病毒学第二章 病毒的形态与结构[可修改版ppt]
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病毒学第二章 病毒的形 态与结构
第一节 病毒的形态与大小
一、研究病毒形态与结构的意义 二、病毒的形态特征 1、电子显微术
电镜的分辨率0.4-1nm（4-10Å）。目前，已鉴 定的病毒有2500种。
2、病毒的形态
（1）球状病毒，大多数球状病毒是由核酸和蛋白亚单位构成的一 个立方对称的二十面体。(大部分的动物病毒和少数植物病毒)
中只出现一次。
2、病毒DNA的结构 除多DNA病毒科（Polydnaviridae）外，
DNA病毒基因组一般不分节段，以双股线状为 主。
基因组末端往往含有重复的冗余序列，也称 末端同向重复序列。如果病毒基因组双链DNA 的末端冗余用核酸外切酶处理，可产生黏性末端， 再经退火可形成多联体分子，进一步切割退火处 理，能产生双连环状DNA分子。
柑橘衰退病 毒
甜菜黄花病 毒
铜绿假单胞 菌噬菌体
口蹄疫病毒
乙型肝炎病 毒
苜蓿花叶病 毒
大小或直径 （纳米）
450 300X250X100 2000
1250X10 1300X10
21
18 16.5
第二节 病毒的组成与功能
一、病毒的组成
病毒粒子结构模式图
包膜子粒
包膜
包膜病毒
壳粒
衣壳
核衣壳
核心（核样物）
二、病毒的大小
不同类型的病毒大小差异很大，成熟的病 毒其大小通常用纳米（nm）表示，较大的病毒 （痘病毒）300-450X170-260nm，较小的病毒 直径仅18-20nm（植物或昆虫病毒）
衣原体 390nm
A
B C
葡萄球菌 (1000nm）
牛痘病毒 300×250nm
D
A、大肠杆菌噬菌体
（2）杆状病毒（主要见于植物病毒、昆虫病毒以及部分动物病毒） （3）砖形病毒，有功能不明的“侧体”结构痘病毒。
（4）具有球状头部的病毒（噬菌体） （5）弹状病毒（植物病毒、昆虫病毒和动物病毒）
（6）封于包涵体(inclusion body或inclusion)内的昆虫病毒
病毒在增殖的过程中，常使寄主细胞内形成一种蛋白 质性质的病变结构，在光学显微镜下可见。多为圆形、卵 圆形或不定形。一般是由完整的病毒颗粒或尚未装配的病 毒亚基聚集而成；少数则是宿主细胞对病毒感染的反应产 物，不含病毒粒子。
互补重复序列，这样的基因组经过变性、退火处理，可以形成 有部分双链区的线状环；或者产生锅柄样的结构。
在大肠杆菌T偶数噬菌体中，DNA的胞 嘧啶（C）有些由5-羟甲基胞嘧啶代替。
3、病毒RNA的结构
RNA分极性，病毒RNA多数为ssRNA，ssRNA有（+）链和（-）链的区别， （+）RNA基因组与mRNA极性相同，（-）RNA基因组与mRNA极性相反。
有的位于细胞质中（如天花病毒包涵体），有的位于 细胞核中（如疱疹病毒），或细胞质、细胞核中都有（如 麻疹病毒）。有的还具有特殊名称，如天花病毒包涵体叫 顾氏（Guarnieri）小体，狂犬病毒包涵体叫内基氏（Vegri） 小体。昆虫病毒可根据包涵体的形状、位置而分为细胞质 型多角体病毒、核型多角及颗粒体病毒等。
( 65 ×95nm )
立克次体
450nm
B、腺病毒
(70nm )
G
C、脊髓灰质炎病毒
(30nm )
F
D、乙脑病毒 ( 40nm )
E、蛋白分子
E
(10nm )
F、流感病毒 ( 100nm )
G、烟草花叶病毒 (15 ×300nm )
最大的 病 毒
最长的 病 毒
最小的 病 毒
病毒名称
虫痘病毒
牛痘苗病毒
（+）RNA的5'端有“帽子”结构，3’有“尾巴”结构。“尾巴”结构短于 真核生物，但赋予病毒RNA的侵染能力（披膜病毒科的甲病毒），脊髓灰 质炎病毒的RNA首尾缺一则无侵染性。
（-）RNA病毒一般具有“三无一有”： 5‘端无“帽”或“假帽”结构； 3’ 端无（A）n“尾”；裸露的（-）RNA无侵染性；病毒都有依赖于RNA的 RNA聚合酶。
RNA基因组分节段包括两类：一类是基因组的个片段包含在同一病毒颗粒 内，如正粘病毒、呼肠孤病毒、布尼亚病毒等；另一类是病毒基因组各片 段分别包含在相应的不同分体之内，外形结构相似，共同构成完整的病毒 颗粒，有的分装在两种颗粒中称二分体基因组，如豇豆花叶病毒，有的分 装在3种颗粒中称三分体基因组，如黄瓜花叶病毒和雀麦花叶病毒。
4、病毒核酸的功能
① 病毒DNA所携带的遗传信息流向符合中心法则， 且都依赖宿主的酶系统，其mRNA的转录和 DNA复制多在细胞核内进行（痘病毒例外）。
基本结构： nucleocapsid 辅助结构：viral envelope
核衣壳
核心
衣壳
包膜
一种类型的核酸
小量非结构蛋白
壳粒
蛋白质
多糖
脂类
螺旋对称
20面体立体对称
复合对称
二、病毒核酸及其功能
1、病毒核酸的结构特点:
① 病毒基因组大小相差较大，与细菌或真核细胞相比，病毒的基因组很小。 ② 每种病毒只含有一种核酸，或为DNA，或为RNA。 ③ 病毒的基因组大都由一分子双链或单链构成，但少数RNA病毒及个别DNA
病毒基因组则由若干核酸片段组成。 ④ 基因重叠即同一段DNA片段能够编码两种甚至三种蛋白质分子。 ⑤ 病毒基因组的大部分是用来编码蛋白质的。 ⑥ 噬菌体基因是连续的，而有一些真核生物病毒的基因排列是不连续的。 ⑦ 病毒基因组DNA序列中功能上相关的蛋白质的基因往往丛集在基因组的一
个或几个特定的部位,形成一个功能单位或转录单元。 ⑧ 除了反转录病毒以外，其它病毒基因组都是单倍体，每个基因在病毒颗粒
利用光学显微镜观察感染 HPV草虾的肝胰腺，则可以 发现「核内包涵体」的踪影（黑色箭头处）
包埋体（occlusion body）：ຫໍສະໝຸດ Baidu指含有病 毒颗粒的蛋白质结晶结构，是包涵体的一种 特殊形式，见于病毒感染的昆虫、螨及甲壳 动物的细胞，大小0.5-24um。由病毒颗粒、 结晶基质蛋白及可能含糖的外膜组成。
循环排列-----它是一些病毒基因组的线状双链DNA 具有相同的基因序列，但若以不同的核苷酸为起点进行 排列，可以产生末端序列不相同的线状分子。如果将这 种核酸先变性，后退火，从而形成具有粘性末端的线状 双链DNA，再由两个粘性末端连接，产生环状分子。
倒转末端重复序列 末端反向重复序列-----是指存在于病毒基因组两端的反向
第一节 病毒的形态与大小
一、研究病毒形态与结构的意义 二、病毒的形态特征 1、电子显微术
电镜的分辨率0.4-1nm（4-10Å）。目前，已鉴 定的病毒有2500种。
2、病毒的形态
（1）球状病毒，大多数球状病毒是由核酸和蛋白亚单位构成的一 个立方对称的二十面体。(大部分的动物病毒和少数植物病毒)
中只出现一次。
2、病毒DNA的结构 除多DNA病毒科（Polydnaviridae）外，
DNA病毒基因组一般不分节段，以双股线状为 主。
基因组末端往往含有重复的冗余序列，也称 末端同向重复序列。如果病毒基因组双链DNA 的末端冗余用核酸外切酶处理，可产生黏性末端， 再经退火可形成多联体分子，进一步切割退火处 理，能产生双连环状DNA分子。
柑橘衰退病 毒
甜菜黄花病 毒
铜绿假单胞 菌噬菌体
口蹄疫病毒
乙型肝炎病 毒
苜蓿花叶病 毒
大小或直径 （纳米）
450 300X250X100 2000
1250X10 1300X10
21
18 16.5
第二节 病毒的组成与功能
一、病毒的组成
病毒粒子结构模式图
包膜子粒
包膜
包膜病毒
壳粒
衣壳
核衣壳
核心（核样物）
二、病毒的大小
不同类型的病毒大小差异很大，成熟的病 毒其大小通常用纳米（nm）表示，较大的病毒 （痘病毒）300-450X170-260nm，较小的病毒 直径仅18-20nm（植物或昆虫病毒）
衣原体 390nm
A
B C
葡萄球菌 (1000nm）
牛痘病毒 300×250nm
D
A、大肠杆菌噬菌体
（2）杆状病毒（主要见于植物病毒、昆虫病毒以及部分动物病毒） （3）砖形病毒，有功能不明的“侧体”结构痘病毒。
（4）具有球状头部的病毒（噬菌体） （5）弹状病毒（植物病毒、昆虫病毒和动物病毒）
（6）封于包涵体(inclusion body或inclusion)内的昆虫病毒
病毒在增殖的过程中，常使寄主细胞内形成一种蛋白 质性质的病变结构，在光学显微镜下可见。多为圆形、卵 圆形或不定形。一般是由完整的病毒颗粒或尚未装配的病 毒亚基聚集而成；少数则是宿主细胞对病毒感染的反应产 物，不含病毒粒子。
互补重复序列，这样的基因组经过变性、退火处理，可以形成 有部分双链区的线状环；或者产生锅柄样的结构。
在大肠杆菌T偶数噬菌体中，DNA的胞 嘧啶（C）有些由5-羟甲基胞嘧啶代替。
3、病毒RNA的结构
RNA分极性，病毒RNA多数为ssRNA，ssRNA有（+）链和（-）链的区别， （+）RNA基因组与mRNA极性相同，（-）RNA基因组与mRNA极性相反。
有的位于细胞质中（如天花病毒包涵体），有的位于 细胞核中（如疱疹病毒），或细胞质、细胞核中都有（如 麻疹病毒）。有的还具有特殊名称，如天花病毒包涵体叫 顾氏（Guarnieri）小体，狂犬病毒包涵体叫内基氏（Vegri） 小体。昆虫病毒可根据包涵体的形状、位置而分为细胞质 型多角体病毒、核型多角及颗粒体病毒等。
( 65 ×95nm )
立克次体
450nm
B、腺病毒
(70nm )
G
C、脊髓灰质炎病毒
(30nm )
F
D、乙脑病毒 ( 40nm )
E、蛋白分子
E
(10nm )
F、流感病毒 ( 100nm )
G、烟草花叶病毒 (15 ×300nm )
最大的 病 毒
最长的 病 毒
最小的 病 毒
病毒名称
虫痘病毒
牛痘苗病毒
（+）RNA的5'端有“帽子”结构，3’有“尾巴”结构。“尾巴”结构短于 真核生物，但赋予病毒RNA的侵染能力（披膜病毒科的甲病毒），脊髓灰 质炎病毒的RNA首尾缺一则无侵染性。
（-）RNA病毒一般具有“三无一有”： 5‘端无“帽”或“假帽”结构； 3’ 端无（A）n“尾”；裸露的（-）RNA无侵染性；病毒都有依赖于RNA的 RNA聚合酶。
RNA基因组分节段包括两类：一类是基因组的个片段包含在同一病毒颗粒 内，如正粘病毒、呼肠孤病毒、布尼亚病毒等；另一类是病毒基因组各片 段分别包含在相应的不同分体之内，外形结构相似，共同构成完整的病毒 颗粒，有的分装在两种颗粒中称二分体基因组，如豇豆花叶病毒，有的分 装在3种颗粒中称三分体基因组，如黄瓜花叶病毒和雀麦花叶病毒。
4、病毒核酸的功能
① 病毒DNA所携带的遗传信息流向符合中心法则， 且都依赖宿主的酶系统，其mRNA的转录和 DNA复制多在细胞核内进行（痘病毒例外）。
基本结构： nucleocapsid 辅助结构：viral envelope
核衣壳
核心
衣壳
包膜
一种类型的核酸
小量非结构蛋白
壳粒
蛋白质
多糖
脂类
螺旋对称
20面体立体对称
复合对称
二、病毒核酸及其功能
1、病毒核酸的结构特点:
① 病毒基因组大小相差较大，与细菌或真核细胞相比，病毒的基因组很小。 ② 每种病毒只含有一种核酸，或为DNA，或为RNA。 ③ 病毒的基因组大都由一分子双链或单链构成，但少数RNA病毒及个别DNA
病毒基因组则由若干核酸片段组成。 ④ 基因重叠即同一段DNA片段能够编码两种甚至三种蛋白质分子。 ⑤ 病毒基因组的大部分是用来编码蛋白质的。 ⑥ 噬菌体基因是连续的，而有一些真核生物病毒的基因排列是不连续的。 ⑦ 病毒基因组DNA序列中功能上相关的蛋白质的基因往往丛集在基因组的一
个或几个特定的部位,形成一个功能单位或转录单元。 ⑧ 除了反转录病毒以外，其它病毒基因组都是单倍体，每个基因在病毒颗粒
利用光学显微镜观察感染 HPV草虾的肝胰腺，则可以 发现「核内包涵体」的踪影（黑色箭头处）
包埋体（occlusion body）：ຫໍສະໝຸດ Baidu指含有病 毒颗粒的蛋白质结晶结构，是包涵体的一种 特殊形式，见于病毒感染的昆虫、螨及甲壳 动物的细胞，大小0.5-24um。由病毒颗粒、 结晶基质蛋白及可能含糖的外膜组成。
循环排列-----它是一些病毒基因组的线状双链DNA 具有相同的基因序列，但若以不同的核苷酸为起点进行 排列，可以产生末端序列不相同的线状分子。如果将这 种核酸先变性，后退火，从而形成具有粘性末端的线状 双链DNA，再由两个粘性末端连接，产生环状分子。
倒转末端重复序列 末端反向重复序列-----是指存在于病毒基因组两端的反向