04 第四章 病毒.ppt

第1页：第四章病毒章节分隔页

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第2页：病毒与亚病毒的定义

（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 组分垣病毒(prion)：只含蛋白质一种组分非细胞生物的种类

第3页：病毒章节导览

• 第一节概述
• 第二节病毒的大小、形态、构造和组分
• 第三节各类病毒及其繁殖方式

第4页：人类对病毒的认识过程

• 第一节概述
• 一、人类对病毒的发现和认识过程1892：俄国伊万诺夫斯基首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。
• 1898：荷兰贝哲林克证实该致病因子可以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养不出来
• 给这样的病原体起名叫 virus。
• 1935：美国斯坛莱从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶，又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只有核酸具感染和复制能力，并因此而或诺贝尔奖。
• 1952：Hershey 和 Chase 证实噬菌体的遗传物质仅仅是 DNA,开创了病毒分子生物学。
• 1971 后：陆续发现了各种亚病毒——类病毒、元病毒、和拟病毒

第5页：病毒的定义和特点

• 二、定义和特点形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器
• 没有细胞构造，故也称分子生物
• 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
• 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
• 在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶

第6页：病毒的宿主范围

• 三、宿主范围（分布） 及重要性几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。
• 根据宿主可以分三类：动物病毒植物病毒细菌病毒（或称噬菌体）

第7页：病毒的大小

• 第二节病毒的大小、形态、构造和组分
• 一、大小侧定大小的单位是纳米（10－9)，多数病毒的直径在100nm 以下
• 绝大多数病毒是能通过细菌滤器
• 须用电镜才能观察到其具体形态和大小.

第8页：病毒的形态

二、形态

第9页：病毒的大小与形态

病毒的大小与形态

Fig. 1A: Sizes and Shapes of Viruses(Animal RNA Viruses)

第10页：病毒的大小与形态（续）

病毒的大小与形态（续）

Fig. 1B: Sizes and Shapes of Viruses(Animal DNA Viruses)

第11页：疱疹病毒的透射电镜照片

疱疹病毒的透射电镜照片

Transmission Electron Micrograph of Herpessimple Viruses

第12页：烟草花叶病毒

烟草花叶病毒

•Tobacco mosaic virus (TMV)

第13页：病毒的基本结构与对称性

三、构造——基本结构——病毒的对称性①螺旋对称的病毒粒子②二十面体对称病毒粒子③复合对称的病毒粒子

第14页：病毒粒子的基本结构

病毒粒子的基本结构

（1）病毒粒子的基本结构cap sid core envelope spike nu cleo cap sid病毒粒子(virion)——成熟的（结构完整）、具有侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒(virus particle)。Capsomere or capsomer

第15页：病毒基本结构

病毒基本结构

basic structure

第16页：有包膜螺旋病毒结构

有包膜螺旋病毒结构

Fig. 2C: Viral Structure (Enveloped Helical Virus)

第17页：有包膜多面体病毒结构

有包膜多面体病毒结构

Fig. 2D: Viral Structure(Enveloped Polyhedral Virus)

第18页：HIV的透射电镜照片

HIV的透射电镜照片

Transmission Electron Micrograph of HIV-1 Stained to Show Surface Glycoproteins

第19页：HIV病毒粒子结构

HIV病毒粒子结构

Transmission Electron Micrograph of HIV-1The nucleocapsid (arrows) can be seen within the envelope.

第20页：病毒的对称性

（2） 病毒的对称性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 T 偶数噬菌体是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21页：螺旋对称的病毒粒子

螺旋对称的病毒粒子

①螺旋对称的病毒粒子Tobacco Mosaic Virus

第22页：二十面体对称病毒粒子

②二十面体对称病毒粒子 Adenovirus

第23页：第四章病毒章节分隔页

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第24页：第四章病毒章节分隔页

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第25页：复合对称的病毒粒子

复合对称的病毒粒子

③复合对称的病毒粒子T4Bacteriophage

第26页：有囊膜的病毒粒子

有囊膜的病毒粒子

④有囊膜的病毒粒子Fig. 4: Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Membrane by Budding

第27页：HIV的出芽释放

HIV的出芽释放

Transmission Electron Micrograph of HIV-1 Budding from a Host Cell

第28页：病毒的化学组成

• 四、化学组成病毒的主要成分为核酸(DNA 或 RNA) 和蛋白质。
• 有的病毒还含有脂质、糖类等其他组分

第29页：病毒的核酸类型

• 一种病毒至含有一种核酸（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：dsDNA ssDNAdsRNA ssRNA1. 病毒的核酸

第30页：病毒核酸的链型

• ▼病毒 DNA 分子有线装和环状之分。
• ▼病毒核酸有正链（＋） 和负链（—） 的区分：规定：将碱基序列与 mRNA 一致的核酸单链定位正链，将碱基序列与 mRNA 互补的核酸单链定位负链。
• 因此，就病毒核酸链的单与双以及正和负有以下6 种类型：(±)DNA——大部分 DNA 病毒(±)RNA——动物呼肠孤病毒（＋）DNA ——大肠杆菌 X174 噬菌体（＋）RNA——所有单链 RNA 病毒\大部分植物病毒（—）DNA——腺病毒（—）RNA ——流感病毒

第31页：病毒的蛋白质

• 2. 病毒的蛋白质▼有的病毒只有一种蛋白质，多数含有为数不多的几种蛋白质。
• ▼病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样，但不同病毒蛋白质的氨基酸组成和含量各不相同。
• ▼病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过程中发挥作用：1、结构功能
• 2、吸附
• 3、破坏宿主细胞壁与细胞膜
• 4、增殖

第32页：病毒的其他成分

• 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

第33页：病毒的群体形态

五、群体形态包涵体噬菌斑病斑和空斑枯斑

第34页：包涵体

• （1） 包涵体（inclusion body） 概念：感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下可见的大小、形态、数量不等的小体，称为包涵体。
• 在宿主细胞内形成包涵体是病毒的特征，不同的病毒其形成的包涵体具有不同的形态、结构、和特性，可用于分类鉴定。
• 包涵体在细胞中的形成部位：位于细胞核内—如包疹病毒
• 位于细胞质内—如狂犬病毒等
• 胞核内胞质都有—麻疹病毒包涵体的本质—---大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病毒的反应。
• 了解研究包涵体的实践意义—-病毒鉴定临床诊断依据

第35页：噬菌斑

• (2) 噬菌斑(plaque) 概念：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。
• 应用：1、噬菌体定量计数
• 2、噬菌体的鉴定

第36页：病斑和空斑

• （3） 病斑和空斑空斑和病斑：用于动物病毒粒子的计数也可以采用噬菌斑法类似的技术，但是这种斑点只能称为空斑或病斑。
• （4） 枯斑枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的群体称为枯斑

第37页：噬菌体概述

• 第三节各类病毒及其繁殖方式
• 一、原核生物的病毒—噬菌体噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。
• （把侵染真菌的病毒叫噬真菌体） 噬菌体在自然界广泛存在，在1995 年发表的 ICTV 的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38页：噬菌体的形态与分类

1. 形态与分类噬菌体共有六类形态：★T-系噬菌体——T-系噬菌体是研究的最广泛而又深入的细菌噬菌体，按发现的先后顺序进行从 T1---T7 编号，后来发现其中偶数者的形态都相同（蝌蚪形收缩性长尾），故统称 T 偶数噬菌体

第39页：T4噬菌体的结构

由于绝大多数噬菌体为蝌蚪形，现以 E.coli T4 为例，介绍蝌蚪形噬菌体的结构：大肠杆菌 T4 噬菌体构造偶数噬菌体的形态构造

第40页：噬菌体的生活周期

• 2.BACTERIOPHAGE LIFE CYCLESTwo primary types of bacteriophages 烈性噬菌体（virulent phage）——感染细胞后,能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。
• 温和噬菌体（temperate phrage）——噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（插入） 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

第41页：裂解周期的步骤

裂解周期的步骤

◆The lytic life cycle consists of the following steps:Adsorption→Penetration→Replication→Maturation →Release。(1)The Lytic Life Cycle of Lytic Bacteriophages

第42页：噬菌体的吸附

噬菌体的吸附

The bacteriophage binds to receptorson the bacterial cell wall.The bacteriophage injects its genome into the bacterium's cytoplasm Fig. 2: Penetration Fig. 1: Adsorption

第43页：噬菌体基因组的复制

噬菌体基因组的复制

The bacteriophage genome replicates and bacteriophage components begin to be produced by way of the host bacterium's metabolic machinery.The production of bacteriophage components and enzymes progresses Fig 4: Late Replication Fig. 3: Early Replication

第44页：噬菌体的装配

噬菌体的装配

The bacteriophage components assemble.A bacteriophage coded enzyme breaks down the peptidoglycan in the bacterial cell wall causing osmotic lysis.

Fig. 6: Release Fig. 5: Maturation

第45页：噬菌体裂解周期动画

噬菌体裂解周期动画

Animation of the Lytic Life Cycle of a Bacteriophage

第46页：第四章病毒章节分隔页

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第47页：T4噬菌体侵染大肠杆菌

T4噬菌体侵染大肠杆菌

Phage T4 infecting its host E. colicell

第48页：T偶数噬菌体电镜照片

T偶数噬菌体电镜照片

Electron Micrograph of a T-even Bacteriophage with a Contractile SheathA = normal bacteriophage; B = bacteriophage after contraction of sheath

第49页：正链RNA的翻译

正链RNA的翻译

A (+) RNA can be translated into viral protein. (+) and (-) strands are complementary.★Transcription of Viral Nucleic Acid into Viral mRNA

第50页：亚病毒

亚病毒

§3.亚病毒(Subvirus)Virus that contains only nucleic acid or protein.3.1 类病毒Viroid Single stranded RNA 3.2 朊病毒Prionsprotein infectionMad cow disease Scrapie in sheep

第51页：SARS与HIV病毒

SARS与HIV病毒

4.

SARSSevere acute respiratory syndrome5.

HIVhuman immunodeficiency virus (人类免疫缺陷病毒)AIDS: acpuired immune deficiency syndrome(获得性免疫缺陷综合症)

第52页：