病毒的形态与构造.ppt
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1、第四章第四章病毒和亚病毒病毒和亚病毒 真病毒:真病毒:至少至少含有核酸和蛋白质两种组分含有核酸和蛋白质两种组分非细胞生物非细胞生物 类病毒:类病毒:只只含有含有独立侵染性独立侵染性的的RNARNA组分组分 亚病毒亚病毒 拟病毒:拟病毒:只只含不具独立侵染性的含不具独立侵染性的RNARNA组分组分 朊病毒:朊病毒:只只含含单一蛋白质单一蛋白质组分组分 卫星病毒:与真病毒伴生的缺陷病毒卫星病毒:与真病毒伴生的缺陷病毒 卫星卫星RNARNA:只含:只含与侵染无关与侵染无关的的RNARNA组分组分 一、病毒的特点一、病毒的特点形体极其微小形体极其微小;可通过细菌滤器可通过细菌滤器没有细胞构造没有细胞构
2、造,称为分子生物;,称为分子生物;主要成分为蛋白质和主要成分为蛋白质和核酸核酸(不是(不是DNADNA就是就是RNARNA);既无产能酶系也无蛋白质和核酸合成系统;既无产能酶系也无蛋白质和核酸合成系统;在活细胞内营在活细胞内营专性寄生专性寄生,在离体条件下以,在离体条件下以无生命的生物大分子状态存在,可长期保无生命的生物大分子状态存在,可长期保持其侵染活力;持其侵染活力;对一般抗生素不敏感,但对对一般抗生素不敏感,但对干扰素干扰素敏感;敏感;有些病毒的核酸可整合到宿主的基因组中,有些病毒的核酸可整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染。并诱发潜伏性感染。抑制病毒在细胞内增殖抑制病毒在细胞内增殖的
3、一类活性蛋白质的一类活性蛋白质 病毒核酸的类型病毒核酸的类型病毒的种类病毒的种类根据病毒所侵染的根据病毒所侵染的宿主宿主:原核生物的病毒原核生物的病毒(即即噬菌体噬菌体)动物病毒动物病毒植物病毒植物病毒动物病毒:多为线状的动物病毒:多为线状的dsDNAdsDNA和和ssRNAssRNA植物病毒:多为植物病毒:多为ssRNAssRNA噬菌体:多为线状的噬菌体:多为线状的dsDNAdsDNA二、典型病毒粒子的二、典型病毒粒子的构造构造 核心:核心:由由DNA或或RNA组成组成 核衣壳(核衣壳(基本构造基本构造)衣壳:由衣壳粒蛋白组成衣壳:由衣壳粒蛋白组成 包膜(包膜(envelope):):类脂双
4、层膜,含蛋类脂双层膜,含蛋 非基本构造非基本构造 白质或糖蛋白白质或糖蛋白 刺突(刺突(spike)病毒粒子病毒粒子三、病毒粒的三、病毒粒的对称体制对称体制螺旋对称螺旋对称:烟草花叶病毒:烟草花叶病毒(TMV)二十面体对称二十面体对称:腺病毒:腺病毒复合对称复合对称:T4 噬菌体噬菌体核心为线状双链核心为线状双链DNA噬菌体噬菌体蝌蚪状蝌蚪状球状(小顶衣壳粒)球状(小顶衣壳粒)球状(大顶衣壳粒)球状(大顶衣壳粒)丝状丝状四、病毒的四、病毒的繁殖繁殖方式方式吸附吸附侵入侵入 核酸复制核酸复制 增殖增殖 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成装配装配释放(裂解)释放(裂解)裂解量:平均每个宿主细胞裂解后
5、产生的子代噬裂解量:平均每个宿主细胞裂解后产生的子代噬菌体数。菌体数。感染复数:一个细胞表面能吸附噬菌体的最大数感染复数:一个细胞表面能吸附噬菌体的最大数目。目。自外裂解:大量噬菌体吸附在同一宿主细胞表面自外裂解:大量噬菌体吸附在同一宿主细胞表面并释放众多溶菌酶导致细胞裂解。并释放众多溶菌酶导致细胞裂解。五、病毒的五、病毒的群体形态群体形态包涵体包涵体(inclusion body):):具有一定形态、具有一定形态、构造并能用光镜观察和识别的特殊群体。构造并能用光镜观察和识别的特殊群体。空斑空斑(plaque):):动物病毒在宿主单层细胞动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成。培养物上形成。枯斑(
6、枯斑(lesion):):植物病毒在植物叶片上形植物病毒在植物叶片上形成。成。噬菌斑噬菌斑(plaque)一个噬菌斑是由一个噬菌体粒子形成;一个噬菌斑是由一个噬菌体粒子形成;噬菌体效价噬菌体效价:每:每mL试样中所含有的具侵试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数,又称噬菌斑形成染性的噬菌体粒子数,又称噬菌斑形成单位数(单位数(pfu)或感染中心数。或感染中心数。双层平板法双层平板法 底层平板底层平板:2%琼脂培养基琼脂培养基78ml双层平板法双层平板法 上层培养基:上层培养基:1%琼脂培养基琼脂培养基3ml 上层平板上层平板 宿主菌悬液:对数期菌液宿主菌悬液:对数期菌液0.2ml 噬菌体试样:合
7、适稀释液噬菌体试样:合适稀释液0.1ml混混匀匀优点优点弥补培养皿底部不平的缺陷;弥补培养皿底部不平的缺陷;所有噬菌斑大小一致、边缘清晰、无重所有噬菌斑大小一致、边缘清晰、无重叠现象;叠现象;因上层培养基琼脂较稀,噬菌斑形态较因上层培养基琼脂较稀,噬菌斑形态较大,特征明显。大,特征明显。成斑率成斑率:同一样品根据噬菌斑计算出来的:同一样品根据噬菌斑计算出来的效价与用电镜直接计数得到的效价之比。效价与用电镜直接计数得到的效价之比。噬菌体成斑率噬菌体成斑率50%动植物病毒成斑率一般为动植物病毒成斑率一般为10%六、六、一步生长曲线一步生长曲线定量定量描述描述烈性噬菌体烈性噬菌体生长规律的实验曲线生
8、长规律的实验曲线三个时期三个时期潜伏期潜伏期隐晦期隐晦期胞内累积期胞内累积期裂解期裂解期平稳期平稳期短时间内能连续完成繁殖短时间内能连续完成繁殖5个阶段的噬菌体个阶段的噬菌体七、溶源性(七、溶源性(Lysogeny)溶源性溶源性:噬菌体(:噬菌体(温和噬菌体温和噬菌体)侵入宿侵入宿主细胞后,主细胞后,基因组整合到宿主的基因组基因组整合到宿主的基因组上上,并随宿主的复制而进行同步复制,并随宿主的复制而进行同步复制,不裂解宿主细胞不裂解宿主细胞(溶源菌溶源菌)的特性的特性。溶源菌溶源菌溶源菌溶源菌:指核染色体组上整合有:指核染色体组上整合有前噬菌体前噬菌体并能并能正常生长繁殖正常生长繁殖而而不被裂
9、解不被裂解的细菌(或的细菌(或其他微生物)。其他微生物)。前噬菌体前噬菌体:整合到宿主核染色体组上的:整合到宿主核染色体组上的噬菌体核酸噬菌体核酸。温和噬菌体温和噬菌体烈性噬菌体与温和噬菌体生活史的烈性噬菌体与温和噬菌体生活史的比较比较温和噬菌体的温和噬菌体的三态三态整合态整合态营养态营养态游离态游离态 温和噬菌体的温和噬菌体的表示方法表示方法E.coli K12():表示一株带有表示一株带有前噬菌体前噬菌体的大肠杆菌的大肠杆菌K12溶源菌株溶源菌株烈性噬菌体与温和噬菌体的生活史比较烈性噬菌体与温和噬菌体的生活史比较吸吸附附侵侵入入增增殖殖成成熟熟裂裂解解整整合合同同步步复复制制自自发发或或诱
10、诱导导多次循环多次循环裂解性循环裂解性循环溶源性循环溶源性循环噬菌体噬菌体蝌蚪状,头部蝌蚪状,头部是二十面体,是二十面体,核心是线状核心是线状dsDNA,尾,尾部是非收缩长部是非收缩长尾。尾。溶源菌特点溶源菌特点特性特性裂解性裂解性免疫性免疫性溶源性转换特性溶源性转换特性复愈性复愈性溶源菌的检验方法溶源菌的检验方法八、噬菌体与发酵工业八、噬菌体与发酵工业噬菌体污染的噬菌体污染的判断判断与与检查检查发酵液发酵液变清变清发酵周期发酵周期延长延长发酵产物发酵产物难以形成难以形成 双层平板法双层平板法预防预防噬菌体污染的措施噬菌体污染的措施决不使用决不使用可疑可疑菌种菌种溶源菌溶源菌不纯菌种不纯菌种消
11、灭消灭噬菌体噬菌体净化净化环境环境控制控制活菌体排放活菌体排放加强加强发酵系统的灭菌发酵系统的灭菌选育选育抗噬菌体菌株抗噬菌体菌株定期轮换定期轮换不同噬菌体谱系的生产菌种不同噬菌体谱系的生产菌种 依据?依据?专一性专一性药物药物防治:金属螯合剂、抗菌素、表面活性防治:金属螯合剂、抗菌素、表面活性剂等剂等 抑制吸附、侵入、增殖抑制吸附、侵入、增殖污染噬菌体后的污染噬菌体后的补救措施补救措施尽快提取产品尽快提取产品使用药物抑制使用药物抑制改用抗噬菌体生产菌株改用抗噬菌体生产菌株九、噬菌体在基因工程中的应用九、噬菌体在基因工程中的应用运用运用DNADNA的体外操纵技术,把病毒改造的体外操纵技术,把病
12、毒改造成不同外源基因的优良成不同外源基因的优良载体载体,把任何动,把任何动物、植物或微生物的目的基因导入到合物、植物或微生物的目的基因导入到合适的受体系统中,从而获得具有新性状适的受体系统中,从而获得具有新性状的的“工程细胞工程细胞”或或“工程菌工程菌”。E.coliE.coli LamdaLamda phage phage:必要基因必要基因 dsDNAdsDNA 非必要基因:可被外源基因取代。非必要基因:可被外源基因取代。载有外源遗传因子的重组载有外源遗传因子的重组LamdaLamda phage phage,侵入宿侵入宿主细胞后,可整合到宿主核基因组上,进行同步主细胞后,可整合到宿主核基因
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