[物理课件]生物制药技术专业微生物精品课程—病毒-病毒的生物学特性（PPT 52页）

来自病毒的生物学特性形态极其微小，必须在电镜下才能观察，一般都具过滤性；其主要成分仅是核酸和蛋白质两种；每一种病毒只含一种核酸，不是DNA就是RNA；在宿主活细胞内营专性寄生；利用宿主细胞设备进行增殖，不存在个体生长和二均分裂等细胞繁殖方式；对一般抗生素不敏感，但对于干扰素敏感；在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶。来自病毒的大小与形状病毒的形态大小是病毒分类鉴定的标准之一。多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状，少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。病毒个体微小，常以nm表示，其大小相差悬殊。较大的痘病毒直径约300nm，近似于最小的原核微生物，如用姬姆萨、维多利亚蓝、荧光染料或镀银等方法染色处理后，在光学显微镜下可以观察到。而较小的口蹄疫病毒颗粒很小，直径约10－22nm。病毒能通过细菌过滤器，其大小大多在20－300nm范围内，超过了普通光学显微镜的分辨能力，必须用电子显微镜才能观察到。来自中国最大的资料库下载微生物的大小比较葡萄球菌(1000nm）牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体(65×95nm)B、腺病毒(70nm)C、脊髓灰质炎病毒(30nm)D流行性乙型脑炎病毒(40nm)E、卵蛋白分子(10nm)F、流感病毒(100nm)G、烟草花叶病毒来自病毒的结构（1）核衣壳一个完整的有感染性的病毒颗粒称为病毒粒子。病毒粒子主要由核酸与蛋白质组成。核酸位于病毒粒子的中心，构成病毒的核心，其外包绕着一层蛋白质组成的外壳，称为衣壳。核酸与衣壳共同组成核衣壳，最简单的病毒就是裸露的核衣壳。（2）包膜许多动物病毒和少数细菌病毒的核衣壳外包着一层由脂质或脂蛋白组成的包膜。包膜上还可有刺突。这些具有较复杂结构的病毒称为包膜病毒。来自中国最大的资料库下载病毒粒子结构模式图壳粒衣壳核心（核样物）核衣壳包膜包膜病毒包膜子粒来自中国最大的资料库下载•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、抗原性来自、核酸核酸位于病毒中心，一种病毒只含一种核酸（DNA或RNA）。病毒核酸储存病毒全部的遗传信息，构成病毒的基因组。是病毒增殖、遗传、变异和刺激性的物质基础。2、蛋白质蛋白质是病毒的主要成分，它构成病毒的全部衣壳成分，也是病毒包膜的重要成分，对病毒核酸具有保护作用。3、其他成分一些较复杂的病毒，除了含有核酸和蛋白质两种主要成分外，还含有脂质和糖类等其他成分。来自、螺旋对称型烟草花叶病毒是螺旋对称的典型代表。核酸是伸展开的，壳粒围绕着核酸呈螺旋状对称排列。2、二十面体立体对称型核酸浓集在一起形成球状或近似球状的结构，衣壳包绕在外面，壳粒排列成二十面体立体对称形式。如腺病毒。3、复合对称型大肠杆菌噬菌体T4是复合对称型病毒的代表，少数病毒壳粒排列较为复杂，既不呈立体对称，也不呈螺旋对称。来自中国最大的资料库下载螺旋对称的代表-烟草花叶病毒(tobaomosaicvirus,TMV)来自中国最大的资料库下载二十面体对称的代表-腺病毒(Adenovirus)衣壳粒总数N=10(n-1)2+2n为每条边的衣壳粒数来自（24环）尾丝(tailfibers)65nm来自噬菌体1915年英国人陶尔德(Twort)在培养葡萄球菌时，发现菌落上出现透明斑。用接种针接触透明斑后，再向另一菌落上接触，不久接触的部分又出现透明斑。1917年在法国巴黎巴斯德研究所工作的加拿大籍微生物学家第赫兰尔(d′Herelle)也观察到痢疾杆菌的新鲜液体培养物能被加入的某种污水的无细菌滤液所溶解，混浊的培养物变清。若将此澄清液再行过滤，并加到另一敏感菌株的新鲜培养物中，结果同样变清。以上现象被称为陶尔德—第赫兰尔(Twort—d‘Herelle)现象。第赫兰尔将该溶菌因子命名为噬菌体。噬菌体具有病毒的一般特性，是原核微生物的病毒，包括噬细菌体、噬放线菌体和噬蓝细菌体。来自噬菌体的形态结构在电子显微镜下观察噬菌体有三种基本形态：蝌蚪形、微球形和纤线状，从结构来看又可分为六种不同的类型。来自中国最大的资料库下载大肠杆菌T4噬菌体为典型的蝌蚪形噬菌体，由头部和尾部组成。头部为由蛋白质壳体组成的二十面体，内含DNA。尾部则由不同于头部的蛋白质组成，其外包围有可收缩的尾鞘，中间为一空髓，即尾髓。尾鞘末端附有六边形的基片，上面长出六支刺突，并缠有六根细长的尾丝。来自噬菌体的的生长和繁殖1、噬菌体的增殖过程（1）吸附噬菌体黏附到感染细胞的表面，是噬菌体感染的第一步。寄主细胞壁上有一些特定化学组成的区域，作为噬菌体吸附的特异性受体。（2）侵入有尾噬菌体吸附宿主后，借助尾部末端含有的一种类似溶菌酶的物质，在细菌细胞壁上溶一小孔，然后通过尾鞘的收缩，将头部DNA注入细菌体内，而蛋白衣壳留在细菌细胞外。无尾噬菌体与丝形噬菌体可以脱壳的方式进入细菌细胞内。来自中国最大的资料库下载吸附(adsorption)影响因素：噬菌体数量；阳离子；辅助因子；温度。来自中国最大的资料库下载（3）增殖转录形成mRNA，转移成噬菌体所需的酶、调节蛋白和结构蛋白。以噬菌体核酸为模板，通过核酸多聚酶催化作用，大量复制子代噬菌体的基因核酸。（4）成熟（装配）新合成的噬菌体核酸和蛋白质在细胞内成熟后组装成噬菌体粒子的过程。噬菌体核酸卷缩，蛋白质亚单位围聚到核酸分子的表面，以核酸为支架，按照立体结构形成特定的蛋白质外壳。来自中国最大的资料库下载（5）释放细胞裂解释放：当噬菌体成熟时，溶解寄主细胞壁的溶菌酶逐渐增加，致使细胞裂解，从而释放出大量的子代噬菌体。来自、烈性噬菌体和温和噬菌体烈性噬菌体能在宿主菌细胞内复制增殖,产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌，称为烈性噬菌体。该种噬菌体的寄主则称为敏感细菌。从噬菌体进入寄主开始，到引起细胞裂解并释放出噬菌体子代为止，为一个增殖周期。通常把烈性噬菌体的繁殖看作噬菌体的正常表现。温和噬菌体噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代，称为温和噬菌体或溶原性噬菌体。带有噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌，整合在细胞核上的核酸称为原噬菌体。来自、噬菌斑在含有敏感菌的固体培养基上，噬菌体使寄主菌体细胞裂解而形成不同大小和形状透亮无菌的空斑，称为噬菌斑。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。来自噬菌体的分离、防治与应用1、分离可根据具体情况，结合实际需要，选择有代表性的采样点。取样量一般是：土样需10-20g，水样为10m1。方法是：取2-3g土样或5ml水样放入灭菌三角瓶中，加入对数生长期的敏感指示菌悬液3-5ml，并补加20-25ml培养基，再适宜温度下，震荡或静止培养过夜。并将上述培养液以3000r/min，取上清液，用pH7的1%蛋白胨液稀释10-2至10-3，作为待检液。来自、检查(1）双层琼脂法(2）单层琼脂法(3）载片快速法(4）液体培养法(5）气体样品的检查法来自中国最大的资料库下载双层琼脂法下层培养基双层培养基敏感菌+上层培养基噬菌体稀释液培养噬菌斑噬菌斑敏感菌菌苔来自中国最大的资料库下载双层平板法琼脂平板菌液+噬菌体试样+琼脂培养基培养10天计数噬菌斑噬菌斑数=试样中噬菌体数来自中国最大的资料库下载根据每个培养皿中噬菌斑的数目可以计算噬菌体的效价，效价即每毫升被检样品中含有噬菌体的数量，其计算公式为：效价（单位/mL）=培养皿中噬菌斑平均数×稀释倍数×10mL来自中国最大的资料库下载液体稀释管法试样（未知效价的噬菌体液）培养液和宿主细胞计数管中完整宿主细胞数（定时取样对活细胞计数）噬菌体数=原细胞数—活细胞数来自中国最大的资料库下载快速玻片法试样+宿主细胞+琼脂培养基低倍镜下计数噬菌斑充分混匀短期培养涂布在灭菌玻片上来自中国最大的资料库下载3、防治措施利用微生物进行发酵的工业生产常会遭到噬菌体的侵害，造成异常发酵，轻者可使生产菌的菌体变畸形，发酵液菌数下降，而致发酵迟缓，效率降低；严重时则发生明显溶菌，发酵停止，甚至完全失败（倒罐）。引起噬菌体感染，可能有生产菌株本身的原因，有发酵系统的原因，有空气过滤系统的原因，也有周围环境不洁的原因等。来自中国最大的资料库下载根据上述感染原因，可采取如下防治噬菌体的措施：（1）严格控制活菌体的排放（2）保证发酵系统和空气过滤系统的合理性与无菌状态（3）净化环境（4）选育和使用抗噬菌体的菌株（5）菌种轮换使用（6）药物防治（7）噬菌体感染后的补救措施来自中国最大的资料库下载4、噬菌体的应用(1）细菌的鉴定噬菌体与宿主菌的关系有高度特异性，可用于未知细菌的鉴定和分型。如应用伤寒沙门菌Vi噬菌体可将有Vi抗原的伤寒沙门菌分成96个噬菌体型。(2）分子生物学研究的重要工具噬菌体基因数量少，结构比细菌和高等细胞简单得多，而且容易获得大量的突变体。λ噬菌体可用来构建基因文库基因工程载体噬菌体展示技术来自亚病毒简介凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含其中一种的分