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1、第五节第五节 病毒病毒病毒病毒病毒病毒：是一类没有细胞结构，主要由一种核酸（是一类没有细胞结构，主要由一种核酸（DNADNA或或RNARNA）和）和蛋白质组成，只有在活细胞内表现出遗传复制等生命特征蛋白质组成，只有在活细胞内表现出遗传复制等生命特征的生物大分子。的生物大分子。 亚病毒：类病毒、拟病毒、朊病毒亚病毒：类病毒、拟病毒、朊病毒n n病毒的宿主范围病毒的宿主范围是病毒能够感染并在其中是病毒能够感染并在其中复制的宿主种类和组织细胞种类。病毒几复制的宿主种类和组织细胞种类。病毒几乎可以感染所有的细胞生物。另一方面，乎可以感染所有的细胞生物。另一方面，病毒又具有宿主特异性，即就某一种病毒病毒
2、又具有宿主特异性，即就某一种病毒而言，它仅能感染一定种类的微生物、植而言，它仅能感染一定种类的微生物、植物或动物。物或动物。n n分类：分类：根据病毒的宿主范围可将之分为噬根据病毒的宿主范围可将之分为噬菌体、植物病毒和动物病毒等。菌体、植物病毒和动物病毒等。一、病毒的特点一、病毒的特点1. 1. 个体极小：个体极小：大多数病毒的直径在10300nm间。2. 2. 没有细胞结构没有细胞结构：化学组成主要是蛋白质和核酸（DNA 或 RNA）组成的大分子化合物。3. 3. 专性寄生：专性寄生：病毒缺乏完整的酶系统，因此，本身不具备独立的代谢能力，只能在活的寄主细胞内生长繁殖，离开寄主细胞不具备任何生
3、命特征。4. 4. 在寄主体内抵抗力强：在寄主体内抵抗力强：在寄主细胞内的病毒对各种化学药剂和抗菌素不敏感（可能对干扰素敏感）。微生物的大小比较微生物的大小比较葡萄球菌(1000nm） 牛痘病毒300250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体 ( 65 95nm )B、腺病毒腺病毒 (70nm )C、脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒 (30nm )D、乙脑病毒乙脑病毒 ( 40nm )E、蛋白分子蛋白分子 (10nm )F、流感病毒流感病毒 ( 100nm )G、烟草花叶病毒烟草花叶病毒二、病毒的形态二、病毒的形态1. 1. 病毒粒子的主要形态病毒粒
4、子的主要形态球状：大多数动物病毒和真菌的病毒。球状：大多数动物病毒和真菌的病毒。棒杆状：大多数植物病毒呈棒杆状。棒杆状：大多数植物病毒呈棒杆状。蝌蚪状：部分细菌病毒，如大肠杆菌蝌蚪状：部分细菌病毒，如大肠杆菌T T偶数噬菌体。偶数噬菌体。线状：有些植物、昆虫和细菌的病毒呈线状线状：有些植物、昆虫和细菌的病毒呈线状 2. 病毒的群体形态病毒的群体形态包含体：病毒感染寄主细胞后，在寄主细胞内形成的光学显微包含体：病毒感染寄主细胞后，在寄主细胞内形成的光学显微镜下可见的小体，称为包含体。如，有些动植物的病毒可形镜下可见的小体，称为包含体。如，有些动植物的病毒可形成包含体。成包含体。多角体病毒：昆虫病
5、毒在进入昆虫细胞细胞质内，再集合起来，多角体病毒：昆虫病毒在进入昆虫细胞细胞质内，再集合起来，于外面包围一层蛋白质膜，成为一种多面体包含体，称为多于外面包围一层蛋白质膜，成为一种多面体包含体，称为多角体病毒，又称昆虫包含体。角体病毒，又称昆虫包含体。噬菌斑：由噬菌体在菌苔上形成的噬菌斑：由噬菌体在菌苔上形成的“负菌落负菌落”，即为噬菌斑。，即为噬菌斑。其形成可用于捡出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。其形成可用于捡出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。空斑和枯斑：空斑是动物病毒在宿主单层培养物上形成的一种空斑和枯斑：空斑是动物病毒在宿主单层培养物上形成的一种病斑；枯斑是植物病毒在植物叶片
6、上形成的一种病斑。病斑；枯斑是植物病毒在植物叶片上形成的一种病斑。三、病毒的结构与化学组成三、病毒的结构与化学组成1. 1. 病毒体的结构病毒体的结构 （1）病毒体病毒体病毒体病毒体 （virionvirion）核心核心衣壳衣壳 衣壳由衣壳粒组成衣壳由衣壳粒组成核酸和衣壳组成核酸和衣壳组成核衣壳核衣壳包膜包膜包膜包膜 结构比较复杂，少数病毒的包膜表面刺突。结构比较复杂，少数病毒的包膜表面刺突。烟烟草草花花叶叶病病毒毒结结构构腺腺病病毒毒结结构构噬菌体噬菌体2. 2. 病毒的对称机制病毒的对称机制 对称型式主要有三种：对称型式主要有三种：螺旋对称型、二十面体对称型和复合对称型。螺旋对称型、二十面
7、体对称型和复合对称型。螺旋对称的代表烟草花叶病毒螺旋对称的代表烟草花叶病毒复合对称的代表复合对称的代表T T偶数噬菌体偶数噬菌体3. 病毒的化学组成病毒的化学组成简单病毒的化学组成只含简单病毒的化学组成只含核酸核酸和和蛋白质蛋白质。复杂还含有脂质、碳水化合物、多糖（以糖脂、糖蛋白存在）复杂还含有脂质、碳水化合物、多糖（以糖脂、糖蛋白存在），以及有机阳离子化合物如胺、无机阳离（铁、钙、镁、，以及有机阳离子化合物如胺、无机阳离（铁、钙、镁、铜、铝离子等）。铜、铝离子等）。（1）核酸核酸：每一种病毒只含单一类型的核酸。病毒核酸储存着：每一种病毒只含单一类型的核酸。病毒核酸储存着病毒的遗传信息，控制着
8、病毒的遗传、变异和增殖，以及病毒的遗传信息，控制着病毒的遗传、变异和增殖，以及对寄主的感染性等。对寄主的感染性等。动植物病毒核酸类型：动植物病毒核酸类型：dsDNA / ssDNA / dsRNA / ss RNA。病毒其核酸含量占病毒其核酸含量占1-5%不等。不等。四、病毒的主要类群四、病毒的主要类群自1892年伊万诺夫斯基发现病毒以来，已发现3600多种病毒。1. 1. 微生物病毒：微生物病毒：侵染细菌、放线菌等原核生物的病毒，通常称为噬菌体，微生物病毒广泛存在于自然界中，在真菌、蓝绿藻中也发现有病毒的感染。噬菌体：噬菌体：是微生物病毒，是侵染细菌、放线菌、真菌等细胞型是微生物病毒，是侵染
9、细菌、放线菌、真菌等细胞型微生物的病毒。微生物的病毒。噬菌体的形状：噬菌体的形状：蝌蚪形、球形、丝状。蝌蚪形、球形、丝状。 噬菌体的化学组成：噬菌体的化学组成：头部外壳及尾部均由蛋白质组成。头部内头部外壳及尾部均由蛋白质组成。头部内是核酸，大多数噬菌体的核酸是双链是核酸，大多数噬菌体的核酸是双链DNADNA，也有的噬菌体是，也有的噬菌体是单链单链DNADNA或单链或单链RNARNA。2. 2. 植物病毒：植物病毒：植物病毒大部分属于植物病毒大部分属于ssRNAssRNA病毒，其基本形态有病毒，其基本形态有杆状、丝状和等轴对称的近球状二十面体，一般没有包膜。杆状、丝状和等轴对称的近球状二十面体，
10、一般没有包膜。但它们的专化性并不强。但它们的专化性并不强。n植物患病毒病后，主要出现植物患病毒病后，主要出现3 3类症状：因叶绿体被破坏或不类症状：因叶绿体被破坏或不能合成新的叶绿体，而引起花叶、黄化或红化等；植株发能合成新的叶绿体，而引起花叶、黄化或红化等；植株发生矮化、丛枝或畸形等；形成枯斑或坏死等。生矮化、丛枝或畸形等；形成枯斑或坏死等。3. 3. 脊椎动物病毒：脊椎动物病毒：在各种脊椎动物中，广泛存在着相应的病在各种脊椎动物中，广泛存在着相应的病毒。毒。n常见的如流感病、麻疹、腮腺炎、肝炎、疱疹、流行乙形常见的如流感病、麻疹、腮腺炎、肝炎、疱疹、流行乙形脑炎、艾滋病以及狂犬病等。此外，
11、据统计，在人类恶性脑炎、艾滋病以及狂犬病等。此外，据统计，在人类恶性肿瘤中，约有肿瘤中，约有1515是由于病毒的感染而诱发的。如猪瘟、是由于病毒的感染而诱发的。如猪瘟、牛瘟、口蹄疫等。家禽中则有鸡瘟和劳斯氏肉瘤等。牛瘟、口蹄疫等。家禽中则有鸡瘟和劳斯氏肉瘤等。4. 4. 昆虫病毒：昆虫病毒：在病毒学领域内，昆虫病毒的研究和开发在病毒学领域内，昆虫病毒的研究和开发工作起步较晚，但发展较快。在昆虫病毒中，工作起步较晚，但发展较快。在昆虫病毒中，8080以以上是农业林中常见的鳞翅目害虫的病原体。上是农业林中常见的鳞翅目害虫的病原体。n根据是否形成包涵体，把昆虫病毒分为包涵体病毒和根据是否形成包涵体，
12、把昆虫病毒分为包涵体病毒和非包涵体病毒。非包涵体病毒。n在包涵体病毒中分为：在包涵体病毒中分为： 核型多角体病毒（核型多角体病毒（NPVNPV），在宿主细胞核内形成包），在宿主细胞核内形成包涵体和杆状的病毒粒子；涵体和杆状的病毒粒子； 质型多角体病毒（质型多角体病毒（CPVCPV），在宿主细胞质中形成包），在宿主细胞质中形成包涵体和球状病毒离子；涵体和球状病毒离子； 颗粒体病毒（颗粒体病毒（GVGV），可在细胞核或细胞质中形成），可在细胞核或细胞质中形成包涵体和杆状病毒粒子。包涵体和杆状病毒粒子。 五、噬菌体的增殖五、噬菌体的增殖烈性噬菌体：烈性噬菌体：噬菌体感染细菌细胞后，在细胞内增殖，噬菌
13、体感染细菌细胞后，在细胞内增殖，凡导致寄主细胞裂解的叫凡导致寄主细胞裂解的叫烈性噬菌体烈性噬菌体或毒性噬菌体。或毒性噬菌体。温和噬菌体：温和噬菌体：而不使寄主细胞发生裂解，只是它们的核而不使寄主细胞发生裂解，只是它们的核酸和寄主细胞发生同步复制，这类噬菌体称为酸和寄主细胞发生同步复制，这类噬菌体称为温和噬温和噬菌体菌体。1、烈性噬菌体、烈性噬菌体 通常把烈性噬菌体看作是噬菌体的正常表现。如通常把烈性噬菌体看作是噬菌体的正常表现。如T4噬噬菌体是一种烈性噬菌体，菌体是一种烈性噬菌体，T4噬菌体是双链噬菌体是双链DNA病毒，病毒，多面体壳体，有一个可收缩的尾部，尾部由中空的尾多面体壳体，有一个可收
14、缩的尾部，尾部由中空的尾鞘和可收缩的蛋白质尾髓组成，尾端有六根尾丝。毒鞘和可收缩的蛋白质尾髓组成，尾端有六根尾丝。毒性噬菌体入侵寄主的过程可以分为五个阶段。性噬菌体入侵寄主的过程可以分为五个阶段。 噬菌体的装配：噬菌体的装配：实际上是其已合成的各部件的装配过程。实际上是其已合成的各部件的装配过程。在在T2噬菌体的装配过程中，约有噬菌体的装配过程中，约有30个不同的蛋白质和至少个不同的蛋白质和至少47个基因参与，主要步骤有：个基因参与，主要步骤有：DNA分子缩合，通过衣壳包分子缩合，通过衣壳包裹裹DNA而形成头部，尾丝和尾部的其他部件独立装配完成，而形成头部，尾丝和尾部的其他部件独立装配完成，头
15、部与尾部相结合，最后装上尾丝。头部与尾部相结合，最后装上尾丝。2、温和噬菌体、温和噬菌体温和噬菌体温和噬菌体不影响细菌的正常生命活动，而是不影响细菌的正常生命活动，而是 将基因整合到细菌染将基因整合到细菌染色体上，成为寄主细胞染色体的附加体，当细菌进行分裂时，与细色体上，成为寄主细胞染色体的附加体，当细菌进行分裂时，与细菌的染色体同步复制；分别进入两个子细胞的基因中。寄主细胞内菌的染色体同步复制；分别进入两个子细胞的基因中。寄主细胞内温和噬菌体的温和噬菌体的DNA称为原噬菌体。带有源噬菌体的寄主细胞称为称为原噬菌体。带有源噬菌体的寄主细胞称为溶溶源细胞（溶源菌）源细胞（溶源菌）。这种温和噬菌体
16、侵入宿主细胞而不引起宿主细。这种温和噬菌体侵入宿主细胞而不引起宿主细胞裂解，即称胞裂解，即称溶源性溶源性或或溶源现象溶源现象。n在自然界中溶源菌普遍存在，如大肠杆菌、芽孢杆菌等。常见的“E. coli K12（）”就表示是一株带有噬菌体的大肠杆菌K12溶源菌株。n检验溶源菌的方法： 3.一步生长曲线：一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称为一步生长曲线。潜伏期，裂解期，平稳潜伏期，裂解期，平稳期。期。据推测，一个直径为2mm的噬菌斑，其所含的噬菌体粒子数高达107109个 五、病毒的危害和应用五、病毒的危害和应用1.病毒的危害病毒的危害（1）病毒引起人类及对植物的病害。）病毒引起人类及对植物的病害。（2）噬菌体对发酵工业的危害很大。）噬菌体对发酵工业的危害很大。2.病毒的应用病毒的应用（1）可以用来鉴定菌种，特别是宿主的鉴定和种以下型的鉴）可以用来鉴定菌种，特别是宿主的鉴定和种以下型的鉴定。定。（2）预防和治疗疾病。）预防和治疗疾病。（3）利用昆虫病毒可以防治病虫。）利用昆虫病毒可以防治病虫。（4）用作分子生物学研究的实验工具。）用作分子生物学研究的实验工具。
