噬菌体
噬菌体简介
噬菌体一、生物学特性噬菌体（Phage）属于非细胞型微生物，是侵染细菌、放线菌等细胞型微生物的病毒。
它们个体微小，通常仅能在电子显微镜下观察到；结构简单，多数噬菌体仅由蛋白质和核酸两种成分组成，蛋白质构成的衣壳包裹着核酸。
在自然界单独存在的噬菌体不表现出生命规象，但具有潜在的生命力。
噬菌体从吸附至宿主细胞上的一瞬间，就开始了自己的生命过程。
根据噬菌体与宿主的关系，可将其分为烈性噬菌体与温和噬菌体。
烈性噬菌体通过吸附、侵人、生物合成、装配与释放等步骤使宿主细胞裂解死亡；而温和噬菌体侵染宿主后，则将其核酸整合在宿主基因组上，并以原噬菌体状态存在，宿主则转为溶原性菌株；但有时也有机率较少的温和噬菌体与烈性噬菌体一样，引起宿主细胞的裂解死亡。
温和噬菌体对溶原状态和裂解途径的选择，取决于感染细胞内的一些宿主基因产物和噬菌体基因产物活性之间的平衡。
[1]噬菌体广泛分布于自然界是与其宿主的广泛分布分不开的。
迄今为止，几乎没有一群细菌尚未发现其相应的噬菌体，只有那些我们了解的还很肽浅的细菌才尚未见其相应噬菌体的报导。
[2] 根据大小、形态结构特征，可以把噬菌体分为3种类型，一是蝌蚪状不可收缩尾的噬菌体，其头部为二十面体，直径约110 -120nm，尾部长220-230 nm,尾宽13-15 nm,无尾鞘、基板、尾丁、尾兹等结构。
二是蝌蚪状可收缩尾的噬菌体，其头部为三十面体，约70nm x 110 nm，尾部长约120 -130 nm,尾宽约18-22nm，有尾鞘、基板、尾丁、尾兹等结构，该噬菌体似有包膜。
三是短尾噬菌体，其头部为二十面体，大小为20 nm，尾部长约2-3 nm。
[3]图1. 噬菌体生活周期二 噬菌体的繁育技术1. 繁殖方式噬菌体为非细胞型微生物，其增殖(复制)方式与细菌的繁殖(二分裂)方式不同，从吸附宿主菌到子代噬菌体的释放是一个爆发的过程，表现为“一步生长”的特点。
一步生长实验于1939年Ellis 和Delbruck 创立，据此可以测知噬菌体在细菌内增殖的潜伏期即每一个细菌产生噬菌体的平均裂解量。
噬菌体的名词解释是什么
噬菌体的名词解释是什么引言：噬菌体（bacteriophage），也称细菌噬菌体或噬菌体病毒，是一类仅寄生于细菌的病毒。
噬菌体在细菌世界中扮演着重要的角色，不仅对细菌群落的结构和动态有着深远影响，而且在基因工程和生物技术领域也发挥着重要的作用。
本文将通过解释噬菌体的概念、结构、生命周期、分类以及应用等方面，深入介绍这一迷人的微生物家族。
一、噬菌体的概念1.1 定义噬菌体是一种可以侵染、寄生于细菌的病毒，它是由蛋白质壳体和含有基因信息的核酸构成的。
1.2 发现历史噬菌体的发现可以追溯到20世纪初，由Frederick W. Twort和Félix d'Hérelle分别独立发现。
他们的研究揭示了噬菌体能够感染和破坏细菌，从而为人们理解病毒的生物学行为奠定了基础。
二、噬菌体的结构2.1 壳体噬菌体的壳体由一层蛋白质组成，它能够保护内部的核酸免受外界环境的损害。
2.2 核酸噬菌体的核酸可以是DNA或RNA的形式，不同类型的噬菌体具有不同的核酸构成。
这些核酸携带着噬菌体的基因信息，可以在细菌中复制和表达。
三、噬菌体的生命周期3.1 寄生感染噬菌体通过寄生感染细菌，依赖于细菌的机制来复制自身。
3.2 吸附噬菌体通过特定的受体与细菌表面结合，并通过尾部纤维或尾鞭等结构与细菌产生物理性吸附。
3.3 注射遗传物质噬菌体通过尾结构中的注射器，将自身的遗传物质注入细菌细胞内。
3.4 复制和组装噬菌体遗传物质在细菌细胞内复制并产生大量的噬菌体部件，然后进行组装成为新的噬菌体。
3.5 破裂和释放经过复制和组装后，新的噬菌体会破裂细菌细胞，并释放到周围环境中，继续感染其他细菌。
四、噬菌体的分类4.1 形态分类噬菌体根据其结构形态可以分为尾型、尾纤丝型、囊样和无尾型等。
4.2 RNA和DNA噬菌体根据其核酸类型的不同，噬菌体可以分为RNA噬菌体和DNA噬菌体。
五、噬菌体的应用5.1 基因工程工具噬菌体可以作为基因工程研究的重要工具，用于基因表达调控、靶向基因转导和遗传工程等领域。
143.1噬菌体的定义及特点
噬菌体(phage)是感染细菌、放线菌、真菌或螺
旋体等微生物的病毒，因部分噬菌体能引起宿主 细胞的裂解，故称噬菌体。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ特 性
➢ 个体微小，无细胞结构 ➢ 专性细胞内寄生 ➢ 寄生具有严格宿主特异性
噬菌体的生物学性状
➢ 形态与结构 ➢ 化学组成 ➢ 抗原性 ➢ 抵抗力
1.形态与结构
形态： 蝌蚪形 微球形 细杆形
该抗体能够抑制相应噬菌体吸附宿主菌，但对 已吸附或已进入宿主菌的噬菌体不起作用。 ✓ 对理化因素的抵抗力较一般细菌繁殖体强， 加热70℃ 30分钟仍不失活，也可耐受低温。 大多数噬菌体能抵抗乙醚、三氯甲酸和乙醇， 但对紫外线和X射线敏感。
蝌蚪形：大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两 部分组成。
结构： 头部：衣壳、核酸 尾部: 尾领、尾髓 尾鞘、尾板 尾刺、尾丝
2.化学组成
主要由核酸和蛋白质组成 ➢ 核酸： 头部核心，DNA或RNA
作用：噬菌体的遗传物质 ➢ 蛋白质：头部外壳和尾部
作用：保护核酸 识别宿主菌
3.抗原性与抵抗力
✓ 具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。
9噬菌体
常用于细菌感染治疗的噬菌体
肠道菌噬菌体:伤寒菌,痢疾菌,肠球 肠道菌噬菌体:伤寒菌,痢疾菌, 大肠杆菌,变形杆菌,绿脓杆菌, 菌,大肠杆菌,变形杆菌,绿脓杆菌, 链球菌和葡萄球菌等噬菌体. 链球菌和葡萄球菌等噬菌体. 存在于患者的粪便,医院污水,临床标 存在于患者的粪便,医院污水, 本及外科病房脓液等. 本及外科病房脓液等.
苏云金芽孢杆菌噬菌体 苏云金芽孢杆菌 苏云金芽孢杆菌——防治农林害虫 防治农林害虫 生产过程中易受噬菌体的侵染,严重影响了 生产过程中易受噬菌体的侵染, 细菌农药的生产和应用. 细菌农药的生产和应用. 苏云金芽孢杆菌噬菌体的特征: 苏云金芽孢杆菌噬菌体的特征: 头部为多面体,有颈部, 头部为多面体,有颈部,尾部由尾管和尾鞘 组成. 组成.
E.coli filamentous Phage fd
本章要点
噬菌体的一般形态 噬菌体的危害与应用 噬菌体展示技术
�
主要存在于发酵工业.如乳制品,酶制剂, 主要存在于发酵工业.如乳制品,酶制剂, 氨基酸,有机溶剂,抗生素, 氨基酸,有机溶剂,抗生素,微生物农药和 菌肥生产等. 菌肥生产等.
微生物发酵污染分析(比例 比例%) 微生物发酵污染分析 比例 一旦发生噬菌体污染,会导致发酵异常,倒 一旦发生噬菌体污染,会导致发酵异常, 发酵产品 空气系统 环境污染 设备 消毒操作 管道 二级种子 使工业生产遭到严重损失. 罐,使工业生产遭到严重损失. 味精 30.33 11.13 33.25 14.63 10.73 9.64 4.07 1.63 抗生素 33.85 19.96 25.39
第四章 噬菌体
病毒种类很多，根据病毒寄生的对象来分，有植 物病毒、动物病毒和微生物病毒。 噬菌体：是病毒中的一种，一般把寄生在细菌、 放线菌、支原体、真菌和螺旋体的病毒叫噬菌体 噬菌体在自然界广泛存在，在1995年发表的ICTV 的病毒分类与命名第六次报告中共报道了4000余 种，分别划归为49个病毒科. 据Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。
噬菌体的应用：
1.作为分子生物学研究的工具 2.用于鉴定未知菌，可到型。 3.用于临床治疗传染病 4.检验植物病原菌 5.测定辐射剂量
思考题
• 溶原性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶 段，即( )、A分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部—— 尾丝及尾部的其它部件独立装配完成——头部与尾部 相结合——最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、 大小相同的噬菌体装配完成。
⑤释放： 方式： 裂解：多以裂解细胞的 方式释放。 分泌：噬菌体穿出细胞， 细胞并不裂解。 通常情况下，一个噬菌体 通过上述五个过程能合成 100——300个噬菌体。烈 性噬菌体的这种生长繁殖 方式也称为一步生长，
（一）噬菌体的生物学性状
1、组成：主要由蛋白质和核酸组成。 2、基本形态：蝌蚪形、微球形和纤丝形。
3、蝌蚪形噬菌体的构造
以大肠杆菌T4噬菌体为例 头部：廿面体对称结构，由蛋白 质衣壳构成，内含一条DNA。 颈部：薄盘状，附颈须。 尾鞘：长95nm, 衣壳粒螺旋对称； 可伸缩。 尾髓:中空，DNA可由此进入细胞。 基板: 六角形盘状物，其上有刺 突、尾丝。 刺突: 有吸附功能。 尾丝: 有识别吸附功能。
大肠杆菌T4噬菌体构造
（二）、噬菌体的增殖过程
根据噬菌体与宿主的关系： 溶菌性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主 细胞裂解的噬菌体. 溶原性噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整 合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主 DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不 引起寄主细胞裂解的噬菌体。
噬菌体简介
溶源菌的识别
❖ 检验某菌株是否为溶源菌的方法， 是将少量溶源菌与大量的敏感性 指示菌相混合，然后与上层琼脂 培养基混匀后倒平板，经培养后 溶源菌就一一长成菌落。由于溶 源菌在细胞分裂过程中有极少数 个体会引起自发裂解，其释放的 噬菌体可不断侵染溶源菌菌落周 围的指示菌菌苔，于是就形成了 一个个中央有溶源菌的小菌落， 四周有透明圈围着的这种独特噬 菌斑。
❖ 潜伏期（latent phase) ❖ 裂解 期（rise phasse） ❖ 平稳期(plateau phase) ❖ 裂解量(Burst phase)
❖ (1)潜伏期（latentphase）
❖ 指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个噬菌体 粒子装配前的一段时间，故整段潜伏期中没有一个
成熟的噬菌体粒子从细胞中释放出来。
❖ 一个典型的噬菌体的 侵染细菌的过程，可以 分为三个阶段：感染阶 段、增殖阶段和成熟阶 段。
感染阶段
❖ 噬菌体侵染寄主细胞的第一步 是“吸附”，即噬菌体的尾部 附着在细菌的细胞壁上，然后 进行“侵入”。噬菌体先通过 溶菌酶的作用在细菌的细胞壁 上打开一个缺口，尾鞘像肌动 球蛋白的作用一样收缩，露出 尾轴，伸入细胞壁内，如同注 射器的注射动作，噬菌体只把 头部的DNA注入细菌的细胞内， 其蛋白质外壳留在壁外，不参 与增殖过程。
吸附侵入增殖成熟裂解吸附侵入增殖成熟裂解多次循环裂解性循环整合同步复制自发或诱导整合同步复制自发或诱导溶原性循环温和噬菌体与溶源性?温和噬菌体temperatephage吸附并侵入细胞后噬菌体的吸附并侵入细胞后噬菌体的dna整合在宿主的染色体组上并可长期随宿主整合在宿主的染色体组上并可长期随宿主dna的复制而同步复制因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体的复制而同步复制因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体如eli的?p1p2slll如ecoli的?p1p2salmonellatyphimurium的p22等
噬菌体简介
噬菌体一、生物学特性噬菌体（Phage）属于非细胞型微生物，是侵染细菌、放线菌等细胞型微生物的病毒。
它们个体微小，通常仅能在电子显微镜下观察到；结构简单，多数噬菌体仅由蛋白质和核酸两种成分组成，蛋白质构成的衣壳包裹着核酸。
在自然界单独存在的噬菌体不表现出生命规象，但具有潜在的生命力。
噬菌体从吸附至宿主细胞上的一瞬间，就开始了自己的生命过程。
根据噬菌体与宿主的关系，可将其分为烈性噬菌体与温和噬菌体。
烈性噬菌体通过吸附、侵人、生物合成、装配与释放等步骤使宿主细胞裂解死亡；而温和噬菌体侵染宿主后，则将其核酸整合在宿主基因组上，并以原噬菌体状态存在，宿主则转为溶原性菌株；但有时也有机率较少的温和噬菌体与烈性噬菌体一样，引起宿主细胞的裂解死亡。
温和噬菌体对溶原状态和裂解途径的选择，取决于感染细胞内的一些宿主基因产物和噬菌体基因产物活性之间的平衡。
[1]噬菌体广泛分布于自然界是与其宿主的广泛分布分不开的。
迄今为止，几乎没有一群细菌尚未发现其相应的噬菌体，只有那些我们了解的还很肽浅的细菌才尚未见其相应噬菌体的报导。
[2] 根据大小、形态结构特征，可以把噬菌体分为3种类型，一是蝌蚪状不可收缩尾的噬菌体，其头部为二十面体，直径约110 -120nm，尾部长220-230 nm,尾宽13-15 nm,无尾鞘、基板、尾丁、尾兹等结构。
二是蝌蚪状可收缩尾的噬菌体，其头部为三十面体，约70nm x 110 nm，尾部长约120 -130 nm,尾宽约18-22nm，有尾鞘、基板、尾丁、尾兹等结构，该噬菌体似有包膜。
三是短尾噬菌体，其头部为二十面体，大小为20 nm，尾部长约2-3 nm。
[3]图1. 噬菌体生活周期二 噬菌体的繁育技术1. 繁殖方式噬菌体为非细胞型微生物，其增殖(复制)方式与细菌的繁殖(二分裂)方式不同，从吸附宿主菌到子代噬菌体的释放是一个爆发的过程，表现为“一步生长”的特点。
一步生长实验于1939年Ellis 和Delbruck 创立，据此可以测知噬菌体在细菌内增殖的潜伏期即每一个细菌产生噬菌体的平均裂解量。
噬菌体的名词解释
噬菌体的名词解释噬菌体是一种病毒，专门寄生于细菌体内进行复制，以至于导致宿主细菌的死亡。
噬菌体由DNA或RNA分子组成，并且通常具有较小且简单的结构。
它们存在于自然界中，并对细菌的生态系统至关重要。
噬菌体的主要组成部分包括：1. 蛋白质外壳：噬菌体具有一层蛋白质外壳，保护病毒的核酸以及其他内部组分免受外部环境的损害。
2. 核酸（DNA或RNA）：噬菌体的核酸负责储存遗传信息，决定病毒的特性和功能。
3. 尾纤毛：噬菌体的尾纤毛起到连接病毒与细菌宿主的作用，并将病毒注入细菌体内。
噬菌体的寄生过程主要分为两个阶段：1. 吸附和注射：噬菌体的尾纤毛附着于细菌细胞表面，然后注射病毒的核酸进入细菌细胞内。
一旦核酸进入细菌细胞，它会绕过宿主细胞的基因组，以自身繁殖为目标。
2. 复制和释放：噬菌体利用细菌细胞的复制机制进行病毒复制。
它可以通过两种方式复制：一种是立即开始复制，另一种是延迟复制。
延迟复制指的是，在一定条件下，病毒和细菌细胞一同存在，直到触发释放的时刻。
复制完成后，噬菌体会膨胀并破裂细菌细胞，将新的病毒释放出来，寻找新的宿主。
噬菌体在细菌的生态系统中起到非常重要的作用：1. 控制细菌数量：噬菌体通过感染和破裂细菌细胞，减少细菌的数量，以维持生态系统中的平衡。
2. 氮循环：部分噬菌体可以携带细菌所需的氮转运基因，这有助于氮的循环和转化，提供细菌生长所需的营养。
3. 水质控制：噬菌体在水体中具有很高的存在率，并可有效控制和降解细菌，维护水体的生态平衡。
噬菌体在医学领域有着重要的应用：1. 替代性治疗：噬菌体可以作为治疗细菌感染的替代性疗法。
利用噬菌体的特殊生命周期以及对细菌特异性的感染机制，可以精确地杀死感染细菌而不影响人体其他健康细胞。
2. 细菌检测和监测：噬菌体可以用于检测和监测细菌的存在和水质的卫生状况。
通过观察噬菌体对细菌的感染程度和繁殖情况，可以评估细菌存在的数量和水体的卫生状况。
综上所述，噬菌体是一种寄生于细菌体内的病毒，具有独特的遗传物质和结构。
噬菌体的名词解释
噬菌体的名词解释
噬菌体是一种有细胞壁的自噬体，被称为外源性溶菌体(exogenous phagocytes)，它的形状具有多种多样的形状，如球形、网状、螺旋形、线形等。
它具有多种不同的噬菌功能，可以有效地吞噬及灭活外的病原体。
结构
噬菌体由膜蛋白、细胞壁、核苷酸和核酸组成。
膜蛋白结构对其膜通透性起着重要作用，而核酸则可用以控制它的生物活性。
细胞壁的形态和多样性是噬菌体的基础，它的形状可以用来作为分类的依据。
功能
噬菌体的功能是一种“双重利用”，它既可以吞噬外的病原体，
也可以把这些有害物质（如抗原和毒素）抽取到体内，然后通过淋巴细胞来分解而去除。
因此，它对正常功能的维持起着关键作用。
分类
噬菌体可以分为运动性和静止性两大类。
运动性噬菌体是由螺旋型框架组成，具有一定重量，可以作为“探测”工具，有助于发现宿主的抗原。
静止性噬菌体则是由网状结构构成，更容易持久，因此具有更强的保护作用。
应用
噬菌体作为一种自然发生的自噬体，被广泛应用于防治和控制多种疾病。
它具有抗病毒，抗菌，抗癌症等功能。
最近，噬菌体又被开发用于免疫疗法，以抵抗病毒性感染的研究，正在成为一种新型的治
疗方法。
总结
噬菌体是一种有细胞壁的自噬体，也称为外源性溶菌体，它的形状具有多种多样的形状，它的可以有效地吞噬外的病原体，并具有抗病毒，抗菌，抗癌症等功能，最近用于免疫疗法，以抵抗病毒性感染的研究，进一步拓展了它的应用领域。
医学微生物学课件噬菌体
噬菌体可以用于治疗耐药性细菌感 染，通过噬菌体对细菌的裂解作用 ，破坏细菌的生存能力。
此外，噬菌体在肿瘤免疫治疗方面 也具有潜在的应用价值。
在农业和环境中的应用
噬菌体可以作为生物农药，通过与病原菌结 合，抑制病原菌的生长和传播。
此外，噬菌体在环境治理方面也具有潜在的 应用价值，例如用于净化污水和降解有机污
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THANKS
蛋白质外壳决定噬 菌体的特异性，可 以识别、结合并侵 入宿主细胞。
尾部
由尾鞘、尾管和尾板组成。
尾鞘和尾管共同形成噬菌体的尾部，尾板则帮助噬菌体吸附和侵入宿主细胞。
尾部与头部之间通过颈部相连。
噬菌体的基因组
噬菌体的基因组通常由DNA或 RNA组成，其大小和复杂性因
噬菌体种类而异。
噬菌体的基因组编码了其生命 周期和复制策略所需的所有基
医学微生物学课件噬菌体
2023-10-30
contents
目录
• 噬菌体概述 • 噬菌体的结构与组成 • 噬菌体的复制周期 • 噬菌体与宿主之间的相互作用 • 噬菌体的应用与前景 • 相关词汇解释
01
噬菌体概述
定义与特性
定义：噬菌体是一种病毒，只能感染细 菌和其它微生物。
结构简单，由DNA或RNA和蛋白质外壳 组成。
装配与释放
装配
噬菌体使用宿主细胞的机制来装配其蛋白质外壳和基因组。
释放
一旦噬菌体组装完毕，它就会裂解宿主细胞并释放出新的噬 菌体颗粒。
04
噬菌体与宿主之间的相互 作用
噬菌体对宿主的影响
01
02
03
裂解性感染
噬菌体在宿主细胞内复制 增殖，最终导致宿主细胞 裂解死亡。
溶原性感染
噬菌体
噬菌体1．噬菌体的生物学特性噬菌体是侵袭微生物的病毒，只含有一种核酸DNA或RNA，可感染细菌、真菌、螺旋体和支原体等。
噬菌体对理化因素的抵抗力比一般细菌的繁殖体强，一般经75℃30分钟以上才失去活性，对紫外线敏感。
噬菌体有蝌蚪形、球形和细杆状3种形态。
大多数呈蝌蚪状，头部衣壳和尾部的化学组成是蛋白质且具有抗原性，头部衣壳内含有DNA或RNA，尾部有能识别宿主菌细胞表面的特殊受体。
噬菌体应用宿主菌易于培养，可作为基因工程和分子生物学研究的重要工具。
另外，特异性寄居于易感宿主菌体内，故可用于细菌的鉴定和分型。
2．毒性噬菌体和温和噬菌体（1）毒性噬菌体：是指在宿主菌体内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。
毒性噬菌体的增殖方式是复制，其增殖过程经历吸附、穿入、脱壳、生物合成和成熟释放五个阶段。
吸附附是噬菌体吸附蛋白与宿主表面受体蛋白发生特异性结合的过程噬菌体吸附蛋白通常噬菌体吸附蛋白是衣壳的组成部分。
噬菌体细胞受体噬菌体细胞受体是指在宿主细胞表面，存在着某些可被噬菌体吸附蛋白所识别，并与之特异性结合的正常生理功能物质。
不同噬菌体其细胞受体各不相同，有的在细胞壁上，有的则在荚膜上、鞭毛上或性菌毛上，例如T3、T4和T7等噬菌体，其细胞受体是脂多糖，T2和T6噬菌体的受体是脂蛋白，枯草杆菌噬菌体SP-50的受体是磷酸壁。
噬菌体的吸附反应噬菌体的吸附蛋白与细胞受体之间的吸附反应受许多因素的影响，例如病毒的数量、不同离子和离子浓度、温度、pH等环境因素的影响。
侵入[编辑]T偶数噬菌体通过注射方式将其DNA注入宿主细胞中。
例如T4噬菌体完成吸附后，尾鞘收缩，尾管插入到细胞壁和膜中，尾管携带的溶菌酶溶解细胞壁中的肽聚糖，头部核酸通过尾管注入到细胞中，衣壳则留在胞外。
装配[编辑]以T4噬菌体为例：1.头部装配，先形成空壳，再装入DNA。
2.尾部装配，基板装上尾管，再装上尾鞘。
3.头与尾结合4.上部颗粒与尾丝相连释放[编辑]大多数噬菌体以裂解细胞的方式被释放至胞外，溶菌酶水解细胞壁，脂肪酶水解细胞膜，细胞裂解，释放子代噬菌体粒子（即病毒粒子）。
噬菌体
噬菌体
• 噬菌体（Phage）即细菌病毒。噬菌体是 感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生 物的细菌病毒的总称，作为病毒的一种， 噬菌体具有病毒特有的一些特性。
• 噬菌体基因组含有许多个基因，但所有已 知的噬菌体都是在细菌细胞中利用细菌的 核糖体、蛋白质合成时所需的各种因子、 各种氨基酸和能量产生系统来实现其自身 的生长和增殖。一旦离开了宿主细胞，噬 菌体既不能生长，也不能复制。
• 分子聚缩成多角体，头部蛋白质通过 排列和结晶过程，把多角形DNA聚缩 体包围，然后头部和尾部相互吻合， 组装成一个完整的子代噬菌体。
• 成熟阶段 • 噬菌体成熟后，在潜伏后期，溶解寄
主细胞壁的溶菌酶逐渐增加，促使细 胞裂解，从而释放出子代噬菌体。在 光学显微镜下观察培养的感染细胞， 可以直接看到细胞的裂解现象。
• 因为噬菌体生来就是用以靶向并杀死 特定的细菌，因此痤疮丙酸杆菌噬菌 体只攻击痤疮丙酸杆菌，而不是其它 细菌，能用于有针对性的治疗。
• 组员: 刘志林 高飞 汪志强 冉孟成 马绥斌
谢谢观赏！
噬菌体 - 生长过程
• 一步生长曲线（one-step growth curve）是 一条定量描述烈性噬菌体的增殖曲线。通 常以感染时间为横坐标，以噬菌体效价 （侵染性噬菌体数/ml样品）为纵坐标画出 的曲线。分潜伏期和裂解期。
• 潜伏期：
• 指噬菌体粒子从吸附到受感染宿主细 胞释放子代噬菌体所需的最短时间
• 2、次早期 • 由噬菌体的次早期基因产生次早期
mRNA的过程称为次早期转录，由此 翻译来的蛋白质称为次早期蛋白质。
• 3、晚期 在噬菌体DNA复制开始或复制后所进行的 转录称为晚期转录，所翻译的蛋白质称为 晚期蛋白质，它们主要是病毒的结构蛋白 和装配蛋白
噬菌体名词解释
噬菌体名词解释噬菌体是一种特殊的微生物，也被称为细菌病毒或细菌噬菌体。
它是一种寄生在细菌体内，以细菌为宿主进行复制和生存的微生物。
噬菌体属于DNA病毒的一种，其体内含有DNA分子，通过寄生于细菌体内，利用细菌的生物合成机制实现自身基因的复制和表达。
噬菌体具有特定的结构：它主要由头部、尾部和尾纤维组成。
头部含有噬菌体的遗传物质DNA，尾部则有喷射DNA的注射管道，尾纤维则起到与宿主细菌结合的功能。
以大肠杆菌为宿主的噬菌体，其形态类似一个烟草管，头部呈现多边形或正二十面体状。
噬菌体对细菌的寄生方式主要有两种。
一种是以寄生为目的的穿孔吸附，噬菌体的尾部附着在细菌表面，注射管从尾部伸出，向外注入基因物质，突破细菌细胞的壁膜。
另一种是以凋亡为目的，噬菌体在细菌细胞内生长和复制，最终导致细菌细胞破裂并释放新的噬菌体。
噬菌体具有广泛的分布，几乎在自然界中的任何环境都能找到它们的踪迹。
它们可以寄生于各种细菌，包括在土壤、水体、动植物体内、以及人体肠道中的肠道菌群等等。
噬菌体数量非常庞大，据估计，每立方米的海洋水中约有10亿个噬菌体存在。
噬菌体的生活史可以分为两个阶段：寄生和复制。
在寄生阶段，噬菌体依附于细菌宿主，并通过注射基因物质感染宿主细菌。
随后在复制阶段，噬菌体利用宿主的代谢机制，在宿主细菌细胞内复制自身遗传物质，并组装成新的噬菌体颗粒。
最终，宿主细菌破裂并释放出成熟的噬菌体，进行下一轮的感染。
噬菌体在许多领域具有重要的应用价值。
例如，由于噬菌体具有特异性寄生细菌的能力，可以被用作治疗感染性疾病的新型疗法，称为噬菌体疗法。
此外，噬菌体还被广泛应用于基因工程、抗生素筛选、生物安全等方面的研究。
总之，噬菌体作为一种微生物，通过寄生于细菌体内进行复制和生存。
它具有特定的结构和寄生方式，广泛分布于自然界中。
噬菌体具有重要的应用价值，在医学、科学研究和工业等领域发挥着重要的作用。
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为何是一步生长？
温和噬菌体与溶源性
温和噬菌体在吸附和侵入宿主细胞后，将噬 菌体基因组整合在宿主染色体上（或以质粒形 式存在细胞内）。
原噬菌体 ：整合于细菌染色体上或以质粒形式 存在于细菌细胞内的温和噬菌体基因组。
随宿主DNA复制而同步复制，随宿主细胞分 裂而传递到两个子细胞中。 宿主细胞则可正常生长繁殖。 以上过程称为“溶源周期”。溶源性是 指温和噬菌体侵入宿主细胞后产生的上述特 性。
致病菌中原噬菌体编码毒力因子，并构 成了基因多样性的主要差异，在细菌致病 性的进化过程中发挥了重要作用。
E. coli K12与O157
1M
O157的基因组中的两个类lambda原 噬菌体编码志贺类的毒素，是其主要的 毒力因子。
噬菌体进入宿主细胞后的命运
慢性感染； 裂解宿主 细胞； 溶源途径；
皮之不存，毛之焉附？
(3)免疫性
溶源性细菌对其本身产生的噬菌体或外来 的同源噬菌体不敏感，外来的同源噬菌体不能 增殖，也不导致溶源性细菌裂解。
溶源性细菌的基本特性
(4)溶源转变
少数溶源性细菌，由于整合了温和噬菌 体基因组，因而产生了除免疫性以外新的 表型性状的现象。包括溶源菌细胞表面性 质的改变和致病性转变被称为溶源转变。 （Lysogenic or phage conversion） 白喉棒杆菌
5、噬菌体的释放
（1）丝状噬菌体的释放
丝状噬菌体则以分泌方式从受染细胞 释放出来，它不裂解和杀死宿主细胞， 不妨碍细胞分裂，但宿主细胞生长速度 却大大降低。
（2）烈性噬菌体的释放
烈性噬菌体以裂解细胞方式被释放 至胞外。
细胞壁水解酶： holin蛋白—疏水性的跨膜蛋白，缺少 信号肽的裂解酶可通过细胞膜。
晚期转录：病毒核酸开始复制或复制后的 转录。所转录的基因为晚期基因，涉及毒 粒的结构蛋白。
4、噬菌体的装配
在被病毒感染的细胞内，新合成的病 毒核酸和病毒蛋白质组成子代病毒粒 子的过程，称为装配。
噬菌体的装配
无尾丝的尾部装配； 头部的装配；
尾部与头部自发结合；
尾丝与上述结构结合。
T4噬菌体的装配—自 组装
Bacteriophages
20世纪40年代首次通过电镜观察到
噬菌体的特性
严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体， 没有个体生长，也不进行二分分裂，利用部 分或全部宿主的大分子合成及产能系统来复 制自身的专性寄生物，必须依赖宿主细胞进 行自身的核酸复制，形成子代。
噬菌体属于一种独特生物类群。在宿主细 胞外具有化学大分子属性，是一种感染性颗 粒；在宿主细胞内才具有生物体基本特征；
（2）噬菌体与细胞受体之间之间不可逆的结 合，其后，宿主细胞壁被水解以便噬菌体注 入核酸。 影响因素：噬菌体与宿主细胞的表面受体结 合受pH、离子如钙离子、镁离子的影响。
噬菌体吸附时间不同，T4吸附很迅速，而 λ则需要几分钟。
2、侵入与脱壳
侵入又称病毒内化，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。
(5)复愈性
溶源性细胞有时消失了其中的原噬菌体， 变成非溶源性细胞，这时即不发生自发裂解 也不发生诱发裂解。在溶源性细菌的繁殖中， 可能有10－5个细菌丧失其原噬菌体，而恢复 成为原来的非溶源性细菌。
三、噬菌体研究方法
1、噬菌体粒子的性质
2、噬菌体的培养与纯化
3、噬菌体滴度的测定
1、噬菌体粒子的性质
二元培养物法
噬菌体的纯化
纯化噬菌体的要求
保持其感染性 均一性
纯化噬菌体的方法
单斑纯化—负菌落
3、噬菌体滴度的测定
（1）噬菌体的物理颗粒计数
（2）噬菌体的感染性测定
（1）噬菌体的物理颗粒计数
ELISA：
A
A
p3决定感染性，p8是主要的外壳蛋白， 抗体的靶标
（ 2 ）病毒感染性的测定
双层琼脂法测定噬菌 体的效价（plaque forming unit，pfu）
第七章：细菌病毒—噬菌体
一、噬菌体的发现、特性、构造和分 类依据 二、烈性噬菌体与温和噬菌体
三、噬菌体研究方法
四、噬菌体的应用
一、噬菌体的发现
F W Twort（英国人，1915年）
葡萄球菌的透明斑
F d’Herelle（1917年）
痢疾杆菌的新鲜液体培养物能被加入的某种 污水的无细菌滤液所溶解
宿主细胞 复愈。
噬菌体的构造
病毒粒子的构造可分为两类： ①无包膜病毒粒子：基本构造是核衣壳，由 核心和衣壳构成。 核心：由核酸组成，位于病毒粒子的中心。 衣壳：由蛋白质组成，包围在核心的周围。
②有包膜病毒粒子：在核衣壳外还包着一 层包膜，它是一层脂蛋白膜。
病毒的结构示意图
噬菌体的分类依据
核酸种类，形态，宿主范围，免疫学
（2）数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和 未吸附的噬菌体）； （3）将上述混合物大量稀释，终止抗血清的作 用和防止新释放的噬菌体感染其它细胞；
（1）用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞；
（4）保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效 价（对噬菌体含量进行计数）；
（5）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殖曲线；
噬菌体的数目多于细菌的数目；在相当多的 水生细菌中感染了噬菌体。
噬菌体“shaped the evolution of bacteria”
古生菌
噬菌体与细菌
在已测序的115个原核微生物的基因组中，发现 了190个原噬菌体（占基因组的10—20%） 基因水平转移的重要载体。
噬菌体与致病菌
在宿主细胞表面，存在着某些可被病 毒吸附蛋白所识别，并与之特异性结合 的正常生理功能物质。
噬菌体的细胞受体：T3、T4和T7等的受体是 E.coli脂多糖，T2和T6的受体是E.coli脂蛋白 。
制备噬菌体为什么要用对数生长期 的细菌？
受体结构正常； 噬菌体产量高。
吸附步骤
（1）噬菌体与细胞受体之间的识别，最初的 接触，可逆；
参考文献
Casjens S.(2003) Prophages and bacterial genomics: what have we learned so far, Molecular Microbiology, 49:277-300 Canchaya, C. et al(2004) The impact of prophage on bacterial chromosomes, Molecular Microbiology, 53:9-18
壳体蛋白与存在于噬菌体颗粒中的酶
（2）非结构蛋白：复制过程中所产生并 具有一定功能，但不存在于噬菌体颗粒 中的蛋白质，如调节蛋白和复制酶。
噬菌体复制过程中产生的酶
按功能划分：
参与病毒对宿主细胞的入侵；
参与病毒复制过程中所需要病毒大 分子的合成（如T7 RNA聚合酶）
2、噬菌体的培养
噬菌体的培养：
烈性噬菌体的复制周期
吸附 侵入 早期转录 DNA复制 晚期转录 装配 释放
1、噬菌体增殖的第一步—吸附
病毒吸附蛋白与宿主细胞表面受体 发生特异性结合。 （1）噬菌体吸附蛋白
无包膜病毒：在病毒粒子的衣壳上，是衣 壳的组成部分，如T偶数噬菌体的尾丝蛋白。 有包膜病毒：是包膜蛋白。
（2）宿主细胞受体
四、噬菌体的应用
重组DNA载体 酶：
T4 DNA ligase、T7 RNA polymerase
为动物病毒的研究提供借鉴
细菌的鉴定 – 噬菌体分型
Staphylococcus
噬菌体展示
医学上的应用
医学应用
“I strongly believe phage could become an effective antibacterial tool‖ - Carl Merril, Chief of
头部DNA通过尾管注入到细胞中。衣壳则留 在胞外；病毒侵入宿主后，结构不再保持完整。 T-偶数噬菌体脱壳与侵入是一起发生的。
有囊膜的噬菌体在宿主细胞内脱壳。
3、病毒大分子的合成
病毒基因组的表达与复制的时序性
早期转录：病毒核酸复制以前的转录。所 转录的基因为早期基因，涉及病毒核酸的 复制，调节病毒基因组的表达，以及改变 或抑制宿主细胞大分子合成。
噬菌体感染对原核细胞的影响
（1）抑制宿主细胞大分子的合成
（2）宿主细胞限制系统的改变
（1）抑制宿主细胞大分子的合成
产生关闭蛋白（turn-off protein）
抑制宿主DNA的合成
抑制宿主基因的转录 抑制宿主蛋白质的合成
（2）宿主细胞限制系统的改变
6、烈性噬菌体的一步生长曲线
Ellis and Delbruck, 1939， T2噬菌体
Roger, W. H.(2003) Bacteriophage genomics, Current Opinion in Microbiology, 6:506-511
二、烈性噬菌体与温和噬菌体
噬菌体通过复制而繁殖：病毒感染敏
感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其 复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白 质，然后由这些新合成的病毒组分装配（ assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到 细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制 （replication）。
（1）噬菌体的形态结构
（2）噬菌体的化学组成
（1）噬菌体的形态结构
（2）噬菌体的化学组成
一团能够自主复制的遗传物质
蛋白质外壳 囊膜（φ 6）
特殊的侵入方式
外壳蛋白的功能
构成病毒的蛋白质外壳，保护核酸；
感染的特异性； 表面抗原。
噬菌体的蛋白质
（1）结构蛋白：构成一个形态成熟、有 感染力的病毒颗粒所必须；
一步生长曲线
病毒增殖的2个特征性数据：潜伏期与 裂解量