第二章病毒的基本特征.ppt
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1、第二章第二章 病毒的基本特征病毒的基本特征第一节第一节 病毒概述病毒概述第二节第二节 病毒的形态结构与理化性状病毒的形态结构与理化性状第三节第三节 病毒培养和增殖病毒培养和增殖第四节第四节 病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异第五节第五节 理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响第六节第六节 病毒的感染病毒的感染第七节第七节 病毒的分类病毒的分类第八节第八节 病毒病的实验室诊断病毒病的实验室诊断 .一、病毒的含义一、病毒的含义 病毒是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞微生物。.病毒与其它生物的比较病毒与其它生物的比较.二、病毒区别与其他微生物的特征二、病毒区别与其他
2、微生物的特征个体极其微小个体极其微小无细胞结构无细胞结构只含一种核酸只含一种核酸缺乏独立代谢能力缺乏独立代谢能力繁殖方式为依靠自身核酸复制繁殖方式为依靠自身核酸复制大多对抗生素不敏感,而对干扰素敏感大多对抗生素不敏感,而对干扰素敏感某些病毒可整合到宿主某些病毒可整合到宿主DNADNA上,引起潜伏感染上,引起潜伏感染某些病毒能够形成包涵体或引起细胞病变某些病毒能够形成包涵体或引起细胞病变.公元前14世纪古埃及长老石刻象显示了小儿麻痹后遗症,这可能是病毒感染的第一个史载记录。三、病毒学的发展.Smallpox(天花天花)Endemic in China by 1000BCRabies(狂犬病狂犬病
3、)Endemic in Europe by AD 16-17.关于植物病毒病害的记载关于植物病毒病害的记载 荷兰郁金香杂色病荷兰郁金香杂色病(1576).牛痘接种防治天花牛痘接种防治天花-古代接种术古代接种术(1796)1.对病毒的早期认识对病毒的早期认识-利用疫苗对病毒病的防治利用疫苗对病毒病的防治.发明了狂犬病疫苗(发明了狂犬病疫苗(18851885)提出了提出了“VirusVirus”和和“VaccinationVaccination”之词之词巴斯德巴斯德(Louis Pasteur,1822-1895)Martinus Beijerinick(1851-1931)证明在经过可吸附细菌的
4、琼脂扩证明在经过可吸附细菌的琼脂扩散后散后,这种侵染物仍可导致烟草花叶这种侵染物仍可导致烟草花叶病。他将此侵染物称为病。他将此侵染物称为“侵染性活液侵染性活液”,”,并也采用了并也采用了“Virus”“Virus”一词。一词。.John Enders(1897-1985)1949年年在体外培养的细胞中获得脊髓灰质在体外培养的细胞中获得脊髓灰质炎病毒炎病毒,1954年获得诺贝尔奖。年获得诺贝尔奖。Aaron Klug(1926-)1962年年提出了烟草花叶病毒病毒的柱状结提出了烟草花叶病毒病毒的柱状结构构,1982年获得诺贝尔奖。年获得诺贝尔奖。David Baltimore(1938-)197
5、0年年在提纯的罗斯肉瘤病毒粒子中发现在提纯的罗斯肉瘤病毒粒子中发现了逆转录酶,证明遗传信息可以由了逆转录酶,证明遗传信息可以由RNA反反向产生向产生DNA。1975年获得诺贝尔奖。年获得诺贝尔奖。2.现代病毒学的发展历程现代病毒学的发展历程.Michael J.Bishop(1936-)1976年年发现正常细胞中存在罗斯肉瘤病毒发现正常细胞中存在罗斯肉瘤病毒致瘤基因的对应基因致瘤基因的对应基因,1989年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。Phillip A.Sharp(1944-),1977年年发现腺病毒基因组中存在基因剪切发现腺病毒基因组中存在基因剪切现象现象(gene splicing),1993
6、年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。Fred Sanger(1918-)1977年年建立了建立了DNA序列分析方法序列分析方法,并对并对X174噬菌体的单链噬菌体的单链DNA序列进行了测定。序列进行了测定。因此获得诺贝尔奖。因此获得诺贝尔奖。.Gallo&Montagnier 1983年年分离到一种与爱滋病有关的逆转录病毒。分离到一种与爱滋病有关的逆转录病毒。R.Beachy 1986年年利用烟草花叶病毒外壳蛋白基因转化植物利用烟草花叶病毒外壳蛋白基因转化植物,获得抗获得抗TMV侵染的基因工程植株。这一研究为抗病侵染的基因工程植株。这一研究为抗病毒动植物基因工程奠定了基础。毒动植物基因工程奠定了基础。
7、Stanley B Prusiner(1942-)发现发现朊病毒朊病毒(Prions),1997年获年获诺贝尔奖。诺贝尔奖。.四、研究病毒的意义几乎能感染所有的细胞型生物,危害严重;了解病毒的特性,为疫苗的研制打下良好基础。.一、病毒的大小与形态测量病毒的单位为测量病毒的单位为nm,大小在,大小在20-300nm之间。之间。病毒形态多数呈球状或近似球状,少数为杆状、病毒形态多数呈球状或近似球状,少数为杆状、丝状或子弹状,痘病毒呈砖块状,噬菌体大多丝状或子弹状,痘病毒呈砖块状,噬菌体大多数呈蝌蚪状。数呈蝌蚪状。第第 二二 节节病毒的形态结构与性状病毒的形态结构与性状.病病毒毒子子(Virion)
8、:结构完整、功能齐全的病毒颗粒。(一)病毒的结构组成 核酸基因组和衣壳(capsid)。囊膜囊膜(envelope)(envelope):围绕核衣壳的一层包膜。纤纤突突(spike)(spike):包膜突起,主要由糖蛋白组成。二、病毒的结构组成与特征.病毒体结构模式病毒体结构模式纤突包膜核心衣壳壳粒核衣壳.二、病毒的衣壳类型二、病毒的衣壳类型1、螺旋对称的病毒壳体、螺旋对称的病毒壳体2、二十面体对称的病毒壳体、二十面体对称的病毒壳体3 3、复合对称的病毒壳体、复合对称的病毒壳体.螺旋对称型廿面体对称型复合对称型.三、病毒的化学组成1、核酸核酸 1)种类:种类:DNA、RNA 存在形式:单链与双
9、链;正链与负链,分节存在形式:单链与双链;正链与负链,分节 作用:携带全部遗传信息作用:携带全部遗传信息 特点:有内含子、特点:有内含子、ORF可重叠可重叠2)表示病毒核酸大小的方法 相对分子质量;碱基数3)病毒核酸的结构特征 分段基因组;帽子和poly(A)尾巴结构;感染性核酸等。.结构蛋白结构蛋白非结构蛋白非结构蛋白 功能:功能:保护核酸;保护核酸;与易感宿主细胞受体结合;与易感宿主细胞受体结合;良好的抗原,可激发机体发生免疫应答。良好的抗原,可激发机体发生免疫应答。2、蛋白质、蛋白质.3.脂质 病毒体的脂质主要存在于囊膜中,主要来源于宿主细胞膜系统。含脂质的病毒对乙醚或其它有机溶剂敏感,
10、处理后可使病毒失去感染性或感染性降低,而无囊膜病毒对乙醚有抵抗力。.4.糖类病毒囊膜含有糖蛋白,由病毒的基因组编码,但糖分子与宿主细胞有关。与宿主细胞表面受体结合(吸附)、刺激机体产生中和抗体。.一、病毒培养的宿主系统一、病毒培养的宿主系统 1、动物第三节第三节 病毒的培养和增殖病毒的培养和增殖动物接种途径和方法动物接种途径和方法1.皮内接种皮内接种2.皮下接种皮下接种3.肌肉接种肌肉接种4.静脉接种静脉接种5.腹腔接种腹腔接种.2、鸡胚接种、鸡胚接种.不同病毒的接种途径不同病毒的接种途径痘病毒和疱疹病毒,痘病毒和疱疹病毒,1013日龄日龄 流感、新城疫、传支等,流感、新城疫、传支等,911日
11、龄日龄 鹦鹉热衣原体和立克鹦鹉热衣原体和立克次氏体等,次氏体等,68日龄日龄正黏病毒和副黏病毒,正黏病毒和副黏病毒,1011日龄日龄.病毒的收获病毒的收获 绒毛尿囊膜接种绒毛尿囊膜接种 尿囊膜接种尿囊膜接种卵黄囊接种卵黄囊接种羊膜腔接种羊膜腔接种.收获尿囊液收获尿囊液.3、细胞培养1)细胞培养增殖病毒的优点)细胞培养增殖病毒的优点生理特性一致,培养条件易于控制;无个体差异,对病毒易感性相等;可观察病毒的繁殖特征;可进行病毒纯化和定量;可提高病毒的产量。.2)常用的培养细胞)常用的培养细胞原代细胞:原代细胞:直接利用新鲜动物组织经胰酶消化、直接利用新鲜动物组织经胰酶消化、分散,获得单个细胞,如分
12、散,获得单个细胞,如CEFCEF。二倍体细胞:二倍体细胞:将长成单层的原代细胞消化分散成将长成单层的原代细胞消化分散成单个细胞,继续培养传代,其染色体数与原代细单个细胞,继续培养传代,其染色体数与原代细胞一样,保持其二倍染色体数目的单型细胞。胞一样,保持其二倍染色体数目的单型细胞。传代细胞:传代细胞:能在体外持续增殖传代的细胞系,能在体外持续增殖传代的细胞系,大多数由癌细胞或二倍体细胞突变而成。大多数由癌细胞或二倍体细胞突变而成。如如HeLaHeLa细胞和细胞和BHK-21BHK-21等。等。.3 3)细胞培养方法)细胞培养方法单层细胞培养法:单层细胞培养法:用胰酶将剪碎的组织或传用胰酶将剪碎
13、的组织或传代细胞分散成单个细胞,接种到培养瓶或培养代细胞分散成单个细胞,接种到培养瓶或培养板上,让细胞贴壁生长,静置培养或转瓶培养。板上,让细胞贴壁生长,静置培养或转瓶培养。悬浮细胞培养法:悬浮细胞培养法:通过振荡或转动装置使细通过振荡或转动装置使细胞始终分散悬浮于培养液内的培养方法。胞始终分散悬浮于培养液内的培养方法。微载体培养:微载体培养:通过搅拌悬浮在培养液内,使通过搅拌悬浮在培养液内,使微小细胞在载体表面繁殖成单层。兼有单层和微小细胞在载体表面繁殖成单层。兼有单层和悬浮细胞培养的优点。悬浮细胞培养的优点。.二、病毒在培养细胞中的增殖效应1.细细胞胞病病变变效效应应(cytopathic
14、 effect,CPE):由由病病毒毒引引起起的的细细胞胞病病变变。常常见见的的细细胞胞形形态态学变化为细胞变圆、坏死、溶解或脱落。学变化为细胞变圆、坏死、溶解或脱落。.CPE正常细胞正常细胞病变细胞病变细胞.2、包涵体:某些病毒能使感染细胞形成某些病毒能使感染细胞形成在光镜下可见的小体,称为包涵体。在光镜下可见的小体,称为包涵体。.三、病毒的定量测定三、病毒的定量测定蚀斑法蚀斑法将将适适当当浓浓度度的的病病毒毒悬悬液液加加入入单单层层细细胞胞培培养养中中,当当病病毒毒吸吸附附细细胞胞后后,再再覆覆盖盖一一层层加加有有中中性性红红的的融融化化琼琼脂脂。病病毒毒在在细细胞胞内内复复制制后后产产生
15、生局局限限性性病病灶,病变区不染色而显示为蚀斑灶,病变区不染色而显示为蚀斑(plaque)。蚀蚀斑斑是是由由一一个个感感染染性性病病毒毒体体复复制制形形成成的的,类类似似于细菌的菌落,称为蚀斑形成单位于细菌的菌落,称为蚀斑形成单位(PFU)。)。病毒悬液中的感染性病毒量以每毫升中病毒悬液中的感染性病毒量以每毫升中PFU的的数量数量来表示。来表示。.感感染染复复数数(moi):moi):以以起起始始病病毒毒感感染染的的每每个个细胞所需病毒颗粒数目(细胞所需病毒颗粒数目(PFU/cell)。病病毒毒的的一一步步生生长长曲曲线线:潜潜伏伏期期、裂裂解解期期、衰退期。衰退期。四、病毒的增殖过程四、病毒
16、的增殖过程.从从病病毒毒进进入入宿宿主主细细胞胞开开始始,经经过过基基因因组组复复制制,最后释放出来,称为一个最后释放出来,称为一个复制周期复制周期。人人和和动动物物病病毒毒的的复复制制周周期期主主要要包包括括吸吸附附、穿穿入入脱壳、生物合成、组装成熟和释放脱壳、生物合成、组装成熟和释放五个连续五个连续 步骤。步骤。四、病毒的增殖过程四、病毒的增殖过程.一、吸附吸附吸附(adsorption)分两个阶段:分两个阶段:静静电电吸吸附附:病病毒毒体体与与细细胞胞接接触触,进进行行静静电电结合。非特异性、可逆。结合。非特异性、可逆。特特异异性性受受体体吸吸附附:病病毒毒体体表表面面位位点点与与宿宿主
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