病毒和亚病毒 (3)精选PPT.ppt

关于病毒和亚病毒(3)1第1页，讲稿共99张，创作于星期二2非细胞生物的种类非细胞生物的种类:v（真）病毒（真）病毒(Euvirus)：至少含有核酸和蛋白质两种组：至少含有核酸和蛋白质两种组分分v亚病毒亚病毒(Subvirus)v 类病毒类病毒(viroid)：只含单独具侵染性的：只含单独具侵染性的RNA组分组分v拟病毒拟病毒(virusoid)：只含不具独立侵染性的：只含不具独立侵染性的RNA组分组分v 朊病毒朊病毒(prion)：只含蛋白质一种组分：只含蛋白质一种组分第2页，讲稿共99张，创作于星期二3第一节第一节 病毒病毒 病毒是病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物非细胞生物”，本质是一种只含，本质是一种只含DNADNA或或RNARNA的遗传因子，的遗传因子，在宿主体内时呈感染态（活细胞内专性寄生），依赖宿主在宿主体内时呈感染态（活细胞内专性寄生），依赖宿主的代谢系统获取能量、合成蛋白质和复制核酸，然后通过的代谢系统获取能量、合成蛋白质和复制核酸，然后通过核酸与蛋白质的装配而实现大量繁殖；核酸与蛋白质的装配而实现大量繁殖；在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态长期存在，在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态长期存在，并可保持其侵染活性。并可保持其侵染活性。第3页，讲稿共99张，创作于星期二4人类对病毒的发现和认识过程人类对病毒的发现和认识过程18921892：俄国：俄国 伊万诺夫斯基伊万诺夫斯基 首次发现烟草花叶病毒的感首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。染因子能通过细菌过滤器。18981898：荷兰：荷兰 贝哲林克贝哲林克 证实该致病因子可以证实该致病因子可以被乙醇从悬被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养不液中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养不出来出来；给这样的病原体起名叫；给这样的病原体起名叫virusvirus。19351935：美国：美国 斯坛莱斯坛莱 从烟草花叶病病叶中提取出了从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结病毒结晶，又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分晶，又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只有核酸，而只有核酸具感染和复制能力，并因此而获诺贝尔奖。具感染和复制能力，并因此而获诺贝尔奖。19521952：HersheyHershey和和ChaseChase证实噬菌体的遗传物质仅仅是证实噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,DNA,开创开创了病毒分子生物学。了病毒分子生物学。19711971后：陆续发现了各种亚病毒后：陆续发现了各种亚病毒类病毒、朊病毒和拟病类病毒、朊病毒和拟病毒。毒。第4页，讲稿共99张，创作于星期二5 病毒的命名：病毒的命名：采用英文或英文化拉丁文，只用采用英文或英文化拉丁文，只用单名，也不用斜体书写。但是目、科、亚科、属分单名，也不用斜体书写。但是目、科、亚科、属分别用拉丁文后缀别用拉丁文后缀“-virales”、“-viridae”、“-viridae”、“virus”。例如，痘病毒属于痘病毒科。例如，痘病毒属于痘病毒科 （Poxviridae）；脊椎动物痘病毒亚科）；脊椎动物痘病毒亚科（Chorodopoxviridae）则包含了各种脊椎动物）则包含了各种脊椎动物痘病毒。痘病毒。第5页，讲稿共99张，创作于星期二6病毒的特点病毒的特点v形体极其微小形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器；，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器；v没有细胞构造没有细胞构造，故也称分子生物；，故也称分子生物；v其其主要成分仅是核酸和蛋白质主要成分仅是核酸和蛋白质两种；两种；v每一种病毒只含有一种核酸每一种病毒只含有一种核酸，不是，不是DNA就是就是RNA；v既无产能酶系也无蛋白质和核酸合成酶系统；既无产能酶系也无蛋白质和核酸合成酶系统；v在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式；殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式；v在宿主的活细胞内营专性寄生在宿主的活细胞内营专性寄生；v在离体条件下，以无生命的生物大分子状态存在，并可形成结晶，长期保在离体条件下，以无生命的生物大分子状态存在，并可形成结晶，长期保持其侵染活力持其侵染活力；v对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。v有些病毒的核酸能整合到宿主的基因组中，诱发有些病毒的核酸能整合到宿主的基因组中，诱发潜伏性潜伏性感染感染第6页，讲稿共99张，创作于星期二7宿主范围（分布）及重要性宿主范围（分布）及重要性几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。根据宿主可以几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。根据宿主可以分三类：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）分三类：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）研究病毒的重要意义：研究病毒的重要意义：研究病毒的重要意义：研究病毒的重要意义：一一是是控控制制和和消消灭灭有有害害病病毒毒，病病毒毒威威胁胁着着人人类类健健康康和和家家养养动动物物养养殖殖业业，病病毒毒性性疾疾病病对对国国民民经经济济造造成成严严重重的的影影响响，发发酵工业中的噬菌体污染会严重影响发酵生产；酵工业中的噬菌体污染会严重影响发酵生产；二二是是病病毒毒的的研研究究和和利利用用价价值值，主主要要表表现现为为改改良良品品种种，培培育育活活病病毒毒疫疫苗苗株株，保保护护生生态态环环境境，利利用用病病毒毒作作为为昆昆虫虫杀杀虫剂，基因工程研究的重要载体。虫剂，基因工程研究的重要载体。第7页，讲稿共99张，创作于星期二8一、病毒的形态构造和化学成分一、病毒的形态构造和化学成分大小、形状构造、主要组成成分第8页，讲稿共99张，创作于星期二9（一）大小（一）大小v测定大小的单位是纳米（测定大小的单位是纳米（109)，多数病毒的直径，多数病毒的直径在在100nm上下；上下；最小的圆环病毒直径约最小的圆环病毒直径约17nm，比核糖体，比核糖体稍大，最大的动物痘病毒（稍大，最大的动物痘病毒（Poxviruses）直径达）直径达200nm以以上，与最小的细菌相仿，并且可以在光学显微镜下看到。上，与最小的细菌相仿，并且可以在光学显微镜下看到。v绝大多数病毒能通过细菌滤器；绝大多数病毒能通过细菌滤器；v须用电镜才能观察到其具体形态和大小须用电镜才能观察到其具体形态和大小.v病毒：细菌：真菌病毒：细菌：真菌=1：10：100第9页，讲稿共99张，创作于星期二10第10页，讲稿共99张，创作于星期二11（二）形态（二）形态第11页，讲稿共99张，创作于星期二12Fig.1A:Sizes and Shapes of Viruses(Animal RNA Viruses)呼吸道肠道病毒表皮病毒囊膜病毒黏病毒冠状病毒副粘病毒逆转录酶病毒棒状病毒第12页，讲稿共99张，创作于星期二13Fig.1B:Sizes and Shapes of Viruses(Animal DNA Viruses)乳头状瘤病毒腺病毒疱疹病毒第13页，讲稿共99张，创作于星期二14Transmission Electron Micrograph of Herpes simplex Viruses(单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒)第14页，讲稿共99张，创作于星期二15登革热病毒登革热病毒第15页，讲稿共99张，创作于星期二16Influenza A Virus(TEM x240,980)第16页，讲稿共99张，创作于星期二171、典型病毒粒的构造、典型病毒粒的构造CapsidCapsid衣壳衣壳corecore（核心或基因组）（核心或基因组）Envelope包膜包膜SpikeSpike刺突刺突NucleocapsidNucleocapsid（核心（核心+衣壳衣壳=核核衣壳）衣壳）病毒粒或病毒体病毒粒或病毒体(virion)(virion)成熟的、结构完整的、有成熟的、结构完整的、有侵染性的单个病毒，又称病毒颗粒或病毒粒子侵染性的单个病毒，又称病毒颗粒或病毒粒子(virus(virus particle)particle)。Capsomere or capsomer（衣（衣壳粒）壳粒）第17页，讲稿共99张，创作于星期二18Transmission Electron Micrograph of HIV-1 Stained to Show Surface Glycoproteins核心蛋白核心蛋白核心壳蛋白核心壳蛋白转膜包膜蛋白转膜包膜蛋白表面包膜蛋白表面包膜蛋白第18页，讲稿共99张，创作于星期二19Transmission Electron Micrograph of HIV-1 Budding from a Host Cell 第19页，讲稿共99张，创作于星期二202、病毒粒的对称体制、病毒粒的对称体制病毒粒的对称体制：病毒粒的对称体制：廿面体对称（等轴对称）廿面体对称（等轴对称）螺旋对称螺旋对称复合对称复合对称 大肠杆菌的大肠杆菌的T T偶数噬菌体是偶数噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。复合对称的代表。第20页，讲稿共99张，创作于星期二21对称体制对称体制螺旋对称螺旋对称二十面体对称二十面体对称复合对称复合对称无包膜无包膜有包膜有包膜杆状：烟草花叶病毒（杆状：烟草花叶病毒（TMV）等）等丝状：大肠杆菌的丝状：大肠杆菌的f1、fd、f13噬菌体等噬菌体等卷曲状：正粘病毒（流感病毒）等卷曲状：正粘病毒（流感病毒）等弹状：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等弹状：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等无包膜无包膜有包膜：疱疹病毒等有包膜：疱疹病毒等小型：脊髓灰质炎病毒，小型：脊髓灰质炎病毒，X174噬菌体等噬菌体等大型：腺病毒等大型：腺病毒等无包膜：大肠杆菌的无包膜：大肠杆菌的T偶数噬菌体等偶数噬菌体等有包膜：痘病毒有包膜：痘病毒第21页，讲稿共99张，创作于星期二223、群体形态、群体形态包涵体包涵体噬菌斑噬菌斑病斑和空斑病斑和空斑枯斑枯斑 第22页，讲稿共99张，创作于星期二23（1）包涵体）包涵体（inclusion body）概念：感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下可见概念：感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下可见的大小、形态、数量不等的小体，称为包涵体。的大小、形态、数量不等的小体，称为包涵体。在宿主细胞内形成包涵体是病毒的特征，不同的病毒其形成的在宿主细胞内形成包涵体是病毒的特征，不同的病毒其形成的包涵体具有不同的形态、结构、和特性，可用于分类鉴定。包涵体具有不同的形态、结构、和特性，可用于分类鉴定。包涵体在细胞中的形成部位：位于细胞核内包涵体在细胞中的形成部位：位于细胞核内如疱疹病毒如疱疹病毒 位于细胞质内位于细胞质内如狂犬病毒等如狂犬病毒等 胞核、胞质内都有胞核、胞质内都有麻疹病毒麻疹病毒 包涵体的本质包涵体的本质-大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病毒的反应。毒的反应。了解研究包涵体的实践意义了解研究包涵体的实践意义-病毒鉴定病毒鉴定 临床诊断依据临床诊断依据第23页，讲稿共99张，创作于星期二24肺内巨细胞病毒包涵体一个细胞内可包括不止一个包涵体巨细胞病毒性肾上腺炎的显微图片巨细胞病毒性肾上腺炎的显微图片第24页，讲稿共99张，创作于星期二25(2)噬菌斑噬菌斑(plaque)概念：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌概念：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。体使菌体裂解而形成的空斑。Localized areas of cellular destruction and lysis caused by virus infection are called plaques应用：应用：1 1、噬菌体定量计数、噬菌体定量计数 2 2、噬菌体的鉴定、噬菌体的鉴定第25页，讲稿共99张，创作于星期二26噬菌斑第26页，讲稿共99张，创作于星期二27（3）病斑和空斑空空斑斑和和病病斑斑：由由动动物物病病毒毒在在宿宿主主单单层层细细胞胞培培养养物物上上形形成成的的空空斑斑，称称为为空空斑斑或或病病斑斑，用用于于动动物物病病毒毒粒粒子子的计数。的计数。第27页，讲稿共99张，创作于星期二28（4）枯斑枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的群体称为枯斑。第28页，讲稿共99张，创作于星期二29（三）3类典型形态的病毒及其代表螺旋对称的代表螺旋对称的代表烟草花叶病毒烟草花叶病毒二十面体对称的代表二十面体对称的代表腺病毒腺病毒复合对称的代表复合对称的代表T偶数噬菌体偶数噬菌体第29页，讲稿共99张，创作于星期二301.螺旋对称的代表螺旋对称的代表烟草花叶病毒烟草花叶病毒内径内径4nm的中空直杆状，长的中空直杆状，长300nm，宽约宽约15nm-20nm95%蛋白质蛋白质+5%单链单链RNA(ssRNA)衣壳由衣壳由2130个衣壳粒组成个衣壳粒组成每个衣壳粒有每个衣壳粒有158个氨基酸个氨基酸衣壳粒以逆时针方向螺旋排列，共衣壳粒以逆时针方向螺旋排列，共130圈圈每圈长每圈长2.3nm，16.33（十六又三分之（十六又三分之一）个亚基（衣壳粒）一）个亚基（衣壳粒）ssRNA由由6390个核苷酸构成，每三个核苷酸构成，每三个核苷酸与一个蛋白质亚基相结合个核苷酸与一个蛋白质亚基相结合第30页，讲稿共99张，创作于星期二31第31页，讲稿共99张，创作于星期二32二十面体对称的代表二十面体对称的代表腺病毒腺病毒Adenovirus1953年首次分离得到年首次分离得到动物病毒动物病毒100余种，可侵染哺乳余种，可侵染哺乳动物或禽类动物或禽类主要侵染呼吸道、眼结主要侵染呼吸道、眼结膜、淋巴组织等，是急性膜、淋巴组织等，是急性咽炎、咽结膜炎、流行性咽炎、咽结膜炎、流行性角膜结膜炎和病毒性肺炎角膜结膜炎和病毒性肺炎等的病原体。等的病原体。第32页，讲稿共99张，创作于星期二3312个角、个角、20个面、个面、30条棱，条棱，252个衣壳粒，其中个衣壳粒，其中12个位于顶角称作个位于顶角称作五邻体五邻体(penton)，240个位于个位于20个面上称为六邻体个面上称为六邻体(hexon)第33页，讲稿共99张，创作于星期二34刺突刺突每个五邻体上突出每个五邻体上突出一根末端带有顶球的蛋白纤一根末端带有顶球的蛋白纤维维核心为双链核心为双链DNA(dsDNA)实验室培养需在人的组织细实验室培养需在人的组织细胞中进行，如羊膜细胞和胞中进行，如羊膜细胞和Hela细胞细胞、人胎肾组织细胞、人胎肾组织细胞在细胞核中增殖和装配，可在细胞核中增殖和装配，可形成包涵体形成包涵体第34页，讲稿共99张，创作于星期二35复合对称的代表复合对称的代表T偶数噬菌体偶数噬菌体T4 Bacteriophage第35页，讲稿共99张，创作于星期二36E.coli 的T偶数噬菌体T-偶数偶数(even type)噬菌体即噬菌体即T2、T4、T6由头部、颈部、尾部构成由头部、颈部、尾部构成头部长头部长95nm，宽，宽65nm，由，由212个衣壳粒组成个衣壳粒组成核心为线状核心为线状dsDNA尾部由尾鞘、尾管、基板、尾部由尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝组成刺突和尾丝组成第36页，讲稿共99张，创作于星期二37（四）病毒的核酸（四）病毒的核酸一种病毒至含有一种核酸（一种病毒至含有一种核酸（DNA或或RNA）。）。植物病毒绝大多数含植物病毒绝大多数含DNA;少数含少数含RNA；动物病毒一部分含动物病毒一部分含DNA，一部分含，一部分含RNA；细菌病毒普遍含细菌病毒普遍含DNA，含，含RNA的极少。的极少。病毒的核酸类型极为多样化：病毒的核酸类型极为多样化：病毒的病毒的DNA与与RNA均有单链和双链：均有单链和双链：dsDNA ssDNA dsRNA ssRNA 核酸构成了病毒的核酸构成了病毒的基因组，是病毒粒基因组，是病毒粒中最重要的成分，中最重要的成分，具有遗传信息的载具有遗传信息的载体和传递体的作用体和传递体的作用第37页，讲稿共99张，创作于星期二38二、4类病毒及其繁殖方式（一）原核生物的病毒（一）原核生物的病毒噬菌体噬菌体噬菌体：噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌和蓝细菌的病是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌和蓝细菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）噬菌体在自然界广泛存在，在噬菌体在自然界广泛存在，在1995年发表的年发表的ICTV的病毒分类与命的病毒分类与命名第六次报告中共报道了名第六次报告中共报道了4000余种，分别划归为余种，分别划归为49个病毒科个病毒科.据据Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。归纳，噬菌体共有六类形态。第38页，讲稿共99张，创作于星期二39噬菌体共有六类形态：噬菌体共有六类形态：T-系噬菌体系噬菌体T-系噬菌体是研究的最广泛而又深入的细菌噬菌体，按发系噬菌体是研究的最广泛而又深入的细菌噬菌体，按发现的先后顺序进行从现的先后顺序进行从T1-T7编号，后来发现其中偶数者的形态都相同（蝌蚪编号，后来发现其中偶数者的形态都相同（蝌蚪形收缩性长尾），故统称形收缩性长尾），故统称T偶数噬菌体。偶数噬菌体。第39页，讲稿共99张，创作于星期二401.噬菌体的繁殖（1）吸附）吸附（2）侵入）侵入（3）增殖（复制和生物合成）增殖（复制和生物合成）（4）成熟（装配）成熟（装配）（5）裂解（释放）裂解（释放）裂解量裂解量(Burst phase)平均每个宿主细胞平均每个宿主细胞裂解后产生的子代噬菌体数裂解后产生的子代噬菌体数.第40页，讲稿共99张，创作于星期二41The lytic life cycle(裂解性周期或增殖性周期）裂解性周期或增殖性周期）consists of the following steps:AdsorptionPenetrationReplicationMaturation Release。(1)The Lytic Life Cycle of Lytic Bacteriophages第41页，讲稿共99张，创作于星期二42 Life cycle of Virus1.Recognition/Attachment -Ab,receptor antagonists2.Adsorption/Uncoating -amantadine,arildone3.Transcription -IFN,Antisense DNA4.Translation -IFN,siRNA,ribozymes5.Replication -nucleoside analogues6.Assembly -protease inhibitors第42页，讲稿共99张，创作于星期二43The bacteriophage binds to receptors on the bacterial cell wall.The bacteriophage injects its genome into the bacteriums cytoplasm Fig.2:Penetration Fig.1:Adsorption 第43页，讲稿共99张，创作于星期二44The bacteriophage genome replicates and bacteriophage components begin to be produced by way of the host bacteriums metabolic machinery.The production of bacteriophage components and enzymes progresses.Fig.4:Late Replication Fig.3:Early Replication 第44页，讲稿共99张，创作于星期二45第45页，讲稿共99张，创作于星期二46The bacteriophage components assemble.A bacteriophage-coded enzyme breaks down the peptidoglycan in the bacterial cell wall causing osmotic lysis.Fig.6:Release Fig.5:Maturation 第46页，讲稿共99张，创作于星期二47第47页，讲稿共99张，创作于星期二48Phage T4 infecting its host E.coli cell 第48页，讲稿共99张，创作于星期二492.噬菌体效价的测定噬菌体效价的测定效价效价(滴度滴度Title)-Title)-是微生物或其产物、抗原与抗是微生物或其产物、抗原与抗体等活性高低的标志。体等活性高低的标志。噬菌体效价噬菌体效价-指噬菌体的浓度，即每毫升样品中指噬菌体的浓度，即每毫升样品中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位数或感染中心数。数或感染中心数。通常是在含敏感菌的通常是在含敏感菌的平板平板上形成噬菌斑进行噬菌上形成噬菌斑进行噬菌体的计数，以每毫升中含有的噬菌斑形成单位体的计数，以每毫升中含有的噬菌斑形成单位（plaque forming unitplaque forming unit或或pfu)pfu)表示其效价。表示其效价。第49页，讲稿共99张，创作于星期二50效价的测定方法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)上层平板上层平板上层培养基（上层培养基（1琼脂培养基琼脂培养基3mL)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（合适稀释液噬菌体试样（合适稀释液0.1mL)混匀混匀3710h以上以上计计噬噬菌菌斑斑成斑率：同一样品根据噬菌斑计算出来的效价与用电成斑率：同一样品根据噬菌斑计算出来的效价与用电镜计算出来的效价之比。镜计算出来的效价之比。噬菌体的成斑率一般噬菌体的成斑率一般50%；动物病毒或植物病毒用类；动物病毒或植物病毒用类似的方法所得成斑率一般仅为似的方法所得成斑率一般仅为10。第50页，讲稿共99张，创作于星期二51第51页，讲稿共99张，创作于星期二52例以双层平板法测定某噬菌体效价。取10ul已稀释106倍的样品与0.1ml敏感菌株悬液和5ml上层培养基混匀，培养24小时后，平皿中出现50个噬菌斑。该样品噬菌体效价为多少?(pfu)。50/10*103*106=5*109 pfu第52页，讲稿共99张，创作于星期二533.一步生长（一步生长（One-step growth)曲线曲线第53页，讲稿共99张，创作于星期二54高浓度敏感细菌高浓度敏感细菌 适量噬菌体适量噬菌体相混合一定时间相混合一定时间(5min)除去游离噬菌体除去游离噬菌体进行高倍稀释进行高倍稀释培养培养定时取样测定噬菌体数定时取样测定噬菌体数测定噬菌体生长的方法测定噬菌体生长的方法第54页，讲稿共99张，创作于星期二55一步生长曲线一步生长曲线11001010203040Eclipse phase 隐晦期隐晦期Latent phase潜伏期潜伏期Rise phase裂解期裂解期Plateau phase平稳期平稳期Time(min)Plaque number/cm3Fig.One-step growth curve of T4自然裂解自然裂解人为裂解人为裂解1000第55页，讲稿共99张，创作于星期二56(1)潜伏期（潜伏期（latent phase)eclipse phase+intracellular accumulation phase从噬菌体的核酸侵入宿主细胞至第一个从噬菌体的核酸侵入宿主细胞至第一个成熟噬菌体粒子装配前的一段时间。成熟噬菌体粒子装配前的一段时间。(2)裂解期（裂解期（rise phasse)宿主细胞迅速裂解，噬菌体数宿主细胞迅速裂解，噬菌体数急剧增加的时期。急剧增加的时期。(3)平稳期平稳期(plateau phase)感染后的宿主细胞全部裂解，感染后的宿主细胞全部裂解，噬菌体效价达到最高点的时期。噬菌体效价达到最高点的时期。进行一步生长曲线的测定，能了解噬菌体在菌体内的最短潜伏进行一步生长曲线的测定，能了解噬菌体在菌体内的最短潜伏期和平均收获量，还可测知理化因素的变化对噬菌体感染循环的期和平均收获量，还可测知理化因素的变化对噬菌体感染循环的时间和对每个被感染噬菌体释放噬菌体的影响。时间和对每个被感染噬菌体释放噬菌体的影响。第56页，讲稿共99张，创作于星期二57三个特征性数据三个特征性数据（1）潜潜伏伏期期：是是病病毒毒颗颗粒粒吸吸附附于于细细胞胞到到受受染染细细胞胞释释放放出出子子代代病病毒毒颗颗粒粒所所需需的的最最短短时时间间，不不同同病病毒毒的的潜潜伏伏期期长长短短不不同同，噬噬菌菌体体以以分分钟钟计计，动物病毒和植物病毒以小时或天计。动物病毒和植物病毒以小时或天计。（2）裂裂解解期期：是是指指宿宿主主细细胞胞迅迅速速裂裂解解，溶溶液液中中病病毒毒粒粒子子急急剧剧上上升升的的一段时间。病毒没有个体生长，其宿主细胞裂解也是突发的。一段时间。病毒没有个体生长，其宿主细胞裂解也是突发的。（3）裂裂解解量量：是是每每个个受受染染细细胞胞所所产产生生的的子子代代病病毒毒颗颗粒粒的的平平均均数数目目，其其值值等等于于潜潜伏伏期期受受染染细细胞胞的的数数目目除除稳稳定定期期受受染染细细胞胞所所释释放放的的全全部部子子代代病病毒毒数数目目，即即等等于于稳稳定定期期病病毒毒效效价价与与潜潜伏伏期期病病毒毒效效价价之之比比。通通过过一一步步生生长长曲曲线线测测定定，噬噬菌菌体体的的裂裂解解量量一一般般为为几几十十到到上上百百个个，植植物物病病毒和动物病毒可达数百乃至上万个。毒和动物病毒可达数百乃至上万个。第57页，讲稿共99张，创作于星期二584.溶源性溶源性(lysogeny)溶源性溶源性(lysogeny)温和噬菌体侵入宿主细温和噬菌体侵入宿主细胞后不裂解它们，而与细菌共存的特性。胞后不裂解它们，而与细菌共存的特性。烈性噬菌体烈性噬菌体（virulent phage）感染细胞后感染细胞后,能能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。细菌裂解的噬菌体。温和噬菌体温和噬菌体（temperate phragetemperate phrage）噬菌体感染噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的核细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的核DNADNA上，上，并且可以随宿主并且可以随宿主DNADNA的复制而进行同步复制，在一的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。其宿主般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。其宿主则称为溶源菌。则称为溶源菌。第58页，讲稿共99张，创作于星期二59温和噬菌体与溶源性温和噬菌体与溶源性温和噬菌体温和噬菌体(temperate phage如如E.coli的的 、P1、P2，Salmonella typhimurium的的P22等。等。原原(前前)噬菌体噬菌体(prophage)-处于整合态处于整合态的噬菌体核酸。的噬菌体核酸。温和噬菌体的特点温和噬菌体的特点:1.其核酸的类型都是其核酸的类型都是 dsDNA;2.具有整合能力；具有整合能力；3.具有同步复制能力。具有同步复制能力。第59页，讲稿共99张，创作于星期二60Lambda-Phage(E.Coli)Drawing of phage lambda Lambda-Phage第60页，讲稿共99张，创作于星期二61游离态游离态成熟后被释放并有侵染性的游离成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子。噬菌体粒子。整合态整合态整合到宿主基因组上的前噬菌体。整合到宿主基因组上的前噬菌体。营养态营养态前噬菌体经过外界理化因子诱导前噬菌体经过外界理化因子诱导后，脱离宿主核基因而处于积极复制、合成和后，脱离宿主核基因而处于积极复制、合成和装配的状态。装配的状态。温和温和噬菌体的三种存在形式：噬菌体的三种存在形式：第61页，讲稿共99张，创作于星期二62 在核染色体组上整合有前噬菌体并能正在核染色体组上整合有前噬菌体并能正常生长繁殖而不被裂解的微生物。常生长繁殖而不被裂解的微生物。溶源性菌株的溶源性菌株的命名：命名：如：如：E.coli K12()溶源性细菌溶源性细菌(lysogen或或lysogenic bacteria)噬菌体的裂解和溶源途径噬菌体的裂解和溶源途径第62页，讲稿共99张，创作于星期二63 就目前所知，所有温和噬菌体的核酸都是双链就目前所知，所有温和噬菌体的核酸都是双链DNA。按照温和噬菌体按照温和噬菌体DNA与细菌与细菌DNA结合部位的不同，又可将结合部位的不同，又可将其分成两类：其分成两类：只有一个特定结合部位的温和噬菌体：只有一个特定结合部位的温和噬菌体：如：如：大肠杆菌的大肠杆菌的 噬菌体噬菌体 具有多个或不定部位的温和噬菌体：具有多个或不定部位的温和噬菌体：如：如：大肠杆菌的大肠杆菌的P1噬菌体噬菌体 鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌 P22 噬菌体噬菌体。温和噬菌体在细菌染色体上的整合位置温和噬菌体在细菌染色体上的整合位置：第63页，讲稿共99张，创作于星期二64Lambda attachment sites第64页，讲稿共99张，创作于星期二65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 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第65页，讲稿共99张，创作于星期二66Lysogenic Life Cycle of a Temperate Bacteriophage 第66页，讲稿共99张，创作于星期二67溶源性菌株的检验溶源性菌株的检验：方法：方法：将少量溶源菌与大量的敏感性指示菌相混合，将少量溶源菌与大量的敏感性指示菌相混合，然后与琼脂培养基混匀后倒一个平板，经培养后溶然后与琼脂培养基混匀后倒一个平板，经培养后溶源菌长成菌落，由于溶源菌在细胞分裂过程中会有源菌长成菌落，由于溶源菌在细胞分裂过程中会有极少数个体自发裂解，释放的噬菌体不断侵染周围极少数个体自发裂解，释放的噬菌体不断侵染周围的指示菌菌苔，形成了中央有溶源菌的小菌落，四的指示菌菌苔，形成了中央有溶源菌的小菌落，四周围着透明圈的独特噬菌斑。周围着透明圈的独特噬菌斑。敏感性指示菌敏感性指示菌遇溶源菌裂解后所释放的温和噬菌体会进遇溶源菌裂解后所释放的温和噬菌体会进入裂解性生活周期的非溶源性菌株，这些菌株可以从自然界或入裂解性生活周期的非溶源性菌株，这些菌株可以从自然界或菌种库中获得。菌种库中获得。第67页，讲稿共99张，创作于星期二68可稳定遗传，即溶源菌的子细胞一般也是溶源性的。可稳定遗传，即溶源菌的子细胞一般也是溶源性的。自发裂解和诱发裂解（具有产生噬菌体的潜在能力）自发裂解和诱发裂解（具有产生噬菌体的潜在能力）具有抗同原噬菌体感染的具有抗同原噬菌体感染的“免疫性免疫性”溶源性细菌的复愈溶源性细菌的复愈获得新的生理特性（溶源性转变）获得新的生理特性（溶源性转变）局限性转导局限性转导：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与后者的基因组整合、重组，形成转导子。带到受体菌中，并与后者的基因组整合、重组，形成转导子。溶源菌的特性：溶源菌的特性：第68页，讲稿共99张，创作于星期二69溶溶源源性特点：性特点：（1 1）溶溶源源性性转转变变（lysogenic conversion）：温温和和噬噬菌菌体体在在菌菌体体细细胞胞内内以以前前噬噬菌菌体体形形式式存存在在可可导导致致宿宿主主细细胞胞的的表表型型改改变变，这这种种改改变变与与其其生生命命周周期期是是否否完完成成没没有有直直接接关关系系，这这种种改改变称为溶变称为溶源源性转变。性转变。（2 2）免免疫疫作作用用：前前噬噬菌菌体体基基因因还还导导致致溶溶源源性性细细菌菌对对同同类类型型噬噬菌菌体体的的侵侵染染具具有有免免疫疫作作用用，阻阻止止携携带带与与溶溶源源性性菌菌体体所所含含的的前前噬噬菌菌体体DNADNA相相同同的的噬噬菌菌体体的的吸吸附附和和生生物物合合成成，但但这这种种免免疫疫作作用用不不能能阻阻止止溶溶源源菌菌体体被被别别种种类类型型的的温温和和噬噬菌菌体体或或烈烈性性噬噬菌菌体体所所侵侵染染。前前噬噬菌菌体体基基因因的的表表达达可可以以产产生生一一种种阻阻遏遏蛋白，抑制该病毒自身在菌体内的复制作用。蛋白，抑制该病毒自身在菌体内的复制作用。第69页，讲稿共99张，创作于星期二70 （3）致致病病性性改改变变：某某些些溶溶源源菌菌体体还还因因所所含含的的前前噬噬菌菌体体的的 作作 用用 导导 致致 致致 病病 性性 改改 变变。例例 如如，白白 喉喉 棒棒 状状 杆杆 菌菌（Corynebecterium diphtheriae）和和肉肉毒毒梭梭状状芽芽孢孢杆杆菌菌（Clostridium botulinum），若若不不含含有有前前噬噬菌菌体体的的话话，是是不不会会引引起起人人类类疾疾病病的的；一一旦旦被被相相应应的的温温和和噬噬菌菌体体侵侵染染，含含有有了了编编码码毒毒素素基基因因的的前前噬噬菌菌体体后后，就就从从不不产产生生毒毒素素的的菌菌株株转转变变为为产产毒毒素素的的菌菌株株，造造成成侵侵染染组组织织的的损损伤伤，分分别别引引发发白白喉喉和和肉肉毒毒中中毒毒症状。症状。（4）溶溶源源性性可可以以是是可可逆逆的的：前前噬噬菌菌体体可可以以自自发发地地或或在在外外界界刺刺激激诱诱导导下下被被激激活活，裂裂解解寄寄主主细细胞胞，进进入入裂裂解解途途径径。前前噬噬菌菌体体离离开开细细菌菌基基因因组组进进入入裂裂解解途途径径的的几几率率很很低低（约约1/10000-1/100000）。）。第70页，讲稿共99张，创作于星期二71（二）植物病毒（二）植物病毒大多为大多为ssRNA病毒病毒基本形态为杆状、丝状和球状基本形态为杆状、丝状和球状植物病毒须在侵入宿主细胞后才脱去植物病毒须在侵入宿主细胞后才脱去衣壳衣壳第71页，讲稿共99张，创作于星期二73人类和脊椎动物病毒人类和脊椎动物病毒各各种种脊脊椎椎动动物物都都广广泛泛寄寄生生着着相相应应的的病病毒毒，但但研研究究较较多多的的是是那那些些与与人人类类健健康康、与与畜畜禽禽家家养养脊椎动物疾病相关的那些病毒。脊椎动物疾病相关的那些病毒。已已知知与与人人类类健健康康有有关关的的病病毒毒超超过过300种种，与与其其它脊椎动物有关的病毒超过它脊椎动物有关的病毒超过900种。种。人类传染病约有人类传染病约有70-80%是由病毒所引起。是由病毒所引起。脊脊椎椎动动物物病病毒毒根根据据其其核核酸酸类类型型可可分分为为dsDNA病病毒毒、ssDNA病病毒毒、dsRNA病病毒毒和和ssRNA病病毒毒；有有的的衣衣壳壳外外含含囊囊膜膜，有有的的不不含含囊囊膜膜；有的病毒囊膜外还含有刺突。有的病毒囊膜外还含有刺突。第73页，讲稿共99张，创作于星期二74病毒感染过程大量病毒在T细胞表面第74页，讲稿共99张，创作于星期二751、脊椎动、脊椎动物病毒繁物病毒繁殖殖1.吸附吸附:病毒通过刺突与细胞受体特异结合病毒通过刺突与细胞受体特异结合吸附到寄主细胞上吸附到寄主细胞上2.侵入侵入:病毒被吞噬到囊泡中病毒被吞噬到囊泡中,囊膜囊膜破裂破裂,病毒核酸被释放到细胞质。病毒核酸被释放到细胞质。3.生物合成生物合成:在病毒基因控制下在病毒基因控制下,细胞合成新病细胞合成新病毒的基本成分，核酸、衣壳粒蛋白和刺突蛋白。毒的基本成分，核酸、衣壳粒蛋白和刺突蛋白。4.成成熟熟装装配配:刺刺突突蛋蛋白白整整合合到到形形成成