病毒的基本特征.ppt
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1、第二章 病毒的基本特征,第一节 病毒概述 第二节 病毒的形态结构与理化性状 第三节 病毒培养和增殖 第四节 病毒的遗传与变异 第五节 理化因素对病毒的影响 第六节 病毒的感染 第七节 病毒的分类 第八节 病毒病的实验室诊断,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,个体极其微小 无细胞结构 只含一种核酸 缺乏独立代谢能力 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 某些病毒可整合到宿主DNA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,公元前14世纪古埃及长老石刻象显示了小儿麻痹后遗症,
2、这可能是病毒感染的第一个史载记录。,三、病毒学的发展,Rabies (狂犬病) Endemic in Europe by AD 16-17,关于植物病毒病害的记载 荷兰郁金香杂色病(1576),牛痘接种防治天花-古代接种术(1796),1.对病毒的早期认识-利用疫苗对病毒病的防治,Martinus Beijerinick (1851-1931) 证明在经过可吸附细菌的琼脂扩散后, 这种侵染物仍可导致烟草花叶病。他将此侵染物称为“侵染性活液”, 并也采用了“Virus”一词。,John Enders(1897-1985) 1949年在体外培养的细胞中获得脊髓灰质炎病毒, 1954年获得诺贝尔奖。
3、 Aaron Klug(1926-) 1962年提出了烟草花叶病毒病毒的柱状结构, 1982年获得诺贝尔奖。 David Baltimore (1938-) 1970年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RNA反向产生DNA。1975年获得诺贝尔奖。,2.现代病毒学的发展历程,Michael J. Bishop(1936-) 1976年发现正常细胞中存在罗斯肉瘤病毒致瘤基因的对应基因, 1989年获诺贝尔奖。 Phillip A. Sharp (1944 -), 1977年发现腺病毒基因组中存在基因剪切现象(gene splicing),1993年获诺贝尔奖。 Fred
4、 Sanger(1918-) 1977年建立了DNA序列分析方法, 并对X174噬菌体的单链DNA序列进行了测定。因此获得诺贝尔奖。,Gallo & Montagnier 1983年分离到一种与爱滋病有关的逆转录病毒。 R. Beachy 1986年利用烟草花叶病毒外壳蛋白基因转化植物, 获得抗TMV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。 Stanley B Prusiner(1942-) 发现朊病毒(Prions),1997年获诺贝尔奖。,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
5、病毒的单位为nm,大小在20-300nm之间。 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,噬菌体大多数呈蝌蚪状。,第 二 节 病毒的形态结构与性状,病毒子(Virion) :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(envelope):围绕核衣壳的一层包膜。 纤突(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,纤突,包膜,核心,衣壳,壳粒,核衣壳,二、病毒的衣壳类型,1、螺旋对称的病毒壳体 2、二十面体对称的病毒壳体 3、复合对称的病毒壳体,螺旋对称型,廿面体对称型,复合
6、对称型,三、病毒的化学组成,1、核酸 1)种类:DNA、RNA 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 特点:有内含子、ORF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 非结构蛋白 功能: 保护核酸; 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。,2、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,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
7、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 1、动物,第三节 病毒的培养和增殖,动物接种途径和方法 1.皮内接种 2.皮下接种 3.肌肉接种 4.静脉接种 5.腹腔接种,2、鸡胚接种,不同病毒的接种途径,痘病毒和疱疹病毒,1013日龄,流感、新城疫、传支等,911日龄,鹦鹉热衣原体和立克次氏体等,68日龄,正黏病毒和副黏病毒, 1011日龄,病毒的收获,绒毛尿囊膜接种,尿囊膜接种,卵黄囊接种,羊膜腔接种,收获尿囊液,3、细胞培养,1)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
8、,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,原代细胞:直接利用新鲜动物组织经胰酶消化、分散,获得单个细胞,如CEF。 二倍体细胞: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胞一样,保持其二倍染色体数目的单型细胞。 传代细胞: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。 如HeLa细胞和BHK-21等。,3)细胞培养方法 单层细胞培养法:用胰酶将剪碎的组织或传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。 悬浮细胞培养法:通过振荡或转动装置使细
9、胞始终分散悬浮于培养液内的培养方法。 微载体培养: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.细胞病变效应(cytopathic effect,CPE):由病毒引起的细胞病变。常见的细胞形态学变化为细胞变圆、坏死、溶解或脱落。,CPE,正常细胞,病变细胞,2、包涵体: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。,三、病毒的定量测定蚀斑法,将适当浓度的病毒悬液加入单层细胞培养中,当病毒吸附细胞后,再覆盖一层加有中性红的融化琼脂。病毒在细胞内复制后产生局限性病灶,病变区不染色而显示为蚀斑(plaque)。
10、 蚀斑是由一个感染性病毒体复制形成的,类似于细菌的菌落,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PFU的数量来表示。,感染复数(moi):以起始病毒感染的每个细胞所需病毒颗粒数目(PFU/cell)。 病毒的一步生长曲线:潜伏期、裂解期、衰退期。,四、病毒的增殖过程,从病毒进入宿主细胞开始,经过基因组复制,最后释放出来,称为一个复制周期。 人和动物病毒的复制周期主要包括吸附、穿入脱壳、生物合成、组装成熟和释放五个连续 步骤。,四、病毒的增殖过程,一、吸附,吸附(adsorption)分两个阶段: 静电吸附:病毒体与细胞接触,进行静电结合。非特异性、可逆。 特异性受体吸附
11、:病毒体表面位点与宿主细胞膜上相应的受体结合。是决定病毒感染的真正开始。,二、穿入脱壳,1、以膜融合方式穿入脱壳 如副黏病毒、疱疹病毒等。 2、在内吞小体脱壳 如AIV。 3、在核膜脱壳 如腺病毒 4、有的病毒表面位点与细胞受体结合后,由酶类协助病毒核酸进入宿主细胞内,如噬菌体。,Penetration of an Enveloped Virus by Fusion of Its Envelope with the Host Cell Membrane,The entire virus is placed in an endocytic vesicle,Viral capsid protein
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