第一章--病毒

病毒：没有细胞结构的超微小微生物，专性寄生，由核酸和蛋白质组成。一、病毒的特点1、个体极小。大多数比细菌小的多，大小以nm表示。最小的病毒只有18～20nm2、非细胞结构。大多数是蛋白质与核酸组成的大分子。3、只含一种遗传因子。大多数病毒含有双链DNA，少数为单链DNA，一些含有单链RNA。第一节病毒的特征和分类、专性寄生病毒无产酶系统、蛋白合成系统（核糖体），不能独立的代谢，只能在特定的生活着的寄主细胞中繁殖，具有宿主专一性。5、对一般抗生素、干燥、低温等不敏感，但对干扰素、氧化剂等敏感。二、病毒的分类1、分类指标病毒形态，理化性质，基因组特点，病毒蛋白，宿主范围，抗原性，致病性等。根据以上指标，将5450株病毒分为8大类，分别归属于3个目，73个科，11个亚种和289个属，1950个种。2、常用分类方式（专性寄主）：动物病毒，植物病毒，细菌病毒（噬菌体），放线菌病毒，藻类病毒，真菌病毒三、亚病毒1、类病毒(viroid)•环状单链RNA，无蛋白质外壳，严格专性寄生的病原体。•能独立侵染寄主，侵入寄主后能自我复制。•都是侵染植物，最近报道，动物中也有类似的DNA病毒。马铃薯纺锤形块茎病柑橘裂皮病、拟病毒(virusoid)•环状或线状的ssRNA。•是一种有缺陷的类病毒，又称类类病毒、卫星病毒等，只能感染病毒（辅助病毒，拟病毒的复制必须依赖辅助病毒的协助）。、朊病毒•电镜下为杆状颗粒，直径25nm，长125～150nm，呈丛状排列，丛的大小与形状不一，颗粒丛所含颗粒多时可有100个。•又称普立昂，是具侵染性的蛋白质颗粒，不具有核酸，能像病毒一样传播疾病，如疯牛病。•朊病毒的发现改变了生物学的“中心法则”。第二节病毒的形态和结构一、病毒的形态和大小病毒种类动物病毒植物病毒噬菌体常见形态球状、卵圆、砖形等杆状、丝状、球状等蝌蚪状、丝状等、衣壳化学组成：蛋白质组成：氨基酸一种或几种肽链折叠（衣壳粒）衣壳体作用：决定病毒形状；保护核酸；决定病毒感染的特异性并参与病毒的吸附、进入；决定病毒的致病性、毒力和抗原性。具有对称性：螺旋对称；立体对称；复合对称二、病毒的化学组成和结构噬菌体结构—复合对称1、头部（二十面体）2、颈部(由颈环和颈须构成，连接头部和尾部)3、尾部（尾鞘：伸缩功能；尾管：中空，核酸注入通道；尾板：尾丝着生部位；尾丝：吸附细菌）、核酸内芯•化学组成：核酸位于病毒粒子的中心，称为核髓。•类型：单链（ss）DNA、双链（ds）DNA、单链RNA、双链RNA•作用：遗传物质，决定病毒的遗传、变异和对宿主细胞的感染、包膜•化学组成：脂肪和蛋白质，有的是糖蛋白，由宿主的细胞膜衍而来。4、刺突•化学成分：主要是糖蛋白。第三节病毒的繁殖一、病毒的繁殖过程1、吸附：噬菌体对宿主细胞表面的特定化学成分进行识别，在特定部位上结合。2、侵入：吸附后，尾钉固着在细胞表面，尾管插入宿主细胞壁和膜内，尾鞘缩短到一半，将核酸注入宿主细胞，蛋白质外壳留在细胞外。、复制：噬菌体核酸操纵宿主的代谢系统，使寄主细胞按照病毒的遗传特性合成病毒的核酸和蛋白质，形成不带壳体的噬菌体粒子。4、装配：宿主细胞合成空的壳体，然后与核酸结合，组装成完整的噬菌体粒子。5、裂解和释放：噬菌体粒子的成熟，引起了宿主细胞的裂解，释放出成熟的噬菌体。二、毒性噬菌体和温和噬菌体1、毒性噬菌体：侵入宿主细胞后立即引起宿主细胞分裂的噬菌体。2、温和噬菌体：噬菌体侵入宿主细胞后，核酸整合在寄主细胞的染色体上，随寄主DNA同步复制，暂时不引起寄主细胞裂解。、溶原细胞（1）溶源细胞：噬菌体整合在宿主细胞染色体组上，能正常生长增殖而不被裂解的宿主细胞。（2）溶源菌的特点：自发裂解：自然情况下溶源菌的裂解诱发裂解：经紫外线等理化因子处理，产生大量的裂解免疫性：可抵御外来相同噬菌体的侵染复愈性：增殖过程中可能丧失前噬菌体，成为非溶源菌。溶源转变：噬菌体核酸使寄主细胞产生除免疫性之外的新表型。一、病毒的测定1、颗粒计数法电子显微镜直接计数，用于已知形态病毒的浓缩样品计数。测定方法：与已知浓度的乳胶小颗粒均匀混合，然后将混合液均匀喷在已包被的样品方格网上，分别计病毒和乳胶颗粒个数。病毒的浓度可由样品中两种颗粒的比例和乳胶颗粒浓度计算得出。第四节病毒的测定与培养、间接计数法血细胞凝集试验计数测定方法：系列10倍稀释的病毒样品与红细胞溶液混合，观察结果，以能引起血细胞凝集的最高稀释倍数（或稀释倍数的倒数—稀释度）作为病毒效价。3、感染效价法（与病毒培养测定法相同）•病毒在液体培养基中的培养特征噬菌体的敏感宿主细菌接种液体培养基培养培养基变浑浊接种噬菌体培养基变透明二、病毒的培养特征•病毒在固体培养基中的培养特征噬菌体的敏感宿主细菌接种琼脂固体培养基培养形成菌落接种噬菌体形成噬菌斑(在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落被裂解成空斑)三、病毒的培养基特点：活的敏感细胞1、动物细胞人胚组织细胞、人体组织细胞、肿瘤细胞、动物组织细胞、鸡鸭胚细胞、敏感动物（小鼠、兔等）为培养基；动物病毒的培养可分为动物接种、鸡胚接种、组织培养。2、植物细胞：相应的敏感植物或植物组织3、细菌细胞：敏感细菌四、病毒的培养（一）动物病毒的培养1、动物病毒的空斑试验（1）空斑：单层细胞被病毒侵蚀形成的蚀斑。（2）原理：病毒感染细胞后，由于固体介质的限制，释放的病毒只能由最初感染的细胞向周边扩展。经过几个增殖周期，便形成一个局限性病变细胞区，即病毒蚀斑。从理论上讲，一个蚀斑是由最初感染细胞的一个病毒颗粒形成的，因而一个空斑表示一个病毒。（3）方法单层敏感动物组织细胞的制备、培养动物病毒的采集与病毒溶液制备制备动物细胞溶液动物病毒样品接种覆盖营养琼脂培养观察、计数空斑数计算样品单位体积的病毒数(ηPFU)ηPFU=N瓶内空斑平均数×病毒稀释倍数每瓶的病毒接种量、病毒滴度---病毒的毒力。制备病毒的系列稀释液，接种到含有宿主细胞的培养管中（3管-5管法），或接种到敏感动物体内，经适当温度和时间培养后，以出现某种特定变化的最高稀释度作为病毒的滴度。TCLD50：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）ID50：使50%敏感动物发生变化的感染剂量LD50：使50%敏感动物死亡的致死剂量（二）噬菌体的培养和测定双层琼脂法：1、底层平板：10ml适合宿主细菌生长的琼脂培养基倒平板烘干水分2、上层平板：加入0.2ml宿主菌悬液（对数期）软琼脂培养基（1%琼脂，3ml，45℃）加入0.1ml噬菌体样品摇匀后倒入底层平板37℃培养约10h计数空斑第五节环境因子对病毒的影响和病毒的存活一、物理因素的影响1、温度的影响大多数病毒耐冷不耐热（1）高温，大多数病毒于55～65℃下，几分钟至十几分钟被灭活，100℃时几秒钟内可灭活。有蛋白质或Ca2+、Mg2+等金属阳离子存在，可提高某些病毒对热的抵抗力。（2）低温，0℃以下温度能良好生存，在干冰温度（-70℃）和液氮温度（-196℃）下可长期保持其感染性。、光及其他辐射的影响（1）日光对肠道病毒有灭活作用，在氧气和染料存在的条件下，大多数肠道病毒对可见光敏感而被杀死，成为“光灭活作用”。（2）紫外线（作用于核酸）、Υ射线和X射线都能使病毒灭活。、干燥的影响不同病毒在干燥环境生存时间不同（1）无被膜病毒，相对湿度较高时存活最好，（2）有被膜病毒，相对湿度较低时存活最好。、pH（1）大多数病毒在pH6～8的范围内比较稳定，在pH5.0以下或者pH9.0以上容易灭活。（2）各种病毒对pH的耐受能力有很大不同，病毒体对pH的稳定性常被用于病毒体鉴定的指标之一。二、化学因素的影响1、体内灭活•干扰素：一种糖蛋白，诱导宿主产生一种抗病毒蛋白而将病毒灭活。•抗体：与之中和可抵消毒力。2、体外灭活•破坏蛋白质：酚、低离子浓度溶液•破坏核酸：脂溶剂、甲醛、亚硝酸、氨•破坏被膜：醚、十二烷基硫酸钠、氯仿等脂溶剂。氯、臭氧、强酸、强碱等氧化剂三、抗生素的影响•病毒是非细胞结构的生物，对抗生素不敏感。四、病毒的存活时间1、水体中病毒的存活水体温度，病毒类型水体淤泥，可保护病毒，使其存活时间较长2、土壤中病毒的存活温度：低温存活时间长于高温湿度：干燥条件下病毒的数量大大减少土质：截留能力不同雨水：转移或重新分布、空气中病毒的存活温度：温度低，存活时间长湿度：相对湿度大，存活时间长受紫外线辐射、风度等影响4、污水处理过程中对病毒的去除效果一级处理：物理过程，最多去除病毒30%二级处理：生物处理，90%～99%去除率三级处理：深度处理，进一步去除第六节病毒的危害、对策与应用一、病毒的危害•引起动植物疾病，甚至死亡•破坏农业、工业和林业生产二、预防和治理病毒病的方法和途径•清洁环境、喷洒药物、消毒器物和环境•制备病毒疫苗三、病毒的应用•制备疫苗，预防和控制动植物生物疾病•噬菌体的应用、病毒的主要特点。2、病毒的分类和命名。3、病毒的形态特征、化学组成、结构。4、病毒的增殖过程。5、烈性噬菌体和温和噬菌体的异同。6、病毒的培养特征和培养方法。