病毒的形态结构与分类-2016年度版
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病毒的大小形态与结构
病毒的形态大小和结构1.同学们大家好，欢迎来到微生物检验技术微课堂，本次课我们学习病毒基本特性中病毒的形态与结构。
2.病毒是体积微小，结构简单，由蛋白质和核酸组成，只有一种类型的核酸，只能在活细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物，完整的成熟的有感染性的病毒颗粒称为病毒体。
3.那么病毒有哪些特点呢？首先病毒的体积非常微小，需在电子显微镜观察,可通过除菌滤器；其次就是病毒结构非常简单，无细胞结构，只含一种类型核酸（DNA或RNA）；第三呢就是严格的活细胞内寄生，只能在活细胞中增殖；最后就是对抗生素不敏感，但对干扰素敏感。
4.那么病毒感染的疾病又有什么特点呢？相比于细菌性感染疾病来说，他有传播性极强、病死率极高、大多数是呈现慢性持续感染、还有就是病毒感染与肿瘤形成的有着密切的关系。
5.那么我们知道了病毒的概念、特性之后再来了解一下病毒体的大小，病毒体的体积非常小，通常用纳米来作为测量单位，根据病毒的大小我们把病毒分为小型病毒、中型病毒和大型病毒三类，直径小于50nm的称为小型病毒、直径介于50 nm 到150 nm的称为中型病毒，直径大于150nm的称为大型病毒。
6.在电镜下我们可以看到各种病毒体大小差异很大，最大的病毒直径可以达到300个纳米，比如说牛痘病毒，最小的病毒直径，比如烟草花叶病毒只有20个纳米。
当然，对于绝大多数病毒来说，它们的直径大概在100个纳米左右。
另外我们还可以观察到病毒呈现的形态多种多样，大多数的病毒外观呈球形或者是近似的球形，比如流感病毒，乙型肝炎病毒等，还有少数的病毒呢，是杆状、丝状、子弹状或者是砖块状等等，比如说狂犬病毒就是子弹状，有些动物病毒一般呈几何形状，昆虫病毒呈多角形，而细菌病毒则是呈蝌蚪状。
7.接下来我们来学习病毒的结构和化学组成，病毒体的结构由核心、衣壳和包膜组成，衣壳和核心构成的这个结构叫做核衣壳，如果病毒只有核衣壳这个结构，我们就把它称之为裸露病毒，如果在病毒的核衣壳的外面还有一层包膜和刺突，那么这一类病毒就叫做包膜病毒。
病毒的形态
病毒的形态
人们在电镜下观察到许多病毒粒体的形态和大小，病毒的形状同其壳体的基本结构有着紧密的联系。
病毒的壳体有三种结构类型，与之相对应，病毒颗粒的形状大致可分为下列三种类型：
1）螺旋对称壳体。
蛋白质亚基沿中心轴呈螺旋状排列，形成高度有序、对称的稳定结构。
螺旋对称的壳体形成直杆状、弯曲杆状和线状等杆状病毒颗粒。
很多植物病毒如TMV等则为坚硬的杆状，而某些植物病毒和细菌病毒的形状是软而能弯曲的很长的纤维状。
昆虫病毒中核型多角体病毒属成员也多呈杆状。
2）二十面对称壳体。
蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列，进而形成一个封闭的蛋白质的鞘。
因二十面体容积为，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳体多取二十面体对称结构。
病毒的壳体为二十面体对称，大部分动物病毒和少数植物病毒呈球状病毒颗粒。
各种病毒的衣壳亚基数目不一，排列方式不同，亚基往往聚在一起形成2、3、4、5或6邻体，因而使电镜下的近球状病毒的外形变化多端。
此外，有些动物病毒如腺病毒每个二十面体的顶点处都有一纤维状的细丝，很像一个卫星天线，使它们的外形更为别致。
近年来，又发现一类新型病毒即双生病毒。
它的结构特点是2个二十面体联在一起，而每个球体由12个蛋白亚基构成，两两联结时粘合处失去一个亚基。
3）复合对称壳体。
仅少数病毒壳体为复合对称结构。
壳体由头部和尾部组成，包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称，尾部呈螺旋对称。
具有复合对称结构的典型例子是有尾噬菌体（tailed phage）。
有复合对称壳体的细菌病毒（噬菌体）和某些动物病毒呈复杂形状的病毒颗粒。
7病毒基本形状常见致病病毒 基础医学概论
成分
核酸 功能蛋白
分类
dsDNA
dsRNA
(+)ssDNA
(+)ssRNA
(-)ssDNA
(-)ssRNA
功能
决定病毒的特性 病毒复制 具有感染性
乙肝病毒，噬菌体，天花病毒,花椰菜花叶病毒
病毒的结构和组成－衣壳 （capsid）
成分
蛋白质 壳粒
功能
保护病毒核酸 参与感染过程 具有抗原性
◘ 生物学性状 与麻疹病毒相似 人为惟一宿主; ◘ 致病性 经飞沫 (或直接接触) 传播 →呼吸道增殖 →经 淋巴结入血→病毒血症 →经血流→靶器官 (双 侧腮腺炎/并发睾丸炎+ 附睾炎)
◘免疫性 病后可获牢固的免疫力!
◘防治原则
减毒活疫苗接种有预防作用 胎盘球蛋白或丙种球蛋白注射可防发病或减轻症状
3.病毒感染的类型
⑴隐性感染 无症状/但可获免疫力
⑵急性感染 症状明显 / 病程短 /
愈后病原体被清除 ⑶持续性感染 病程长/ 病原体持续在体内/ 包括三种类型:
水痘
带状疱疹
☉慢性感染-- 病程长 症状长期迁延 ，病毒处于持续
增 殖状态(如慢性乙肝) ☉潜伏感染—病毒潜伏于C中, 当抵抗力↓时,病毒 复制发病 (如单纯疱疹感染→唇疱疹) ☉慢发病毒感染-- 潜伏期长(数月/数年) →慢性进行 性加重 →直至死亡(如麻疹数年后出现亚 急性硬化性全脑炎) 4. 机体抗病毒免疫 病毒感染后,机体可产生获得性非特异性免疫和特 异性免疫 :
小结
病毒的定义 病毒感染的方式和类型
呼吸道病毒
流行性感冒病毒（influenza virus）
4、病毒
包膜病毒
蛋白质—衣壳 脂质或脂蛋白—包膜（刺突）
病毒粒子的对称体制
螺旋对称
复合对称
二十面体对称
三类典型形态的病毒
螺旋对称的代表-烟草花叶病毒(TMV)
二十面体对称的代表-腺病毒
复合对称的代表-T偶数噬菌体
螺旋对称的代表-烟草花叶病毒 (tobao mosaicvirus,TMV)
ssRNA （2130个）
破胞散放 逐个释放(如E.coli M13 fd,呈丝状,成熟后从
宿主细胞中钻出, 不破坏细胞壁)
二、烈性噬菌体和一步生长曲线
能在宿主细胞内增殖产生大量子噬菌体并 引起细菌裂解的噬菌体称烈性噬菌体。
一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体增
殖的实验曲线。 可反映每种噬菌体的三个最重要的特性参 数：潜伏期、裂解期和裂解量。
尾丝(tail fibers)
包涵体（inclusion body）
（多位于细胞质内，少数在核内，有的细胞质内和核内都存在）
是病毒的聚集体（如NPV，CPV少数动物和植物病毒）; 是病毒的合成部位;（大多数动物病毒形成的包含体） 是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质（植物病
非病毒性包涵体,由化学因子或细菌感染形成
物发生感染，产生细胞病变效应的病毒剂量。
植物病毒
植物感染病毒后的主要症状
植物病毒增殖特点 植物病毒病的控制
植物感染病毒后的主要症状
植物 黄 矮 病 黄豆黄萎病毒
花叶、黄化或红化等症状 植株发生矮化，丛枝或畸形等 形成枯斑或坏死等症状
烟草花叶病毒 “ 侵入”方
式 借昆虫刺吸式口器进入
通过伤口进入 再通过胞间连丝或输导组织迅速向 其它部位扩散引起普遍感染。 嫁接
130圈
病毒的形态结构与分类-2016版
<50 nm 小型病毒 50 nm-150 nm 中等大小病毒（大多数） >150nm 大型病毒
纳米(nanometer) :10-9m, 10-3m 埃米(Angstrom):10-10m
葡萄球菌 (1000nm）
牛痘病毒 300×250nm
A
B
C
3.空斑或病斑
概念：空斑或病斑是动物病毒感染细胞而产生的特殊形态；在覆盖薄层琼脂的单层细胞上，病毒感染细胞增殖后的病毒粒子扩散至邻近细胞，最终形成与噬菌斑类似的空斑。若单层细胞被肿瘤病毒感染，则细胞剧增产生与菌落类似的病灶称病斑。 应用：检测空斑或病斑可用于有活性的病毒粒子记数，染色可区分死活细胞。
Icosahedral enveloped viruses
Helical enveloped viruses
Influneza A virus Electron micrograph Paramyxovirus Electron micrograph
典型病毒粒子核衣壳形态
廿面体对称结构 (球状) 螺旋对称结构 (杆状) 复合对称结构 (蝌蚪状)
病毒的形态结构与分类
单击添加副标题
汇报人姓名
课程内容
病毒概念(concept)
病毒大小(size)
病毒结构(structure)
病毒形态(morphology)
病毒命名(nomenclature)
病毒分类(classification)
病毒-virus
没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌滤器，一般在0.2μm以下的超微小微生物，须在电镜下观察。
大肠杆菌T4噬菌体是复合对称代表，由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成。
纳米(nanometer) :10-9m, 10-3m 埃米(Angstrom):10-10m
葡萄球菌 (1000nm）
牛痘病毒 300×250nm
A
B
C
3.空斑或病斑
概念：空斑或病斑是动物病毒感染细胞而产生的特殊形态；在覆盖薄层琼脂的单层细胞上，病毒感染细胞增殖后的病毒粒子扩散至邻近细胞，最终形成与噬菌斑类似的空斑。若单层细胞被肿瘤病毒感染，则细胞剧增产生与菌落类似的病灶称病斑。 应用：检测空斑或病斑可用于有活性的病毒粒子记数，染色可区分死活细胞。
Icosahedral enveloped viruses
Helical enveloped viruses
Influneza A virus Electron micrograph Paramyxovirus Electron micrograph
典型病毒粒子核衣壳形态
廿面体对称结构 (球状) 螺旋对称结构 (杆状) 复合对称结构 (蝌蚪状)
病毒的形态结构与分类
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课程内容
病毒概念(concept)
病毒大小(size)
病毒结构(structure)
病毒形态(morphology)
病毒命名(nomenclature)
病毒分类(classification)
病毒-virus
没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌滤器，一般在0.2μm以下的超微小微生物，须在电镜下观察。
大肠杆菌T4噬菌体是复合对称代表，由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成。
[医学保健]病毒学概述病毒的特征与形态
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衣
衣壳 壳 壳粒
病毒体结构模式
衣壳类型
螺旋对称型 20面体对称型 复合对称型
螺旋对称型
20面体对称型
复合对称型
病毒的衣壳类型
病毒的组成成分
一、核酸 种类：DNA、RNA 存在形式：单链与双链；正链与负链，分节 作用：携带全部遗传信息 特点：有内含子、ORF可重叠
二、蛋白质 种类：结构蛋白、非结构蛋白 作用：衣壳、基质、包膜蛋白（结构蛋白） 酶、反式作用因子（非结构蛋白）
精品PPT课件 浏览免费 下载后可以编辑修改。 /jn- l xh /li 毒的分类
一、生物学分类 二、临床分类
生物学分类——DNA病毒
类型
分类特点
病毒科名
DNA病毒
双链DNA、有包膜 双链DNA、无包膜 单链DNA、无包膜
痘病毒科 疱疹病毒科 腺病毒科 乳多空病毒科 细小病毒科
生物学分类——RNA病毒
类型
分类特点
病毒科名
RNA病毒 双链RNA、分节、无包膜
单链RNA、不分节、有包膜
病毒科名 嗜肝DNA病毒科 逆转录病毒科
临床分类
1、非嗜器官性病毒 2、嗜器官性病毒：嗜神经病毒
嗜肝病毒 嗜皮肤黏膜病毒 嗜眼病毒 嗜唾液腺病毒 呼吸道病毒 消化道病毒 性传播病毒
病毒的抵抗力
一、耐冷怕热 二、紫外线敏感 三、氧化剂敏感 四、包膜病毒对脂溶剂敏感 五、耐甘油
1、 冠 心 病 :长期的高血压可促进动脉粥样硬化的形成和发展。 冠状动 脉粥样 硬化会 阻塞或 使血管 腔变狭 窄，或 因冠状 动脉功 能性改 变而导 致心肌 缺血缺 氧、坏 死而引 起冠心 病。冠 状动脉 粥样硬 化性心 脏病是 动脉粥 样硬化 导致器 官病变 的最常 见类型 ，也是 严重危 害人类 健康的 常见病 。 2、 脑 血 管 病:包含脑出血、脑血栓、脑梗塞、短暂性脑缺血发作。 脑血管 意外又 称中风 ，其病 势凶猛 ，且致 死率极 高，即 使不致 死，大 多数也 会致残 ，是急 性脑血 管病中 最凶猛 的一种 。高血 压患者 血压越 高，中 风的发 生率也 就越高 。高血 压患者 的脑动 脉如果 硬化到 一定程 度时， 再加上 一时的 激动或 过度的 兴奋， 如愤怒 、突然 事故的 发生、 剧烈运 动等， 会使血 压急骤 升高， 脑血管 破裂出 血，血 液便溢 入血管 周围的 脑组织 ，此时 ，病人 会立即 昏迷， 倾倒在 地，所 以俗称 中风。 3、 高 血 压 心脏 病:高血压患者的心脏改变主要是左心室肥厚和扩大，心肌 细胞肥 大和间 质纤维 化。高 血压导 致心脏 肥厚和 扩大， 称为高 血压心 脏病。 高血压 心脏病 是高血 压长期 得不到 控制的 一个必 然趋势 ，最后 或者可 能会因 心脏肥 大、心 律失常 、心力 衰竭而 影响生 命安全 。 4、 高 血 压 脑病 :主要发生在重症高血压患者中。由于过高的血压超过了脑 血流的 自动调 节范围 ，脑组 织因血 流灌注 过多而 引起脑 水肿。 临床上 以脑病 的症状 和体征 为特点 ，表现 为弥漫 性严重 头痛、 呕吐、 意识障 碍、精 神错乱 ，严重 的甚至 会昏迷 和抽搐 。 5、 慢 性 肾 功能 衰竭:高血压对肾脏的损害是一个严重的并发症，其中高血 压合并 肾功能 衰竭约 占10% 。高血 压与肾 脏损害 可以相 互影响 ，形成 恶性循 环。一 方面， 高血压 引起肾 脏损伤 ；另一 方面， 肾脏损 伤会加 重高血 压病。 一般到 高血压 的中、 后期， 肾小动 脉发生 硬化， 肾血流 量减少 ，肾浓 缩小便 的能力 降低， 此时会 出现多 尿和夜 尿增多 现象。 急骤发 展的高 血压可 引起广 泛的肾 小动脉 弥慢性 病变， 导致恶 性肾小 动脉硬 化，从 而迅速 发展成 为尿毒 症。 6、 高 血 压 危象 :高血压危象在高血压早期和晚期均可发生，紧张、疲劳、 寒冷、 突然停 服降压 药等诱 因会导 致小动 脉发生 强烈痉 挛，导 致血压 急剧上 升。高 血压危 象发生 时，会 出现头 痛、烦 躁、眩 晕、恶 心、呕 吐、心 悸、气 急以及 视力模 糊等严 重的症 状。
衣壳 壳 壳粒
病毒体结构模式
衣壳类型
螺旋对称型 20面体对称型 复合对称型
螺旋对称型
20面体对称型
复合对称型
病毒的衣壳类型
病毒的组成成分
一、核酸 种类：DNA、RNA 存在形式：单链与双链；正链与负链，分节 作用：携带全部遗传信息 特点：有内含子、ORF可重叠
二、蛋白质 种类：结构蛋白、非结构蛋白 作用：衣壳、基质、包膜蛋白（结构蛋白） 酶、反式作用因子（非结构蛋白）
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一、生物学分类 二、临床分类
生物学分类——DNA病毒
类型
分类特点
病毒科名
DNA病毒
双链DNA、有包膜 双链DNA、无包膜 单链DNA、无包膜
痘病毒科 疱疹病毒科 腺病毒科 乳多空病毒科 细小病毒科
生物学分类——RNA病毒
类型
分类特点
病毒科名
RNA病毒 双链RNA、分节、无包膜
单链RNA、不分节、有包膜
病毒科名 嗜肝DNA病毒科 逆转录病毒科
临床分类
1、非嗜器官性病毒 2、嗜器官性病毒：嗜神经病毒
嗜肝病毒 嗜皮肤黏膜病毒 嗜眼病毒 嗜唾液腺病毒 呼吸道病毒 消化道病毒 性传播病毒
病毒的抵抗力
一、耐冷怕热 二、紫外线敏感 三、氧化剂敏感 四、包膜病毒对脂溶剂敏感 五、耐甘油
1、 冠 心 病 :长期的高血压可促进动脉粥样硬化的形成和发展。 冠状动 脉粥样 硬化会 阻塞或 使血管 腔变狭 窄，或 因冠状 动脉功 能性改 变而导 致心肌 缺血缺 氧、坏 死而引 起冠心 病。冠 状动脉 粥样硬 化性心 脏病是 动脉粥 样硬化 导致器 官病变 的最常 见类型 ，也是 严重危 害人类 健康的 常见病 。 2、 脑 血 管 病:包含脑出血、脑血栓、脑梗塞、短暂性脑缺血发作。 脑血管 意外又 称中风 ，其病 势凶猛 ，且致 死率极 高，即 使不致 死，大 多数也 会致残 ，是急 性脑血 管病中 最凶猛 的一种 。高血 压患者 血压越 高，中 风的发 生率也 就越高 。高血 压患者 的脑动 脉如果 硬化到 一定程 度时， 再加上 一时的 激动或 过度的 兴奋， 如愤怒 、突然 事故的 发生、 剧烈运 动等， 会使血 压急骤 升高， 脑血管 破裂出 血，血 液便溢 入血管 周围的 脑组织 ，此时 ，病人 会立即 昏迷， 倾倒在 地，所 以俗称 中风。 3、 高 血 压 心脏 病:高血压患者的心脏改变主要是左心室肥厚和扩大，心肌 细胞肥 大和间 质纤维 化。高 血压导 致心脏 肥厚和 扩大， 称为高 血压心 脏病。 高血压 心脏病 是高血 压长期 得不到 控制的 一个必 然趋势 ，最后 或者可 能会因 心脏肥 大、心 律失常 、心力 衰竭而 影响生 命安全 。 4、 高 血 压 脑病 :主要发生在重症高血压患者中。由于过高的血压超过了脑 血流的 自动调 节范围 ，脑组 织因血 流灌注 过多而 引起脑 水肿。 临床上 以脑病 的症状 和体征 为特点 ，表现 为弥漫 性严重 头痛、 呕吐、 意识障 碍、精 神错乱 ，严重 的甚至 会昏迷 和抽搐 。 5、 慢 性 肾 功能 衰竭:高血压对肾脏的损害是一个严重的并发症，其中高血 压合并 肾功能 衰竭约 占10% 。高血 压与肾 脏损害 可以相 互影响 ，形成 恶性循 环。一 方面， 高血压 引起肾 脏损伤 ；另一 方面， 肾脏损 伤会加 重高血 压病。 一般到 高血压 的中、 后期， 肾小动 脉发生 硬化， 肾血流 量减少 ，肾浓 缩小便 的能力 降低， 此时会 出现多 尿和夜 尿增多 现象。 急骤发 展的高 血压可 引起广 泛的肾 小动脉 弥慢性 病变， 导致恶 性肾小 动脉硬 化，从 而迅速 发展成 为尿毒 症。 6、 高 血 压 危象 :高血压危象在高血压早期和晚期均可发生，紧张、疲劳、 寒冷、 突然停 服降压 药等诱 因会导 致小动 脉发生 强烈痉 挛，导 致血压 急剧上 升。高 血压危 象发生 时，会 出现头 痛、烦 躁、眩 晕、恶 心、呕 吐、心 悸、气 急以及 视力模 糊等严 重的症 状。
病毒的结构
多的就是烟草花叶病毒，[62]但也有少量单链DNA病毒也为螺旋形；无论是哪一种病毒，其核酸都通过静电相互作用与衣壳蛋白结合（核酸带负电而衣壳蛋白朝向中心的部分带正电）。
一般来说，棒状病毒体的长度取决于内部核酸的长度，而半径取决于壳粒的大小和排列方式。
用于定义这种螺旋形态的参数有两个：amplitude和pitch，前者即直径，而后者是指壳粒环绕一周后所前进的距离。
[63]正二十面体形[编辑]正二十面体具有正二十面体结构的腺病毒的电镜照片大多数的动物病毒为正二十面体或具有正二十面体对称的近球形结构。
二十面体具有5-3-2对称，即每个顶点为5重对称，每个面的中心为3重对称，每条边的中心为2重对称。
[63]病毒之所以采用这种结构可能的一个很重要的原因是，规则的二十面体是相同壳粒形成封闭空间的一个最优途径，可以使所需的能量最小化。
[64]形成二十面体所需的最少的等同的壳粒的数量为12，每个壳粒含有5个等同的亚基。
但很少有病毒只含有60个衣壳蛋白亚基，多数正二十面体形病毒的亚基数量大于60，为60的倍数，倍数可以是3、4、7、9、12或更多。
[64]由于二十面体的对称性，位于顶点的壳粒周围有五个壳粒环绕，被称为“penton”；而位于三角形面中心的壳粒周围有六个壳粒环绕，被称为“hexon”。
[65]包膜型[编辑]带状疱疹病毒的电镜负染照片显示其病毒颗粒周围被包膜所环绕。
一些病毒可以利用改造后的宿主的细胞膜（来自细胞表面的质膜或细胞内部的膜，如核膜及内质网膜）环绕在病毒体周围，形成一层脂质的包膜。
包膜上既镶嵌有来自宿主的膜蛋白也有来自病毒基因组编码的膜蛋白；而脂质膜本身和其中的糖类则都来自宿主细胞。
包膜型病毒位于包膜内的病毒体可以是螺旋形或正二十面体形的。
[63]无包膜的病毒在宿主细胞内完成复制后，需要宿主细胞死亡并裂解后，才能逸出并进一步感染其他细胞。
这种方法虽然简单，但常常造成大量非成熟细胞死亡，反而降低了对宿主细胞的利用率。
病毒形状资料
病毒形状研究
DOCS SMART CREATE
CREATE TOGETHER
DOCS
01
病毒的基本结构和形状特点
病毒的整体结构和组成成分
病毒的整体结构包括核衣壳和包膜两部分
• 核衣壳：由核酸和蛋白质组成，保护病毒的遗传物质 • 包膜：由脂质和蛋白质组成，来源于宿主细胞膜
病毒的组成成分包括核酸、蛋白质和脂质
• 宿主免疫系统对病毒形状的识别和清除机制是病毒研究的重要课 题
病毒形状与宿主免疫 系统的相互作用对病 毒致病性的影响
• 病毒形状与宿主免疫系统的相互作用影响病毒的致病性 • 球形病毒：易于被宿主免疫系统识别和清除，致病性较低，如 流感病毒 • 棒状病毒：依赖于特定的免疫逃避策略，致病性较高，如烟草 花叶病毒 • 螺旋状病毒：依赖于螺旋状结构逃避宿主免疫系统的识别，致 病性较高，如大肠杆菌噬菌体
• 病毒形状与宿主免疫系统的相互作用对病毒致病性的影响机制是 病毒研究的重要内容
05
病毒形状研究在疫苗设计和抗病毒治疗中的应用
利用病毒形状信息设计新型疫 苗的策略和方法
• 利用病毒形状信息设计新型疫苗的策略和方法包括病毒形状的分 析和模拟、疫苗载体的选择和免疫策略的制定
• 病毒形状的分析和模拟：通过计算机模拟和实验手段分析病毒 形状，为疫苗设计提供依据
• 病毒形状多样性的原因包括病毒基因组的多样性、宿主细胞的多样性和环境因素 • 病毒基因组的多样性：病毒基因组的不同导致病毒蛋白质组成的差异，进而影响病毒形状 • 宿主细胞的多样性：不同宿主细胞提供的膜成分和细胞器差异影响病毒形状 • 环境因素：温度、pH值和离子浓度等环境因素对病毒形状产生影响
病毒形状的影响因素及其作用 机制
• 疫苗载体的选择：根据病毒形状选择合适的疫苗载体，如腺病 毒载体、痘病毒载体等
DOCS SMART CREATE
CREATE TOGETHER
DOCS
01
病毒的基本结构和形状特点
病毒的整体结构和组成成分
病毒的整体结构包括核衣壳和包膜两部分
• 核衣壳：由核酸和蛋白质组成，保护病毒的遗传物质 • 包膜：由脂质和蛋白质组成，来源于宿主细胞膜
病毒的组成成分包括核酸、蛋白质和脂质
• 宿主免疫系统对病毒形状的识别和清除机制是病毒研究的重要课 题
病毒形状与宿主免疫 系统的相互作用对病 毒致病性的影响
• 病毒形状与宿主免疫系统的相互作用影响病毒的致病性 • 球形病毒：易于被宿主免疫系统识别和清除，致病性较低，如 流感病毒 • 棒状病毒：依赖于特定的免疫逃避策略，致病性较高，如烟草 花叶病毒 • 螺旋状病毒：依赖于螺旋状结构逃避宿主免疫系统的识别，致 病性较高，如大肠杆菌噬菌体
• 病毒形状与宿主免疫系统的相互作用对病毒致病性的影响机制是 病毒研究的重要内容
05
病毒形状研究在疫苗设计和抗病毒治疗中的应用
利用病毒形状信息设计新型疫 苗的策略和方法
• 利用病毒形状信息设计新型疫苗的策略和方法包括病毒形状的分 析和模拟、疫苗载体的选择和免疫策略的制定
• 病毒形状的分析和模拟：通过计算机模拟和实验手段分析病毒 形状，为疫苗设计提供依据
• 病毒形状多样性的原因包括病毒基因组的多样性、宿主细胞的多样性和环境因素 • 病毒基因组的多样性：病毒基因组的不同导致病毒蛋白质组成的差异，进而影响病毒形状 • 宿主细胞的多样性：不同宿主细胞提供的膜成分和细胞器差异影响病毒形状 • 环境因素：温度、pH值和离子浓度等环境因素对病毒形状产生影响
病毒形状的影响因素及其作用 机制
• 疫苗载体的选择：根据病毒形状选择合适的疫苗载体，如腺病 毒载体、痘病毒载体等
病毒的形态结构与分类-2016版共71页
Байду номын сангаас
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
病毒的形态结构与分类-2016版
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
病毒的形态结构与分类-2016版
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
3 病毒的形态与构造
（3）PrP%小鼠作出贡献 把染病小鼠的脑提取物接种给PrP% 小鼠，
后者不染病。同样的脑提取物，接种给普通小 鼠 PrP+/+，后者被染病。
染病小鼠
PrP%小鼠
脑提取物
PrP+/+ 小鼠
看来， PrP c 的存在是染病的必要前提
（4）对 PrP c 和PrP sc 两种蛋白质做结构分析。
都是由 208 个氨基酸残基组成的疏水性很强糖蛋
混 匀
噬菌体试样：合适稀释液0.1ml
• 优点 ▪ 弥补培养皿底部不平的缺陷； ▪ 所有噬菌斑大小一致、边缘清晰、无重 叠现象； ▪ 因上层培养基琼脂较稀，噬菌斑形态较 大，特征明显。
• 成斑率：同一样品根据噬菌斑计算出来的 效价与用电镜直接计数得到的效价之比。 ▪ 噬菌体成斑率＞50% ▪ 动植物病毒成斑率一般为10%
和代谢特征上也反映出来。
PrP c
PrP sc
胞内定位
细胞表面
胞质内
蛋白酶水解
水解完全 局部水解
（7）综合上面得到的结果，提出一个理论设想： 瘙痒病的发生是因为 PrP sc 的入侵，把脑细胞中原
来就有的 PrP c “带坏”，使 PrP c 重新折叠，形成新的 高级结构，变成了 PrP sc 。
▪ 裂解期（rise phase） ▪ 平稳期（plateau）
• 裂解量（burst size） • 感染复数（m.o.i, multiplicity of infection） • 自外裂解（lysis from without）
七、溶源性（Lysogeny）
• 溶源性：噬菌体（温和噬菌体 temperate phage）侵入宿主细胞后，基因组整合到 宿主的基因组上，并随宿主的复制而进 行同步复制，不裂解宿主细胞（溶源菌 lysogen） 。
02.第二章病毒的形态、结构与分类
二、二十面体对称
廿面体对称
三、复合对称
复合对称
四、复杂对称
第三节病毒的结构、化学组成与功能
一、病毒的结构 二、病毒的化学组成与功能
一、病毒的结构
二、病毒的化学组成与功能
病毒的蛋白
病毒的蛋白可分为结构蛋白和非结构蛋白； 结构蛋白存在于病毒粒的核壳、基质和胞膜； 非结构蛋白存在于病毒粒内，但不是结构成分。
天花病毒
伤寒杆菌
小型细胞
二、病毒的大小
单位：nm或Å
最大为痘病毒 300～450×170～260 nm， 相当小型细菌；
最小为植物双生病毒 18×22 nm； 相当于大蛋白质分子。
第二节 病毒的对称性
一、螺旋对称 二、二十面体对称 三、复合对称 四、复杂对称
一、螺旋对称
螺 旋 状 对 称
细菌病毒： 多为 dsDNA T偶数系列phage ssDNA Φ×174 ssRNA 真菌病毒、 MS2
少为 dsRNA 假单胞菌、 Φ6 phage.
第四节 病毒的分类与命名
一、病毒分类的概述 二、病毒分类原则 三、病毒的命名法规 四、病毒的分类系ijerinck）首次提出“病毒” 的概念以来，时过百余年。病毒的种类由最初的几十种、几 百种，发展到今天的5000多种，为使如此多的病毒种类能够 得到科学的命名和分类，病毒工作者作出了不懈的努力，国 际病毒分类委员会(International Comittee on Taxonomy of Viruses, ICTV)也提出和多次修订了病毒的命名和分类原 则，根据病毒的形态学、生物化学、免疫学、流行病学、分 子生物学等方面，按其共性和个性特征加以分类，建立了由 目、科（亚科）、属和种分类单元构成的病毒分类系统。
病毒形状资料
发生形状变化
范围、组织嗜性和传播能力
• 病毒在复制和组装过程中可能发生结
• 病毒形状的变异可能导致病毒的致病
构重排和形态变化
性和传播能力发生变化
• 病毒在释放和传播过程中可能发生形
状转化
03
病毒形状在病毒复制和感染过程中的作用
病毒形状在病毒吸附和进入宿主细胞过程中的作用
病毒形状对病毒的吸附和进入宿主细胞具有重要影
互作用可能导致不同的致病性
作用有助于制定有效的治疗策略
• 病毒形状的变异可能影响病毒的致病
• 了解病毒形状与宿主免疫系统的相互
性和传播能力
作用有助于制定有效的预防措施
05
病毒形状研究在疫苗设计和抗病毒治疗中的应用
利用病毒形状信息设计新型疫苗的策略和方法
利用病毒形状信息设计新型疫苗的策略和方法主要
毒的复制、组装和传播等过程
• 利用病毒形状研究对抗病毒药物设计有助于提高药物的疗效和选
择性
• 通过针对病毒形状设计的抗病毒药物可以提高药物的疗效，减
少耐药性现象
• 通过针对病毒功能设计的抗病毒药物可以提高药物的选择性，
降低副作用
病毒形状研究在疫苗研发和抗病毒治疗中的应用前景
病毒形状研究在疫苗研发和抗病毒治疗中的应用前
包括靶向病毒形状和针对病毒功能等
利用病毒形状信息设计新型疫苗有助于
提高疫苗的免疫效果和安全性
• 靶向病毒形状：通过设计针对病毒形
• 通过靶向病毒形状设计的疫苗可以提
状的疫苗抗原，诱导产生针对病毒形状
高疫苗的免疫效果，减少疫苗逃逸现象
的免疫应答
• 通过针对病毒功能设计的疫苗可以提
• 针对病毒功能：通过设计针对病毒功
微生物
6. 夏季来临，食物容易变馊。而罐头食品在很长时间内不会 腐败变质的原因是（B ） A．密封很严，罐内细菌无法呼吸而死亡 B．封盖前高温灭菌，封盖后罐内没有细菌 C．密封很严，细菌没有机会侵入 D．高温、高压影响了罐内细菌的繁殖 7. 下列环境中，细菌和真菌分布较多的是（D ） A．腌制食品的盐水中 B．抽成真空的罐头食品中 C．刚煮熟的食品中 D．流通的货币上 8. 真菌和细菌的区别主要在于真菌（ C） A．细胞内无叶绿体 B．没有细胞壁 C．有成形的细胞核 D．都是多细胞生物 9. 有些细菌靠分解动植物的遗体或粪便等得以获取养料维持 生存，这种方式属于（ A） A．异养 腐生 B．自养 腐生 C．自养 寄生 D．异养 寄生
病毒的主要特征以及它们与人类生活的关系
形态：球形、杆形、蝌蚪形 结构：没有细胞结构，一般由蛋白质 外壳和内部的遗传物质组成。 种类：细菌病毒（也叫噬菌体）、动物病毒、植物病毒 营养方式：寄生 繁殖方式： 自我复制 害处：引起人和动植物患病。 如流行性感冒 、病毒性肝炎、艾滋病的病原体都是病毒。 与人类关系 益处：用于 生物防治 、基因工程
有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的 休眠体，叫做芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高 温等恶劣的环境有很强的抵抗力。芽孢又小又轻，可以 随风飘散。当环境适宜（如温度、水分适宜）的时候， 芽孢又可以萌发，形成一个细菌
酵母菌
1.酵母菌的细胞结构
1 2 3 4
细胞壁 细胞膜
5
细胞核
细胞质 液泡
病毒
下图是有荚膜的细菌结构示意图，说 出各部分结构的名称。
鞭毛 荚膜 细胞壁 细胞膜
1 2 3 4 5 6
遗传物质
细胞质
细胞壁：保护作用 基本结构 细胞膜 细胞质 未成形的细胞核
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（2）包涵体的特点:
1)包涵体内含或不含病毒粒子； 2)包涵体具有感染性； 3)不同病毒包涵体大小、形状、组成、 染色性不同。
（3）检测病毒包涵体的意义:
1）作为病毒性疾病的辅助诊断依据：
顾氏小体(Guanrnieri body):天花病毒包涵体 内基氏小体(Negri body):狂犬病毒包涵体 X-体(X-body):烟草花叶病毒包涵体
属 病毒属是一群具有某些共同特征的种组成。
其属名的词尾为“-virus”，但在设立一个新的 病毒属时必需有一个同时被承认的代表种(type species)。 种
病毒种的命名不是单纯由某一个分类特征、 而是由多原则分类特征决定的，包括病毒的基 因组组成、病毒颗粒形态结构、生理生化特性 和血清学性质等。
3.复合对称的结构特征:
大肠杆菌T4噬菌体是 复合对称代表，由椭 圆形的二十面体头部 和螺旋对称的尾部组 合而成。
4. 病毒的特殊形态
包涵体(inclusion body) 噬菌斑(plaque) 空斑(plaque) 枯斑(lesion)
（1）包涵体（inclusion body）
概念：感染病毒的细胞中，完整病毒和未装 配的病毒亚基的聚合体，少数为宿主细胞对 病毒感染的反应产物，在细胞质或细胞核内 出现的异常染色区域称为包涵体。在细胞质 中为嗜酸性，在细胞核中为嗜碱性。
根据核酸类型分类： DNA病毒、RNA病毒
根据有无包膜分类： 有包膜病毒、无包膜病毒
临床分类 呼吸道病毒、消化道病毒、肝炎病毒、虫媒 病毒、出血热病毒、肿瘤病毒
病毒的分类方法-2
廿面体对称结构的形成原因:
廿面体对称结构更稳定、更合理: 1)从拓补学看，廿面体容积最大； 2)最小单位面所需亚基少，利于遗传节约； 3)亚基易于对称排列，等价或准等价成键结合。
2.螺旋对称的结构特征:
形状多为杆状、纤维状、弯曲杆状
螺旋对称的主要特点：
1）长形的衣壳粒螺旋状排列，形成中空的圆 柱体，衣壳粒间为准等价结合，直径取决于 蛋白亚基的特征，长度取决于核酸分子长度； 2）核酸埋嵌在衣壳粒之间的壁内，以多个弱 键与蛋白质亚基相连。此方式可控制螺旋排 列，增加壳体结构的稳定性； 3）此形状多为RNA病毒，具螺旋对称的动物 病毒多有包膜。
衣原体 390nm
A、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ×95nm )
立克次体 450nm
B、腺病毒 (70nm )
C、脊髓灰质炎病毒
A
G 葡萄球菌
(30nm )
(1000nm）
D、乙脑病毒
牛痘病毒
F
( 40nm )
B
300×250nm
E、蛋白分子 (10nm )
E
C
F、流感病毒
D
( 100nm )
G、烟草花叶病毒
病毒的形态结构与分类
课程内容
病毒概念(concept) 病毒大小(size) 病毒结构(structure) 病毒形态(morphology) 病毒命名(nomenclature) 病毒分类(classification) 参考资料与思考题目
病毒-virus
没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主 体内，可通过细菌滤器，一般在0.2μm以 下的超微小微生物，须在电镜下观察。
2.核酸：核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA两种 类型，每种病毒只含一种类型。噬菌体大多含DNA， 植物病毒大多数含RNA。
核酸的功能是决定病毒遗传、变异和对敏感宿
主细胞的感染力。
3.包膜：如痘病毒、冠状病毒具有包膜，除含有蛋 白质和核酸外，还含类脂质和多糖。
3. 病毒的形态
病毒的形态多样，依种类不同而异。 动物病毒的形态有球形、卵圆形、砖形等， 植物病毒的形态有杆状、丝状、球状等， 噬菌体的形态有蝌蚪状、丝状。
电镜
球形颗粒 杆状颗粒
人、动物和真菌病毒多呈球状， 少数为弹状或砖状
植物病毒和昆虫病毒多线状和杆 状，少数为球状
复杂形状颗粒 细菌病毒即噬菌体，部分为蝌
蚪状，部分为线状或球状
砖形 （痘病毒）
子弹形 （狂犬病病毒）
蝌蚪形 （噬菌体）
杆状 （烟草花叶病毒）
DNA病毒
正链RNA病毒
负链RNA病毒
The size of viruses
2. 病毒的结构
DNA or +
RNA
Capsid protein
Nucleocapsid
=
Naked capsid virus
Nucleocapsid
+
Lipid membrane, glycoproteins
Enveloped virus
virion
nucleocapsid
典型病毒粒子 核衣壳形态
•廿面体对称结构 (球状)
•螺旋对称结构 (杆状)
•复合对称结构 (蝌蚪状)
1.廿面体对称的结构特征:
1)球或近球形； 2)高倍电镜下为多面体,
具20个等边三角形和 12个顶点； 3)多面多角多棱,是多颗 粒按一定方式对称排 列形成,在角上为五邻 体(penton) ，面上为 六邻体(hexon)。
目、科、属分别用拉丁文后缀“-virales”、“-viridae”、 “-virus” 如Circoviridae 环状病毒科 Circovirus 环状病毒属
病毒名称依据
- the disease they cause
poliovirus, rabies virus
- the type of disease
envelope spike
nucleic acid
DNA or RNA
capsid
Virion: The complete virus particle. Capsid: The protein coat that surrounds nucleic acid. Nucleocapsid: The nucleic acid plus the capsid.
Herpes simplex virus Electron micrograph
Herpes simplex virus Nucleocapsid cryoEM model
Helical enveloped viruses
Influneza A virus Electron micrograph
Paramyxovirus Electron micrograph
/
病毒分类系统
分类系统:目、科（亚科）、属和种分类阶元构成。
科和属是病毒分类系统的最主要单位。
目: 病毒目是一群具有某些共同特征的科组成， 目名的词尾为 “-virales”。
科: 病毒科是一群具有某些共同特征的属组成。 科名的词尾为 “-viridae”，“科”下面可以设立或 不设立亚科。亚科名的词尾为“-virinae”。
衣壳
核酸
核衣壳
包膜 刺突
完整病毒分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯， 两者构成核衣壳。完整的具有感染力的病毒体 叫病毒粒子。一种是不具被膜的裸露病毒粒子； 另一种是在核衣壳外面有包膜(囊膜)包围所构 成的复杂病毒粒子。
1.蛋白质衣壳：由一定数量的衣壳粒（由一种或 几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位）按一定的排列 组合构成的病毒外壳，称蛋白质衣壳。由于衣壳粒的 不同排列组合，使病毒有三种对称性构型。
十
十
—
—
二分裂增殖 —
十
十
十
十
核糖体 —
十
十
十
十
抗生素敏感 —
十
十
十
十
干扰素敏感 十
—
—
—
—
1. 病毒的大小
病毒大小以nm计，动物病毒以痘病毒最大， 为100*200*300nm。口蹄疫病毒最小，直径为 10 n m 。 植 物 病 毒 以 马 铃 薯 Y 病 毒 最 大 ， 为 750*12nm，南瓜花叶病毒最小，为22nm。
2）用于生物防治。
2.噬菌斑(plaque）
概念：将少量噬菌体与大量 敏感菌混合培养在营养琼脂 中，由于噬菌体不断裂解细 菌，在平板上形成一个个透 明圆斑，称为噬菌斑。(每个 噬菌斑一般是由一个噬菌体 粒子形成)
应用: 噬菌斑可用于检出、 分离、纯化噬菌体和进行噬 菌体的计数。
3.空斑或病斑
概念：空斑或病斑是动物病 毒感染细胞而产生的特殊形 态；在覆盖薄层琼脂的单层 细胞上，病毒感染细胞增殖 后的病毒粒子扩散至邻近细 胞，最终形成与噬菌斑类似 的空斑。若单层细胞被肿瘤 病毒感染，则细胞剧增产生 与菌落类似的病灶称病斑。
病毒与其他微生物的比较
特 性 病 毒 细 菌 支原体 立克次体 衣 原 体
大 小(m) 0.01-0.3 0.5-3.0 0.2-3.0
0.2-0.5
0.3-0.5
结构
非细胞 单细胞 类似细菌 近似细菌 介于细胞和病毒
细胞壁
—
十
—
十
十
核酸类型 D / R D 十 R D 十 R D 十 R
D十R
人工培养基 —
<50 nm
小型病毒
50 nm-150 nm 中等大小病毒（大多数）
>150nm
大型病毒
纳米(nanometer) :10-9m, 10-3m 埃米(Angstrom):10-10m
Science. 2010 Aug 27;329(5995):1071-5. Crystal structure of human adenovirus at 3.5 A resolution.
分类单元：目（order）
套式病毒目（Nidovirales）
科（family） 冠状病毒enus） 冠状病毒属（Coronavirus）
种（species） SARS coronavirus