形态与结构精选PPT.ppt

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1、关于形态与结构关于形态与结构第1页，讲稿共70张，创作于星期日2第一节第一节 病毒的形态与大小病毒的形态与大小第二节第二节 病毒的组成与功能病毒的组成与功能第三节第三节 病毒颗粒形态结构的对称性病毒颗粒形态结构的对称性第2页，讲稿共70张，创作于星期日3一、病毒的大小二、病毒的形态特征第一节第一节 病毒的形态与大小病毒的形态与大小第3页，讲稿共70张，创作于星期日4普通光学显微镜：普通光学显微镜：光源：可见光分辨率：200nm放大倍数：1000-1500倍（油镜镜头）一、病毒的大小一、病毒的大小列文虎克（1632-1723）第4页，讲稿共70张，创作于星期日5电子显微镜电子显微镜1、透射电子显

2、微镜（TEM）2、扫描电子显微镜（SEM）3、扫描隧道显微镜（STM）扫描电子显微镜CS3400（ScaningElectronMicroscope）Hitachi（日立）-7650透射电子显微镜STM第5页，讲稿共70张，创作于星期日6光学显微镜、光学显微镜、TEM、SEM成像原理比较成像原理比较电子显微镜电子显微镜 光源：电子束分辨率：0.2-1nm放大倍数：数千、数万及数十万倍第6页，讲稿共70张，创作于星期日7第7页，讲稿共70张，创作于星期日8电子显微镜下蚊子头部纤毛上的病毒（35000）光学显微镜下蚊子头部（200）扫描电子显微镜下金黄色葡萄球菌（5000）第8页，讲稿共70张，创

3、作于星期日9n n病毒体（病毒体（virion）或病毒颗粒（）或病毒颗粒（virus particle）：）：病毒在繁殖过程中产生的完整的成熟病毒颗粒，具有特定病毒在繁殖过程中产生的完整的成熟病毒颗粒，具有特定的形态结构，并有感染性。的形态结构，并有感染性。n n测量单位为纳米（测量单位为纳米（nm，为1/1000 mm）150nm150nm大型病毒（最大大型病毒（最大300nm300nm）n n多数病毒呈球形或近似球形、杆状、丝状，少数可为子多数病毒呈球形或近似球形、杆状、丝状，少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。第9页，讲稿共70张，创作于星期日10

4、葡萄球菌葡萄球菌1000nm立克次体立克次体450nm衣原体衣原体390nm痘苗病毒痘苗病毒300250nm烟草花叶病病毒烟草花叶病病毒100nm流感病毒流感病毒40nmnm乙脑病毒乙脑病毒30nm脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒70nm腺病毒腺病毒6595nm噬菌体噬菌体第10页，讲稿共70张，创作于星期日11 一些病一些病 毒毒 大大 小小牛痘苗病毒传染性浓泡皮炎病毒腮腺炎病毒T偶数病毒疱疹病毒大蚊病毒流感病毒烟草花叶病毒腺病毒多瘤病毒脊髓灰质炎病毒1微米第11页，讲稿共70张，创作于星期日12二、病毒的形态特征二、病毒的形态特征 （1）核心（髓核）:单一型核酸(DNA或RNA)，决定病毒的遗

5、传变异与感染。（2）衣壳:蛋白质，由一定数量的蛋白质壳粒聚合而成。*衣壳呈三种对称型 1、病毒基本结构病毒基本结构 （一）病毒结构病毒结构 第12页，讲稿共70张，创作于星期日13衣壳（capsid）：由许多蛋白质壳粒组成，保护核酸，介导病毒感染细胞且有抗原性。核心（core）：核酸，构成病毒的基因组（genome）。壳粒(capsomere)：由少数几种重复的由少数几种重复的多肽亚单位组成多肽亚单位组成核衣壳第13页，讲稿共70张，创作于星期日142 2、病毒辅助结构、病毒辅助结构包膜包膜 （1）包膜是病毒出芽释放时包上的一层宿主细胞膜或核膜，由脂质、蛋白质和糖类组成。（2）刺突(包膜突起)

6、：某些病毒包膜表面镶嵌有糖蛋白，为放射状排列的大小不等的钉状突起，称为刺突。*功能：与致病性有关，具有抗原性。第14页，讲稿共70张，创作于星期日15 包膜（包膜（envelope）:包绕在核衣壳外，上常有刺突（包绕在核衣壳外，上常有刺突（spike），是病），是病毒的表面抗原。毒的表面抗原。包膜子粒、包膜子粒、刺突刺突包膜包膜第15页，讲稿共70张，创作于星期日16 病毒形态多种多样，基本形态为杆状、球状和蝌蚪状。廿面体对称的结构(球状)螺旋对称的结构(杆状)复合对称的结构(蝌蚪状)动物病毒多为球状，植物病毒多为杆状，大肠杆菌的T4噬菌体是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

7、毒中复合对称的代表。（二）病毒形态（二）病毒形态 第16页，讲稿共70张，创作于星期日17 电子显微镜下的病毒电子显微镜下的病毒杆状杆状球状球状蝌蚪状蝌蚪状第17页，讲稿共70张，创作于星期日181、病毒颗粒的形态、病毒颗粒的形态n n螺旋对称：螺旋对称：杆状：烟草花叶病毒杆状：烟草花叶病毒丝状：大肠杆菌丝状：大肠杆菌 M13噬菌体噬菌体卷曲状：流感病毒子弹状：狂犬病毒n n等轴对称等轴对称：冠状病毒、脊髓灰质炎病毒冠状病毒、脊髓灰质炎病毒有包膜的球状病毒有包膜的球状病毒n n复合对称复合对称：蝌蚪状（无包膜）：T4T4噬菌体噬菌体砖块状（有包膜）：痘病毒砖块状（有包膜）：痘病毒第18页，讲稿

8、共70张，创作于星期日19TMV第19页，讲稿共70张，创作于星期日20冠状病毒冠状病毒第20页，讲稿共70张，创作于星期日21子弹状的狂犬病毒第21页，讲稿共70张，创作于星期日22噬菌体第22页，讲稿共70张，创作于星期日23痘病毒第23页，讲稿共70张，创作于星期日24昆虫病毒第24页，讲稿共70张，创作于星期日252 2、病毒的群体形态、病毒的群体形态n n包涵体（包涵体（inclusionbodyinclusionbody）n n噬菌斑及空斑（噬菌斑及空斑（plaque）n n枯斑（lesion）第25页，讲稿共70张，创作于星期日26包涵体（包涵体（inclusion bodyin

9、clusion body）是病毒的聚集体是病毒的合成部位是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质非病毒性包涵体,由化学因子或细菌感染形成第26页，讲稿共70张，创作于星期日27噬菌斑噬菌斑(plaque)(plaque)下层培养基下层培养基双层培养基双层培养基敏感菌敏感菌+上层培养基上层培养基噬菌体稀释液噬菌体稀释液培养培养噬菌斑噬菌斑敏感菌菌苔敏感菌菌苔第27页，讲稿共70张，创作于星期日28空斑和病斑空斑和病斑在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑，称为病斑。第28页，讲稿共70张，创作于星期日29枯斑枯斑第29页，讲稿共70张，创作于星期日30第二节第二节 病毒的组成与功能病毒的组成与功能一、

10、病毒的组成二、病毒核酸及其功能三、病毒蛋白质及其功能四、病毒的脂质与功能五、病毒的糖类六、病毒的其他成分第30页，讲稿共70张，创作于星期日31一、病毒的化学组成一、病毒的化学组成n n核酸n n蛋白质n n脂质n n糖类n n其他组分第31页，讲稿共70张，创作于星期日32病毒的结构 基本结构（核衣壳）辅助结构包膜：脂质、蛋白质、多糖等核心：DNA或RNA衣壳：蛋白质病毒的化学组成 1、病毒的核酸：一种病毒只含有一种类型的核酸，或DNA或RNA；单链或双链；线状或环状；单链的可为正链或负链，所以其类型极其多样化。2、蛋白质衣壳：由一定数量的蛋白质亚单位衣壳粒按一定的排列组合构成。不同病毒衣壳

11、中衣壳粒的数目不同。3、包膜：也称囊膜或被膜，为某些病毒所特有，主要成分是脂质和以糖蛋白形式存在的多糖类。第32页，讲稿共70张，创作于星期日33二、病毒核酸及其功能二、病毒核酸及其功能DNADNA携带遗传信息携带遗传信息RNARNA携带遗传信息携带遗传信息第33页，讲稿共70张，创作于星期日34 (1)化学成分为DNA或RNA，据此将病毒分DNA病毒和RNA病毒；(2)核酸可线型或环型、分单股或双股；(3)携带病毒的全部遗传信息，是病毒的基因组，大小相差悬殊，复制方式多样，基因组控制病毒的生殖、遗传和变异。二、病毒核酸及其功能二、病毒核酸及其功能n存在形式多样第34页，讲稿共70张，创作于星

12、期日35C57BL/6JDBA/2第35页，讲稿共70张，创作于星期日36呼呼肠肠病毒病毒小小RNA病毒病毒套膜病毒套膜病毒布尼布尼亚亚病毒病毒冠冠状状病毒病毒黃病毒黃病毒丝状丝状病毒病毒弹状弹状(杆状杆状)病毒病毒正黏液病毒正黏液病毒副黏液病毒副黏液病毒星星状状病毒病毒沙沙状状病毒病毒杯杯状状病毒病毒反反转录转录病毒病毒第36页，讲稿共70张，创作于星期日37各段RNA的分子数目在病毒提纯物中不等量存在绝大部分不存在5帽子和3尾分段分段RNARNA病毒病毒第37页，讲稿共70张，创作于星期日38分段和多组分病毒基因组分段和多组分病毒基因组分段（segmented）病毒基因组：基因组被分为两个

13、或两个以上的不同的核酸分子，但被包装在同一个病毒粒子中。多分体（multipartite）病毒基因组：基因组分段后的每个基因组片段包装在不同的病毒颗粒中。分布广泛：在人、动物和植物的病毒中都有存在只在植物病毒中少量存在颗粒大小上经常存在差异（基因组片段长度）在分节段的RNA植物病毒中，常见多分体基因组，即同一病毒的几个RNA节段分别装入衣壳中，形成大小不同的颗粒，有的分装在两种颗粒中称二分体基因组，如豇豆花叶病毒；有的分装在3种颗粒中称三分体基因组，如黄瓜花叶病毒和雀麦花叶病毒。第38页，讲稿共70张，创作于星期日39病毒基因组分段的优点病毒基因组分段的优点a）降低包装压力；b）降低了造成断裂

14、的可能性，提高编码能力。a）侵染效率低；b）容易产生变异；c）具有较高的重组率。病毒基因组分段的缺点病毒基因组分段的缺点第39页，讲稿共70张，创作于星期日40病毒核酸回顾病毒核酸回顾n n病毒核酸是病毒携带遗传信病毒核酸是病毒携带遗传信息的遗传物质息的遗传物质n n病毒核酸存在形式多样化：病毒核酸存在形式多样化：核酸类型（核酸类型（DNADNA、RNARNA）、）、核酸形状（线状、环状；单核酸形状（线状、环状；单链、双链）、基因组大小相链、双链）、基因组大小相差悬殊、基因组复制方式差悬殊、基因组复制方式第40页，讲稿共70张，创作于星期日41三、病毒蛋白质及其功能三、病毒蛋白质及其功能n n

15、结构蛋白 组成病毒体的成分 衣壳蛋白衣壳蛋白 包膜蛋白 基质蛋白基质蛋白连接衣壳蛋白与包膜蛋白的部连接衣壳蛋白与包膜蛋白的部 分，有跨膜及锚定功能区分，有跨膜及锚定功能区n n非结构蛋白 病毒内病毒内 感染细胞内感染细胞内第41页，讲稿共70张，创作于星期日42结构蛋白：是组成病毒体的蛋白成分，可离心沉淀后分离纯化。（2）基质蛋白：（3）包膜蛋白：（1）衣壳蛋白：第42页，讲稿共70张，创作于星期日43病毒结构蛋白作用病毒结构蛋白作用n n支架作用：维持病毒结构的稳定性n n保护作用：保护核酸免受外界因素破坏n n辅助作用：吸附宿主细胞，辅助感染n n有抗原性：可引起机体的免疫反应第43页，讲

16、稿共70张，创作于星期日44非结构蛋白：可存在于病毒体内也可仅存在于宿主细胞内。（1）病毒内所有的重要的酶类；（2）抑制宿主细胞生物合成或抑制病毒抗原经MHC递呈的蛋白；（3）转化宿主细胞的作用；（4）抗细胞因子或抗细胞凋亡作用。第44页，讲稿共70张，创作于星期日45n n存在于包膜上n n功能：保护作用：维护病毒结构的完整性保护作用：维护病毒结构的完整性 辅助作用：与宿主细胞膜融合，辅助感染四、病毒脂质及其功能四、病毒脂质及其功能第45页，讲稿共70张，创作于星期日46n n存在形式存在形式 核酸上的糖：核酸上的糖：戊糖、葡萄糖基嘧啶戊糖、葡萄糖基嘧啶 主要在包膜上，以主要在包膜上，以糖蛋

17、白形式为主，也有糖糖蛋白形式为主，也有糖 脂、粘多糖脂、粘多糖n n功能：功能：共同表现抗原特异性共同表现抗原特异性 赋予病毒某些功能（如流感病毒血凝素具赋予病毒某些功能（如流感病毒血凝素具 有红细胞凝集活性）有红细胞凝集活性）五、病毒糖类及其功能五、病毒糖类及其功能第46页，讲稿共70张，创作于星期日47n n多胺类有机阳离子，包括丁二胺、亚精胺、精胺等多胺类有机阳离子，包括丁二胺、亚精胺、精胺等n n一些金属阳离子一些金属阳离子n n功能：与病毒的结构有关功能：与病毒的结构有关六、病毒其他组分六、病毒其他组分第47页，讲稿共70张，创作于星期日48第48页，讲稿共70张，创作于星期日49第

18、三节第三节 病毒颗粒形态结构的对称性病毒颗粒形态结构的对称性一、病毒壳体构成的原理二、螺旋对称壳体（helicalsymmetry）三、二十面对称壳体（isosahedralsymmetry）四、复合对称壳体（complexsymmetry）第49页，讲稿共70张，创作于星期日50一、病毒壳体构成的原理一、病毒壳体构成的原理n n病毒壳体是由蛋白质亚基依据物理学的基本理论和几何学原理装配而成的。n n任何物质结构取得稳定的必要物理条件是，此结构必须任何物质结构取得稳定的必要物理条件是，此结构必须处于自由能最低状态，病毒壳体结构也不例外。处于自由能最低状态，病毒壳体结构也不例外。n n根据相对简

19、单的几何学原理，病毒壳体可采取的结构对称形式只能是圆柱体对称或者立体对称；由于病毒壳体的亚基数目有限，病毒壳体不可能形成球体对称。第50页，讲稿共70张，创作于星期日51病毒壳体对称类型病毒壳体对称类型烟草花叶病毒腺病毒大肠杆菌T偶数噬菌体遗传物质遗传物质蛋白质蛋白质遗传物质遗传物质蛋白质蛋白质遗传物质遗传物质蛋白质蛋白质第51页，讲稿共70张，创作于星期日52n n烟草花叶病毒（TobaccoMosaicTobaccoMosaicVirus,TMVVirus,TMV）是烟草普通花叶病的病原。TMV体外稳定性强，主要通过体外稳定性强，主要通过机械接触传播。烟草花叶病毒是一种机械接触传播。烟草花

20、叶病毒是一种RNARNA病毒，不含DNADNA，它有一个圆，它有一个圆筒状的蛋白质外壳，由筒状的蛋白质外壳，由2130个相同的个相同的亚基组成，内有一条亚基组成，内有一条RNA分子，沿着内壁在蛋白质亚基之间盘旋，结合6%RNA和和94%蛋白质。蛋白质。二、螺旋对称壳体二、螺旋对称壳体第52页，讲稿共70张，创作于星期日53二、螺旋对称壳体二、螺旋对称壳体n nTMVTMV的衣壳不是由其蛋白质亚基一个一个地装配而成的。而是先聚集形成许多双层（每层17个亚基，共个亚基，共 3434个亚基）盘状集个亚基）盘状集合体，然后，由于合体，然后，由于pH的降低与RNARNA的嵌入，这些双的嵌入，这些双 层盘

21、状集合层盘状集合体变成锁紧垫圈样体变成锁紧垫圈样 的、不完全啮的、不完全啮合的双圈螺旋状的装配单位，最后，合的双圈螺旋状的装配单位，最后，他们聚叠在一起装配成完整的他们聚叠在一起装配成完整的TMVTMV 第53页，讲稿共70张，创作于星期日54RNA壳粒第54页，讲稿共70张，创作于星期日55n nTMV是螺旋对称病毒的典型代表，无包膜，呈直杆状，长300nm300nm，直径，直径15-18nm15-18nm，轴孔直径4nm4nm。亚基右手螺。亚基右手螺旋排列，螺距旋排列，螺距2.3nm2.3nm。n n由由158个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，相对分子量为个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，相对

22、分子量为1750017500，总共，总共21302130个衣壳粒，排列成个衣壳粒，排列成130圈螺旋，TMV的核酸核心是单链的的核酸核心是单链的RNARNA，相对分子质量为，相对分子质量为260万，含万，含有有6390个核苷酸，每3 3个核苷酸与一个衣壳粒相结合，个核苷酸与一个衣壳粒相结合，盘绕于蛋白质的轴孔直径中。盘绕于蛋白质的轴孔直径中。第55页，讲稿共70张，创作于星期日56CubicHelical第56页，讲稿共70张，创作于星期日57三、二十面对称壳体三、二十面对称壳体正四面体 正六面体 正八面体 正十二面体正二十面体第57页，讲稿共70张，创作于星期日58构成二十面体对称壳体的两种

23、方式：构成二十面体对称壳体的两种方式：1 1、严格等价结合构成典型的二十面体对称壳体、严格等价结合构成典型的二十面体对称壳体2 2、准等价结合构成二十面体三角形壳体、准等价结合构成二十面体三角形壳体第58页，讲稿共70张，创作于星期日59严格等价结合构成典型的二十面体对严格等价结合构成典型的二十面体对称壳体称壳体n n2020个三角形沿一个球形表面排列而成的立体形状个三角形沿一个球形表面排列而成的立体形状n n相同亚基、立体旋转对称相同亚基、立体旋转对称n n核衣壳形成球状结构，壳粒排列成核衣壳形成球状结构，壳粒排列成2020面体对称型式，有面体对称型式，有2020个等边个等边三角形构成三角形

24、构成l2l2个顶、个顶、2020个面、个面、3030个棱的立体结构。病毒颗粒顶角由个棱的立体结构。病毒颗粒顶角由5 5个相同的壳粒构成，称为五邻体个相同的壳粒构成，称为五邻体(penton)(penton)第59页，讲稿共70张，创作于星期日60准等价结合构成二十面体三角形壳体准等价结合构成二十面体三角形壳体二十面三角体并非严格几何学意义的20面体第60页，讲稿共70张，创作于星期日61第61页，讲稿共70张，创作于星期日62第62页，讲稿共70张，创作于星期日63n n核衣壳形成球状结构，壳粒排列成核衣壳形成球状结构，壳粒排列成2020面体对称型式，有面体对称型式，有2020个等边三个等边三

25、角形构成角形构成l2l2个顶、个顶、2020个面、个面、3030个棱的立体结构。病毒颗粒顶角由个棱的立体结构。病毒颗粒顶角由5 5个相同的壳粒构成，称为五邻体个相同的壳粒构成，称为五邻体(penton)(penton)，而三角形面由，而三角形面由6 6个个相同壳粒组成，称为六邻体相同壳粒组成，称为六邻体(hexon)(hexon)。大多数球状病毒呈这种对称。大多数球状病毒呈这种对称型，包括大多数型，包括大多数DNADNA病毒、反转录病毒及病毒、反转录病毒及RNARNA病毒等。病毒等。第63页，讲稿共70张，创作于星期日64五邻体六邻体第64页，讲稿共70张，创作于星期日6520面体立体对称型面体立体对称型螺旋对称型螺旋对称型四、复合对称壳体四、复合对称壳体第65页，讲稿共70张，创作于星期日66头部头部尾鞘尾鞘尾丝尾丝刺突刺突基板基板尾管尾管n复合对称的代表复合对称的代表T T偶数噬菌体偶数噬菌体第66页，讲稿共70张，创作于星期日67刺突tail pinsPhaga,bacterioohaga95nm95nmheadnecktail（24环）环）尾丝尾丝(tail fibers)65nm第67页，讲稿共70张，创作于星期日68第68页，讲稿共70张，创作于星期日69第69页，讲稿共70张，创作于星期日感谢大家观看第70页，讲稿共70张，创作于星期日