《微生物 第三版 周德庆 第四章病毒》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物 第三版 周德庆 第四章病毒（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章病 毒 病毒 是含有是含有DNA或或 RNA或蛋白质或蛋白质 能在 能在活细胞内活细胞内增 殖 在 增 殖 在活细胞外活细胞外具有一般化学大 分子特征 以 具有一般化学大 分子特征 以亚显微亚显微的大分子状 态存在 可以作为致病因子 也 可当作遗传成分的非细胞型微生 物 的大分子状 态存在 可以作为致病因子 也 可当作遗传成分的非细胞型微生 物 非细胞生物非细胞生物 真病毒 真病毒 至少含核酸和蛋白质二种组分至少含核酸和蛋白质二种组分 亚病毒亚病毒 类病毒 只含有独立侵染性的类病毒 只含有独立侵染性的RNA组分 拟病毒 只含有不具独立侵染性的 组分 拟病毒 只含有不具独立侵染性的RNA组
2、分 朊病毒 只含蛋白质 组分 朊病毒 只含蛋白质 特点 特点 个体极小个体极小 能通过细菌滤器 能通过细菌滤器 没有细胞结构没有细胞结构 其主要成分仅为核酸和蛋白质 故称 其主要成分仅为核酸和蛋白质 故称分子生物分子生物 只含只含一种核酸一种核酸 DNA或或RNA 无细胞结构 无细胞结构 专性活细胞内寄生专性活细胞内寄生 没有酶或酶系统极不完全 不能进行代谢活动 没有酶或酶系统极不完全 不能进行代谢活动 繁殖方式独特 复制繁殖方式独特 复制 装配装配 增殖 增殖 具有双重存在方式 具有双重存在方式 对对抗生素不敏感抗生素不敏感 对 对干扰素敏感干扰素敏感 有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中
3、 诱发潜伏性感染 有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中 诱发潜伏性感染 第一节 病毒的形态结构 一 病毒的形态一 病毒的形态 二 病毒的大小 个体小 必需在电镜下观察 不同病毒的毒粒大小差别很 大 个体小 必需在电镜下观察 不同病毒的毒粒大小差别很 大 病毒大小的测量单位是 纳米 病毒大小的测量单位是 纳米 nm 10 9m 三 群体形态三 群体形态 1 包涵体1 包涵体 动 植物细胞 动 植物细胞 2 噬菌斑2 噬菌斑 微生物细胞 微生物细胞 3 病斑 枯斑 3 病斑 枯斑 植物细胞 植物细胞 4 空斑4 空斑 动物细胞 动物细胞 病毒的群体形态病毒的群体形态有助于对病毒的有助于对病毒的分
4、离分离 纯化纯化 鉴别鉴别和和计数计数等 等 四 病毒的化学组成 结构及对称性 病毒的主要成分为 病毒的主要成分为 核酸核酸 DNA或或RNA 和 和蛋白质蛋白质 有的病毒还含有有的病毒还含有脂质脂质 糖类糖类等其他组分 等其他组分 一 病毒的化学组成 1 病毒的核酸 病毒的核酸 核酸核酸是病毒的遗传物质 控制着是病毒的遗传物质 控制着病毒的 增殖 病毒的 增殖和和对宿主的感染性对宿主的感染性 一种病毒一种病毒的毒粒只含有的毒粒只含有一种核酸一种核酸 DNA 或是或是RNA 单链 单链DNA ss DNA 病毒核酸病毒核酸双链双链DNA ds DNA 单链 单链RNA ss RNA 双链 双链
5、RNA ds RNA 2 病毒的蛋白质 构成构成病毒外壳病毒外壳 保护病毒核酸免受核酸酶及其他理 化因子的破坏 保护病毒核酸免受核酸酶及其他理 化因子的破坏 决定病毒决定病毒感染的特异性感染的特异性 与易感细胞表面存在的受 体具特异亲合力 促使病毒粒子的吸附 与易感细胞表面存在的受 体具特异亲合力 促使病毒粒子的吸附 决定决定病毒的抗原性病毒的抗原性 并能刺激机体产生相应的抗体 并能刺激机体产生相应的抗体 病毒蛋白还构成了病毒蛋白还构成了病毒组成的酶病毒组成的酶 破坏破坏宿主宿主细胞膜细胞膜与与细胞壁细胞壁 3 其他成分 其他成分 一些较复杂的病毒 如包膜病毒 除含有 核酸和蛋白质两种成分外
6、还含有 一些较复杂的病毒 如包膜病毒 除含有 核酸和蛋白质两种成分外 还含有脂类脂类 多糖多糖等其他成分 病毒中的脂类主要以 等其他成分 病毒中的脂类主要以脂质双分子层脂质双分子层的形式 存在于病毒的 的形式 存在于病毒的包膜包膜中 病毒所含的糖类主要以 中 病毒所含的糖类主要以糖蛋白糖蛋白的形式存在 于 的形式存在 于包膜的表面包膜的表面 决定着病毒的抗原性决定着病毒的抗原性 二 病毒的结构 二 病毒的结构 1 典型病毒粒 典型病毒粒 的构造的构造 基本成分 核酸 基本成分 核酸 位于中心 称为位于中心 称为核心核心或或基因组基因组 蛋白质蛋白质 包围在核心周围 形成包围在核心周围 形成衣壳
7、衣壳 由 由衣壳粒衣壳粒 组成 组成 核心核心和和衣壳衣壳合称合称核衣壳核衣壳 为病毒的基本结构 有些复 杂的病毒在衣壳的外面包裹着一层由脂类和多糖组成 的 为病毒的基本结构 有些复 杂的病毒在衣壳的外面包裹着一层由脂类和多糖组成 的包膜包膜 有的包膜上还长有 有的包膜上还长有刺突刺突 三 病毒的对称性 1 螺旋状对称的杆状病毒 螺旋状对称的杆状病毒 烟草花叶病毒 烟草花叶病毒 TMV 呈直杆状 长呈直杆状 长300nm 宽 宽15nm 中空内径 中空内径4nm 由 由158个氨基 酸组成一个皮鞋状的衣壳粒 相对分子量为 个氨基 酸组成一个皮鞋状的衣壳粒 相对分子量为17500 总共 总共21
8、30个 衣壳粒 排列成 个 衣壳粒 排列成130圈螺旋 核酸核心是单链的圈螺旋 核酸核心是单链的RNA 相对分 子质量为 相对分 子质量为2 106 含有 含有6390个核苷酸 每个核苷酸 每3个核苷酸与一个衣壳 粒相结合 盘绕于蛋白质的中空内径中 个核苷酸与一个衣壳 粒相结合 盘绕于蛋白质的中空内径中 蛋白质亚基 衣壳粒 蛋白质亚基 衣壳粒 病毒RNA病毒RNA 三 病毒的对称性 2 二十面体对称或等轴对称的球状病毒 腺病毒 Adenovirus 这是一种这是一种动物病毒动物病毒 外形呈典型的外形呈典型的二十面体二十面体 有有12个角个角 20个面个面和和30条棱条棱 核心是核心是线状双链线
9、状双链DNA dsDNA 36500bp 只能培养在只能培养在人的组织细胞人的组织细胞上上 能使宿主细胞形成能使宿主细胞形成包涵体包涵体 衣壳粒总数衣壳粒总数N 10 n 1 2 2 n为每条边的衣壳粒数为每条边的衣壳粒数 252个衣壳粒个衣壳粒 五邻体 五邻体 12 六邻体 六邻体 240 3 复合对称的蝌蚪状病毒 复合对称的蝌蚪状病毒 偶数噬菌体 偶数噬菌体 T2 T4 T6 T4由头部 核心是由头部 核心是双链线状双链线状DNA 颈部颈部和和尾部尾部 尾鞘 尾管 基板 刺突和尾丝 三个部分构成 尾鞘 尾管 基板 刺突和尾丝 三个部分构成 3 复合对称的蝌蚪状病毒 复合对称的蝌蚪状病毒 偶
10、数噬菌体 偶数噬菌体 T2 T4 T6 第二节 病毒的增殖 一 病毒的增殖过程 噬菌体的繁殖一般可分五个阶段 即噬菌体的繁殖一般可分五个阶段 即 吸附吸附 侵入侵入 增殖 复制与生物合成 增殖 复制与生物合成 成熟 装配 成熟 装配 裂解 释放 裂解 释放 1 吸附 吸附 尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性 受体接触 可触发尾丝散开 附着 在受体上 随之把刺突 基板固定 尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性 受体接触 可触发尾丝散开 附着 在受体上 随之把刺突 基板固定 病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合 力来源于空间结构的互补性 相互 间的电荷 氢键 疏水性相互作用 及范得华力 病毒吸附蛋白与细胞受体间的
11、结合 力来源于空间结构的互补性 相互 间的电荷 氢键 疏水性相互作用 及范得华力 2 侵入 侵入 尾部的尾部的酶酶水解水解细胞壁的肽聚糖细胞壁的肽聚糖 使细胞壁产生小孔 尾鞘收缩 使细胞壁产生小孔 尾鞘收缩 核酸核酸通过中空的通过中空的尾管尾管压入胞内 压入胞内 蛋白质外壳蛋白质外壳留在胞外 留在胞外 吸附尾钉固着尾鞘收缩尾管穿入DNA注入 3 增殖 增殖 病毒核酸的复制 双链双链DNA的复制的复制 DNA DNA 单链单链DNA的复制的复制 DNA DNA DNA DNA 双链双链RNA的复制的复制 RNA RNA RNA RNA RNA复制复制 RNA RNA RNA RNA RNA复制复
12、制 RNA RNA mRNA Pr RNA复制酶复制酶 逆转录病毒单链逆转录病毒单链RNA的复制的复制 RNA DNA DNA RNA肿瘤病毒肿瘤病毒 病毒核酸的转录病毒核酸的转录 含 含 DNA的病毒的病毒 DNA mRNA DNA病毒病毒 DNA DNA mRNA 含 含 RNA病毒病毒 RNA mRNA 含含 RNA病毒病毒 RNA RNA mRNA 含含 RNA病毒病毒 RNA mRNA 双链双链DNA噬菌体通过三阶段转录的增殖过程示意图噬菌体通过三阶段转录的增殖过程示意图 4 成熟 装配 成熟 装配 4 成熟 装配 成熟 装配 5 裂解 释放 裂解 释放 自外裂解 自外裂解 是指大量
13、噬菌体吸附在同一宿主细胞表而并释放 众多的溶菌酶 最终因外在的原因而导致细胞裂解 是指大量噬菌体吸附在同一宿主细胞表而并释放 众多的溶菌酶 最终因外在的原因而导致细胞裂解 动物病毒的释放方式动物病毒的释放方式 1 无包膜的病毒 如腺病毒通过无包膜的病毒 如腺病毒通过细胞裂解细胞裂解或或局部破裂局部破裂而 释放 而 释放 2 有包膜的有包膜的DNA病毒 如疱疹病毒 以病毒 如疱疹病毒 以细胞质中通道细胞质中通道释 放到细胞外 释 放到细胞外 3 有包膜的有包膜的RNA病毒 如副流感病毒用病毒 如副流感病毒用出芽方式出芽方式通过寄 主细胞膜 释放到细胞外并获得细胞源性的包膜和产 生刺突 通过寄 主
14、细胞膜 释放到细胞外并获得细胞源性的包膜和产 生刺突 二 烈性噬菌体与一步生长曲线二 烈性噬菌体与一步生长曲线 烈性噬菌体 烈性噬菌体 凡在短时间内能连续完成吸附 侵入 增殖 成熟和裂解五个阶段而实现其繁殖的噬菌体 称为烈性噬菌体 凡在短时间内能连续完成吸附 侵入 增殖 成熟和裂解五个阶段而实现其繁殖的噬菌体 称为烈性噬菌体 烈性噬菌体经历的繁殖过程 称为烈性噬菌体经历的繁殖过程 称为裂解性周期裂解性周期或或 增殖性周期增殖性周期 温和噬菌体 温和噬菌体 凡能引起溶源性的噬菌体即称凡能引起溶源性的噬菌体即称温和噬 菌体 温和噬 菌体 二 烈性噬菌体与一步生长曲线二 烈性噬菌体与一步生长曲线 一
15、步生长曲线 一步生长曲线 定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线 定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线 一一步生长曲线可分为三个时期 步生长曲线可分为三个时期 潜伏期潜伏期是指菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一 个噬菌体粒子装配前的一段时间 是指菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一 个噬菌体粒子装配前的一段时间 裂解期裂解期是指溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段 时间 是指溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段 时间 平平稳期稳期溶液中噬菌体总数达到最高点后的时期 溶液中噬菌体总数达到最高点后的时期 胞内累积期胞内累积期 三 温和噬菌体与溶 源性 感染宿主细胞后不能完成复制循环 噬 菌体基因组长期存在于宿主细胞内 与
16、 细菌共存 没有成熟噬菌体产生 不裂 解细菌 这一现象称 感染宿主细胞后不能完成复制循环 噬 菌体基因组长期存在于宿主细胞内 与 细菌共存 没有成熟噬菌体产生 不裂 解细菌 这一现象称做溶源性做溶源性 lysogeny 现象 现象 一 温和噬菌体 前噬菌体前噬菌体 附着或融合在溶源性细菌染色体 上的温和噬菌体的核酸 称为原噬菌体或前噬 菌体 附着或融合在溶源性细菌染色体 上的温和噬菌体的核酸 称为原噬菌体或前噬 菌体 游离态游离态 已成熟 有侵染性已成熟 有侵染性 温和噬菌体 存在形式 温和噬菌体 存在形式整合态整合态 整合在宿主核染色 体上 整合在宿主核染色 体上 前噬菌体前噬菌体 营养态营养态 脱离宿主核基因组而处于 积极复制和装配的状态 脱离宿主核基因组而处于 积极复制和装配的状态 都是都是dsDNA 温和噬菌体特点 温和噬菌体特点 具有整合能力 具有同步复制能力 具有整合能力 具有同步复制能力 二 溶源性细菌及其检出溶源性细菌及其检出 含有温和噬菌体的DNA而又找不到形态上可见 的噬菌体粒子 含有温和噬菌体的DNA而又找不到形态上可见 的噬菌体粒子 并能正常生长繁殖而 不被裂解
