大学微生物复习第3章非细胞生物.pptx
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1、2024/3/24 周日1第三章第三章 病毒和亚病毒病毒和亚病毒2024/3/24 周日2人类对病毒的认识人类对病毒的认识 几种典型的由病毒引起的疾病几种典型的由病毒引起的疾病天花天花1616世纪下半叶,我国率先发明人痘接种法世纪下半叶,我国率先发明人痘接种法英英国国医医生生琴琴纳纳(Jenner)(Jenner)于于17961796年年琴琴纳纳开开始始牛牛痘痘接接种研究种研究 狂犬病狂犬病家蚕核型多角体病毒病家蚕核型多角体病毒病 郁金香碎色花病郁金香碎色花病 2024/3/24 周日3病毒概念的提出病毒概念的提出烟草花叶病毒烟草花叶病毒 18861886年,麦尔年,麦尔(Mayer)(May
2、er)发现烟草花叶病是一发现烟草花叶病是一种植物传染病种植物传染病.18921892年,伊万诺夫斯基年,伊万诺夫斯基(1vanovski)(1vanovski)发现致病发现致病因子可以通过细菌过滤器因子可以通过细菌过滤器.18981898年,贝杰林克年,贝杰林克(Beijerinck)(Beijerinck)担出了病毒的担出了病毒的概念概念.2024/3/24 周日4贝杰林克新的致病因子为贝杰林克新的致病因子为“有感染性的、有感染性的、活的流质活的流质”特点特点能通过细菌过滤器;能通过细菌过滤器;在体外非生命物质中不能生长;在体外非生命物质中不能生长;能在感染的细胞内繁殖。能在感染的细胞内繁殖
3、。2024/3/24 周日5牛口蹄疫牛口蹄疫 发现者发现者:德国细菌学家莱夫勒德国细菌学家莱夫勒 细菌噬菌体细菌噬菌体 发现者发现者:托特托特(Twort)1915(Twort)1915年,代列耳年,代列耳(d(dHerelle)1917Herelle)1917年年.2024/3/24 周日6其它发现的病毒其它发现的病毒天花、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、狂犬病、天花、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、狂犬病、黄热病、流感、劳斯鸡肉瘤、口蹄疫、马脑炎、黄热病、流感、劳斯鸡肉瘤、口蹄疫、马脑炎、兔黏液瘤以及植物的马铃薯花叶病、黄瓜花叶兔黏液瘤以及植物的马铃薯花叶病、黄瓜花叶病等,病等,研究的主要内容:研究的
4、主要内容:过滤性、沉降性、过滤性、沉降性、致病性致病性2024/3/24 周日7病毒本质的认识病毒本质的认识 电镜观察电镜观察,1930,1930年年病毒的敏感性试验(高温,病毒的敏感性试验(高温,pH,pH,氧化剂,蛋氧化剂,蛋白质变性剂)白质变性剂)斯坦来的烟草花叶病毒结晶试验斯坦来的烟草花叶病毒结晶试验 (1935(1935年年)鲍登的鲍登的TMVTMV晶体组成的分析晶体组成的分析T T噬菌体侵染试验噬菌体侵染试验氮、磷标记噬菌体氮、磷标记噬菌体吸附,捣碎分离吸附,捣碎分离分别测定沉淀(细胞)和上清中的放射性。分别测定沉淀(细胞)和上清中的放射性。2024/3/24 周日8病毒对人类影响
5、引起人和动物的各种疾病肝炎爱滋病引起肿瘤引起农作物减产水稻短缩病小麦黄色花叶病玉米矮花叶病大豆花叶病2024/3/24 周日9昆虫病毒与生物防冶病毒与生物工程噬菌体原核生物载体杆状病毒真核生物载体痘苗病毒人工活疫苗反转录病毒基因治疗2024/3/24 周日10病毒的类群病毒的类群 真病毒(真病毒(EuvirusesEuviruses)亚病毒(亚病毒(SubvirueseSubviruese)类病毒(类病毒(ViroidsViroids)拟病毒(拟病毒(VirusoidsVirusoids)朊病毒(朊病毒(Virino or PrionVirino or Prion)2024/3/24 周日11
6、第一节第一节 病毒的形态结构病毒的形态结构一、病毒的形态与大小一、病毒的形态与大小形态形态动物病毒动物病毒:多呈球形、卵圆形或砖形,如腺多呈球形、卵圆形或砖形,如腺病毒为球状,而痘病毒为砖形。病毒为球状,而痘病毒为砖形。植物病毒植物病毒:多呈杆状或丝状,少数为球状,多呈杆状或丝状,少数为球状,细菌病毒细菌病毒:又称噬菌体,多为蝌蚪形。又称噬菌体,多为蝌蚪形。2024/3/24 周日12病毒与其他微生物的区别病毒与其他微生物的区别微生物微生物种类种类含有含有DNA RNA在无生在无生命培养命培养基生长基生长二均二均分裂分裂核糖核糖体体抗生抗生素敏素敏感性感性干扰干扰素敏素敏感性感性细细 菌菌 +
7、枝原体枝原体 +立克次立克次氏体氏体 +衣原体衣原体 +病病 毒毒DNA or RNA +2024/3/24 周日13大小大小其大小大多在其大小大多在2020300nm300nm范围内,范围内,超过了超过了普通光学显微镜的分辨能力,必须用电子普通光学显微镜的分辨能力,必须用电子显微镜才能观察到。显微镜才能观察到。2024/3/24 周日14常见病毒的大小常见病毒的大小动物病毒动物病毒 大蚊虹色病毒(大蚊虹色病毒(Tipula iridescent virus)30nm Tipula iridescent virus)30nm 腺病毒(腺病毒(AdenovirusAdenovirus)7090n
8、m7090nm 骨髓灰质炎病毒(骨髓灰质炎病毒(PoliovirusPoliovirus)2730m2730m植物病毒植物病毒 马铃薯马铃薯Y Y病毒(病毒(Potato virus YPotato virus Y)750 x 12nm750 x 12nm 南瓜花叶病毒(南瓜花叶病毒(Squash mosaic virusSquash mosaic virus)22nm22nm噬菌体噬菌体 大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体fdfd(Coliphage fdColiphage fd)700 x 5nm700 x 5nm 大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体T T2 2,T,T4 4,T,T6 6 头部头部9
9、0 x 60nm 90 x 60nm 尾部尾部100 x 20nm100 x 20nm 大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体MM1313 长长600800nm600800nm2024/3/24 周日15二、病毒的结构与化学组成二、病毒的结构与化学组成病毒粒子(病毒粒子(VirionVirion)是指一个结构和功能完整的病毒颗粒是指一个结构和功能完整的病毒颗粒 病毒的结构组成:病毒的结构组成:核酸核酸 蛋白质壳体蛋白质壳体 囊膜囊膜2024/3/24 周日16病毒的结构病毒的结构(一(一)核酸核酸组成各种病毒的核心。一种病毒只含有组成各种病毒的核心。一种病毒只含有DNADNA或或RNARNA。核酸可以是
10、单。核酸可以是单 股的,也可能股的,也可能是双股的。病毒核酸储存着病毒的遗传信是双股的。病毒核酸储存着病毒的遗传信息。病毒的核酸分离后仍具有感染性,称息。病毒的核酸分离后仍具有感染性,称为感染性核酸,其感染范围比完整的病毒为感染性核酸,其感染范围比完整的病毒粒子更广,但感染力较低。粒子更广,但感染力较低。2024/3/24 周日17病毒核酸的类型2024/3/24 周日18各种病毒mRNA的形成2024/3/24 周日19(二)(二)壳体壳体 是指围绕病毒核酸并与之紧密相连的蛋白是指围绕病毒核酸并与之紧密相连的蛋白质外壳。它是由许多壳粒质外壳。它是由许多壳粒(Capsomere)(Capsom
11、ere)组成。组成。壳粒由一个或多个多肽分子组成。壳粒由一个或多个多肽分子组成。组成壳组成壳体的壳粒基本上有两种对称排列。一种是体的壳粒基本上有两种对称排列。一种是廿面体,另一种呈螺旋状。廿面体,另一种呈螺旋状。2024/3/24 周日20(三)(三)囊膜囊膜(envelope)(envelope)也称封套或包膜。指包被在病毒核壳体外也称封套或包膜。指包被在病毒核壳体外的一层包膜。囊膜一般为脂质双层膜,与的一层包膜。囊膜一般为脂质双层膜,与这些膜相联的是病毒特异性蛋白。这些酶这些膜相联的是病毒特异性蛋白。这些酶在病毒感染和复制过程中发挥作用。囊膜在病毒感染和复制过程中发挥作用。囊膜表面往往具有
12、突起物,称刺突也称包膜子表面往往具有突起物,称刺突也称包膜子粒。粒。2024/3/24 周日21三、病毒的包涵体三、病毒的包涵体 包涵体的组成包涵体的组成宿主细胞被病毒感染后,常在细胞内形成宿主细胞被病毒感染后,常在细胞内形成一种光学显微镜下可见的小体,称为包涵一种光学显微镜下可见的小体,称为包涵体。大多数病毒在宿主细胞中形成的包涵体。大多数病毒在宿主细胞中形成的包涵体是由完整的病毒颗粒或尚未装配的亚单体是由完整的病毒颗粒或尚未装配的亚单位聚集而成的小体;少数包涵体是宿主细位聚集而成的小体;少数包涵体是宿主细胞对病毒感染的反应产物。胞对病毒感染的反应产物。2024/3/24 周日22包涵体的着
13、生部位包涵体的着生部位病毒包涵体在细胞中的部位不一,有的包病毒包涵体在细胞中的部位不一,有的包涵体见于细胞质中,有的位于细胞核中,涵体见于细胞质中,有的位于细胞核中,也有的则在细胞核、细胞质内均有。由于也有的则在细胞核、细胞质内均有。由于包涵体在宿主细胞中的部位不同,故可用包涵体在宿主细胞中的部位不同,故可用于病毒的快速鉴别,于病毒的快速鉴别,2024/3/24 周日23第二节第二节 病毒的分类病毒的分类 病毒的起源的各种学说病毒的起源的各种学说退化性起源学说退化性起源学说 叶绿体、线粒体、衣原体、立克氏体叶绿体、线粒体、衣原体、立克氏体起源于宿主细胞中的起源于宿主细胞中的RNARNA和和DN
14、ADNA成分成分 质粒、插入子和转座子质粒、插入子和转座子DNADNA病毒病毒 可自主复制的可自主复制的mRNAsmRNAs类病毒类病毒RNARNA病毒病毒反转子反转子反转录病毒反转录病毒 起源于具有自主复制功能的原始大分子起源于具有自主复制功能的原始大分子类病毒、卫星病毒类病毒、卫星病毒 2024/3/24 周日24主要依据:主要依据:a.a.病毒寄主病毒寄主藻类、原生动物、真菌藻类、原生动物、真菌细菌细菌植物植物无脊椎动物无脊椎动物脊椎动物脊椎动物b.b.病毒粒子有无囊膜;病毒粒子有无囊膜;c.c.核酸类型;(核酸类型;(RNA/DNARNA/DNA)d.d.核酸股数核酸股数.(单(单/双
15、股)双股)2024/3/24 周日25第三节第三节 噬菌体噬菌体一、噬菌体的形态结构一、噬菌体的形态结构噬菌体有三种基本形态:丝状、微球形和噬菌体有三种基本形态:丝状、微球形和蝌蚪形,蝌蚪形,大肠杆菌大肠杆菌T T4 4噬菌体为典型的蝌蚪形噬菌体,噬菌体为典型的蝌蚪形噬菌体,由头部和尾部组成。头部为由蛋白质壳体由头部和尾部组成。头部为由蛋白质壳体组成组成 的廿面体,内含的廿面体,内含DNADNA。尾部则由不同。尾部则由不同于头部的蛋白质组成,其外包围有可收缩于头部的蛋白质组成,其外包围有可收缩的尾鞘,中间为一空髓,即尾髓有的噬菌的尾鞘,中间为一空髓,即尾髓有的噬菌体的尾部还有颈环、尾丝、基板和
16、尾刺体的尾部还有颈环、尾丝、基板和尾刺 2024/3/24 周日26二、烈性噬菌及其的增殖周期二、烈性噬菌及其的增殖周期(一)烈性噬菌体和温和噬菌体(一)烈性噬菌体和温和噬菌体烈性噬菌体:烈性噬菌体:侵入细胞后,进行营养繁殖,导致细胞裂解的侵入细胞后,进行营养繁殖,导致细胞裂解的噬菌体称烈性噬菌噬菌体称烈性噬菌 体。体。温和噬菌体:温和噬菌体:侵入细胞后,可与宿主细胞侵入细胞后,可与宿主细胞DNADNA同步复制,一同步复制,一般情况下不引起宿主细胞裂解。但在偶尔的情况般情况下不引起宿主细胞裂解。但在偶尔的情况下,它们也具有产生成熟噬菌体的能力。下,它们也具有产生成熟噬菌体的能力。2024/3/
17、24 周日27(二)、烈性噬菌及其的增殖周期(二)、烈性噬菌及其的增殖周期噬菌体的增殖的五个阶段噬菌体的增殖的五个阶段吸附(吸附(AbsorptionAbsorption)侵入(侵入(PenetrationPenetration)复制(复制(ReplicationReplication)装配(装配(AssemblyAssembly)裂解(裂解(LysisLysis)2024/3/24 周日281 1、吸附、吸附(adsorption)(adsorption)吸附时,噬菌体尾部末端尾丝散开,固着吸附时,噬菌体尾部末端尾丝散开,固着于特异于特异 性的受点,随之尾刺和基板固定在性的受点,随之尾刺和基
18、板固定在受点上。受点上。2 2、侵入、侵入(penetration)(penetration)噬菌体尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖噬菌体尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖 ,使,使细胞壁产生一小孔,然后尾鞘收缩,将头细胞壁产生一小孔,然后尾鞘收缩,将头部的核酸通过中空的尾髓压入细胞内,而部的核酸通过中空的尾髓压入细胞内,而蛋白蛋白 质外壳则留在细胞外。质外壳则留在细胞外。2024/3/24 周日293 3、复制、复制(replication)(replication)在这时期,细胞内看不到噬菌体粒子,在这时期,细胞内看不到噬菌体粒子,称称为潜伏期。潜伏期为潜伏期。潜伏期(latent period)(la
19、tent period)可以分为可以分为三个阶段。三个阶段。2024/3/24 周日30(1 1)早期)早期mRNAmRNA及蛋白的合成及蛋白的合成:噬菌体噬菌体DNADNA进入宿主细胞后,立即以噬菌进入宿主细胞后,立即以噬菌体体DNADNA为模板,利用细菌原有的为模板,利用细菌原有的RNARNA合成合成酶来合成早期酶来合成早期mRNAmRNA,由早期,由早期mRNAmRNA翻译翻译成早期蛋白质。这些早期蛋白质主要是病成早期蛋白质。这些早期蛋白质主要是病毒复制所需要的酶及抑制细胞代谢的调节毒复制所需要的酶及抑制细胞代谢的调节蛋白质。蛋白质。2024/3/24 周日31(2 2)复制子代的)复制
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