第1页：第五节 病毒内容导览
本页为第五节目录，本节内容包括：
- 一、病毒的一般特性：概念、基本特点、形态构造与化学组成
- 二、噬菌体：形态构造、繁殖与一步生长曲线、危害和应用
第2页：病毒的概念
- 病毒
- 一类超显微的非细胞生物，每一种病毒只含有一种核酸；只能在活细胞内营专性寄生；在离体条件下以无生命的化学大分子状态存在。
- 病毒粒子
- 完整的、具有感染性的病毒颗粒。
第3页：病毒的基本特点
- 个体极小（以 nm 计），能通过滤菌器，形态多样，有球状、杆状、复合型
- 无细胞结构，主要由蛋白质、核酸构成，一个病毒体内仅含一种核酸，核酸以单链或双链形式存在
- 生活方式为专性活细胞内寄生，病毒酶系不全，离开活体后无生命特征
- 以复制的方式增殖，包括核酸复制与核酸蛋白质装配，在分子水平上进行
- 对抗生素不敏感，对干扰素敏感
第4页：病毒的形态
本页标题为「病毒的形态构造及化学组成——形态」，源文件未提取到展开文字，可对照原图补充病毒的电镜形态图示。
第5页：病毒的化学组成与结构
病毒主要由核酸和蛋白质组成，较复杂的病毒还含有脂类、多糖等。
核衣壳（基本构造）：
- 核心：由 DNA 或 RNA 构成
- 衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成
非基本结构：
衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位，其排列组合方式不同，使病毒表现出不同的构型和形状。
第6页：病毒的基本结构图
病毒的基本结构包括：
第7页：三类典型形态的病毒
- 廿面体对称的结构（球状）
- 螺旋对称的结构（杆状）
- 复合对称的结构（蝌蚪状）
大肠杆菌的 T4 噬菌体由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成，是病毒中复合对称的代表。
第8页：噬菌体的概念与分类
- 噬菌体
- 病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体（侵染真菌的病毒叫噬真菌体）。
根据病毒寄生的对象分为：
噬菌体在自然界广泛存在，1995 年发表的 ICTV 病毒分类与命名第六次报告中共报道了4000 余种，分别划归为 49 个病毒科；据 Bradley（1967）归纳，噬菌体共有六类形态。
第9页：噬菌体的组成与基本形态
1、组成：
2、基本形态：
第10页：大肠杆菌T4噬菌体的构造
以大肠杆菌 T4 噬菌体为例：
- 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 95 nm，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
第11页：烈性噬菌体与温和噬菌体
噬菌体并没有个体的生长过程，只有其基本成分的合成和装配，因此一般将噬菌体的繁殖称做复制。
- 烈性噬菌体
- 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（溶源性噬菌体）
- 感染细胞后将其核酸整合（附着）到宿主的核 DNA 上，可随宿主 DNA 的复制而同步复制，一般情况下不引起寄主细胞裂解。
第12页：烈性噬菌体的繁殖阶段
烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：
第13页：吸附、侵入与复制
- 吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突「钉」在细胞表面上
- 侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生小孔，然后尾鞘收缩、尾髓刺入细胞壁，将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外
- 复制：包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后控制宿主细胞的合成系统，按噬菌体核酸中的指令合成所需的核酸和蛋白质
第14页：装配的过程
- DNA 分子的缩合
- 通过衣壳包裹 DNA 而形成头部
- 尾丝及尾部的其他部件独立装配完成
- 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
第15页：释放方式与一步生长
- 裂解：多以裂解细胞的方式释放
- 分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解
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。
第16页：一步生长曲线的实验设计
实验设计依据：
- 1 个菌体被 1 个噬菌体感染，避免二次吸附；细菌群体被噬菌体同步感染
实验过程：
- 敏感菌 10 mL 与 phage 1 mL 混匀 5 min 使之吸附
- 离心或用抗 phage 血清处理，去除过量 phage
- 高倍稀释吸附 phage 的菌悬液，避免多次吸附
- 37 ℃ 培养，定时取样
第17页：一步生长曲线的取样与计数
- 取样后人为裂解处理（每 5 min），样品中加入氯仿裂解细胞
- 24—48 h 裂解液加入敏感菌液中
- 适当稀释混合液涂布于琼脂培养基上，计数噬菌斑
第18页：噬菌斑的概念与应用
- 噬菌斑
- 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看到一个个透明的不长菌的小圆斑；每个噬菌斑一般由一个噬菌体粒子形成。
应用：
第19页：一步生长曲线的三个时期
- 以培养时间为横坐标、噬菌斑数为纵坐标绘制成一步生长曲线
可分以下阶段：
第20页：潜伏期、裂解期与稳定期
- 潜伏期
- 从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放新的噬菌体之前的时期；曲线平行于横轴，噬菌体数无变化，样品中无游离的噬菌体。
- 裂解期
- 曲线直线上升，子代噬菌体不断释放到培养基中，直到达到一个极限。
- 稳定期
- 感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。
第21页：裂解量的计算
- 裂解量
- 每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的平均数，等于稳定期噬菌斑数除以潜伏期噬菌斑数。
不同噬菌体或同种噬菌体感染敏感菌后所释放的噬菌体数不同，与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及环境因素有关。
第22页：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，可随宿主 DNA 的复制而同步复制，一般情况下不引起寄主细胞裂解。
- 原噬菌体（前噬菌体）
- 整合在宿主核 DNA 上的噬菌体的核酸。
- 溶原性细菌
- 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。
第23页：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，恢复原来状态进行大量复制，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噬菌体不敏感，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：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
第24页：噬菌体的危害与防治
主要危害是引起发酵中的噬菌体污染，例如：
- 丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染
- 抗生素发酵中的噬菌体污染
- 食品工业上的噬菌体污染
防治：
- 控制活菌排放
- 选育抗性生产菌株
- 生产中轮换使用菌种
- 药物防治，例如用金霉素、四环素等
第25页：噬菌体的应用
- 作为分子生物学研究的工具
- 用于鉴定未知菌，可到型
- 用于临床治疗传染病
- 检验植物病原菌
- 测定辐射剂量
