《病毒的发现特点和定义课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《病毒的发现特点和定义课件（115页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章第七章病病 毒毒病毒的发现特点和定义第一节概述第一节概述n n病毒的发现病毒的发现 n n病毒的特点和定义病毒的特点和定义 病毒的发现特点和定义病毒的发现病毒的发现18代埃及王朝时代（代埃及王朝时代（1500年年BC），浮雕刻有），浮雕刻有一条萎缩腿的祭司一条萎缩腿的祭司脊髓灰质炎。脊髓灰质炎。古希腊哲学家亚里斯多德早在公元前四世纪古希腊哲学家亚里斯多德早在公元前四世纪描述狂犬病症状。描述狂犬病症状。公元前公元前23世纪，我国和印度都记载过天花。世纪，我国和印度都记载过天花。17世纪西欧的郁金香热世纪西欧的郁金香热花叶病毒使花瓣花叶病毒使花瓣呈美丽的杂色。呈美丽的杂色。 病毒的发现特点和
2、定义病毒的发现病毒的发现此后，许多学者陆续发现了此后，许多学者陆续发现了各种植物病毒、动物病毒和各种植物病毒、动物病毒和细菌病毒（噬菌体）。细菌病毒（噬菌体）。 病毒的发现特点和定义病毒的发现病毒的发现人类初步认识病毒的存在，是在人类初步认识病毒的存在，是在19世纪末期。世纪末期。1886年，德国的年，德国的A.Mayer在荷兰发现烟草上出现在荷兰发现烟草上出现深浅相间的绿色区域深浅相间的绿色区域烟草花叶病毒。随后证烟草花叶病毒。随后证实其具有传染性。实其具有传染性。1898年，荷兰学者年，荷兰学者M.W.Beijerinck独立进行了烟独立进行了烟草花叶病病原体的研究，首次提出其病原是一种草
3、花叶病病原体的研究，首次提出其病原是一种“传染性的活性液体传染性的活性液体”或称或称“病毒病毒”，从此病毒，从此病毒学的历史被揭开。学的历史被揭开。 病毒的发现特点和定义病毒的发现病毒的发现1935年美国的年美国的Stanley首次提纯并结晶了烟首次提纯并结晶了烟草花叶病毒草花叶病毒(tobacco mosaic virus)TMV，认识有了大突破。认识有了大突破。接着，接着，Bawden等进一步揭示了等进一步揭示了TMV的化的化学本质并不是纯蛋白，而是核蛋白。学本质并不是纯蛋白，而是核蛋白。1940年德国的年德国的Kausche等首次在电镜下观察等首次在电镜下观察到到TMV的杆状外形。的杆状
4、外形。 病毒的发现特点和定义一、病毒的特点和定义一、病毒的特点和定义 n n病毒的特点病毒的特点n n病毒的定义病毒的定义病毒的发现特点和定义病毒的特点病毒的特点vv形体极其微小，电镜下才能观察。形体极其微小，电镜下才能观察。形体极其微小，电镜下才能观察。形体极其微小，电镜下才能观察。vv没有细胞构造。没有细胞构造。没有细胞构造。没有细胞构造。vv其主要成分是核酸和蛋白质。其主要成分是核酸和蛋白质。其主要成分是核酸和蛋白质。其主要成分是核酸和蛋白质。vv每一种病毒只含有一种核酸每一种病毒只含有一种核酸每一种病毒只含有一种核酸每一种病毒只含有一种核酸(DNA(DNA或或或或RNA)RNA)。vv
5、既无产能酶系，也无蛋白质合成系统。既无产能酶系，也无蛋白质合成系统。既无产能酶系，也无蛋白质合成系统。既无产能酶系，也无蛋白质合成系统。vv在在在在宿宿宿宿主主主主细细细细胞胞胞胞协协协协助助助助下下下下，通通通通过过过过核核核核酸酸酸酸的的的的复复复复制制制制和和和和核核核核酸酸酸酸蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质装装装装配配配配的形式进行增殖。的形式进行增殖。的形式进行增殖。的形式进行增殖。vv在宿主的细胞内营专性寄生。在宿主的细胞内营专性寄生。在宿主的细胞内营专性寄生。在宿主的细胞内营专性寄生。vv在在在在离离离离体体体体的的的的条条条条件件件件下下下下，能能能能以以以以无无无无生生生生命命命命
6、的的的的化化化化学学学学大大大大分分分分子子子子状状状状态态态态存存存存在在在在，并可形成结晶。并可形成结晶。并可形成结晶。并可形成结晶。vv对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。病毒的发现特点和定义病毒的定义病毒的定义n n病毒是一种生物实体，其基因组是能病毒是一种生物实体，其基因组是能利用细胞的合成系统在活细胞内复制，利用细胞的合成系统在活细胞内复制，并合成能将病毒基因组转移到其他细并合成能将病毒基因组转移到其他细胞中去的特殊颗粒的核酸分子（胞中去的特殊颗粒的核酸分子（DNA或或RNA
7、）。）。 病毒的发现特点和定义第二节病毒学研究的基本方法第二节病毒学研究的基本方法 n n病毒的分离与纯化病毒的分离与纯化 n n病毒的测定病毒的测定 病毒的发现特点和定义一、病毒的分离与纯化一、病毒的分离与纯化n n标本的采集与处理标本的采集与处理n n标本接种与感染表现标本接种与感染表现 病毒的发现特点和定义标本的采集与处理标本的采集与处理n n足够量的活病毒足够量的活病毒n n采集标本的种类采集标本的种类n n确定最适采集时间确定最适采集时间n n标本处理的方法：加抗菌素除菌等方法。标本处理的方法：加抗菌素除菌等方法。n n标本处理后应立即接种，数小时内可置标本处理后应立即接种，数小时内
8、可置50%中性中性甘油内甘油内4保存，较长时间冻存标本最好置保存，较长时间冻存标本最好置-20以下或干冰保存。以下或干冰保存。病毒的发现特点和定义标本接种与感染表现标本接种与感染表现n n标本接种于何种实验宿主以及选择何种接种途径标本接种于何种实验宿主以及选择何种接种途径主要取决于病毒的宿主范围和组织嗜性，同时应主要取决于病毒的宿主范围和组织嗜性，同时应考虑操作简单、易于培养、所产生的感染结果容考虑操作简单、易于培养、所产生的感染结果容易判定等要求。易判定等要求。病毒的发现特点和定义噬菌斑噬菌斑n n将噬菌体标本经过适当稀释再接种细将噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板，经过一定时间培养，在细
9、菌菌平板，经过一定时间培养，在细菌菌苔上可形成圆形局部透明区域，即菌苔上可形成圆形局部透明区域，即为噬菌斑。为噬菌斑。病毒的发现特点和定义噬菌斑噬菌斑(plaque)下层培养基下层培养基双层培养基双层培养基敏感菌敏感菌+上层培养基上层培养基噬菌体稀释液噬菌体稀释液培养培养噬菌斑噬菌斑噬菌斑噬菌斑敏感菌菌苔敏感菌菌苔病毒的发现特点和定义噬菌斑噬菌斑(plaque)概念：噬菌斑是指在宿主概念：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。菌体裂解而形成的空斑。Localizedareasofcellulardestructionandlysiscausedbyv
10、irusinfectionarecalledplaques应用：1、噬菌体定量计数 2、噬菌体的鉴定病毒的发现特点和定义空斑和空斑和蚀蚀斑斑 在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑，称为蚀斑。因为受肿瘤病的空斑，称为蚀斑。因为受肿瘤病毒感染。毒感染。病毒的发现特点和定义蚀斑（空斑）蚀斑（空斑）n n若动物病毒标本经过适当稀释进行接种若动物病毒标本经过适当稀释进行接种并辅以染色处理，病毒可在培养的细胞并辅以染色处理，病毒可在培养的细胞单层上形成肉眼可见的局部病损区，即单层上形成肉眼可见的局部病损区，即蚀斑（空斑）。蚀斑（空斑）。病毒的发现特点和定义枯斑枯斑n n植
11、物病毒接种敏感植物叶片可产植物病毒接种敏感植物叶片可产生坏死斑，称为枯斑。生坏死斑，称为枯斑。病毒的发现特点和定义枯斑枯斑病毒的发现特点和定义包涵体（包涵体（inclusion body）v在病毒感染寄主细胞时，对被感在病毒感染寄主细胞时，对被感染细胞进行染色，则可观察到细染细胞进行染色，则可观察到细胞内有明显区别的大小不等的颗胞内有明显区别的大小不等的颗粒状结构体，这些结构体总称为粒状结构体，这些结构体总称为包涵体。包涵体。病毒的发现特点和定义包涵体包涵体v包涵体可分为两类。包涵体可分为两类。v一类是在细胞内增殖的病毒颗粒及集落，如一类是在细胞内增殖的病毒颗粒及集落，如腹股沟淋巴肉芽病毒和天
12、花病毒的包涵体。腹股沟淋巴肉芽病毒和天花病毒的包涵体。v另一类是由于病毒感染后，在细胞产生的一另一类是由于病毒感染后，在细胞产生的一种反应生成物，例如由狂犬病病毒而引起狗种反应生成物，例如由狂犬病病毒而引起狗脑神经细胞中的包涵体。脑神经细胞中的包涵体。病毒的发现特点和定义包涵体包涵体v包涵体有的在细胞质中，腹股沟淋包涵体有的在细胞质中，腹股沟淋巴肉芽瘤、天花、狂犬病等。巴肉芽瘤、天花、狂犬病等。v有的在细胞核内，特称为核包涵体。有的在细胞核内，特称为核包涵体。病毒的发现特点和定义包涵体包涵体是病毒的聚集体是病毒的聚集体;是病毒的合成部位是病毒的合成部位;是病毒蛋白和病毒感染有关的蛋白质是病毒蛋
13、白和病毒感染有关的蛋白质病毒的发现特点和定义病毒纯化病毒纯化 n n病毒纯化的标准病毒纯化的标准n n病毒纯化的方法病毒纯化的方法 病毒的发现特点和定义病毒纯化的标准病毒纯化的标准n n病毒纯化有二个标准：病毒纯化有二个标准：n n由于病毒是有感染性的生物体，所以纯化的由于病毒是有感染性的生物体，所以纯化的病毒制备物应保持其感染性。病毒制备物应保持其感染性。n n由于病毒具有化学大分子的属性，病毒毒粒由于病毒具有化学大分子的属性，病毒毒粒具有均一的理化性质，所以纯化的病毒制备具有均一的理化性质，所以纯化的病毒制备物的毒粒大小、形态、密度、化学组成及抗物的毒粒大小、形态、密度、化学组成及抗原性质
14、应具有均一性表现。原性质应具有均一性表现。病毒的发现特点和定义病毒纯化的方法病毒纯化的方法n n根据病毒的基本理化性质建立纯化的根据病毒的基本理化性质建立纯化的方法：方法：n n毒粒的主要化学组成是蛋白质，鉴于毒粒的主要化学组成是蛋白质，鉴于病毒的高蛋白含量，故可利用蛋白质病毒的高蛋白含量，故可利用蛋白质提纯方法来纯化病毒，如盐析、等电提纯方法来纯化病毒，如盐析、等电点沉淀、离子交换等。点沉淀、离子交换等。病毒的发现特点和定义n n毒粒是由许多大分子组成，离心时它们毒粒是由许多大分子组成，离心时它们比细胞蛋白沉降更快，而且许多病毒都比细胞蛋白沉降更快，而且许多病毒都有较高的浮密度，所以超速离心
15、技术广有较高的浮密度，所以超速离心技术广泛地用于病毒纯化。一般可在泛地用于病毒纯化。一般可在10000100000g的离心场中的离心场中12h沉降。沉降。病毒纯化的方法病毒纯化的方法病毒的发现特点和定义病毒的测定病毒的测定 n n病毒的物理颗粒计数（电镜下直病毒的物理颗粒计数（电镜下直接计数）接计数）n n病毒的感染性测定病毒的感染性测定病毒的发现特点和定义病毒的感染性测定病毒的感染性测定n n病毒的感染单位：能够引起宿主或宿主细病毒的感染单位：能够引起宿主或宿主细胞一定特异性反应的病毒最小剂量胞一定特异性反应的病毒最小剂量(IU)。n n病毒的效价：待测样品中所含病毒的数量，病毒的效价：待测
16、样品中所含病毒的数量，通常以单位体积通常以单位体积(ml)病毒悬液的感染单位病毒悬液的感染单位数目来表示数目来表示(IU/ml)。病毒的发现特点和定义双层平板法琼脂平板琼脂平板菌液菌液+噬菌体试样噬菌体试样+琼脂培养基琼脂培养基培养培养10天天计数噬菌斑计数噬菌斑噬菌斑数噬菌斑数=试样中噬菌体数试样中噬菌体数病毒的发现特点和定义第三节毒粒的性质第三节毒粒的性质 n n毒粒的形态结构毒粒的形态结构 n n毒粒的化学组成毒粒的化学组成 病毒的发现特点和定义一、毒粒的形态结构一、毒粒的形态结构n n病毒的大小和形状病毒的大小和形状n n毒粒的壳状结构毒粒的壳状结构病毒的发现特点和定义病毒的大小和形状
17、病毒的大小和形状n n大小：病毒的大小常用纳米（大小：病毒的大小常用纳米（nm、 109）来度量，病毒大小从来度量，病毒大小从10300nm之间，通常之间，通常大小在大小在100nm左右。左右。n n绝大多数病毒是能通过细菌滤器。绝大多数病毒是能通过细菌滤器。n n须用电镜才能观察到其具体形态和大小。须用电镜才能观察到其具体形态和大小。病毒的发现特点和定义n n球状球状球状病毒（或多面体病毒）。球状病毒（或多面体病毒）。动物病毒多为球状。动物病毒多为球状。n n杆状杆状杆状病毒（包括棒状或线状）。杆状病毒（包括棒状或线状）。植物病毒多呈杆状。植物病毒多呈杆状。n n蝌蚪状蝌蚪状蝌蚪状病毒。细菌
18、病毒也即蝌蚪状病毒。细菌病毒也即噬菌体多呈蝌蚪状。噬菌体多呈蝌蚪状。病毒的大小和形状病毒的大小和形状病毒的发现特点和定义Fig. 1B: Sizes and Shapes of Viruses (Animal DNA Fig. 1B: Sizes and Shapes of Viruses (Animal DNA Viruses)Viruses) 病毒的发现特点和定义Tobaccomosaicvirus(TMV)病毒的发现特点和定义形状形状病毒的发现特点和定义 病病 毒毒 大大 小小牛痘苗病毒传染性浓泡皮炎病毒腮腺炎病毒T偶数病毒疱疹病毒大蚊病毒流感病毒烟草花叶病毒腺病毒多瘤病毒脊髓灰质炎病毒
19、1微米病毒的发现特点和定义典型病毒粒子的构造典型病毒粒子的构造典型病毒粒子的构造典型病毒粒子的构造衣壳(capsid)核心(genome)衣壳粒(capsomere)衣壳核酸包膜（envelope）糖蛋白核衣壳(nucleocapsid)毒粒的壳状结构毒粒的壳状结构病毒的发现特点和定义病毒粒子的基本结构病毒粒子的基本结构capsidcapsid corecoreenvelopespikespikenucleocapsidnucleocapsid病毒粒子病毒粒子(virion)成熟的（结构完整）、具有成熟的（结构完整）、具有侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒(virus
20、 particle)。Capsomere or capsomer病毒的发现特点和定义 三类典型形态的病毒三类典型形态的病毒n n螺旋对称的代表螺旋对称的代表-烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMV)n n二十面体对称的代表二十面体对称的代表-腺病毒腺病毒n n复合对称的代表复合对称的代表-T偶数噬菌体偶数噬菌体病毒的发现特点和定义病毒的对称性三类典型形态的病毒：三类典型形态的病毒：廿面体对称的廿面体对称的结构结构( (球状球状) ) 螺旋对称螺旋对称的结构的结构( (杆状杆状) ) 复合对称复合对称的结构的结构( (蝌蚪状蝌蚪状) ) 大肠杆菌的大肠杆菌的T T偶数噬菌体偶数噬菌体是由椭圆形的二十面
21、体头部和是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，是螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。病毒中复合对称的代表。病毒的发现特点和定义 病毒粒子的对称体系病毒粒子的对称体系螺旋对称螺旋对称二十面体对称复合对称(A)Filamentous(B)Complex(C)Eicosahedral(D)EnvelopedRNAorDNAProteinCoat(Capsomers)Lipidenvelope病毒的发现特点和定义螺旋对称的病毒粒子螺旋对称的病毒粒子Tobacco Mosaic Virus病毒的发现特点和定义二十面体对称病毒粒子二十面体对称病毒粒子Adenovirus病毒的发现特
22、点和定义二十面体对称二十面体对称病毒的发现特点和定义刺突tailpinsPhaga,bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）尾丝(tailfibers)65nm病毒的发现特点和定义有囊膜的病毒粒子有囊膜的病毒粒子Fig. 4: Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Membrane by Budding病毒的发现特点和定义Transmission Electron Micrograph of HIV-1 Budding from a Host Cell 病毒的发现特点和定义二、毒粒的化学组成二、毒粒的化学组成
23、n n病毒的核酸病毒的核酸n n病毒的蛋白质病毒的蛋白质n n其它化学成分（脂质、糖类等）其它化学成分（脂质、糖类等）病毒的发现特点和定义一种病毒只含有一种核酸（一种病毒只含有一种核酸（DNA或或RNA）。）。 植物病毒绝大多数含植物病毒绝大多数含DNA；少数含；少数含RNA； 动物病毒一部分含动物病毒一部分含DNA，一部分含，一部分含RNA； 细菌病毒普遍含细菌病毒普遍含DNA，含，含RNA的极少。的极少。病毒的核酸类型极为多样化：病毒的核酸类型极为多样化： 病毒的病毒的DNA与与RNA均有单链和双链：均有单链和双链： dsDNA ssDNA dsRNA ssRNA 病毒的核酸病毒的核酸病毒
24、的发现特点和定义病毒病毒DNA分子有线状和环状之分。分子有线状和环状之分。病毒核酸有正链（）和负链（病毒核酸有正链（）和负链（）的区分：）的区分： 规定：将碱基序列与规定：将碱基序列与mRNA一致的核酸单链定位正链，一致的核酸单链定位正链，将碱基序列与将碱基序列与mRNA互补的核酸单链定位负链。因此，就病毒互补的核酸单链定位负链。因此，就病毒核酸链的单与双以及正和负有以下核酸链的单与双以及正和负有以下6 种类型：种类型： ()DNA大部分大部分DNA病毒病毒 ()RNA动物呼肠孤病毒动物呼肠孤病毒 （）（）DNA 大肠杆菌大肠杆菌 X174噬菌体噬菌体 （）（）RNA所有单链所有单链RNA病毒
25、病毒大部分植物病毒大部分植物病毒 （）DNA腺病毒腺病毒 （）RNA 流感病毒流感病毒 病毒的发现特点和定义病毒的核酸病毒的核酸 DNA DNA，RANRAN之分之分之分之分单、双链（单、双链（single strand,ss/double strand,ds）之分）之分环状，线状之分环状，线状之分(闭合闭合,开放开放) 正负链之分正负链之分病毒的发现特点和定义病毒的蛋白质 构成病毒外壳构成病毒外壳构成病毒外壳构成病毒外壳, ,保护病毒核酸免受核酸酶及其他保护病毒核酸免受核酸酶及其他保护病毒核酸免受核酸酶及其他保护病毒核酸免受核酸酶及其他理化因子的破坏理化因子的破坏理化因子的破坏理化因子的破坏
26、病毒蛋白还构成了病毒组成的酶病毒蛋白还构成了病毒组成的酶. 决定病毒感染的特异性决定病毒感染的特异性,与易感细胞表面存在的与易感细胞表面存在的受体具特异亲合力受体具特异亲合力,促使病毒粒子的吸附促使病毒粒子的吸附 决定病毒的抗原性决定病毒的抗原性,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的发现特点和定义其它化学成分其它化学成分脂类脂类糖类糖类病毒的发现特点和定义原核生物病毒-噬菌体植物病毒人类和脊椎动物病毒昆虫病毒第四节病毒的复制第四节病毒的复制 病毒的发现特点和定义一、病毒的复制周期一、病毒的复制周期 n n一步生长曲线一步生长曲线一步生长曲线一步生长曲线n n以适量的病毒接
27、种于标准培养的高浓度的敏感细以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞，待病毒吸附后，或高倍稀释病毒胞，待病毒吸附后，或高倍稀释病毒胞，待病毒吸附后，或高倍稀释病毒胞，待病毒吸附后，或高倍稀释病毒- -细胞培养细胞培养细胞培养细胞培养物，或以抗病毒抗血清处理病毒物，或以抗病毒抗血清处理病毒物，或以抗病毒抗血清处理病毒物，或以抗病毒抗血清处理病毒- -细胞培养物以细胞培养物以细胞培养物以细胞培养物以建立同步感染，然后继续培养，定时取样测定培建立同步感染，然后继续培养，定时取样测定培建立同步感染，然后继续培养，定
28、时取样测定培建立同步感染，然后继续培养，定时取样测定培养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线，即一步生长曲线。殖曲线，即一步生长曲线。殖曲线，即一步生长曲线。殖曲线，即一步生长曲线。 病毒的发现特点和定义一步生长曲线一步生长曲线n n从一步生长曲从一步生长曲从一步生长曲从一步生长曲线中，可以获线
29、中，可以获线中，可以获线中，可以获得病毒增殖的得病毒增殖的得病毒增殖的得病毒增殖的两个特征性数两个特征性数两个特征性数两个特征性数据：潜伏期和据：潜伏期和据：潜伏期和据：潜伏期和裂解量。裂解量。裂解量。裂解量。 病毒的发现特点和定义潜伏期和裂解量潜伏期和裂解量n n潜伏期：是毒粒吸附于细胞到受染细胞释放出潜伏期：是毒粒吸附于细胞到受染细胞释放出潜伏期：是毒粒吸附于细胞到受染细胞释放出潜伏期：是毒粒吸附于细胞到受染细胞释放出子代毒粒所需的最短时间。子代毒粒所需的最短时间。子代毒粒所需的最短时间。子代毒粒所需的最短时间。n n裂解量：是每个受染细胞所产生的子代病毒的裂解量：是每个受染细胞所产生的子
30、代病毒的裂解量：是每个受染细胞所产生的子代病毒的裂解量：是每个受染细胞所产生的子代病毒的平均数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期效平均数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期效平均数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期效平均数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期效价之比。价之比。价之比。价之比。病毒的发现特点和定义二、病毒的增殖过程二、病毒的增殖过程 n n病病毒毒无无生生长长过过程程，也也不不以以二二分分裂裂方方式式繁繁殖殖，只只由由病病毒毒核核酸酸指指令令宿宿主主细细胞胞复复制制大大量量病病毒毒核核酸酸，继继而而合合成成大大量量病病毒毒蛋蛋白白质质，最最后后装装配配成成大大量量子子病病毒毒，并并自自宿宿主
31、主细细胞胞中释放出来。中释放出来。病毒的发现特点和定义病毒的增殖过程病毒的增殖过程n n病毒的种类繁多，增殖时不同的病毒在细病毒的种类繁多，增殖时不同的病毒在细节上有所不同，现以研究最清楚的噬菌体节上有所不同，现以研究最清楚的噬菌体为例作重点说明，噬菌体的增殖一般可以为例作重点说明，噬菌体的增殖一般可以分为五个阶段：吸附分为五个阶段：吸附 、侵入、侵入 、增殖、增殖 、装、装配和释放配和释放 。n n原核生物病毒原核生物病毒-噬菌体噬菌体病毒的发现特点和定义The lytic life cycle consists of the following steps: AdsorptionPenet
32、rationReplicationMaturation Release。 The Lytic Life Cycle of Lytic Bacteriophages病毒的发现特点和定义 由于绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以由于绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以E.coli T4为例，介绍蝌蚪形噬菌体的结构：为例，介绍蝌蚪形噬菌体的结构：大肠杆菌大肠杆菌T4T4噬菌体构造噬菌体构造偶数噬菌体的形态构造偶数噬菌体的形态构造病毒的发现特点和定义噬菌体噬菌体(bacteriophage,phage)病毒的发现特点和定义吸附吸附n n指病毒以其特殊结构与宿主细胞表面的特异受指病毒以其特殊结构与宿主细胞表面的特异受指
33、病毒以其特殊结构与宿主细胞表面的特异受指病毒以其特殊结构与宿主细胞表面的特异受体发生特异性结合的步骤。体发生特异性结合的步骤。体发生特异性结合的步骤。体发生特异性结合的步骤。n n两者发生偶然碰撞后，尾丝的尖端与宿主细胞两者发生偶然碰撞后，尾丝的尖端与宿主细胞两者发生偶然碰撞后，尾丝的尖端与宿主细胞两者发生偶然碰撞后，尾丝的尖端与宿主细胞表面的特异受体接触（尾丝的氨基酸与受体上表面的特异受体接触（尾丝的氨基酸与受体上表面的特异受体接触（尾丝的氨基酸与受体上表面的特异受体接触（尾丝的氨基酸与受体上的羧基形成化学键），就可触发颈须把卷紧的的羧基形成化学键），就可触发颈须把卷紧的的羧基形成化学键），
34、就可触发颈须把卷紧的的羧基形成化学键），就可触发颈须把卷紧的尾丝散开，附着在受体上，从而使刺突、尾板尾丝散开，附着在受体上，从而使刺突、尾板尾丝散开，附着在受体上，从而使刺突、尾板尾丝散开，附着在受体上，从而使刺突、尾板固着于细胞表面。固着于细胞表面。固着于细胞表面。固着于细胞表面。病毒的发现特点和定义吸附吸附(adsorption)吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。病毒的发现特点和定义吸附吸附(adsorption)影响因素影响因素：噬菌体数量噬菌体数量；阳离子阳离子；温度。温度。病毒的发现特点和定义侵入侵入n n病毒或其一部分进入宿主细胞的过程
35、。病毒或其一部分进入宿主细胞的过程。病毒或其一部分进入宿主细胞的过程。病毒或其一部分进入宿主细胞的过程。n n吸附后，基板从尾丝中获得一个构型刺激，促吸附后，基板从尾丝中获得一个构型刺激，促吸附后，基板从尾丝中获得一个构型刺激，促吸附后，基板从尾丝中获得一个构型刺激，促使尾鞘中的使尾鞘中的使尾鞘中的使尾鞘中的144144个亚基发生复杂的移位，并缩成个亚基发生复杂的移位，并缩成个亚基发生复杂的移位，并缩成个亚基发生复杂的移位，并缩成原长的一半，由它把尾管推出并插入到细胞壁原长的一半，由它把尾管推出并插入到细胞壁原长的一半，由它把尾管推出并插入到细胞壁原长的一半，由它把尾管推出并插入到细胞壁和膜中
36、。在这一过程中，尾管端所携带的少量和膜中。在这一过程中，尾管端所携带的少量和膜中。在这一过程中，尾管端所携带的少量和膜中。在这一过程中，尾管端所携带的少量溶菌酶有助于局部细胞壁中肽聚糖的溶解。核溶菌酶有助于局部细胞壁中肽聚糖的溶解。核溶菌酶有助于局部细胞壁中肽聚糖的溶解。核溶菌酶有助于局部细胞壁中肽聚糖的溶解。核酸进入，衣壳留在细胞壁外。从吸附到侵入时酸进入，衣壳留在细胞壁外。从吸附到侵入时酸进入，衣壳留在细胞壁外。从吸附到侵入时酸进入，衣壳留在细胞壁外。从吸附到侵入时间很短。间很短。间很短。间很短。 病毒的发现特点和定义侵入侵入(penetration)收缩的尾鞘收缩的尾鞘（1/2环）环）病
37、毒的发现特点和定义The bacteriophage binds to receptors on the bacterial cell wall. The bacteriophage injects its genome into the bacteriums cytoplasm Fig. 2: Penetration Fig. 1: Adsorption病毒的发现特点和定义n n双链双链双链双链DNADNA的复制的复制的复制的复制: : ()DNA ()DNA()DNA ()DNAn n单链单链单链单链DNADNA的复制的复制的复制的复制: : +DNA DNA +DNA +DNA DNA
38、+DNAn n双链双链双链双链RNARNA的复制的复制的复制的复制: : RNA RNA +RNA +RNA RNA RNA n n+RNA+RNA复制复制复制复制: : +RNA -RNA +RNA +RNA -RNA +RNAn n-RNA-RNA复制复制复制复制: : -RNA -RNA +RNA -RNA +RNA -RNA 逆转录病毒单链逆转录病毒单链逆转录病毒单链逆转录病毒单链RNARNA的复制的复制的复制的复制: : +RNA+RNA (-)DNA (-)DNA ( ( ) DNA) DNA +RNA+RNA肿瘤病毒肿瘤病毒肿瘤病毒肿瘤病毒 病毒核酸的复制病毒的发现特点和定义左图
39、：病毒核酸链接左图：病毒核酸链接 入寄主核酸链入寄主核酸链右图：病毒核酸复制右图：病毒核酸复制病毒核酸的复制病毒核酸的复制病毒的发现特点和定义病毒核酸的转录n n含含含含DNADNA的病毒的病毒的病毒的病毒:DNA mRNA:DNA mRNAn n+DNA+DNA病毒病毒病毒病毒:+DNA DNA mRNA:+DNA DNA mRNAn n含含含含RNARNA病毒病毒病毒病毒:RNA mRNA:RNA mRNAn n含含含含+RNA+RNA病毒病毒病毒病毒:+RNA -RNA mRNA:+RNA -RNA mRNAn n含含含含-RNA-RNA病毒病毒病毒病毒:-RNA mRNA:-RNA m
40、RNA病毒的发现特点和定义装配装配n nDNA分子的缩合；通过衣壳包裹分子的缩合；通过衣壳包裹DNA而形成头部；尾部和尾丝的其他而形成头部；尾部和尾丝的其他部件独立装配完成；头、颈、尾部相部件独立装配完成；头、颈、尾部相结合；最后装上尾丝。结合；最后装上尾丝。 病毒的发现特点和定义释释 放放n n当宿主细胞内大量子代噬菌体已成熟后，当宿主细胞内大量子代噬菌体已成熟后，由于水解细胞膜的脂肪酶和水解细胞壁的由于水解细胞膜的脂肪酶和水解细胞壁的溶菌酶的作用，从细胞内部促进了细胞的溶菌酶的作用，从细胞内部促进了细胞的裂解，从而实现了噬菌体的释放。裂解，从而实现了噬菌体的释放。 病毒的发现特点和定义最后
41、最后最后最后: :大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程新一代病毒开始新的生命旅程新一代病毒开始新的生命旅程新一代病毒开始新的生命旅程 病毒的发现特点和定义The bacteriophage genome replicates and bacteriophage components begin to be produced by way of the host bacteriums metabolic machinery. The production
42、of bacteriophage components and enzymes progresses .Fig. 4: Late Replication Fig. 3: Early Replication病毒的发现特点和定义The bacteriophage components assemble. A bacteriophage-coded enzyme breaks down the peptidoglycan in the bacterial cell wall causing osmotic lysis. Fig. 6: Release Fig. 5: Maturation 病毒的发现
43、特点和定义病毒的发现特点和定义Phage T4 infecting its host E. coli cell病毒的发现特点和定义第五节病毒的非增殖性感染第五节病毒的非增殖性感染n n病毒对敏感细胞的感染可分为两类：一病毒对敏感细胞的感染可分为两类：一类是增殖性感染，这类感染发生在病毒类是增殖性感染，这类感染发生在病毒能在其内完成复制循环的允许细胞内，能在其内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性病毒子代产生为特征。并以有感染性病毒子代产生为特征。病毒的发现特点和定义病毒的非增殖性感染病毒的非增殖性感染n n另一类是非增殖性感染，这类感染由于病毒或是另一类是非增殖性感染，这类感染由于病毒或是另
44、一类是非增殖性感染，这类感染由于病毒或是另一类是非增殖性感染，这类感染由于病毒或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全胞后某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全胞后某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全胞后某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用循环。在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用循环。在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用循环。在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用，虽然也可能导
45、致细胞发生某些变化，甚至产生，虽然也可能导致细胞发生某些变化，甚至产生，虽然也可能导致细胞发生某些变化，甚至产生，虽然也可能导致细胞发生某些变化，甚至产生细胞病变，但在受染细胞内，不产生有感染性的细胞病变，但在受染细胞内，不产生有感染性的细胞病变，但在受染细胞内，不产生有感染性的细胞病变，但在受染细胞内，不产生有感染性的病毒子代。病毒子代。病毒子代。病毒子代。 病毒的发现特点和定义一、非增殖性感染的类型一、非增殖性感染的类型 n n病毒的非增殖性感染有三种类病毒的非增殖性感染有三种类型：流产感染、限制性感染和型：流产感染、限制性感染和潜伏感染。潜伏感染。n n流产感染流产感染n n限制性感染限
46、制性感染n n潜伏感染潜伏感染病毒的发现特点和定义二、缺损病毒二、缺损病毒 n n有生物活性的缺损病毒包括四类：干扰缺损病有生物活性的缺损病毒包括四类：干扰缺损病有生物活性的缺损病毒包括四类：干扰缺损病有生物活性的缺损病毒包括四类：干扰缺损病毒或称干扰缺损颗粒、卫星病毒、条件缺损病毒或称干扰缺损颗粒、卫星病毒、条件缺损病毒或称干扰缺损颗粒、卫星病毒、条件缺损病毒或称干扰缺损颗粒、卫星病毒、条件缺损病毒和整合的病毒基因组。毒和整合的病毒基因组。毒和整合的病毒基因组。毒和整合的病毒基因组。n n干扰缺损病毒干扰缺损病毒干扰缺损病毒干扰缺损病毒n n卫星病毒卫星病毒卫星病毒卫星病毒n n条件缺损病毒
47、条件缺损病毒条件缺损病毒条件缺损病毒n n整合的病毒基因组整合的病毒基因组整合的病毒基因组整合的病毒基因组 病毒的发现特点和定义卫星病毒卫星病毒n n指不单独存在，常伴随着其他病毒一起出现的指不单独存在，常伴随着其他病毒一起出现的指不单独存在，常伴随着其他病毒一起出现的指不单独存在，常伴随着其他病毒一起出现的病毒。病毒。病毒。病毒。n n卫星病毒因缺少作为必需的一部分病毒基因，卫星病毒因缺少作为必需的一部分病毒基因，卫星病毒因缺少作为必需的一部分病毒基因，卫星病毒因缺少作为必需的一部分病毒基因，因此它必需借助其他病毒才能增殖。因此它必需借助其他病毒才能增殖。因此它必需借助其他病毒才能增殖。因此
48、它必需借助其他病毒才能增殖。n n典型的例子是伴随着烟草坏死病毒而出现的卫典型的例子是伴随着烟草坏死病毒而出现的卫典型的例子是伴随着烟草坏死病毒而出现的卫典型的例子是伴随着烟草坏死病毒而出现的卫星病毒。星病毒。星病毒。星病毒。病毒的发现特点和定义Two primary types of bacteriophages温和噬菌体（温和噬菌体（temperate phragetemperate phrage）噬菌体噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的感染细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的核核DNADNA上，并且可以随宿主上，并且可以随宿主DNADNA的复制而进行同的复制而进行同步复制，在
49、一般情况下，不引起寄主细胞裂解步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。的噬菌体。烈性噬菌体（烈性噬菌体（virulent phage）感染细胞感染细胞后后, ,能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。体并引起细菌裂解的噬菌体。病毒的发现特点和定义溶源性溶源性温和噬菌体特点：温和噬菌体特点： 游离态游离态 温和噬菌体存在形式：整合态温和噬菌体存在形式：整合态 营养态营养态具有整合能力；具有整合能力；具有同步复制能力；具有同步复制能力；都是都是dsDNA;病毒的发现特点和定义原噬菌体原噬菌体n n整合于细菌染色体或以质粒形式存在的
50、整合于细菌染色体或以质粒形式存在的温和噬菌体基因组称作原噬菌体。温和噬菌体基因组称作原噬菌体。n n在原噬菌体阶段，宿主细胞正常地生长在原噬菌体阶段，宿主细胞正常地生长繁殖，而噬菌体基因组与宿主细胞染色繁殖，而噬菌体基因组与宿主细胞染色体同步复制，并随细胞分裂传递给子代体同步复制，并随细胞分裂传递给子代细胞。细胞。病毒的发现特点和定义溶源性细菌溶源性细菌n n细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌称做溶源性细菌。噬菌体基因组的细菌称做溶源性细菌。n n处于溶源性细菌细胞中的噬菌体处于溶源性细菌细胞中的噬菌体DNA在在一定条件下也可启动裂解循环，产
51、生成一定条件下也可启动裂解循环，产生成熟的病毒颗粒。有自发裂解和诱发裂解。熟的病毒颗粒。有自发裂解和诱发裂解。病毒的发现特点和定义溶源性细菌溶源性细菌n n溶源性反应是一种比裂解反应更有利于溶源性反应是一种比裂解反应更有利于病毒持续和传播的病毒生存方式。病毒持续和传播的病毒生存方式。病毒的发现特点和定义溶源菌溶源菌细菌的溶源性具有细菌的溶源性具有遗传性遗传性溶源菌对同源噬菌体具有溶源菌对同源噬菌体具有免疫性免疫性溶源性细菌在培养中溶源性细菌在培养中不易被查觉不易被查觉非溶源细胞非溶源细胞溶源性细胞可获得一些溶源性细胞可获得一些新的生理特性新的生理特性复愈复愈:溶源菌溶源菌失去前噬菌体失去前噬菌
52、体白喉杆菌白喉杆菌白喉毒素白喉毒素噬菌体噬菌体宿主发病宿主发病病毒的发现特点和定义植物病毒植物病毒植物感染病毒后的主要症状植物病毒增殖过程植物病毒病的控制病毒的发现特点和定义黄豆黄萎病毒花叶、黄化或红化等症状植株发生矮化，丛枝或畸形等形成枯斑或坏死等症状植物感染病毒后的主要症状植物感染病毒后的主要症状植物黄萎病病毒的发现特点和定义借昆虫刺吸式口器进入借昆虫刺吸式口器进入“侵入侵入”方方式式通过伤口进入，再通过胞间连丝或输导组织迅速通过伤口进入，再通过胞间连丝或输导组织迅速向其它部位扩散引起普遍感染。向其它部位扩散引起普遍感染。嫁接嫁接烟草花叶病毒植物病毒侵入宿主细胞后才能发生脱壳植物病毒侵入宿
53、主细胞后才能发生脱壳病毒的发现特点和定义植物病毒病的控制植物病毒病的控制转基因植物抗病毒番茄转基因植物抗病毒番茄选用天然抗性品种选用天然抗性品种改变耕作制度改变耕作制度 使用刹虫剂消灭昆虫介体使用刹虫剂消灭昆虫介体化学药物化学药物转基因抗病毒植物的开发转基因抗病毒植物的开发病毒的发现特点和定义T淋巴细胞中的爱滋病毒人类脊椎动物病毒人类脊椎动物病毒病毒感染对真核细胞的影响病毒感染对真核细胞的影响病毒感染对个体的影响结果病毒感染对个体的影响结果病毒与癌症关系病毒与癌症关系病毒感染的防治病毒感染的防治病毒的发现特点和定义病毒感染对宿主大分子合成的影响病毒感染对宿主大分子合成的影响宿主细胞转录的抑制宿
54、主细胞转录的抑制宿主细胞翻译的抑制宿主细胞翻译的抑制宿主细胞宿主细胞DNA复制的抑制复制的抑制血液淋巴中的单泡病毒病毒的发现特点和定义 被病毒感染的被病毒感染的 T 淋巴细胞淋巴细胞病毒对细胞结构的影响病毒对细胞结构的影响病毒对宿主细胞膜的影响病毒对宿主细胞膜的影响病毒对细胞骨架的影响病毒对细胞骨架的影响包涵体包涵体细胞凋亡细胞凋亡病毒的发现特点和定义电镜下的流感病毒细胞无任何明显变化细胞无任何明显变化细胞病变（损伤、死亡）细胞病变（损伤、死亡）细胞增生（恶性肿瘤）细胞增生（恶性肿瘤）病毒感染对真核细胞的影响结果病毒感染对真核细胞的影响结果病毒的发现特点和定义细胞遇病毒袭击而濒临死亡细胞遇病毒
55、袭击而濒临死亡 （图中蓝点是病毒（图中蓝点是病毒 ）病毒感染对个体的影响结果病毒感染对个体的影响结果隐性感染疾病综合症死亡瘤形成携带者潜伏状态病毒的发现特点和定义埃博拉病毒病毒与癌症的关系病毒与癌症的关系 原癌基因原癌基因 （人类基因组中的正常基因）（人类基因组中的正常基因）癌基因癌症物理物理 化学化学 生物因素生物因素病毒的发现特点和定义逆转录病毒致癌机理逆转录病毒致癌机理+RNA(-)DNA()DNA+RNA肿瘤病毒整合到宿主基因组宿主癌基因活化宿主癌变病毒的发现特点和定义病毒感染的防治病毒感染的防治接种疫苗接种疫苗 生物制剂生物制剂中药预防中药预防干扰素等干扰素等流感病毒流感病毒病毒的发
56、现特点和定义昆虫病毒昆虫病毒核型多角体病毒(nuclearpolyhedrosisvirus,NPV)质型多角体病毒(cytoplasmicpolyhedrosisvirus,CPY)颗粒体病毒(granulosisvirus,GV)病毒的发现特点和定义昆虫病毒做为生物农药优点：昆虫病毒做为生物农药优点：昆虫病毒做为生物农药优点：昆虫病毒做为生物农药优点：专一性高毒力大后效长使用方便对人畜安全无公害缺点危害经济动物病毒的发现特点和定义第七节亚病毒因子第七节亚病毒因子n n卫星病毒卫星病毒n n卫星卫星RNAn n类病毒类病毒n n朊病毒朊病毒病毒的发现特点和定义卫星卫星RNAn n是指一些必须
57、依赖辅助病毒进行复制的是指一些必须依赖辅助病毒进行复制的小分子单链小分子单链RNA片段，它们被包装在辅片段，它们被包装在辅助病毒的壳体中，本身对于辅助病毒的助病毒的壳体中，本身对于辅助病毒的复制不是必需的，且它们与辅助病毒的复制不是必需的，且它们与辅助病毒的基因无明显的同源性。基因无明显的同源性。病毒的发现特点和定义类病毒类病毒(Viroid)马铃薯纺锤块茎病的病原体长50nm棒状RNA分子179核苷酸半体180核苷酸半体RNA由组成两半体间有7成碱基以氢键方v式结合共形成122个碱基对VirusandViroidDiseasesofPotato病毒的发现特点和定义朊病毒朊病毒(prion,v
58、irino)疯牛病疯牛病(海绵状脑病海绵状脑病)一种感染性蛋白粒子致病因子称朊病毒一种感染性蛋白粒子致病因子称朊病毒PrPc已被克隆已被克隆,空间结构由空间结构由a_螺旋构螺旋构成成朊病毒可由朊病毒可由a_螺旋螺旋(PrPc) 变成变成b_折叠折叠(PrPsc)PrPsc为致病型蛋白粒子为致病型蛋白粒子PrPsc在神经细胞内沉积在神经细胞内沉积细胞破裂细胞破裂组织出现无数空洞组织出现无数空洞-状如筛子称为海绵状脑病状如筛子称为海绵状脑病病毒的发现特点和定义朊病毒的三维结构朊病毒朊病毒(prion,virino)PrPsc克病最初病例养殖场主克病潜伏期可达数十年克病可通过血液传染海绵状脑病羊肉干
59、粉疯牛病牛PrPcPrPsc？病羊肉病牛肉人不致病克雅氏病PrPc病毒的发现特点和定义病毒与实践病毒与实践发酵周期明显延长碳源消耗缓慢发酵液清淡发酵产物形成缓慢或根本不形成噬菌体检测会发现大量噬菌斑电镜可看到噬菌体后果：减产例罐噬菌体与实践病毒的发现特点和定义发酵生产时防错施发酵生产时防错施决不使用可疑菌种严格环境卫生活菌液严禁排放通气加料严控严格执行会客制度设备灭菌使用抗噬菌体菌珠补救方法：尽快提取产品加药抑制及时更换菌种病毒的发现特点和定义病毒在基因工程中的应用病毒在基因工程中的应用噬菌体作为原核生物基因工程的载体动物DNA病毒作为动物基因工程的载体植物DNA病毒作为植物基因工程的载体昆虫DNA病毒作为真核生物基因工程的载体病毒的发现特点和定义病毒的发现特点和定义
