《病毒生活史》课件

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1、第四章病毒第四章病毒本章重点和难点：本章重点和难点：病毒主要特点，毒性噬菌病毒主要特点，毒性噬菌体的侵染循环，温和噬菌体体的侵染循环，温和噬菌体和溶原细菌、昆虫病毒和植和溶原细菌、昆虫病毒和植物病毒的主要特点。物病毒的主要特点。病毒病毒:是一类比细菌还小、是一类比细菌还小、没有细胞结构、不能独立没有细胞结构、不能独立生活的大分子微生物。生活的大分子微生物。*在在微微生生物物学学当当中中，病病毒毒学学是是最最年年青青的的一一门门科科学，迄今只有学，迄今只有100年左右历史。年左右历史。(A：1892年年（伊伊凡凡诺诺夫夫斯斯基基1864-1920）,他他做了一个这样的实验：做了一个这样的实验：病

2、叶汁液病叶汁液 接种接种 烟烟草草花花叶叶病病细细菌菌过过滤滤器器健健康康烟烟草草植植株株发发病（引起相同病（引起相同烟草花叶病烟草花叶病）他他认认为为这这种种病病原原物物是是一一种种比比细细菌菌还还小小的的微微生生物物，把把病病毒毒等等其其他他微微生生物物分分开开是是一一个个划划时时代代的的创创举举，遗遗憾憾的的是是把把这这种种病病原原物物称称为为是是一种极小的细菌。一种极小的细菌。B.1898 年年(贝贝格格林林克克，18511931),在在不不了了解解伊伊凡凡诺诺夫夫斯斯工工作作的的情情况况下下，进进行行了了类类似似的的试试验验，发发表表了了与与伊伊凡凡诺诺夫夫斯斯几几乎乎完完全全一一样

3、样的的研研究究结结果果。贝贝格格林林克克把把这这种种病病原原物物称称为为是是称称之之为为“传传染染活活液液”，并并给给以以拉拉丁丁名名(Virus)，被被誉誉为为“病病毒毒学学之之父父”。（贝贝格格林林克克1872年年毕毕业业于于德德国国德德尔尔费费技技术术专专科科学学校校，1877年年获科学博士学位）。获科学博士学位）。1935年年斯斯旦旦来来（USA）第第一一次次提提纯纯得得到到病病毒毒的结晶，从此的结晶，从此 病毒学进入到分子水平。病毒学进入到分子水平。4.1病毒的特性病毒的特性4.1.1病毒的基本特征：病毒的基本特征：1.病毒的个体极小病毒的个体极小;*2.无细胞结构，为分子生物无细胞

4、结构，为分子生物;*3.专性寄生专性寄生 4.没有或缺乏完整的酶和能量合成系统，也没有或缺乏完整的酶和能量合成系统，也没有核糖体。没有核糖体。5.在寄主细胞内的病毒对各种化学药剂和抗在寄主细胞内的病毒对各种化学药剂和抗菌素不敏感。菌素不敏感。6.经提纯的病毒结晶能保持侵染力。经提纯的病毒结晶能保持侵染力。4.1.2病毒的结构和化学组成病毒的结构和化学组成4.1.2.1病毒粒子的结构病毒粒子的结构1 1、无封套、无封套(包膜包膜)的病毒粒子的病毒粒子 A.A.衣衣壳壳粒粒(一一种种对对称称蛋蛋白白质质外外壳壳,包包围围着着病病毒毒的的核核酸酸基因组，由多肽组成蛋白质亚单位基因组，由多肽组成蛋白质

5、亚单位)。B.B.壳体壳体：由多个衣壳粒组成。由多个衣壳粒组成。C.C.核壳体核壳体（核衣壳）：（核衣壳）：是衣壳与其包围着的核酸。是衣壳与其包围着的核酸。2.2.有封套有封套(包膜包膜)的病毒粒子的病毒粒子 A.A.衣衣壳壳粒粒(一一种种对对称称蛋蛋白白质质外外壳壳,包包围围着着病病毒毒的的结结构构。核酸基因组，由多肽组成蛋白质亚单位核酸基因组，由多肽组成蛋白质亚单位)。B.B.壳体：壳体：由多个衣壳粒组成。由多个衣壳粒组成。C.C.核核壳壳体体（核核衣衣壳壳）：是是衣衣壳壳与与其其包包围围着着的的核核酸酸的的总称。总称。D.D.封套封套（包膜，又称囊膜、被膜、外膜、封套、（包膜，又称囊膜、

6、被膜、外膜、封套、）由于壳粒在壳体上的不同由于壳粒在壳体上的不同排列，病毒具有三种结构：排列，病毒具有三种结构：1.螺旋对称螺旋对称2.二十面体对称二十面体对称3.复合对称复合对称4.1.2.2病毒的化学组成病毒的化学组成 大多数病毒的化学组成为蛋白质，大多数病毒的化学组成为蛋白质，少数还包括脂类和糖类。少数还包括脂类和糖类。1.病毒蛋白病毒蛋白2.病毒核酸病毒核酸3.脂类和糖类脂类和糖类4.病毒的包含体病毒的包含体4.1.3病毒的分类病毒的分类病毒分类的主要依据：病毒分类的主要依据：病毒的结构和寄主范围病毒的结构和寄主范围根据寄主范围不同分为：根据寄主范围不同分为：细菌病毒（噬菌体）细菌病毒

7、（噬菌体）植物病毒植物病毒昆虫病毒昆虫病毒根据根据ICTV1995年第六次报告，现已知病毒有年第六次报告，现已知病毒有3600多种，多种，分别属于分别属于71个科，但科以上的分类结构尚未建立，个科，但科以上的分类结构尚未建立，一般归为以下七类：一般归为以下七类：双链双链DNA有包膜的病毒有包膜的病毒双链双链DNA无包膜的病毒无包膜的病毒单链单链DNA无包膜的病毒无包膜的病毒 双链双链RNA有包膜的病毒有包膜的病毒双链双链RNA无包膜的病毒无包膜的病毒单链单链RNA有包膜的病毒有包膜的病毒单链单链RNA无包膜的病毒无包膜的病毒4.2噬菌体噬菌体4.2.1噬菌体噬菌体基本形态有三种：基本形态有三种

8、：蝌蚪形、微球形和丝状蝌蚪形、微球形和丝状另另据据结结构构不不同同，又又可可分分为为六六种种不不同同类类型型 （见表）（见表）4.2.2 噬菌体的生活周期噬菌体的生活周期4.2.2.1噬菌体生长的测定：一步生长曲线噬菌体生长的测定：一步生长曲线定量描述毒性噬菌体生长规律的实验定量描述毒性噬菌体生长规律的实验曲线称为曲线称为一步生长曲线一步生长曲线。该曲线可以用。该曲线可以用来反映每种噬菌体的来反映每种噬菌体的3个重要的特性个重要的特性(潜潜伏期、裂解期、裂解量伏期、裂解期、裂解量)参数。参数。（见图）（见图）4.2.2.2噬菌体类型噬菌体类型1.毒性噬菌体毒性噬菌体 通常把毒性噬菌体看做为噬通

9、常把毒性噬菌体看做为噬菌体的正常表现。菌体的正常表现。结构示意图如下：结构示意图如下：噬菌体侵入寄主细胞的过程可分为五个阶段：噬菌体侵入寄主细胞的过程可分为五个阶段：1.吸附吸附:噬菌体与敏感的寄主细胞接触，在寄主细胞的噬菌体与敏感的寄主细胞接触，在寄主细胞的特异性受点上结合。特异性受点上结合。2.侵入侵入:噬菌体吸附在细菌细胞壁的受点上以后，核酸噬菌体吸附在细菌细胞壁的受点上以后，核酸注入细菌细胞中，蛋白质壳体留在外面。注入细菌细胞中，蛋白质壳体留在外面。3.复制复制:噬菌体核酸进入寄主细胞后，操纵寄主细胞的噬菌体核酸进入寄主细胞后，操纵寄主细胞的代谢机能，大量复制噬菌体核酸，但不形成带壳体

10、代谢机能，大量复制噬菌体核酸，但不形成带壳体的粒子，称为潜育期。的粒子，称为潜育期。4.粒子成熟（装配）粒子成熟（装配）:寄主细胞合成噬菌体壳体形成完寄主细胞合成噬菌体壳体形成完整的噬菌体粒子。整的噬菌体粒子。5.寄主细胞裂解（释放）寄主细胞裂解（释放）:噬菌体粒子成熟，引起寄主噬菌体粒子成熟，引起寄主细胞的裂解释放出病毒粒子。随种类不同，一个寄细胞的裂解释放出病毒粒子。随种类不同，一个寄主细胞释放主细胞释放裂解反应：裂解反应：从噬菌体吸附于寄主细胞到寄从噬菌体吸附于寄主细胞到寄主细胞裂解释放出新一代噬菌体的过程。主细胞裂解释放出新一代噬菌体的过程。裂（毒）性噬菌体：裂（毒）性噬菌体：能裂解寄

11、主细胞的噬能裂解寄主细胞的噬菌体。菌体。溶菌现象：溶菌现象：在液体培养时，若细菌被噬菌在液体培养时，若细菌被噬菌体裂解，液体即由混浊变为澄清的现象。体裂解，液体即由混浊变为澄清的现象。噬菌斑：噬菌斑：在固体培养基上的细菌菌落，被在固体培养基上的细菌菌落，被噬菌体侵染后，出现的透明斑。噬菌体侵染后，出现的透明斑。（不同噬菌体的噬菌斑有所不同，（不同噬菌体的噬菌斑有所不同，可作为鉴别噬菌体的依据。）可作为鉴别噬菌体的依据。）2 温和噬菌体温和噬菌体除毒性噬菌体外，还有一类叫温和噬除毒性噬菌体外，还有一类叫温和噬菌体，它具有裂解和溶源两种作用。菌体，它具有裂解和溶源两种作用。溶源作用：溶源作用：侵入

12、寄主细胞的噬菌体的核酸侵入寄主细胞的噬菌体的核酸不立即复制，而是嵌入寄主细胞的染色不立即复制，而是嵌入寄主细胞的染色体内进行复制（体内进行复制（步骤同毒性噬菌体步骤同毒性噬菌体），），并随细胞分裂带到子代细胞内，不立即并随细胞分裂带到子代细胞内，不立即裂解寄主细胞，这种现象称溶源现象。裂解寄主细胞，这种现象称溶源现象。（但在一定条件下，嵌入的核酸可以脱但在一定条件下，嵌入的核酸可以脱下来，经过复制，形成许多噬菌体，使下来，经过复制，形成许多噬菌体，使寄主细胞裂解。寄主细胞裂解。）溶源细胞（菌）：溶源细胞（菌）：含有温和噬菌体的寄主含有温和噬菌体的寄主细胞。细胞。原噬菌体：原噬菌体：在溶源细胞内

13、的噬菌体核酸。在溶源细胞内的噬菌体核酸。检验溶源菌的方法是检验溶源菌的方法是用少量溶源菌与敏感用少量溶源菌与敏感指示菌混合，利用极少数细胞的自发裂指示菌混合，利用极少数细胞的自发裂解所释放的病毒粒子的反复侵染而形成解所释放的病毒粒子的反复侵染而形成特殊的噬菌斑（特殊的噬菌斑（下图下图）温和噬菌体侵入寄主细胞后可能发生的侵染过程：4.3 昆虫病毒和植物病毒昆虫病毒和植物病毒4.3.1昆虫病毒昆虫病毒昆虫病毒是比较常见的，其中以鳞翅昆虫病毒是比较常见的，其中以鳞翅目最多，其次为双翅目、膜翅目、鞘翅目最多，其次为双翅目、膜翅目、鞘翅目和螨类，而等翅目、脉翅目和毛翅目目和螨类，而等翅目、脉翅目和毛翅目

14、的少见。的少见。目前我国已研制了目前我国已研制了12种病毒制剂，而种病毒制剂，而工艺比较成熟且应用规模较大的是棉铃工艺比较成熟且应用规模较大的是棉铃虫核型多角体病毒。虫核型多角体病毒。大大多多数数昆昆虫虫病病毒毒具具有有包包含含体体。而而具具有有包包含含体体的的病病毒毒有有较较强强的的感感染染力力和和抗抗逆逆力力，并并能能通通过过昆昆虫虫的的卵卵传传给给后后代代，在在防防治治害害虫虫上上是是一一类类有有发发展展前途的昆虫病源。前途的昆虫病源。根根据据病病毒毒形形态态和和寄寄生生的的部部位位不不同同，可可将将昆昆虫虫病病毒毒分分为为：核核型型多多角角体体病病毒毒、质质型型多多角角体体病病毒毒、颗

15、颗粒粒体体病病毒毒、多型包含体病毒和无包含体病毒。多型包含体病毒和无包含体病毒。1.核型多角体病毒核型多角体病毒此此类类病病毒毒有有包包含含体体，病病毒毒粒粒子子杆杆状状，包包在在包包含含体体内内。包包含含体体位位于于细细胞胞核核内内，每每个个包包含含体体中中可可包包含含一一个个或或多多个个病病毒毒粒粒子子；包包含含体体呈呈12面面形形、立立方方体体或或不不规规则则形形，直直径径0.5-15m，由蛋白质构成。，由蛋白质构成。此此类类病病毒毒能能侵侵染染鳞鳞翅翅目目、膜膜翅翅目目、双翅目的昆虫。双翅目的昆虫。2.质型多角体病毒质型多角体病毒此此类类病病毒毒主主要要在在昆昆虫虫肠肠道道内内增增殖殖

16、，病病毒毒粒粒子子近近球球形形，直直径径25-80nm，含含核核糖糖核核酸酸；病病毒毒粒粒子子多多数数在在包包含含体体中中，包包含含体体位位于于细细胞胞质质内内；多多角角体体呈呈六六角角形形、球球形形或正方形，直径或正方形，直径0.5-2.5 m。此此类类病病毒毒可可感感染染鳞鳞翅翅目目和和双双翅翅目目昆昆虫虫，目目前前我我国国发发现现的的有有家家蚕蚕、赤赤松松毛毛虫虫、马马尾尾松松毛毛虫虫、枯枯叶叶蛾蛾、松松针针黄黄毒毒蛾蛾等等，被被感染的昆虫不取食，饥饿萎缩而死。感染的昆虫不取食，饥饿萎缩而死。3.颗粒体病毒颗粒体病毒此此类类病病毒毒的的包包含含体体呈呈园园形形、椭椭园园形形颗颗粒粒状状，

17、其其内内只只含含一一个个（偶偶尔尔二二个个）病病毒毒粒粒子子；病病毒毒粒粒子子杆杆状状，含含DNA，主主要要侵侵染染昆昆虫虫的的脂脂肪肪体体、上上皮皮细细胞胞，在在细细胞胞质质和和细细胞胞壁壁中中发发育育，昆昆虫虫吞吞食食后后，将将停止取食，血液变为乳白质。停止取食，血液变为乳白质。病病毒毒对对动动物物引引起起癌癌症症，称称致致癌癌病病毒毒，致致癌癌病病毒毒既既引引起起动动物物癌癌症症，也也引引起起人人的的癌癌症症。4.3.2植物病毒植物病毒 植植物物病病毒毒种种类类繁繁多多，绝绝大大多多数数种种子子植植物物都都能能发发生生病病毒毒病病。禾禾本本科科、葫葫芦芦科科、豆豆科科、十十字字花花科科、

18、蔷蔷薇薇科科植植物物受受害害较较重重，感感染染病病毒毒的的种种类类较较多多。感感染染病病毒毒的的植植物物可可表表现现出出：花花叶、簇生、萎缩、矮化、叶斑、块死等病状。叶、簇生、萎缩、矮化、叶斑、块死等病状。植植物物病病毒毒的的核核酸酸大大多多数数是是ssRNA。粒粒子子形形态态基基本本有有三三种种类类型型：杆杆状状、线线条条状状、近近乎乎球状的多面体，也有些是有球状的多面体，也有些是有封套封套的粒子。的粒子。植植物物病病毒毒和和其其它它病病毒毒一一样样是是严严格格寄寄生生物物，但但它它们们的的专专化化性性不不强强，一一种种病病毒毒往往往往能能寄寄生生于不同科、属、种的栽培、野生植物上。于不同科

19、、属、种的栽培、野生植物上。病病毒毒侵侵染染植植物物除除造造成成外外部部症症状状外外，在在细细胞胞内内部部组组织织或或细细胞胞也也有有不不正正常常表表现现。最最突突出出的的表表现现是是在在感感染染细细胞胞内内形形成成细细胞胞内内含含体体。细细胞胞内内含含体体一一类类是是结结晶晶形形的的，一一类类是是非非结结晶晶形形的的（又又称称感染病毒的植物，对病毒也有以下的抵抗作用感染病毒的植物，对病毒也有以下的抵抗作用：1.1.病病毒毒的的定定域域化化，不不发发生生全全身身感感染染 ，只只发发生生局局部部感感染染。如如产产生生局局部部坏坏死死斑斑点点，使使病病毒毒局局限限在病斑内部。在病斑内部。2.2.病

20、病毒毒相相互互作作用用形形成成的的抵抵抗抗现现象象。一一种种植植物物感感染染二二种种病病毒毒，会会出出现现加加重重或或减减轻轻症症状状等等。植植物物病病毒毒的的传传播播感感染染主主要要通通过过三三个个途途径径：昆昆虫虫（是是自自然然界界中中最最主主要要的的传传播播媒媒介介）。病病株株与与健健壮壮植植株株通通过过嫁嫁接接感感染染。病病株株与与健健壮壮植植株株磨擦接触感染。磨擦接触感染。防防治治方方法法主主要要根根据据上上述述侵侵染染途途径径，采采取取一一些些相相应应的的措施。措施。思考题：思考题：4-1 什么是病毒？病毒与其它微生物有何区别？什么是病毒？病毒与其它微生物有何区别？4-2 根据壳粒

21、在壳体上的排列不同，病毒可分根据壳粒在壳体上的排列不同，病毒可分 为哪几为哪几种结构？种结构？4-3 病毒的主要分类依据是什么？病毒的主要分类依据是什么？4-5 试述噬菌体的侵染全过程。试述噬菌体的侵染全过程。4-6 什么叫裂解反应、裂性噬菌体、溶源现象、溶菌什么叫裂解反应、裂性噬菌体、溶源现象、溶菌现象、噬菌斑和包含体？现象、噬菌斑和包含体？4-7 根据病毒形态和寄生部位的不同，可将昆虫病毒根据病毒形态和寄生部位的不同，可将昆虫病毒分为几种类型？分为几种类型？4-8 植物病毒的传播感染途径有几种？如何防治？植物病毒的传播感染途径有几种？如何防治？4-9 试比较几种主要微生物，其形态特征有何异同点试比较几种主要微生物，其形态特征有何异同点？作作 业业 1.简述双孢蘑菇的生活史。简述双孢蘑菇的生活史。2.因种类不同，真菌的菌丝可分为哪两种因种类不同，真菌的菌丝可分为哪两种类型？并说明之。类型？并说明之。3.真菌菌丝的特殊形态有几种？如何形成真菌菌丝的特殊形态有几种？如何形成？4.试述噬菌体侵染寄主细胞的全过程。试述噬菌体侵染寄主细胞的全过程。