第一章 病毒的形态与结构

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1、近20年来肆虐的病毒性疾病 AIDS SARS 禽流感禽流感 病原体 病毒！ 乙肝病毒乙肝病毒 第三节 病毒的形态 与结构 第三节 病毒的形态 与结构 病毒(virus)病毒(virus)是一类体积非常微小、结构极其 简单的生命形式，它必须在细胞内增殖、遗 传和变异的非细胞结构的微生物。 是一类体积非常微小、结构极其 简单的生命形式，它必须在细胞内增殖、遗 传和变异的非细胞结构的微生物。 病毒的定义：病毒的定义： 病毒与其他微生物的比较病毒与其他微生物的比较 特性特性病毒病毒细菌细菌支原体支原体立克次体立克次体衣原体衣原体真菌真菌 通过细菌滤器 (0.45m) 通过细菌滤器 (0.45m) +

2、 + - - - -+ +- - 结构结构非细胞非细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞 有无细胞壁有无细胞壁- -+ +- -+ + + + 核酸类型核酸类型 DNA或RNADNA或RNADNARNADNARNADNARNADNARNADNARNADNARNADNARNADNARNADNARNADNARNA 在人工培养基 上生长 在人工培养基 上生长 - -+ + +- - -+ + 增殖方式增殖方式复制复制二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂有性或无性有性或无性 抗生素敏感性抗生素敏感性- -+ + + + + + 干扰素敏感性干扰

3、素敏感性+ +- - - - - - 病毒的特点病毒的特点 ?个体极其微小个体极其微小，必须在电子显微镜，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过 细菌滤器； 下才能观察，一般都可通过 细菌滤器； ?病毒只含有一种核酸病毒只含有一种核酸，DNA或RNA；，DNA或RNA； ?病毒以复制病毒以复制的方式增殖，包括核酸的复制和核酸蛋白装配，不 存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式； 的方式增殖，包括核酸的复制和核酸蛋白装配，不 存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式； ?没有细胞构造没有细胞构造，既无完整的酶系统，不能在人工制备的培养基 上生长繁殖，必须在宿主的活细胞内营专性寄生 ，既无完整的酶

4、系统，不能在人工制备的培养基 上生长繁殖，必须在宿主的活细胞内营专性寄生； ?其主要成分仅是核酸和蛋白质其主要成分仅是核酸和蛋白质两种；两种； ?对一般抗生素不敏感，但对干扰素对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。敏感。 宿主范围（分布）宿主范围（分布） 几乎所有的生物都可以 感染相应的病 毒。根据宿主可以分三类： 几乎所有的生物都可以 感染相应的病 毒。根据宿主可以分三类： 动物病毒动物病毒 植物病毒植物病毒 细菌病毒（或称噬菌体）细菌病毒（或称噬菌体） 一、 病毒的大小一、 病毒的大小 病毒的大小一般用nm表示，各种病毒的大 小差别很大，最大的病毒子为300nm(痘病 毒类)；最小的病毒为2

5、0nm( 口蹄疫病毒)。 病毒的大小一般用nm表示，各种病毒的大 小差别很大，最大的病毒子为300nm(痘病 毒类)；最小的病毒为20nm( 口蹄疫病毒)。 测量单位为纳米（nm,为1/1000m） 150nm 大型病毒（最大300 nm） 测量单位为纳米（nm,为1/1000m） 150nm 大型病毒（最大300 nm） 最大的病毒与最小的病毒最大的病毒与最小的病毒 天花病毒天花病毒 200300nm 脊髓灰质炎病毒 口蹄疫病毒口蹄疫病毒 20nm 20nm 二、病毒的形态特征二、病毒的形态特征 （一）病毒的个体形态（一）病毒的个体形态 病毒的个体极其微小，结构简单，但它们却 是形态各异，丰

6、富多彩。 病毒的个体极其微小，结构简单，但它们却 是形态各异，丰富多彩。 1圆形1圆形 (Sphericity) 大多数人类和动物病毒为球 形，如脊髓灰质炎病毒、腺病毒等。 (Sphericity) 大多数人类和动物病毒为球 形，如脊髓灰质炎病毒、腺病毒等。 2弹状2弹状(Bullet-shape)形似子弹头，如狂犬病病毒、 水疱性口炎病毒等。 (Bullet-shape)形似子弹头，如狂犬病病毒、 水疱性口炎病毒等。 3砖形3砖形 (Brick-shape)如痘病毒（无花病毒、牛痘 苗病毒等）。其实大多数呈卵圆形或 (Brick-shape)如痘病毒（无花病毒、牛痘 苗病毒等）。其实大多数呈

7、卵圆形或“菠萝形菠萝形”。 4丝形4丝形 (Filament) 多见于植物病毒，如烟草花叶 病病毒等。人类某些病毒（如流感病毒）有时也 可形成丝形。 (Filament) 多见于植物病毒，如烟草花叶 病病毒等。人类某些病毒（如流感病毒）有时也 可形成丝形。 5蝌蚪形5蝌蚪形(Tadpole-shape)由一卵圆形的头及一条 细长的尾组成，如噬菌体。 (Tadpole-shape)由一卵圆形的头及一条 细长的尾组成，如噬菌体。 流行性感冒病毒（弧形）流行性感冒病毒（弧形） 不同形态的病毒颗粒。 A, B, C. 球状（分别为疱疹病毒，昆虫多角体病毒和流感病 毒；D. 杆状（烟草花叶病毒）；E.

8、噬菌体（T4噬菌体）； 不同形态的病毒颗粒。 A, B, C. 球状（分别为疱疹病毒，昆虫多角体病毒和流感病 毒；D. 杆状（烟草花叶病毒）；E. 噬菌体（T4噬菌体）；F,F, G.G. 多面体（分别为腺病毒和脊髓灰质炎病毒）多面体（分别为腺病毒和脊髓灰质炎病毒） （二）病毒的群体形态：（二）病毒的群体形态： ?病毒感染宿主细胞后，可形成由大量病毒粒 子和蛋白质构成的病毒群体：包涵体 病毒感染宿主细胞后，可形成由大量病毒粒 子和蛋白质构成的病毒群体：包涵体、噬菌 斑、空斑、病斑和枯斑。 、噬菌 斑、空斑、病斑和枯斑。 1.包涵体1.包涵体（inclusion body）（inclusion

9、body） 概念：病毒感染宿主细胞后，在细胞的概念：病毒感染宿主细胞后，在细胞的胞核胞核和和胞浆胞浆 内，出现圆形或椭圆形的斑块，称为包涵体。内，出现圆形或椭圆形的斑块，称为包涵体。 有的位于细胞质中（如天花病毒包涵体），有的位于 细胞核中（如疱疹病毒），或细胞质、细胞核中都有 （如麻疹病毒）。 有的位于细胞质中（如天花病毒包涵体），有的位于 细胞核中（如疱疹病毒），或细胞质、细胞核中都有 （如麻疹病毒）。 包涵体的特点包涵体的特点: 1)包涵体内含或不含病毒粒子； 2)包涵体具有感染性； 3)不同病毒包涵体大小、形状、组成、染色性不同。 1)包涵体内含或不含病毒粒子； 2)包涵体具有感染性；

10、 3)不同病毒包涵体大小、形状、组成、染色性不同。 检测病毒包涵体的意义:检测病毒包涵体的意义: 作为病毒性疾病的辅助诊断依据；作为病毒性疾病的辅助诊断依据； ?顾氏小体（顾氏小体（Guanrnieri body）：天花病毒包涵体）：天花病毒包涵体 ?内基氏小体（内基氏小体（Negri body）：狂犬病毒包涵体）：狂犬病毒包涵体 狂犬病毒包涵体狂犬病毒包涵体 巨细胞病毒包涵体巨细胞病毒包涵体 疱疹病毒包涵体疱疹病毒包涵体 2.噬菌斑噬菌斑(plaque) 概念：噬菌斑是指在 宿主细菌的菌苔上， 噬菌体使菌体裂解而 形成的无色透明的空 斑。 概念：噬菌斑是指在 宿主细菌的菌苔上， 噬菌体使菌体

11、裂解而 形成的无色透明的空 斑。 3.病斑和空斑病斑和空斑 空斑：动物细胞被病毒侵染后的死细胞群落。 病斑：动物细胞受肿瘤病毒感染后细胞剧增形成的病 灶 空斑：动物细胞被病毒侵染后的死细胞群落。 病斑：动物细胞受肿瘤病毒感染后细胞剧增形成的病 灶。 4.枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的群 体称为枯斑。 4.枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的群 体称为枯斑。 三、病毒的基本结构：三、病毒的基本结构： 衣 壳衣 壳 核 酸核 酸 囊 膜囊 膜 刺 突刺 突 核衣壳核衣壳 病毒粒子（病毒粒子（virion，或称病毒体）：是指成熟的或结 构完整、有感染性的病毒个体。 ，或称病毒体）：是指成熟的或结 构完

12、整、有感染性的病毒个体。 1.病毒的核酸及其功能1.病毒的核酸及其功能 病毒核酸病毒核酸 ?一种病毒只含有一种核酸（DNA或RNA）。一种病毒只含有一种核酸（DNA或RNA）。 ?病毒的核酸类型极为多样化：病毒的核酸类型极为多样化： 单链单链DNA（ss DNA） 双链 ） 双链DNA（ds DNA） 单链 ） 单链RNA（ss RNA） 双链 ） 双链RNA（ds RNA） 病毒的核酸大小病毒的核酸大小 核酸的功能核酸的功能 控制病毒的遗传和变异控制病毒的遗传和变异 核酸蕴藏着病毒遗传信息，若用酚或其他 蛋白酶降解剂去除病毒的蛋白质衣壳，提取核 酸并转染或导入宿主细胞，可产生与亲代病毒 生物

13、学性质一致的子代病毒。 核酸蕴藏着病毒遗传信息，若用酚或其他 蛋白酶降解剂去除病毒的蛋白质衣壳，提取核 酸并转染或导入宿主细胞，可产生与亲代病毒 生物学性质一致的子代病毒。 控制病毒增殖控制病毒增殖 编码病毒结构蛋白和功能蛋白编码病毒结构蛋白和功能蛋白 ?大型病毒的核酸分子量相对大，能编码病毒的全部 结构蛋白和病毒复制所需的许多 大型病毒的核酸分子量相对大，能编码病毒的全部 结构蛋白和病毒复制所需的许多酶。酶。 ?小病毒的核酸分子小，可能不编码这些酶，因此复 制时要宿主细胞提供 小病毒的核酸分子小，可能不编码这些酶，因此复 制时要宿主细胞提供。 具有感染性具有感染性 将提纯的病毒核酸（如肠道病

14、毒RNA）如加至活细胞 可以启动病毒复制从而感染细胞。从感染细胞中可 以获得子代完整病毒颗粒。 将提纯的病毒核酸（如肠道病毒RNA）如加至活细胞 可以启动病毒复制从而感染细胞。从感染细胞中可 以获得子代完整病毒颗粒。 逆转录性逆转录性 一些病毒颗粒中含一些病毒颗粒中含逆转录酶逆转录酶，可以将病毒RNA逆转成 DNA，这些病毒的核酸（RNA）不具有感染性，因为 它们不能在宿主细胞内获得逆转录酶以支持其RNA逆 转录，并进而生成mRNA。 ，可以将病毒RNA逆转成 DNA，这些病毒的核酸（RNA）不具有感染性，因为 它们不能在宿主细胞内获得逆转录酶以支持其RNA逆 转录，并进而生成mRNA。 ?在

15、核酸的外面紧密包绕着一层蛋白质外 衣，即病毒的 在核酸的外面紧密包绕着一层蛋白质外 衣，即病毒的“衣壳衣壳”。 ?衣壳是由许多衣壳是由许多“壳粒 (Capsomere) 壳粒 (Capsomere)”按一定几 何构型集结而成，壳微 粒在电镜下可见，是病 毒衣壳的 按一定几 何构型集结而成，壳微 粒在电镜下可见，是病 毒衣壳的形态学亚单 位 形态学亚单 位，它由一至数条结构 多肽能成。 ，它由一至数条结构 多肽能成。 2.2.衣壳衣壳衣壳衣壳 衣壳的排列衣壳的排列 衣壳的排列衣壳的排列 根据壳粒的排列方式将病毒构形区分为：根据壳粒的排列方式将病毒构形区分为： ?螺旋对称螺旋对称，壳粒以病毒核酸为

16、轴心，呈螺 旋规则地重复排列，如正粘病毒，副粘病毒 ，壳粒以病毒核酸为轴心，呈螺 旋规则地重复排列，如正粘病毒，副粘病毒 及弹状病毒及弹状病毒等等 ?立体对称型立体对称型，形成20个等边三角形的面， 12个顶和30条棱，如腺病毒、脊灰病毒 ，形成20个等边三角形的面， 12个顶和30条棱，如腺病毒、脊灰病毒 ?复合对称复合对称，同时具有两种对称性的病毒， 如噬菌体 ，同时具有两种对称性的病毒， 如噬菌体。 螺旋对称 复合对称 二十面体对称 螺旋对称 复合对称 二十面体对称 螺旋对称螺旋对称 ?壳粒沿壳粒沿病毒基因螺旋对 称排列 病毒基因螺旋对 称排列，形成杆状的核 衣壳。如烟草花叶病毒、 狂犬病病毒、正粘和副 粘病毒。 ，形成杆状的核 衣壳。如烟草花叶病毒、 狂犬病病毒、正粘和副 粘病毒。 狂犬病病毒水泡性口炎病毒狂犬病病毒水泡性口炎病毒 ?壳粒排列形成20面体对称型，有壳粒排列形成20面体对称型，有12个顶12个顶、20 个面 20 个面和和30条