页数：123页文件大小：2.08 MB来源： 微生物学ppt课件
本课件系统介绍病毒这一非细胞生物，从病毒的发现与定义出发，讲解其形态大小、化学组成、对称体制与包涵体等群体形态，阐述吸附侵入、增殖装配与释放的繁殖过程及一步生长曲线，并介绍温和噬菌体与溶源性、亚病毒以及流感、禽流感等病毒与人类健康的关系。
废水无机化过程微生物的演变替代
水体自净微生物类群演变细菌藻类溶解氧原生动物
Non-cellular life forms-Viruses病毒
病
真病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分非细胞生物类病毒：只含有独立侵染性的RNA组分亚病毒拟病毒：只含不具独立侵染性的RNA组分朊病毒：只含单一蛋白质组分
病毒的特点
在活细胞内营专性寄生
Types of Viral Genomes（基因组）
动物病毒：多为线状的dsDNA和ssRNA植物病毒：多为ssRNA噬菌体：多为线状的dsDNA
Classification of viruses•According tohostsviruses infect:Bacterial viruses (Bacteriophage or噬菌体）Animalviruses (well studied)Plant viruses (less studied)
•According tonucleic acid structures:DNA viruses(ss DNA, ds DNA)RNA viruses(ss RNA, ds RNA)RNA DNA viruses (ss RNA, ds DNA)
二、典型病毒粒子的构造核心：由DNA或RNA组成核衣壳（基本构造）衣壳：由衣壳粒蛋白组成包膜（envelope）：类脂双层膜，非基本构造含蛋白质或糖蛋白刺突（spike）病毒粒子
三、Virus Symmetry（对称体制）Helical symmetry（螺旋对称）：Tobacco mosaicvirus (TMV).Icosahedron（二十面体对称）：The mostefficient arrangement for subunits in a closedshell（Adenovirus).Complex viruses（复合对称）：T4 bacteriophage
1、Helical symmetry-Tobacco Mosaic Virus
2、Icosahedral virus-Adenovirus
3、Complex viruses-Bacterial phage-T4
Bacterial Viruses（一）球状（小顶衣壳粒）球状（大顶衣壳粒）丝状蝌蚪状
Bacterial Viruses（二）球状（小顶衣壳粒）球状（大顶衣壳粒）丝状
四、Virus multiplication（繁殖）Attachment (adsorption)吸附Penetration (injection)侵入Early steps in replicationNucleic acid replication Replication增殖Synthesis of protein subunitsAssembly and packaging装配Release释放（裂解）
噬菌斑与双层平板法
•噬菌斑（plaque）一个噬菌斑是由一个噬菌体粒子形成；噬菌体效价：每mL试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位数（pfu）或感染中心数。
双层平板法底层平板：~2%琼脂培养基7~8ml•双层平板法上层培养基：~1%琼脂培养基3ml上层平板宿主菌悬液：对数期菌液0.2ml噬菌体试样：合适稀释液0.1ml混匀
•优点弥补培养皿底部不平的缺陷；所有噬菌斑大小一致、边缘清晰、无重叠现象；因上层培养基琼脂较稀，噬菌斑形态较大，特征明显。
•成斑率：同一样品根据噬菌斑计算出来的效价与用电镜直接计数得到的效价之比。
噬菌体成斑率＞50%动植物病毒成斑率一般为10%。
一步生长曲线与裂解量
裂解量（burst size
七、溶源性（Lysogeny）•溶源性：噬菌体（温和噬菌体temperatephage）侵入宿主细胞后，基因组整合到宿主的基因组上，并随宿主的复制而进行同步复制，不裂解宿主细胞（溶源菌lysogen）。
溶源菌•溶源菌：指核染色体组上整合有前噬菌体并能正常生长繁殖而不被裂解的细菌（或其他微生物）。
前噬菌体：整合到宿主核染色体组上的噬菌体核酸。
•温和噬菌体的表示方法E.coli K12 ( λ)：表示一株带有λ前噬菌体的大肠杆菌K12溶源菌株
烈性噬菌体与温和噬菌体的生活史比较吸附侵入增殖成熟裂解整合同步复制自发或诱导多次循环裂解性循环溶源性循环
噬菌体：下表列出相关数据。
| 64 | nm | |
|---|---|---|
| 150 | nm | |
| 23 | nm |
Genetic and molecular mapof Lamda phage
Lysogenic Pathway of LambdaTheIntegrationof lambdaDNA into thehostchromosome
Lytic Pathway of LambdaDNAdamage iscaused byUV, X-ray,Chemicalsetc.
八、噬菌体与发酵工业•噬菌体污染的判断与检查发酵液变清发酵周期延长发酵产物难以形成Why？
•预防噬菌体污染的措施决不使用可疑菌种溶源菌不纯菌种
消灭噬菌体净化环境控制活菌体排放加强发酵系统的灭菌
选育和使用抗噬菌体菌株定期轮换使用不同噬菌体谱系的生产菌种依据？专一性药物防治：金属螯合剂、抗菌素、表面活性剂等抑制吸附、侵入、增殖
•污染噬菌体后的补救措施尽快提取产品使用药物抑制改用抗噬菌体生产菌株
九、噬菌体在基因工程中的应用•运用DNA的体外操纵技术，把病毒改造成不同外源基因的优良载体，把任何动物、植物或微生物的目的基因导入到合适的受体系统中，从而获得具有新性状的“工程细胞”或“工程菌”。
•E.coliLamda phage：必要基因dsDNA非必要基因：可被外源基因取代。
载有外源遗传因子的重组Lamda phage，侵入宿主细胞后，可整合到宿主核基因组上，进行同步复制和表达。
亚病毒的类群
类病毒（Viroid
拟病毒（Virusoid
年Randles等在绒毛烟斑驳病毒
朊病毒（Prion
•至今发现与哺乳动物脑部相关的10余种疾病都是由朊病毒引起，如羊瘙痒病、牛海绵状脑病、疯牛病、人的克-雅氏病CJ（早老性痴呆病）、库鲁病（震颤病）等。
“朊病毒”引起的疾病18世纪冰岛羊瘙痒病1920sH.Creutzfieldt人C J病（克雅氏综合症）A.Jacob1950s巴布亚－新几内亚Kuru病Gajdusek1980s英国疯牛病
病程很慢，都有神经系统退行性症状;脑部出现淀粉样沉淀，形成海绵状空斑。
特点。
普列昂概念的提出，引起轩然大波。
许多人问：没有核酸，这个病原物如何增殖？如何复制本身的遗传信息？许多人怀疑：可能还是存在核酸，只是未能检测出来。
DNADNARNA蛋白质中心法则
•随着研究的深入，得到更多打破传统观念的结果：（1）寻找Prn－p基因编码普列昂蛋白（PrP）的基因，不但在染病动物脑中存在，亦在正常动物脑中找到，而且表达得一样多。
分别把Prn－p基因在正常和染病小鼠中的表达产物称为PrPc正常小鼠PrPsc得病小鼠看来，PrP蛋白不是病鼠才有。
而且，PrPsc的出现不是调节基因起作用的结果。
（2）普列昂蛋白（PrPc）在正常动物脑中的功能是什么？找不到答案。
切除PrP基因的遗传工程小鼠（PrP%）,看不出病症，似乎一切正常，亦能正常生育。
（3）PrP%小鼠作出贡献把染病小鼠的脑提取物接种给PrP%小鼠，后者不染病。
同样的脑提取物，接种给普通小鼠PrP+/+，后者被染病。
看来，PrPc的存在是染病的必要前提染病小鼠脑提取物PrP%小鼠PrP+/+小鼠
（4）对PrPc和PrPsc两种蛋白质做结构分析。
都是由208个氨基酸残基组成的疏水性很强糖蛋白。
氨基酸序列RNA剪辑翻译后修饰均无差别。
（5）最后，终于找到差别PrPc和PrPsc在高级结构上有巨大差别PrPcPrPscα－螺旋40％21％β－折叠3％54%
PrPcPrPc(上)PrPsc(下)
（6）PrPc和PrPsc在高级结构上的差别,在细胞内的行为和代谢特征上也反映出来。
PrPcPrPsc胞内定位细胞表面胞质内蛋白酶水解水解完全局部水解。
（7）综合上面得到的结果，提出一个理论设想：瘙痒病的发生是因为PrPsc的入侵，把脑细胞中原来就有的PrPc“带坏”，使PrPc重新折叠，形成新的高级结构，变成了PrPsc。
增多的PrPsc形成淀粉样斑，造成脑细胞破坏，出现空斑。
（8）什么叫PrPsc把PrPc“带坏”？实际上是：蛋白质大分子与蛋白质大分子之间的相互作用。
(b)接着，初始和新形成的瘙痒病粒子就攻击另外的两个正常的PrP分子；(a)瘙痒病PrP的一个分子(红色)和正常的PrP分子(褐色)相接触并以某种方式展开而形成瘙痒病构型时；(c)后者反过来又去攻击其他正常分子，以此方式连续进行下去直至瘙痒病PrP积累到危害量。
细胞质核瘙痒病PrP正常PrP原有的PrP分子转化了的PrP分子。
生物大分子之间的相互作用包括：蛋白质与核酸、蛋白质大分子与蛋白质大分子之间的相互作用
十一、病毒与人类健康
流行性感冒（Influenza）•“流行性感冒”（Influenza）是英国人johnhuzxam在1743年创造的字，他依据意大利语中用来描述这个疾病起源的片语“un infuenza difreddo”，即“寒冷的影响”。
它主要发生在深秋、冬天和早春季节。
每年都有数以百万计的人群受到感染。
流感与感冒的比较症状感冒流感发烧少见常见（39－40oC）头痛少见常见全身不适较轻严重，可持续数周流涕常见较不常见，量少喉咙疼痛常见较不常见呕吐、腹泻少见常见
流行性感冒病毒（influenza virus）•流行性感冒病毒，简称流感病毒，有甲、乙、丙三型，其中，甲型流感病毒是反复流行最为频繁和引起流感全球流行的重要病原体。
流感病毒的电镜照片
12435678PB2PB1RNPRNAM2M1NAHA分节段的（-）SSRNAPARNA多聚酶核糖核蛋白（RNP）
流感病毒的生活史病毒侵入遗传物质的释放病毒的复制与病毒蛋白的合成病毒的装配出芽
流感病毒复制过程示意图
致病性传染源-------病人或病毒携带者致病机理----病毒不入血病毒-----呼吸道-----毒素样物质进入血液全身中毒症状局部粘膜上皮炎症
认识禽流感
什么是禽流感？是一种由病毒引发的高致病性家禽疾病会感染其他各种飞禽家禽如鸡和火鸡最容易受感染
人类如何受到感染？通过同病鸟近距离接触如吸入它们粪便中的微粒人类很少受禽流感感染根据世界卫生组织，至今没有证据显示禽流感会在人类间相互传染
患者会出现哪些症状？发烧、咳嗽、肌肉酸痛、流鼻涕和喉咙痛有些患者会出现眼睛发炎和呼吸困难患者在患病后期也可能出现肺炎或其他并发症
禽流感可以治愈吗？抗病毒药物“达菲”(Tamiflu)似乎对禽流感具有疗效进一步的测试尚在进行中，有待证实
人类感染禽流感的案例香港(1997年)H5N1病毒感染鸡只和人类首次发生禽流感透过家禽传染给人18人受感染入院，6人死亡150万只鸡被捕杀病毒主要由家禽传给人类；人传人病例属罕见
荷兰(2003年)荷兰有多名家禽农场工人和其家人从家禽中爆发的禽流感感染到H7N7病毒超过80人感染H7N7病毒，1人死亡
2004年爆发的禽流感飞禽当中：截至2004年2月4日，证实家禽中爆发H5N1禽流感病毒的地区包括：柬埔寨、中国、香港（发生在一种移居猎鹰中）、印尼、日本、寮国、韩国、泰国和越南人类当中：越南和泰国有发生人类感染H5N1病毒事件，有人因染病而死亡。
患上禽流感的鸡有什么症状？–突然死亡–无精打采和食欲不振–头部、眼皮、冠部、垂肉和脚部肿胀–垂肉和冠部变成紫色–流鼻涕–咳嗽和打喷嚏–腹泻
Size of viruses
The size of viruses
Shape of Virions
DNA viruses
RNA viruses
Structure of Virions（病毒粒子）
烟草花叶病毒腺病毒噬菌体疱疹病毒
Infection process of T4phage
增殖
装配
噬菌体的生活史吸附增殖组装侵染裂解
狂犬病毒的包涵体：内基氏小体天花病毒的包涵体：顾氏小体
狂犬病毒包涵体（Negri body）
巨细胞病毒包涵体
Plaques（空斑）on animal cell culture
Plauqes（噬菌斑）on bacterial lawn
Plaque assay---two layer plating method（双层平板法）
一步生长曲线
Viroid Diseases•Citrus exocortis viroid(CEVd)Causes stunting of plants,shelling of barkMay result in little yield lossMay be useful to promotedwarfing for agronomicadvantageTransmitted though stock,graftControl by removal ofinfected plants, detection,clean stock
Apple crinkle fruit viroidAvocado sun blotch viroid
PSTVd in tomato•Potato spindle tuberviroid (PSTVd)May be limiting topotato growersFirst viroidcharacterizedMany variantsdescribedControl withdetection inmother stock,clean seed
年5月28日生
羊瘙痒病
早衰症是人体衰老中的一种病症
Kuru
正在火化病牛以防止“疯牛病”的传播
CJD-humanBSE-cowKuruScrapie
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