第四章 病毒分解
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第四章 病 毒
教学目标与要求: • 了解研究病毒的意义、病毒的 种类和亚病毒因子； • 重点掌握病毒的概念、特征、 形态结构和病毒的增殖过程；
一步生长曲线、温和噬菌 体和溶源性细菌为本章的 难点
病毒与其他的生物相比其突出特征是：
一、个体极其微小，能通过细菌滤器。须在 电镜下可见，细菌的大小一般以微米表示， 而病毒的大小则以nm表示；
牛痘苗病毒
病毒大小
传染性浓泡皮炎病毒
腮腺炎病毒
T偶数病毒 烟草花叶病毒
疱疹病毒
大蚊病毒
流感病毒
腺病毒
多瘤病毒 脊髓灰质炎病毒
1微米
二、病毒的形态与结构
• 成熟的、具有侵染力的、位于细胞外环境中的 单个病毒颗粒称为毒粒或称病毒粒子。
（一）病毒的基本结构
核酸——位于中心，称为核心 基本成分 蛋白质——包围在核心周围，形成 衣壳
二、非细胞结构、化学组成简单，一些简单 病毒仅由核酸和蛋白质构成，故也称分子 生物；
三、只含有一种核酸，DNA或RNA；
四、病毒没有独立的代谢系统（既无产能酶系,也无蛋 白合成系统），它们只能在特定生活的宿主细胞内进行 代谢活动，脱离宿主便不能进行任何形式的代谢，在活 体外不具任何生命特征；
五、在宿主活细胞内营专性寄生;
病毒蛋白质的主要作用Βιβλιοθήκη Baidu
• （1）结构功能：构成病毒粒子外壳、保护病毒核 酸免受破坏；包膜内的包膜糖蛋白和基质蛋白具 有支撑包膜、维护病毒结构的功能。
• （2）决定病毒感染的特异性，与易感染细胞表面 存在的受体有特异性亲和力，使病毒吸附； （噬 菌体尾丝蛋白、流感病毒包膜上的糖蛋白刺突可 吸附在寄主细胞表面受体上） 。
六、繁殖方式简单。病毒不具备它繁殖所需的 机构，而只能在寄主细胞内以核酸复制的方式 增殖产生子代，不存在个体生长和二均分裂等 细胞繁殖方式；
七、病毒对一般抗生素不敏感，对干扰素敏感；
八、具致病性，能引起寄主细胞裂解，导致寄 主组织破坏和死亡；
九、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。
2、二十面体对称型：
二十面体具有12个角、20个面 和30条棱。腺病毒 的衣壳是典型的二十面体对称， 由252个衣壳组成， 没有包膜。
腺病毒的核心是由线状双链DNA构成的，其基因 组的大小大约为36500个核苷酸对。核酸与壳体的结 合有助于增强壳体的稳定性。
3、复合对称型：Ｔ偶数噬菌体
兼有螺旋对称与二十面体对称两种基本的壳体 类型的病毒壳体为双（复合）对称型，如大肠杆菌T 偶数噬菌体。
• （3）具有抗原性，能刺激机体产生相应的抗体。
（4）病毒蛋白构成了病毒组成的酶。参与病毒大分子 合成，如噬菌体的溶菌酶， DNA和RNA聚合酶，肿瘤 病毒的反转录酶等，它们在病毒的侵染和增殖过程中发 挥作用。
衣壳 核酸
包膜（envelope）
（二）病毒壳体的对称性
• 螺旋对称与二十面体对称是两种基本的壳体类型， 此外，兼有这两种对称的称为双（复合）对称。
螺旋对称
无包膜 有包膜
二十面体对称
无包膜 有包膜
复合对称
无包膜 有包膜
（三）3类典型形态的病毒及其代表 1、螺旋状对称型：衣壳粒有规律地沿中轴呈螺旋排 列，形成高度有序、稳定的壳体结构。如烟草花叶病 毒（TMV）：
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。
65nm
head 95nm
neck
tail（24环）
95nm
刺突tail pins 尾丝(tail fibers)
（四）病毒的群体形态
噬菌体感染细菌后，使细菌细胞破裂死亡，连续重复 感染使大量的细菌死亡，在培养细菌的平板上，可以 看到一个个透明不长细菌的小圆斑，称为噬菌斑。
病毒是超显微的，没有细胞结构的，专性活细 胞内寄生的实体。它们在活细胞外具有一般化 学大分子特征，一旦进入宿主细胞又具有生命 特征。
（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分
非细胞 生物
亚病毒
类病毒：只含具侵染性的单链环状RNA组分 卫星病毒：含不具侵染性的单链环状RNA 卫星RNA：只含有不具侵染性的单链RNA片
噬菌斑(plaque)
噬菌体稀释液 敏感菌+上层培养基
噬菌斑 敏感菌菌苔 培养
下层培养基 双层培养基
三、病毒的化学组成
• 大多数病毒又蛋白质与核酸组成，只有少 数几种大型病毒除蛋白质、核酸外还含有 脂类和糖类等。
（一）病毒蛋白质： • 蛋白质是病毒的主要组成，病毒一般只含
有一种或少数几种蛋白质。蛋白质在病毒 中的含量随病毒种类而异 。
段组分，需依赖辅助病毒复制 朊病毒：只含蛋白质，能独立复制
虽然病毒是微生物的一大类群，但是由于它是 一类非细胞型生物，它们的形态结构、化学组 成、生命活动的方式、以及对它们进行的研究 方法等，均不同于一般有细胞结构的微生物。
第一节 病毒的形态结构及化学组成
一、病毒的形态和大小 成熟的具有侵袭力的病毒颗粒称为病毒粒子（毒粒）。 病毒粒子在电子显微镜下一般呈球状、棒杆状、蝌蚪 状和丝状等多种形态。人、动物和真菌的病毒大多呈 球状（如腺病毒、蘑菇病毒），少数为枪弹状或砖状 （如弹状病毒、痘苗病毒）。植物病毒和昆虫病毒则 多数为棒状、杆状或丝状（如烟草花叶病毒、家蚕核 型多角体病毒），少数为球状（如花椰菜花叶病毒）。 细菌病毒称为噬菌体，部分呈蝌蚪状（T2、T4，λ噬 菌体等），部分为丝状（fd、M13等）或球状（MS2、 ΦX174等）。
呈直杆状，全长300nm，宽15nm，中空内径4nm， 由158个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，共2130个 衣壳粒，构成130圈螺旋，49个衣颗粒构成3圈螺旋， 螺距2.35nm，核心是单链的RNA，相对分子质量为 260万，含有6390个核苷酸，每3个核苷酸与一个衣 壳粒相结合，盘绕于蛋白质的中空内径中。
核心和衣壳合称核衣壳，为病毒的基本结构。只具 有核衣壳这一基本结构的病毒称为裸露病毒。有些 复杂的病毒在衣壳的外面包裹着一层由脂类和多糖 组成的包膜。有的包(被)膜上还长有刺突。
典型病毒粒子的构造
糖蛋白
衣壳(capsid) 核心(genome)
衣壳粒(capsomere)
核衣壳(nucleocapsid)
教学目标与要求: • 了解研究病毒的意义、病毒的 种类和亚病毒因子； • 重点掌握病毒的概念、特征、 形态结构和病毒的增殖过程；
一步生长曲线、温和噬菌 体和溶源性细菌为本章的 难点
病毒与其他的生物相比其突出特征是：
一、个体极其微小，能通过细菌滤器。须在 电镜下可见，细菌的大小一般以微米表示， 而病毒的大小则以nm表示；
牛痘苗病毒
病毒大小
传染性浓泡皮炎病毒
腮腺炎病毒
T偶数病毒 烟草花叶病毒
疱疹病毒
大蚊病毒
流感病毒
腺病毒
多瘤病毒 脊髓灰质炎病毒
1微米
二、病毒的形态与结构
• 成熟的、具有侵染力的、位于细胞外环境中的 单个病毒颗粒称为毒粒或称病毒粒子。
（一）病毒的基本结构
核酸——位于中心，称为核心 基本成分 蛋白质——包围在核心周围，形成 衣壳
二、非细胞结构、化学组成简单，一些简单 病毒仅由核酸和蛋白质构成，故也称分子 生物；
三、只含有一种核酸，DNA或RNA；
四、病毒没有独立的代谢系统（既无产能酶系,也无蛋 白合成系统），它们只能在特定生活的宿主细胞内进行 代谢活动，脱离宿主便不能进行任何形式的代谢，在活 体外不具任何生命特征；
五、在宿主活细胞内营专性寄生;
病毒蛋白质的主要作用Βιβλιοθήκη Baidu
• （1）结构功能：构成病毒粒子外壳、保护病毒核 酸免受破坏；包膜内的包膜糖蛋白和基质蛋白具 有支撑包膜、维护病毒结构的功能。
• （2）决定病毒感染的特异性，与易感染细胞表面 存在的受体有特异性亲和力，使病毒吸附； （噬 菌体尾丝蛋白、流感病毒包膜上的糖蛋白刺突可 吸附在寄主细胞表面受体上） 。
六、繁殖方式简单。病毒不具备它繁殖所需的 机构，而只能在寄主细胞内以核酸复制的方式 增殖产生子代，不存在个体生长和二均分裂等 细胞繁殖方式；
七、病毒对一般抗生素不敏感，对干扰素敏感；
八、具致病性，能引起寄主细胞裂解，导致寄 主组织破坏和死亡；
九、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。
2、二十面体对称型：
二十面体具有12个角、20个面 和30条棱。腺病毒 的衣壳是典型的二十面体对称， 由252个衣壳组成， 没有包膜。
腺病毒的核心是由线状双链DNA构成的，其基因 组的大小大约为36500个核苷酸对。核酸与壳体的结 合有助于增强壳体的稳定性。
3、复合对称型：Ｔ偶数噬菌体
兼有螺旋对称与二十面体对称两种基本的壳体 类型的病毒壳体为双（复合）对称型，如大肠杆菌T 偶数噬菌体。
• （3）具有抗原性，能刺激机体产生相应的抗体。
（4）病毒蛋白构成了病毒组成的酶。参与病毒大分子 合成，如噬菌体的溶菌酶， DNA和RNA聚合酶，肿瘤 病毒的反转录酶等，它们在病毒的侵染和增殖过程中发 挥作用。
衣壳 核酸
包膜（envelope）
（二）病毒壳体的对称性
• 螺旋对称与二十面体对称是两种基本的壳体类型， 此外，兼有这两种对称的称为双（复合）对称。
螺旋对称
无包膜 有包膜
二十面体对称
无包膜 有包膜
复合对称
无包膜 有包膜
（三）3类典型形态的病毒及其代表 1、螺旋状对称型：衣壳粒有规律地沿中轴呈螺旋排 列，形成高度有序、稳定的壳体结构。如烟草花叶病 毒（TMV）：
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。
65nm
head 95nm
neck
tail（24环）
95nm
刺突tail pins 尾丝(tail fibers)
（四）病毒的群体形态
噬菌体感染细菌后，使细菌细胞破裂死亡，连续重复 感染使大量的细菌死亡，在培养细菌的平板上，可以 看到一个个透明不长细菌的小圆斑，称为噬菌斑。
病毒是超显微的，没有细胞结构的，专性活细 胞内寄生的实体。它们在活细胞外具有一般化 学大分子特征，一旦进入宿主细胞又具有生命 特征。
（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分
非细胞 生物
亚病毒
类病毒：只含具侵染性的单链环状RNA组分 卫星病毒：含不具侵染性的单链环状RNA 卫星RNA：只含有不具侵染性的单链RNA片
噬菌斑(plaque)
噬菌体稀释液 敏感菌+上层培养基
噬菌斑 敏感菌菌苔 培养
下层培养基 双层培养基
三、病毒的化学组成
• 大多数病毒又蛋白质与核酸组成，只有少 数几种大型病毒除蛋白质、核酸外还含有 脂类和糖类等。
（一）病毒蛋白质： • 蛋白质是病毒的主要组成，病毒一般只含
有一种或少数几种蛋白质。蛋白质在病毒 中的含量随病毒种类而异 。
段组分，需依赖辅助病毒复制 朊病毒：只含蛋白质，能独立复制
虽然病毒是微生物的一大类群，但是由于它是 一类非细胞型生物，它们的形态结构、化学组 成、生命活动的方式、以及对它们进行的研究 方法等，均不同于一般有细胞结构的微生物。
第一节 病毒的形态结构及化学组成
一、病毒的形态和大小 成熟的具有侵袭力的病毒颗粒称为病毒粒子（毒粒）。 病毒粒子在电子显微镜下一般呈球状、棒杆状、蝌蚪 状和丝状等多种形态。人、动物和真菌的病毒大多呈 球状（如腺病毒、蘑菇病毒），少数为枪弹状或砖状 （如弹状病毒、痘苗病毒）。植物病毒和昆虫病毒则 多数为棒状、杆状或丝状（如烟草花叶病毒、家蚕核 型多角体病毒），少数为球状（如花椰菜花叶病毒）。 细菌病毒称为噬菌体，部分呈蝌蚪状（T2、T4，λ噬 菌体等），部分为丝状（fd、M13等）或球状（MS2、 ΦX174等）。
呈直杆状，全长300nm，宽15nm，中空内径4nm， 由158个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，共2130个 衣壳粒，构成130圈螺旋，49个衣颗粒构成3圈螺旋， 螺距2.35nm，核心是单链的RNA，相对分子质量为 260万，含有6390个核苷酸，每3个核苷酸与一个衣 壳粒相结合，盘绕于蛋白质的中空内径中。
核心和衣壳合称核衣壳，为病毒的基本结构。只具 有核衣壳这一基本结构的病毒称为裸露病毒。有些 复杂的病毒在衣壳的外面包裹着一层由脂类和多糖 组成的包膜。有的包(被)膜上还长有刺突。
典型病毒粒子的构造
糖蛋白
衣壳(capsid) 核心(genome)
衣壳粒(capsomere)
核衣壳(nucleocapsid)