非细胞型微生物的形态、结构与分类(精美课件)

决不用可疑菌种；
严格保持环境卫生；
决不排放或丢弃活菌液； 注意通气质量； 加强管道和发酵罐的灭菌； 不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种； 严格执行会客制度。

发现噬菌体污染应采取的合理措施

尽快提取成品；
使用药物抑制；
及时改用抗噬菌体菌种； 污染发酵液或种子液必须彻底杀灭后排放。

作业 P152 1、2、4 1、说明病毒的成分与结构。 2、什么叫毒性噬菌体？简述其增殖裂解细胞的 过程。 3、名词解释：温和噬菌体 溶源性 前噬菌体
ຫໍສະໝຸດ Baidu

一步生长曲 线反映出3个 重要特征参 数：
潜伏期 裂解期 裂解量


潜伏期：从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放
新的噬菌体之前的这段时期，曲线平行于横
轴，噬菌体数无变化，样品中无游离的噬菌
体。分为隐晦期和胞内累积期

裂解期：曲线直线上升，子代噬菌体不断释
放到培养基中，直到达到一个极限。
在固体培养基中，若用适量噬菌体和宿主 菌液混合后接种培养，培养基表面可出现 噬菌斑（ plaque ）。一个噬菌斑系由一个 噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成的。 若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬菌斑 计数，可测知一定体积内的噬菌斑形成单 位数目，即噬菌体的数量。


2、噬菌体效价的测定

效价(titre)：每毫升试样中所含有的侵染性噬菌

4、枯斑(lesion)

第二节
噬菌体
Phage
一、噬菌体的形态、结构与特性
1、基本形态

结构与化学组成

外壳由一层蛋白质组成，核心仅由一种类型核
酸即DNA或RNA组成。核酸是噬菌体的遗传
物质；外壳对核心有保护作用。

特性

噬菌体对理化因素的抵抗力比细菌强，一般加
热70℃、经30min仍不失活。 寄生性具有高度专一性，一种噬菌体只对某一 种或某一型微生物才起作用

根据核酸类型分类
DNA病毒 RNA病毒

3、病毒的特点


体积：个体极小，能通过细菌滤器
结构和化学成分：没有细胞结构，含单一核酸

专性寄生：酶系不全，不能进行独立的代谢作
用；离开活体后，没有生命特征；

借助宿主细胞，整合到宿主基因组上，以复制
方式增殖； 对抗生素不敏感，但对干扰素敏感

二、病毒的形态构造及化学组成


复制
包括核酸的复制和蛋白质合成 噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细胞 的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成 噬菌体所需的核酸和蛋白质。


装配
DNA分子缩合 衣壳包裹DNA而形成头部 尾丝及尾部的其它部件独立装配完成 头部与尾部相结合 最后装上尾丝。


释放

在液体培养基中，噬菌现象可使浑浊菌液 变为澄清.
4、结构
核衣壳
病毒粒子 核心：由DNA或RNA构成 衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成
包膜：由类脂或脂蛋白构成（非基本结构） 刺突：由蛋白或糖蛋白构成（非基本结构）
衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白 质亚单位，衣壳粒的排列组合方式不同，使病毒表
现出不同的构型和形状。
病 毒 结 构
衣壳
核酸
包膜 刺突 核衣壳


2、噬菌斑(plaque)

当寄主细胞被噬菌体感染
后细胞裂解，在菌苔上出 现的一些无色透明空斑 （负菌落） 不同噬菌体的噬菌斑形状、 大小、边缘及透明度不同， 可用于鉴定，也可以进行

纯中分离和计数。
3、空斑(plaque)和病斑

空斑：动物细胞被病毒侵染后而造成的单层动 物细胞上类似于嗜菌斑的空白斑。 病斑：动物细胞受肿瘤病毒感染后细胞剧增形 成类似于菌落的病灶。 植物叶片上的植物病毒群体。

稳定期：感染细胞后复制的子代噬菌体全部
释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。

裂解量

每一受感染细胞所释放的新噬菌体平均数。 裂解末期平均噬菌斑数
裂解量 =
潜伏期平均噬菌斑数

不同的噬菌体或同种噬菌体感染敏感菌后所释 放的噬菌体数不同，与噬菌体种类、宿主细胞 菌龄以及环境因数有关。
三、噬菌体和发酵工业
一个菌体被一个噬菌体感染，避免二
次吸附；
细菌群体被噬菌体同步感染。

实验过程

噬菌体稀释液加到高浓度宿主细胞液中，保证每
个细胞最多不超过一个噬菌体吸附；

保温数分钟后，以离心法或用噬菌体抗血清中和
尚未被吸附的游离噬菌体；

用细胞培养液稀释混合液，同时可中止抗血清作
用，适温培养； 间断取样进行效价测定； 以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，绘 制成的曲线为一步生长曲线。
1、大小
绝大多数病毒都能通过细菌过滤器；
测定大小的单位是nm，必须借助电子显微镜
才能看到其形态；
病毒∶细菌∶真菌=1∶10∶100
各种病毒大小差异很大 最大的病毒如痘病毒体积300×200×100nm 最小的病毒如菜豆畸矮病毒直径9～11nm
2、个体形态
3、病毒粒子的化学组成
三、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、结构并能用光学显微镜进 行观察和识别的特殊群体。 某些病毒在宿主细胞内形成的在光学显微镜下 可见的大小、形态和数量不等的小体。多数在 细胞质中，少数在细胞核内。 是病毒的聚集体或病毒的合成部位。
1、包涵体（inclusion body）
DNA复制而同步复制，并随宿主菌的分裂而传代。

原噬菌体（prophage）

附着或整合在寄主细胞染色体的温和噬菌体 DNA。 在核染色体组上整合有原噬菌体并能正常生长 繁殖而不被裂解的寄主细胞。

溶源菌(lysogenic bacteria)


溶源菌的特点：
自发裂解、诱发裂解 复愈 免疫性 可以获得新的生理特性
物。
2、分类
（真）病毒
至少含有核酸和蛋白质两部分
亚病毒
类病毒
拟病毒
只含具有单独侵染性的RNA组分
只含不具有单独侵染性的RNA组分
朊病毒
只含蛋白质一种组分

根据宿主分类

植物病毒
烟草花叶病毒、莴苣坏死黄花病病毒

动物病毒
口蹄疫病毒、乙肝病毒

微生物病毒（噬菌体）

大肠杆菌T系噬菌体
1、噬菌体污染的现象

发酵周期明显延长；
碳源消耗缓慢；
发酵液变清，镜检时有大量异常菌体出现（初 期涨大变粗，后期细胞破碎呈云雾状，革兰氏 染色呈红色碎片）； 发酵产物的形成缓慢或根本不形成； 用敏感菌做平板检查时，出现大量嗜菌斑； 电子显微镜观察，可见无数噬菌体粒子出现。


噬菌体的来源

生产菌种本身带有；
生产环境中；
相近类型的噬菌体发生自然变异，使其对生产菌 种敏感而侵染。 种子带噬菌体进入发酵罐；

侵染的主要途径



无菌空气中含有噬菌体，通气时带入发酵罐；
生产设备有“死角”或渗漏；
灭菌不彻底，操作不严格等。

预防和处理措施

以防为主，防重于治

毒性噬菌体(virulent
phage)
能在宿主菌细胞内复制增殖,产生许多子代
噬菌体，并最终裂解宿主菌细胞的噬菌体。
1、毒性噬菌体的增殖过程
毒性噬菌体复制一般分为五个阶段：
吸附→侵入 →复制→成熟 →释放

吸附
特异性吸附 特异性结合


侵入
溶菌酶 尾鞘收缩 尾髓刺入细胞壁 核酸注入细胞 蛋白质外壳留在细胞 外
体粒子数，又称为噬菌斑形成单位（plaqueforming unit, pfu）

效价测定方法

液体稀释管法 玻片快速法：速度快，但精确度差。 斑点实验法：结果不准确。
单层平板法：方法简单，效果较差。
双层平板法
3、一步生长曲线
定量描述毒性噬菌体生长规律的试验曲
线
实验设计依据

病毒粒子的对称体制 由于衣壳粒在壳体上的排列方式不同，病 毒有三种对称体制
螺旋对称、多面体对称、复合对称
螺旋对称：如烟草花叶病毒
多面体对称（等轴对称） 最常见的是二十面体对称如腺病毒
HIV病毒
HIV为直径 100-120nm大 小的球形颗 粒。
复合对称：病毒壳体有两种结构组成，既有螺
旋对称部分，又有多面体对称部分如大肠杆菌的 T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称 的尾部组合而成

成熟的、结构完整的、具有感染性的单个病毒

化学组成
主要由核酸和蛋白质组成。较复杂的病毒还
含有脂类、多糖等。
核酸
只含有一种核酸为RNA或者DNA； RNA病毒多数是单链，极少数为双链；DNA病 毒多数为双链，少数单链。

蛋白质
分为：非结构蛋白和结构蛋白两类 病毒蛋白质的主要生理功能：
1）构成蛋白质外壳，保护病毒核酸； 2）决定病毒感染的特异性； 3）决定病毒抗原性； 4）构成毒粒酶，或参与病毒对宿主细胞的入侵， 或参与病毒复制过程中所需要病毒大分子的合成
谢谢同学们的支持！
下节见
第四章
非细胞型微生物的形态、结构与分类
第一节 病毒的形态、结构与功能
The appearance ,structure and functions of the virus
一、病毒概念、分类及特点
1、病毒概念
病毒是一类比细菌更微小，能通过细菌滤
器，只含有一种核酸（RNA或DNA），
只能在活细胞中生长繁殖的非细胞型微生

大肠杆菌T4噬菌体的模式图
二、噬菌体的生长繁殖

病毒粒子无个体的生长过程，只有基本成分的合成
与装配。 根据噬菌体与宿主关系将其分为温和噬菌体、毒性 噬菌体


温和噬菌体(temperate phage)或溶源性噬菌体 (lysogenic phage)：噬菌体DNA只整合到宿主菌核染色 体组上，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随宿主菌