微生物噬菌体
噬菌体名词解释微生物学
噬菌体名词解释微生物学
噬菌体是一种可以侵染和繁殖于细菌中的病毒，也被称为细菌噬菌体或简称为噬菌体。
它们只能寄生在细菌体内繁殖，对细菌产生负面影响，最终导致细菌的破裂和死亡。
噬菌体由一段DNA或RNA基因组包裹在一个蛋白质壳中，基因组可以编码噬菌体感染和复制所需的蛋白质。
当噬菌体感染细菌时，它会通过特定的机制注入其基因组进入细菌细胞内。
然后噬菌体利用细菌细胞的生物合成机制来合成自身所需的蛋白质和核酸，并组装成新的噬菌体颗粒。
最终，新的噬菌体会释放到外部环境，寻找新的宿主细菌进行感染。
噬菌体在微生物学领域中具有重要的应用和意义。
首先，噬菌体可以作为一种细菌控制的工具。
噬菌体可以选择性地感染和杀死特定的细菌，这使得它们可以用作细菌感染性疾病的治疗方法。
其次，研究噬菌体可以帮助我们更好地理解病毒感染细菌的机制，以及它们如何逃避细菌的免疫系统。
此外，噬菌体还可以用作基因工程和基因传递的工具，在生物技术和药物研发等领域具有潜在应用价值。
总体来说，噬菌体是一类具有特殊寄生关系的病毒，它们在微生物学中具有重要的研究和应用价值。
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
溶 菌 周 期
溶 原 周 期
噬 菌 体 与 细 菌 相 互 作 用
基因的转移与重组
基因转移：
外源性遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞内的过程。
基因重组：
转移的基因与受体菌DNA整合在一起的过程。
外源性遗传物质：
供体菌染色体DNA片段、可转移的质粒DNA、噬菌体的基因
基因转移和重组的方式：
转化、接合、转导、溶原性转换和原生质体融合。
1.转化
定义: 供体菌裂解，游离的DNA片段被受体菌直接摄 取，使受体菌获得新的性状。 转化因子： 游离的DNA片段，最多不超过10-20个碱基。 感受态： 受体菌能摄取外源DNA片段的生理状态。 感受态一般出现在细菌对数生长期的后期，持续 时间约3-4小时。感受态可人工诱导。
定义：裂解细菌的噬菌体是毒性噬菌体；
在宿主菌内增殖： 吸附、穿入、生物合成、组装、释放； 释放的噬菌体再感染其他细胞，建立溶菌性周期 溶菌周期
从噬菌体吸附到细菌裂解，释放出子代噬菌体的
过程。
吸附：噬菌体与细菌表面受体发生特异性结合
穿入：噬菌体核酸进入宿主细胞
生物合成：
利用宿主细胞的原料，合成自身的核酸和蛋白质。
菌分裂分配至子代细菌的染色体中,这个过程 叫做溶原性周期。
溶原性细菌的特点
能正常分裂，并将前噬菌体传给子代；
对相应噬菌体具有免疫性；
整合的前噬菌体经溶原性转换给细菌带来新的 性状； 前噬菌体可自发或被诱导脱离宿主染色体，进 入溶菌周期，导致细菌裂解。
温和噬菌体可有溶原性周期和溶菌性周期。 毒性噬菌体只有溶菌性周期。
分类：
噬菌体
包装容量
• λ噬菌体载体可插入长 噬菌体载体可插入长5-20kb的外来 的外来DNA，这 噬菌体载体可插入长 的外来 ， 比质粒载体能插入的DNA长得多；而且包装 长得多； 比质粒载体能插入的 长得多 的λ噬菌体感染大肠杆菌要比质粒转化细菌的 噬菌体感染大肠杆菌要比质粒转化细菌的 效率高得多，所以λ噬菌体载体常用于构建 效率高得比质粒载体复杂。 • 理论上的极限值可达 理论上的极限值可达23kb，但事实上较为有 ， 效的克隆范围仅为15kb左右 效的克隆范围仅为 左右
（3）外源片断与载体的连接 ） • 通过载体的粘性末端，将载体连接成多 通过载体的粘性末端，将载体连接成多 联体，以利于将两个cos位点之间的片断 联体，以利于将两个 位点之间的片断 装入噬菌体颗粒
（4）重组噬菌体的体外包装，形成有感染 ）重组噬菌体的体外包装， 力的噬菌体颗粒 • 利用特殊材料，制备噬菌体包装蛋白 利用特殊材料， • 连接产物与包装蛋白混合时，就可完成 连接产物与包装蛋白混合时， 包装反应， 包装反应，形成有感染力的噬菌体颗粒 • 包装蛋白对所包装的 包装蛋白对所包装的DNA大小有高度选 大小有高度选 择性， 范围： 分子的75％－ ％ 择性， 范围：λDNA分子的 ％－ 分子的 ％－105％
基因克隆载体 (λ噬菌体载体 噬菌体载体) 噬菌体载体
• 噬菌体(bacteriophage)：是感染细菌、真菌、 噬菌体(bacteriophage)：是感染细菌、真菌、 放线菌或螺旋体等微生物的病毒。 放线菌或螺旋体等微生物的病毒。 不同的噬菌体在电镜下有三种形态：蝌蚪形、 不同的噬菌体在电镜下有三种形态：蝌蚪形、 微球形和丝形。大多数噬菌体呈蝌蚪形， 微球形和丝形。大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头 部和尾部两部分组成。 部和尾部两部分组成。 • 头部 核心：核酸（ 核心：核酸（DNA或RNA） 或 ） 衣壳：蛋白质， 衣壳：蛋白质，六边形立体对称 • 尾部 蛋白质 尾部( 蛋白质) 尾髓、尾鞘、尾板、尾丝、 尾髓、尾鞘、尾板、尾丝、尾刺 与吸附宿主有关
噬菌体
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。
医学微生物学第04章 噬菌体
因组整合于宿主菌染色体中，不产生子代噬菌 体，也不引起细菌裂解，但噬菌体DNA随细菌 基因组的复制而复制，并随细菌的分裂而分配 至子代细菌的基因组中。
毒性噬菌体的复制周期
毒性噬菌体在宿主菌内的增殖 过程〔复制周期或溶菌周期〕包括 吸附、穿入、生物合成、成熟与释 放等四个阶段。
第4章 噬菌体
噬菌体的概念及特点
★噬菌体是感染细菌、真菌、放线 菌或螺旋体等微生物的病毒；
★个体微小，可以通过细菌滤器； ★无细胞结构，主要由衣壳〔蛋白
质〕和核酸组成； ★只能在活的微生物细胞内复制增殖，
是一种专性胞内寄生的微生物。 ★噬菌体分布极广。
第一节 噬菌体的生物学性状
1.形态与结构
噬菌体有三 种
温和噬菌体有溶原性周期和溶菌性周期， 而毒性噬菌体只有一个溶菌性周期。
第三节 温和噬菌体
溶原性转换：
某些前噬菌体可导致细菌基因型和性 状发生改变。例如白喉棒状杆菌产生白喉 毒素的机理
思考题
1.噬菌体的概念及其特征。 2.毒性噬菌体和温和噬菌体、前噬菌体、溶
原性细菌、溶原性转换的概念及特征。 3.溶菌性周期与溶原性周期的区别。
参见第23章第3节病毒的复制。
第二节 毒性噬菌体
• 噬斑：在固体培养基上，将适量噬菌 体和宿主菌液混合接种培养后，培养 基外表可出现透亮的溶菌空斑，每个 空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解 宿主菌后形成的。
• 噬斑形成单位：不同噬菌体噬斑的形 态与大小不尽相同。通过噬斑计数， 可测知一定体积内的噬菌体数量。
• 结构：由头部和尾部组成； • 化学组成：蛋白质与核酸； • 核酸类型：为DNA或RNA，大多数DNA噬菌体
的DNA为线状双链；
非细胞型微生物—噬菌体(食品微生物学课件)
溶源性细菌
自发裂解
噬菌体的监测
噬菌体的监测方法
发酵工业生产中，为了有效地防治噬菌体的危害，常需要通 过测定噬菌斑来检查噬菌体的存在与否或数量的多少。测定的 原理是根据噬菌体在平板培养基上可形成噬菌斑，在液体培养 基中可使菌液由浑浊变澄清的特性，对噬菌体进行定性或定量 分析。
1．双层平板法
噬菌体检查和定量测定； 效价（单位/mL）=平板培 养基中噬菌斑平均数×稀释 倍数×10mL-
噬菌体与发酵工业的关系
1.噬菌体的危害
发酵工业和食品工业被噬菌体污染表现两个方面：一是发酵 周期明显延长，影响产品的产量和质量；二是污染生产菌种， 使发酵液变清，不积累发酵产物，严重时无法继续发酵，甚 至停产。
噬菌体与发酵工业的关系
1.噬菌体的危害
原因：一是生产菌种本身可能携带噬菌体或生产菌种是溶源 性细菌；二是生产环境存在噬菌体，没做好消毒与灭菌工作。
噬菌体的效价：每毫升试样中所含有的的具有侵染性的噬菌体粒子数 计算公式 效价（单位/mL）=平板培养基中噬菌斑平均数×稀释倍数×10mL-1
噬菌体与发酵工业
噬菌体与发酵工业的关系
噬菌体与发酵工业的关系
1.噬菌体的危害
丙酮、丁醇发酵与噬菌体污染 发酵受害的典型代表 危害：发酵速度缓慢，产气减少，发酵液对流不旺盛，使生产菌 种数量减少，造成发酵逐渐停止。
噬菌体与发酵工业的关系
2.噬菌体的防治
决不使用可疑的生产菌种；严格保持环境卫生；严格控制活 菌体的排放；保证发酵系统和空气过滤系统的合理性与无菌 状态；不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。
噬菌体与发酵工业的关系
2.噬菌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的防治
在生产中如果发生噬菌体污染，及时采取合理措施。 尽快提取产品：减少损失 使用药物控制：金属螯合剂、表面活性剂 及时改用抗噬菌体的生产菌株：与生产菌种相近的抗性菌株
噬菌体和细胞的相互作用
噬菌体和细胞的相互作用在我们的身体里，微生物遍布其中，其中有一类微生物与我们的免疫系统一直在斗争，而这类微生物就是细菌。
但是，你是否知道，在这场微生物和免疫系统的“战争”中，还有另外一种微生物——噬菌体，而噬菌体和细胞之间，也有着一种相互作用。
什么是噬菌体？噬菌体是一种非常微小但又非常重要的生物体，只有细菌的一半大小。
它是由蛋白质组成的病毒，只能感染细菌，携带着特定的基因组，能在细胞内复制自己的基因组。
在短时间内，噬菌体通过利用细菌的代谢机制和生殖能力，在细菌内部进行大量的繁殖，最终导致细菌死亡，从而完成它的生命周期。
噬菌体和细菌之间的相互作用尽管噬菌体对宿主细菌有着致命的攻击能力，但在它感染细胞的同时，却也与细胞进行了对话和互动。
在噬菌体感染细胞时，噬菌体的基因组与细胞的基因组会交叉，从而使噬菌体的基因组也被融入到宿主细胞的基因组中，这种现象被称为“横向基因转移”。
这种“横向基因转移”的现象不仅发生在噬菌体和细菌之间，也发生在其他微生物之间，但是噬菌体和细菌之间的“横向基因转移”现象更为普遍和显著。
这种现象反映了生物界中基因交换的一种模式，也进一步解释了为什么噬菌体对细菌的致命打击，以及它们在诱导细菌进化和适应环境中所扮演的重要角色。
噬菌体还可以影响宿主细菌的代谢活动和凋亡过程，同时还能调控宿主细胞的免疫应答和自噬机制。
尽管噬菌体的攻击能力很强，但噬菌体也能够促进一些细菌生长。
在某些情况下，噬菌体感染后，能够提高细菌的生长速度和耐受性，使细菌能够更好地适应新的环境。
这是因为一些噬菌体会在感染细菌时，释放出调节物质，从而改善细菌的生存环境。
未来展望随着生物技术的不断发展，噬菌体被越来越广泛地认识到它在生命科学中具有的重要价值。
噬菌体不仅可以作为治疗细菌感染的生物药物，还能够作为基因工程中的重要研究对象。
科学家们正在不断地研究噬菌体和细胞之间的相互作用，在探索噬菌体的功能，以及利用噬菌体改善环境的同时，也希望能进一步探索噬菌体与微生物和人类的关系，进而为生物领域提供更多的可能性和发展方向。
医学微生物学课件：噬菌体
分子进化分析
研究噬菌体的分子进化，探讨其 进化和分类的关系。
生物信息学方法
生物信息学分析
利用生物信息学方法对噬菌体 基因组和蛋白质组进行分析，
揭示其结构和功能。
计算机模拟
利用计算机模拟噬菌体的感染和 复制过程，深入研究其生物学机 制。
数据挖掘和分析
通过数据挖掘和分析，寻找噬菌体 感染和复制过程中的关键蛋白质和 基因，为药物设计和治疗提供参考 。
01
02
03
耐药性问题
随着抗生素滥用，细菌耐 药性问题日益严重，而噬 菌体有望为解决这一问题 提供新思路。
生物安全性
噬菌体作为生物制剂，其 生物安全性需要进一步评 估和研究。
法规与伦理问题
噬菌体疗法的相关法规和 伦理问题也需要进一步探 讨。
对人类的贡献
疾病治疗
通过研究噬菌体，我们可 以发现新的疾病治疗方法 ，提高人类生命质量。
感染症状
噬菌体感染可引起发热、咳嗽、 呕吐等症状。
传播途径
噬菌体可通过空气、水和食物等传 播。
临床表现与诊断
临床表现
噬菌体感染可导致细菌性疾病 ，如肺炎、肠道感染等。
实验室检查
通过采集患者样本，进行噬菌 体分离培养及鉴定，以确诊感
染。
治疗
一般采用抗生素治疗，严重者 需采用噬菌体疗法。
03
噬菌体基因组与复制
基因组结构与功能
基因组构成
噬菌体基因组为DNA双链，通常包含多个基因，其中包括复 制、转录、翻译等必要基因。
基因组功能
噬菌体基因组编码其生命周期所需的各类蛋白，包括外壳蛋 白、复制酶、转录酶、翻译器等。
复制与表达
复制过程
噬菌体通过吸附至敏感宿主细胞表面，注入自身DNA，利用宿主细胞代谢和 能量系统进行自身DNA的复制和表达。
噬菌体
发酵生产预防措施 补救方法：
决不使用可疑菌种
严格环境卫生
活菌液严禁排放 通气加料严控 严格执行会客制度 设备灭菌 使用抗噬菌体菌株
①尽快提取产品 ②加药抑制 ③及时更换菌种
Cncnc-micro
思考与探索：为什么噬菌斑长不大？
生物合成和装配与释放五个相互联系的阶段，称为
复制周期。
1、吸附(adsorption)
• 噬菌体吸附蛋白 （尾丝）
• 细胞受体
（磷壁酸或脂多糖）
• 吸附过程
单价结合（可逆）→ 多价结合（不可逆）
吸附蛋白与细胞受体
2、侵入(penetration)
• T偶数噬菌体采取注射 方式将DNA注入细胞。
尾钉固着→尾鞘收缩→ 尾管穿入→DNA注入
• 根据噬菌体与宿主细胞的关系可分为烈性噬菌体和温 和噬菌体两类。 • 烈性噬菌体进入菌体后就会改变宿主的性质，使之成 为制造噬菌体的“工厂”，大量产生新的噬菌体，最 后导致菌体裂解死亡。 • 温和噬菌体进入菌体后，因生长条件不同，可具有两 条截然不同的、可选择的生长途径。一条是与烈性噬 菌体相同的生长路线，引起宿主细胞裂解死亡；另一 条是将其核整合到细菌染色上，该细菌细胞继续生长 繁殖，并被溶原化。
噬
菌
体
生命科学学院 刘仁荣
噬菌体(phage)是侵染细菌、放线菌等 细胞型微生物的病毒。
一.噬菌体的一般特性
噬菌体的化学成分
由核酸和蛋白质组成。
噬菌体的形态结构
基本形态为蝌蚪形、 微球形和丝状三种。
头部
颈部 尾鞘 尾钉
基片
尾丝
二.噬菌体的复制周期
噬菌体结构简单，不具有能独立进行生命代谢的 酶系统，因此必须靠宿主细胞为它提供原料、能量、 酶和合成场所，才能进行复制。 噬菌体的增殖过程大致分为吸附、侵入、脱壳、
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
噬菌体滴度法在微生物领域中的广泛应用
噬菌体滴度法在微生物领域中的广泛应用噬菌体滴度法（phage titering）是一种常用于测定噬菌体浓度的方法，在微生物领域中具有广泛的应用。
噬菌体是一种寄生在细菌上生长和复制的病毒，因此噬菌体滴度法在研究噬菌体感染性和生物防治等方面发挥着重要作用。
本文将介绍噬菌体滴度法的原理、操作步骤以及在微生物领域中的应用。
噬菌体滴度法的原理主要基于噬菌体感染细菌的特性。
该方法通过将噬菌体与感受器官细菌接种于富含寄主菌的培养基上，在合适的条件下进行培养，细菌在噬菌体的作用下发生裂解，形成溶解斑。
通过对溶解斑的计数，可以推断出噬菌体的浓度。
操作步骤：1. 准备工作：准备所需培养基和材料，消毒培养器具。
2. 预处理寄主菌：将寄主菌培养至对数期，以确保寄主菌的生长状态良好。
3. 制备噬菌体溶液：将噬菌体溶液与寄主菌混合，使其充分混合均匀。
4. 随机加入不同稀释度的噬菌体样品：将已稀释好的噬菌体样品分别滴入含有寄主菌的培养基上。
5. 培养：将接种好的培养基置于合适的温度和条件下培养，培养一定时间后出现溶解斑。
6. 溶解斑计数：使用透明的计数板，对溶解斑进行计数。
噬菌体滴度法在微生物领域中具有广泛的应用。
首先，它被广泛应用于噬菌体的产量评估。
噬菌体作为一种与细菌共生的生物体，在基因工程和抗生素研发中起着重要作用。
通过噬菌体滴度法，可以快速而准确地测定噬菌体产量，从而评估噬菌体的增殖能力和生产效率。
其次，噬菌体滴度法也被广泛用于研究噬菌体感染性和生物防治。
通过测定噬菌体的感染能力，可以评估噬菌体的抗菌活性以及其对不同细菌菌株的选择性。
此外，噬菌体滴度法还可以用于评估噬菌体在环境中的存活能力和传播能力，这对噬菌体在生物防治中的应用具有重要意义。
另外，噬菌体滴度法还被应用于噬菌体基因组的研究。
噬菌体基因组通常包含多个基因，这些基因在噬菌体的感染和复制过程中发挥着重要作用。
通过测定噬菌体滴度，可以对噬菌体基因组进行分析和研究，揭示噬菌体与细菌之间的相互作用和进化关系。
第四章--噬菌体-PPT幻灯片
溶原状态
l 十分稳定，能经历许多代 l 在某些条件如紫外线、X线、致癌剂、突变剂等作
用下，可中断溶原状态进入溶菌性状态，这称为前 噬菌体的诱导与切离，发生率为10-2-10-5。 l 极少数溶原性细菌中的前噬菌体离开细菌基因组后， 不进入溶菌性周期，这个现象被形象地称之为“治 愈”。
溶原性转换（lysogenic conversion）
l 只要细菌有特异性受体，不论死活噬菌体都能吸附， 但噬菌体不能进入死亡的宿主菌。
穿入
l 有尾噬菌体吸附宿主后，借助尾部末端含有的 一种类似溶菌酶的物质，在细菌细胞壁上溶一 小孔，然后通过尾鞘的收缩，将头部DNA注入 细菌体内，而蛋白衣壳留在菌细胞外。
l 无尾噬菌体与丝形噬菌体可以脱壳的方式进入 细菌细胞内。
溶原周期
l 温和噬菌体（temperate phage）
l 噬菌体感染细菌后不增殖，不裂解细菌，其基因与 宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体 DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代
T4 bacteriophages infecting E.coli.
噬菌体噬菌体的复制来自2.化学组成l 蛋白质
© 构成噬菌体的头部的衣壳及尾部，包括尾髓、尾鞘、尾板、 尾刺和尾丝，起着保护核酸的作用，并决定噬菌体外形和 表面特征。
l 核酸-遗传物质
© 基因组大小2-200Kb © 核酸为DNA或RNA，大多数噬菌体的DNA为双链DNA，但一些
微小DNA噬菌体的DNA为环状单链。多数RNA噬菌体的RNA为 线状单链，少数为线状双链，且分成几个节段。 © 某些噬菌体的基因组含有异常碱基，如大肠埃希菌T2噬菌 体无胞嘧啶，而代以5-羟甲基胞嘧啶与糖基化的5-羟甲基 胞嘧啶；某些枯草芽胞杆菌噬菌体无胸腺嘧啶，而代以尿 嘧啶、 5-羟甲基尿嘧啶。因宿主细胞内没有这些碱基，可 成为噬菌体DNA的天然标记。
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
二、噬菌体的生活周期
(一)噬菌体生长的测定——一步生长曲线 噬菌体繁殖和其他病毒一样，其生活周期包括吸附，侵入，复制，组装和释放5个阶段。一步生长曲线 定量描述毒性噬菌体生长规律的实验曲线称为一步生长曲线。该曲线可以用来反映每种噬菌体的3个重要的特性(潜伏期、裂解期、裂解量)参数。
溶源细胞的诱发裂解：用低剂量的紫外线照射处理，或其它物理、化学方法处理，能够诱发溶源细胞大量溃溶，释放出噬菌体粒子。
溶源细胞的复愈：溶源细胞有时消失了其中的原噬菌体，变成为非溶源细胞，这时既不会发生自然溃溶现象，也不发生诱发溃溶现象，称为溶源细胞的复愈或非溶源化。
温和噬菌体侵入寄主细胞后可能发生的侵染过程见图7-9。
(三)温和噬菌体和溶源性 有些噬菌体侵入寄主细菌以后，并不像上述毒性噬菌体那样发展，而是它们的核酸和寄主细胞同步复制，寄主细胞不裂解，这类噬菌体称为温和噬菌体。
含有温和噬菌体的寄主细胞称为溶源细胞(或细胞溶源化)，在溶源细胞内的噬菌体核酸称为原噬菌体(或前噬菌体)。
溶源细胞(溶源细菌)正常繁殖时绝大多数不发生裂解现象，只有极少数(大约10-6)溶源细胞中的原噬菌体发生大量复制的现象，并接着成熟为噬菌体粒子，这时导致寄主细菌裂解，这种现象称为溶源细菌的自发裂解。也就是说少数溶源细菌中的温和噬菌体变成了毒性噬菌体。
1．吸附 噬菌体与敏感的寄主细胞接触，在寄主细胞的特异性受点上结合。T4噬菌体是以尾部末端和寄主的受点吸附的。一种细菌可以被多种噬菌体感染，不同的感染噬菌体在同一寄主细菌的不同受点上吸附。因此，一个寄主细胞(例如大肠杆菌)与一种噬菌体(例如T4)饱和吸附后，并不妨碍和另一种噬菌体(例如T6)再吸附。
λ型噬菌体 λ噬菌体是一种研究得很透彻的大肠杆菌温和噬菌体，λ噬菌体的原噬菌体插入寄主细胞染色体的特定位点(在gal和bio基因之间)，成为寄主细胞染色体的附加体，并随着寄主细胞复制、繁殖而传。含有λ原噬菌体的溶源细胞对于λ原噬菌体的毒性突变株有免疫性，也就是说，毒性突变株对非溶源寄主有毒性，对溶源寄主(含有λ原噬菌体)却没有毒性。
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。
医学微生物学：噬菌体
噬菌体在病毒演化与传播方面具有重 要研究价值，有助于提高对病毒性疾 病的认识和防控水平。
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噬菌体在治疗中的应用
噬菌体疗法是一种替代抗生素治疗的新方 法。噬菌体可以特异性地感染并杀死某些 特定的病原体，如细菌和病毒，而不会对 宿主产生毒性。此外，噬菌体可以作为载 体，将外源基因导入宿主细胞中，以治疗 某些遗传性疾病。
噬菌体在疫苗开发中的应用
噬菌体疫苗的优势
噬菌体疫苗具有特异性强、安全性高、稳定性好等优点。与 传统的疫苗相比，噬菌体疫苗可以避免使用抗生素和免疫抑 制剂等化学药物，减少了对人体免疫系统的负面影响。
噬菌体与宿主互作机制的研究
噬菌体如何与宿主细菌互作是当前研究的热点之一。研究揭示了噬菌体在入侵、复制、成 熟和释放过程中与宿主细菌的相互作用机制。
噬菌体疗法的研究
随着抗生素耐药的日益严重，噬菌体疗法作为一种替代疗法越来越受到关注。研究重点在 于寻找针对特定病原菌的噬菌体并优化其治疗方案。
噬菌体研究的挑战与难点
正面影响
噬菌体可以作为杀菌剂，用来治疗细菌感染，尤其是对于一些耐药性细菌的治疗 具有重要意义。此外，噬菌体还可用于肠道微生态平衡的调节等。
负面影响
噬菌体也会导致细菌耐药性的传播和扩散，给临床治疗带来困难。此外，某些噬 菌体也会感染人类细胞，导致人类疾病的发生。因此，对于噬菌体的研究和使用 需要谨慎对待。
侵入过程
噬菌体通过宿主细胞表面的融合、内吞等方式进入细胞内部 。
噬菌体的基因表达与调控
基因表达
噬菌体在感染宿主细胞后，通过转录和翻译等过程，表达自己的基因。
基因调控
噬菌体通过调节基因表达的过程，控制感染和复制的进程。
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噬菌体裂性噬菌体的增殖:吸附----侵入----增殖---成熟---裂解噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。
（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）基本形态:蝌蚪形,球形,线性1 有收缩性尾壳2.长的非收缩性尾壳由双链DNA组成3 尾部很短4 无尾部：外壳顶端蛋白质衣壳粒较大为DNA单链5 无尾部：外壳顶端蛋白质衣壳粒较小为RNA单链6 线形：为DNA单链根据噬菌体与宿主的关系：烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体.温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：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。
烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：吸附、侵入、生物合成、装配、释放1.吸附:吸附是噬菌体与菌体表面受体发生特异性结合的过程，其特异性取决于噬菌体蛋白与宿主菌表面受体分子结构的互补性。
位点：病毒受体、性菌毛等过程：随机碰撞、尾丝散开、固着、刺突插入,基板固定吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合2.侵入:过程：尾丝展开、释放溶菌酶、尾丝尾鞘收缩、DNA注入动物病毒借助胞吞作用、膜融合或直接穿过膜植物病毒则通过伤口或昆虫刺吸传染膜融合病毒包膜与宿主细胞膜融合，核衣壳释放到细胞质中。
如：流感病毒与噬菌体不同的是：动、植物病毒是以整个核衣壳侵入的，须迅速在溶酶体蛋白水解酶的作用下脱掉蛋白质衣壳，释放出核酸，以使病毒核酸复制和转录。
但有些病毒侵入时同时脱壳。
3.生物合成增殖过程中基因表达特点:基因表达有先有后基因表达的顺序为:早期表达;次早期表达;核酸复制;晚期表达前一次表达产物是后一次表达的mRNA 聚合酶晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白(另外还有溶菌酶)4.装配DNA分子的缩合---通过衣壳包裹DNA而形成头部---尾丝和尾部其它部件独立装配完成---头部与尾部相结合---装上尾丝5.释放(裂解) 成熟的病毒粒子从被感染细胞内转移到外界的过程。
裂解量:每一个宿主细胞裂解后所产生的子代噬菌体量增殖性生活周期（裂解性生活周期）：烈性噬菌体所经历的繁殖过程噬菌体的效价测定:效价指噬菌体悬液的浓度。
即噬菌体数/ml样品。
噬菌斑形成单位数/感染中心数.测定方法有:斑点实验法,液体稀释管法,双层平板法,单层平板法,快速玻片法一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。
潜伏期：毒粒吸附于细胞到受感染细胞释放出子代毒粒所需要的最短时间。
不同病毒的潜伏期长短不同，噬菌体以分钟计，动物病毒和植物病毒以小时或天计。
裂解量：每个被感染细菌释放新的噬菌体的平均数（平均收获量）。
裂解量=裂解期平均噬菌斑数/潜伏期平均噬菌斑数=平稳期噬菌斑数/潜伏期噬菌斑数溶源性：温和噬菌体侵入宿主细胞后产生一种新的特性，称为溶源性。
温和噬菌体：噬菌体吸附并侵入细胞后，其DNA只整合在宿主核染色体组上，并可长期随宿主DNA的复制而同步复制，一般不进行增殖或引起宿主细胞裂解的噬菌体。
原噬菌体(前噬菌体)：整合在宿主染色体上的温和噬菌体核酸。
游离态：已成熟释放并具感染性的病毒粒子。
整合态：原噬菌体附着或整合在细菌染色体状态。
营养态：原噬菌体在宿主细胞内指导特定的病毒核酸和蛋白质的合成、装配状态。
温和噬菌体的特点:都是dsDNA;具有整合能力具有同步复制能力温和噬菌体存在形式 :游离态,整合态,营养态溶源性细菌：含有原噬菌体(温和噬菌体)的细菌称为溶源性细菌。
溶源菌的基本特征:细菌的溶源性具有遗传性溶源菌对其原噬菌体的同源噬菌体具有免疫性溶源性细菌在培养中不易被查觉复愈:溶源菌(失去原(前)噬菌体)--------非溶源细胞自发裂解和诱导裂解：溶源菌可被自发或诱发裂解而使温和噬菌体变成烈性噬菌体溶源性细胞可获得一些新的生理特性发酵过程中噬菌体的危害及应用：噬菌体的危害：主要是引起发酵中的噬菌体污染例：丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染，抗生素发酵中的噬菌体污染，食品工业上的噬菌体污染防治：控制活菌排放选育抗性生产菌株生产中轮换使用菌种药物防治例如用金霉素、四环素等。
病毒群体形态及组成包涵体：某些感染病毒的宿主内，出现光镜可见的大小、形态和数量不等的小体。
包涵体;是病毒的聚集体;是病毒的合成部位;是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质;病毒性包涵体,由化学因子或细菌感染形成空斑：在单层动物细胞培养物上的与噬菌斑类似。
病斑：若单层动物细胞受肿瘤病毒感染，则细胞剧增，产生类似菌落的灶。
枯斑：病毒作用于植物留下的局部坏死部分。
病毒的蛋白质:构成病毒外壳,保护病毒核酸免受核酸酶及其他理化因子的破坏决定病毒感染的特异性,与易感细胞表面存在的受体具特异亲合力,促使病毒粒子的吸附决定病毒的抗原性,并能刺激机体产生相应的抗体病毒蛋白还构成了毒粒酶（参与病毒的进入、释放、大分子合成）病毒和核酸: DNA,RAN之分;单双链之分;线状,环状之分(闭合,开放);正负链之分;基因组是单组分、双组分、三分组、多组分亚病毒亚病毒包括：类病毒，卫星病毒，卫星RNA，软病毒卫星病毒：是一类基因组缺损、依赖辅助病毒，基因才能复制和表达且完成增殖的亚病毒因子卫星RNA：是一类寄生于辅助病毒壳体内，虽与辅助病毒基因组无同源性，但须依赖其才能复制 RNA分子片段（拟病毒）软病毒：一种感染性蛋白粒子致病因子称朊病毒植物，脊椎动物，昆虫病毒昆虫病毒作为农药的优点：专一性高，毒力大，后效长，使用方便，对人畜无害，无公害。
缺点：危害经济作物非增殖性感染：由于病毒或细胞的原因，使病毒复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，导致病毒感染的不完全循环。
在受染细胞内，不产生有感染性的病毒子代。
整合感染：许多温和噬菌体和肿瘤病毒感染宿主细胞后，因病毒与细胞的性质，病毒基因组整合于宿主染色体，并随细胞分裂传递给子代细胞，这类感染称之为整合感染侵入方式: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。
借嫁接时的伤口而侵入借昆虫刺吸式口器进入植物病毒侵入宿主细胞后才能发生脱壳病毒感染的致细胞病变效应的机理？致细胞病变效应：宿主细胞和组织中的微观或宏观变化或异常现象病毒可抑制宿主DNA、RNA和蛋白质合成细胞溶酶体损伤，导致水解酶释放，细胞崩解通过向细胞质膜中插入病毒特异性蛋白而迅速改变细胞膜，致受染细胞受到免疫系统攻击几种病毒高浓度的蛋白对细胞和机体有直接毒性作用许多病毒感染过程中形成包涵体而直接破坏细胞结构疱疹病毒和其他病毒感染破坏染色体宿主细胞可能不受直接损害，但被转化成恶性细胞病毒感染对宿主大分子合成的影响:宿主细胞转录的抑制,宿主细胞翻译的抑制,宿主细胞DNA复制的抑制病毒对细胞结构的影响：病毒对宿主细胞膜的影响，病毒细胞骨架的影响，包涵体，细胞凋亡病毒感染对真核细胞的影响：细胞无任何明显变化，细胞病变（损伤，死亡），细胞增生。
病毒感染对个体的影响结果：隐形感染，疾病综合症，潜伏状态，携带者，瘤形成，死亡病毒综述病毒的特性：形态极其微小,必须在电镜下才能观察,一般都具过滤性;没有细胞构造，也称分子微生物；其主要成分仅是核酸和蛋白质两种；每一种病毒只含一种核酸不是DNA就是RNA；既无产能酶系又没有蛋白质合成系统；利用宿主细胞设备进行增殖,不存在个体生长和二均分裂等细胞繁殖方式;在宿主活细胞内营专性寄生;在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态存在,并可形成结晶;耐冷不耐热，对一般抗生素不敏感,但对于干扰素敏感。
核酸的作用：为病毒的增殖、遗传、变异等功能提供遗传信息。
衣壳的作用：保护基因组，对抗环境中的核酸酶或其他破坏性因素。
介导病毒核酸进入宿主细胞。
具有抗原性，能引起免疫应答。
包膜的作用：是病毒核衣壳在细胞内装配完成后，以“出芽”的方式通过细胞膜释放所获得的一层脂蛋白性的膜（宿主的细胞膜可能经病毒编码的蛋白质修饰过）。
也有少数病毒的包膜是来自胞浆内空泡膜或核膜。
纤突的作用：少数有包膜病毒在包膜表面有突起叫做纤突。
对病毒分类鉴定有用，与病毒吸附细胞有关。
包涵体的作用：是病毒的聚集体；是病毒的合成部位；是病毒蛋白与和病毒感染有关的蛋白质；非病毒性包涵体，由化学因子或细菌感染形成。
病毒：是一类超显微的非细胞生物,每一种病毒只含有一种核酸;它们只能在活细胞内营专性寄生;在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖,在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在.病毒粒子：(病毒颗粒）即完整的、具有感染性的单个病毒。
病毒粒子包括核衣壳和包膜核衣壳包括核心（DNA或RNA）和衣壳（衣壳粒蛋白）包膜为类脂或脂蛋白典型形态病毒：螺旋对称的代表烟草花叶病毒（TMV）二十面体对称的代表：腺病毒致病性：呼吸道，眼结膜，淋巴组织炎症。
复合对称的代表：T-偶数噬菌体目前噬菌体基本形态分为3种蝌蚪形 > 微球形 > 丝状病毒在基因工程中的应用：噬菌体作为原核生物基因工程的载体动物DNA病毒作为动物基因工程的载体植物DNA病毒作为植物基因工程的载体昆虫DNA病毒作为真核生物基因工程的载体。