重庆大学微生物学_第三章 病毒和亚病毒因子
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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
微生物(修改)
第三章病毒和亚病毒因子重要名词1. 烈性噬菌体：感染细胞后能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体称为烈性噬菌体。
2. 噬菌斑形成单位（效价、感染中心数）：表示每ml 样品中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。
3. 朊病毒：又称“普里昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，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感应性构象变化，从而可使宿主致病。
复习思考题1. 什么是烈性噬菌体？试述其裂解性增值周期。
烈性噬菌体：感染细胞后能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体称为烈性噬菌体。
①吸附噬菌体尾丝散开，固着于特异性受点上。
②侵入尾鞘收缩，尾管推出并插入到细胞壁和膜中，头部的核酸注入到宿主细胞中，而蛋白质衣壳留在细胞壁外。
③增殖增殖过程包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。
注入细胞的核酸操纵宿主细胞代谢机构，以寄主个体及细胞降解物和培养基介质为原料，大量复制噬菌体核酸，并合成蛋白质外壳。
④成熟（装配）寄主细胞合成噬菌体壳体（T4噬菌体包括头部、尾部），并组装成完整的噬菌体粒子。
⑤裂解（释放）子代噬菌体成熟后，脂肪酶和溶菌酶促进宿主细胞裂解，从而释放出大量子代噬菌体。
2. 什么是效价，测定噬菌体效价的方法有几种？（5 种）最常用的是什么方法（双层平板法），其优点如何？效价：每ml 样品中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。
测定方法（5种）：斑点试验法、液体稀释管法、单层平板法、双层平板法、快速玻片法。
双层平板法：精确且常用。
加了底层培养基后，可弥补培养基底部不平的缺陷；可使所有的噬菌斑都位于近乎同一平面上，因而大小一致、边缘清晰且无重叠现象；又因上层培养基中的琼脂较稀，故可形成形态较大、特征较明显以及便于观察和计数的噬菌斑。
3. 简述用双层琼脂平板发测定噬菌体效价的基本原理和主要操作步骤。
基本原理：在涂布有敏感宿主细胞的固体培养基表面，若接种上相应噬菌体的稀释液，其中每一噬菌体离子由于先侵染和裂解一个细胞，然后以此为中心，再反反复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、边缘和透明度的噬菌斑。
微生物 第三章 病毒和亚病毒
第三章病毒和亚病毒一、名词解释噬菌斑：由于噬菌体的作用而使布满细菌细胞的菌苔上，出现肉眼可见的一个个透亮的小圆斑。
噬菌体：原核生物的病毒。
病毒：是微生物中最小的生命实体，组成简单，由核酸（DNA或RNA）和一种或少数多种蛋白质组成的非细胞生物。
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生物。
溶源细胞：在没有任何外来噬菌体感染的情况下，极少数溶源细胞中的原噬菌体偶尔也可恢复活动。
温和噬菌体：能导致溶源性发生的噬菌体。
烈性噬菌体：噬菌体在短时间内能连续完成吸附→侵入→增殖（复制与生物合成）→成熟（装配）→裂解（释放）五个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体。
原噬菌体：某些温和噬菌体侵染细菌后，其核酸整合到宿主细菌染色体中。
处于整合状态的噬菌体DNA称为原噬菌体。
类病毒：是一类只含RNA一种成分、专性寄生在活体的分子病原体。
一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。
逆转录病毒：能编码逆转录酶的RNA病毒。
病毒RNA基因组可逆转录为病毒DNA，并整合在宿主染色体中一同复制。
裂解量：平均每个宿主细胞裂解后产生的子代噬菌体数。
双层平板法：先在培养皿中倒入底层固体培养基，凝固后再倒入含有宿主细菌和一定稀释度噬菌体的半固体培养基。
培养一段时间后，计算噬菌斑的数量。
效价：每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。
壳体：包在髓核外面的一层蛋白质膜。
阮病毒：不含核酸的传染性蛋白分子，能引起宿主体内的同类蛋白分子发生与其形似的构象变化，而使寄主致病。
壳粒：组成壳体的形态结构单位。
核壳：病毒核酸加上包围的蛋白质衣壳。
包膜：大多数动物病毒，核衣壳外由蛋白或糖蛋白与脂肪所形成类脂（来自寄主）双层外膜，称为包膜。
刺突：糖蛋白在膜上形成各种形状的突起，称刺突。
潜伏期：指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个成熟噬菌体粒子释放前的一段时间。
卫星病毒：是一类存在于某专一病毒粒（辅助病毒）的衣壳内，并完全依赖后者才能复制自己的小分子RNA病毒。
第章病毒和亚病毒讲课文档
第章病毒和亚病毒
第一页，共85页。
第三章 病毒和亚病毒因子
病毒粒子的化学分析时期
1935年斯坦莱（Stanley）提纯、结晶了烟草花叶病毒 （TMV）
病毒的分子生物学研究时期
1952年Hershey和Chase证实噬菌体的遗传物质是DNA 1955年Franenkel-Conrant完成了TMV的体外拆开重组实验 1965年美科学家Spiegelman第一次在体外用无细胞体系复制E.Coil的
第六页，共85页。
第三章 病毒和亚病毒因子
病毒的形态、大小 （p68）
1.病毒的形态
①球形颗粒 ②杆状颗粒
③复合状： 蝌蚪状 砖状 弹状 2．病毒的大小
直径 20-200nm（100 nm） 病毒：细菌：真菌 = 1：10：100
第七页，共85页。
Generalized Structure of Viruses
三、病毒的增殖 方式（p73）
吸附
侵入
增殖
裂解
成熟
第三十五页，共85页。
第三十六页，共85页。
（一）原核生物的病毒----噬菌体
一、定义
能够侵染细菌、放线菌等原核微生物的病毒
二、形态和结构
蝌蚪形
噬菌体有三种形态
微球形
丝状
第三十七页，共85页。
噬菌体的形态
从形态学上可将噬菌体分为六群
第三十八页，共85页。
第五页，共85页。
分布：
各种生物中，专性活细胞内的寄生物
与人类关系：
（1）至今人类和许多有益动物的疑难疾病和威胁性最大的传染病几乎都是病 毒病； （2）发酵工业中的噬菌体（细菌病毒）污染会严重危及生产； （3）许多侵染有害生物的病毒则可制成生物防制剂而用于生产实践； （4）许多病毒还是生物学基础研究和基因工程中的重要材料或工具。
第一页，共85页。
第三章 病毒和亚病毒因子
病毒粒子的化学分析时期
1935年斯坦莱（Stanley）提纯、结晶了烟草花叶病毒 （TMV）
病毒的分子生物学研究时期
1952年Hershey和Chase证实噬菌体的遗传物质是DNA 1955年Franenkel-Conrant完成了TMV的体外拆开重组实验 1965年美科学家Spiegelman第一次在体外用无细胞体系复制E.Coil的
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第三章 病毒和亚病毒因子
病毒的形态、大小 （p68）
1.病毒的形态
①球形颗粒 ②杆状颗粒
③复合状： 蝌蚪状 砖状 弹状 2．病毒的大小
直径 20-200nm（100 nm） 病毒：细菌：真菌 = 1：10：100
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Generalized Structure of Viruses
三、病毒的增殖 方式（p73）
吸附
侵入
增殖
裂解
成熟
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第三十六页，共85页。
（一）原核生物的病毒----噬菌体
一、定义
能够侵染细菌、放线菌等原核微生物的病毒
二、形态和结构
蝌蚪形
噬菌体有三种形态
微球形
丝状
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噬菌体的形态
从形态学上可将噬菌体分为六群
第三十八页，共85页。
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分布：
各种生物中，专性活细胞内的寄生物
与人类关系：
（1）至今人类和许多有益动物的疑难疾病和威胁性最大的传染病几乎都是病 毒病； （2）发酵工业中的噬菌体（细菌病毒）污染会严重危及生产； （3）许多侵染有害生物的病毒则可制成生物防制剂而用于生产实践； （4）许多病毒还是生物学基础研究和基因工程中的重要材料或工具。
第三章病毒和亚病毒
结构：逆转病毒5-cap, 3-polyA, 分段 基因组，黏性末端，循环排列， 末端重复，
含量：1%--50%
流感V TMV T2噬菌体
1% 5% 50%
2.病毒蛋白质
功能 1.主要是构成病毒粒子的外壳，保护病毒核酸； 2.决定病毒感染的特异性，与宿主特异亲和； 3.具有抗原性，能刺激机体产毒 100—200年前 羊瘙痒病 70年代 克--雅氏病 90年代 疯牛病 1.概念：一类能侵染动物神经系统而复制的小 分子蛋白质。 疯牛病、羊瘙痒病、早老性痴呆的病源。 有极强的抗逆性。 是正常细胞蛋白的改造物。 借食物进入消化道，再经淋巴系统进入大脑 sc c sc 2.机制 PrP + PrP 2PrP
图4-19：细菌噬菌体的多形性（源于Richard Robarts 对加 拿大萨斯卡通市盐湖噬菌体研究的照片。）
噬菌体种类
Ms2 ØX174 ssRNA T3，T7
Ø6 dsRNA
M13
ssDNA
λ T2，T4
dsDNA
1、噬菌体的繁殖
这类噬菌体侵入细菌细胞后，能在宿主细菌细胞 内增殖，产生大量子噬菌体，并通过裂解细菌细胞而释 放出来的噬菌体，因而被称为烈性噬菌体
增殖过程与噬菌体相似： 不同点： 侵入方式：伤口进入（人为，机械，自然） 昆虫口器 嫁接 有脱壳过程
（三）、人类和脊椎动物病毒
1、种数：与人有关－－300余种 其他－－900余种 2、70－80％传染病由病毒引起 3、核酸类型： DNA （ds ; ss） RNA （ds ; ss） 4、衣壳有包膜 5、侵入方式：－－移位；内吞； 融合 6、脱壳----脱壳酶
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
病毒和亚病毒因子
烟草花叶病病毒
腺病毒
65×95nm 70nm
30nm
脊髓灰质炎病毒
葡萄球菌 1000nm
痘苗病毒
300×250nm
40nm
100nm
流感病毒
乙脑病毒
1、测量单位——纳米（nm）
3、观察工具——电子显微镜
2、大多数病毒的直径小于150 nm
病毒的形态： 多为球型，还有杆状、子弹状、砖块状及蝌蚪状等。
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。
3 病毒的脂类
病毒脂类是病毒在成熟释放过程中从宿 主细胞获得的，主要存在于病毒的囊膜。 脂 类 约 占 其 结 构 成 分 的 20%-35% 。 痘 病 毒 脂类的含量约占5%，而狂犬病毒脂类的含 量达50%。
衣壳蛋白的功能：构成病毒的衣壳，保护病毒的 核酸；无囊膜病毒的衣壳蛋白参与病毒的吸附、侵入、 决定病毒的宿主嗜性；病毒的表面抗原。
基质蛋白：
构成膜脂双层与核衣壳之间的亚膜结 构，具有支撑囊膜，维持病毒结构的作 用；介导核衣壳与囊膜糖蛋白之间的识 别，在病毒芽出成熟过程中发挥重要作 用。
囊膜糖蛋白：
辅助结构：
包膜
包膜子粒、 刺突
包膜（envelope）:包绕在核衣壳外，上常有刺突（spike）， 是病毒的表面抗原。
病毒壳粒三种排列方式：
螺旋对称 立体对称 复合对称
病毒的几种对称类型（据壳粒排列方式所分）
螺旋对称型 （helical symmetry)
20面体立体对称型(icosahedral symmetry) 大多数球状病毒属之；
病毒的特点：
体积微小，必须用电子显微镜观察； 只有一种遗传物质（DNA 或RNA)； 必须在活细胞内显示生命活性； 它对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感 无完整的细胞结构。
第三章病毒和亚病毒因子()-图文
功能：
a.可启动感染；
b.可诱生免疫保护作用； c.可中和抗体；
d.可促使病毒从宿主细胞上释放.
病毒的核酸
– dsDNA/ssDNA dsRNA/ssRNA
– 线状/环状， 闭环/缺口环
– 单分子/双分子 /三分子/多分子
病毒核酸的功能
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
一步生长曲线
可分以下阶段：
• 潜伏期(侵入到 装配)：隐晦期 +胞内积累期 (eclipse period)
• 裂解期 (lysis period)
• 稳定期 (steady period)
此期为病毒复制所需的最短时 间。为病毒复制的特征性数据 。
噬菌体以分钟计； 动植物病毒以小时、天计。
潜伏期：是指病毒侵入宿主细胞 到病毒粒子释放出胞外前的一段 时间。曲线平行于横轴。
1. 吸 附
噬菌体特异性识别专性的细菌细胞的过程。
①吸附蛋白(在尾丝上) 功能：启动感染,特异性识别
宿主细胞,与宿主细胞表面受 体发生结合. ②细胞受体(图中红箭头示) G+细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸 ，G－细胞壁上的LPS以及鞭 毛、荚膜、菌毛上均有噬菌 体吸附的位点。
2. 侵 入
核酸注入细胞的过程。
包膜的功能
包膜的结构具有高度稳定性。 功能： a. 维系病毒体结构； b. 保护病毒核酸； c. 包膜型病毒感染所必需：
包膜表面上的糖蛋白识别并结合宿主表面受体； 病毒包膜与宿主细胞膜结合； 病毒衣壳和病毒基因组进入宿主，完成感染过程 。
刺突
概念：病毒包膜或衣壳表面的突起物。
图中可见流感病毒的刺突。
潜伏前期又称隐蔽期，是指 病毒的核酸侵入宿主细胞后至第 一个病毒粒子装配前的一段时间 ，此时宿主细胞内不含有完整的 、有侵染力的成熟病毒粒子。
a.可启动感染；
b.可诱生免疫保护作用； c.可中和抗体；
d.可促使病毒从宿主细胞上释放.
病毒的核酸
– dsDNA/ssDNA dsRNA/ssRNA
– 线状/环状， 闭环/缺口环
– 单分子/双分子 /三分子/多分子
病毒核酸的功能
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
一步生长曲线
可分以下阶段：
• 潜伏期(侵入到 装配)：隐晦期 +胞内积累期 (eclipse period)
• 裂解期 (lysis period)
• 稳定期 (steady period)
此期为病毒复制所需的最短时 间。为病毒复制的特征性数据 。
噬菌体以分钟计； 动植物病毒以小时、天计。
潜伏期：是指病毒侵入宿主细胞 到病毒粒子释放出胞外前的一段 时间。曲线平行于横轴。
1. 吸 附
噬菌体特异性识别专性的细菌细胞的过程。
①吸附蛋白(在尾丝上) 功能：启动感染,特异性识别
宿主细胞,与宿主细胞表面受 体发生结合. ②细胞受体(图中红箭头示) G+细胞壁上的肽聚糖、磷壁酸 ，G－细胞壁上的LPS以及鞭 毛、荚膜、菌毛上均有噬菌 体吸附的位点。
2. 侵 入
核酸注入细胞的过程。
包膜的功能
包膜的结构具有高度稳定性。 功能： a. 维系病毒体结构； b. 保护病毒核酸； c. 包膜型病毒感染所必需：
包膜表面上的糖蛋白识别并结合宿主表面受体； 病毒包膜与宿主细胞膜结合； 病毒衣壳和病毒基因组进入宿主，完成感染过程 。
刺突
概念：病毒包膜或衣壳表面的突起物。
图中可见流感病毒的刺突。
潜伏前期又称隐蔽期，是指 病毒的核酸侵入宿主细胞后至第 一个病毒粒子装配前的一段时间 ，此时宿主细胞内不含有完整的 、有侵染力的成熟病毒粒子。
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二十面体对称的代表--腺病毒
腺病毒特征表解
腺病毒
20个面,均为等边三角形
球状 12个顶角 30条棱
12个五邻体7万Da
衣壳 240个六邻体12万Da
组分
12根蛋白纤维与顶球
核酸为线状dsDNA由
36 500个核苷酸对组成
3）复合结构的病毒粒子
很多细菌的病毒－－噬菌体，具有这种结构。
头部 颈部
领 尾鞘
2.病毒的群体形态
病毒的包涵体
• 为光镜下可见的圆形或卵圆状的小体。 • 昆虫为多角体包涵体、 • 天花病毒形成顾氏小体的包涵体、 • 狂犬病毒的包涵体叫内基氏小体。
噬菌斑、空斑、病斑和枯斑
• 噬菌斑：噬菌体感染细菌后，使细菌细胞破裂死亡， 连续重复感染使大量的细菌死亡，在培养细菌的平 板上，可以看到一个个透明不长细菌的小圆斑。
噬菌体的裂解量
• 某一噬菌体的裂解量：即为其一步生长 曲线测得的最高效价值除以感染的宿主 细胞数所得的值。
• 理论上某一噬菌体感染相应宿主后的裂 解量是一个常量，但实际与介质及宿主 生理状态关系极大。
一步生长曲线实验步骤
• 感染：用稀释的噬菌体液感染高浓度宿主 细胞。
• 中和：向混合液中加入一定量的噬菌体的 抗血清，中和尚未吸附的噬菌体，然后中 止抗血清作用。
持侵染活力； ⑦对抗生素不敏感，对干扰素敏感； ⑧有些病毒的核酸能整合到宿主基因组中，并诱发潜
伏性感染。
一、病毒的形态、构造和化学成分 （一）病毒的大小
（二）病毒的形态
1.病毒的个体形态
球形
病 毒 颗
杆状 砖形
粒 卵圆形
的 弹状
形 态
丝状 蝌蚪状
⑴ 病毒的基本构造
⑵ 病毒粒的对称体制
病毒衣壳粒子的功能：
毒
双链RNA（ds RNA）
粒 的
壳体蛋白
化 病毒的蛋白质 包膜蛋白
学
组 成
病毒的脂类 病毒的糖类
毒粒酶
其他组成
二、病毒的分类
分类依据：
依宿主分类
动物病毒：931种脊椎动物病毒、 人有300种（1981）
植物病毒：600多种（1983） 昆虫病毒：1671种（1990） 真菌病毒：100种（1982） 细菌病毒：2850种（1987）
RNA作为mRNA，合成该酶
负链单链RNA病毒：先合成正链RNA
蛋
白
mRNA
质
负链单链
RNA基因组
• 问题：细胞中没有以RNA为模板合成RNA的酶，基 因组也不能作为mRNA
• 解决方式：病毒粒子携带该酶，共同进入细胞， 启动复制
双链RNA病毒
蛋
白
mRNA
质
双链RNA 基因组
• 问题：细胞中没有以双链RNA为模板合成mRNA，基 因组也不能作为mRNA
病毒侵入细胞
第一步：吸附
参与者：细胞表面的受体和病毒表面的配体 • 受体与配体结合，引起病毒和细胞表面结构
变化，开始入侵过程 • 细胞是否具有相应的受体，是决定病毒是否
能感染某种细胞的重要一环
吸附
• 病毒吸附蛋白与细胞受体 间的结合力来源于空间结 构的互补性，相互间的电 荷、氢键、疏水性相互作 用及范得华力。
第4步：核酸与蛋白质合成
• 基因转录和转译，合成病毒的蛋白质 • 基因组复制
病毒基因组
子代病毒基因组
转录
病毒mRNA
转译
具体过程因病毒基因组的性质而变化
增殖
病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒 核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。
病毒mRNA转录的六种途径
双链DNA病毒：与细胞相同
效价的测定方法
效价的测定方法
液体稀释法 玻片快速测定法 单层平板法 双层平板法
双层平板法：
⑶ 一步生长曲线
• 定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称 作一步生长曲线。描述烈性噬菌体增殖规律 的图示。
• 一步生长曲线可分为三个时期：潜伏期、裂 解期、稳定期
• 能反映每种噬菌体的三个重要特征参数，即 潜伏期、裂解期和裂解量
• 解决方式：病毒粒子携带该酶，共同进入细胞，基 因组RNA在不完全解体的病毒颗粒中和成mRNA
反转录病毒的复制
蛋
mRNA
白
质
双链DNA 反转录
正链单链 RNA基因组
病毒粒子同样带有反转录酶，将基因组 RNA反转录为双链DNA。
反转录
• 有些病毒具有病毒特有的反转录过程：
反转录：RNA
DNA
• 这一过程的发现丰富了分子生物学的中心法则
病
2）二十面体对称（等轴对称）
二十面体对称的特点： 二十个面
十二个顶点 三十条棱
二十面体对称结构：简单到复杂
最简单的二十面体病毒 ——噬菌体φX174
二十面体结构
腺病毒
带有包膜的二十面体对称病毒
疱疹病毒
变型的二十面体衣壳
人免疫缺陷病毒（HIV）－－艾滋病病毒
多层的二十面体结构
疱疹病毒
呼肠孤病毒
第三章 病毒和亚病毒因子
学时安排：4学时
要求:
1、掌握病毒的概念、特征、形态结构、化学组成、 繁殖过程、溶源性和一步生长曲线；
2、了解病毒检出与定量、病毒的种类与分类 3、了解亚病毒的种类与分类。
重点：病毒的形态结构、化学组成、繁殖过程
非细胞生物分类
第一节 病毒
病毒的定义和特点
定义： 病毒是超显微的，没有细胞结构的，专性活细
• 尾丝尖端与宿主细胞表面 的特异性受体接触，可触 发尾丝散开，附着在受体 上，随之把刺突、基板固 定。
病毒侵入细胞
第二步：侵入
病毒粒子通过三种方式之一进入细胞： – 细胞吞噬（胞饮） – 膜融合（包膜病毒） – 转位
胞饮
膜融合
转位
细胞吞饮
病毒粒子
凹陷
病毒侵入细胞
第三步：脱壳
• 病毒解体，到达其复制部位，开始复制 • 病毒复制的部位：细胞质或细胞核
HIV:
gp160
gp120 + gp41
第7步：离开细胞
• 释放：成熟的病毒离开细胞，感染新的细胞 • 离开细胞的方式主要由两种：
– 细胞解体 – 病毒从细胞出芽（病毒由此而获得包膜）
细胞解体
病毒出芽
E.coli T4的释放
HIV出芽
（二）4类病毒的复制增殖 1. 原核生物病毒
——噬菌体
噬菌体的形态: • 蝌蚪状：收縮长尾
DNA
T4噬菌体
尾丝
基盘
复合对称代表--E.coli T4噬菌体
T4噬菌体表解
T4噬菌体头部呈二十面体对称而尾部呈螺旋对称 的一种复合对称病毒
长95nm,宽65nm
头部
衣壳由212个衣壳粒 核酸为线状dsDNA 盘状颈环
T4 颈部 直径37.5nm 6根颈须 尾鞘(144/24) 尾管(95)
尾部 基板(8/2.5nm)与6个剌突 6根尾丝(140/2nm两段)
HIV侵入细胞
• 细胞的病毒受体：CD4；辅助受体：CCR5 等趋化因子受体
• 病毒的配体：gp120蛋白
噬菌体侵入细胞
基因组进入细胞，蛋白外壳留在细胞外。
噬菌体侵入细胞过程
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 DNA注入
螺旋对称结构的变化
有的螺旋对称的结构可以弯曲，甚至盘旋 成团，带有包膜。
埃博拉病毒
流感病毒
螺旋对称的代表——TMV
TMV结构表解
TMV在病毒学史上地位独特---奠基病毒
长300nm
杆状 外径15nm
中孔内径4nm
TMV
衣壳粒2130个(158个aa MW17500)
蛋白质 衣壳粒逆时针排列130圈螺旋 95% 螺距2.3nm
装配启动区域RNA与盘状 结构结合
螺旋对称病毒（烟草花叶病毒）的装配
新合成的蛋白质 自我切割
蛋白酶
成熟病毒颗粒
蛋白酶
五聚体
二十面体对称病毒（脊髓灰质炎病毒）装配
复合病毒 （T4噬菌体）的装配
T4噬菌体的装配是一个极 为复杂的自我装配的过程。
第6步：成熟
成熟：有些病毒在装配后需要进行一些加 工，成为成熟的病毒粒子
基因组
依基因组分类
DNA
ssDNA dsDNA
RNA
dsRNA ssRNA
环正 、、 线负 之链 别之
分
按照
核酸种类 单双链 包膜有无 衣壳对称方式 宿主类型
三、4类病毒及其繁殖方式
（一）病毒复制增殖的一般过程
病毒复制增殖的特点：
• 与细胞不同，病毒 不分裂，不出芽
• 复制时，病毒先消 失，一定时间后突 然迅速增长的趋势
• 病毒复制的特点： 侵入细胞－解体消 失－合成新的病毒
病毒效价/毫升
潜伏期 消失期
细胞内 细胞外
时间（小时）
病毒复制增殖的特点
解体
合成
装配
成熟
吸附
病
受体
毒
复
侵入
释放
细胞膜 基因组
组装
制 增
脱壳
调节蛋白
结构蛋白
殖
过
复制
程
细胞质
细胞核
基因表达
复制增殖过程
• 第一步：吸附 • 第二步：侵入 • 第三步：脱壳 • 第四步：核酸与蛋白质合成 • 第五步：装配 • 第六步：成熟 • 第七步：离开细胞
噬菌体的裂解期
• 效价剧增期：从宿主群中第一个细胞释 放噬菌体粒子至最后一个细胞释放为止 宿主细胞迅速裂解，溶液中噬菌体粒子 剧增的一段时间。