食品微生物学05第四章 非细胞形态微生物
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和释放5个阶段
大肠杆菌T4噬菌体为例:
1、吸附 (adsorption, attachment)
随机碰撞而接触（静电引力或氢键）
毒粒
可逆吸附，无特异性
病毒表面蛋白与细胞受体的结合 特异性，不可逆吸附
启动病毒感染的第一阶段
敏感细胞
T4 phage
通过尾丝吸附在E.coli 细胞壁
2、侵入与脱壳 (penetration and uncoating) ❖ 又称病毒内化，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，依赖于能量的感染步骤。
的酶，不能进行独立的代谢作用。
4）严格的活细胞内寄生，必须依赖宿主细胞产生自身的 核酸和蛋白质，随后装配成完成的病毒粒子。
5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。
6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。
病毒的定义：
迄今仍无一个科学而严谨的定义
病毒（virus）是一类比细菌更微小，能通过细 菌滤器，只含一种类型的核酸（DNA或RNA） ，仅能在活细胞内生长繁殖的非细胞形态的微生 物。
采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构
Orf virus：口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒) （负染技术）
Ebola virus ：埃博拉病毒（正染技术）
Vaccinia virus 痘苗病毒 （投影技术）
各 种 毒 粒 的 大 小 、 形 态 差 异 很 大
2、病毒的结构
病毒粒子
基本结构
核心 衣壳
一步生长曲线
裂解期
平稳期
2）病毒的蛋白质
病毒蛋白质
非结构蛋白
病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功 能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。
结构蛋白
构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质
壳体蛋白；基质蛋白； 包膜蛋白； 存在于毒粒中的酶；
第二节 病毒的复制
病毒的增殖过程
原料； 能量； 生物合成场所；
辅助结构 — 包膜
病毒的包膜结构
有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜，它是病毒以出芽方式成熟时，由细胞膜衍生 而来的。
病毒包膜的基本结构与生物膜 相似，是脂双层膜。
在包膜形成时，细胞膜蛋白被 病毒的包膜糖蛋白取代。
刺突（spike）：包膜或核衣壳 上的突起。
壳体结构类型
螺旋对称壳体 二十面体对称壳体 复合对称结构
❖ 不同的病毒-宿主系统的病毒侵入机制不同
T4 噬菌体： 注射方式将噬菌体核酸注入细胞
通过尾部刺突固着于细胞； 尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，使细胞壁产生小孔； 尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、复制 (生物合成
)
病毒基因组进入胞内 宿主细胞的代谢发生改变
病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸 表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸
噬菌体效价测定： 双层平板法 （two layer plating method)
双层平板测定噬菌体效价
二、一步生长曲线（one step growth curve）
定量描述烈性噬菌体生长规律的实 验曲线称作一步生长曲线。
一步生长曲线是研究病毒复制的一 个经典试验，最初是为研究噬菌体的复 制而建立，以后推广到动物病毒和植物 病毒的复制研究中。
毒粒
宿主细胞
有繁殖性的病毒基因组
病毒核酸和蛋白质 释放至细胞外
病毒基因组复制、表达
装配形成具有感染性的毒粒
增殖周期：
自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞 外的病毒复制过程。
① 吸附 ② 侵入与脱壳 ③ 生物合成 (复制) ④ 装配 ⑤ 释放
一、病毒的复制
噬菌体：吸附、侵入、复制、装配和释放5个阶段 植物病毒：侵入、复制、装配和释放4个阶段 动物病毒：吸附、侵入（脱壳）、复制、装配
二、病毒的形态结构与功能
病毒颗粒：
病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。
一团能够自主复制的遗传物质
蛋白质外壳
包膜
保护遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞 传递给另一个宿主细胞的载体。
1、病毒的大小和形状
个体小，必需在电镜下观察；单位纳米(nm)
不同病毒的毒粒大小差别很大；
毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、 杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等 少数几类。
❖ 裂解释放 裸露病毒颗粒
T4噬菌体的裂解释放：
丝杆噬菌体（如M13、f1、fd）不杀死细胞，子代毒粒以分泌 方式不断从受染细胞中释放，并同时完成毒粒的组装
有包膜病毒通过出芽释放
病毒增殖的全过程是很快的，例如，E.coli T 系列噬菌体在合适温度等条件下仅为15~20分钟 。
在涂布有敏感宿主细胞的固体培养基表面，
4、装配 （assembly）
新合成的毒粒结构组分组装成完整的病毒颗粒，称做病毒的装配，亦称成熟（ maturation）或形态发生（morphogenesis）。
T4噬菌体的装配
❖ 头、尾、尾板、尾丝 分开进行，依次装配 ❖ 高度有序过程 ❖ 头：起始子顶点
5、释放 (release)
病毒的释放标志病毒复制周期结束
3、病毒的化学组成
病毒
（化学组成）
核酸； 蛋白质；
基本化学组成
脂类；
碳水化合物；
病毒颗粒在化学上表现为核蛋白
1） 病毒的核酸
核酸是病毒的遗传物质； 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；
病毒核酸
单链DNA（ss DNA）； 双链DNA（ds DNA）； 单链RNA（ss RNA）； 双链RNA（ds RNA）；
若接种上相应噬菌体稀释液，其中每个噬菌体 粒子由于先侵染和裂解一个细胞，然后以此为 中心反复侵染和裂解周围大量的细胞，结果就 会在菌苔上形成一个具有一定形状、大小、边 缘和透明度的噬菌斑。
大 肠 杆 菌 噬 菌 体 产 生 的 噬 菌 斑
噬菌体粒子的数量如何确定？
噬菌体效价(titer): 每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数; 又称噬菌斑形成单位 (plaque-forming unit, pfu)
第4章 非细胞型微生物的 形态、结构与分类
第一节 病毒的形态结构与功能 第二节 病毒的复制 第三节 病毒的分类与亚病毒
第一节 病毒的形态结构与功能
一、病毒的特点和定义
病毒的特点：
1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。 2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。 3）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢
大肠杆菌T4噬菌体为例:
1、吸附 (adsorption, attachment)
随机碰撞而接触（静电引力或氢键）
毒粒
可逆吸附，无特异性
病毒表面蛋白与细胞受体的结合 特异性，不可逆吸附
启动病毒感染的第一阶段
敏感细胞
T4 phage
通过尾丝吸附在E.coli 细胞壁
2、侵入与脱壳 (penetration and uncoating) ❖ 又称病毒内化，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，依赖于能量的感染步骤。
的酶，不能进行独立的代谢作用。
4）严格的活细胞内寄生，必须依赖宿主细胞产生自身的 核酸和蛋白质，随后装配成完成的病毒粒子。
5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。
6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。
病毒的定义：
迄今仍无一个科学而严谨的定义
病毒（virus）是一类比细菌更微小，能通过细 菌滤器，只含一种类型的核酸（DNA或RNA） ，仅能在活细胞内生长繁殖的非细胞形态的微生 物。
采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构
Orf virus：口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒) （负染技术）
Ebola virus ：埃博拉病毒（正染技术）
Vaccinia virus 痘苗病毒 （投影技术）
各 种 毒 粒 的 大 小 、 形 态 差 异 很 大
2、病毒的结构
病毒粒子
基本结构
核心 衣壳
一步生长曲线
裂解期
平稳期
2）病毒的蛋白质
病毒蛋白质
非结构蛋白
病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功 能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。
结构蛋白
构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质
壳体蛋白；基质蛋白； 包膜蛋白； 存在于毒粒中的酶；
第二节 病毒的复制
病毒的增殖过程
原料； 能量； 生物合成场所；
辅助结构 — 包膜
病毒的包膜结构
有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜，它是病毒以出芽方式成熟时，由细胞膜衍生 而来的。
病毒包膜的基本结构与生物膜 相似，是脂双层膜。
在包膜形成时，细胞膜蛋白被 病毒的包膜糖蛋白取代。
刺突（spike）：包膜或核衣壳 上的突起。
壳体结构类型
螺旋对称壳体 二十面体对称壳体 复合对称结构
❖ 不同的病毒-宿主系统的病毒侵入机制不同
T4 噬菌体： 注射方式将噬菌体核酸注入细胞
通过尾部刺突固着于细胞； 尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，使细胞壁产生小孔； 尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、复制 (生物合成
)
病毒基因组进入胞内 宿主细胞的代谢发生改变
病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸 表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸
噬菌体效价测定： 双层平板法 （two layer plating method)
双层平板测定噬菌体效价
二、一步生长曲线（one step growth curve）
定量描述烈性噬菌体生长规律的实 验曲线称作一步生长曲线。
一步生长曲线是研究病毒复制的一 个经典试验，最初是为研究噬菌体的复 制而建立，以后推广到动物病毒和植物 病毒的复制研究中。
毒粒
宿主细胞
有繁殖性的病毒基因组
病毒核酸和蛋白质 释放至细胞外
病毒基因组复制、表达
装配形成具有感染性的毒粒
增殖周期：
自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞 外的病毒复制过程。
① 吸附 ② 侵入与脱壳 ③ 生物合成 (复制) ④ 装配 ⑤ 释放
一、病毒的复制
噬菌体：吸附、侵入、复制、装配和释放5个阶段 植物病毒：侵入、复制、装配和释放4个阶段 动物病毒：吸附、侵入（脱壳）、复制、装配
二、病毒的形态结构与功能
病毒颗粒：
病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。
一团能够自主复制的遗传物质
蛋白质外壳
包膜
保护遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞 传递给另一个宿主细胞的载体。
1、病毒的大小和形状
个体小，必需在电镜下观察；单位纳米(nm)
不同病毒的毒粒大小差别很大；
毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、 杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等 少数几类。
❖ 裂解释放 裸露病毒颗粒
T4噬菌体的裂解释放：
丝杆噬菌体（如M13、f1、fd）不杀死细胞，子代毒粒以分泌 方式不断从受染细胞中释放，并同时完成毒粒的组装
有包膜病毒通过出芽释放
病毒增殖的全过程是很快的，例如，E.coli T 系列噬菌体在合适温度等条件下仅为15~20分钟 。
在涂布有敏感宿主细胞的固体培养基表面，
4、装配 （assembly）
新合成的毒粒结构组分组装成完整的病毒颗粒，称做病毒的装配，亦称成熟（ maturation）或形态发生（morphogenesis）。
T4噬菌体的装配
❖ 头、尾、尾板、尾丝 分开进行，依次装配 ❖ 高度有序过程 ❖ 头：起始子顶点
5、释放 (release)
病毒的释放标志病毒复制周期结束
3、病毒的化学组成
病毒
（化学组成）
核酸； 蛋白质；
基本化学组成
脂类；
碳水化合物；
病毒颗粒在化学上表现为核蛋白
1） 病毒的核酸
核酸是病毒的遗传物质； 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；
病毒核酸
单链DNA（ss DNA）； 双链DNA（ds DNA）； 单链RNA（ss RNA）； 双链RNA（ds RNA）；
若接种上相应噬菌体稀释液，其中每个噬菌体 粒子由于先侵染和裂解一个细胞，然后以此为 中心反复侵染和裂解周围大量的细胞，结果就 会在菌苔上形成一个具有一定形状、大小、边 缘和透明度的噬菌斑。
大 肠 杆 菌 噬 菌 体 产 生 的 噬 菌 斑
噬菌体粒子的数量如何确定？
噬菌体效价(titer): 每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数; 又称噬菌斑形成单位 (plaque-forming unit, pfu)
第4章 非细胞型微生物的 形态、结构与分类
第一节 病毒的形态结构与功能 第二节 病毒的复制 第三节 病毒的分类与亚病毒
第一节 病毒的形态结构与功能
一、病毒的特点和定义
病毒的特点：
1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。 2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。 3）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢