微生物的形態(tài)和構(gòu)造食品微生物學(xué)

1、第三章 微生物的形態(tài)和構(gòu)造,非細(xì)胞型生物,1,PPT學(xué)習(xí)交流,本章主要內(nèi)容,病毒 病毒概況 病毒的形態(tài)、構(gòu)造和化學(xué)組分 噬菌體 病毒與實(shí)踐 亞病毒 類病毒 擬病毒 朊病毒,2,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒概述與分類,病毒（Virus）非細(xì)胞生物 （真）病毒（Euvirus）:至少含有核酸和蛋白兩種組分 亞病毒（Subvirus） 類病毒：只含具單獨(dú)侵染性的RNA組分 擬病毒：只含不具單獨(dú)侵染性的RNA組分 朊病毒：只含蛋白質(zhì)一種組分,3,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒學(xué)(virulogy)發(fā)展史,十九世紀(jì)末，動(dòng)植物病毒性傳染病致病因子的認(rèn)識(shí) 1892年，俄伊萬(wàn)諾夫斯基，首次發(fā)現(xiàn)感染煙草花葉病的因子，通過(guò)細(xì)菌濾器

2、 1898年，荷貝哲林克，感染因子稱為病毒（Virus） 1935年，斯坦萊美分離提純了TMV結(jié)晶(nobel prize) 1952年，Kershey 和Chase噬菌體傳物質(zhì)是DNA 1955年，F(xiàn)ranenkel-conrat 完成病毒拆開實(shí)驗(yàn) 1965年，Spiegelma首次在細(xì)胞外復(fù)制 E.coly噬菌體 1970，Baltimore和 Temin發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶1 1971年以后相繼發(fā)現(xiàn)了亞病毒，朊病毒，擬病毒并相繼測(cè)出各類病毒核酸一級(jí)結(jié)構(gòu) 完成了幾種病毒基因組的測(cè)序并將完成所有病毒測(cè)序,4,PPT學(xué)習(xí)交流,第一節(jié),病毒形態(tài)與結(jié)構(gòu) Morphology and Structure o

3、f Virus,5,PPT學(xué)習(xí)交流,本節(jié)主要內(nèi)容,病毒的特征 病毒的形態(tài)構(gòu)造和化學(xué)組成 病毒的種類 病毒的繁殖方式,6,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒的定義,病毒（Virus） 沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但具有遺傳、變異等生命特征的一類微生物。（體積非常小、結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單、性質(zhì)十分特殊的生命形式） 病毒是由一個(gè)或幾個(gè)核酸分子組成的基因組，有一層蛋白或脂蛋白保護(hù)性外殼，且可在一定宿主細(xì)胞中自我復(fù)制的感染性因子。,7,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒的特征,形態(tài)極其微小,必須在電鏡下才能觀察,一般都具過(guò)濾性; 沒有細(xì)胞構(gòu)造，每一種病毒只含一種核酸,不是DNA就是RNA; 不存在個(gè)體生長(zhǎng)和二均分裂等細(xì)胞繁殖方式; 既無(wú)產(chǎn)能酶系,也無(wú)蛋

4、白合成系統(tǒng)，利用宿主細(xì)胞設(shè)備進(jìn)行增殖, 能整合到宿主的基因中，誘發(fā)潛伏性感染， 在宿主活細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專性寄生; 在離體條件下,能以無(wú)生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在,并可行成結(jié)晶; 對(duì)一般抗生素不敏感,但對(duì)于干擾素敏感.,8,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒的特征（續(xù)）,既無(wú)產(chǎn)能酶系,也無(wú)蛋白合成系統(tǒng); 在宿主活細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專性寄生; 在離體條件下,能以無(wú)生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在,并可行成結(jié)晶; 對(duì)一般抗生素不敏感,但對(duì)于干擾素敏感.,9,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒與其他微生物的主要區(qū)別要點(diǎn),10,PPT學(xué)習(xí)交流,宿主范圍,幾乎所有的生物都可以 感染相應(yīng)的病毒。根據(jù)宿主可以分三類： 動(dòng)物病毒 植物病毒 細(xì)菌病毒（或稱噬菌體）

5、病毒總數(shù)應(yīng)大大高于一切細(xì)胞生物的總數(shù) 已發(fā)現(xiàn)：人類病毒有300多種、脊椎動(dòng)物病毒有931種、昆蟲病毒有1671種、植物病毒有600余種、真菌病毒有近100種、已電鏡觀察的噬菌體至少有2850種或株,11,PPT學(xué)習(xí)交流,二. 病毒的大小,絕大多數(shù)病毒都能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器 測(cè)量病毒大小的單位是nm（10-9m），必須通過(guò)電子顯微鏡才能觀察其形態(tài)。 病毒:細(xì)菌:真菌1:10:100 各種病毒的大小差異很大。 最大的病毒：牛痘病毒200 nm。大小近似于最小的原核微生物（支原體） 最小的病毒：脊髓灰質(zhì)炎病毒 28 nm，相當(dāng)于最大的蛋白質(zhì)分子（血紅素蛋白質(zhì)）,12,PPT學(xué)習(xí)交流,圖3-1 病毒的大小

6、,13,PPT學(xué)習(xí)交流,14,PPT學(xué)習(xí)交流,2.病毒的形態(tài),各種病毒的大小差異很大。 病毒的形態(tài)一般可以分為四種：桿形、球形、磚形和蝌蚪形。 植物病毒多為桿形，絲狀，也有球狀 如煙草花葉病毒； 動(dòng)物病毒多為球形，卵圓形或磚形， 如流感病毒（球形），痘病毒（磚形）。 噬菌體多為蝌蚪形,15,PPT學(xué)習(xí)交流,a.痘苗病毒,b口瘡病毒, c腮腺炎病毒,d. e.T偶數(shù)噬菌體. f皰疹病毒,. g大蚊虹色病毒,j.煙草花葉病毒,i.腺病毒. 多瘤病毒 脊髓灰質(zhì)炎病毒 病毒的大小與形態(tài),16,PPT學(xué)習(xí)交流,3. 典型病毒粒子的構(gòu)造,基本結(jié)構(gòu) 病毒的對(duì)稱性 螺旋對(duì)稱的病毒粒子 二十面體對(duì)稱病毒粒子 復(fù)

7、合對(duì)稱的病毒粒子,17,PPT學(xué)習(xí)交流,3. 典型病毒粒子的基本構(gòu)造,病毒粒子(virion、病毒顆粒virus particle) ：指成熟的、結(jié)構(gòu)完整的并具有感染性的單個(gè)病毒。 病毒粒的基本成分：核酸與蛋白質(zhì) 核心（Core, Genome）：由DNA或RNA構(gòu)成 衣殼（Capsid）：由許多衣殼粒蛋白構(gòu)成 包膜：由類脂或脂蛋白構(gòu)成,18,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒的構(gòu)造,核衣殼,19,PPT學(xué)習(xí)交流,20,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒學(xué)名詞解釋,外殼（capsid）： 是由多個(gè)病毒蛋白亞基組成的包裹在病毒基因組核酸外面的結(jié)構(gòu)。 殼粒（capsomer）： 組成外殼的結(jié)構(gòu)亞基，并非總是均勻分布的，往往聚

8、集成群體，二個(gè)、三個(gè)、五個(gè)甚至六個(gè)亞基聚在一起，用負(fù)染法在電鏡下所分辨開的一個(gè)個(gè)亞基，可能并非單個(gè)結(jié)構(gòu)亞基，而是它們的群體，實(shí)際上是形態(tài)亞基稱之為殼粒。 包膜（envelop）： 大多數(shù)動(dòng)物病毒，在毒粒外被有由糖蛋白，脂肪所形成的外膜，稱之為包膜。糖蛋白在膜上往往形成各種形狀的突起，包膜在識(shí)別寄主、侵入寄主細(xì)胞，病毒的抗原性方面起重要作用。,21,PPT學(xué)習(xí)交流,4. 病毒的對(duì)稱性,病毒根據(jù)其衣殼粒的排列方式不同而表現(xiàn)出三種不同的構(gòu)型： 1.螺旋對(duì)稱 蛋白質(zhì)亞基沿中心軸呈螺旋排列，形成高度有序、對(duì)稱的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 以煙草花葉病毒（TMV）為典型代表的植物病毒。 2.多面體對(duì)稱 （等軸對(duì)稱）最常見

9、的多面體是二十面體。 以腺病毒為典型代表的動(dòng)物病毒。 3.復(fù)合對(duì)稱 此類病毒的衣殼由兩種結(jié)構(gòu)組成，既有螺旋對(duì)稱部分，也有多面體對(duì)稱 部分，故稱復(fù)合對(duì)稱。 例如蝌蚪狀的噬菌體（T-偶數(shù)噬菌體），其頭部是多面體對(duì)稱，尾部是螺旋對(duì)稱。,22,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒的三種不同的構(gòu)型,螺旋對(duì)稱,復(fù)合對(duì)稱,復(fù)合對(duì)稱,23,PPT學(xué)習(xí)交流,24,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒的形態(tài)多面體對(duì)稱,Adenovirus,25,PPT學(xué)習(xí)交流,26,PPT學(xué)習(xí)交流,The nucleocapsid (arrows) can be seen within the envelope.,27,PPT學(xué)習(xí)交流,Transmission

10、 Electron Micrograph of HIV-1 Stained to Show Surface Glycoproteins,28,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒的形態(tài)螺旋對(duì)稱,Tobacco Mosaic Virus,29,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒的形態(tài)復(fù)合對(duì)稱,T4 Bacteriophage,30,PPT學(xué)習(xí)交流,5. 病毒的群體形態(tài),當(dāng)病毒大量聚集并使宿主細(xì)胞發(fā)生病變時(shí)所形成的具有一定形態(tài)、構(gòu)造并能用光學(xué)顯微鏡加以觀察和識(shí)別的特殊群體 包涵體(inclusion body) 噬菌斑(plaque) 空斑(plaque) 枯斑(lesion) 病毒菌落群體形態(tài)的意義病毒的分離、純化、鑒別和計(jì)

11、數(shù),31,PPT學(xué)習(xí)交流,1）包涵體（inclusion body）,定義： 在某些感染病毒的宿主細(xì)胞內(nèi)，出現(xiàn)光學(xué)顯微鏡下可見的大小、形態(tài)和數(shù)量不等的小體。 包涵體在細(xì)胞中的形成部位： 位于細(xì)胞核內(nèi)如包疹病毒 位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)如狂犬病毒等 胞核內(nèi)胞質(zhì)都有麻疹病毒 包涵體的本質(zhì)： 大多數(shù)是病毒粒子組成的， 少數(shù)是細(xì)胞對(duì)病毒的反應(yīng)。,32,PPT學(xué)習(xí)交流,2）噬菌斑(plaque),將少量的噬菌體和大量的宿主細(xì)胞混合后，與瓊脂培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中混合均勻。經(jīng)一定時(shí)間培養(yǎng)后，在平板表面布滿宿主細(xì)胞的菌苔上，可用肉眼看到一個(gè)一個(gè)透亮不長(zhǎng)菌的小圓斑。這就是噬菌斑。,33,PPT學(xué)習(xí)交流,噬菌斑(plaque),

12、34,PPT學(xué)習(xí)交流,噬菌斑,應(yīng)用：1、噬菌體定量計(jì)數(shù) 2、噬菌體的鑒定,35,PPT學(xué)習(xí)交流,3）空斑和病斑：在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物上的與噬菌斑類似的空斑,稱為病斑 4）枯斑：植物病毒在植物葉片上形成的群體稱為枯斑。,36,PPT學(xué)習(xí)交流,6. 病毒的化學(xué)組成,蛋白質(zhì)： 構(gòu)成噬菌體的外殼； 有的噬菌體含有少數(shù)幾種酶 核酸： 存在于頭部?jī)?nèi)，是噬菌體的遺傳物質(zhì) 每種噬菌體只含一種類型的核酸 脂類和糖類 聚胺類化合物,37,PPT學(xué)習(xí)交流,(1)病毒核酸的類型,每種病毒中只含有一種核酸：DNA或RNA 植物病毒絕大多數(shù)含DNA;少數(shù)含RNA； 動(dòng)物病毒一部分含DNA，一部分含RNA； 細(xì)菌病毒普遍含DN

13、A，含RNA的極少。 RNA（ssRNA、dsRNA）線狀； DNA（ssDNA、dsDNA）線狀、環(huán)狀。 植物病毒一般含ssRNA；動(dòng)物病毒有些含ssRNA，有些含dsDNA；微生物的噬菌體一般含dsDNA。 病毒核酸的分子量約在2106108道爾頓之間。,38,PPT學(xué)習(xí)交流,核酸類型： ssDNA：大腸桿菌噬菌體X174等 dsDNA：大腸桿菌T系偶數(shù)噬菌體（T2、T4、T6）等 ssRNA：大腸桿菌噬菌體MS2、f2等 dsRDA：假單胞菌的6噬菌體,39,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒DNA分子有線裝和環(huán)狀之分。 病毒核酸有正鏈（）和負(fù)鏈（）的區(qū)分： 規(guī)定：將堿基序列與mRNA一致的核酸單鏈定

14、位正鏈，將堿基序列與mRNA互補(bǔ)的核酸單鏈定位負(fù)鏈。因此，就病毒核酸鏈的單與雙以及正和負(fù)有以下6 種類型： ()DNA大部分DNA病毒 ()RNA動(dòng)物呼腸孤病毒 ()DNA 大腸桿菌X174噬菌體 () RNA所有單鏈RNA病毒大部分植物病毒 () DNA腺病毒 () RNA 流感病毒,40,PPT學(xué)習(xí)交流,(2)病毒的蛋白質(zhì)：,組成病毒的蛋白質(zhì)分子量在1000015000道爾頓之間， 殼體蛋白：殼體蛋白是構(gòu)成病毒殼體結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，由一條或多條多肽鏈折疊形成的蛋白質(zhì)亞基，是構(gòu)成殼體蛋白的最小單位。 功能： 構(gòu)成病毒的殼體，保護(hù)病毒的核酸。 無(wú)包膜病毒的殼體蛋白參與病毒的吸附、進(jìn)入，決定病毒的宿

15、主嗜性， 是病毒的表面抗原。能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體。,41,PPT學(xué)習(xí)交流,包膜蛋白：構(gòu)成病毒包膜結(jié)構(gòu)的病毒蛋白質(zhì)，包括包膜糖蛋白和基質(zhì)蛋白兩類。 功能： 是病毒的主要表面抗原，它們與細(xì)胞受體相互作用啟動(dòng)病毒感染發(fā)生，有些還介導(dǎo)病毒的進(jìn)入。 還可能具有凝集脊椎動(dòng)物紅血球細(xì)胞、細(xì)胞融合以及酶等活性。 基質(zhì)蛋白構(gòu)成膜脂雙層與核衣殼之間的亞膜結(jié)構(gòu)，具有支撐包膜、維持病毒,42,PPT學(xué)習(xí)交流,毒粒酶：毒粒酶根據(jù)功能大致分為兩類： T4噬菌體的溶菌酶參與病毒進(jìn)入、釋放等過(guò)程 逆轉(zhuǎn)錄病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶參與病毒的大分子合成,43,PPT學(xué)習(xí)交流,(3)病毒的脂質(zhì),許多病毒包膜內(nèi)存在有脂類化合物，如磷脂、脂肪酸、甘

16、油三酸脂和膽固醇等。這些脂類幾乎都是由病毒粒子在細(xì)胞內(nèi)成熟，在細(xì)胞膜處以芽生方式釋放，直接從寄主細(xì)胞膜上得到。病毒脂類存在與病毒的吸附和侵入有關(guān)。,44,PPT學(xué)習(xí)交流,(4)病毒的碳水化合物：,除病毒的核酸中所含戊糖外，有的病毒還含有少量的碳水化合物，為核糖或脫氧核糖和磷酸組成的核酸骨架。有包膜病毒中碳水化合物以寡糖側(cè)鏈的形式與蛋白質(zhì)結(jié)合形成包膜糖蛋白。,45,PPT學(xué)習(xí)交流,(5)其它組成：,在某些動(dòng)物、植物病毒中存在多胺類有機(jī)陽(yáng)離子，包括丁二胺、亞精胺、精胺等，它們大都結(jié)合于病毒核酸，對(duì)核酸的構(gòu)型有一定影響。 在某些病毒的病毒體中，還發(fā)現(xiàn)有其它的小分子量組份，如ATP，對(duì)噬菌體尾鞘收縮提

17、供能量。,46,PPT學(xué)習(xí)交流,7.病毒的分類,原核生物病毒-噬菌體 植物病毒 人類和脊椎動(dòng)物病毒 昆蟲病毒,47,PPT學(xué)習(xí)交流,8.原核生物病毒-噬菌體,噬菌體的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 噬菌體的增殖 噬菌體效價(jià)的測(cè)定 一步生長(zhǎng)曲線 溶源菌,48,PPT學(xué)習(xí)交流,8-1噬菌體的基本形態(tài)和大小,噬菌體：感染原核生物的病毒 噬細(xì)菌體 噬放線菌體 噬藍(lán)細(xì)菌體 噬菌體的六種形態(tài) A型：dsDNA，蝌蚪狀、收縮性尾 B型：dsDNA，蝌蚪狀、非收縮性尾 C型：dsDNA，非收縮性尾 D型：ssDNA，球狀、無(wú)尾、大頂衣殼粒 E型：ssRNA，球狀、無(wú)尾、小頂衣殼粒 F型：ssDNA，絲狀、無(wú)頭尾,49,PPT學(xué)習(xí)

18、交流,50,PPT學(xué)習(xí)交流,T4噬菌體的結(jié)構(gòu),T-系噬菌體T-系噬菌體是研究的最廣泛而又深入的細(xì)菌噬菌體，按發(fā)現(xiàn)的先后順序進(jìn)行從T1-T7編號(hào)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)其中偶數(shù)者的形態(tài)都相同（蝌蚪形收縮性長(zhǎng)尾），故統(tǒng)稱T偶數(shù)噬菌體。 構(gòu)造 頭部：正二十面體，內(nèi)裝DNA 尾部：包括頸環(huán)、尾鞘、尾髓、基板、尾絲、刺突 大?。═4） 頭部： 6590nm 尾部：20110nm 刺突：約20nm,51,PPT學(xué)習(xí)交流,DNA,尾鞘,基板,頸環(huán),大腸桿菌T4噬菌體模式圖,52,PPT學(xué)習(xí)交流,大腸桿菌噬菌體T4,電鏡照片,模式圖,53,PPT學(xué)習(xí)交流,Phage T4 infecting its host E. col

19、i cell,54,PPT學(xué)習(xí)交流,8-2噬菌體的增殖,病毒是專性細(xì)胞內(nèi)寄生物，病毒粒子沒有個(gè)體的生長(zhǎng)過(guò)程，只能在活的寄主細(xì)胞內(nèi)以合成蛋白質(zhì)和核酸，并將其裝配的方式來(lái)進(jìn)行增殖。 噬菌體增殖的過(guò)程： 1.吸附： 2.侵入： 3.增殖： 4.裝配： 5.釋放：,55,PPT學(xué)習(xí)交流,一、吸附（Adsorption）是指病毒附著于敏感細(xì)胞的表面，它是感染的起始期。,是決定感染成功與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 需要病毒表面特異性的吸附蛋白（ VAP ，Virus Attachment Protein）與細(xì)胞表面受體（也稱為病毒受體，virus receptor）相互作用。,56,PPT學(xué)習(xí)交流,吸附的特點(diǎn)和影響吸

20、附的因素 吸附的專一性：寄主專一性和位點(diǎn)專一性 感染復(fù)數(shù)（m.o.i）：每一敏感細(xì)胞所能吸附的相應(yīng)噬菌體的數(shù)量，一般可達(dá)250360,57,PPT學(xué)習(xí)交流,影響噬菌體吸附的病毒的干擾現(xiàn)象,兩種病毒感染同一種細(xì)胞或機(jī)體時(shí)，常常發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒復(fù)制的現(xiàn)象，稱為干擾現(xiàn)象（interference）。 干擾現(xiàn)象可在同種以及同株的病毒間發(fā)生，后者如流感病毒的自身干擾。異種病毒和無(wú)親緣關(guān)系的病毒之間也可以干擾，且比較常見。,58,PPT學(xué)習(xí)交流,理化因素對(duì)病毒的影響,1、物理因素 溫度 大多數(shù)病毒耐冷不耐熱， pH 大多數(shù)病毒在pH6-8的范圍內(nèi)比較穩(wěn)定，而在pH5.0以下或者pH9.0以上容易

21、滅活。 輻射 電離輻射中的射線和射線以及非電離輻射中的紫外線都能使病毒滅活。,59,PPT學(xué)習(xí)交流,2、化學(xué)因素,脂溶劑： 有包膜病毒對(duì)脂溶劑敏感。 氧化劑、鹵素、醇類： 病毒對(duì)各種氧化劑、鹵素、醇類物質(zhì)敏感。 抗生素和中草藥：病毒對(duì)抗生素不敏感，在分離病毒時(shí)，用抗生素處理或在培養(yǎng)液中加入抗生素可抑制樣品中的雜菌，有利于病毒分離。 近年來(lái)的研究表明，有些中藥如板蘭根、大青葉、柴胡、大黃、貫仲等對(duì)某些病毒有抑制作用。,60,PPT學(xué)習(xí)交流,小兒麻痹癥病毒(示表面受體),61,PPT學(xué)習(xí)交流,二、入侵（Penetration)指病毒核酸或感染性核衣殼穿過(guò)細(xì)胞進(jìn)入胞漿，開始病毒感染的細(xì)胞內(nèi)期,侵入方

22、式 注射式侵入：一般為有尾噬菌體的侵入方式。通過(guò)尾部收縮將衣殼內(nèi)的DNA基因組注入宿主細(xì)胞內(nèi)。 細(xì)胞內(nèi)吞：動(dòng)物病毒的常見侵入方式。經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)陷形成吞噬泡，使病毒粒子進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。 膜融合：有包膜病毒侵入過(guò)程中病毒包膜與細(xì)胞膜融合。,62,PPT學(xué)習(xí)交流,大腸桿菌T系列噬菌體侵入過(guò)程,尾部吸附到敏感菌的表面后，將尾絲展開，通過(guò)尾部的刺突固著在細(xì)胞上 尾部釋放的酶水解細(xì)胞壁的肽聚糖，使菌壁產(chǎn)生一小孔 尾鞘收縮，將尾髓壓入細(xì)胞。頭部的DNA通過(guò)尾髓這一空管注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼留在胞外,63,PPT學(xué)習(xí)交流,自外裂解現(xiàn)象：大量噬菌體侵入同一細(xì)胞，將使細(xì)胞壁產(chǎn)生許多小孔，在尚未進(jìn)行噬菌體增殖時(shí)就

23、可能引起細(xì)胞立即裂解,64,PPT學(xué)習(xí)交流,T4噬菌體的吸附和侵入過(guò)程,輪狀病毒的入侵,65,PPT學(xué)習(xí)交流,三、復(fù)制(replication),病毒核酸物質(zhì)及蛋白質(zhì)在寄主細(xì)胞內(nèi)的合成 病毒借助宿主細(xì)胞提供的原料、能量和場(chǎng)所合成核酸和蛋白質(zhì)，期間所需的多數(shù)酶也來(lái)自宿主細(xì)胞。 在病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后生物合成階段，胞漿中無(wú)病毒顆粒，稱為隱蔽期（eclipse）。,66,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒核酸的復(fù)制,雙鏈DNA的復(fù)制: ()DNA ()DNA 單鏈DNA的復(fù)制: +DNA -DNA DNA +DNA 雙鏈RNA的復(fù)制: RNA +RNA -RNA RNA +RNA復(fù)制: +RNA -RNA RNA

24、+RNA -RNA復(fù)制: -RNA +RNA(mRNA) Pr(RNA復(fù)制酶) 逆轉(zhuǎn)錄病毒單鏈RNA的復(fù)制: +RNA (-)DNA () DNA +RNA腫瘤病毒,67,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒核酸的復(fù)制,左圖：病毒核酸鏈接 入寄主核酸鏈 右圖：病毒核酸復(fù)制,68,PPT學(xué)習(xí)交流,增殖過(guò)程中基因表達(dá)特點(diǎn),基因表達(dá)有先有后 基因表達(dá)的順序?yàn)?早期表達(dá);次早期表達(dá);核酸復(fù)制;晚期表達(dá) 前一次表達(dá)產(chǎn)物是后一次表達(dá)的mRNA 聚合酶 晚期表達(dá)的結(jié)果是合成了各種裝配蛋白(另外還有溶菌酶),69,PPT學(xué)習(xí)交流,四、裝配（Assembly）與成熟（Maturity),裝配：增殖期合成的噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)按

25、一定的順序裝配成噬菌體顆粒,70,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒合成的位置,大多數(shù)DNA病毒，在核內(nèi)復(fù)制DNA，在胞漿內(nèi)合成蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)入核內(nèi)裝配成熟。而痘苗病毒其全部成份及裝配均在胞漿內(nèi)完成。 RNA病毒多在胞漿內(nèi)復(fù)制核酸及合成蛋白。 無(wú)包膜病毒組裝成核衣殼即為成熟的病毒體，病毒的早期蛋白，即非病毒結(jié)構(gòu)成分不組裝入病毒，殘留在感染細(xì)胞中。,71,PPT學(xué)習(xí)交流,五、釋放(Release),從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外的過(guò)程為釋放。 病毒裝配成熟后釋放的方式有： （1）宿主細(xì)胞裂解，病毒釋放到周圍環(huán)境中，見于無(wú)包膜病毒， 絕大多數(shù)無(wú)包膜病毒釋放時(shí)被感染的 細(xì)胞崩解，釋放出病毒顆粒，宿主細(xì) 胞膜破壞，細(xì)胞迅即死亡。

26、如腺病毒、 脊髓灰質(zhì)炎病毒等；,72,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒粒子的釋放,（2）以出芽的方式釋放，見于有包膜病毒， 如皰疹病毒在核膜上獲得囊膜， 流感病毒在細(xì)胞膜上獲得囊膜而成熟，然后以出芽方式釋放出成熟病毒。,73,PPT學(xué)習(xí)交流,8-3 噬菌體的類型,根據(jù)噬菌體所經(jīng)歷的繁殖過(guò)程可將噬菌體分為兩種： 1.烈性噬菌體(virulent phage) ：凡在短時(shí)間內(nèi)能連續(xù)完成吸附、侵入、復(fù)制、裝配和裂解這五個(gè)階段而實(shí)現(xiàn)其繁殖的噬菌體。 2.溫和性噬菌體(temperate phage) ：凡在吸附并侵入細(xì)胞后，噬菌體的DNA只整合在宿主的核染色體組上并可長(zhǎng)期隨宿主DNA的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，一般部進(jìn)

27、行增殖和引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體。又稱溶源性噬菌體。,74,PPT學(xué)習(xí)交流,烈性噬菌體與溫和性噬菌體生活史的比較,75,PPT學(xué)習(xí)交流,烈性噬菌體的生活史,76,PPT學(xué)習(xí)交流,溫和性噬菌體的生活史,77,PPT學(xué)習(xí)交流,8-4噬菌體效價(jià)的測(cè)定,噬菌體的效價(jià)：指每毫升試樣中所含有的侵染性的噬菌體的粒子數(shù)。 測(cè)定方法： 液體稀釋管法 斑點(diǎn)試驗(yàn)法：半定量，結(jié)果不準(zhǔn)確 雙層平板法：精確測(cè)定，普遍采用底層平板為2%左右的瓊脂培養(yǎng)基78ml 上層平板包括上層培養(yǎng)基（1%瓊脂培養(yǎng)基3ml）宿主菌懸液、噬菌體試樣 單層平板法：方法簡(jiǎn)單，但效果較差 玻片快速法：快速但精確度較差,78,PPT學(xué)習(xí)交流,測(cè)定噬菌

28、體生長(zhǎng)的方法,混合一定時(shí)間 (5min),79,PPT學(xué)習(xí)交流,8-5一步生長(zhǎng)曲線（one-step growth curve） 定量描述烈性噬菌體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線,1939年，Max Delbruck & Emory Ellis： 該實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著分子病毒學(xué)、分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的建立Max Delbruck因此榮獲1969年Nobel Prize 一步生長(zhǎng)曲線是研究病毒復(fù)制的一個(gè)經(jīng)典試驗(yàn)，最初是為研究噬菌體的復(fù)制而建立，以后推廣到動(dòng)物病毒和植物病毒的復(fù)制研究中。,80,PPT學(xué)習(xí)交流,一步生長(zhǎng)曲線（one-step growth curve）,1、用噬菌體的稀釋液感染高濃度的宿主細(xì)胞； 2

29、、數(shù)分鐘后，加入抗噬菌體的抗血清（中和未吸附的噬菌體）； 3、將上述混合物大量稀釋，終止抗血清的作用和防止新釋放的噬菌體感染其它細(xì)胞； 4、保溫培養(yǎng)并定期檢測(cè)培養(yǎng)物中的噬菌體效價(jià)（對(duì)噬菌體含量進(jìn)行計(jì)數(shù)）； 5、以感染時(shí)間為橫坐標(biāo)，病毒的感染效價(jià)為縱坐標(biāo)，繪制出病毒特征性的繁殖曲線；,81,PPT學(xué)習(xí)交流,T4噬菌體的一步生長(zhǎng)曲線,裂解末期平均噬菌體數(shù) 裂解量= 潛伏期平均數(shù),82,PPT學(xué)習(xí)交流,一步生長(zhǎng)曲線,潛伏期指噬菌體侵入寄主細(xì)胞到寄主釋放新的噬菌體的最短時(shí)間，分為隱晦期和胞內(nèi)累積期 不同病毒的潛伏期長(zhǎng)短不同，噬菌體以分鐘計(jì)，動(dòng)物病毒和植物病毒以小時(shí)或天計(jì)。 裂解期從被感染的第一個(gè)細(xì)胞裂

30、解到最后一個(gè)細(xì)胞裂解完畢所需的時(shí)間 平穩(wěn)期感染的細(xì)胞全部裂解，溶液中噬菌體效價(jià)達(dá)最高點(diǎn)后的時(shí)期 裂解量= 裂解末期平均噬菌體數(shù)/潛伏期平均數(shù)=b/ 噬菌體的裂解量一般為幾十到上百個(gè)，植物病毒和動(dòng)物病毒可達(dá)數(shù)百乃至上萬(wàn)個(gè)。,83,PPT學(xué)習(xí)交流,一步生長(zhǎng)曲線中的潛伏期,指噬菌體的核酸侵入宿主細(xì)胞后至第一個(gè)成熟噬菌體粒子裝配前的一段時(shí)間 隱晦期：指在潛伏前期人為裂解細(xì)胞以后裂解液無(wú)侵染性的一段時(shí)間 胞內(nèi)積累期：潛伏后期，在隱晦期后人為裂解液呈現(xiàn)侵染性的一段時(shí)間細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)開始裝配噬菌體粒子 進(jìn)行一步生長(zhǎng)曲線的測(cè)定，能了解噬菌體在菌體內(nèi)的最短潛伏期，和平均收獲量，還可測(cè)知理化因素的變化對(duì)噬菌體感染循環(huán)

31、的時(shí)間和對(duì)每個(gè)被感染噬菌體釋放噬菌體的影響。,84,PPT學(xué)習(xí)交流,8-6 溫和性噬菌體的特點(diǎn),1.其核酸的類型都是dsDNA。 2.具有整合能力。 前噬菌體(prophage)：處于整合態(tài)的噬菌體的核酸。 溶源菌(lysogenic bacteria)：染色體上整合有前噬菌體并能正常生長(zhǎng)繁殖的細(xì)菌。 游離態(tài) 溫和噬菌體存在形式 整合態(tài) 營(yíng)養(yǎng)態(tài) 3.具有同步復(fù)制能力。,85,PPT學(xué)習(xí)交流,敏感細(xì)菌：能被噬菌體感染的細(xì)菌 溶源性細(xì)菌(lysogenic bacteria)含有原噬菌體的寄主細(xì)菌，能正常生長(zhǎng)繁殖而不被裂解，與溫和噬菌體長(zhǎng)期共存，一般不會(huì)出現(xiàn)有害影響 溶源化敏感細(xì)菌被溫和噬菌體感染

32、而轉(zhuǎn)變成溶源性細(xì)菌的過(guò)程,86,PPT學(xué)習(xí)交流,8-7溶源菌(lysogenic bacteria)的特點(diǎn),細(xì)菌的溶源性具有遺傳性 自發(fā)裂解和誘導(dǎo)裂解：有少數(shù)噬菌體可自發(fā)或誘發(fā)裂解宿主細(xì)胞變成烈性噬菌體 免疫性：溶源菌對(duì)同源噬菌體具有免疫性 復(fù)愈：溶源菌 非溶源細(xì)胞 溶源轉(zhuǎn)變：失溶源性細(xì)胞可獲得一些新的生理特性 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo),失去前噬菌體,87,PPT學(xué)習(xí)交流,溫和噬菌體的溶源性反應(yīng)：,細(xì)胞中含有以原噬菌體狀態(tài)存在的溫和噬菌體基因組 的細(xì)菌稱做溶源性細(xì)菌（lysogenic bacteria）,在原噬菌體階段，噬菌體的復(fù)制被抑制，宿主細(xì)胞正常地生長(zhǎng)繁殖，而噬菌體基因組與宿主細(xì)菌染色體同步復(fù)制，并

33、隨細(xì)胞分裂而傳遞給子代細(xì)胞。,溶源性細(xì)菌經(jīng)自發(fā)裂解或誘發(fā)裂解,進(jìn)入裂解循環(huán),88,PPT學(xué)習(xí)交流,溶源菌的檢測(cè)方法,共培養(yǎng)：少量溶原菌和大量敏感性指示菌共培養(yǎng) 獨(dú)特噬菌斑的形態(tài),89,PPT學(xué)習(xí)交流,人與脊椎動(dòng)物病毒,種類：300種：與人類健康有關(guān) 900種：脊椎動(dòng)物有關(guān) 常見的病毒病流行性感冒、肝炎、泡疹、流行性乙型腦炎、狂犬病、艾滋病、西尼羅河病毒、愛博拉病毒病毒感染誘發(fā)腫瘤豬瘟、牛瘟、口蹄疫、雞瘟、雞新城疫 脊椎動(dòng)物病毒 Acquired immune deficiency syndrome,90,PPT學(xué)習(xí)交流,HIV （Human Immunodeficiency virus）,91

34、,PPT學(xué)習(xí)交流,狂犬病病毒,92,PPT學(xué)習(xí)交流,病毒與實(shí)踐 噬菌體與實(shí)踐,發(fā)酵周期明顯延長(zhǎng) 碳源消耗緩慢發(fā)酵液清淡 發(fā)酵產(chǎn)物形成緩慢或根本不形成 噬菌體檢測(cè)會(huì)發(fā)現(xiàn)大量噬菌斑 電鏡可看到噬菌體 后果：減產(chǎn) 倒罐,93,PPT學(xué)習(xí)交流,補(bǔ)救方法： 盡快提取產(chǎn)品,加藥抑制,及時(shí)更換菌種,發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)預(yù)防措施,決不使用可疑菌種 嚴(yán)格環(huán)境衛(wèi)生 活菌液嚴(yán)禁排放 通氣加料嚴(yán)控 輪換使用生產(chǎn)菌株； 設(shè)備滅菌 使用抗噬菌體菌株,94,PPT學(xué)習(xí)交流,8-8噬菌體的應(yīng)用,1. 用于鑒定細(xì)菌的分型； 2. 分子生物學(xué)領(lǐng)域的重要實(shí)驗(yàn)工具和最理想的材料； 3. 用于預(yù)防和治療傳染性疾??； 4. 用于篩選抗癌物質(zhì)和檢測(cè)致癌 物質(zhì)； 5. 測(cè)定輻射劑量；,95,PPT學(xué)習(xí)交流,9.病毒在基因工程中的應(yīng)用,噬菌體作為原核生物基因工程的載體 植物DNA病毒作為植物基因工程的載體 動(dòng)物DNA病毒作為動(dòng)物基因工程的載體 昆蟲DNA病毒作為真核生物基因工程的載體,96,PPT學(xué)習(xí)交流,噬菌體在基因工程中的應(yīng)用,噬菌體可作為原核生物基因工程的優(yōu)良載體，將外源目的基因?qū)氲胶线m的受體細(xì)胞，從而獲得具有新性狀的 “工程菌” E.coli的噬菌體包括：必需基因參與生命活動(dòng)；非必需基因不影響生命活動(dòng)，可被外源DNA代替 載有外源遺傳因子的重組噬菌體可整合在宿主核基因組上，兩者以一個(gè)整體進(jìn)行同步復(fù)制