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本课件梳理人类对病毒的认识过程，介绍类病毒、拟病毒与朊病毒等亚病毒，说明病毒的形态大小、立体对称与螺旋对称结构、化学组成与理化性质，并以T4噬菌体为例讲解一步生长曲线和烈性、温和噬菌体的繁殖过程。
Hello everyone!Good afternoon!
第三章：非细胞生物—病毒Virus绪言：1、人类对病毒的发现和认识过程2、病毒的危害及利用
一、人类对病毒的发现和认识过程发现：1892：俄国病理学家伊万诺夫斯基（Ivanovsky）首次发现烟草花叶病的感染因子能通过细菌过滤器。命名：1898：荷兰贝哲林克（Beijerinck）证实该致病因子可以被乙醇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。
提取：1935：美国斯坦莱(Stanley)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，并因此而获得诺贝尔奖。遗传：1952：Hershey和Chase用同位素实验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、朊病毒、和拟病毒。
SARS禽流感疯牛病狂犬病肝炎Virus小儿麻痹
凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含有其中之一的分子病原体，称为亚病毒。
类病毒亚病毒拟病毒朊病毒
类病毒类病毒(viroid)：是目前已知最小的可传染的致病因子，只含有裸露的小分子量RNA.
Ⅰ ViroidsViroidsareunencapsid-ated,small,circular,singlestrandedRNAswhichreplicateauto-nomouslywheninocu-latedintohostplants.Somearepathogenic,butothersreplicatewithoutelicitingsym-ptoms.
Potato Spindle-Tuber Disease Agent
拟病毒
朊病毒
TSE Pathology
古人云：“近墨者黑”用来描述这一变化还是比较合适的。即一个致病分子先与一个正常分子结合，在致病分子的作用下，正常分子转变为致病分子，然后这两个致病分子分别与两个正常分子结合，再使后者转变为致病分子。
周而复始，通过多米诺效应倍增致病。由此可见，致病的基本条件有二，一是具有朊病毒，二是具有朊蛋白。
二、病毒的危害及利用
对人及动物的危害
元凶果子狸
禽流感病毒
疯牛病
狂犬病
(一) 前驱期：类似感冒症状，对声、光、风等刺激敏感而有喉头紧缩感。在愈合的伤口及其神经支配区有蚁走样感觉。
狂犬病的预防(一) 管理传染源以犬的管理为主。病死动物应予焚毁或深埋处理(二) 伤口处理应尽快挤出污血，用20％肥皂水或0.1％新洁尔灭(季胺类消毒液)反复冲洗至少半小时。季胺类与肥皂水不可合用。
冲洗后用70％酒精擦洗及浓碘酒反复涂拭，伤口一般不予缝合或包扎以便排血引流。(三) 预防接种细胞培养疫苗或禽胚疫苗。全程5针，在30日内注完。严重咬伤者，疫苗可加用全程10针。
飘动的红丝带
1982年9月，美国疾病控制中心以“获得性免疫缺陷综合症”为这种复杂的疾病命名。即AIDS（艾滋病）
•艾滋病之所以猖狂于全球，就在于HIV直接侵犯人体免疫系统，攻击和杀伤的是人体免疫系统中最重要、最具有进攻性的T4淋巴细胞，使人体发生多种不可治愈的感染和肿瘤，最后导致被感染者死亡的一种严重传染病。
•艾滋病病毒一旦进入人体，其反转录酶利用病毒的RNA为模板，反转录出相应的DNA,然后DNA就寄生于T4淋巴细胞内最核心的部位，并与细胞核的遗传物质DNA整合为一体。艾滋病病毒随免疫细胞DNA复制而复制。
病毒的繁殖和复制使免疫细胞遭到破坏和毁灭，并放出更多的病毒。新增殖病毒再感染更多的细胞。就这样，病毒一代代地复制、繁殖，免疫细胞不断死亡。
艾滋病病毒对外界环境的抵抗力弱，离开人体后，常温下在血液或分泌物内只能生存数小时至数天，在自然条件下则不能存活。
高温、干燥以及常用消毒药品都可以杀灭这种病毒。
艾滋病病人及HIV携带者。艾滋病病毒存在于感染者的体液和器官组织内，感染者的血、精液、阴道分泌液、乳汁、伤口渗出液中含有大量艾滋病病毒，具有很强的传染性。
•传播途径：1、性接触传播2、血液传播3、母婴传播性病患者、同性恋者、卖淫嫖娼者、静脉吸毒者更容易被艾滋病病毒感染。
12月30日下午，胡锦涛和其来到北京佑安医院和艾滋病人握手鼓励患者战胜病魔。
桂希恩，武汉大学中南医院教授1999年对河南艾滋病村的发现震惊中国，震惊世界。
他因此获得“贝利—马丁奖”
对植物的危害
•病毒(virus)侵染植物，有的引起病害；有的对寄主基本没有影响，例如许多寄生花卉植物的病毒则为人们所利用。因此，只有侵染植物而又引起明显病害的病毒才是植物病原病毒，有时简称为植物病毒。
从引起的病害数量和危害性来看，病毒是仅次于真菌的重要病原物。大田作物和果树、蔬菜上的许多病毒病都是农业生产上的突出问题，如水稻条纹叶枯病、小麦梭条斑花叶病、大麦黄化花叶病、大豆花叶病、油莱病毒病、番茄病毒病、烟草花叶病等。
对微生物的危害
病毒的应用
以菌治虫：昆虫病毒已经成功地用于防治害虫。我国曾研究用鼠痘病毒灭鼠，试验感染的死亡率达100%。
一病毒的概念二病毒的分类第一节病毒的一般特征及分类
1 概念病毒是形体微小，没有细胞结构，专性活主寄生，只含有一种核酸，可以通过细菌过滤器的一类生物的统称。特点：
二、分类根据宿主可以分三类：动物病毒：SARS，肝炎病毒、流感病毒植物病毒：马铃薯病毒、烟草花叶病毒微生物病毒：噬菌体（细菌病毒或放线菌病毒）根据核酸类型分两类：DNA病毒：微生物病毒RNA病毒：植物病毒根据链的多少分单链病毒ss：大多数植物病毒双链病毒ds：大多数动物病毒
1 病毒的形态与大小
一、大小测定大小的单位nm纳米（10－9米)，多数病毒直径100nm以下；能通过细菌滤器；须用电镜才能观察到其具体形态和大小.病毒名称大小或直径（纳米）最大的病毒虫痘病毒450牛痘苗病毒300 ×250 ×100最长的病毒柑橘衰退病毒2000甜菜黄花病毒1250 ×10铜绿假单胞菌噬菌体1300 ×10最小的病毒口蹄疫病毒21乙型肝炎病毒18苜蓿花叶病毒16.5玉米条纹病毒12-8烟草坏死病毒16菜豆畸矮病毒9~11最细的病毒大肠杆菌的f1噬菌体5×800
二、形态
三、病毒粒子的基本结构（1）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)。
capsidcoreenvelopespikenucleocapsidCapsomere or capsomer
衣壳核酸被膜刺突核衣壳病毒粒子核衣壳核酸衣壳被膜刺突
（2）病毒的对称性三类典型形态的病毒：
立体对称病毒粒子Adenovirus
Icosahedral Capsids
Pentamers and Hexmers
螺旋对称的病毒粒子Tobacco Mosaic Virus
复合对称的病毒粒子T4Bacteriophage
在某些病毒感染的细胞内，经常会产生在光学显微镜下可见的异常染色区域，即包涵/含体。对于不同的病毒或不同的寄主细胞，包含体的形态、数量、存在部位、染色性质均不相同，具有特异性。
五、化学组成
六、病毒的理化性质
第三节：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.
1、组成：主要由蛋白质和核酸组成。
2、基本形态：噬菌体共有三大类形态：蝌蚪形、微球形和丝形。
（一）噬菌体的形态结构与组成
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dsDNA。颈部：薄盘状，附颈须。尾鞘：长95nm, 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。大肠杆菌T4噬菌体构造2、蝌蚪形噬菌体的构造
刺突tail pinsheadnecktail（24环）尾丝(tail fibers)尾鞘基板尾管
用来测定噬菌体侵染和成熟病毒粒释放的时间间隔，并用以估计每个被侵染的细胞释放出来的新的噬菌体粒子的数量的生长曲线，称为一步生长曲线。
–功能：可反映每种噬菌体的3个重要特性参数：潜伏期、裂解期和裂解量（爆裂大小）（二）噬菌体的一步生长曲线
噬菌体一步生长曲线可分为：1、潜伏期：是噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个噬菌体粒子装配前的一段时间①隐晦期：噬菌体侵染细菌细胞后，细胞内只出现噬菌体核酸和蛋白质尚无噬菌体释放的阶段②胞内累积期：即潜伏后期，指在隐晦期后，若人为地裂解细胞，其裂解液已呈现侵染性的一段时间。
噬菌体生长的一步曲线图
（三）、噬菌体(phage)的繁殖噬菌体并没有个体的生长过程，而只有其基本成分的合成和装配，即首先将各个部件合成出来，然后装配，所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。
根据噬菌体与宿主的关系：烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体.温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，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。
烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：即吸附Absorption、侵入Penetration、增殖Replication、装配Assembly和释放Lysis。
1、烈性噬菌体的繁殖
①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，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。
Adsorption and PenetrationReceptor Sites
病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。
④装配：主要步骤有：DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部的其它部件独立装配完成——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。
⑤释放：方式：
•噬菌斑：在涂布有敏感宿主细菌的固体培养基表面，若接种上相应噬菌体的稀释液，其中每一噬菌体粒子由于先侵染和裂解一个细胞，然后以此为中心，再反复侵染和裂解周围大量的细胞，结果就会在菌苔上形成一个具有一定形状、大小和边缘的透明的不长菌的小圆斑称~2. 噬菌斑和病毒的效价
•病毒的效价：指每毫升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。
测定效价的常用方法为双层平板法。
3、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，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。
溶原性：温和噬菌体的侵入并不引起宿主细胞裂解的现象。
溶原菌：温和噬菌体的宿主菌。
温和噬菌体的存在形式有3种：①游离态，指成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子。
溶原性细菌的特点：
检验某菌株是否为溶源菌的方法:将少量溶源菌与大量的敏感性指示菌（遇溶源菌裂解后释放的温和噬菌体会发生裂解循环者）相混合，然后与琼脂培养基混匀后倒平板，经培养后溶源菌就一一长成菌落。
由于溶源菌在细胞分裂过程中有极少数个体会引起自发裂解，其释放的噬菌体可不断侵染溶源菌菌落周围的指示菌菌苔，于是就形成了一个个中央有溶源菌的小菌落，四周有透明圈围着的这种独特噬菌斑。
植物病毒大多是含单链RNA的病毒。按粒子形态分为3种类型:杆状、线状或近球形的多面体。植物病毒和其它病毒一样是严格寄生生物,但它们的专化性不强。第四节植物病毒和动物病毒
植物感染病毒后可使植物表现出3类症状:
•细胞包涵体分为两类，一类是结晶形的,另一类是非结晶形的(又称为X-小体)。
结晶形包涵体通常由病毒粒子堆叠而成;在非结晶形的包涵体中,有不少是病毒粒子和寄主细胞成分混合而成。
包涵体在细胞内的分布因病毒而异,在原生质体、细胞核及叶绿体,甚至在空胞内都可以见到有包涵体存在。
植物病毒的传播感染途径有:
二、动物病毒
•在人类的恶性肿瘤中,约有15%是由于病毒感染诱发的。家畜和其它哺乳动物中的病毒病也极为普遍,如猪瘟、牛瘟、口蹄疫、马传染性病毒病和兔的乳头状瘤等。
家禽中则有鸡新城疫、鸡瘟和鸡的劳斯氏肉瘤等。病毒如何引起肿瘤,迄今仍不清楚。含RNA的致肿瘤病毒属逆转录病毒,均含逆转录酶,它们的基因组皆为单链RNA分子。
无脊椎动物病毒主要在节肢动物的昆虫纲中发现,亦见于螨蛛纲与甲壳纲动物。这里仅以昆虫病毒为例予以介绍。昆虫病毒寄生于无脊椎动物昆虫的细胞内,呈杆状或球状,核酸为RNA或DNA。最大特点是病毒粒子在寄主细胞内常包埋于蛋白质基质中形成包涵体(inclusions),又称内含体。据包涵体的有无及包涵体在细胞中的位置及形状,可将昆虫病毒分为4类:
核型多角体病毒(nuclear polyhedrosis virus,NPV)
•昆虫幼虫感染核型多角体病毒后,食欲减退,动作迟钝,随后躯体软化,体内组织液化,白色或褐色体液从破裂的皮肤流出,一般从感染到死亡整个过程为4～20天。
病死的幼虫倒吊在植物枝条上,由于组织液化下坠,使下端膨大,这是感染虫体的特征。
•病毒粒子近球形,直径约60nm,是多面体双链RNA病毒。一个多角体包涵体内含有多个病毒粒子。多角体被幼虫吞食后,在中肠被消化。
病毒粒子侵入中肠、前肠和后肠细胞,在细胞质内增殖,并形成多角体,不能侵入其它组织。感染的幼虫食欲不振,上吐下泄,排出大量多角体。中肠肿大,呈乳白色,血淋巴及皮肤不破坏,死虫躯体萎缩,无倒挂特征。质型多角体病毒(cytoplasmic polyhedrosis virus,CPV)
•包涵体呈圆形及椭圆形颗粒状。病毒颗粒杆状,含双链DNA。包涵体内只含一个病毒颗粒,偶尔含有两个。主要感染鳞翅目昆虫的真皮、脂肪组织及血细胞等。
昆虫吞食后停止进食,在肠道中将包涵体消化掉,释放出病毒粒子,侵入真皮、脂肪组织及气管和中肠皮层,先进入细胞核,在核内繁殖,随后释放到细胞质内,形成只含有一个病毒粒子的包涵体(颗粒体)。死虫特征与核多角体病毒感染相似。我国已制成菜粉蝶颗粒体病毒制剂用于生物防治。颗粒体病毒(granulosis virus, GV)
•病毒粒子球形,不形成包涵体。宿主范围广泛,除昆虫纲外,还存在于蜘蛛纲、甲壳纲等。用昆虫病毒防治农林害虫具有专一性高,扩散性强,毒力较大,后效较久,使用方便,对人畜较安全等优点。
且能保护自然环境,防除化学农药公害。因此,它是一种有着广阔前景的病毒农药,已成为害虫综合防治中的重要一环,是生物防治中的一个活跃的领域。无包涵体病毒
学习要点
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