应用应用:噬菌斑可用于噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的菌体和进行噬菌体的计数。计数。噬菌斑噬菌斑 噬菌斑形成的过程、原理和应用噬菌斑形成的过程、原理和应用 噬菌体侵入敏感细胞后，释放子代噬噬菌体侵入敏感细胞后，释放子代噬菌体，通过培养基扩散到四周细胞，继续菌体，通过培养基扩散到四周细胞，继续侵染，引起连锁细胞裂解，从而形成形态侵染，引起连锁细胞裂解，从而形成形态和大小不同的空斑。和大小不同的空斑。噬菌体的形态多样，呈晕圈、多重同噬菌体的形态多样，呈晕圈、多重同心圆、近似圆形，大小不一，在一定条件心圆、近似圆形，大小不一，在一定条件下，特性稳定，一般直径为下，特性稳定，一般直径为0.10.12.0nm2.0nm。四、噬菌体的危害和应用四、噬菌体的危害和应用1 1、噬菌体的危害：、噬菌体的危害：主要是引起发酵中的噬菌体污染主要是引起发酵中的噬菌体污染例：丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染例：丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染 抗生素发酵中的噬菌体污染抗生素发酵中的噬菌体污染 食品工业上的噬菌体污染食品工业上的噬菌体污染2 2、防治：、防治：控制控制活菌排放活菌排放选育抗性生产菌株选育抗性生产菌株生产中轮换使用菌种生产中轮换使用菌种药物防治药物防治例如用金霉素、四环素等。例如用金霉素、四环素等。3 3、噬菌体的应用：噬菌体的应用：作为分子生物学研究的工具；作为分子生物学研究的工具；用于鉴定未知菌，可到型；用于鉴定未知菌，可到型；用于临床治疗传染病；用于临床治疗传染病；检验植物病原菌；检验植物病原菌；测定辐射剂量；测定辐射剂量；