病毒的生物學(xué)特性

病毒的生物學(xué)特性4.1病毒的生物學(xué)特性

形態(tài)極其微小，必須在電鏡下才能觀察，一般都具過濾性；其主要成分僅是核酸和蛋白質(zhì)兩種；每一種病毒只含一種核酸，不是DNA就是RNA；在宿主活細(xì)胞內(nèi)營專性寄生；利用宿主細(xì)胞設(shè)備進行增殖，不存在個體生長和二均分裂等細(xì)胞繁殖方式；對一般抗生素不敏感，但對于干擾素敏感；在離體條件下,能以無生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在，并可形成結(jié)晶。生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程病毒的大小與形狀病毒的形態(tài)大小是病毒分類鑒定的標(biāo)準(zhǔn)之一。多數(shù)病毒呈球形或近似球形，桿狀，絲狀，少數(shù)可為子彈狀、磚塊狀，噬菌體可呈蝌蚪狀。病毒個體微小，常以nm表示，其大小相差懸殊。較大的痘病毒直徑約300nm，近似于最小的原核微生物，如用姬姆薩、維多利亞藍(lán)、熒光染料或鍍銀等方法染色處理后，在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到。而較小的口蹄疫病毒顆粒很小，直徑約10－22nm。病毒能通過細(xì)菌過濾器，其大小大多在20－300nm范圍內(nèi)，超過了普通光學(xué)顯微鏡的分辨能力，必須用電子顯微鏡才能觀察到。

黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程微生物的大小比較葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次體450nm衣原體390nmA、大腸桿菌噬菌體

(65×95nm)B、腺病毒

(70nm)C、脊髓灰質(zhì)炎病毒

(30nm)D流行性乙型腦炎病毒(40nm)

E、卵蛋白分子

(10nm)F、流感病毒

(100nm)G、煙草花葉病毒黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程病毒形態(tài)大小黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成1.病毒的結(jié)構(gòu)（1）核衣殼一個完整的有感染性的病毒顆粒稱為病毒粒子。病毒粒子主要由核酸與蛋白質(zhì)組成。核酸位于病毒粒子的中心，構(gòu)成病毒的核心，其外包繞著一層蛋白質(zhì)組成的外殼，稱為衣殼。核酸與衣殼共同組成核衣殼，最簡單的病毒就是裸露的核衣殼。（2）包膜許多動物病毒和少數(shù)細(xì)菌病毒的核衣殼外包著一層由脂質(zhì)或脂蛋白組成的包膜。包膜上還可有刺突。這些具有較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的病毒稱為包膜病毒。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程兩類病毒粒子結(jié)構(gòu)模式圖黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程病毒粒子結(jié)構(gòu)模式圖殼粒衣殼核心（核樣物）核衣殼包膜包膜病毒包膜子粒黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程核心：核酸→基因組genome→決定病毒遺傳、變異和復(fù)制殼粒capsomere→衣殼capsid→保護、介導(dǎo)、抗原性包膜envelope，包膜子粒peplomere（刺突spike）→保護、介導(dǎo)、抗原性黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程HIV結(jié)構(gòu)黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程SARS黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程病毒的化學(xué)組成1、核酸核酸位于病毒中心，一種病毒只含一種核酸（DNA或RNA）。病毒核酸儲存病毒全部的遺傳信息，構(gòu)成病毒的基因組。是病毒增殖、遺傳、變異和刺激性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是病毒的主要成分，它構(gòu)成病毒的全部衣殼成分，也是病毒包膜的重要成分，對病毒核酸具有保護作用。

3、其他成分一些較復(fù)雜的病毒，除了含有核酸和蛋白質(zhì)兩種主要成分外，還含有脂質(zhì)和糖類等其他成分。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程病毒的殼體對稱性1、螺旋對稱型煙草花葉病毒是螺旋對稱的典型代表。核酸是伸展開的，殼粒圍繞著核酸呈螺旋狀對稱排列。

2、二十面體立體對稱型核酸濃集在一起形成球狀或近似球狀的結(jié)構(gòu)，衣殼包繞在外面，殼粒排列成二十面體立體對稱形式。如腺病毒。

3、復(fù)合對稱型大腸桿菌噬菌體T4是復(fù)合對稱型病毒的代表，少數(shù)病毒殼粒排列較為復(fù)雜，既不呈立體對稱，也不呈螺旋對稱。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程螺旋對稱的代表-煙草花葉病毒

(tobaomosaicvirus,TMV)黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程二十面體對稱的代表-腺病毒(Adenovirus)衣殼?？倲?shù)N=10(n-1)2+2n為每條邊的衣殼粒數(shù)黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程刺突tailpins95nm95nmheadnecktail（24環(huán)）尾絲(tailfibers)65nm黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程4.2噬菌體1915年英國人陶爾德(Twort)在培養(yǎng)葡萄球菌時，發(fā)現(xiàn)菌落上出現(xiàn)透明斑。用接種針接觸透明斑后，再向另一菌落上接觸，不久接觸的部分又出現(xiàn)透明斑。1917年在法國巴黎巴斯德研究所工作的加拿大籍微生物學(xué)家第赫蘭爾(d′Herelle)也觀察到痢疾桿菌的新鮮液體培養(yǎng)物能被加入的某種污水的無細(xì)菌濾液所溶解，混濁的培養(yǎng)物變清。若將此澄清液再行過濾，并加到另一敏感菌株的新鮮培養(yǎng)物中，結(jié)果同樣變清。以上現(xiàn)象被稱為陶爾德—第赫蘭爾(Twort—d‘Herelle)現(xiàn)象。第赫蘭爾將該溶菌因子命名為噬菌體。噬菌體具有病毒的一般特性，是原核微生物的病毒，包括噬細(xì)菌體、噬放線菌體和噬藍(lán)細(xì)菌體。

黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)

在電子顯微鏡下觀察噬菌體有三種基本形態(tài)：蝌蚪形、微球形和纖線狀，從結(jié)構(gòu)來看又可分為六種不同的類型。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程大腸桿菌T4噬菌體為典型的蝌蚪形噬菌體，由頭部和尾部組成。頭部為由蛋白質(zhì)殼體組成的二十面體，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。尾鞘末端附有六邊形的基片，上面長出六支刺突，并纏有六根細(xì)長的尾絲。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程噬菌體結(jié)構(gòu)黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程噬菌體的的生長和繁殖

1、噬菌體的增殖過程（1）吸附噬菌體黏附到感染細(xì)胞的表面，是噬菌體感染的第一步。寄主細(xì)胞壁上有一些特定化學(xué)組成的區(qū)域，作為噬菌體吸附的特異性受體。（2）侵入有尾噬菌體吸附宿主后，借助尾部末端含有的一種類似溶菌酶的物質(zhì)，在細(xì)菌細(xì)胞壁上溶一小孔，然后通過尾鞘的收縮，將頭部DNA注入細(xì)菌體內(nèi)，而蛋白衣殼留在細(xì)菌細(xì)胞外。無尾噬菌體與絲形噬菌體可以脫殼的方式進入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程噬菌體吸附黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程吸附(adsorption)影響因素：噬菌體數(shù)量；陽離子；輔助因子；溫度。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程

（3）增殖轉(zhuǎn)錄形成mRNA，轉(zhuǎn)移成噬菌體所需的酶、調(diào)節(jié)蛋白和結(jié)構(gòu)蛋白。以噬菌體核酸為模板，通過核酸多聚酶催化作用，大量復(fù)制子代噬菌體的基因核酸。（4）成熟（裝配）新合成的噬菌體核酸和蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)成熟后組裝成噬菌體粒子的過程。噬菌體核酸卷縮，蛋白質(zhì)亞單位圍聚到核酸分子的表面，以核酸為支架，按照立體結(jié)構(gòu)形成特定的蛋白質(zhì)外殼。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程噬菌體裝配過程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程（5）釋放細(xì)胞裂解釋放：當(dāng)噬菌體成熟時，溶解寄主細(xì)胞壁的溶菌酶逐漸增加，致使細(xì)胞裂解，從而釋放出大量的子代噬菌體。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程

噬菌體增殖過程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程

2、烈性噬菌體和溫和噬菌體烈性噬菌體能在宿主菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖,產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細(xì)菌，稱為烈性噬菌體。該種噬菌體的寄主則稱為敏感細(xì)菌。從噬菌體進入寄主開始，到引起細(xì)胞裂解并釋放出噬菌體子代為止，為一個增殖周期。通常把烈性噬菌體的繁殖看作噬菌體的正常表現(xiàn)。溫和噬菌體噬菌體基因與宿主菌染色體整合，不產(chǎn)生子代噬菌體，但噬菌體DNA能隨細(xì)菌DNA復(fù)制，并隨細(xì)菌的分裂而傳代，稱為溫和噬菌體或溶原性噬菌體。帶有噬菌體基因組的細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌，整合在細(xì)胞核上的核酸稱為原噬菌體。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程3、噬菌斑

在含有敏感菌的固體培養(yǎng)基上，噬菌體使寄主菌體細(xì)胞裂解而形成不同大小和形狀透亮無菌的空斑，稱為噬菌斑。噬菌斑形成的過程和原理是：噬菌體侵染敏感細(xì)胞后，釋放子代噬菌體，通過培養(yǎng)基擴散到四周細(xì)胞，繼續(xù)侵染，引起連鎖細(xì)胞裂解，從而形成形態(tài)和大小不同的空斑。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程菌斑黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程枯斑黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程噬菌體的分離、防治與應(yīng)用1、分離可根據(jù)具體情況，結(jié)合實際需要，選擇有代表性的采樣點。取樣量一般是：土樣需10-20g，水樣為10m1。方法是：取2-3g土樣或5ml水樣放入滅菌三角瓶中，加入對數(shù)生長期的敏感指示菌懸液3-5ml，并補加20-25ml培養(yǎng)基，再適宜溫度下，震蕩或靜止培養(yǎng)過夜。并將上述培養(yǎng)液以3000r/min，取上清液，用pH7的1%蛋白胨液稀釋10-2至10-3，作為待檢液。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程2、檢查

(1）雙層瓊脂法

(2）單層瓊脂法

(3）載片快速法

(4）液體培養(yǎng)法

(5）氣體樣品的檢查法黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程雙層瓊脂法下層培養(yǎng)基雙層培養(yǎng)基敏感菌+上層培養(yǎng)基噬菌體稀釋液培養(yǎng)噬菌斑噬菌斑敏感菌菌苔黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程雙層平板法瓊脂平板菌液+噬菌體試樣+瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)10天計數(shù)噬菌斑噬菌斑數(shù)=試樣中噬菌體數(shù)黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程根據(jù)每個培養(yǎng)皿中噬菌斑的數(shù)目可以計算噬菌體的效價，效價即每毫升被檢樣品中含有噬菌體的數(shù)量，其計算公式為：效價（單位/mL）=培養(yǎng)皿中噬菌斑平均數(shù)×稀釋倍數(shù)×10mL黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程液體稀釋管法試樣（未知效價的噬菌體液）培養(yǎng)液和宿主細(xì)胞

計數(shù)管中完整宿主細(xì)胞數(shù)（定時取樣對活細(xì)胞計數(shù)）噬菌體數(shù)=原細(xì)胞數(shù)—

活細(xì)胞數(shù)黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程快速玻片法試樣+宿主細(xì)胞+瓊脂培養(yǎng)基低倍鏡下計數(shù)噬菌斑充分混勻短期培養(yǎng)涂布在滅菌玻片上黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程3、防治措施利用微生物進行發(fā)酵的工業(yè)生產(chǎn)常會遭到噬菌體的侵害，造成異常發(fā)酵，輕者可使生產(chǎn)菌的菌體變畸形，發(fā)酵液菌數(shù)下降，而致發(fā)酵遲緩，效率降低；嚴(yán)重時則發(fā)生明顯溶菌，發(fā)酵停止，甚至完全失敗（倒罐）。引起噬菌體感染，可能有生產(chǎn)菌株本身的原因，有發(fā)酵系統(tǒng)的原因，有空氣過濾系統(tǒng)的原因，也有周圍環(huán)境不潔的原因等。黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程

根據(jù)上述感染原因，可采取如下防治噬菌體的措施：（1）嚴(yán)格控制活菌體的排放（2）保證發(fā)酵系統(tǒng)和空氣過濾系統(tǒng)的合理性與無菌狀態(tài)（3）凈化環(huán)境（4）選育和使用抗噬菌體的菌株（5）菌種輪換使用（6）藥物防治（7）噬菌體感染后的補救措施黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程4、噬菌體的應(yīng)用

(1）細(xì)菌的鑒定噬菌體與宿主菌的關(guān)系有高度特異性，可用于未知細(xì)菌的鑒定和分型。如應(yīng)用傷寒沙門菌Vi噬菌體可將有Vi抗原的傷寒沙門菌分成96個噬菌體型。

(2）分子生物學(xué)研究的重要工具噬菌體基因數(shù)量少，結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡單得多，而且容易獲得大量的突變體。λ噬菌體可用來構(gòu)建基因文庫基因工程載體噬菌體展示技術(shù)黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院生物制藥技術(shù)專業(yè)微生物精品課程4.3亞病毒簡介凡