食品微生物第四章病毒

食品微生物第四章病毒真核微生物知識回顧1：真核微生物:真菌、單細(xì)胞藻類和原生動物。2：真核微生物的特點(diǎn)①在細(xì)胞中含有明顯的細(xì)胞核;②核的外層有核膜，將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)明顯分開；第2頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧3:酵母菌的特點(diǎn)①個(gè)體多以單細(xì)胞狀態(tài)存在；②多數(shù)出芽生殖，也有裂殖；③能發(fā)酵糖類產(chǎn)能；④細(xì)胞壁常含甘露聚糖；⑤喜在含糖量較高的偏酸性環(huán)境中生長。第3頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧4：酵母菌的形狀與大小

單細(xì)胞，基本形態(tài)為球形、卵圓形、圓柱形或香腸形。特殊形態(tài)：“假菌絲”一般約為細(xì)菌的10倍，寬約1～5μm,長約5～30μm。第4頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧5：酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁：甘露聚糖-蛋白質(zhì)-葡聚糖（脂類、幾丁質(zhì)和部分壁外多糖）。細(xì)胞膜：磷脂+蛋白質(zhì)+磷脂——甾醇細(xì)胞核：核膜+核孔+核仁（核心）細(xì)胞器：線粒體+液泡等第5頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧酵母菌的繁殖方式無性有性（產(chǎn)子囊孢子）芽殖：各屬都存在裂殖：在裂殖酵母菌中存在無性孢子節(jié)孢子擲孢子厚垣孢子6：酵母菌的繁殖第6頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧7：酵母菌的生活史：單倍體型、雙倍體型、單雙倍體型8：酵母菌的菌落特征：濕潤，表面光滑，多數(shù)不透明，粘稠，菌落顏色單調(diào)，多數(shù)呈乳白色。生長在固體培養(yǎng)基表面，容易用針挑起，菌落質(zhì)地均勻，正、反面及中央與邊緣的顏色一致。形成大量假菌絲的酵母，菌落較平坦，表面和邊緣粗糙。第7頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧9：霉菌：絲狀，在營養(yǎng)基質(zhì)上形成絨毛狀、棉絮狀或蜘蛛網(wǎng)形絲狀菌體的真菌。10：霉菌的菌絲有兩類：菌絲中無橫隔（多核單細(xì)胞菌絲）和有橫隔（單細(xì)胞單核）。有兩種類型：基內(nèi)菌絲（營養(yǎng)菌絲）和氣生菌絲及其特化形式第8頁,共63頁，2024年2月25日，星期天11：霉菌的繁殖無性生殖：分生孢子、厚垣孢子、節(jié)孢子、游動孢子和孢囊孢子有性生殖：卵孢子、接合孢子和子囊孢子真核微生物知識回顧第9頁,共63頁，2024年2月25日，星期天12：霉菌的菌落特征菌落較大，質(zhì)地一般比放線菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑取，菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致等。真核微生物知識回顧13：常見霉菌毛霉、根霉、曲霉和青霉14：其它真菌和真核微生物第10頁,共63頁，2024年2月25日，星期天基本內(nèi)容病毒的定義、特點(diǎn)、構(gòu)造、化學(xué)成分，病毒的群體形態(tài)，病毒的種類，病毒的增殖，病毒與實(shí)踐。重點(diǎn)和難點(diǎn)病毒的定義、特點(diǎn)、構(gòu)造和化學(xué)成分和增殖。第11頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第四章病毒第一節(jié)病毒的結(jié)構(gòu)第二節(jié)病毒的增殖第三節(jié)病毒與實(shí)踐第12頁,共63頁，2024年2月25日，星期天病毒的發(fā)現(xiàn)和研究歷史1892年俄國植物病理學(xué)家D.Ivanovsky研究了煙草花葉病的病原,認(rèn)為它是一種能通過細(xì)菌濾器的“細(xì)菌毒素”或極小的“細(xì)菌”。1898年，荷蘭學(xué)者M(jìn)WBeijerinck對煙草花葉病病原體的研究表明：

能通過細(xì)菌濾器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性，能在瓊脂凝膠中擴(kuò)散；用細(xì)菌培養(yǎng)方法不能被培養(yǎng)，推測只能在植物活細(xì)胞中生活；結(jié)論：比細(xì)菌小的具有傳染性的活的流質(zhì)第13頁,共63頁，2024年2月25日，星期天病毒的發(fā)現(xiàn)和研究歷史1900年前后，包括口蹄疫在內(nèi)的多種動、植物疾病病原體的濾過性特性被證明。FWTwort（1915年）首次發(fā)現(xiàn)細(xì)菌病毒1935年，WMStanley首次提純并結(jié)晶了煙草花葉病毒；

Bawden等證明煙草花葉病毒的本質(zhì)為核蛋白；1940年，Kausche首先用電鏡觀察到煙草花葉病毒顆粒；1952年，Hershey和Chase證實(shí)噬菌體的遺傳物質(zhì)僅僅是DNA，開創(chuàng)了病毒分子生物學(xué)；1971后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了各種亞病毒——類病毒、朊病毒和擬病毒。第14頁,共63頁，2024年2月25日，星期天有害方面有利方面1.部分病毒危害人類的身體健康。如：流感病毒、乙肝病毒。過去的天花病毒、狂犬病毒曾經(jīng)帶給人類巨大的災(zāi)難，現(xiàn)在的艾滋病病毒(HIV)、伊波拉病毒等，更被人類視作新世紀(jì)的瘟疫。

2.許多病毒會危害經(jīng)濟(jì)作物、家禽家畜等。如煙草花葉病毒危害種煙業(yè)；豬瘟、雞瘟病毒危害飼養(yǎng)業(yè)等；潛藏在農(nóng)作物中的病毒還會導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。

3.一些細(xì)菌病毒會破壞人類使用微生物進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)如味精業(yè)。1.預(yù)防接種:制造病毒疫苗(流感疫苗、牛痘疫苗等)--控制一些疾病。

2.利用病毒的特性：用綠膿桿菌病毒防止燒傷病人傷口受綠膿桿菌感染化膿；用病毒防止手術(shù)后病人長傷疤等.3.利用病毒可制高效的生物農(nóng)藥：如利用多角體病毒防治松毛蟲、粘蟲等，即達(dá)到控制害蟲的目的，對人畜健康和環(huán)境又完全無害。病毒與人類的關(guān)系第15頁,共63頁，2024年2月25日，星期天非細(xì)胞生物（真）病毒：至少含核酸和蛋白質(zhì)二種組分亞病毒類病毒：只含具侵染性的RNA組分?jǐn)M病毒：只含有不具侵染性的RNA組分朊病毒：只含蛋白質(zhì)第一節(jié)病毒（Virus)第16頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)迄今仍無一個(gè)科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x什么是病毒？現(xiàn)在認(rèn)為病毒是一種比較原始的、有生命特征的、能自我復(fù)制和活細(xì)胞內(nèi)寄生的非細(xì)胞生物。在寄主內(nèi)表現(xiàn)生命特性，在寄主外表現(xiàn)大分子特性。第17頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)①無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生；②沒有酶或酶系統(tǒng)極不完全，不能進(jìn)行代謝活動；③個(gè)體極小，能通過細(xì)菌濾器；④對抗生素不敏感，對干擾素敏感；⑤不耐熱，55～60℃即可被殺死。特點(diǎn)第18頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)一、病毒的形態(tài)構(gòu)造和化學(xué)成分（一）病毒的大小1.大小

1）個(gè)體小，必需在電鏡下觀察，比細(xì)菌小的多，以nm(納米)為測量單位；

2）不同病毒的毒粒大小差別很大；第19頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)第20頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)（一）病毒的大小2.病毒大小的測定方法2.1超濾法：根據(jù)病毒粒子能通過哪種孔徑的超濾膜(50nm;100nm;200nm)以估計(jì)其大小。2.2電鏡法：樣品負(fù)染,在電子顯微鏡下投影確定形態(tài),照像后用尺子測量,據(jù)放大倍數(shù)推算其大小。第21頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2.病毒大小的測定方法2.3超速離心沉降法：根據(jù)病毒粒子在懸浮液中的沉降速度,間接測定其大小和分子量。（沉降速度取決于病毒的大小、質(zhì)量和介質(zhì)的粘度等）2.4電泳法：根據(jù)電泳速度測定病毒粒子大小。一般來說,顆粒帶靜電荷量越多,顆粒越小,越近球形,則電泳速度越快。

第一節(jié)病毒（Virus)（一）病毒的大小第22頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)（二）病毒的形態(tài)1.球形顆粒

該類病毒形狀呈球形,嚴(yán)格地說是接近球形,所以這類顆粒也常稱做擬球形顆粒。磚形顆粒(如痘病毒)和橢圓形顆粒(如傳染性膿皰病毒)均屬于球形顆粒的變形。第23頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2.桿狀顆粒

該類病毒顆粒形狀呈長桿狀。有的為剛直桿狀（如煙草花葉病毒）,有的為彎曲桿狀（馬鈴薯X病毒），有的極其細(xì)長且非常柔韌呈絲形（如甜菜黃化病毒）。

3.復(fù)合狀病毒

大多數(shù)噬菌體特有,是球形顆粒和桿狀顆粒的結(jié)合體,病毒體如蝌蚪狀。第一節(jié)病毒（Virus)（二）病毒的形態(tài)第24頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)（三）病毒的化學(xué)組成基本化學(xué)組成：核酸和蛋白質(zhì)。有包膜的病毒和某些無包膜的病毒除核酸和蛋白質(zhì)外,還含有脂類和多糖(常以糖脂和糖蛋白形式存在)。有的病毒還含有聚胺類化合物及無機(jī)陽離子等組份。

第26頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)1.核酸是病毒的遺傳物質(zhì)，病毒感染宿主的物質(zhì)基礎(chǔ)；控制著病毒的增殖及對宿主的感染性；一種病毒的毒粒只含有一種核酸：DNA或是RNA.（三）病毒的化學(xué)組成第27頁,共63頁，2024年2月25日，星期天1.核酸一般來講:

動物病毒以線狀dsDNA和ssRNA為多;

植物病毒以ssRNA為主;

噬菌體以線狀dsDNA居多;

至今發(fā)現(xiàn)的真菌病毒都是dsRNA;

藻類病毒則都是dsDNA。第一節(jié)病毒（Virus)（三）病毒的化學(xué)組成第28頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2.蛋白質(zhì)

病毒的另一類極其重要的化學(xué)組成。其氨基酸組成同其它生物，無任何特殊之處。病毒蛋白質(zhì)可據(jù)其是否存在于病毒體中而分為兩類:結(jié)構(gòu)蛋白(structuralprotein)和非結(jié)構(gòu)蛋白(non-structuralprotein)。第一節(jié)病毒（Virus)（三）病毒的化學(xué)組成第29頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成一個(gè)完整的、形態(tài)成熟的病毒顆粒所必需的蛋白質(zhì)。包括殼體蛋白、包膜蛋白和存在于病毒體中的酶等。非結(jié)構(gòu)蛋白：由病毒基因組所編碼,但并不結(jié)合于病毒顆粒中的蛋白質(zhì),如復(fù)制酶和裝配酶等。第一節(jié)病毒（Virus)第30頁,共63頁，2024年2月25日，星期天二、病毒的構(gòu)造1、典型病毒粒的構(gòu)造基本成分核酸——位于中心，稱為核心蛋白質(zhì)——包圍在核心周圍，形成衣殼第一節(jié)病毒（Virus)核酸(Nucleicacid)蛋白質(zhì)衣殼(Proteincoat)第31頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)核心和衣殼合稱核衣殼，為病毒的基本結(jié)構(gòu)。有些復(fù)雜的病毒在衣殼的外面包裹著一層由脂類和多糖組成的包膜。有的包膜上還長有刺突。1、典型病毒粒的構(gòu)造第32頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)

二、病毒的構(gòu)造2、病毒粒的對稱體制

無包膜：桿狀，絲狀螺旋對稱有包膜：卷曲狀，彈狀無包膜：小型，大型二十面體對稱有包膜無包膜復(fù)合對稱有包膜第33頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)1）螺旋狀對稱型：煙草花葉病毒（TMV）呈直桿狀，長300nm，寬約15nm，中空內(nèi)徑4nm，由158個(gè)氨基酸組成一個(gè)皮鞋狀的衣殼粒，相對分子量為17500，總共2130個(gè)衣殼粒，排列成130圈螺旋。核酸核心是單鏈的RNA，相對分子質(zhì)量為260萬，含有6390個(gè)核苷酸，每3個(gè)核苷酸與一個(gè)衣殼粒相結(jié)合，盤繞于蛋白質(zhì)的中空內(nèi)徑中。第34頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)2）二十面體對稱型腺病毒（Adenovirus)

二十面體、有12個(gè)角、20個(gè)面和30條棱。核衣殼呈典型的二十面體對稱，由252個(gè)衣殼粒組成，沒有包膜。核心由線狀雙鏈DNA構(gòu)成,基因組大小約為36500個(gè)核苷酸對。第35頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)3、復(fù)合對稱型Ｔ偶數(shù)噬菌體T4由頭部（核心是雙鏈線狀DNA）、頸部和尾部（尾鞘、尾髓、基板和刺突、尾絲）三個(gè)部分構(gòu)成。第36頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)三、病毒的群體形態(tài)1.包涵體（inclusionbody)2.噬菌斑（plaque)3.空斑與病斑4.枯斑第37頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)三、病毒的群體形態(tài)1.包涵體（inclusionbody)寄主細(xì)胞經(jīng)病毒感染后形成的一種在光學(xué)顯微鏡下可見的含有或不含有病毒粒子的蛋白質(zhì)小體。第38頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)由未裝配的病毒亞基、完整的病毒體或寄主編碼的蛋白質(zhì)在受侵染的細(xì)胞中形成的聚集體。多為圓形、卵圓形或不定型，在細(xì)胞中呈現(xiàn)的大小、數(shù)量不一。第39頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)2.噬菌斑（plaque)

噬菌體感染細(xì)菌后，連續(xù)重復(fù)感染使大量的細(xì)菌細(xì)胞破裂死亡，在培養(yǎng)細(xì)菌的平板上可以看到一個(gè)個(gè)透明不長細(xì)菌的小圓斑，稱為噬菌斑。第40頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)3.空斑與病斑動物細(xì)胞培養(yǎng)物上與噬菌斑類似的空斑,稱為病斑。圖為受腫瘤病毒感染。第41頁,共63頁，2024年2月25日，星期天4.枯斑植物葉片上的植物病毒群體。第一節(jié)病毒（Virus)第42頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)四、病毒的種類

1.動物病毒①脊椎動物病毒②昆蟲病毒

2.植物病毒

3.微生物病毒第43頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)1.動物病毒①脊椎動物病毒寄生于脊椎動物細(xì)胞內(nèi)，是人和動物多種傳染病的病原。如：流感病毒、肝炎病毒、麻疹病毒、水痘病毒、艾滋病病毒等。②昆蟲病毒寄生于無脊椎動物昆蟲細(xì)胞內(nèi)。

主要在節(jié)肢動物的昆蟲，蜘蛛綱和甲殼綱動物也有，但很少。第44頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)2.植物病毒大多為ssRNA，對宿主的專一性較差，如TMV就可以侵染十余科、百余種草本和木本植物。植物感染病毒后可使植物表現(xiàn)出3類癥狀:①葉綠體受到破壞或不能形成葉綠素,從而引起花葉、黃化、紅化等癥狀;②植株矮化、叢簇、畸形等;③形成枯斑及壞死等。

第45頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)

3.微生物病毒——噬菌體（phage)

噬菌體，即原核生物的病毒。與其他病毒一樣，噬菌體除有其特異性宿主外，并無顯著區(qū)別。它們都是由蛋白質(zhì)和核酸組成?；拘螒B(tài)為蝌蚪形、球形和絲狀三種。第46頁,共63頁，2024年2月25日，星期天①A型：dsDNA、蝌蚪狀、收縮性尾；②B型：dsDNA,蝌蚪狀、非收縮性尾；③C型：dsDNA、非收縮性尾；④D型：ssDNA、球狀、無尾、大頂衣殼粒；⑤E型：ssRNA、球狀、無尾、小頂衣殼粒；⑥F型：ssDNA、絲狀、無頭尾。噬菌體從結(jié)構(gòu)看以可分為六種不同的類型。第一節(jié)病毒（Virus)第47頁,共63頁，2024年2月25日，星期天以噬菌體為例進(jìn)行。

第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖病毒粒子無個(gè)體的生長過程，只有其兩種基本成分的合成和裝配，即：

核酸復(fù)制+蛋白質(zhì)合成

核蛋白（病毒粒子）第48頁,共63頁，2024年2月25日，星期天噬菌體的增殖一般可分五個(gè)階段，即（1）吸附(adsorption/attachment)（2）侵入（penetration/injection）（3）增殖（replication）（4）成熟/裝配（maturity/assembly)（5）裂解/釋放（lysis/release）第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第49頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（1）吸附(adsorption/attachment)

吸附的過程和機(jī)理：尾絲尖端與受體發(fā)生共價(jià)結(jié)合。尾絲散開，刺突、基板固著于細(xì)胞表面。第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第50頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（2）侵入（penetration/injection）尾部的酶水解細(xì)胞壁肽聚糖，使細(xì)胞壁產(chǎn)生小孔；尾鞘收縮，核酸通過中空的尾管壓入胞內(nèi)，蛋白質(zhì)外殼留在胞外。第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第51頁,共63頁，2024年2月25日，星期天吸附尾釘固著尾鞘收縮尾管穿入核酸注入

動物病毒借助胞飲作用或直接穿過膜而侵入，植物病毒則通過傷口或昆蟲刺吸傳染。從吸附到侵入的時(shí)間很短，T4只需15s第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第52頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（3）繁殖（replication）包括核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)生物合成。噬菌體核酸進(jìn)入宿主，發(fā)出信息，操縱寄主細(xì)胞的代謝機(jī)能，以宿主細(xì)胞降解物及培養(yǎng)基介質(zhì)為原料，大量合成子代噬菌體的頭部、尾部等部件及核酸等。第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第53頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（4）成熟/裝配（maturity/assembly)DNA分子的縮合通過衣殼包裹DNA而形成頭部尾絲和尾部其它部件獨(dú)立裝配完成頭部與尾部相結(jié)合裝上尾絲第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第54頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（5）裂解/釋放（lysis/release）成熟的噬菌體粒子,利用水解細(xì)胞膜的脂肪酶和水解細(xì)胞壁的溶菌酶作用,從細(xì)胞內(nèi)部促進(jìn)細(xì)胞裂解,實(shí)