coyp非細(xì)胞生物課件

第四章非細(xì)胞型生物1第四章非細(xì)胞生物(Virusandsubvirus)

第一節(jié)概述第二節(jié)病毒第三節(jié)亞病毒

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第一節(jié)概述什么是非細(xì)胞生物非細(xì)胞生物是一種形體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、僅含有1種核酸或僅含有蛋白質(zhì)、并具有超級(jí)寄生性、且必須在電子顯微鏡下才能觀察到的一類(lèi)非細(xì)胞形態(tài)的微生物非細(xì)胞生物包括病毒：至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組成成分亞病毒：凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中，只含其中之一的生物體，包括類(lèi)病毒、擬病毒、朊病毒3第一節(jié)概述非細(xì)胞生物的發(fā)現(xiàn)1892年，發(fā)現(xiàn)并研究了煙草花葉病的病原，認(rèn)為它是能通過(guò)細(xì)菌濾器的“細(xì)菌毒素”或極小的“細(xì)菌”1898年，首次提出煙草花葉病的病原是一種“傳染性的活性液體”或稱(chēng)“病毒”1935年，首次提純并結(jié)晶了煙草花葉病毒（tobaccomosaicvirus,TMV）1971年起，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了各種亞病毒—類(lèi)病毒、擬病毒和朊病毒5病毒的概念病毒的大小與形態(tài)病毒的化學(xué)組成病毒的結(jié)構(gòu)病毒的繁殖病毒的分離和測(cè)定

第二節(jié)病毒6什么是病毒病毒是形體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅含有1種核酸,(DNA或RNA)，具有超級(jí)寄生性，且必須在電子顯微鏡下才能觀察到的一類(lèi)非細(xì)胞形態(tài)的微生物.

一、病毒的概念7病毒的宿主范圍宿主：是病毒能夠感染并在其中復(fù)制的寄主種類(lèi)和組織細(xì)胞種類(lèi)宿主范圍：可以感染所有的細(xì)胞生物.根據(jù)病毒的宿主范圍可將其分為原核生物病毒—噬菌體真菌病毒或真菌噬菌體植物病毒動(dòng)物病毒

一、病毒的概念9研究病毒的重要意義

一是控制和消滅有害病毒病毒威脅著人類(lèi)健康和家養(yǎng)動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè),病毒性疾病對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的影響防止病毒對(duì)食品造成污染發(fā)酵工業(yè)中的噬菌體污染會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)酵生產(chǎn)二是病毒的研究和利用價(jià)值主要表現(xiàn)為改良品種，培育活病毒疫苗株保護(hù)生態(tài)環(huán)境，利用病毒作為昆蟲(chóng)殺蟲(chóng)劑

10病毒粒子（virion）指成熟的、結(jié)構(gòu)完整的和有感染力的單個(gè)病毒病毒粒子的大小計(jì)量單位nm各種病毒大小相差很大.測(cè)定方法：超濾、電鏡、超速離心沉降、電泳

二、病毒的大小與形態(tài)11病毒的群體形態(tài).包涵體（inclusionbody)在某些感染了病毒的寄主細(xì)胞內(nèi)，形成一種光學(xué)顯微鏡下可以看見(jiàn)的，大小、形態(tài)和數(shù)量不等的小體主要成分：多角體蛋白，不易被蛋白酶水解形態(tài)：有多角形和顆粒形功能：是病毒復(fù)制的加工廠，具有保護(hù)病毒粒子的作用分布：多數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，少數(shù)位于細(xì)胞核內(nèi)

二、病毒的大小與形態(tài)13病毒的群體形態(tài)噬菌斑將少量噬菌體與大量宿主細(xì)胞混合后，將此混合液與45℃左右的瓊脂培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中充分混勻，經(jīng)數(shù)小時(shí)的培養(yǎng)，在宿主細(xì)胞的菌苔上，有一個(gè)可用肉眼看見(jiàn)的透亮不長(zhǎng)菌的圓斑空斑由動(dòng)物病毒在宿主單層細(xì)胞培養(yǎng)物上形成枯斑是植物葉片上的植物病毒的群體.

二、病毒的大小與形態(tài)14基本化學(xué)組成核酸蛋白質(zhì)有包膜的病毒粒含有脂類(lèi)和多糖個(gè)別含有聚胺類(lèi)化合物及無(wú)機(jī)陽(yáng)離子

三、病毒的化學(xué)組成15核酸核酸的類(lèi)型有單鏈(ss)、雙鏈(ds)、正鏈(+)、負(fù)鏈(-)、線狀和環(huán)狀的區(qū)別噬菌體以線狀的dsDNA居多真菌病毒都是dsRNA動(dòng)物病毒以線狀的dsDNA和ssRNA為多植物病毒以ssRNA為主核酸的含量差別較大：1～50%

三、病毒的化學(xué)組成17蛋白質(zhì)種類(lèi)：衣殼蛋白：包圍在核心周?chē)牡鞍踪|(zhì)，構(gòu)成了病毒粒的衣殼，保護(hù)病毒的核酸，病毒的表面抗原囊膜蛋白：包圍在衣殼外面，有蛋白質(zhì)或糖蛋白的類(lèi)脂雙層膜，稱(chēng)為“包膜”，病毒的主要表面抗原酶：存在于病毒顆粒中含量：不同的病毒粒其含量不同.種類(lèi)：不同的病毒粒其種類(lèi)不同

三、病毒的化學(xué)組成18蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)功能：構(gòu)成病毒粒子外殼，使病毒有一定大小形態(tài),維持病毒結(jié)構(gòu)，殼體具保護(hù)作用

侵染性：決定病毒感染的特異性親合力增殖：構(gòu)成病毒各種酶抗原性：決定病毒粒子的抗原性

三、病毒的化學(xué)組成19病毒的結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)衣殼：是包圍著病毒核酸分子外面的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，衣殼由衣殼粒組成核心(core)：位于病毒體的中心部分核衣殼(nucleocapsid)：由衣殼和核心一起構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)非基本結(jié)構(gòu)包膜：是一層覆蓋在核衣殼外的脂蛋白膜刺突(spikes)

：是在病毒包膜表面的糖蛋白突起

四、病毒的結(jié)構(gòu)21病毒的結(jié)構(gòu)

四、病毒的結(jié)構(gòu)病毒粒子

核衣殼

(基本結(jié)構(gòu))

包膜：有類(lèi)脂或糖蛋白構(gòu)成

核心：由DNA或RNA構(gòu)成

衣殼：有許多衣殼粒組成包膜和刺突（非基本結(jié)構(gòu)）刺突：糖蛋白突起

22病毒的結(jié)構(gòu)核酸衣殼衣殼粒無(wú)包膜病毒模式結(jié)構(gòu)刺突有包膜病毒模式結(jié)構(gòu)包膜23病毒的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

四、病毒的結(jié)構(gòu)病毒結(jié)構(gòu)類(lèi)型螺旋對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)二十面體對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)復(fù)合對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)

無(wú)包膜有包膜無(wú)包膜桿狀：煙草花葉病毒等絲狀：大腸桿菌M13噬菌體等卷曲狀：流感病毒等彈狀：狂犬病毒等小型：脊髓灰質(zhì)炎病毒大型：腺病毒有包膜：皰疹病毒無(wú)包膜：大腸桿菌T偶數(shù)噬菌體（蝌蚪狀）有包膜：痘病毒（磚塊狀）25螺旋對(duì)稱(chēng)蛋白質(zhì)衣殼由衣殼粒一個(gè)緊挨一個(gè)地螺旋排列而成，單股的RNA位于衣殼內(nèi)側(cè)螺旋狀溝中代表：煙草花葉病毒

病毒結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性

煙草花葉病毒粒子26復(fù)合對(duì)稱(chēng)它們的結(jié)構(gòu)都具有比較復(fù)雜的對(duì)稱(chēng)類(lèi)型。它具有多面體對(duì)稱(chēng)的頭部又具螺旋對(duì)稱(chēng)的尾部如:痘病毒、彈狀病毒以及一些噬菌體

病毒結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性噬菌體29T偶系列噬菌體的結(jié)構(gòu)圖T偶數(shù)噬菌體的組成：頭部、頸部、尾部尾部的組成：尾鞘、尾管、頸部、基板、尾釘和尾絲30原核生物的病毒—噬菌體噬菌體增殖一步生長(zhǎng)曲線噬菌體效價(jià)的測(cè)定溫和性噬菌體與溶原性細(xì)菌

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五、病毒的增殖31

原核生物的病毒—噬菌體形態(tài)蝌蚪形微球形絲狀

T系列噬菌體的組成頭部：蛋白質(zhì)、內(nèi)含DNA頸部：頸環(huán)尾部：尾鞘、尾髓 尾絲、基板和刺突32

1、烈性噬菌體的增殖

烈性噬菌體能在宿主細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)增殖，產(chǎn)生大量子噬菌體，并通過(guò)裂解細(xì)菌細(xì)胞而釋放出來(lái)的噬菌體，被稱(chēng)為烈性噬菌體（virulentphage）病毒增殖可分為五個(gè)階段吸附侵入合成成熟裂解

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1、烈性噬菌體的增殖吸附尾絲與特異性受體接觸，附著在受體上，刺突、基板固定于細(xì)胞表面，有少數(shù)噬菌體則吸附在細(xì)菌的鞭毛、傘毛、性傘毛或莢膜上.侵入尾管所攜帶的溶菌酶把細(xì)胞壁上的肽聚糖水解，將核酸注入細(xì)菌體內(nèi)，而將蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌體外34

1、烈性噬菌體的增殖增殖包括病毒在寄主細(xì)胞內(nèi)核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成噬菌體DNA進(jìn)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)在RNA聚合酶的催化下，以親代DNA為模板，半保留復(fù)制的方式，復(fù)制出子代的DNA在DNA開(kāi)始復(fù)制以后轉(zhuǎn)錄的mRNA稱(chēng)為晚期mRNA，再由晚期mRNA翻譯成晚期蛋白質(zhì)35噬菌體轉(zhuǎn)錄增殖過(guò)程圖示36

1、

烈性噬菌體的增殖裝配裝配就是將分別合成的病毒核酸和蛋白質(zhì)組裝成完整的病毒粒子的過(guò)程釋放成熟的病毒粒子從被感染細(xì)胞內(nèi)移到外界的過(guò)程，稱(chēng)為病毒釋放。噬菌體靠其溶菌酶使細(xì)胞壁裂解，將子代病毒放出來(lái)37

裂解和釋放

裝配

衣殼

生物合成

穿透

吸附

尾核

尾板收縮作用

衣殼

核酸

細(xì)菌胞壁

細(xì)菌核酸

衣殼（頭部）

尾鞘

細(xì)胞壁

尾針

尾纖維

烈性噬菌體增殖圖示38噬菌體T4吸附在大腸桿菌細(xì)胞(Madiganetal.,1997)

A.未吸附B.C.尾部附著D.尾鞘收縮，注入DNA39

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2、一步生長(zhǎng)曲線定義定量描述烈性噬菌體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線叫做一步生長(zhǎng)曲線(one-stepgrowthcurve)基本試驗(yàn)步驟:它可反映每種噬菌體的三個(gè)最重要的特性參數(shù)潛伏期裂解期平穩(wěn)期40

2、一步生長(zhǎng)曲線潛伏期是指病毒侵入宿主細(xì)胞到病毒粒子釋放出胞外前的一段時(shí)間.裂解期是指宿主細(xì)胞迅速裂解，溶液中病毒粒子急劇上升的一段時(shí)間平穩(wěn)期是指感染病毒的宿主細(xì)胞全部裂解，溶液中病毒效價(jià)達(dá)到最高點(diǎn)以后的時(shí)期以裂解量計(jì)算裂解量：每一宿主細(xì)胞釋放的平均噬菌體粒子數(shù)413、溫和性噬菌體與溶原性細(xì)菌溫和噬菌體（temperatephage）噬菌體侵入細(xì)胞后并不增殖，而是將基因整合到寄主細(xì)胞染色體中，并可長(zhǎng)期隨寄主細(xì)胞分裂而同步復(fù)制，并不引起細(xì)菌裂解釋放噬菌體溶原性（lysogeny）噬菌體基因組長(zhǎng)期存在于寄主細(xì)胞內(nèi)，并沒(méi)有成熟的噬菌體產(chǎn)生這一現(xiàn)象稱(chēng)為溶原性前病毒或前噬菌體（prophage）整合到細(xì)菌細(xì)胞染色體上的噬菌體核酸42

3、溫和性噬菌體與溶原性細(xì)菌溫和嗜菌體的存在形式游離態(tài)指已成熟釋放并有侵染性的游離噬菌體粒子整合態(tài)指整合在宿主核染色體上處于前噬菌體的狀態(tài)營(yíng)養(yǎng)態(tài)指前噬菌體經(jīng)外界理化因子誘導(dǎo)后，脫離宿主核基因組而處于積極復(fù)制和裝配的狀態(tài)43

3、溫和性噬菌體與溶原性細(xì)菌溶原性細(xì)菌：指在核染色體組上整合有前噬菌體并能正常生長(zhǎng)繁殖而不被裂解的細(xì)菌(或其他微生物)溶原性細(xì)菌的特點(diǎn)穩(wěn)定性免疫性自發(fā)或誘導(dǎo)裂解溶原復(fù)原溶原轉(zhuǎn)變44

噬菌體與寄主菌細(xì)胞之間的關(guān)系裂解性循環(huán)溶原性循環(huán)45病毒的分離培養(yǎng)寄主接種雞胚培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)病毒的純化再培養(yǎng)鹽析等電點(diǎn)沉淀超速離心凝膠層析

六、病毒的分離和測(cè)定46病毒的檢出直接法：電鏡下觀察并計(jì)數(shù)間接法：利用病毒感染宿主細(xì)胞留下痕跡嗜菌斑、病毒空斑、壞死斑、包涵體病毒測(cè)定病毒效價(jià)的測(cè)定

六、病毒的分離和測(cè)定47

病毒效價(jià)的測(cè)定病毒的效價(jià)表示每毫升試樣中所含有的侵染性病毒粒子數(shù)，也即噬菌斑形成單位數(shù)(plaque-forming-unit,pfu)或感染中心數(shù)(infectivecentre)測(cè)定方法斑點(diǎn)試驗(yàn)法液體稀釋管法雙層平板法單層平板法48類(lèi)病毒擬病毒朊病毒

第三節(jié)亞病毒49

一、類(lèi)病毒具有環(huán)狀閉合的、缺乏蛋白質(zhì)外殼的感染性的單鏈RNA分子通常246～399個(gè)核苷酸寄生于植物細(xì)胞中一類(lèi)最小的病原體，分子量約為己知最小病毒的l/l0不同的類(lèi)病毒具有不同的宿主范圍代表：馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒50

二、朊病毒

只含有蛋白組分，無(wú)免疫性、只對(duì)蛋白酶敏感在電子顯微鏡下呈桿狀顆粒，直徑25nm