微生物学之病毒

第一章 病毒
教学要求
理解：病毒的特点，化学组成和结构， 繁殖过程，毒性噬菌体、温和噬菌体 的概念。
了解病毒对环境因素的抵抗力及在污 水处理过程中的去除效果。
第一节 病毒的一般特性及其分类
病毒的定义:一类由核酸和蛋白质等少数几种 成份组成的超显微“非细胞生物” 、无细 胞结构、营专性活细胞内寄生的实体，在 活细胞外以无生命的化学大分子状态存在， 一旦进入宿主细胞又具有生命特征。
尾部
基板和刺突
蛋白质的功能：主要是保护作用、附着作 用、决定特异性及决定致病性、毒力和抗 原性等。
核酸内芯
一个病毒粒子不能同时含有DNA和RNA 动物病毒：含DNA或RNA 植物病毒：大多含RNA,少数含DNA 噬菌体：大多数含DNA,少数含RNA 作用：决定病毒遗传、变异和对敏感宿主细胞的感染力。
四、病毒在环境中的存活和在污水处理过程中的去除效果
存活 情况
水体中：温度影响最大，与病毒类型有关。
土壤中：最适存活，温度、湿度影响最大。
空气中：温度、湿度、紫外线等均不适宜
生存。
病毒在污水处理过程中的去除效果
污水处理 一级处理 二级处理 三级处理
采用方法
病毒去除效果
物理 过滤、沉淀
生物 吸附降解 絮凝沉降
3.干燥
干燥是控制病毒的重要条件。 如：相对湿度（RH）越低，病毒的存活时间越短。 当土壤的水分低于10％时，病毒会迅速灭活。
2、化学因素的影响
化学物质对病毒的灭活有：体内灭活和体外灭活两种。
1.体内灭活的化学物质有抗体和干扰素。
抗体:病毒入侵后，体内会产生特异蛋白质，用于抵抗病毒。 入侵的病毒为抗原，产生的蛋白质为抗体。 干扰素：病毒入侵后，体内会产生一种糖蛋白质，它可以诱导 宿主产生抗病毒的蛋白质对病毒灭活，干扰素起的是间接作用。
羊瘙痒病是羊的一种中枢神经系统退化性紊乱疾病。表 现为毛脱落，皮肤瘙痒，失去平衡和后肢麻痹等症状。
现在已经发现与朊病毒有关的疾病有疯牛病、羊瘙痒病、 人的库鲁病（震颤病）和克-雅氏病(早老性痴呆病)。
第二节 病毒的形态结构
一、 病毒的形态和大小 病毒的形状多样，依种类不同而不同 球状，卵圆形，砖形（动物病毒） 杆状，丝状（植物病毒）
蛋白质：衣壳（由若干衣壳粒构成）
非基本成分：囊膜--类脂或脂蛋白
衣壳粒 核心
囊膜
核衣壳 （基本结构）
刺突
病毒举例： 禽流感病毒
甲型H1N1病毒
2、病毒粒子的对称构 型及其代表
螺旋对称型
二十面体对称型
复合对称型
螺旋对称 复合对称
二十面体对称
(1) 螺旋状对称型：
烟草花叶病毒（TMV）
直杆状，中空，由2130个皮鞋状 的衣壳粒排列成螺旋，核酸核心 是单链的RNA。 症状：不能合成叶绿素或叶绿 素被破坏，叶片花叶、黄叶等； 植株发生矮化、或畸形；形成枯 斑或坏死。
效果差，最多去除 30%。
去除病毒率在 90%～99%。污泥 消化起主要作用
物理、化学、生 物
进一步下降。
教学重点
病毒的繁殖过程 温和噬菌体 毒性噬菌体
非细胞生物
类病毒：只含具侵染性的RNA组分
亚病毒
朊病毒：只含蛋白质
类病毒
至今所知的最小、最简单的病毒； 仅含一种成分 ——RNA ； 能在敏感细胞内自我复制。
发现的第一个类病毒是马铃薯纺 锤形块茎病类病毒(PSTV)，
朊病毒(prion)
又称蛋白质侵染因子。是一类能侵染动物并在宿主细胞 内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。
二、病毒的分类
1. 根据宿主划分 动物病毒 人类疾病的：流感、肝炎、腮腺炎、水痘等； 畜禽疾病的：口蹄疫、狂犬病、禽流感、猪瘟等。 植物病毒 烟草花叶病、柑桔黄龙病等。 微生物病毒（噬菌体、噬真菌体、噬藻体、噬放线
菌体）
2. 按核酸类型划分 DNA病毒和RNA病毒
三 类病毒和阮病毒
（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分
一、物理因素的影响
1.温度 耐冷而不耐热
1）高温对病毒具有灭活功能 原因：高温破坏病毒的蛋白质和核酸，其中蛋白质的灭 活速度快。蛋白质变性后影响对宿主的吸附能力，消弱了 病毒的感染力。
2）低温不会灭活病毒，通常在-75℃保存病毒。
2.光及其他辐射
1）紫外辐射 紫外线对病毒具有灭活功能。 原因：破坏病毒的核酸，使核酸的嘧啶受到影响，形成胸腺 嘧啶二聚体。 2）可见光 在氧气和染料条件下，肠病毒对可见光敏感而被杀死，称为 “光灭活作用”。 原因：染料附着核酸上，催化光的氧化过程，引起病毒死亡。
（2）侵入
吸附
尾管穿入
刺突和基板固着 尾鞘收缩
尾管穿入
DNA注入
（3）增殖 包括噬菌体核酸的复制和蛋白质的合成
噬菌体利用宿主的生物合成机构和场所，使其自身核 酸表达和复制，产生大量的子代噬菌体蛋白质和核酸。
（4）成熟（装配）
T4噬菌体的装配是一个极为复杂 的自我装配的过程
（5）裂解（释放）
吸附
这一现象称做溶原性（lysogeny）
溶原性细菌
含有温和噬菌体DNA的宿主细菌叫溶原性细菌。
前噬菌体
附着或融合在溶源性细菌染色体上的温和噬 菌体的核酸称为原噬菌体或前噬菌体。
三、病毒的培养
1.病毒的培养特征
在细菌培养液中，细菌被噬菌体感染，细胞裂解，浑浊的 菌悬液变成为透明的裂解溶液。
在固体培养基上-噬菌斑
第三节 病毒的繁殖和培养
一、病毒的繁殖过程
核酸复制 + 蛋白质合成
装配
病毒粒子
1、原核生物的病毒——噬菌体的繁殖过程
（1）吸附 （2）侵入 （3）增殖（核酸的复制与蛋白质的生物合成） （4）成熟（装配） （5）裂解（释放）
（1）吸附：
吸附特点
A： 一个宿主细胞表面特异性受点数量有限，故只能吸附相 应数量噬菌体，因吸附过多使细胞壁产生许多小孔，而引起 的细胞裂解，但并未进行噬菌体的增殖，这种现象称为自外 裂解。 B： 一种细菌可被多种噬菌体感染。 C ： 一个寄主细胞与一种噬菌体饱和吸附后并不妨碍另一种 噬菌体再吸附。 D： Ca、Mg、Ba等二价阳离子有促进吸附作用。 E： pH中性时有利于吸附。
侵入、脱壳 早期：病毒特异性酶的合成
病毒大分 子合成
病毒核酸复制 病毒结构蛋白质合成
装配 释放
裂解量：T2为150左右，T4约100
二、噬菌体的溶原性
毒性噬菌体：侵入宿主细胞后立即引起宿主细胞破裂。 温和噬菌体：侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染 色体上，和其一起同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。
噬菌斑形成单位（pfu）
2. 病毒的培养基：
病毒是专性寄生在活的敏感宿主细胞内才能生长繁殖的微 生物。因此病毒的培养基要求苛刻，专一性强。
3.病毒的培养 动物病毒：动物接种、鸡胚接种和组织培养技术 噬菌体：双层琼脂法培养
第五节 病毒对物理、化学因素的抵抗力及 在污水处理过程中的去除效果
杆状、丝宫状子颈、癌显……微（镜植物病毒）
பைடு நூலகம்
观察 蝌蚪状、丝状、球（形×、10……（腺噬病吸菌毒道，体感上流染）呼感病毒
～18万倍）
直径只有30nm
球状噬 菌体
二、 病毒的化学组成和结构
病毒粒子：专指成熟的、结构完整的有感染性的单个病毒。
1、典型病毒粒子的结构 核酸 ：核心（DNA或RNA）
基本成分
(2)二十面体对称型：腺病毒
呈“球 状”，没有囊膜， 有刺突。衣壳由252个衣 壳粒组成，腺病毒的核 心是由线状双链DNA构成 的。
侵染呼吸道、眼结膜 和淋巴组织，是急性咽 炎、流行性角膜结膜炎 和病毒性肺炎等的病原 体。
⑶ 复合对称型：大肠杆菌Ｔ4噬菌体
头部（核心是双链DNA ） 颈部
尾鞘和尾管 尾丝
2.体外灭活的化学物质
酚、甲醛、醚、氨、氯（化合物）、溴、碘、乙醇、氯仿、 强酸、强碱、氧化剂等。
1）破坏病毒蛋白质的物质 酚及低缓冲溶液
2）破坏病毒核酸的物质 甲醛、氨
3）破坏病毒被膜的物质 含脂类物质对醚、氯仿敏感，可以鉴别。
三、病毒对抗菌物质的抵抗力 因病毒无细胞结构，故对一般抗生素不敏感。
蝌蚪状，丝状（噬菌体）
痘病毒，如天花
第二最 1节0大0的×病动2物毒0病0的×毒形3态0与0n结m构 子弹状病毒
一、形态和大小
噬菌体
副粘病毒，
，如狂犬病
丝病球病状毒状毒病出毒、的血,热卵形如多 病圆态只瘤毒杆形多乳，能状烟、样头如病草如砖，用毒病腮形依，毒电腺、种如炎…类…不（同动而物不病同毒）
一、病毒的特点
大小:个体极小（10-300nm）,只能用电子显微镜 观察； 结构与化学成分：无细胞结构，核酸和蛋白质； 遗传因子：只含一种核酸，DNA或RNA; 代谢特点：无产能酶系、无核酸和蛋白质合成酶 系，专性活细胞内寄生； 繁殖方式：核酸和蛋白质等成分的装配； 敏感性：对抗生素不敏感，对干扰素敏感。