微生物学 病毒

一、病毒的特点和定义
1、特点
第一节 概述
病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征； 既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因 形式的独特生物类群。
超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生的实体
一、病毒的特点和定义
1、特点
第一节 概述
单细胞微生物与病毒性质的比较
性质 直径大于 300nm 在无生命培养基生长 专性活细胞内寄生 双分裂 含有 DNA 和 RNA 核酸感染性 核糖体 产能代谢 细胞膜 对抗生素的敏感 对干扰素的敏感 细菌 + + + + + + + + 立克次氏体 + + + + + + + + 支原体 ± ± ± + + + + + + 衣原体 ± + + + + + + + 病毒 + +a -b +
一、病毒的复制周期
取培养物直接测定 病毒数量 将培养物过滤去细 胞后测定病毒数量
将细胞裂解后测定病毒的数量。 前期可将培养物先离心去上清以消除未吸附病毒 的影响
裂解量：每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目。 其值等于潜伏期受染细胞的数目除以稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数 目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。
类病毒（viroid)：只含具侵染性的RNA组分 拟病毒（virusoid)：只含有不具侵染性的RNA组分
朊病毒（prion)：只含蛋白质
第一节 概述
二
病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性
噬菌体（phage）、 植物病毒（plant viruses）
动物病毒（animal viruses）
四种主要结构类型
不同病毒的毒粒结构复杂程度有很大的区别
有些病毒，如有尾噬菌体、痘病毒等结构更为复杂，不能包括 在这些结构类型之内。
第三节 病毒的复制
病毒的特点： 严格细胞内寄生物，只能在活细胞内繁殖。
原料； 能量； 生物合成场所；
毒粒
宿主细胞
有繁殖性的病毒基因组 具有感染性的毒粒消失
病毒基因组复制、表达
保护遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞 传递给另一个宿主细胞的载体。
第二节 毒粒的性质 一、毒粒的形态结构 1、病毒的大小和形状
个体小，必需在电镜下观察； 不同病毒的毒粒大小差别很大； 毒粒的形状:动物病毒有球状、卵圆状、砖形 植物病毒有杆状、丝状、球状 噬菌体有蝌蚪状和丝状
采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构
2、隐蔽期（eclipse period）
一、病毒的复制周期
不同病毒的隐蔽期长短不同， 例如，DNA动物病毒的隐蔽期为5～20小时， RNA动物病毒为2～10小时。
在潜伏期的前一段，受染细胞内检测不到感染 性病毒，后一阶段，感染性病毒在受染细胞内 的数量急剧增加。 自病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感 染性病毒的时间为为隐蔽期。
1、一步生长曲线（one step growth curve）
一、病毒的复制周期
噬菌体复制（繁殖） 的三个阶段：
1、吸附期；
游离的噬菌体吸附到宿主细胞
2、潜伏期；
从噬菌体吸附到细胞到释放
出新噬菌体的最短时期
3、裂解期；
随着菌体不断破裂，新噬菌体 数目增加，直到最高值
1、一步生长曲线（one step growth curve）
裂解量： 噬菌体的裂解量一般为几十到上百个，植物病毒和动物病毒可达 数百乃至上万个。
3、病毒的复制周期
一、病毒的复制周期
复制周期（replicative circle）或称复制循环： 自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞 外的病毒复制过程。
① 吸附； ② 侵入； ③ 脱壳；
④ 病毒大分子的合成，包括病毒基因组的表达与复制；
非结构蛋白
病毒蛋白质
病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功 能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。
结构蛋白
构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质
壳体蛋白； 包膜蛋白； 存在于毒粒中的酶；
二、毒粒的化学组成
2、病毒的蛋白质
病毒结构蛋白的主要生理功能：
1）构成蛋白质外壳，保护病毒核酸免受核酸酶及其它理化 因子的破坏； 2）决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在的受体具 特异性亲和力，促使病毒粒子的吸附和入侵；
壳体或衣壳（capsid）： 包围着病毒核酸的蛋白质外壳，由蛋白质亚基按对称的 形式、有规律地排列而成，是病毒毒粒的基本结构。
螺旋对称壳体
壳体结构类型
二十面体对称壳体 双对称结构
螺旋对称壳体：
亚基有规律地沿着中心轴 （核酸）呈螺旋排列，进 而形成高度有序、对称的 稳定结构。
二十面体对称壳体： 构成对称结构壳体的第二种方式是 蛋白质亚基围绕具立方对称的正多 面体的角或边排列，进而形成一个 封闭的蛋白质的鞘。
以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞，待病毒吸附后，离心除去 未吸附的病毒，或以抗病毒抗血清处理病毒—细胞培养物以建立同步感染，然 后继续培养并定时取样测定培养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病 毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线，即一步生长曲线。
潜伏期：
不同病毒的潜伏期长短不同，噬菌体以分钟计，动物病毒和 植物病毒以小时或天计。
1、 病毒的核酸 核酸是病毒的遗传物质； 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；
单链DNA（ss DNA，single-stranded DNA）；
病毒核酸 双链DNA（ds DNA）； 单链RNA（ss RNA）； 双链RNA（ds RNA）；
二、毒粒的化学组成
2、病毒的蛋白质
第三章病毒

第一节 概述

第二节 病毒的形态和结构
第三节 病毒的复制 第四节 病毒的溶原性 第五节 病毒对理化因素抵抗力



一、病毒的特点和定义
1、特点
第一节 概述
1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与 2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者 例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（ coatRNA ）构成， 。 表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的 故可把它们视为核蛋白分子。 3 ）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢 朊病毒甚至仅由蛋白质构成 病毒组分装配（ assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到 的酶，不能进行独立的代谢作用。 细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（ replication）。 4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生 长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的 核酸复制，形成子代。 5 ）个体微小，在电子显微镜下才能看见。 例如利福平可抑制痘病毒复制 6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。
一般来说，病毒是不具酶或酶系极不完全的，所以 3）决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体； 一旦离开宿主就不能独立进行代谢和繁殖。
4）构成毒粒酶，或参与病毒对宿主细胞的入侵（如T4噬菌 体的溶菌酶等），或参与病毒复制过程中所需要病毒大分 子的合成（如逆转录酶等）；
第二节 病毒的性质
2、病毒的壳体结构
a DNA病毒和RNA病毒中的一部分;b
一、病毒的特点和定义
2、定义
第一节 概述
迄今仍无一个科学而严谨的定义 病毒为具有独立于其宿主的进化史的绝对细胞内寄生物，它的DNA 或RNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化（encapsidation）。 -------------（Fields等，1990年） （真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分 非细胞生物 亚病毒 (subvirus)
具有双对称结构的典型例子是有尾噬菌体（tailed phage）,其壳体 由头部和尾部组成。包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称， 尾部呈螺旋对称。
3、 病毒的包膜结构 一、病毒的形态结构 病毒包膜的基本结构与生物膜 相似，是脂双层膜。
在包膜形成时，细胞膜蛋白被 病毒的包糖蛋白取代。
刺突（spike）：包膜或核衣壳 上的突起。
第一节 概述
同微生物学其他学科分支一样，病毒学的进步完全得益于 研究方法和技术手段的发展。
通过病毒的分离与纯化获得纯化的、有感染性的病毒制备物 是病毒学研究和实践的基本技术。
1、病毒的培养 病毒的培养：
二元培养物法
四、病毒的培养和纯化 1、病毒的培养 培养液
细菌培养液变清亮
噬菌体
细菌培养物
营养琼脂平板
细菌平板成为残迹平板
若是噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板， 经过一定时间培养，在细菌菌苔上可形成圆形局 部透明区域，即噬斑（plague）。
双层平板法
优点：
①弥补玻璃皿底面不平的缺陷
②所形成全部噬菌体斑都接近处于同一平 面上 ③形成的噬菌斑较大，更有利于计数
噬菌斑
四、病毒的培养和纯化 1、病毒的培养 实验动物
隐蔽期病毒在细胞内存在的动力学曲线呈线性函数，而非指数关系，从而证明 子代病毒颗粒是由新合成的病毒基因组与蛋白质经装配成熟，而不是通过双分 裂方式产生的。
1、一步生长曲线（one step growth curve）
一、病毒的复制周期
一步生长曲线是研究病毒复制的一个经典试验，最初是为研究噬菌 体的复制而建立，以后推广到动物病毒和植物病毒的复制研究中。
第二节病毒的性质 一、病毒的形态结构
3、 病毒的包膜结构
核壳（nucleocapsid）：
病毒的蛋白质壳体和病毒核酸（核心）构成的复合物，又称 核衣壳。 裸露毒粒（naked virion）： 仅由核衣壳构成的病毒颗粒
包膜（ envelope）： 如烟草花叶病毒、脊髓灰质炎病毒（ Poliovirus）等一些简单的病毒的毒粒。
第三节 病毒的复制 一、病毒的复制周期 1、一步生长曲线（one step growth curve） 1939年，Max Delbruck & Emory Ellis： 该实验标志着分子病毒学、分子生物学和分子遗传学的建立 coli / bacteriopage Max Delbruck因此荣获1969年NobelE. Prize 1、用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞； 2、数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的噬菌体）； 3、将上述混合物大量稀释，终止抗血清的作用和防止新释放 的噬菌体感染其它细胞； 4、保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬菌体含量 进行计数）； 5、以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出 病毒特征性的繁殖曲线；
病毒核酸和蛋白质 释放至细胞外
装配形成具有感染性的毒粒
第三节 病毒的复制
病毒的复制：
病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与 表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的 病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到 细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。
有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜，它是病毒以出芽（budding） 方式成熟时，由细胞膜衍生而来的。有维系毒粒结构，保护病毒核壳 的作用。特别是病毒的包膜糖蛋白，具有多种生物学活性，是启动病 毒感染所必需的。 有包膜的病毒
第二节病毒的性质 一、病毒的形态结构
4、病毒的结构类型 裸露的二十面体； 裸露的螺旋； 有包膜的二十面体； 有包膜的螺旋；
动物病毒
鸡胚 多种细胞培养
四、病毒的培养和纯化 1、病毒的培养
植物病毒
敏感植物叶片
产生坏死斑，或称枯斑
四、病毒的培养和纯化 2、 病毒纯化 病毒是有感染性的生物体 标准 纯化的病毒制备物应保持其感染性 病毒具有化学大分子的属性
主要化学组成为蛋白质
蛋白质提纯方法 差速离心 梯度离心
（超速离心）
方法
Orf virus：口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒) （负染技术）
Vaccinia virus 痘苗病毒 （投影技术）
Ebola virus ：埃博拉病毒（正染技术）
第二节 毒粒的性质 毒粒 的化学组成
核酸； 毒粒
（化学组成）
蛋白质； 脂类；
基本化学组成
碳水化合物；
病毒颗粒在化学上表现为核蛋白
二、毒粒的化学组成
（盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等）
具有一定的大小、形状和密度
第二节 毒粒的性质 病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征； 既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因 形式的独特生物类群。
毒粒（病毒颗粒）：
Baidu Nhomakorabea
病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。
一团能够自主复制的遗传物质 蛋白质外壳 包膜