3病毒和亚病毒
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微生物章节练习题含答案第3章病毒和亚病毒习题
第三章病毒和亚病毒一．选择题1. 多数病毒粒子的大小为( )A. 10nmB. 100nm 左右C. 300nmD. 10-300nm2. 病毒的大小以为单位量度。
( )A. mB. nmC. mm3. E.coli T4噬菌体的典型外形是：( )A.球形B. 蝌蚪形C. 杆状D. 丝状4. 类病毒是一类仅含有侵染性的病毒。
( )A. 蛋白质B. RNAC. DNAD. DNA和RNA。
5. 病毒壳体的组成成份是：( )A. 核酸B. 蛋白质C. 多糖D.脂类6. 病毒含有的核酸通常是：( )A. DNA 和RNAB. DNA 或RNAC. DNAD. RNA7.最先发现病毒的是：( )A. 巴斯德B. 柯赫C. 伊万诺夫斯基D. 列文虎克8. 噬菌体是专性寄生于的寄生物。
( )A. 细菌B. 酵母菌C. 霉菌9. 病毒的分类目前以为主( )A. 寄主B. 形态C. 核酸10. 最先提纯的结晶病毒是:A. 烟草花叶病毒B. 痘苗病毒C. 疱疹病毒D. 流感病毒11. 在溶源细胞中, 原噬菌体以状态存在于宿主细胞中. ( )A. 游离于细胞质中B. 缺陷噬菌体C. 插入寄主染色体12. 溶原性细菌对具有免疫性: ( )A. 所有噬菌体B. 部分噬菌体C. 外来同源噬菌体D. 其它噬菌体二．判断题13. 原噬菌体即插入寄主染色体DNA上的噬菌体DNA。
( )14. 溶源性细菌在一定条件诱发下, 可变为烈性噬菌体裂解寄主细胞。
( )15. DNA 病毒以双链为多, 而RNA病毒以单链为多( )16. 大肠杆菌噬菌体靠尾部的溶菌酶溶解寄主细胞壁后靠尾鞘收缩将DNA注入寄主细胞。
( )17. 一种细菌只能被一种噬菌体感染. ( )18. 温和噬菌体的毒性突变体与寄主细胞的关系和一般的毒性噬菌体一样。
( )19. 噬菌体核酸既有单链DNA、双链DNA,又有单链RNA、双链RNA。
( )20. 细菌的溶源性是可以遗传的( )21. 逆转录病毒RNA可以反转录为DNA. ( )22. 朊病毒(奇异病毒) 是只含有侵染性蛋白质的病毒( )三．填空题23. 能使病毒变性失活的物理因素有__________、__________、____ _____及__________。
3病毒(Viruses)和亚病毒(virusoid)
大肠杆菌T4噬菌体构造
④有囊膜的病毒粒子
Fig. 4: Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Membrane by Budding
Enveloped viruses
The capsid of some viruses is covered by an envelope. Enveloped viruses are roughly spherical but highly variable in shape because the envelope is not rigid. When helical or polyhedral viruses are enclosed by envelopes, they are called enveloped helical and enveloped polyhedral viruses. An example of an enveloped helical virus is the influenza virus.
① 病毒的核酸
病毒基因组核酸
RNA
双链 环状 单链 线状 双链
DNA
单链 环状
线状
线状
多片段
单片段 单片段
多片段
②病毒的蛋白质
▼有的病毒只有一种蛋白质，多数含有为数不 多的几种蛋白质。 ▼病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样， 但不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量各不相 同。 ▼病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵 染与增殖过程中发挥作用： 1、结构功能 3、破坏宿主细胞壁与细胞膜 2、吸附 4、增殖
据Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。
（一）噬菌体的形态结构与组成
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。
④有囊膜的病毒粒子
Fig. 4: Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Membrane by Budding
Enveloped viruses
The capsid of some viruses is covered by an envelope. Enveloped viruses are roughly spherical but highly variable in shape because the envelope is not rigid. When helical or polyhedral viruses are enclosed by envelopes, they are called enveloped helical and enveloped polyhedral viruses. An example of an enveloped helical virus is the influenza virus.
① 病毒的核酸
病毒基因组核酸
RNA
双链 环状 单链 线状 双链
DNA
单链 环状
线状
线状
多片段
单片段 单片段
多片段
②病毒的蛋白质
▼有的病毒只有一种蛋白质，多数含有为数不 多的几种蛋白质。 ▼病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样， 但不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量各不相 同。 ▼病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵 染与增殖过程中发挥作用： 1、结构功能 3、破坏宿主细胞壁与细胞膜 2、吸附 4、增殖
据Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。
（一）噬菌体的形态结构与组成
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。
第三章病毒和亚病毒微生物学
在，并可长期保持其侵染活力。
8）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中， 并诱发潜伏性感染。
2. 定★义什么是病毒？
病毒（virus)是一类由核酸和蛋白质等少数几种 成分组成的超显微“非细胞生物”，其本质是 一种只含DNA和RNA的遗传因子。
超显微的 没有细胞结构的 专性活细胞内寄生
病
毒 的 感染态：活细胞内专性寄生（宿主体内）
一百多年以来，烟草花叶病毒在病毒学发展史 乃至遗传学、生物化学以及当代基因工程中起到了 里程碑的作用。
病毒学（virulogy）
研究病毒（virus）的本质及其与宿主的相互作 用的科学，是微生物学的重要分支学科。
极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、 分子遗传学）的理论与技术；
有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害； 利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治； 发展以基因工程为中心的生物高新技术产业；
刺突
裸露的二十面体毒粒 有包膜的二十面体毒粒
若以一定数目的亚 基排列成具有一定 表面积的立方对称 实体，以二十面体 容积为最大，能包 装更多的病毒核酸， 所以病毒壳体多取 二十面体对称 （icosahedral symmetry）结构。
微生物学
第四章
病毒和亚病毒
第一节 病毒
病毒（Virus）是在19世纪末才被 发现的一类微小病原体。
一、病毒的发现和研究历史
早在1566年就有了关于疯狗咬人致病，
即狂犬病的记载并发现它能够传染给其它许
多动物。
另一种病毒病软疣的报告，这张1841年
的手绘图就是一个证据。
画家多明尼克·加朱洛作品 《那 不勒斯的瘟疫》
由植物病毒在植物叶片上形成的局部坏死
斑，称之为枯斑（lesion，病斑）。
8）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中， 并诱发潜伏性感染。
2. 定★义什么是病毒？
病毒（virus)是一类由核酸和蛋白质等少数几种 成分组成的超显微“非细胞生物”，其本质是 一种只含DNA和RNA的遗传因子。
超显微的 没有细胞结构的 专性活细胞内寄生
病
毒 的 感染态：活细胞内专性寄生（宿主体内）
一百多年以来，烟草花叶病毒在病毒学发展史 乃至遗传学、生物化学以及当代基因工程中起到了 里程碑的作用。
病毒学（virulogy）
研究病毒（virus）的本质及其与宿主的相互作 用的科学，是微生物学的重要分支学科。
极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、 分子遗传学）的理论与技术；
有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害； 利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治； 发展以基因工程为中心的生物高新技术产业；
刺突
裸露的二十面体毒粒 有包膜的二十面体毒粒
若以一定数目的亚 基排列成具有一定 表面积的立方对称 实体，以二十面体 容积为最大，能包 装更多的病毒核酸， 所以病毒壳体多取 二十面体对称 （icosahedral symmetry）结构。
微生物学
第四章
病毒和亚病毒
第一节 病毒
病毒（Virus）是在19世纪末才被 发现的一类微小病原体。
一、病毒的发现和研究历史
早在1566年就有了关于疯狗咬人致病，
即狂犬病的记载并发现它能够传染给其它许
多动物。
另一种病毒病软疣的报告，这张1841年
的手绘图就是一个证据。
画家多明尼克·加朱洛作品 《那 不勒斯的瘟疫》
由植物病毒在植物叶片上形成的局部坏死
斑，称之为枯斑（lesion，病斑）。
pw03第三章2亚病毒和病毒的应用
第三章 病毒和亚病毒
第二节
亚病毒
亚病毒：凡在核酸和蛋白质两种成分种，只含有 其中之一的分子病原体，称为亚病毒。该名词最 早是由Lwoff提出（1981年）。 有三类： 类病毒、拟病毒、朊病毒
第三章 病毒和亚病毒
一、类病毒（Viroid）
类病毒：只含有RNA一种化学组分、专性细胞内寄生的分子病原 体。 1、发现： 马铃薯纺锤形块茎病（potata spindle tuber disease, PSTD）是1922年在美国发现的，它可使马铃薯减产20~70%。 我国于1960年时在黑龙江省发现，减产极其严重。 • 1967~1971年在美国工作的瑞士学者Dimer发现，患PSTD的块 茎抽提物经超离心和凝胶电泳后，出现一条比一般病毒分子更 小的10S的区带(TMV19S）。经一系列试验后，证明它是一个 没有衣壳包裹的RNA分子，经过电镜观察，发现它是一条长 50nm的棒状dsRNA分子，他称它为STV。 • 从此，一类新的病原体—类病毒就被广泛承认并进行了深入的 研究。在1977~1988年间陆续发现的类病毒已有18种，例如番茄 散顶病、柑橘裂皮病、菊花矮化病、菊花褪绿斑驳病、黄瓜白 果病、椰子死亡病和酒花矮化病等的类病毒。
第三章 病毒和亚病毒
2、关于拟病毒的复制机制 • 拟病毒的复制是以自身侵染性RNA分子为模板，借助寄主 细胞内依赖于RNA的RNA聚合酶进复制。 • 具体过程是：先以滚环方式合成一条高分子量多拷贝的负 链RNA，再以负链为模板合成一系列的正链RNA，于是形 成了一个双链的复制中间体，然后在从复制中间体上产生 线状的ssRNA-3分子，ssRNA-3再在RNA连接酶的作用下 环化成RNA-2这种拟病毒分子。
第三章 病毒和亚病毒
现将它们的核酸拟病毒极其微小，一般仅由裸露的RNA或DNA 组成。被 拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒，拟病毒则成为它 的“卫星”病毒。 • 拟病毒它是一些必须依赖辅助病毒才能复制的小分子核酸 片段，它被包装在辅助病毒的壳体中，本身对于辅助病毒 的复制不是必需的，而且它与辅助病毒的基因组无明显的 同源性。拟病毒利用辅助病毒的复制酶进行复制，犹如病 毒利用宿主细胞的能量、原料及酶进行复制一样。故可认 为拟病毒是寄生于辅助病毒粒子中的分子寄生物。
第二节
亚病毒
亚病毒：凡在核酸和蛋白质两种成分种，只含有 其中之一的分子病原体，称为亚病毒。该名词最 早是由Lwoff提出（1981年）。 有三类： 类病毒、拟病毒、朊病毒
第三章 病毒和亚病毒
一、类病毒（Viroid）
类病毒：只含有RNA一种化学组分、专性细胞内寄生的分子病原 体。 1、发现： 马铃薯纺锤形块茎病（potata spindle tuber disease, PSTD）是1922年在美国发现的，它可使马铃薯减产20~70%。 我国于1960年时在黑龙江省发现，减产极其严重。 • 1967~1971年在美国工作的瑞士学者Dimer发现，患PSTD的块 茎抽提物经超离心和凝胶电泳后，出现一条比一般病毒分子更 小的10S的区带(TMV19S）。经一系列试验后，证明它是一个 没有衣壳包裹的RNA分子，经过电镜观察，发现它是一条长 50nm的棒状dsRNA分子，他称它为STV。 • 从此，一类新的病原体—类病毒就被广泛承认并进行了深入的 研究。在1977~1988年间陆续发现的类病毒已有18种，例如番茄 散顶病、柑橘裂皮病、菊花矮化病、菊花褪绿斑驳病、黄瓜白 果病、椰子死亡病和酒花矮化病等的类病毒。
第三章 病毒和亚病毒
2、关于拟病毒的复制机制 • 拟病毒的复制是以自身侵染性RNA分子为模板，借助寄主 细胞内依赖于RNA的RNA聚合酶进复制。 • 具体过程是：先以滚环方式合成一条高分子量多拷贝的负 链RNA，再以负链为模板合成一系列的正链RNA，于是形 成了一个双链的复制中间体，然后在从复制中间体上产生 线状的ssRNA-3分子，ssRNA-3再在RNA连接酶的作用下 环化成RNA-2这种拟病毒分子。
第三章 病毒和亚病毒
现将它们的核酸拟病毒极其微小，一般仅由裸露的RNA或DNA 组成。被 拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒，拟病毒则成为它 的“卫星”病毒。 • 拟病毒它是一些必须依赖辅助病毒才能复制的小分子核酸 片段，它被包装在辅助病毒的壳体中，本身对于辅助病毒 的复制不是必需的，而且它与辅助病毒的基因组无明显的 同源性。拟病毒利用辅助病毒的复制酶进行复制，犹如病 毒利用宿主细胞的能量、原料及酶进行复制一样。故可认 为拟病毒是寄生于辅助病毒粒子中的分子寄生物。
第三章 病毒与亚病毒[可修改版ppt]
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Viral Structure (Enveloped Polyhedral Virus)
Transmission Electron Micrograph of HIV-1 Stained to Show Surface Glycoproteins
Transmission Electron Micrograph of HIV-1
• 噬菌体具有病毒的一些特性（个体微小）。
• 噬菌体基因组含有许多个基因，但所有已知的 噬菌体都是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，噬菌体不能生长和复制。
• 噬菌体分布极广，凡是有细菌的场所，就可能 有相应噬菌体的存在。
• 1892年，俄国生物学家伊凡诺夫斯基（Dmitry Ivanovsky）在研 究烟草花叶病时发现将感染花叶病的烟草叶的提取液用烛形滤器 过滤后能够感染其他烟草。
• 1899年，荷兰微生物学家马丁乌斯·贝杰林克（Martinus Beijerinck）重复了Ivanovsky的实验，发现这种新的感染性物质 只在分裂细胞中复制，并称之为contagium vivum fluidum（可溶 的活菌）并进一步命名为virus（病毒）。
• 1963年，巴鲁克·塞缪尔·布隆伯格发现了乙型肝炎病毒。 • 1965年，霍华德·马丁·特明发现并描述了第一种逆转录病毒，逆
转录酶在1970年由霍华德·特明和戴维·巴尔的摩分别独立鉴定出。 • 1983年，法国巴斯德研究院的吕克·蒙塔尼和弗朗索瓦丝·巴尔－
西诺西首次分离得到艾滋病毒（HIV），与发现了能够导致子宫 颈癌的人乳头状瘤病毒的德国科学家哈拉尔德·楚尔·豪森分享了 2008年的诺贝尔生理学与医学奖。
第三章病毒与亚病毒
10
20
30
40 Tim e(m in)
现在是34页\一共有43页\编辑于星期四
F ig. O ne-step grow th curve of T 2
5、温和噬菌体的繁殖
★温和噬菌体(temperate phage)：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, 如E.coli的 、P1、P2，Salmonella typhimurium的P22等。 ★前噬菌体(prophage)：处于整合态的噬菌体核酸。 ★温和噬菌体的特点：其核酸的类型都是dsDNA；具有整合能 力；具有同步复制能力。 ★温和噬菌体的三种存在形式：游离态、整合态、营养态
现在是14页\一共有43页\编辑于星期四
Transmission Electron Micrograph of HIV-1 Stained to Show Surface Glycoproteins
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Transmission Electron Micrograph of HIV-1
病时发现将感染花叶病的烟草叶的提取液用烛形滤器过滤后能够感染其
他烟草。
• 1899年，荷兰微生物学家马丁乌斯·贝杰林克（Martinus Beijerinck） 重复了Ivanovsky的实验，发现这种新的感染性物质只在分裂细胞中 复制，并称之为contagium vivum fluidum（可溶的活菌）并进一步命 名为virus（病毒）。
大肠杆菌T4噬菌体构造
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2、烈性噬菌体的繁殖
◆The lytic life cycle consists of the following steps: Adsorption→ Penetration→ Replication→ Maturation → Release
03 第三章 病毒和亚病毒
4）病毒的糖类
某些病毒含有少量的糖类。糖类主要是以寡糖侧链存在于病毒糖 蛋白和糖脂中，或以粘多糖形式存在。除了有包膜病毒的糖蛋白刺突 外，某些复杂病毒的病毒颗粒还含有内部糖蛋白或者糖基化衣壳蛋白。 糖蛋白还是重要的免疫原，例如抗流感病毒血凝素的血清具有明显的 病毒中和作用。
5)其他化学成分
一些动物病毒、植物病毒和噬菌体病毒颗粒内，存在一些丁二胺、 亚精胺、精胺等阳离子化合物。某些植物病毒中还存在金属阳离子。 这些含量极微的有机阳或无机阳离子与病毒核酸呈无规则的结合，对 核酸的构型有一定影响。其结合量仅与环境中相关离子浓度有关，是 病毒装配时从环境中获得的不恒定成分。
二、 病毒的主要类群与繁殖方式
（一）病毒的主要类群与分类系统
1.病毒的分类系统
属(genus)、种(species)分类阶元。 国际 病 毒 分 类委 员 会 (International committee on taxonomy of
国际病毒分类系统采用目（order）、科(family)、亚科(subfamily)、
病毒的非结构蛋白数量和功能依据病毒的种类、病毒基因
组的复杂程度和病毒复制时期的不同而不同。
有的具有酶活性，参与和调控病毒的复制与转录。 有的具有抗凋亡、抗细胞因子活性及干扰抗原递呈的功能， 如口蹄疫病毒的 3ABC蛋白已经用来区分野毒感染和弱毒苗免疫。
3）病毒的脂类
病毒脂类是病毒在成熟释放过程中从宿主细胞获得，主要存在于 病毒的包膜，约占其结构成分的 20%-35%。但痘病毒脂类的含量约占 5%，而狂犬病毒脂类的含量高达50%。
RNA： 线状单链
双链
小 RNA 病毒、披膜病毒、RNA 噬菌体、烟草花叶病毒和大多植物病 毒 线状、单链、负链 弹状病毒、副粘病毒 线状、单链、分段、正链 雀麦花叶病毒（多分体病毒） 线状、单链、二倍体、正链 逆转录病毒 线状、单链、分段、负链 正粘病毒、步尼亚病毒、沙粒病毒 （步尼亚病毒和沙粒病毒有的 RNA 节段为双义） 线状、双链、分段 呼肠孤病毒、噬菌体 Φ 6，许多真菌病毒
chap3病毒和亚病毒
图中所列的 T- 系噬菌体是目前研究得最广泛而 又较深入的细菌噬菌体，并对它们进行了从 T 1 -T 7 的编号，这类噬菌体呈蝌蚪形。
T偶数噬菌体的构造
图 噬菌体 T 4 感染各时段的情况 ( 引自 Prescott et al., 2002)
1、吸附 2、侵入
成熟装配
裂解释放
根据噬菌体与宿主细胞的关系可分为烈性 噬菌体 (virulent phage) 和温和性噬菌体 (temperate phage) 。凡侵入细胞后，进 行营养繁殖，导致细胞裂解的噬菌体称烈 性噬菌体。而侵入细胞后，与宿主细胞 DNA 同步复制，并随着宿主细胞的生长繁 殖而传下去，一般情况下不引起宿主细胞 裂解的噬菌体，称温和性噬菌体。但在偶 尔的情况下，如遇到环境诱变物甚至在无 外源诱变物情况下可自发地具有产生成熟
Ａ型流感病毒１有１６个Ｈ亚型和９个Ｎ亚型２。据 知，只有Ｈ５和Ｈ７亚型病毒可引起高致病性禽流感。 然而，并非所有的Ｈ５和Ｈ７亚型病毒都是高致病性 的，也并非所有此类病毒都可在家禽中引起严重疾病。
据目前所知，Ｈ５和Ｈ７型病毒以低致病形式传给 禽类。如果听任其在家禽种群中传播，病毒通常在几 个月内就会发生变异，成为高致病性病毒。这就是为 什么如果家禽中出现Ｈ５或Ｈ７型病毒，始终令人担 忧，即使最初的感染迹象很轻微。
发酵液污染，影响发酵产量和质量，甚至引起倒
罐，造成重大损失。噬菌体在分子生物学研究中 也有着广泛的应用，如大肠杆菌的λ噬菌体作为 基因工程的载体；大肠杆菌M13噬菌体展示技术 用于多肽或蛋白质的表达并展示于噬菌体表面， 研究蛋白质相互作用。
图：细菌噬菌体的多形性（源于Richard Robarts 对加 拿大萨斯卡通市盐湖噬菌体研究的照片。）
➢ 当新病毒要钻出宿主细胞的时候，需要依靠神经氨酸酶N 来解决问题。N就像一把刀，通过“水解”方式切断病毒 和宿主细胞膜的最后联系，使病毒脱离寄主细胞，再次去 寻找感染下一个目标了。现在著名的“达菲”，作用原理 就是不让这把“刀”起作用，使新的病毒无法脱离宿主细 胞，从而抑制病情。
第三章 病毒和亚病毒
（一）病毒的大小
个体小，必需在电镜下观察； 多在100nm左右 病毒、细菌和真菌个体直径比 约1：10：100. 不同病毒的毒粒大小差别很大； 最大的为似菌病毒为400nm； 最小的病毒是环形病毒科的猪圆 病毒，直径为17nm.脊髓灰质 炎病毒直径为28nm.
12
病毒大小
牛痘苗病毒 传染性浓泡皮炎病毒 腮腺炎病毒
理化因素对病毒的影响 病毒的分离和测定
病毒的分类和命名
病毒特征：
①形体极其微小，电子显微镜观察，能通过细菌滤器；
②无细胞结构，化学组成简单，主要是核酸与蛋白质，故称为
“分子生物”。 ③一种病毒只含一种核酸，DNA或RNA； ④以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖； ⑤在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并可长期 保持其侵染活力； ⑥既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活 细胞内的现成代谢系统，合成自己的核酸和蛋白质合成。 ⑦有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感 染； ⑧对一般抗生素不敏感，而对干扰素敏感。
T4由头部（核心是双链线状DNA）、颈
部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）
三个部分构成。由二十面体的头与螺旋对称的 尾复合构成,呈蝌蚪状.
• 共有3种：T2T4T6，是病毒学和分子遗传学基 础理论研究中的极好材料。见图3－4 头部：呈二十面体对称，长95nm、宽65nm， 由212个衣壳粒组成。其内有线状dsDNA构 成的核心，长约50um。 颈部：由颈环和颈须组成，颈环为一六角形的盘 状构造，直径37.5nm，其上长有6根颈须， 用以裹住吸附前的尾丝。
• 教学时数：6学时 • 教学目的与要求：要求学生了解病毒的形态、
结构、化学组成 和噬菌体的危害及应用，
个体小，必需在电镜下观察； 多在100nm左右 病毒、细菌和真菌个体直径比 约1：10：100. 不同病毒的毒粒大小差别很大； 最大的为似菌病毒为400nm； 最小的病毒是环形病毒科的猪圆 病毒，直径为17nm.脊髓灰质 炎病毒直径为28nm.
12
病毒大小
牛痘苗病毒 传染性浓泡皮炎病毒 腮腺炎病毒
理化因素对病毒的影响 病毒的分离和测定
病毒的分类和命名
病毒特征：
①形体极其微小，电子显微镜观察，能通过细菌滤器；
②无细胞结构，化学组成简单，主要是核酸与蛋白质，故称为
“分子生物”。 ③一种病毒只含一种核酸，DNA或RNA； ④以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖； ⑤在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并可长期 保持其侵染活力； ⑥既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活 细胞内的现成代谢系统，合成自己的核酸和蛋白质合成。 ⑦有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感 染； ⑧对一般抗生素不敏感，而对干扰素敏感。
T4由头部（核心是双链线状DNA）、颈
部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）
三个部分构成。由二十面体的头与螺旋对称的 尾复合构成,呈蝌蚪状.
• 共有3种：T2T4T6，是病毒学和分子遗传学基 础理论研究中的极好材料。见图3－4 头部：呈二十面体对称，长95nm、宽65nm， 由212个衣壳粒组成。其内有线状dsDNA构 成的核心，长约50um。 颈部：由颈环和颈须组成，颈环为一六角形的盘 状构造，直径37.5nm，其上长有6根颈须， 用以裹住吸附前的尾丝。
• 教学时数：6学时 • 教学目的与要求：要求学生了解病毒的形态、
结构、化学组成 和噬菌体的危害及应用，
病毒和亚病毒.pdf
朊粒蛋白（ PrPC ）
PrPc为20号染色体短臂上的PrP基因编码，分子量为2730kd的单体，称为“朊粒蛋白”（PrP）。 PrPC含四个α-螺旋，几乎没有β-折叠 PrPSC链上有变构，转换成四个β-折叠
PrPc
PrPSc
Prion的结构模型
朊病毒
2、朊病毒的特性
1）理化特性 （1）朊病毒蛋白： 哺乳动物细胞蛋白缩写为PrPC，变构后 变成有致病性的PrPSC （2）PrPC 和 PrPSC 氨基酸序列相同、但构象不同，PrPC 以α螺旋为主，PrPSC以β片层为主 （3）PrPC抵抗内切酶凝聚 成螺旋状纤维
4、用无性繁殖法培育无毒苗 大部分植物病毒是通
过维管传递而非种子，即使是通过维管，也可以用其未传染病 的种子，部分组织或生长点，采用组培的方法得到无毒苗。
5、种弱毒株来保护植物
类似给庄稼接种。
染病郁金香01碎色
染病郁金香02
四、昆虫病毒用于生物防治：
昆虫种类多、数量大、分布广与人类关系密切，其中大部 分对人类有害。过去人们曾采用过物理治虫、化学治虫，绝育 除虫等。也采用过生物治虫（动物治虫、以虫治虫、性激素引 诱治虫、真菌治虫和病毒治虫）等，其中病毒治虫具有致病力 强、专一性强、抗逆性强和生产简便等特点，故发展极度快， 前景诱人。 但病毒的工业化生产还有困难；病毒多在紫外线下被杀 死；杀虫效果要经10 - 20天才显露等。
类病毒的发现，是20世纪下半叶生物学上的重要事件，开 阔了病毒学的视野。它不仅为进一步研究植物类病毒，而且研 究动物或者人类等可能存在的类病毒开辟一个新的方向。对于 探索生命的起源与生命的本质等重大理论问题也具有十分重要 的意义。
二、拟病毒（又称类类病毒）
1981年Randles在鉴定缄毛烟的斑驳病毒 ( VTMoV)时，发 现VTMoV的核心的组成如下： 1）一种大分子线状 ssRNA(RNA-1) 2）有一种类似于类病毒的环状 ssRNA(RNA-2) 3）线状形式 (RNA-3) 研究表明，对RNA-1和RNA-2单独接种时，都不能感染和 复制，只有把两者结合起来才能感染。 其中的ssRNA(RNA-2)是一种类似于类病毒的新型RNA分 子。
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二十面体对称
3、病毒的群体形态
当病毒大量聚集并使宿主细胞发生病变时所 形成的具有一定形态、构造并能用光学显微 镜加以观察和识别的特殊群体
▪包涵体Inclusion body ▪噬菌斑Plaque ▪空斑plaque ▪枯斑lesion ▪多角体
▪包涵体(Inclusion body)
某些病毒在宿主细胞内形成的光学显微镜下可 见的大小、形态、数量不等的小体。
1. 噬菌体的繁殖
很多噬菌体侵入细菌细胞后，通过裂解作用 摧毁细胞使病毒粒子释放。
这类能在宿主细菌细胞内增殖，产生大量子 噬菌体，并通过裂解细菌细胞而释放出噬菌体， 因而被称为烈性噬菌体（virulent phage）。T4 噬菌体是一个典型的烈性噬菌体。
烈性噬菌体的繁殖过程（裂解性周期）：
（1） 吸附
病毒的多样性和研究病毒的重要意义
1.凡在有细胞的生物生存之处，都有其相对应的病 毒存在。已有记载的病毒7000种（株）左右。
2.控制和消灭有害病毒，致病病毒危害人类健康、 畜牧业养殖和农作物栽培；噬菌体污染会严重影响 工业发酵生产；用作改良品种，培育活病毒疫苗株； 用作昆虫杀虫剂，保护生态环境；用作基因工程的 重要载体。
人腺病毒的电镜负染色照片
▪复合对称的代表—T偶数噬菌体
头部
尾鞘
尾管
基板 刺突 尾丝
（四）病毒的核酸
一种病毒只含有一种核酸（DNA或RNA）。 病毒的核酸类型极为多样化：
病毒的DNA与RNA均有单链和双链： 植物病毒以线状ssRNA为主； 动物病毒以线状dsDNA和ssRNA为多； 细菌病毒以线状的dsDNA居多，含RNA的极少。
▪植物病毒的侵入：
靠伤口感染侵入 靠昆虫的刺吸式口器将病毒粒子注入植物体内
（3） 增殖（复制与生物合成）
▪生物合成特点：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)
✓微生物病毒(噬菌体) 大肠杆菌T系噬菌体
▪根据核酸类型分类
✓DNA病毒 ✓RNA病毒
爱滋病病毒
乙肝病毒
流感病毒
烟草花叶病毒
噬菌体
病毒分类的主要特征指标
编号 1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
特征 宿主的性质（动物、植物、细菌、昆虫、真菌） 核酸的性质（DNA或RNA；单链或双链；分子量； RNA病毒分节段 或不分节段，分为几个节段；ssRNA病毒中基因组为正链或负链） 衣壳对称形式——二十面体对称、螺旋对称、复合型对称 有无囊膜及囊膜对乙醚的敏感性 病毒颗粒或核衣壳的直径 二十面体病毒中的壳粒数目 免疫学特性 基因数目和基因图谱 病毒在细胞内复制的位置 有无DNA复制中间体(ssRNA病毒)；有无反转录酶 病毒释放的方式 导致的疾病或引起疾病的特异性临床症状、传播的途径。
1952：Hershey和Chase证实噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,开创了 病毒分子生物学。
1971后：陆续发现了各种亚病毒——类病毒、朊病毒和拟病毒。
第一节 病 毒
什么是病毒
▪定义：
一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显 微“非细胞生物”、无细胞结构、营专性活细胞内寄生 的实体，在活细胞外具一般化学大分子的特征，一旦进 入宿主细胞又具有生命特征。
病毒的特点
Size:个体极小，多在20-200 nm之间，能通过细菌滤器。 结构与化学成分：无细胞结构，核酸和蛋白质，分子生物。 遗传因子：只含一种核酸。 代谢特点：无产能酶系、蛋白质与核酸合成酶系，专性活细 胞寄生。 增殖方式：装配元件：核酸与蛋白质。 离体形式：无生命的生物大分子状态。 敏感性：对抗生素不敏感，对干扰素敏感。 病毒基因组整合：整合到宿主基因组上。
非细胞微生物
本章内容
3.1 病毒
▪病毒概况 ▪病毒的形态、构造和化学组成 ▪4类病毒及其繁殖方式
3.2 亚病毒因子
▪类病毒 ▪拟病毒 ▪卫星病毒 ▪卫星RNA ▪朊病毒
病毒(Virus)
非细胞生物、分子病原体
▪(真)病毒(Euvirus)
至少含有核酸和蛋白两种组分
▪亚病毒因子
✓类病毒：只含具单独侵染性的RNA组分 ✓拟病毒：只含不具单侵染性的RNA组分 ✓卫星病毒：与真病毒伴生的缺陷病毒 ✓卫星RNA：只含与侵染无关的RNA组分 ✓朊病毒：只含蛋白质一种组分
3. 一步生长曲线(one-step growth curve)
定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称为一步 生长曲线。
I. 潜伏期 1. 隐晦期 2. 胞内积累期 II. 裂解期 III. 平稳期
两个特征性数据
潜伏期：是病毒颗粒吸附于细胞到受染细胞释放出子代 病毒颗粒所需的最短时间，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。
三、4类病毒及其繁殖方式 （一）原核生物的病毒——噬菌体
（bacteriophage），后来简称phage 噬菌体是感染细菌、放线菌和蓝细菌等原核微生 物的病毒，分布广泛。
噬菌体的类群与形态结构
研究意义：
噬菌体的发生在工业生产上会造成发酵液 污染，影响发酵产量和质量，甚至引起倒罐， 造成重大损失。 噬菌体在分子生物学研究中有 着广泛的应用，如大肠杆菌的λ噬菌体作为基 因工程的载体；大肠杆菌M13噬菌体展示技术 用于多肽或蛋白质的表达并展示于噬菌体表面， 研究蛋白质相互作用。
•将低剂量的噬菌体悬液加入敏感细
菌的培养液中，使得一个病毒与10100个细菌细胞相混合。
•经过短时间的培养使噬菌体吸附在
细菌上，再用抗体或稀释去掉未吸附 上的噬菌体。
•用新鲜培养液把经过上述处理的细
菌悬液高倍稀释。
1892：俄国伊万诺夫斯基Ivanowski首次发现烟草花叶病毒的感染因 子能通过细菌过滤器。
1898：荷兰贝哲林克Beijerinck证实该致病因子可以被乙醇从悬液 中沉淀下来而不失去其感染性，但用培养细菌的方法培养不出来； 给这样的病原体起名叫virus。
1935：美国斯坛莱从Stanley烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶， 又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只有核酸具感染和复 制能力，并因此获得诺贝尔奖。
+ssDNA -ssDNA +ssRNA -ssRNA
dsDNA ssDNA ssRNA dsRNA
线状 环状
注：将碱基序列与 mRNA一致的核酸单链 定位正链，将碱基序列与 mRNA互补的核酸单链 定位负链
病毒核酸类型的多样化
核酸类型 DNA： 单链 双链
RNA： 线状单链
双链
核酸结构
病毒举例
线状单链 环状单链 线状双链 有单链裂口的线状双链 有交联末端的线状双链 闭合环状双链 不完全环状双链
▪宿主细胞核内：天花病毒的顾氏小体 ▪宿主细胞质内：狂犬病病毒的内基氏小体； ▪宿主细胞质内或细胞核内：麻疹病毒
▪噬菌斑(Plaque)
在宿主菌苔平板上，由于噬 菌体的感染使宿主细胞不断 裂解而形成的肉眼可见的空 斑，空斑中的细菌被全部或 部分裂解。 不同噬菌体的噬菌斑有不同 的形状、大小、边缘及透明 度，可用于鉴定，也可以进 行纯种分离和计数。
通过噬菌体表面特异性吸附蛋白与细菌细胞表面受体相互作用。 T4噬菌体：以细菌细胞壁脂多糖或蛋白质作受体。T4噬菌体吸 附涉及多个尾部结构，当一个尾丝接触菌体表面的受体后，噬 菌体的吸附过程就开始。在更多的尾丝接触后，基片就固定到 细胞表面。
影响因素：噬菌体数量；阳离子；辅助因子；温度。
（2） 侵入
（4） 成熟(装配)
把合成的各种“部件”进行自行装配的过程
（5） 裂解(释放)
成熟的噬菌体，在细胞内积累到一定量后，可通 过噬菌体编码的溶菌酶降解细菌细胞壁，导致细 胞裂解，释放出噬菌体。
2. 噬菌体的效价
• PFU（噬菌斑形成单位数）：每毫升试样中所 含有的具侵染性的噬菌体粒子数。
• 效价的测定：双层平板法
（二）病毒的形态 1. 典型病毒粒的构造
包膜
衣壳粒 衣壳 capsid
核心(核酸)
刺突 包膜病毒
裸病毒
核 核心 衣 衣壳
壳
化学成分
➢ 病毒的核心 DNA或RNA→决定病毒遗传、变异和复制
➢ 病毒的外壳为衣壳
蛋白质壳粒→衣壳→保护、介导、抗原性
➢ 病毒的包膜 含蛋白质和糖蛋白的类脂双层膜→保护、介导、 抗原性
裂解量：是每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数 目，稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目与潜伏期受染 细胞的数目之比，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之 比。通过一步生长曲线测定，噬菌体的裂解量一般为几十到上 百个，植物病毒和动物病毒可达数百乃至上万个。
例:
11000病毒粒子数/100受染细胞=110噬菌体粒子/细菌
（来自宿主细胞同时含有自己编码的蛋白） ➢ 病毒的化学组成 核酸 蛋白质 多糖 脂类
病毒粒子外形主要有下列五种： 1.砖形 2.弹状 3.球形 4.蝌蚪形 5.杆状
1.砖形
2.弹状
4.蝌蚪 形
5.杆形
3.球形
动物病毒多呈球形、卵圆形或砖形
2. 病毒粒的对称体制
病毒 结构类型
无囊膜
杆状：烟草花叶病毒等 丝状：大肠杆菌M13噬菌体等
T4噬菌体核酸以注射式侵入方式进入细胞。 机制：T4噬菌体尾部的溶菌酶使细胞壁变弱，当尾鞘与 细胞壁接触后，尾鞘蛋白收缩的结果使得基板上升，挤压 尾管穿过削弱的细菌细胞壁到达质膜或细胞质，于是噬菌 体头部的dsDNA分子通过尾管注入细胞内。
▪动物病毒的侵入
完整病毒穿过细胞膜的移位方式 。 细胞的内吞功能。 毒粒包膜与细胞质膜的融合。
线状、单链、二倍体、正链 逆转录病毒