大學(xué)微生物復(fù)習(xí)第3章非細(xì)胞生物精選課件

1、人類(lèi)對(duì)病毒的認(rèn)識(shí) 幾種典型的由病毒引起的疾病天花16世紀(jì)下半葉，我國(guó)率先發(fā)明人痘接種法英國(guó)醫(yī)生琴納(Jenner)于1796年琴納開(kāi)始牛痘接種研究 狂犬病家蠶核型多角體病毒病 郁金香碎色花病 8/20/20221病毒概念的提出煙草花葉病毒 1886年，麥爾(Mayer) 發(fā)現(xiàn)煙草花葉病是一種植物傳染病.1892年，伊萬(wàn)諾夫斯基(1vanovski) 發(fā)現(xiàn)致病因子可以通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器.1898年，貝杰林克(Beijerinck) 擔(dān)出了病毒的概念.8/20/20222貝杰林克新的致病因子為“有感染性的、活的流質(zhì)” 特點(diǎn)能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器；在體外非生命物質(zhì)中不能生長(zhǎng)；能在感染的細(xì)胞內(nèi)繁殖。8/20/2

2、0223?？谔阋?發(fā)現(xiàn)者: 德國(guó)細(xì)菌學(xué)家萊夫勒 細(xì)菌噬菌體 發(fā)現(xiàn)者: 托特(Twort) 1915年，代列耳(dHerelle) 1917年.8/20/20224其它發(fā)現(xiàn)的病毒天花、麻疹、腮腺炎、脊髓灰質(zhì)炎、狂犬病、黃熱病、流感、勞斯雞肉瘤、口蹄疫、馬腦炎、兔黏液瘤以及植物的馬鈴薯花葉病、黃瓜花葉病等，研究的主要內(nèi)容：過(guò)濾性、沉降性、致病性8/20/20225病毒本質(zhì)的認(rèn)識(shí) 電鏡觀察,1930年病毒的敏感性試驗(yàn)（高溫，pH,氧化劑，蛋白質(zhì)變性劑）斯坦來(lái)的煙草花葉病毒結(jié)晶試驗(yàn) (1935年)鮑登的TMV晶體組成的分析T噬菌體侵染試驗(yàn)氮、磷標(biāo)記噬菌體吸附，搗碎分離分別測(cè)定沉淀（細(xì)胞）和上清中的放射

3、性。8/20/20226病毒對(duì)人類(lèi)影響引起人和動(dòng)物的各種疾病肝炎愛(ài)滋病引起腫瘤引起農(nóng)作物減產(chǎn)水稻短縮病小麥黃色花葉病玉米矮花葉病大豆花葉病8/20/20227昆蟲(chóng)病毒與生物防冶病毒與生物工程噬菌體原核生物載體桿狀病毒真核生物載體痘苗病毒人工活疫苗反轉(zhuǎn)錄病毒基因治療8/20/20228病毒的類(lèi)群 真病毒（Euviruses） 亞病毒（Subviruese） 類(lèi)病毒（Viroids） 擬病毒（Virusoids） 朊病毒（Virino or Prion）8/20/20229第一節(jié) 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)一、病毒的形態(tài)與大小形態(tài)動(dòng)物病毒: 多呈球形、卵圓形或磚形，如腺病毒為球狀，而痘病毒為磚形。植物病毒:

4、多呈桿狀或絲狀，少數(shù)為球狀， 細(xì)菌病毒: 又稱噬菌體，多為蝌蚪形。 8/20/202210病毒與其他微生物的區(qū)別微生物種類(lèi)含有DNA RNA在無(wú)生命培養(yǎng)基生長(zhǎng)二均分裂核糖體抗生素敏感性干擾素敏感性細(xì) 菌 + + + + + 枝原體 + + + + + 立克次氏體 + + + + 衣原體 + + + + +病 毒DNA or RNA +8/20/202211大小其大小大多在20300nm范圍內(nèi)， 超過(guò)了普通光學(xué)顯微鏡的分辨能力，必須用電子顯微鏡才能觀察到。8/20/202212常見(jiàn)病毒的大小動(dòng)物病毒 大蚊虹色病毒（Tipula iridescent virus) 30nm 腺病毒（Adenovi

5、rus） 7090nm 骨髓灰質(zhì)炎病毒（Poliovirus） 2730m植物病毒 馬鈴薯Y病毒（Potato virus Y） 750 x 12nm 南瓜花葉病毒（Squash mosaic virus） 22nm噬菌體 大腸桿菌噬菌體fd（Coliphage fd） 700 x 5nm 大腸桿菌噬菌體T2,T4,T6 頭部90 x 60nm 尾部100 x 20nm 大腸桿菌噬菌體M13 長(zhǎng)600800nm8/20/202213二、病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成病毒粒子（Virion） 是指一個(gè)結(jié)構(gòu)和功能完整的病毒顆粒 病毒的結(jié)構(gòu)組成： 核酸 蛋白質(zhì)殼體 囊膜8/20/202214病毒的結(jié)構(gòu)（一)核

6、酸組成各種病毒的核心。一種病毒只含有DNA或RNA。核酸可以是單 股的，也可能是雙股的。病毒核酸儲(chǔ)存著病毒的遺傳信息。病毒的核酸分離后仍具有感染性，稱為感染性核酸，其感染范圍比完整的病毒粒子更廣，但感染力較低。 8/20/202215病毒核酸的類(lèi)型8/20/202216各種病毒mRNA的形成8/20/202217（二）殼體 是指圍繞病毒核酸并與之緊密相連的蛋白質(zhì)外殼。它是由許多殼粒(Capsomere)組成。殼粒由一個(gè)或多個(gè)多肽分子組成。 組成殼體的殼粒基本上有兩種對(duì)稱排列。一種是廿面體，另一種呈螺旋狀。 8/20/202218（三）囊膜(envelope) 也稱封套或包膜。指包被在病毒核殼體

7、外的一層包膜。囊膜一般為脂質(zhì)雙層膜，與這些膜相聯(lián)的是病毒特異性蛋白。這些酶在病毒感染和復(fù)制過(guò)程中發(fā)揮作用。囊膜表面往往具有突起物，稱刺突也稱包膜子粒。8/20/202219三、病毒的包涵體 包涵體的組成宿主細(xì)胞被病毒感染后，常在細(xì)胞內(nèi)形成一種光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)的小體，稱為包涵體。大多數(shù)病毒在宿主細(xì)胞中形成的包涵體是由完整的病毒顆?；蛏形囱b配的亞單位聚集而成的小體；少數(shù)包涵體是宿主細(xì)胞對(duì)病毒感染的反應(yīng)產(chǎn)物。8/20/202220包涵體的著生部位病毒包涵體在細(xì)胞中的部位不一，有的包涵體見(jiàn)于細(xì)胞質(zhì)中，有的位于細(xì)胞核中，也有的則在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)內(nèi)均有。由于包涵體在宿主細(xì)胞中的部位不同，故可用于病毒的快速

8、鑒別，8/20/202221第二節(jié) 病毒的分類(lèi) 病毒的起源的各種學(xué)說(shuō)退化性起源學(xué)說(shuō) 葉綠體、線粒體、衣原體、立克氏體起源于宿主細(xì)胞中的RNA和DNA成分 質(zhì)粒、插入子和轉(zhuǎn)座子DNA病毒 可自主復(fù)制的mRNAs類(lèi)病毒RNA病毒反轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)錄病毒 起源于具有自主復(fù)制功能的原始大分子類(lèi)病毒、衛(wèi)星病毒 8/20/202222主要依據(jù)：病毒寄主藻類(lèi)、原生動(dòng)物、真菌細(xì)菌植物無(wú)脊椎動(dòng)物脊椎動(dòng)物病毒粒子有無(wú)囊膜；核酸類(lèi)型；（RNA/DNA）核酸股數(shù). （單/雙股）8/20/202223第三節(jié) 噬菌體一、噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)噬菌體有三種基本形態(tài)：絲狀、微球形和蝌蚪形，大腸桿菌T4噬菌體為典型的蝌蚪形噬菌體，由頭部和尾

9、部組成。頭部為由蛋白質(zhì)殼體組成 的廿面體，內(nèi)含DNA。尾部則由不同于頭部的蛋白質(zhì)組成，其外包圍有可收縮的尾鞘，中間為一空髓，即尾髓有的噬菌體的尾部還有頸環(huán)、尾絲、基板和尾刺 8/20/202224二、烈性噬菌及其的增殖周期（一）烈性噬菌體和溫和噬菌體烈性噬菌體： 侵入細(xì)胞后，進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)繁殖，導(dǎo)致細(xì)胞裂解的噬菌體稱烈性噬菌 體。溫和噬菌體： 侵入細(xì)胞后，可與宿主細(xì)胞DNA同步復(fù)制，一般情況下不引起宿主細(xì)胞裂解。但在偶爾的情況下，它們也具有產(chǎn)生成熟噬菌體的能力。 8/20/202225（二）、烈性噬菌及其的增殖周期噬菌體的增殖的五個(gè)階段吸附（Absorption）侵入（Penetration）復(fù)制（

10、Replication）裝配（Assembly）裂解（Lysis）8/20/2022261、吸附(adsorption)吸附時(shí)，噬菌體尾部末端尾絲散開(kāi)，固著于特異 性的受點(diǎn)，隨之尾刺和基板固定在受點(diǎn)上。2、侵入(penetration)噬菌體尾部的酶水解細(xì)胞壁的肽聚糖 ，使細(xì)胞壁產(chǎn)生一小孔，然后尾鞘收縮，將頭部的核酸通過(guò)中空的尾髓壓入細(xì)胞內(nèi)，而蛋白 質(zhì)外殼則留在細(xì)胞外。 8/20/2022273、復(fù)制(replication)在這時(shí)期，細(xì)胞內(nèi)看不到噬菌體粒子， 稱為潛伏期。潛伏期(latent period)可以分為三個(gè)階段。8/20/202228（1）早期mRNA及蛋白的合成:噬菌體DNA進(jìn)

11、入宿主細(xì)胞后，立即以噬菌體DNA為模板，利用細(xì)菌原有的RNA合成酶來(lái)合成早期mRNA，由早期mRNA翻譯成早期蛋白質(zhì)。這些早期蛋白質(zhì)主要是病毒復(fù)制所需要的酶及抑制細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)。8/20/202229（2）復(fù)制子代的DNA早期蛋白質(zhì)酶的催化下，以親代DNA為模板，半保留復(fù)制的方式，復(fù)制出子代的DNA。 （3）晚期mRNA及蛋白的合成在DNA開(kāi)始復(fù)制以后轉(zhuǎn)錄的mRNA稱為晚期mRNA，再由晚期mRNA翻譯成晚期蛋白質(zhì)。這些晚期蛋白質(zhì)主要組成噬菌體外殼的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)， 8/20/2022304、裝配(assembly)當(dāng)噬菌體的核酸、蛋白質(zhì)分別合成后即裝配成成熟的、有侵染力的噬菌體粒子。 5、

12、裂解(lysis)或釋放成熟的噬菌體粒子，多數(shù)可借宿主細(xì)胞裂解而釋放。絲狀噬菌體fd成熟后并不破壞細(xì)胞壁，而是從宿主細(xì)胞中鉆出來(lái)，細(xì)菌細(xì)胞仍可繼續(xù)生長(zhǎng)。 8/20/202231三、噬菌體的一步生長(zhǎng)曲線這種用來(lái)測(cè)定噬菌體侵染和成熟病毒體釋放的時(shí)間間隔，并用以估計(jì)每個(gè)被侵染的細(xì)胞釋放 出來(lái)的新的噬菌體粒子數(shù)量的生長(zhǎng)曲線，稱為一步生長(zhǎng)曲線。 它可反映每種噬菌體的三個(gè)最重要的特性參數(shù)潛伏期、裂解期和裂解量， 8/20/202232噬菌體的繁殖周期隱晦期潛伏期上升期裂解量：裂解期噬菌斑數(shù)潛伏期噬菌斑數(shù)8/20/202233四、溫和噬菌體及其溶源性 溫和性噬菌體：溫和性噬菌體侵染宿主細(xì)胞后既可以象烈性噬菌

13、體一樣進(jìn)行繁殖，也可以將其DNA整合到宿主細(xì)胞的DNA上，并與宿主細(xì)胞染色體DNA同步復(fù)制，但不合成自己的蛋白，因此細(xì)胞不裂解而能繼續(xù)生長(zhǎng)繁殖。8/20/202234原噬菌體：整合在宿主細(xì)胞的染色體DNA上的溫和噬菌體的基因稱為原噬菌體。溶源性細(xì)胞：含有原噬菌體的細(xì)菌細(xì)胞。溶源性：溫和噬菌體侵入宿主細(xì)胞后所產(chǎn)生的這些現(xiàn)象。 8/20/202235產(chǎn)生溶源性現(xiàn)象的原因關(guān)鍵性蛋白：CI：結(jié)合于PR,PL, 阻止啟動(dòng)子PR和PL啟動(dòng)OR和OL，并阻遏cro合成蛋白。Cro:結(jié)合于PRM抑制 cI合成蛋白。CII:結(jié)合于PRE激活CI 的表達(dá)相互作用：CI和 Cro之間相互遏制8/20/2022361

14、.溶源細(xì)胞的誘發(fā)裂解 用某些適量能損壞DNA的理化因子，如各種射線，化學(xué)藥物等處理溶源性細(xì)菌，能誘發(fā)溶源細(xì)胞大量裂解，釋放 出噬菌體的粒子。 8/20/2022372.溶源細(xì)胞的免疫性 阻遏體蛋白除阻遏原噬菌體的基因組外，也同樣能阻遏進(jìn)入溶源菌的 其 他同型噬菌體的基因組，使其不能在該細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，因此溶源性菌對(duì)同型噬菌體呈現(xiàn)一種特異的免疫現(xiàn)象。 8/20/2022383.溶源性細(xì)菌的復(fù)愈 溶源性細(xì)菌有時(shí)消失了其中的原噬菌體（通過(guò)幅射或化學(xué)試劑處理），變成了非溶源細(xì)胞，這時(shí)既 不 發(fā)生自發(fā)裂解現(xiàn)象，也不發(fā)生誘發(fā)裂解現(xiàn)象，并且變得對(duì)原來(lái)的噬菌體敏感）。稱為溶源細(xì)胞的復(fù)愈或非溶源化，這樣的菌株 稱為

15、復(fù)愈菌株。 8/20/2022394.溶源性轉(zhuǎn)換(Lysogenic conversion) 溶源性細(xì)菌除具有產(chǎn)生噬菌體的潛力和對(duì)相關(guān)噬菌 體 的免疫性外，有時(shí)還同時(shí)伴有其他性狀的改變，這種其他性狀的改變稱為溶源性轉(zhuǎn)換。白喉毒素肉素梭菌毒素金黃色葡萄球菌溶血素 8/20/202240第四節(jié) 動(dòng)物病毒脊椎動(dòng)物病毒形態(tài)基本上近球形, 有囊膜。核酸組成包括了所有的核酸形式: 單/雙鏈、DNA/RNA反轉(zhuǎn)錄病毒8/20/202241寄主特性多數(shù)病毒有委強(qiáng)的專(zhuān)一性。表現(xiàn)在不僅有寄主種類(lèi)的專(zhuān)一性，而且有特定器官或細(xì)胞的專(zhuān)一性。（如肝炎、愛(ài)滋病、口蹄疫等）但也有跨種傳播的。如SARS，和禽流感）8/20/2

16、02242無(wú)脊椎動(dòng)物病毒昆蟲(chóng)病毒病一般都能在動(dòng)物細(xì)胞中形成多角形包涵體。包涵體 的成分是蛋白質(zhì)，根據(jù)包涵體的有無(wú)及包 涵體在細(xì)胞中的位置、形狀、可將昆蟲(chóng)病毒分為四類(lèi)：8/20/202243(一)核型多角體病毒這類(lèi)病毒在鱗翅目、膜翅目與雙翅目昆蟲(chóng)中出現(xiàn)，病毒粒子 桿狀，包在包涵體內(nèi)，包涵體呈多面體，位于宿主細(xì)胞核內(nèi)。8/20/202244(二)質(zhì)型多角體病毒(CPV)質(zhì)型多角體病毒在鱗翅目和雙翅目昆蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)。病毒粒子一般球狀，直徑約60nm，含雙鏈RNA。病毒的多數(shù)粒子在包涵體中，包涵體位于細(xì)胞質(zhì)。 8/20/202245(三)顆粒體病毒(granulosis virus,簡(jiǎn)稱GV)包涵體呈圓形

17、、橢圓形顆粒狀病毒顆粒桿狀，含雙鏈DNA。包 涵體內(nèi)只含一個(gè)病毒顆粒，偶爾含有兩個(gè)。 8/20/202246(四)無(wú)包涵體病毒病毒粒子球狀，不形成包涵體。宿主范圍廣泛，除昆蟲(chóng)綱外，還存在于 蜘蛛綱、甲殼綱等。 8/20/202247第五節(jié) 植物病毒形態(tài)：基本上有三種類(lèi)型：桿狀、線狀近球形的多面體有些植物病毒也具囊膜。核酸組成：植物病毒大多是單鏈的RNA病毒。寄主特性植物病毒專(zhuān)一性不強(qiáng)，一種病毒可侵染多種植物。8/20/202248植物病毒的包涵體形成細(xì)胞包涵體有兩類(lèi)：A. 結(jié)晶形:一般為不規(guī)則形、六角形、紡錘形、針形和線形。通常由病毒粒子堆 疊而成；B. 非結(jié)晶形(又稱X小體): 一般呈圓球形

18、或橢圓形。往往由病毒粒子和寄主細(xì)胞成分混合而成。 8/20/202249傳染染方式A.通過(guò)昆蟲(chóng)做為媒介進(jìn)行傳播。B.通過(guò)嫁接傳染。植物病毒必須在侵入宿主細(xì)胞 后才脫去蛋白質(zhì)衣殼，這一過(guò)程稱為脫殼。8/20/202250第六節(jié) 亞 病 毒亞病毒(Subviruses)是一類(lèi)比病毒更為簡(jiǎn)單，僅具有某種核酸不具有蛋白質(zhì)，或僅具有蛋白 質(zhì)而不具有核酸，能夠侵染動(dòng)植物的微小病原體。主要包括：類(lèi)病毒(viroid) 擬病毒(virusoid)朊病毒(virino)8/20/202251一、類(lèi)病毒 類(lèi)病毒是一類(lèi)分子量約 1105Da，能感染某些植物致病的單鏈閉合環(huán)狀的裸露RNA 分子。類(lèi)病毒的RNA具有自我

19、復(fù)制能力，分子內(nèi)堿基廣泛配對(duì)，形成雙鏈與小環(huán)相間的二級(jí)結(jié)構(gòu)，其基因組小，單位長(zhǎng)度大小介于240至380個(gè)核苷酸之間。8/20/202252類(lèi)病毒的復(fù)制機(jī)理的兩個(gè)假說(shuō)：A. 以DNA為模板進(jìn)行復(fù)制，這個(gè)模板可能在未感染植物細(xì)胞中以被抑制形式存在，而由類(lèi)病毒的侵染而合成；B. 不依賴DNA進(jìn)行復(fù)制，即它的復(fù)制是類(lèi)似于某些RNA病毒的復(fù)制。8/20/202253二、朊病毒朊病毒的性質(zhì)朊病毒(Virino)亦稱蛋白侵染因子(Prion)是 一種比病毒小、僅含有疏水的具有侵染性的蛋白質(zhì)分子。朊病毒的基因：用DNA探針試驗(yàn)表明，其基因存在于寄主的染色體DNA中。但是其表達(dá)產(chǎn)物的三級(jí)結(jié)構(gòu)與朊病毒不同，且無(wú)致病性。8/20/202254朊