《微生物学》主要知识点-04第四章病毒和亚病毒
微生物学第四章
第四章病毒名词解释：毒粒：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染形式卫星病毒：是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒。
朊病毒：又称“普利昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸和传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而使宿主致病。
类病毒：一类只含RNA一种成分，专性寄生在活细胞内德分子病原体。
噬菌斑：噬菌斑在菌苔上形成的“负菌落”。
枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的枯斑。
空斑：由动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成的。
病毒的感染单位：能够引起宿主或细胞一定特异性反应的病毒最小剂量。
病毒的效价：表示每毫升式样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数。
半数效应剂量：以实验单元群体中的半数个体出现某一感染反应的病毒剂量来确定病毒样品的效价。
血凝抑制实验：根据特异性的病毒抗体与病毒表面有血凝活性的蛋白质结合，可抑制病毒血细胞凝集反应的实验。
中和抗体：能抑制相应抗原的生物学活性的特异性抗体。
包膜：有些复杂的病毒，其核衣壳外还被一层蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这些膜就是包膜。
一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。
增值性感染：这类感染发生在病毒能在其体内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性子代产生为代表。
非增殖性感染：这类感染由于病毒或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。
流产感染：是一类普遍发生的非增殖性感染，有①依赖于细胞的流产感染：病毒感染的细胞是病毒在其内不能复制的非允许细胞②依赖于病毒的流产感染：由基因组不完整的缺损病毒引起的。
限制性感染：因细胞的瞬时允许性产生的，其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许细胞，病毒才能繁殖，或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生病毒子代。
潜伏感染：是受染细胞内有病毒基因组持续存在，但无感染性病毒颗粒产生，而且受染细胞不会被破坏。
(整理)微生物学期末考试知识点汇总
一．绪论1.微生物:肉眼难以看清、需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物的总称。
分类：无细胞结构：病毒、亚病毒因子有细胞结构：原核生物、真核生物六界系统：占4界，病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界三域学说：古菌域、细菌域、真核生物域2.列文虎克：微生物学的开拓者、世界上第一个观察到微生物的人——1676巴斯德：微生物学的奠基人、否定“自然发生”学、说证明微生物引起发酵、制备疫苗预防疾病、发明巴斯德消毒法科赫：细菌学的奠基人、发明固体培养基、分离出病原菌、提出“科赫法则”、创立显微镜技术布赫纳：用酵母菌无细胞压榨汁将葡萄糖进行酒精发酵取得成功，发现了微生物酶的重要作用、从此将微生物学推到了生化研究的阶段。
3.微生物的特点：（1）形态微小结构简单（2）代谢旺盛繁殖快速（3）适应性强容易变异（4）种类繁多分布广泛（5）食谱广、易培养、起源早、休眠长二．原核微生物第一节：细菌1.细菌的基本形态：杆状、球状、螺旋状2.细菌的大小：度量细菌细胞大小常用的单位是微米um。
1m=103mm=106um=109nm.大肠杆菌可作为典型的细菌细胞大小的代表，平均长度约为2um，宽0.5um。
最小到最大：50nm~0.75mm，相差一万倍。
3.细胞壁的功能：（几乎所有细菌（除支原体外）都有细胞壁）（1）保护细菌免受机械性或其他外力的破坏。
（2）维持细胞特有的形状（3）屏障保护功能（4）提供细胞的生长、分裂和鞭毛的着生、运动所必需的结构（5）赋予细胞特定的抗原性、致病性和对抗生素及噬菌体的敏感性。
4.革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁结构比较5.细菌的革兰氏染色机制阳性：肽聚糖的含量与交联程度都比较高，肽聚糖层多，所以细胞壁较厚，壁上的间隙较小，媒染后形成的结晶紫—碘复合物就不易被洗脱出细胞壁，加上它本来就不含脂质，乙醇洗脱时细胞壁非但没有出现缝隙，反而使肽聚糖层的网孔因脱水而变得通透性更小，结果蓝紫色的结晶紫—碘复合物就留在细胞内而使细胞呈蓝紫色。
4微生物-非细胞型生物
核心：核酸 →基因组genome →决定病毒遗传、变异 和复制 壳粒capsomere → 衣壳capsid →保护、介导、抗原性 包膜envelope，包膜子粒peplomere（刺突spike） →保 护、介导、抗原性
第一节 病毒的形态结构与化学组成
一、病毒的大小与形态 多数在100nm左右（20~200nm）。多数不能在光学显微镜下看到，必须用电子显微镜观察。 最小的圆环病毒直径约17nm，比核糖体稍大，最大的动物痘病毒（Poxviruses）直径达200nm以上，与最小的细菌相仿，并且可以在光学显微镜下看到。 直径20-200nm（一般50-100 nm） 病毒：细菌：真菌 = 1：10：100
研究病毒的重要意义： 一是控制和消灭有害病毒，病毒威胁着人类健康和家养动物养殖业，病毒性疾病对国民经济造成严重的影响，发酵工业中的噬菌体污染会严重影响发酵生产； 二是病毒的研究和利用价值，主要表现为改良品种，培育活病毒疫苗株，保护生态环境，利用病毒作为昆虫杀虫剂，基因工程研究的重要载体。
《微生物学》第4章 病毒
噬菌斑和病毒的效价
• 噬菌斑：在涂布有敏感宿主细菌的固体培养基表面，若 接种上相应噬菌体的稀释液，其中每一噬菌体粒子由于先 侵染和裂解一个细胞，然后以此为中心，再反复侵染和裂 解周围大量的细胞，结果就会在菌苔上形成一个具有一定 形状、大小和边缘的透明的不长菌的小圆斑称噬菌斑
• 病毒的效价：指每毫升试样中所含
染色体上的噬菌体的核酸。
溶原性细菌：含有温和噬菌体核酸的细菌。
溶原性细菌的特点：
▪可稳定遗传：子代细菌都含有原噬菌体，均具有溶原性。
▪可自发裂解：温和噬菌体的核酸也可从宿主DNA上脱落下来， 恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂 解机率10-2～10-5 。 ▪可诱导裂解：用化学、物理方法诱导
根据核酸类型分两类： DNA病毒：微生物病毒 RNA病毒：植物病毒
根据链的多少分 单链病毒ss：大多数植物病毒 双链病毒ds：大多数动物病毒
测定大小的单位nm纳米（10－9米)，多数病毒直径100nm以下；
能通过细菌滤器；须用电镜才能观察到其具体形态和大小.
最大的病毒 最长的病毒 最小的病毒
最的病毒
特点：
•个体极小，可以通过细菌过滤器 •不具细胞结构，主要成分为核酸和蛋白质 •只含有一种核酸：RNA或DNA •没有独立的代谢系统，严格活细胞内寄生，依靠宿 主细胞的化学成分，以复制的方式繁殖。 •在宿主体内具有生命活性，离体条件下只具有大分 子特征。
根据宿主可以分三类： 动物病毒：SARS，肝炎病毒、流感病毒 植物病毒：马铃薯病毒、烟草花叶病毒 微生物病毒：噬菌体（细菌病毒或放线菌病毒）
菌 T4
基板: 六角形盘状物，其上有刺突、 噬
尾丝。
菌
刺突: 有吸附功能。
病毒及亚病毒(食品微生物课件)
衣壳
核酸 包膜 刺突
TMV
菌斑 病斑和空斑 枯斑
一、病毒形态、结构
1）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—如包疹病毒 位于细胞质内—如狂犬病毒 胞核内胞质都有—麻疹病毒
包涵体的本质—大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病毒的反应。
一、病毒形态、结构
2）噬菌斑(plaque)
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。
应用：（1）噬菌体定量计数 （2）噬菌体的鉴定
刺突（非基本结构）
衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位，衣壳粒的排列组合
方式不同，使病毒表现出不同的构型和形状。
一、病毒形态、结构
衣壳的功能：
a)保护基因组对抗环境中的核酸酶或其他破坏性因素 b)介导病毒核酸进入宿主细胞 c)具有抗原性，能引起免疫应答
一、病毒形态、结构
病毒结构
核衣壳
一、病毒形态、结构
3.病毒的基本特点
根据宿主可以分三类：动物病毒 植物病毒 细菌病毒（噬菌体）
一、病毒形态、结构
4.病毒的形态
三类典型形态的病毒： •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)
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， 是病毒中复合对称的代表。
溶源菌检验结果示意图
知识点：噬菌体
情境：噬菌体染色与形态观察 任务：噬菌体形态、结构
微生物学4-2病毒和亚病毒-4类病毒及繁殖方式
类病毒的发现具有重要的意义， 它填补了生物界中非细胞生物和 细胞生物之间的空白。
类病毒的结构与组成
类病毒是一种非常简单的感染性 核酸分子，其大小只有3040nm，呈球形对称。
类病毒只含一种核酸（DNA或 RNA），分子量在1.1-1.6×106
范围内。
类病毒的组成除了核酸外，还有 蛋白质外壳，称为蛋白质包涵体。
的传播。
提高公众意识
加强公众对类病毒的认识，提 高自我保护意识和预防意识。
研发新型药物和疫苗
加强科研力度，研发针对类病 毒的新型药物和疫苗，提高防 治效果。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，共同应 对类病毒的挑战，分享防治经
验和研究成果。
06 结论
类病毒研究的总结
类病毒是一种最小的感染性核酸分子， 其基因组为共价闭合的单链环状RNA， 仅含有一个基因，即类病毒复制基因。
自我复制的类病毒粒子通常与宿主细胞的遗传物质紧密结合，影响宿主细胞的正常 功能。
转化
01
转化是指类病毒基因组通过感染、转化等方式进入宿主细胞 ，并整合到宿主细胞的基因组中。
02
转化后的宿主细胞能够表达类病毒的基因，产生新的类病毒 粒子。
03
转化的过程通常需要特定的条件和酶的作用，如DNA酶和整 合酶等。
对动植物的影响
农业生产损失
01
类病毒可感染农作物，导致减产、品质下降等农业生产损失。
动物健康问题
02
类病毒可感染动物，引发动物疾病，影响养殖业的发展和动物
健康。
生态平衡破坏
03
类病毒的传播和扩散可能对生态平衡造成一定的影响，破坏生
物多样性。
防治措施与展望
加强监测与预警
微生物学-第四章2亚病毒
病原体
羊骚痒病朊病毒 蛋白“PrPSc”
症状
“PrPBSE”
一种早老性痴 呆症 一种震颤病
朊病毒是一类小型蛋白质颗粒，约由250个氨基酸 组成，大小仅为最小病毒的1％，而且毒性很强。
朊病毒与真病毒的主要区别
①呈淀粉样颗粒状 ②无免疫原性
③无核酸成分
④由宿主细胞内的基因编码 ⑤抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛） 和高温（经120～130℃处理4h后仍具感染性）
羊骚痒病时发现的。 由于其意义重大，故他于1997
年获得了诺贝尔奖。
hot
至今已发现与哺乳动物脑部相关的10余种疾病都 是由朊病毒所引起的。 这类疾病的共同特征是
潜伏期长，对中枢神经的功能有严重影响。
羊搔痒症(scrapie)
link1
牛海绵状脑病 (spongiformencephalopathy)
人的库鲁病(kuru)、 克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease, CJD)等
名称
羊骚痒症 （scrapie in sheep） 牛海绵状脑病 （bovine spongiform encephalitis， BSE）； 俗称“疯牛病”（mad cow disease） 人的克－雅氏病 (Creutzfeldt-Jakob disease，CJD) 人的库鲁病（Kuru） G-S综合症
朊病毒的发病机制
正常的蛋白质：PrP c 异常的蛋白质：PrP sc
PrPc和PrPsc均来源于宿主中同一编码基因，
并具有相同的氨基酸序列，所不同的是二者
空间三维结构。
存在于宿主细胞内的一些正常形式的细胞朊蛋白 （PrPc）受到致病朊蛋白（PrPsc）的影响而发生相应 的构象变化，发生了错误的折叠后变成了PrPsc，从而
第四章病毒与亚病毒 ppt课件
甲型流感病毒（Influenza A virus），又 称A型流感病毒
乙型流感病毒（Influenza B virus），又 称B型流感病毒
丙型流感病毒（Influenza C virus），又 称C型流感病毒
甲型流感病毒抗原变异情况
亚型名称 原甲型（A0） 亚甲型（A1） 亚洲甲型（A2） 香港亚型（A3）
Potato spindle tuber viroid gets its name becEaleucstreonofmtihcreosocboploicngpicttuubreerosf porotadtoucsepdindle frotmubienrfveicroteidd(PpSlaTnVtds).
效价
效价表示每毫升试样中所含有的侵染性的噬菌体粒子 数，也即噬菌斑形成单位（pfu）数或感染中心数。
单层平板法 双层平板法 电镜计数
噬菌体一步生长曲线
one-step growth curve
定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，观察一群噬菌体感 染一群细胞所发生的变化。
测定一步生长曲线的步骤
Symptoms of viroid diseases
这些裸露的RNA 分子可以导致许多谷物，水果， 观赏植物，严重的病变，例如：马铃薯，番茄， 黄瓜，菊花，鳄梨，椰子等
A: 番茄矮化病, B:鳄梨日斑病 , C:菊矮化病 , D:
菊花褪绿斑驳
二、拟病毒 virusoid
三 朊 病 毒
疯牛病朊病毒
设备灭菌 使用抗噬菌体菌株
补救方法：
①尽快提取产品 ②加药抑制 ③及时更换菌种
噬菌体的应用
1. 用于鉴定细菌的分型； 2. 分子生物学领域的重要实验工具和最
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第四章非细胞型生物4.1 概述1892年俄国植物病理学家D.Ivanovsky 研究了烟草花叶病的病原，认为它是能通过细菌滤器的“细菌毒素”或极小的“细菌”。
1898年荷兰学者M.W.Beijerinck 独立进行了烟草花叶病病原的研究，首次提出其病原是一种“传染性的活性液体”或称“病毒”。
1935年美国的Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus, TMV）。
非细胞型生物包括：1.病毒(euvirus)、2.亚病毒(subvirus) ：类病毒、拟病毒、朊病毒。
4.2 病毒（Virus）4.2.1 病毒特征病毒是既有生活特性又具有非生活特性（living and nonliving characteristics）的感染因子。
能够感染动物、植物、甚至其他的微生物。
只感染细菌的病毒称为噬菌体（bacteriophages）；只感染真菌的病毒叫真菌噬菌体（mycophages）。
（1）病毒的生活特征：它们在活的宿主细胞内以极快的速度增殖；能变异。
（2）病毒的非生活特征：没有完整的细胞结构（acellular）；不能独自进行新陈代谢，必须依赖宿主细胞的新陈代谢机制。
它们不能生长和分裂，新的病毒组件必须在已感染的宿主细胞内组装；它们具有DNA 或RNA，不能兼而有之。
（3）病毒的判定标准：只拥有一种类型的核酸（nucleic acid ）即DNA 或RNA,不能兼而有之；必须在活的宿主细胞内增殖，是严格的非细胞寄生物；新的病毒组件必须在已感染的宿主细胞内组装成完整的病毒粒子（virions ）后才能感染其他宿主细胞。
（4）病毒的实验室培养：由于病毒缺乏新陈代谢机制，它们完全依靠宿主细胞进行复制。
病毒不能在合成培养基上生长。
动物病毒在动物体、无菌卵（embryonated eggs）、或细胞内增殖。
而合成细胞必须在合成培养基内生长。
4.2.2 病毒的形态和大小（1）病毒的大小（Size）：病毒常常比细菌小，它们属于亚显微结构（submicroscopic）；绝大多数病毒的大小在5~300 nm (nanometers)；副粘病毒（Paramyxoviruses）能达到14,000 nm。
（2）病毒的形态（shapes）①螺旋型病毒（Helical viruses ）：由螺旋状的中空蛋白圆柱体——衣壳包围着核酸。
②多面体病毒（Polyhedral viruses ）：由多面体或多边（many-sided）的壳——衣壳包围着核酸。
常常是呈二十面体（icosahedron ）。
③有包膜病毒（Enveloped viruses ）：具有由螺旋型或多面体型的蛋白质外壳包围的核酸核心。
在其外有包膜（envelope）包围。
④复合病毒（Complex viruses ）：既非非螺旋型又多面体型，属于复合型或不规则型。
（pleomorphic，irregular shaped or complex structures）。
4.2.3 病毒的分类（1）病毒分类的指标包括：基因组核酸；衣壳（capsid）的形状；是否有包膜（envelope）。
（2）病毒能够将遗传信息储存在六种不同类型的核酸中，然后转录为病毒mRNA ，再结合到宿主细胞核糖体（ribosome）上翻译成病毒蛋白质（viral proteins ）。
病毒的核酸类型：1. (+/-) double-stranded DNA. The (-) DNA strand is directly transcribed into viral mRNA. Most bacteriophages, Papovaviruses, Adenoviruses, Herpesviruses.2. (+) DNA or (-) DNA. Once inside the host cell, its converted into dsDNA and the (-) DNA strand is transcribed into viral mRNA. Phage M13, Parvoviruses.3. (+) RNA. A (+) RNA is copied into (-) RNA that is transcribed into viral mRNA. Picornaviruses, Togaviruses, Coronaviruses.4. (-) RNA. The (-) RNA is copied into a (+) RNA which functions as viral mRNA. Orthomyxoviruses, Paramyxoviruses, Rhabdoviruses.5. (+/-) double-stranded RNA. The (+) of the (+/-) RNA functions as viral mRNA. Reoviruses.6. (+) RNA. The (+) RNA is reverse transcribed into (-) DNA that makes a complementary copy to become (+/-) DNA. The (-) DNA is transcribed into viral mRNA. Retroviruses.4.3 亚病毒4.3.1 类病毒：类病毒（viroids ）比病毒更简单。
它们是小的、环状闭合的、缺乏蛋白质外壳的感染性的单链RNA分子。
引起的植物疾病：马铃薯纺锤形块茎病（potato spindle-tuber disease）、黄瓜白果病（cucumber pale fruit ）、柑橘皱皮病（citrus exocortis disease ）、椰子死亡病（cadang-cadang——coconuts）4.3.2 拟病毒：拟病毒（Virusoid）-类类病毒（viroid-like）、壳内类病毒或病毒卫星（satellite）,是一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。
拟病毒极小，一般仅由裸露的RNA（300~400nt）或DNA组成。
被拟病毒“寄生”的真病毒——辅助病毒（helper virus）,拟病毒成为其“卫星”。
4.3.3 朊病毒：朊病毒（prions）是感染性的蛋白颗粒（infectious protein particles ），可能引起一系列的传染性的或遗传性的致死性中枢神经疾病（transmissible and/or inherited neurodegenerative diseases）。
例如，人的Creutzfeldt-Jakob disease、Kuru、Gerstmann-Straussler- syndrome 以及羊瘙痒症（scrapie ）。
朊病毒诱导正常蛋白质改变：4.4 病毒的生活史4.4.1 动物病毒的生活史：感染动物的病毒通过生产性生活史（productive life cycle）复制。
一些病毒如，HIV 和the herpes viruses 能够在某些类型的细胞中处于潜伏状态（latent）。
一些病毒能够增加肿瘤的发生。
4.4.1.1 动物病毒的生产性生活史：虽然动物病毒存在较大差异，但基本的病毒生产性生活史（generalized productive life cycle ）包括以下步骤：1、附着活或吸附（Attachment or adsorption）；2、侵入（Penetration）；3、脱壳（Uncoating ）；4、复制（Replication）；5、成熟（Maturation）；6、释放（Release）；7、再感染（Reinfection）；4.4.2 噬菌体的生活史：噬菌体（bacteriophages）是一类只感染细菌的病毒。
存在两种基本类型的噬菌体，——裂解噬菌体（lytic bacteriophages）和温和噬菌体（temperate bacteriophages）。
4.4.2.1 裂解性噬菌体的裂解生活史：噬菌体是只感染细菌的病毒。
进行裂解性生活史（the lytic life cycle ）的噬菌体称为裂解噬菌体（lytic bacteriophages）。
在实验室中，用裂解噬菌体感染细菌后，在平板上（the petri plates）可见噬菌斑（plaques）。
裂解性噬菌体的裂解生活史：裂解性生活史在某种程度上类似于动物病毒的生产性生活史包括以下步骤：1、吸附（Adsorption）；2、侵入（Penetration）；3、复制（Replication）；4、成熟（Maturation）；5、释放（Release）；6、再感染（Reinfection）。
4.4.2.2 温和噬菌体的溶源性生活史：能进行溶源性生活史（a lysogenic life cycle）的噬菌体称为温和噬菌体（temperate phage）或溶源噬菌体（lysogenic phage ）。
当温和噬菌体感染细菌后，它可以通过裂解性生活史来增殖并导致宿主细菌的裂解。
同时，它也能将自身的DNA整合（incorporate）到细菌DNA中成为非感染性的（noninfectious）前噬菌体（prophage）。
温和噬菌体的特点：1、核酸的类型都是dsDNA；2、具有整合能力；3、具有同步复制能力。
温和噬菌体的存在形式：1、游离态：已成熟释放并有侵染性的游离噬菌体粒子。
2、整合态：整合在宿主核染色体上处于前噬菌体的状态。
3、营养态：前噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主核基因组而处于积极复制和装配的状态。
温和噬菌体的种类：1、E.coli 的λ、Mu-1、P1和P2噬菌体。
2、Salmonella typhimurium（鼠伤寒沙门氏菌）的P22噬菌体。
溶源菌：溶源菌（lysogen or lysogenic bacteria）：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细菌或其他微生物。
种类有：E.coli、Bacillus、Salmonella和Streptomyces等。
溶源菌的特性：1、自发裂解：在其分裂过程中有10-2~10-5个细胞会发生自发裂解（spontaneous lysis）。
2、诱导（induction）：紫外线、X射线或DNA合成抑制剂（丝裂霉素C、氮芥等）等理化因子的作用。
3、免疫性（immunity）：任何溶源菌对已感染的噬菌体以外的其他噬菌体即超感染噬菌体都具有抵制能力即免疫性，也称超感染免疫性（superinfection immunity）、前噬菌体免疫性（prophage immunity）、溶源性免疫性（lysogenic immunity）。