第三章 病毒和亚病毒 108
齐鲁工业大学 周德庆微生物学 本科课件 第三章 病毒和亚病毒

烟草花 叶
烟草花叶病毒
感染烟草 感染兰花
第一节 病毒 四 、病毒粒子的不同结构
3、 复合对称病毒---------T4噬菌体 蝌蚪形:头部、颈部、尾部三部分 头部为20面体结构 尾部为螺旋对称结构
T4噬菌体
λ-噬菌体
第一节 病毒 五.病毒的群体特征
1.包涵体
某些病毒感染宿主细胞后,在宿主细胞中 出现的显微镜可见的小体。
3、空斑和病斑
以单层动物细胞受动物病毒侵染产生的透明斑为 空斑。
肿瘤病毒感染单层动物细胞,产生细胞剧增。称 为病斑
4、 枯斑 植物叶片上的植物病毒群体为枯斑。
噬菌体侵染 大肠杆菌
噬菌斑
噬放线菌斑
六、噬菌体(bacteriophage,phage) 的一般介绍
原核生物的病毒称为噬菌体, 真核生物的病毒为噬真菌体, 1987年电镜观察过2850种噬菌体,,其中2700种
1、繁殖过程 吸附---侵入----增殖(复制+合成)---装
配----释放 (20~60min)完成为烈性噬菌体; 长时间完成为温和性噬菌体
1.噬菌体的繁殖过程
(1)、吸附
尾丝与宿主特异结合,时间很短 宿主表面有多个吸附位点,如300, 不同噬菌体吸附的位点不同,如脂多糖、脂蛋白、
磷壁酸、鞭毛等, 吸附可以受外界条件的影响,如阳离子、辅助因
子、pH、温度等。
(1)、吸附
每一个敏感细胞所能吸附的相 应噬菌体的数量称为感染复数 (m.o.i),
m.o.i一般可达到250-360,超 大m.o.i可引起自外裂解
(2)、侵入
T4噬菌体从吸附到侵入只需15秒, 吸附引起构象变化,将核酸注入宿主
决定病毒感染的特异性,与宿主 特异亲和;
第03章 病毒与亚病毒因子

E.coli T系--phage
本节提要:
噬菌体的形态结构与组成 噬菌体的增殖 噬菌体的分离检出 噬菌体的应用和防治
一、噬菌体的形态结构与组成
噬菌体的形态结构与组成
1. 形态:
基本形态:
蝌蚪形——复合对称结构
微球形——廿面体对称结构 纤丝形——螺旋对称结构 形态可分6群。 复合对称结构
②用于生物防治。
病毒的形态结构
2.噬 菌 斑(plaque)
概念:将少量噬菌体与 大量敏感菌混合培养在 营养琼脂中,由于噬菌 体不断裂解细菌,在平 板上形成一个个透明圆 斑,称为噬菌斑。(每个
噬菌斑一般是由一个噬菌体 粒子形成的。)
应用: 噬菌斑可用于检 出、分离、纯化噬菌体 和进行噬菌体的计数。
•(2)特点:亚基的组成和数目 的不同是区别不同壳体蛋白 的标志
病毒的形态结构
(3)亚基形成衣壳的意义:
a.具较大的灵活性和方便性; b.减少形成畸形衣壳的可能性;
c.避免因合成错误而破坏结构; d.符合遗传节约原则。
病毒的形态结构
3. 核 衣 壳(nucleocapsid):
概念:又称核壳体; 病毒蛋白质衣壳与病 毒核酸的合称,为病 毒的基本结构。
• • • 储存病毒的遗传信息 控制病毒的遗传变异 控制病毒的增殖
•
控制病毒对宿主的感染性
病毒的大小和组成
(2)蛋 白
•结构蛋白
质
•非结构蛋白
病毒的大小和组成
①结 构 蛋 白(structural protein):
•概念:为形态完整、成熟的病毒粒子所 必需的
蛋白质,包括衣壳蛋白、包膜蛋白及组成酶系
病毒的大小和组成
2. 病毒的大小: 最大的病毒与最小的病毒
pw03第三章2亚病毒和病毒的应用

第二节
亚病毒
亚病毒:凡在核酸和蛋白质两种成分种,只含有 其中之一的分子病原体,称为亚病毒。该名词最 早是由Lwoff提出(1981年)。 有三类: 类病毒、拟病毒、朊病毒
第三章 病毒和亚病毒
一、类病毒(Viroid)
类病毒:只含有RNA一种化学组分、专性细胞内寄生的分子病原 体。 1、发现: 马铃薯纺锤形块茎病(potata spindle tuber disease, PSTD)是1922年在美国发现的,它可使马铃薯减产20~70%。 我国于1960年时在黑龙江省发现,减产极其严重。 • 1967~1971年在美国工作的瑞士学者Dimer发现,患PSTD的块 茎抽提物经超离心和凝胶电泳后,出现一条比一般病毒分子更 小的10S的区带(TMV19S)。经一系列试验后,证明它是一个 没有衣壳包裹的RNA分子,经过电镜观察,发现它是一条长 50nm的棒状dsRNA分子,他称它为STV。 • 从此,一类新的病原体—类病毒就被广泛承认并进行了深入的 研究。在1977~1988年间陆续发现的类病毒已有18种,例如番茄 散顶病、柑橘裂皮病、菊花矮化病、菊花褪绿斑驳病、黄瓜白 果病、椰子死亡病和酒花矮化病等的类病毒。
第三章 病毒和亚病毒
2、关于拟病毒的复制机制 • 拟病毒的复制是以自身侵染性RNA分子为模板,借助寄主 细胞内依赖于RNA的RNA聚合酶进复制。 • 具体过程是:先以滚环方式合成一条高分子量多拷贝的负 链RNA,再以负链为模板合成一系列的正链RNA,于是形 成了一个双链的复制中间体,然后在从复制中间体上产生 线状的ssRNA-3分子,ssRNA-3再在RNA连接酶的作用下 环化成RNA-2这种拟病毒分子。
第三章 病毒和亚病毒
现将它们的核酸拟病毒极其微小,一般仅由裸露的RNA或DNA 组成。被 拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒,拟病毒则成为它 的“卫星”病毒。 • 拟病毒它是一些必须依赖辅助病毒才能复制的小分子核酸 片段,它被包装在辅助病毒的壳体中,本身对于辅助病毒 的复制不是必需的,而且它与辅助病毒的基因组无明显的 同源性。拟病毒利用辅助病毒的复制酶进行复制,犹如病 毒利用宿主细胞的能量、原料及酶进行复制一样。故可认 为拟病毒是寄生于辅助病毒粒子中的分子寄生物。
第三章 病毒与亚病毒

离心或用抗病毒血清处理, 去除游离的噬菌体 高倍稀释菌悬液(避免多次吸附) 37℃培养,定时取样
效价的测定(双层平板法)
(对噬菌体含量进行计数)
以培养时间为横坐标, 以噬菌斑数为纵坐标, 绘制成的曲线为一步生 长曲线。 可分以下阶段:
噬菌体的形态与构造
谷氨酸发酵中所发现的噬菌体 E.coli的T偶数系列噬菌体
从形态学上可将噬菌体分为六群
以大肠杆菌T4噬菌体为例 头部:廿面体对称结构,由 蛋白质衣壳构成,内含一条 DNA。 颈部:薄盘状,附颈须。 尾鞘:长95nm, 衣壳粒螺 旋对称;可伸缩。 尾髓:中空,DNA可由此进 入细胞。 基板: 六角形盘状物,其上 有刺突、尾丝。 刺突: 有吸附功能。 尾丝: 有识别吸附功能。
用噬菌斑法类似的技术。
枯斑(lesion)
• 一些植物病毒会在茎、叶等植物组织上形 成一个个褪绿或坏死的斑块。
群体形态有助于病毒的分离、纯化、鉴定和计数
病毒的增殖
• 病毒的增殖(viral multiplication)是病毒 基因组复制与表达的结果,它不同于其它 生物的繁殖方式,又称为病毒的复制 (viral replication)。 • 病毒的种类很多,它们的增殖方式既有共 性又有各自的特点,这里以研究得最为深 入的E.coli T偶数噬菌体为代表,讲述病 毒的增殖过程,其它病毒则介绍其增殖特 点。
是一个依赖于能量的感染步骤。 • 不同的病毒侵入宿主细胞的方式
不同
有伸缩尾的噬菌体:采用注射方式将噬菌体核酸注入细胞
尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖, 使细胞壁产生小孔;尾鞘收缩, 核酸通过中空的尾管压入胞内,
蛋白质外壳留在胞外;
吸附
尾钉固着
尾鞘收缩
尾管穿入
03 第三章 病毒和亚病毒

4)病毒的糖类
某些病毒含有少量的糖类。糖类主要是以寡糖侧链存在于病毒糖 蛋白和糖脂中,或以粘多糖形式存在。除了有包膜病毒的糖蛋白刺突 外,某些复杂病毒的病毒颗粒还含有内部糖蛋白或者糖基化衣壳蛋白。 糖蛋白还是重要的免疫原,例如抗流感病毒血凝素的血清具有明显的 病毒中和作用。
5)其他化学成分
一些动物病毒、植物病毒和噬菌体病毒颗粒内,存在一些丁二胺、 亚精胺、精胺等阳离子化合物。某些植物病毒中还存在金属阳离子。 这些含量极微的有机阳或无机阳离子与病毒核酸呈无规则的结合,对 核酸的构型有一定影响。其结合量仅与环境中相关离子浓度有关,是 病毒装配时从环境中获得的不恒定成分。
二、 病毒的主要类群与繁殖方式
(一)病毒的主要类群与分类系统
1.病毒的分类系统
属(genus)、种(species)分类阶元。 国际 病 毒 分 类委 员 会 (International committee on taxonomy of
国际病毒分类系统采用目(order)、科(family)、亚科(subfamily)、
病毒的非结构蛋白数量和功能依据病毒的种类、病毒基因
组的复杂程度和病毒复制时期的不同而不同。
有的具有酶活性,参与和调控病毒的复制与转录。 有的具有抗凋亡、抗细胞因子活性及干扰抗原递呈的功能, 如口蹄疫病毒的 3ABC蛋白已经用来区分野毒感染和弱毒苗免疫。
3)病毒的脂类
病毒脂类是病毒在成熟释放过程中从宿主细胞获得,主要存在于 病毒的包膜,约占其结构成分的 20%-35%。但痘病毒脂类的含量约占 5%,而狂犬病毒脂类的含量高达50%。
RNA: 线状单链
双链
小 RNA 病毒、披膜病毒、RNA 噬菌体、烟草花叶病毒和大多植物病 毒 线状、单链、负链 弹状病毒、副粘病毒 线状、单链、分段、正链 雀麦花叶病毒(多分体病毒) 线状、单链、二倍体、正链 逆转录病毒 线状、单链、分段、负链 正粘病毒、步尼亚病毒、沙粒病毒 (步尼亚病毒和沙粒病毒有的 RNA 节段为双义) 线状、双链、分段 呼肠孤病毒、噬菌体 Φ 6,许多真菌病毒
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第三章病毒和亚病毒A部分习题一、选择题1。
病毒的大小以( )为单位量度。
A。
m B.nm C.mm2。
E。
coli T4噬菌体的典型外形是:()A。
球形B。
蝌蚪形 C.杆状 D.丝状3. 类病毒是一类仅含有侵染性( )的病毒。
A.蛋白质B。
RNA C。
DNA D.DNA和RNA。
4.病毒壳体的组成成份是:()A.核酸B.蛋白质C.多糖D。
脂类5.病毒囊膜的组成成分是:( )A.脂类B.多糖C。
蛋白质6. 病毒含有的核酸通常是:()A。
DNA和RNA B.DNA或RNA C。
DNA D.RNA7.最先发现病毒的是:( )A。
巴斯德B。
柯赫C。
伊万诺夫斯基D。
吕文虎克8.CPV是( )A。
颗粒体病毒B。
质多角体病毒 C.核多角体病毒9.NPV是( )A。
核多角体病毒 B.质多角体病毒 C.颗粒体病毒10.GV是:()A.无包涵体病毒B。
颗粒体病毒 C.核多角体病毒11.噬菌体是专性寄生于()的寄生物。
A。
细菌 B.酵母菌C。
霉菌12.病毒的分类目前以()为主。
A。
寄主B。
形态C。
核酸13.最先提纯的结晶病毒是:()A。
烟草花叶病毒 B.痘苗病毒C。
疱疹病毒D。
流感病毒14.在溶源细胞中,原噬菌体以()状态存在于宿主细胞中.A.游离于细胞质中B。
缺陷噬菌体C。
插入寄主染色体15.溶原性细菌对()具有免疫性。
A.所有噬菌体B.部分噬菌体C.外来同源噬菌体D。
其它噬菌体二、是非题1. 原噬菌体即插入寄主染色体DNA上的噬菌体DNA。
( )2. 溶源性细菌在一定条件诱发下,可变为烈性噬菌体裂解寄主细胞。
()3. T4噬菌体粒子的形态为杆状.( )4。
所有昆虫病毒的核酸都是ssRNA。
()5. DNA病毒以双链为多,而RNA病毒以单链为多.()6。
植物病毒的核酸主要是DNA,而细菌病毒的核酸主要是RNA。
()7. 大肠杆菌噬菌体靠尾部的溶菌酶溶解寄主细胞壁后靠尾鞘收缩将DNA注入寄主细胞.( )8.一种细菌只能被一种噬菌体感染。
第3章_病毒与亚病毒因子作业(答案):总结计划汇报设计可编辑

第3章:病毒和亚病毒因子填空题:1、病毒分为和,真病毒、亚病毒因子2、病毒直径很小,通常用作为度量单位,病毒、细菌和真菌个体直径比约。
nm、1:10:1003、病毒粒的基本成分是和。
核酸、蛋白质4、病毒的核酸位于病毒颗粒的中心,称为,蛋白质包围后形成。
核心或基因组,衣壳5、病毒粒的对称体制有、和。
螺旋对称、二十面体对称、复合对称6、病毒粒大量聚集后可以形成具有一定形态和构造的特殊“群体”,植病毒在细胞内形成,在植物叶片上形成;噬菌体在细菌菌苔上形成;动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成。
包涵体、枯斑、噬菌斑、空斑7、T4噬菌体由、和三部分组成。
头部、颈部、尾部8、噬菌体的繁殖一般分为5个阶段,即、、、和。
凡是在短时间内连续完成5个阶段的噬菌体称为,其经历的繁殖过程称为,在短时间内不能连续完成5个阶段的噬菌体称为。
吸附、侵入、增殖(复制与生物合成)成熟(装配)、裂解(释放)、烈性噬菌体、裂解性周期或增殖性周期、温和噬菌体9、烈性噬菌体以进行繁殖,从生长曲线上可以分为、和三个阶段。
核酸复制、潜伏期、裂解期、平稳期10、温和性噬菌体侵入寄主细胞并不立即引起宿主细胞裂解的现象称为,带有温和性噬菌体基因组的细菌称为,整合在细菌基因组上的噬菌体基因组称为。
溶源性、温和噬菌体、前噬菌体11、温和性噬菌体侵入宿主细胞后,即可以进行循环繁殖,又可以进行循环繁殖,所以其在宿主细胞内存在的形式有、和三种状态。
裂解性、溶源性、游离态、整合态、营养态12、病毒同细胞生物之间的最主要区别:病毒侵入细胞后,向寄主细胞提供物质,利用寄主细胞的系统进行。
遗传、合成、复制13、人和动物病毒的形态一般为,植物和昆虫的病毒形态一般为,而原核生物的病毒形态一般为。
球状、杆状、复合型14、TMV病毒粒子的形状为,所含核酸为。
杆状、ssRNA15、T4噬菌体感染寄主细胞依靠将注入寄主细胞。
尾鞘收缩、头部核酸(DNA)16、病毒是一种无细胞结构,能通过,严格寄生于超显微生物。
chap3病毒和亚病毒

补:脊椎动物病毒
脊椎动物 病毒繁殖
2.侵入:病毒被吞噬到囊泡中, 囊膜破裂, 病毒核酸被释放到 细胞质。
3.生物合成: 在病毒基因控制下, 细胞 合成新病毒的基本成分,核酸、衣壳 粒蛋白和刺突蛋白。
5.释放:有囊膜病毒以出芽方式离 开细胞膜,携带着含刺突的囊膜。 成熟的病毒粒子成病毒囊膜 的细胞膜中,核酸和衣 颗粒蛋白装配成核衣 壳。
细菌噬菌体 1915 年英国人陶尔德 (Twort) 在培养葡萄球 菌时,发现菌落上出现透明斑。用接种针接触 透明斑后,再向另一菌落上接触,不久接触的 部分又出现透明斑。 1917 年在法国巴黎巴斯德 研究所工作的加拿大籍微生物学家第赫兰尔 (d ′ Herelle) 也观察到痢疾杆菌的新鲜液体培养物 能被加入的某种污水的无细菌滤液所溶解,混 浊的培养物变清。若将此澄清液再行过滤,并 加到另一敏感菌株的新鲜培养物中,结果同样 变清。以上现象被称为陶尔德—第赫兰尔 (Twort — d'Herelle) 现象。第赫兰尔将该溶菌 因子命名为噬菌体 (bacteriophage , phage) 。
噬菌体是感染细菌、放线菌和蓝细菌等原核微生物 的病毒,噬菌体具有病毒的一般特性,包括噬细菌 体 (bacteriophage) 、 噬 放 线 菌 体 (actinophage) 和 噬 蓝 细 菌 体 (cyanophage)。,分布广泛。根据其核酸类型 可分为dsDNA病毒、ssDNA病毒、dsRNA病毒 和ssRNA病毒,一般无被膜,主要有蝌蚪形、微 球形和丝型。噬菌体的发生在工业生产上会造成
伊波拉病毒没有疫苗针可打、无药可救,死亡率更高达百分之九十,患上了 几乎也等如判了死刑。这种病例死状悽惨,病人感染病毒后四天,会出现类 似感冒症状,发烧、头痛、喉咙痛、肌肉酸痛无比的症状。接著,体内的器 官开始糜烂成半液体的状态,微血管的内皮细胞受伤后,便开始漏出液体及 血浆蛋白质。 “由于病人体内器官组织坏死分解,病人不断地从口中呕出坏死组织,感觉 上就像一个大活人在眼前溶化,直到崩溃而死”一个医生如是形容伊波拉病 人。
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Structure of the virus
Nucleic acid (DNA or RNA)
nucleocapsid
Viron Capsid (protein) Envelope (glycoprotein)
Fig. (a) unenveloped/helical (tobacco mosaic virus): (b) unenveloped/icosahedral (adenovirus); (c) enveloped/helical (paramyxovirus): (d) enveloped/ icosahedral (herpesvirus).
Immunoelectron microscopy
Methods of study(4)
Electron cryomicroscopy (电子低温显微术) reduces the risk of seeing artifacts as may be unavoidable by negative staining. High
A virus particle has thus been defined
as a structure which has evolved to transfer nucleic acid from one cell to another. The nucleic acid found in the particle is either DNA or RNA, is single- or double-stranded and linear or segmented. In some cases the nucleic acid may be circular.
Diagrammatic representation of the structure of virus particles
Glycoprotein
45nm
envelope
90nm
Icosahedral capsid containing DNA
herpes simplex (l) has a loose-fitting envelope, whereas adenovirus (R) is non-enveloped.
Electron cryomicroscopy
Methods f study(5)
X-ray diffraction of virus crystals is the ultimate in determining the ultrastructure of virion morphology. (是对病 毒形态和超显微结构分析的主要方法)At present, only simple viruses can be crystallized. More complex viruses are analyzed by attempting to form crystals of sub-particular molecules. The X-ray diffraction pattern of the virion particle allows mathematical processing, which can predict the molecular configuration(分子构型) of the virus particle .
Diagrammatic representation of the structure of virus particles
RNA
180nm
Reverse transcriptase 100nm
Lipid membrane
Rabies virus(l)and HIV(R) have tight-fitting envelopes.
viroid(类病毒) ——independent infectious RNA only virusoid(拟病毒)——non-independent infectious RNA only prion(朊病毒)——protein only
1. definitions
Viruses are obligate intracellular parasites which can only be viewed with the aid of an electron microscope. They vary in size from approximately 20-200 nm. In order to persist in the environment they must be capable of being passed from host to host and of infecting and replicating in susceptible host cells.
Chapter 3
virus and subvirus
Section 1
Virus structure
Euvirus :at least contains two components—— nucleic acid and protein
Subvirus:molecular pathogen includes:
More complicated viruses have their nucleic acid surrounded by a protein coat which is further engulfed in a membrane structure, an envelope consisting of virally coded glycoproteins derived from one of several regions within the infected cell during the maturation of the virus particle. The genetic material of these complex viruses encodes for many dozens of virus specific proteins.
2. Methods of study(1)
While the electron microscope (EM) had been known for many years, the invention of the negative-staining technique in 1959 revolutionized studies on virus structure. In negative-contrast EM, virus particles are mixed with a heavy metal solution (e.g. sodium phosphotungstate磷钨酸盐) and dried onto a support film. The stain provides an electron-opaque background against which the virus can be visualized。
Electron microscopy
Methods of study(3)
Immunoelectron microscopy is used to study those viruses which may be present in low concentrations or grow poorly in tissue culture (e.g. Norwalk virus). These clumps of virus are more readily observed.
The complete fully assembled virus is termed the virion. It may have a glycoprotein envelope which has peplomers (包膜粒)(projections, spike突起,刺突) which form a „fringe边缘‟ around the particle. The protein coat surrounding the nucleic acid is referred to as the capsid . The capsid is composed of morphological units or capsomers(衣壳粒). The type of capsomer depends on the overall shape of the capsid, but in the case of icosahedral capsids the capsomers are either pentamers or hexamers(五邻体或六邻体). The combined nucleic acid-protein complex which comprises the genome is termed the nucleocapsid(核 衣壳), which is often enclosed in a core within the virion.
X-ray diffraction
Summarize methods of studying
Negative-staining technique Electron microscopy Immunoelectron microscopy Electron cryomicroscopy X-ray diffraction
Negative-staining technique
Methodes of study (2)
Observation under the electron microscope has thus allowed the definition of virus morphology at the 5077A resolution level. In addition, negative staining of thin sections of infected cells has allowed definition of structures which appear during virus maturation and their interactions with cellular proteins.