Chapter1 病毒

第一章病毒—非细胞结构的超微生物本章主要内容1病毒的一般特征及分类病毒的特点；病毒的分类2病毒的形态与结构病毒的形态大小；病毒的化学组成和结构3病毒的繁殖病毒的繁殖过程；病毒的溶原性4病毒的培养病毒的培养特征；病毒的培养基；病毒的培养5病毒的抵抗力和去除非细胞微生物的种类:（真）病毒(virus)：至少含有核酸和蛋白质两种组分类病毒(viroid)：只含单独具侵染性的RNA组分亚病毒拟病毒(virusoid)：只含不具单独侵染性的RNA组分阮病毒(prion)：只含蛋白质一种组分(如可导致疯牛病)形体极其微小:必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器.结构简单:没有细胞构造，其主要成分仅是核酸和蛋白质两种，每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA.高度寄生性:既无产能酶系也无蛋白质合成系统，在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式,在宿主的活细胞内营专性寄生.特殊的抵抗力:对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感;在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，但仍保留感染宿主的潜力.第一节:病毒的一般特征及分类一、病毒的特点病毒粒子(viron):指宿主细胞外，形态成熟或结构完整有感染性的病毒个体。又称病毒颗粒(virusparticle)或病毒体、病毒粒。二、病毒的分类与命名病毒的分类病毒有自己单独的分类系统，其分类依据主要有：病毒的宿主、所致疾病、核酸种类、病毒粒子的大小、病毒的结构、有无被膜等。根据病毒不同的专性宿主，可把病毒分为：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻类体）、真菌病毒（噬真菌体）也可以按照所致的疾病进行分类按核酸分类，可把病毒分为：DNA病毒和RNA病毒。第二节:病毒的形态和结构图病毒的各种形态3、蝌蚪状或丝状等(噬菌体)形态1、杆状或丝状等(大多为植物病毒)2、卵圆形、砖形或球形等(大多为动物、真菌病毒)一、病毒的形态水泡性口炎病毒EbolaVirusbullet-shapedfilamentousshape二、病毒的大小金黄色葡萄球菌立克次体衣原体流感病毒乙脑病毒痘苗病毒脊髓灰质炎病毒嗜菌体腺病毒病毒的形体微小，只能以nm计量，一般为10~300nm。现今发现体积最小的病毒是小核糖核酸病毒，直径只有几千个原子加起来长（2004.2）体积最大的病毒比变通病毒大4倍，命名为“Mimivirus”，意为“酷似细菌的病毒”为研究军团菌时发现，可寄生于阿米巴变形虫中（2004.5）二、病毒的化学组成1.病毒的主要成分为核酸(DNA或RNA)和蛋白质2.有的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。1.病毒的核酸——位于病毒粒子的中心部分(core)，外面包裹蛋白质（衣壳,capsid）一种病毒只含有一种核酸（DNA或RNA）。植物病毒绝大多数含DNA;少数含RNA；动物病毒一部分含DNA，一部分含RNA；细菌病毒普遍含DNA，含RNA的极少。病毒的核酸类型极为多样化：病毒的DNA与RNA均有单链和双链病毒核酸功能：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2.病毒的蛋白质——包裹病毒的核酸，组成蛋白质衣壳，两者共同构成核衣壳构成一个完整的、形态成熟的病毒颗粒所必需的蛋白质。包括壳体蛋白、包膜蛋白和存在于病毒体中的酶等。病毒蛋白质结构蛋白(structuralprotein)非结构蛋白(non-structuralprotein)由病毒基因组所编码的,但并不结合于病毒颗粒中的蛋白质,如复制酶和装配酶等。蛋白质：主要是保护作用、决定特异性及决定致病性、毒力和抗原性等。3.其他成分一些较复杂的病毒（如包膜病毒）除含有核酸和蛋白质两种成分外，还含有脂类、多糖等其他成分。病毒中的脂类主要以脂质双分子层的形式存在于病毒的包膜（被膜）中。病毒所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面，决定着病毒的抗原性。virion核衣壳(nucleocapsid)包膜(envelope)刺突(spike)衣壳(capsid)由若干衣壳粒核酸(nucleicacid)DNAorRNA三、病毒的结构——无细胞结构（基本结构）（非基本结构）由类脂或脂蛋白和糖蛋白构成典型病毒体结构模式图衣壳粒蛋白质衣壳核心（核样物）核衣壳包膜包膜病毒包膜子粒衣壳由众多的结构 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 衣壳粒组成，每一个衣壳粒由一条或多条多肽链组成核衣壳的对称形式SymmetryofNucleocapsid螺旋对称型（HelicalSymmetry）二十面体立体对称型（IcosahedralSymmetry）复合对称型（ComplexSymmetry）病毒的不同形态是由于表面的壳粒具有不同的排列方式决定的，壳粒的排列具有高度的对称性螺旋对称的代表－－烟草花叶病毒(杆状)(球状)二十面体对称的代表－－腺病毒复合对称的代表－－T偶数噬菌体(蝌蚪状)第三节:病毒的繁殖病毒是专性活细胞内寄生物，缺乏生活细胞所具备的细胞器以及代谢必需的酶系统和能量。繁殖所需的原料、能量和生物合成的场所均由宿主细胞提供，在病毒核酸的控制下合成病毒的核酸(DNA或RNA)与蛋白质等成分，然后在宿主细胞的细胞质或细胞核内装配为成熟的、具感染性的病毒粒子，再以各种方式释放至细胞外，感染其它细胞。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。大肠杆菌T4噬菌体构造蝌蚪形噬菌体的构造一、病毒的繁殖过程_以大肠杆菌T4噬菌体为例一、病毒的繁殖过程噬菌体并没有个体的生长过程，而只有其基本成分的合成和装配，即首先将各个部件合成出来，然后装配，所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。根据噬菌体与宿主的关系：烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体.温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：即吸附、侵入、增殖、装配和释放。1、烈性噬菌体的繁殖①吸附(adsorption)噬菌体对宿主细胞的吸附具高度的特异性。吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。病毒粒子与敏感细胞表面特异性受体的接触、结合。影响吸附的因素：噬菌体数量；阳离子浓度；温度；辅助因子（色AA、生物素）等。左：E.coliphage吸附在E.coli上右：腺病毒吸附在鸡红细胞上②侵入(penetration)头部的核酸通过中空的尾髓压入细胞内，而蛋白质外壳则留在细胞外。尾鞘的收缩性可明显提高噬菌体核酸注入的速率。③增殖(replication)包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。增殖是通过噬菌体基因表达实现的。核酸的复制与病毒蛋白质的合成是分开进行的。④装配：主要步骤有：DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部的其它部件独立装配完成——头部与尾部相结合——最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。⑤裂解（释放）通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程能合成100～300个噬菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长。最后:大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程病毒的释放HostcelllysisBudding２、温和噬菌体与溶源性细菌温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体原噬菌体（或前噬菌体）：即整合在宿主核DNA上的噬菌体的核酸。溶原性细菌：指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖,而不被裂解。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，自发裂解几率10-2～10-5。可诱导裂解：用化学、物理方法诱导具有“免疫性”：溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体没有免疫性。可复愈：自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解溶源转变：由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。裂解性循环与溶原性循环的关系　裂解性循环和溶源性循环的相互关系第四节:病毒的培养一、病毒的培养特征（一）在液体培养基中：接种敏感细菌液体培养基细菌均匀分布，培养基浑浊接种噬菌体敏感细菌裂解培养基溶液透明（二）在固体培养基中接种敏感细菌琼脂固体培养基形成若干菌落接种噬菌体反复感染形成空斑（噬菌斑）噬菌斑:概念：将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑，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。噬菌斑形成的过程和原理是：噬菌体侵染敏感细胞后，释放子代噬菌体，通过培养基扩散到四周细胞，继续侵染，引起连锁细胞裂解，从而形成形态和大小不同的空斑。因为病毒在活细胞外不能增殖，故不能像细菌和真核微生物那样进行培养。多年来，研究者们通过接种适宜的宿主动物或胚卵即孵化6～8天的鸡胚的方法来培养动物病毒。制备用于病毒培养的鸡胚要先用碘酒对蛋壳表面消毒，然后用消毒过的钻孔器钻出小孔；接种病毒后，小孔用明胶封住并将鸡蛋进行孵化。病毒只能在鸡胚的特定部位增殖，因此必须将病毒注射到适当的部位。例如，粘液瘤病毒在绒毛尿囊膜上生长良好，而腮腺炎病毒则在尿囊腔中生长得更好。感染可能造成局部组织病损，即痘疱(pock)，痘疱的外观常因病毒而异。二、病毒的培养基要求：1必须是活的敏感细胞2能提供病毒附着的受体3敏感细胞内没有破坏特异性病毒的限制性核酸内切酶，病毒进入细胞就可生长繁殖不同病毒培养基不同（可参考其它 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 籍）动物病毒培养基植物病毒培养基噬菌体培养基三、病毒的培养（一）动物病毒的培养1空斑试验　单层细胞的制备和培养　病毒样品的采集与制备　动物病毒的接种与观察病毒数=n瓶内空斑平均数×病毒稀释数/每瓶病毒接种量　培养方法：　　　　　　　　　　　洗涤，接种病毒培养24-48ｈ的单层细胞　　　　37℃恒温箱吸附１ｈ　　　摇动，加琼脂培养基覆盖　　　恒温箱培养２４ｈ　　　0.2％中性红　　　　出现空斑　　　　计数（一个空斑表示一个病毒）2系列稀释终点病毒的滴度：能产生培养管中50%CPE（细胞病理效应）的最高病毒稀释度（最少的病毒量）为组织感染剂量（TCLD５０）。　　　敏感动物用ID50或LD50表示病毒的滴度.（二）噬菌体的分离培养双层琼脂法：　　　　　加宿主菌、噬菌体软琼脂培养基　　　　　　　摇动混匀　　　　　　　　　　　　　　　　　　倒入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　凝固，烘干水分琼脂培养基10ml　　　　　　　　　　　铺满平板　　凝固　　　　　恒温培养　　　　计算空斑数第五节病毒对环境因素的抵抗力及在污水处理中的去除效果一、物理因素１温度重要因素，高温使病毒蛋白质及核酸变性或氧化致死，蛋白质变性减弱了病毒对宿主细胞的感染力。大多数病毒在60℃经不到1h即被灭活。２光、辐射紫外线照射使病毒的核酸（嘧啶环）受到损　害，造成病毒损伤或死亡。肠道病毒对可见光敏感而被杀死。氧气和染料（美兰、中性红）会提高病毒对光照的敏感性。３干燥控制环境中病毒生存的重要因素，空气湿度和土壤水分较低时，会加速病毒的灭活。二、化学因素　　　　体内灭活：抗体、干扰素　　　　　　　体外灭活：酚、甲醛、氨、氯、溴、碘、臭氧、　　　　　　　　　强酸强碱，氧化剂等化学物质　　　　　破坏病毒蛋白质：酚、低离子强度灭活机理　　破坏病毒核酸：甲醛、亚硝酸、氨　　　　　　　　　　　　　破坏病毒脂类被膜：醚、氯仿、脂溶剂等三、生物因素链霉菌、青霉菌等产生一些抗菌物质，影响某些病毒存活。藻类产生的代谢物如丙烯酸和多酚可使病毒灭活枯草杆菌，绿脓杆菌，大肠杆菌等具有可分解病毒　蛋白衣壳的酶，使病毒灭活。四、　病毒在环境中的存活１．水体中　　温度是影响病毒存活的重要因素，病毒类型不同抵抗力不同。２、土壤中　　土壤的基本理化特性，如土壤温度、湿度、土壤类型，孔隙度，酸碱度，有机质含量等３、在空气中　　受干燥，湿度，温度，光，辐射等影响五、污水处理中对病毒的处理效果　　　一级处理，物理过程。病毒去除率较差，在３０％以下　二级处理，生物处理。病毒去除率高，达９０％以上　三级处理，深度处理。病毒去除较为彻底。