微生物噬菌体

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