病毒一般是指由核酸和蛋白质外壳组成的具有侵染活性的细胞内寄生生...
高一生物必修一病毒知识点
高一生物必修一病毒知识点病毒是一种微小的寄生生物，它们无法独立生存并进行自我复制，必须依附于宿主细胞才能完成自身的生命周期。
病毒对人类和其他生物的健康造成了巨大的威胁，因此对于病毒的了解和研究显得尤为重要。
本文将从病毒的结构、感染方式、繁殖方式、与人类健康的关系等方面，深入探讨高一生物必修一的病毒知识点。
一、病毒的结构病毒是由遗传物质（DNA或RNA）和蛋白质构成的微生物结构。
一般来说，病毒主要包含以下几个部分：核酸（包括基因组和复制所需的辅助基因、调控基因等）、蛋白质外壳（也称为壳或衣壳）和尾部纤维（某些病毒具有）。
病毒没有细胞壁和细胞膜，也没有细胞器和代谢机制。
二、病毒的感染方式病毒感染是指病毒侵入宿主细胞的过程。
病毒可以通过空气飞沫、接触传播、食物或水传播等方式进入人体。
其中，空气飞沫是最常见的传播方式，例如感冒病毒就是通过打喷嚏、咳嗽时的飞沫传播给他人。
其他病毒如乙肝病毒、艾滋病病毒等则可以通过血液传播。
此外，某些病毒还可以通过动物和昆虫进行传播。
三、病毒的繁殖方式病毒的繁殖方式主要有两种：寄生式和裂解式。
寄生式繁殖方式是指病毒侵入宿主细胞后，利用宿主细胞的代谢机制进行自身复制。
病毒可以利用宿主细胞的核酸合成酶来合成自身的遗传物质，并利用宿主细胞的核糖体合成自身的蛋白质。
而裂解式繁殖方式是指病毒侵入宿主细胞后，破坏宿主细胞的结构，使其溢出成熟的病毒颗粒。
四、病毒与人类健康的关系病毒是引起许多人类疾病的主要原因之一。
一些病毒如流感病毒、乙肝病毒、艾滋病病毒等可以引起严重的传染性疾病，给人类的生命安全造成威胁。
此外，一些病毒还可以导致慢性感染，如带状疱疹病毒、单纯疱疹病毒等。
此外，病毒还与一些癌症的发生有关，如人乳头瘤病毒（HPV）与宫颈癌的关系密切。
因此，加强对病毒的研究和预防显得尤为重要。
总结起来，病毒是一种微小的寄生生物，它们无法独立生存并进行自我复制。
病毒的结构包括核酸、蛋白质外壳和尾部纤维等部分。
关于病毒高中生物知识点
关于病毒高中生物知识点病毒是一种微小的传染性生物体，由核酸（DNA或RNA）包裹在蛋白质外壳中构成。
病毒无法自行繁殖，必须寄生在宿主细胞内才能进行繁殖。
在高中生物教育中，对病毒的学习是非常重要的，因为它们是引发多种疾病的主要原因之一。
本文将通过逐步思考的方式介绍有关病毒的高中生物知识点。
1.什么是病毒？病毒是一种非细胞的微生物，其核酸包裹在蛋白质的外壳中。
病毒不能自主生长和繁殖，需要寄生在宿主细胞内才能进行复制。
2.病毒的结构病毒主要由核酸和蛋白质构成。
病毒的核酸可以是DNA或RNA，它们携带着病毒的遗传信息。
核酸被包裹在一个蛋白质的外壳中，称为病毒壳或衣壳。
有些病毒还具有额外的外膜。
3.病毒的寄生生活方式病毒无法独立进行代谢活动，也无法自主生长繁殖。
它们只能通过感染宿主细胞来复制自己。
病毒通过寄生于宿主细胞内，利用宿主细胞的代谢系统合成自己的核酸和蛋白质。
4.病毒的感染过程病毒感染宿主细胞的过程可以分为吸附、透入、复制和释放四个步骤。
首先，病毒通过与宿主细胞的受体结合来吸附在宿主细胞表面。
然后，病毒进入宿主细胞内，释放核酸并透过宿主细胞膜。
接下来，病毒利用宿主细胞的代谢系统复制自己的核酸和蛋白质。
最后，新的病毒通过破坏宿主细胞而释放出来，继续感染其他健康细胞。
5.病毒的分类病毒可以根据它们的核酸类型、外壳形状和宿主范围进行分类。
根据核酸类型，病毒分为DNA病毒和RNA病毒。
根据外壳形状，病毒可以是多面体病毒（如腺病毒）或直杆状病毒（如流感病毒）。
根据宿主范围，病毒可以是人类病毒、动物病毒或植物病毒。
6.病毒与人类健康病毒是引发多种疾病的主要原因之一。
例如，流感病毒引发流感，艾滋病毒引发艾滋病。
病毒还可以引发感冒、水痘、麻疹等常见疾病。
了解病毒的感染过程和分类对预防和治疗病毒感染至关重要。
7.防治病毒感染的方法预防病毒感染的最有效方法是注射疫苗。
疫苗可以激活人体免疫系统产生特异性抗体来抵抗病毒感染。
七年级生物病毒知识点
七年级生物病毒知识点生物病毒是一种寄生生物，由核酸和蛋白质组成，无法自主繁殖，需要寄生在细胞内复制。
在生命体系中具有重要意义，既可以引起各种疾病，又可以应用于治疗和基因工程。
下面将详细介绍七年级生物学中的病毒知识点。
一、病毒的形态与结构病毒一般为一种非常小的微粒，其结构由核酸和蛋白质外壳构成，其外形多种多样，如病毒粒子状、线状、球形等。
病毒大多数具有壳和核酸，壳与核酸之间有空隙，且壳具有分子筛作用，只允许小于病毒粒子大小的物质通过。
二、病毒的寄生与感染病毒需要依赖宿主细胞的代谢机制来进行自身复制繁殖。
病毒侵入宿主细胞后，将遗传物质注入宿主细胞内，利用宿主细胞的合成系统，复制自身基因组，并合成病毒蛋白，最后再组装为新的病毒颗粒并释放。
病毒的感染方式有空气传播、食品、水和接触传播等方式，感染后人体会出现相应的症状。
三、病毒的分类病毒可分为DNA病毒和RNA病毒两类。
DNA病毒的遗传物质为双链DNA，常见的病毒有乙型病毒、水痘病毒、流行性感冒病毒等。
RNA病毒的遗传物质为单链RNA，常见的病毒有艾滋病毒、流行性感冒病毒、丙型肝炎病毒等。
四、病毒的治疗对于病毒感染疾病，虽然病毒无法根治，但可以通过药物控制其繁殖，减轻感染症状。
目前常用的治疗手段有抗病毒药物和疫苗接种。
抗病毒药物可以通过抑制病毒的复制来控制病情，而疫苗接种则可以提高人体免疫水平，增强抵抗病毒的能力。
五、病毒在基因工程中的应用病毒在基因工程中有着广泛的应用，可用作载体，将外来基因导入细胞内，促进转基因研究；也可以利用病毒对细胞的寄生特性，将治疗性基因导入体内治疗疾病。
总的来说，病毒是一种特殊的生物，具有重要的生物学意义和应用前景。
充分理解病毒知识点，不仅可以帮助我们更好地了解疾病的发生和治疗，还能在基因工程等领域中得到广泛应用。
微生物学的病毒的名词解释
微生物学的病毒的名词解释在微生物学领域中，病毒是一种微小的传染性生物体，也是人类和其他生物体中最简单的生命形式之一。
病毒由核酸（DNA或RNA）和蛋白质组成，其尺寸非常小，只有细胞的几分之一甚至更小。
尽管病毒不是真正的活体，但它们能够在感染宿主细胞后进行复制和繁殖。
1. 病毒的结构病毒主要由保护核酸的外壳（外膜）和遗传物质组成。
外壳由蛋白质组成，它可以为病毒提供结构支持并保护核酸免受环境的影响。
病毒的核酸可以是DNA或RNA，其遗传物质携带了编码病毒蛋白质的信息。
2. 病毒的寄生性病毒被认为是寄生生物，因为它们需要寄生在宿主细胞内才能完成其复制和繁殖。
病毒通过连接到宿主细胞上的特定受体来感染细胞，并释放其核酸进入宿主细胞内。
一旦核酸进入细胞，病毒将利用细胞的自身机制来复制自己的遗传物质和制造蛋白质，然后装配成新的病毒颗粒。
3. 病毒的分类根据病毒的核酸类型、壳体结构和感染宿主的特点，病毒可以分为多个不同的家族和属。
病毒可以感染细菌、植物、动物和人类等不同类型的宿主。
一些常见的病毒家族包括噬菌体、腺病毒、带壳的病毒（如HIV和流感病毒）等。
4. 病毒的扩散途径病毒可以通过不同的途径传播到宿主个体中。
例如，空气传播的病毒通过患者的呼吸道分泌物（如飞沫）进入他人身体；食物和水源也可能被感染了病毒的个体所污染而成为传播途径之一。
此外，虫媒介传播的病毒，如蚊子传播的登革热病毒，也是一种常见的传播方式。
5. 病毒的疾病病毒感染可以导致广泛的疾病，包括感冒、流感、水痘、腮腺炎等。
一些病毒还会引发更严重的疾病，如艾滋病、登革热和埃博拉病毒感染等。
这些病毒可以对宿主的免疫系统造成损害，并破坏宿主细胞的正常功能。
6. 病毒的治疗和预防对于许多病毒感染，目前还没有有效的治疗方法。
然而，疫苗是预防许多病毒感染的有效手段。
疫苗可以通过激活免疫系统，使其产生抗体来抵抗病毒感染。
此外，保持良好的个人卫生和使用个人防护措施也是减少病毒传播的重要途径。
高中生物知识点-病毒
高中生物知识点-病毒
高中生物的病毒部分，以下是一些基本知识点：
1. 病毒的结构：病毒是一种非细胞的微生物，由核酸（DNA或RNA）包裹在蛋白质壳内，有些病毒还有外包膜。
2. 病毒的寄主：病毒只能依靠感染寄生生物细胞才能复制繁殖，寄主可以是动物、植
物或微生物。
3. 病毒的生命周期：病毒感染宿主细胞后，会进入细胞内，释放出核酸，并利用宿主
细胞的机制进行复制和合成蛋白质。
最后，新的病毒粒子会组装起来，破坏宿主细胞
并释放出去。
4. 病毒的传播：病毒可以通过空气中的飞沫、接触、食物或水源传播给宿主。
一些病
毒也可以通过昆虫或其他介体传播。
5. 病毒与人类健康：一些病毒可以引起人类疾病，如感冒、流感、艾滋病、登革热等。
病毒也可以导致人类组织和器官的损害，例如乙肝病毒会导致肝脏炎症。
6. 病毒的防治：预防病毒感染的方法包括接种疫苗、保持良好的卫生习惯、避免接触
感染源等。
对于某些病毒感染，可以通过特定的抗病毒药物进行治疗。
7. 病毒与基因工程：病毒在基因工程中也有广泛应用。
例如，病毒载体可以用作基因
传递工具，将外来基因导入宿主细胞，用于基因治疗或基因克隆等。
这些是高中生物学中关于病毒的一些基本知识点，可以作为学习的起点，深入探讨病
毒的类别、病毒性疾病和不同病毒的特点。
什么是病毒
什么是病毒
病毒是一种非细胞生命形态，由一个核酸长链和蛋白质外壳构成，其复制、转录、和转译的能力都是在宿主细胞中进行的。
病毒没有自己的代谢机构和酶系统，因此离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。
病毒可以感染几乎所有具有细胞结构的生命体，其存在在地球上有着重大意义。
病毒扮演着极为重要的角色，是生命进化的推动者，同时也是整个生态系统正常运转的支撑者。
以上信息仅供参考，建议查阅专业书籍或咨询专业人士获取更全面和准确的信息。
病毒名词解释
病毒名词解释病毒是一种生物粒子，由核酸（DNA或RNA）包裹在蛋白质的外壳中，无法自主繁殖和生长，依靠寄生在宿主细胞内进行复制和传播。
病毒是生物界中最小的生命形式之一，其大小一般在20至300纳米之间。
病毒可以感染包括动物、植物和微生物等广泛范围的生物。
病毒的面貌多种多样，根据其形态和功能特点，可以分为不同的类型。
典型的病毒结构包括核酸核心和蛋白质的外壳。
核酸核心可以是DNA或RNA，其功能是存储和传递病毒的遗传信息，控制病毒的复制和生长。
外壳由蛋白质组成，具有保护核酸和与宿主细胞相互作用的功能。
根据外壳的结构和组织方式，病毒可以被分类为头部-尾部状、聚核糖体或薄壳型等不同类型。
病毒通过寄生在宿主细胞内进行复制和传播。
它们依靠专门的结构和机制进入宿主细胞，将其核酸注入宿主细胞内。
一旦病毒的核酸进入宿主细胞，它就利用宿主细胞的生物合成机制来合成自己的核酸和蛋白质。
此后，新生病毒颗粒会组装成熟，进一步感染其他宿主细胞，蔓延传播。
病毒可以引发广泛的疾病，包括感冒、流感、肝炎、登革热、艾滋病等。
它们通过侵入人体细胞，破坏细胞结构和功能，干扰人体正常的生理过程。
一些病毒还会采取隐藏和休眠的策略，长期寄生在宿主体内，导致慢性感染和疾病复发。
为了对抗病毒感染，人类发展了许多抗病毒治疗方法。
例如，通过药物抑制病毒的复制和生长，以减轻感染的程度和时间。
另外，疫苗也是预防病毒感染的重要手段。
疫苗可以引入疫苗中所含有的病毒成分，刺激人体产生免疫反应，增强人体对病毒的抵抗力。
尽管人类与病毒之间的战争持续了数千年，但病毒仍然是一个巨大的挑战。
由于其变异能力和适应性，病毒可以不断地出现新的品种和毒株，使我们的抵抗能力成为永恒的课题。
因此，加强病毒研究和预防措施，提高公众对病毒的认识，以及发展新的治疗手段和疫苗，对人类的健康和生存至关重要。
病毒的结构与生物学特性
病毒的结构与生物学特性病毒是一种微生物，由于其特殊的结构和生物学特性，成为了医学研究的重点。
病毒通常是由核酸和蛋白质组成的，它可以感染细胞并破坏其功能，导致各种疾病的发生。
因此我们需要深入了解病毒的结构与生物学特性来预防和治疗疾病。
一、病毒的结构病毒由一段基因组成的核酸和一层外壳蛋白组成。
核酸可以是DNA或RNA，外壳蛋白包裹着核酸形成了病毒颗粒。
病毒的颗粒外层通常被称为病毒衣壳，它可以具有不同的外形、大小、复杂程度和组成。
病毒的外壳蛋白是由病毒基因编码合成的，它可以提供病毒与宿主细胞的互作因素，如病毒识别宿主、病毒进入宿主等。
病毒的核酸和外壳蛋白的组成比例是不同的，它可以是针状、球状、棒状或其他形状。
核酸的长度也不相同，有些病毒只有几千个碱基，而另一些病毒的基因组可以包含数十万个碱基。
如同种族多样化一样，病毒也有许多类型和亚型，因为病毒的基因组可以经常发生变异。
二、病毒的生物学特性病毒的生物学特性包括它的寄生性、复制和病毒感染引起的疾病。
1. 寄生性病毒是一种寄生生物，必须寄生在细胞内才能生存和复制。
病毒只能通过感染宿主细胞来繁殖，而且它不能自主复制自己的核酸。
病毒依附在宿主细胞表面后，就会将其核酸注入宿主细胞内。
然后它就会利用宿主细胞的物质，开始复制自己的RNA或DNA，以便为后续的复制和感染提供足够的物质基础。
2. 复制病毒的复制是一个复杂的过程，需要用到许多宿主细胞的物质和酶。
在寄生宿主细胞之后，它将会利用宿主细胞的机制，先复制RNA或DNA，然后合成外壳蛋白和核酸。
当病毒达到一定数量时，它就会从宿主细胞中释放出来，开始新的感染过程。
3. 疾病病毒感染往往会引起各种疾病，如感冒、流感、艾滋病、登革热、肝炎等。
在感染过程中，病毒会进入宿主细胞并感染细胞。
细胞会受到严重损害，导致机体免疫系统的反应，最终导致疾病的发生。
病毒的感染还会导致机体抵抗力下降，易受到其他病菌感染。
三、结论病毒作为一种寄生生物，在我们生活中发挥着重要的作用。
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病毒的结构与研究技术柳正(0313302152)中山大学生命科学学院摘要:文章简要介绍了病毒常见的三维结构,并且介绍了研究病毒三维结构的方法,X射线单晶衍射分析技术,电子显微学技术,核磁共振技术.关键词:正二十面体;螺旋对称;X射线衍射;核磁共振;冷冻电镜三维重构.病毒一般是指由核酸和蛋白质外壳组成的具有侵染活性的细胞内寄生生物.迄今为止是人们在超微世界里所认识的最小生物之一[1].自从人们发现病毒以后,对病毒形态与结构研究一直是病毒学家孜孜探索的课题,病毒的形态结构是自然选择的结果,是功能的体现者.其生理状态结构的真实阐明是对其生存机制和侵染功能了解的有效途径,自1935年美国科学家Stanly获得烟草花叶病毒(TMV)的结晶,1939年德国科学家Kausch 利用电子显微镜看到TMV 长形粒子以来, 原有研究病毒的结构技术不断更新,新技术不断涌现.[2]1病毒的形态结构病毒的形态是多种多样的,在电子显微镜下不同的病毒有不同的形态,同一种病毒也不尽相同.最初应用电镜技术观察病毒形态只有球形,杆状,蝌蚪形.随着研究技术发展,对病毒的形态结构越来越精细,球状,弹状,砖形,冠状,杯状,轮状,肾形,等多种多样的形状,从这些千差万别的形态中,病毒取型只有两种基本的形状,一是多面体型,另外一种是螺旋型.根据病毒本身形态结构特点,和衣壳对称型划分为四种,.二十面体对称病毒,螺旋对称病毒,复合对称病毒,复杂对称病毒.[3]其它相关形态空瘪型病毒颗粒,在对称壳膜病毒感染的细胞中,往往见到中空的或者空瘪形的病毒颗粒,是由于其中核酸没有或者含量较少,有学者认为存在这种可能是病毒样品处理过程中,病毒遭到破坏,核酸丢失造成,另一种可能壳膜装配时核酸还没有装入进去的暂时形态.病毒的衣膜在其壳膜外表面有一层含有磷脂的衣膜,其来源包括有宿主细胞的质膜或者宿主细胞的核膜如疱疹病毒在核内装配核壳,当它经过核膜时带上一层外膜,当从细胞质卷出胞外时又带有另外一层细胞膜.把这类带有来自宿主细胞的膜性结构称为披膜病毒.[4]1.1正二十面体病毒结构在立体对称中,除了一些噬菌体具有八面体对称外,Crick和Watson断定有些球形病毒时二十面体对称的.现已已经证实许多动物病毒都具有二十面体对称.一般说来,正二十面体衣壳分两级形态结构:一是由蛋白质原体的短带形成电镜可见的壳粒结构,二是由壳粒进一步排列形成的衣壳.原体和壳粒都是通过非共价键结合在一起,原体间键比壳粒间键要短.这造成在电镜下能够看到区分壳粒,而不能区分原体.衣壳呈二十面体对称,主要由它的蛋白质一级结构决定,是原体和壳粒遵循几何晶体集结形成的.空心衣壳在提纯时往往可以解离成完整的壳粒,在用化学试剂裂解病毒时,可以得到原体和一些寡聚体. 二十面体是由20个等边三角形的面,20个顶点和30条棱所组成.若以相对应的顶点为轴旋转72度其型不变,旋转5次复位,称为5-重对称轴;若以相对应的三角形面的中心连线为轴,旋转120度其型不变,旋转3次复位,称为3-重对称;若以相对应的棱的中点连线为轴,旋转180度其型不变,旋转2次复位,称为2-重对称轴.对于病毒是二十面体的证实,一是利用X射线技术获得脊髓灰质炎病毒结晶样品的清晰的衍射图象,二是电镜技术,用双屏蔽方法测定的大纹红色病毒立体构型.另外高分辨电镜的问世和复染技术完善,已能把正二十面体病毒细微结构奇迹般的显露出来.[5]1.2螺旋对称病毒结构[3]螺旋对称病毒结构是由核酸分子和蛋白质分子以非共价键形式结合形成螺旋状或柱状核衣壳而成,往往核酸绕主轴缠绕形成螺旋骨架.蛋白质在核酸外面,以保护核酸不受外界条件的作用,构成了病毒的二级螺旋,一级螺旋是核酸分子本身.二级螺旋多呈线形(或杆状),在植物病毒中裸体的病毒粒子.在动物病毒中,这种结构继续盘旋形成所谓三级螺旋,位于球形,弹状病毒之中,构成了病毒的生命中心.螺旋对称病毒的外部形态是多样性的,它可以呈杆状也可以呈球形.但核衣壳形状却是同一的,多数呈柱状螺旋或管状螺旋.即使球形病毒,内部盘卷着的核衣壳展开后,仍然是螺旋状形态核结构.螺旋对称病毒核衣壳结构的主要形态亚单位称为原体(亚基).它们都是以等价原理构成.在动植物病毒中,大约有近半数的病毒属于此类结构,都为单链(--)RNA病毒.衣壳是由原体沿着螺旋状核酸链有规律地排列起来的圆柱体而构成.相同的原体,以共价键的形式头尾相接,构成一带状结构:一种情况是这种带状结构绕着圆柱体中心线—旋转对称轴,按一定角度缠绕形成螺旋,这样两条带之间的原体彼此又以侧键连接,并且所有原体的侧键连接方式也都相同的,由于两条带上的原体彼此不是在同一直线上排列,是叉开的,所以一个原体与邻近的另外一条带上的两个原体,连接成键,这一模型在结构上提供了很大的稳定性,而且原体的排列相当紧密,以保护内部核酸不受外界的作用;另外一种情况,虽然也构成螺旋,但是两条是非连续的,其螺旋是由多层圆盘堆落而成的,每层圆盘的原体也是同邻近圆盘的两个原体连接成键,保持构型不变.螺旋对称衣壳直径,是由原体特性决定的,而衣壳的长度则是由于包装的核酸长度决定的.螺旋对称病毒衣壳的结构特征,数学模型为核酸绕主轴旋转而成的圆柱螺旋线,它符合螺旋参数方程所具有的特性.1.3其它两种病毒的结构复合对称的病毒结构实际是立体对称和螺旋对称的叠加,如典型的噬菌体. 在电子显微镜下有三种形态：即蝌蚪形、微球形和丝杆形。
大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成。
头部含噬菌体的遗传物质核酸；尾部是一管状器官，由一个中空的尾髓和外面包绕的尾鞘组成。
尾髓具有收缩功能，使头部核酸注入宿主菌体内。
头部与尾部连接处有一尾领结构，可能与头部装配有关.核酸包在头部外壳中，头是二十面体对称，而尾是螺旋对称.复杂对称型病毒主要是指痘病毒科成员,它的结构复杂,形态呈砖形,对称性比较复杂,研究较为困难.2病毒结构研究技术病毒及其亚单位蛋白的三维结构(3D)解析是认识病毒蛋白功能的有力手段。
对病毒结构的认识正经历着病毒粒子电镜结构、纳米水平的精细结构及病毒组成蛋白原子水平3D结构的变化。
在原子水平上认识病毒蛋白的结构,这为从结构生物学的角度认识病毒复制、病毒粒子的装配、病毒的致病与免疫机理及抗病毒药物设计提供了技术平台.常用来测定病毒的三维结构的技术是X射线单晶衍射分析技术,电子显微学技术,核磁共振技术.2.1 X射线单晶衍射技术.X射线单晶衍射技术是1912年德国科学家W.H.Bragg和L.Bragg父子建立的,自1953年,James D.Watson和Francis H.C.Crick利用DNA晶体数据进行分析,并且得到划时代的结果后，,逐渐成为研究生物大分子的重要手段.X射线衍射法测定晶体结构的理论依据,在于晶体结构同它的衍射效应之间互为傅立叶变换.衍射效应是指从晶体各个方向发出的衍射波的振幅和相位.从衍射波的振幅和相位,利用数学上的傅立叶变换,可以算出晶胞的电子密度图,在电子密度图重面具有高电子密度的峰就代表结构中的原子.从振幅到相位的转换,是测定晶体结构的关键.现已发展起来的有1.重原子法,即当晶体中含有某种金属原子或者其它原子虚数较大的原子时,由于与所有其它原子相比,重原子对衍射的贡献起决定作用,再根据重原子再晶胞中的位置,并可推算出相位,用所得到的相位来代替由全体原子贡献的相位,这样得到的相位粗略的近似正确的相位.2同晶置换法,指用置换法制备出代测衍生物,通常是重原子的衍生物,而且衍生物的晶体和母体晶体是同晶型.的,如果知道了重原子的位置,就可以根据母体和衍生物两者在衍射强度上的差异推算出相应的衍射相位.现已帕特森函数为基础的重原子法和同晶置换法分别发展成为解决生物大分子晶体结构相位问题的主要方法.[6] X-射线衍射技术解析病毒结构最重要的方法是对纯化病毒形成的晶体进行X-射线衍射分析,从而可在原子水平上认识病毒的结构。
但一些因素影响了X射线衍射图谱技术对病毒的分析:1病毒必须高度纯化且保持结构整体性,以形成足够大的结晶,经X射线衍射后才能形成显著的衍射图,否则影响特异衍射信息的收集;2部分病毒仅仅能得到微晶,这些晶体用X射线衍射技术不能得到足够的分析信息,必须使用更强的同步辐射技术产生更强的光束,以进行进一步的分析;3不规则的有囊膜病毒不容易形成晶体,从而难以得到完整的原子结构解析.迄今同步辐射X射线源测得的较大结构是篮舌病毒(bluetongue virus),直径69nm,分辨率0.35nm.[7]2.2核磁共振技术早在1945年，物理学家Felix Bloch 和Edward Purcell就发现把有些原子核放在强磁场下，由于所谓核自旋的作用，它们能够吸收特定波长的电磁波，即发生共振。
随后，人们发现核共振的频率不仅依赖于磁场的强度和原子类别，还依赖于原子所处的环境。
而且，不同核的核自旋能够相互影响，从而产生精细结构，即在核磁共振谱图中产生更多的谱峰。
在上个世纪80年代初，Kurt Wüthrich发展了一套怎样将核磁共振方法延伸到生物大分子领域的思路。
他发明了一套系统方法，将每一个核磁共振信号与大分子中的氢核（质子）一一对应起来。
这种方法叫做“序列指认”，目前已经成为所有核磁共振结构研究的基石。
他还指出了怎样能够在大量质子中确定每一对质子间的距离。
利用这些信息，通过基于距离几何的一种数学方法，就能够计算分子的三维结构.[6]在许多方面，核磁共振都能对X-射线晶体学结构测定进行补充。
如果对同一种蛋白质用两种方法进行研究，一种在溶液状态，一种在结晶状态，通常可以得到相同的结果，只是在一些受环境影响的表面区域二者有不同。
这些区域在晶体中受到紧密堆积的临近蛋白质分子的影响，而在溶液中则受到周围溶剂分子的影响。
X-射线晶体学的能力体现在能够精确测定相当大的分子的三维结构，而核磁共振则有另外一些独特的优势。
在溶液中进行研究就意味着可以模拟生理条件。
核磁共振的一项特殊能力就是可以研究分子中无结构的和非常活动的部分,因而可以阐明分子的运动性，动力学以及这些特性在蛋白质链中各部分的差异。
对蛋白质进行稳定同位素标记也有助于确定分子结构。
用核磁共振确定的蛋白质结构的一个例子就是与一系列危险疾病（如疯牛病）的发展相关的朊病毒蛋白. [8]这种技术仅限于分子量不大于3～4万小分子的分析,而且所得到的信息不能被现有的其它分析技术解译。
在病毒学上主要用于病毒短肽分子与抗体小肽表位间空间构象变化的研究。
2.3电子显微学的方法[5,7]电子显微学方法,电子晶体学是其中之一,常用于蛋白质晶体结构研究,故也称为蛋白质电子晶体学.与Ｘ射线晶体学相似,它主要借助电子与晶体的相互作用来研究晶体结构.但由于固体对电子的散射远大于固体对Ｘ射线的散射,电子与固体相互作用也较Ｘ射线相互作用复杂得多,电子可以会聚成像等特点,这使电子晶体学又与Ｘ射线晶体学有所不同.首先,电子晶体学只需样品是几微米大小,约20ｎｍ厚的一层单胞的片晶(二维晶体),制备较简单.尤其是自身具有部分亲水、部分疏水结构的膜蛋白,相对较易生成二维片晶.其次,电子晶体学不仅能从电子衍射谱中获得电子衍射数据,而且还能够从电子显微镜像中获得晶体结构信息.实际上,电子晶体学方法是从电子衍射谱中获得结构函数的振幅,从成像中获得结构函数的相位,因此数据处理较Ｘ射线晶体学简单,但分辨率相对较低,目前最高的接近0.3nm.另一种方法称为冷冻电镜计算机三维重构方法或单颗粒技术.这种技术特点是:急速冷冻(103-4℃/s)样品悬液,样品被包埋在无定形的非晶态冰薄膜中,这样既不损伤样品,又可使样品保持着自然状态,因而样品制备简单,缺点是分辨率稍低.利用这种技术研究的病毒样品,目前分辨率接近0.7nm.冷冻电镜计算机三维重构方法20世纪70年代初,人们通过电子显微镜,应用相位衬度成像,可直接获得原子像.然而生物材料却困难得多.第一个困难是电子辐射损伤.我们可以采取低剂量技术,使用小于0.5Ev/A0.2的电子束,生物材料就不会被损伤,此时统计噪音远大于信号,信号被遮盖了,但用叠加或平均的方法就能很好解决.另一个困难是生物材料在自然状态下都含有水分,当进入电镜的高真空时会发生强烈的脱水(干燥),使三维结构发生严重的畸变.解决办法可采用冷冻水合技术.生物材料在含水的自然状态下,迅速浸入被液氮冷却的乙烷中,使样品能高速冷冻(103—104℃/s),水来不及结成冰晶而形成玻璃态的冰,非晶的冰不会损伤样品.病毒悬液滴于有许多微米级的孔的所谓微筛膜(作支持)上,在这些小孔中就形成厚约20nm的薄冰,包埋和保护着病毒.低温下(-160℃—-170℃)观察时,由于有薄冰的保护,病毒不但不会被干燥,而且能被瞬时冷冻固定下来,保持着完全的自然状态.这是冻冷电镜突出的优点.此外,样品被冷冻后,生物材料提高了对电子辐射的抗性,一般冷冻水合的生物材料能承受的电子剂量比常温下增加一个数量级,部分解决了辐射损伤的问题.冷冻水合的生物大分子主要由Ｃ,Ｈ,Ｏ,Ｎ等轻元素组成,本身对电子散射差别很小,与冰之间也非常小,加上为防止辐射损伤,使用低剂量成像,结果像的信噪比非常差.因此,必须平均成千个分子像来提高信噪比.一张电镜照片内含有许多病毒颗粒,但不能直接叠加,因为它们的取向不同;此外,电镜的像实际上是样品三维结构的二维投影,如何从二维投影中获得三维结构?三维重构是建立在中央截面定律基础上的.经过简单的数学推导就可以证实中央截面定律:三维物体的沿ｚ轴的二维投影ρ(ｘ,ｙ)的二维傅里叶变换Ｓ(ρｘ,ρｙ)与该物体的三维傅里叶变换Ｆ(ρｘ,ρｙ,ρｚ)在ｚ方向ｚ=0的中心截面Ｆ(ρｘ,ρｙ,0)等价,这就是中央截面定理.有了这个定理,可通过傅里叶变换把三维结构与二维投影之间的关系建立起来.当有各方向的足够多的二维投影就可获得这物体三维傅里叶变换各方向的足够多的中央截面,就可合成这物体的三维傅里叶变换,通过反变换就获得该物体的密度函数———三维结构.这种方法可以在很广的范围内应用,从无固定结构特征的细胞器和超分子复合体到大分子的晶体.详细的冷冻电镜与计算机三维重构方法可以参考文献[9].由于应用冷冻电镜与计算机重构技术研究病毒三维结构所需样品制备简单,对病毒的大小没有限制,使其发展很快,至今已有100多个病毒的三维结构被冷冻电镜计算机重构方法所阐明,远远超过Ｘ射线晶体学的30—40种病毒的数量.而且有超过一半的病毒其直径大于Ｘ射线晶体学所测定三维结构中最大的蓝舌病毒(69nm),其中较大的有人疱疹病毒(125nm)、人巨细胞病毒(130nm)、双链ＤＮＡ小球藻病毒(190nm)和虹彩病毒(190nm).3意义与展望对病毒颗粒与衣壳蛋白的三维结构的了解,可以进一步的研究病毒蛋白酶的作用与病毒的致病机理.病毒如何识别细胞受体,病毒蛋白如何与细胞膜融合,都可以从其结构中获得有益的启发.通过研究病毒复制起始蛋白,转录酶等与病毒基因间空间关系,病毒蛋白与单域抗体间的空间关系,模拟其分子空间结构,设计可阻滞它们相互作用的药物分子,来设计抗病毒药物.利用各种方法研究病毒或者及其蛋白的三维结构,是一种综合技术,包括病毒的提纯,培养,结晶,样品的制备的前期准备工作.还包括后期的数据提取,信息的采集,计算机算法的设计等等.随着多学科的交叉,多种技术的综合应用,如快速X衍射检测技术,计算机图谱分析,同步辐射加速器,原子力显微镜等高技术逐步应用于结构生物学的研究,必将使得病毒结构生物学的研究开拓新的天地.参考文献:1.黄祯祥.医学病毒学基础及试验技术.科学出版社,1990.22.洪健,李德葆,周雪平.植物病毒学分类图谱.科学出版社,2001.123.王继科,曲连东.病毒形态结构与结构参数.中国农业出版社,2000.54.殷震,刘景华.动物病毒学.科学出版社,1997.115.谌东华.二十面体单颗粒结构的电子显微学研究.博士学位论文,北京科技大学,2004.46.夏宗芗生命的化学基础.诺贝尔奖百年鉴.上海科技教育出版社2001.127.张景强,卢炘英,张勤奋.结构生物学的新进展.物理,2001,30(7):407-4128.黄金海,杨汉春.蛋白结晶技术在病毒学中德应用.动物医学进展,2003,24(5)1-39.P.A.Thuman-Commike,W.Chiu.Reconstuction principles of icosahedral virus structure determination using electron cryomicroscopy Micro.2000,31:687-711Structures of Virus and the Research TecnologyLiu Zheng(0313302152)The college of life science of SunYatsen UniversityAbstract :In this paper, the common three dimensional structures of virus were interpreted . The methods of studying the structure of virus were also introduced ,including X-ray diffraction technique ,Cro-Microscopy Nuclear magnetic resonancial technique.Keywords : icosahedral structure ;helix-symmetry;X-ray diffraction technique ;Cro-Microscopy and 3D-reconstruction; Nuclear magnetic resonance.。