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1、病毒的一般特性噬菌体3.4 病毒Date1济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学病毒：超显微的非细胞生物，每一种病毒只含有一种核酸，只能在活细胞内营专性寄生，在离体条件下以无生命的化学大分子状态存在。病毒粒子：结构功能完整的、具有感染性的病毒颗粒。3.4.1 病毒的一般特性3.4.1.1 病毒的概念Date2济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学3.4.1.2 病毒的基本特点 个体极小（以nm计），能通过滤菌器。形态多 样，有球状、杆状、复合型。 无细胞结构，主要由蛋白质、核酸构成，核酸 以单链或双链形式存在。 生活方式为专性活细胞内寄生，病毒酶系不全 ，离开活体后无生命特
2、征。 病毒以复制的方式增殖,包括核酸复制、核酸蛋 白质装配，在分子水平上进行。 对抗生素不敏感，对干扰素敏感。Date3济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学3.4.1.3 病毒的形态构造及化学组成（1）形态Date4济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学 二十面体对称结构(球状)：蛋白质 亚基围绕具立方对称正多面体的角或边排列形成一个封闭蛋白质鞘。 螺旋对称结构(杆状)：蛋白质亚基 沿中心轴呈螺旋状排列，形成高度有 序、对称的稳定结构。 复合对称结构(蝌蚪状)：大肠杆菌 T4噬菌体由椭圆形的二十面体头部和 螺旋对称的尾部组合而成，病毒中复 合对称的代表。三类典型的病毒形态
3、Date5济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学（2）化学组成主要由核酸和蛋白质组成。较复杂的病毒还含有脂类 、多糖等。 （3）结构核衣壳（基本构造） 核心：由DNA或RNA构成。病 衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成。 毒 包膜（非基本结构）：类脂或脂蛋白构成。刺突（非基本结构）：包膜表面突起物。衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单 位，衣壳粒的排列组合方式不同，就表现出不同的构型和 形状。Date6济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学衣壳核酸 包膜 刺突核衣壳病毒的基本结构Date7济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学病毒的分类：根据病毒寄生的对象来分，
4、有植物 病毒、动物病毒和微生物病毒。 噬菌体：一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌 体，是病毒的一种 （把侵染真菌的病毒叫噬真 菌体）。约有4000余种，49个病毒科。共有六类 形态。3.4.2 噬菌体Date8济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学在电子显微镜下观察噬菌体有 三种基本形态：蝌蚪形、微球 形和丝状。从结构来看又可分 为五种不同的类型： 蝌蚪形，具有六角形头部和 可收缩长尾，dsDNA，如T2、 T4、P2噬菌体。 蝌蚪形，具有六角形头部和 不可收缩长尾，dsDNA，如T1 、T5、噬菌体。 蝌蚪形，具有六角形头部和 不可收缩短尾，dsDNA，如T3 、T7噬菌体。 3.
5、4.2.1噬菌体的形态与结构Date9济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学球形，无尾，二十面体等 轴颗粒，12个大的顶点颗粒 ，ssDNA，如大肠杆菌噬菌 体X174。 丝状噬菌体，病毒粒蜿蜒 如丝，ssDNA，如fd噬菌体 、M13雄性噬菌体。3.4.2.1噬菌体的形态与结构Date10济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学头部：廿面体对称，由蛋白质 衣壳构成，内含一条DNA。 颈部：薄盘状，附颈须。 尾鞘：长95nm, 衣壳粒螺旋对 称，可伸缩。 尾髓:中空，DNA可由此进入细 胞。 基板: 六角形盘状物，其上有 刺突、尾丝。 刺突: 吸附功能。 尾丝: 识别吸附功能
6、。 大肠杆菌T4噬菌体构造蝌蚪形噬菌体的构造（T4）Date11济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学3.4.2.2 噬菌体(phage)的繁殖噬菌体没有个体的生长过程，只有基本成分的合 成和装配，即首先将各个部件合成出来，然后装 配，一般将噬菌体的繁殖称做复制。根据噬菌体 与宿主的关系，分为： 烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主 细胞裂解的噬菌体。 温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：噬菌体感染 细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA 上，可随宿主DNA复制进行同步复制，一般情况 下不引起寄主细胞裂解。Date12济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学吸附 侵入 复
7、制 装配 释放（1）烈性噬菌体的繁殖Date13济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异 性吸附部位进行特异性结合，噬菌体 以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突 “钉”在细胞表面上。 侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌 体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生 一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入 细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白 质外壳留在细胞外。 复制 ：包括核酸的复制和蛋白质 合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后， 会控制宿主细胞的合成系统，然后以 噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需 的核酸和蛋白质。Date14济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学装配： DNA分子
8、的缩合通过衣壳包裹DNA而形成头部 尾丝及尾部的其它部件独立装配完成头部 与尾部相结合最后装上尾丝。Date15济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学释放： 裂解：多以裂解细胞的方式释放。 分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。Date16济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学噬菌体的生活周期噬菌体的生活周期这种用来测定噬菌体侵染和成熟病毒体释放的时 间间隔，用以估计每个被侵染的细胞释放出来 的新的噬菌体粒子数量的生长曲线，称为一步 生长曲线(one-step growth curve)。一步生长曲线烈性噬菌体生长规律噬菌体的生长曲线Date17济南大学酒店管理学院-食品科学
9、与营养系-微生物学噬菌体的生活周期噬菌体的生活周期实验方法实验方法实验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,避免二次 吸附；细菌群体被噬菌体同步感染。实验过程:敏感菌10ml Phage 1ml混匀，5min,使之吸附离心或用抗phage血清处理, 去除过量phage高倍稀释,吸附phage的菌悬液(避免多次吸附)37培养,定时取样Date18济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学取样人为裂解处理（每5min）样品中加入氯仿裂解细胞 24-48h裂解液加入敏感菌液中 适当稀释混合液 涂布于琼脂培养基上 计数噬菌斑Date19济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学概念：将少量噬
10、菌体与大量 敏感菌混合培养在营养琼 脂中，在平板表面布满宿 主细胞的菌苔上,可以用 肉眼看到一个个透明的不 长菌的小圆斑，称为噬菌 斑。(每个噬菌斑一般是 由一个噬菌体粒子形成) 应用: 噬菌斑可用于检出、 分离、纯化噬菌体和进行 噬菌体的计数。噬菌斑噬菌斑Date20济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学以培养时间为横坐标,以 噬菌斑数为纵坐标,绘 制成的曲线为一步生 长曲线。可分以下阶段： 潜伏期 裂解期 稳定期 一步生长曲线一步生长曲线Date21济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学潜伏期：从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放 新的噬菌体之前的这段时期，曲线平行于 横轴，
11、噬菌体数无变化，样品中无游离的 噬菌体。(潜伏期前的噬菌斑数是噬菌体数 ,也就是感染噬菌体的细菌数)。 裂解期：曲线直线上升，子代噬菌体不断释 放到培养基中，直到达到一个极限。 稳定期:感染细胞后复制的子代噬菌体全部释 放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。Date22济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学裂解量: 每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的平均数。稳定期噬菌斑数裂解量 = 潜伏期噬菌斑数不同的噬菌体或同种噬菌体感染敏感菌后所释放 的噬菌体数不同,与噬菌体种类、宿主细胞菌 龄以及环境因数有关。Date23济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学（2）温和噬菌体与溶源性细菌温
12、和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核 酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可 以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一 般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体 。 原噬菌体（或前噬菌体）： 即整合在宿主核DNA上的噬菌体的核酸。 溶原性细菌：指在核染色体上整合有原噬 菌体的细菌。可进行正常生长繁殖,而不被 裂解。 Date24济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学可稳定遗传：子代细菌都含有原噬菌体，均具有溶原性。可自发裂解：温和噬菌体的核酸也可从宿主DNA上脱落下来 ，恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自 发裂解几率10-210-5 。可诱导裂解：用化学、物理方法诱导。具
13、有“免疫性”：溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同 源的噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌 体没有免疫性。可复愈：自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解溶源转变：由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产 生一些新的生理特征。溶原性细菌的特点Date25济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学3.4.2.3 噬菌体的危害和应用噬菌体的危害：丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染。抗生素发酵中的噬菌体污染。食品工业上的噬菌体污染。防治：控制活菌排放。选育抗性生产菌株。生产中轮换使用菌种。药物防治例如用金霉素、四环素等。Date26济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学应用： 作为分子生物学研究的工具。 l用于鉴定未知菌，可到型。 l用于临床治疗传染病。l检验植物病原菌。l测定辐射剂量。3.4.2.3 噬菌体的危害和应用Date27济南大学酒店管理学院-食品科学与营养系-微生物学
