第三章-病毒的复制
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26
③阳离子： Ca2+、Mg2+和Ba2+等阳离子对噬菌体的吸附有促进作 用； Al3+、Fe3+和Cr3+等阳离子则可引起失活； Na+或K+可使脊髓灰质炎病毒、新域疫病毒、腺病毒 、流感病毒等达到最大量的吸附； 二价阳离子也可提高柯萨奇病毒A9和人鼻病毒2型对 Hela细胞的吸附速率。 加入螯合剂（如EDTA）则吸附会受到抑制
单纯疱疹病毒的受体是硫酸乙酰肝素； 狂犬病毒(Rabies virus)的受体是细胞表面的乙酰胆碱受体。
17
典 型 的 细 胞 受 体 结 构
18
19
20
病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补 性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范得华力。
21
Poliovirus receptor (PVR)
①隐晦期：指在潜伏期前期人 为地（用氯仿）裂解细胞，裂 解液仍无侵染性的一段时间。
细胞内正处于复制噬菌 体核酸和合成其蛋白质 衣壳的阶段。
②胞内累积期：又称潜伏期后期， 在隐晦期后，如人为地裂解细胞， 其裂解液出现侵染性的一段时间。
噬菌体开始装配的时期，
在电镜下可观察到已初步
装配好的噬菌体粒子。
10
第三章 病毒的复制
主讲：马金成
生命科学学院微生物学教研室
1
第一节 病毒复制概论 第二节 病毒的复制过程 第三节 病毒的非增殖性感染
2
第一节 病毒复制概论
病毒属于微生物界，其不同于其他微生物 的特性包括：
病毒一般只含有一种核酸——DNA或RNA; 病毒通过基因组复制和表达，产生子代病毒的核酸和
7
一步生长曲线
定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称作 一步生长曲线或一级生长曲线（one-step growth curve）
用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞； 数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的噬
菌体）； 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； 保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬菌
（2）裂解期（risephase）
紧接在潜伏期后的一段时期：宿主细胞迅速裂 解、溶液中噬菌体粒子急剧增多。 （3）平稳期（plateau）
指感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中噬 菌体效价达到最高点后的一段时期。 （4）裂解量
每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数 目，或稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。
蛋白，随后装配成完整的病毒粒子；
某些RNA病毒(反转录病毒)的RNA经反转录合成互补 DNA (cDNA)，随细胞DNA的复制而增殖；
病毒没有细胞壁，也不进行蛋白质、糖和脂类的代谢 活动。
3
一、病毒复制与复制周期
病毒感染细胞后，在病毒核酸（基因组）控制下合成病毒 的核酸（DNA或RNA）与蛋白质等成分。然后在宿主细胞的 细胞质内或核内装配成病毒颗粒，再以各种方式释放到细胞外， 感染其它细胞，这种增殖的方式叫复制（Replication）。 4
一、病毒复制与复制周期
自病毒吸附于细胞 开始，到产生成熟 子代病毒从感染细 胞释放到细胞外的 复制过程称为病毒 的复制周期
5
二、研究病毒复制的一般方法
病毒只能在其敏感的宿主细胞内复制，一般 来说，原核生物病毒只能感染原核细胞，植物病 毒和动物病毒也分别以植物细胞和动物细胞为其 复制的场所（以昆虫为传播介体的一些植物病毒 例外）。为了研究病毒复制的方便，应首先建立 适于病毒复制的细胞培养系统。
11
动物病毒―动物细胞培养系统
经过50多年的努力，已建立了动物细胞的体外 培养的细胞株：脊椎动物细胞（主要是哺乳动物的 细胞株）；无脊椎动物细胞（主要是昆虫细胞株）。
12
植物病毒―原生质体培养系统
把病毒与植物机体或组织之间的复杂关系，转 变为病毒与植物单细胞的简单关系，为植物病毒的 复制研究提供了一个较好的实验系统。
13
第二节 病毒的复制过程
14
一、吸附
吸附(adsorption)是病毒与细胞表面的相互作用，是病毒 复制的第一步。多数病毒的吸附过程一般分两个阶段。
随机碰撞而接触（静电引力或氢键）
可逆吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）
病
毒
敏感细胞
粒
特异性，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段
病毒表面吸附蛋白与细胞受体的结合
15
病毒吸附蛋白
病毒表面上能够识别特异的宿主细胞受体的结构蛋白， 称为病毒吸附蛋白(virus attachment protein，VAP)。
无包膜毒粒的VAP是核壳的组成部分 T偶数噬菌体的尾丝蛋白
有包膜病毒的VAP为包膜糖蛋白 流感病毒包膜表面的血凝素糖蛋白
16
细胞受体
病毒的细胞受体亦称病毒受体(virus receptor)，是存在 于细胞表面上能被病毒吸附蛋白特异性地识别并与之 结合，使病毒侵入细胞和启动感染发生的细胞表面组 分。其化学本质是蛋白聚糖、脂类或糖脂、糖蛋白。 细胞受体:本身就是细胞的功能性物质，为细胞正常 生长代谢所必需，而非病毒专一性的成分
6
一、噬菌体―细胞培养系统
1）宿主细菌数目易于 控制。 2）噬菌体在细菌内增 殖容易观察，使细菌培 养物变清亮或在琼脂平 板上形成噬斑。 3）噬菌体和细菌的增 殖速度快、增殖周期短。
一步法生长试验(one-step growth experiment) 由
Ellis 和Delbruck 1939首先建立
体含量进行计数）； 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； 8
潜伏期（latentphase） 裂解期（risephase） 裂解量（burstsize） 9
源自文库
（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 体粒子装配完成前的一段时间。潜伏期中没有一个 成熟的噬菌体粒子从细胞中释放出来。
22
23
病毒吸附蛋白和与其相应的细胞受体
24
分别吸附于大肠杆菌性毛和菌体上的噬菌体
25
吸附作用受许多内外因素的影响
①温度：在一定范围内，病毒的吸附速率与温度成正比 ，例如脊髓灰质炎病毒在1°C时的吸附率仅是37°C时 的十分之一。
②pH值：病毒与细胞的吸附反应的第一步是以静电引力 结合，环境pH对其结合是有影响的：例如腺病毒T型与红 细胞结合的最适pH是5.5~8.7；而柯萨奇病毒B4吸附Hela 细胞的最适pH为3.0~3.5。
③阳离子： Ca2+、Mg2+和Ba2+等阳离子对噬菌体的吸附有促进作 用； Al3+、Fe3+和Cr3+等阳离子则可引起失活； Na+或K+可使脊髓灰质炎病毒、新域疫病毒、腺病毒 、流感病毒等达到最大量的吸附； 二价阳离子也可提高柯萨奇病毒A9和人鼻病毒2型对 Hela细胞的吸附速率。 加入螯合剂（如EDTA）则吸附会受到抑制
单纯疱疹病毒的受体是硫酸乙酰肝素； 狂犬病毒(Rabies virus)的受体是细胞表面的乙酰胆碱受体。
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典 型 的 细 胞 受 体 结 构
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病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补 性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范得华力。
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Poliovirus receptor (PVR)
①隐晦期：指在潜伏期前期人 为地（用氯仿）裂解细胞，裂 解液仍无侵染性的一段时间。
细胞内正处于复制噬菌 体核酸和合成其蛋白质 衣壳的阶段。
②胞内累积期：又称潜伏期后期， 在隐晦期后，如人为地裂解细胞， 其裂解液出现侵染性的一段时间。
噬菌体开始装配的时期，
在电镜下可观察到已初步
装配好的噬菌体粒子。
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第三章 病毒的复制
主讲：马金成
生命科学学院微生物学教研室
1
第一节 病毒复制概论 第二节 病毒的复制过程 第三节 病毒的非增殖性感染
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第一节 病毒复制概论
病毒属于微生物界，其不同于其他微生物 的特性包括：
病毒一般只含有一种核酸——DNA或RNA; 病毒通过基因组复制和表达，产生子代病毒的核酸和
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一步生长曲线
定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称作 一步生长曲线或一级生长曲线（one-step growth curve）
用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞； 数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的噬
菌体）； 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； 保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬菌
（2）裂解期（risephase）
紧接在潜伏期后的一段时期：宿主细胞迅速裂 解、溶液中噬菌体粒子急剧增多。 （3）平稳期（plateau）
指感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中噬 菌体效价达到最高点后的一段时期。 （4）裂解量
每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数 目，或稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。
蛋白，随后装配成完整的病毒粒子；
某些RNA病毒(反转录病毒)的RNA经反转录合成互补 DNA (cDNA)，随细胞DNA的复制而增殖；
病毒没有细胞壁，也不进行蛋白质、糖和脂类的代谢 活动。
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一、病毒复制与复制周期
病毒感染细胞后，在病毒核酸（基因组）控制下合成病毒 的核酸（DNA或RNA）与蛋白质等成分。然后在宿主细胞的 细胞质内或核内装配成病毒颗粒，再以各种方式释放到细胞外， 感染其它细胞，这种增殖的方式叫复制（Replication）。 4
一、病毒复制与复制周期
自病毒吸附于细胞 开始，到产生成熟 子代病毒从感染细 胞释放到细胞外的 复制过程称为病毒 的复制周期
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二、研究病毒复制的一般方法
病毒只能在其敏感的宿主细胞内复制，一般 来说，原核生物病毒只能感染原核细胞，植物病 毒和动物病毒也分别以植物细胞和动物细胞为其 复制的场所（以昆虫为传播介体的一些植物病毒 例外）。为了研究病毒复制的方便，应首先建立 适于病毒复制的细胞培养系统。
11
动物病毒―动物细胞培养系统
经过50多年的努力，已建立了动物细胞的体外 培养的细胞株：脊椎动物细胞（主要是哺乳动物的 细胞株）；无脊椎动物细胞（主要是昆虫细胞株）。
12
植物病毒―原生质体培养系统
把病毒与植物机体或组织之间的复杂关系，转 变为病毒与植物单细胞的简单关系，为植物病毒的 复制研究提供了一个较好的实验系统。
13
第二节 病毒的复制过程
14
一、吸附
吸附(adsorption)是病毒与细胞表面的相互作用，是病毒 复制的第一步。多数病毒的吸附过程一般分两个阶段。
随机碰撞而接触（静电引力或氢键）
可逆吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）
病
毒
敏感细胞
粒
特异性，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段
病毒表面吸附蛋白与细胞受体的结合
15
病毒吸附蛋白
病毒表面上能够识别特异的宿主细胞受体的结构蛋白， 称为病毒吸附蛋白(virus attachment protein，VAP)。
无包膜毒粒的VAP是核壳的组成部分 T偶数噬菌体的尾丝蛋白
有包膜病毒的VAP为包膜糖蛋白 流感病毒包膜表面的血凝素糖蛋白
16
细胞受体
病毒的细胞受体亦称病毒受体(virus receptor)，是存在 于细胞表面上能被病毒吸附蛋白特异性地识别并与之 结合，使病毒侵入细胞和启动感染发生的细胞表面组 分。其化学本质是蛋白聚糖、脂类或糖脂、糖蛋白。 细胞受体:本身就是细胞的功能性物质，为细胞正常 生长代谢所必需，而非病毒专一性的成分
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一、噬菌体―细胞培养系统
1）宿主细菌数目易于 控制。 2）噬菌体在细菌内增 殖容易观察，使细菌培 养物变清亮或在琼脂平 板上形成噬斑。 3）噬菌体和细菌的增 殖速度快、增殖周期短。
一步法生长试验(one-step growth experiment) 由
Ellis 和Delbruck 1939首先建立
体含量进行计数）； 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； 8
潜伏期（latentphase） 裂解期（risephase） 裂解量（burstsize） 9
源自文库
（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 体粒子装配完成前的一段时间。潜伏期中没有一个 成熟的噬菌体粒子从细胞中释放出来。
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病毒吸附蛋白和与其相应的细胞受体
24
分别吸附于大肠杆菌性毛和菌体上的噬菌体
25
吸附作用受许多内外因素的影响
①温度：在一定范围内，病毒的吸附速率与温度成正比 ，例如脊髓灰质炎病毒在1°C时的吸附率仅是37°C时 的十分之一。
②pH值：病毒与细胞的吸附反应的第一步是以静电引力 结合，环境pH对其结合是有影响的：例如腺病毒T型与红 细胞结合的最适pH是5.5~8.7；而柯萨奇病毒B4吸附Hela 细胞的最适pH为3.0~3.5。