04 第三章 病毒和亚病毒 .ppt

第1页：第三章病毒和亚病毒封面

非细胞微生物 第三章 病毒和亚病毒封面，标示本章主题与篇章起始。

第2页：本章内容

本章内容（2.5学时）

• 3.1 病毒：病毒概况、病毒的形态构造和化学组成、噬菌体
• 3.1 亚病毒：类病毒、拟病毒、朊病毒

第3页：病毒概述与分类

病毒概述与分类：病毒（Virus）属非细胞生物。

• （真）病毒（Euvirus）：至少含有核酸和蛋白两种组分
• 亚病毒：类病毒（只含具单独侵染性的RNA组分）、拟病毒（只含不具单独侵染性的RNA组分）、朊病毒（只含蛋白质一种组分）

第4页：第一节病毒

第一节 病毒章节标题页，本节依次讲授什么是病毒、病毒的特点与分类、病毒的形态构造和化学组成、病毒的繁殖以及各类宿主病毒。

第5页：什么是病毒

什么是病毒？

定义

一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微「非细胞生物」，无细胞结构，营专性活细胞内寄生的实体；在活细胞外具一般化学大分子的特征，一旦进入宿主细胞又具有生命特征。

第6页：病毒的特点

病毒的特点

• Size：个体极小，多在 20—200 nm 之间，能通过细菌滤器
• 结构与化学成分：无细胞结构，由核酸和蛋白质构成，属分子生物
• 遗传因子：只含一种核酸
• 代谢特点：无产能酶系、蛋白质与核酸合成酶系，专性活细胞寄生
• 增殖方式：以核酸与蛋白质为装配元件进行装配
• 离体形式：无生命的生物大分子状态
• 敏感性：对抗生素不敏感，对干扰素敏感
• 病毒基因组整合：可整合到宿主基因组上

第7页：病毒的分类

病毒的分类

• 根据宿主：植物病毒（烟草花叶病毒、郁金香花叶病毒）、动物病毒（口蹄疫病毒、乙肝病毒、流感病毒、艾滋病病毒）、微生物病毒即噬菌体（大肠杆菌T系噬菌体）
• 根据核酸类型：DNA病毒、RNA病毒

第8页：四类病毒形态图

本页图示四类代表性病毒的形态：噬菌体呈蝌蚪形，烟草花叶病毒呈杆状，流感病毒与乙肝病毒、艾滋病病毒多为球形或具包膜的球状颗粒。

第9页：病毒的形态构造和化学组成

一、病毒的形态构造和化学组成

1. 病毒的大小和形态
2. 病毒的构造和化学成分
3. 病毒结构的对称性
4. 病毒的群体形态

第10页：病毒的大小

1. 病毒的大小和形态

病毒粒子

发育成熟的病毒个体统称为病毒粒子。

病毒计量单位：纳米（nm，1nm = 1/1000μm）。各种病毒的大小差异很大：

• 最大的病毒：牛痘病毒 200nm
• 最小的病毒：脊髓灰质炎病毒 28nm

第11页：病毒的形态

1.2 病毒的形态：病毒粒子外形主要有下列五种。

1. 砖形
2. 弹状
3. 球形
4. 蝌蚪形
5. 杆状

第12页：病毒形态图

本页图示病毒的五种外形：弹状、球形、蝌蚪形、杆形、砖形。其中动物病毒多呈球形、卵圆形或砖形。

第13页：病毒的构造

2. 病毒的构造和化学成分

• 核心：核酸
• 衣壳（capsid）：由衣壳粒组成
• 核衣壳：核心与衣壳构成核衣壳
• 包膜与刺突：部分病毒在衣壳外具包膜，形成包膜病毒；无包膜者称裸病毒

第14页：病毒的化学成分

2.2 化学成分

• 核心：单股或双股的核酸，即 DNA 或 RNA
• 外壳：病毒的外壳为衣壳，成分是蛋白质
• 囊膜：在衣壳外面的双层膜，含蛋白质、多糖、脂类
• 病毒的化学组成：核酸、蛋白质、多糖、脂类

第15页：病毒结构的对称性

3. 病毒结构的对称性

• 螺旋对称
• 立体对称
• 复合对称

图示病毒的三类结构：核酸（RNA or DNA）、蛋白衣壳（Protein Coat，由衣壳粒 Capsomers 构成）与脂类包膜（Lipid envelope）。

第16页：烟草花叶病毒

烟草花叶病毒——螺旋对称排列的代表：烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus，TMV），衣壳粒围绕单链RNA呈螺旋状排列，形成杆状病毒粒子。

第17页：

第18页：

第19页：病毒的群体形态

4. 病毒的群体形态：当病毒大量聚集并使宿主细胞发生病变时所形成的具有一定形态、构造，并能用光学显微镜加以观察和识别的特殊群体。

• 包涵体 Inclusion body
• 噬菌斑 Plaque
• 空斑 Plaque
• 枯斑 Lesion

第20页：包涵体

包涵体（Inclusion body）

某些病毒在宿主细胞内形成的光学显微镜下可见的大小、形态、数量不等的小体。

• 宿主细胞核内：天花病毒的顾氏小体
• 宿主细胞质内：狂犬病病毒的内基氏小体
• 宿主细胞质内或细胞核内：麻疹病毒

第21页：噬菌斑

噬菌斑（Plaque）

在宿主菌苔平板上，由于噬菌体的感染使宿主细胞不断裂解而形成的肉眼可见的空斑，空斑中的细菌被全部或部分裂解。

不同噬菌体形成的噬菌斑有不同的形状、大小、边缘及透明度，可用于鉴定，也可以进行纯种分离和计数。

第22页：空斑、病斑与枯斑

空斑

由动物病毒感染而造成的单层动物细胞上类似于噬菌斑的空白斑。

病斑

单层动物细胞受肿瘤病毒感染，导致细胞剧增，类似于菌落的病灶。

枯斑

植物病毒感染后在叶片上形成的坏死斑点。

第23页：病毒的繁殖过程

二、病毒的繁殖（以噬菌体为例）

繁殖过程：

1. 吸附
2. 侵入
3. 增殖（复制与生物合成）
4. 成熟（装配）
5. 裂解（释放）

第24页：吸附

1 吸附

吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。

第25页：吸附的影响因素

影响吸附的因素

• 噬菌体数量
• 阳离子
• 辅助因子
• 温度

第26页：侵入

2 侵入：噬菌体吸附于宿主细胞表面后，通过尾鞘收缩将核酸注入宿主细胞内，蛋白质衣壳留在细胞外。

第27页：动物病毒的侵入

动物病毒的侵入

• 完整病毒穿过细胞膜的移位方式
• 细胞的内吞功能
• 毒粒包膜与细胞质膜的融合

第28页：植物病毒的侵入

植物病毒的侵入

• 靠伤口感染侵入
• 靠昆虫的刺吸式口器将病毒粒子注入植物体内

第29页：增殖与生物合成

3 增殖（复制与生物合成）

• 生物合成特点：基因表达有先有后，顺序为早期表达、次早期表达、核酸复制、晚期表达
• 前一次表达产物是后一次表达的 mRNA 聚合酶
• 晚期表达的结果是合成了各种装配蛋白，另外还有溶菌酶

第30页：病毒核酸的复制

病毒核酸的复制

• 双链DNA的复制：（±）DNA → （±）DNA
• 单链DNA的复制：+DNA → -DNA → ±DNA → +DNA
• 双链RNA的复制：±RNA → +RNA → -RNA → ±RNA
• +RNA复制：+RNA → -RNA → ±RNA → +RNA
• -RNA复制：-RNA → +RNA（mRNA）→ Pr（RNA复制酶）
• 逆转录病毒单链RNA的复制：+RNA → （-）DNA → （±）DNA → +RNA

第31页：病毒核酸复制流程图

本页以流程图标示病毒核酸的复制路线：①（±）DNA 复制为（±）DNA；②+DNA 经 -DNA 形成（±）DNA 再生成 +DNA；③（±）RNA 与 +mRNA 的生成；④-RNA 与 +RNA 的互变；⑤-DNA 与（±）DNA；⑥（±）RNA 的复制。建议对照原课件图片阅读各条路线。

第32页：成熟与装配

4 成熟（装配）：把合成的各种「部件」，即核酸与蛋白质外壳，进行自行装配的过程，装配完成即形成成熟的病毒粒子。

第33页：裂解与释放

5 裂解（释放）：最后大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程。

第34页：从繁殖过程思考病毒预防

思考题：试从病毒的繁殖过程入手，考虑如何来预防病毒的感染？

可分别从阻断吸附、阻止侵入、抑制核酸复制与蛋白质合成、干扰装配及防止释放等环节思考防控策略。

第35页：噬菌体

三、噬菌体

噬菌体

侵染原核生物的病毒称为噬菌体（bacteriophage），后来简称 phage。

第36页：一步生长曲线

一步生长曲线（one-step growth curve）

用来测定噬菌体侵染和成熟病毒体释放的时间间隔，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数量的生长曲线。

• I. 潜伏期：1. 隐晦期；2. 胞内积累期
• II. 裂解期
• III. 平稳期

第37页：

本页源文件未提取到文字内容，仅有图片，通常为一步生长曲线坐标图。建议对照原课件图片补充本页要点说明。

第38页：温和噬菌体与溶原细胞

温和噬菌体（temperate phages 或 lysogenic phages）

某些噬菌体感染宿主细胞后并不使宿主细胞马上裂解，而是噬菌体的核酸整合到宿主细胞染色体上，并随宿主细胞的分裂把噬菌体的核酸传给子细胞，这类噬菌体称为温和噬菌体。

溶原细胞（lysogenic cells）

含有温和噬菌体的细胞称为溶原细菌（或溶原细胞）；整合在宿主染色体上的噬菌体核酸称为前噬菌体。

第39页：溶原细菌的特点

溶原细菌的特点

1. 可以自发或人工诱发变为烈性噬菌体（virulent phage）
2. 溶原细胞可失去噬菌体的核酸后复愈
3. 溶原细菌对同源噬菌体的感染具有免疫性
4. 某些溶原细菌可以合成特殊的代谢产物，如白喉杆菌只有在被噬菌体感染后形成溶原细菌后才能产生白喉毒素

第40页：温和噬菌体及其溶原化

温和噬菌体及其溶原化：本页图示温和噬菌体感染宿主后进入溶原状态与经诱导进入裂解循环的过程，包括前噬菌体的整合、随宿主复制而传代以及诱导后释放烈性噬菌体。

第41页：植物病毒

四、植物病毒：植物病毒是指感染植物的病毒。

引起的症状：

1. 叶绿体受到破坏而引起的花叶、黄化、红化等
2. 植株矮化、丛簇、畸形等
3. 形成枯斑、坏死等

特点：

1. 植物病毒的粒子形态多为杆状
2. 植物病毒的核酸主要为单链 RNA
3. 植物病毒感染的专性不强，一种病毒可感染不同科、属的植物
4. 混合感染常见，即一种植物可被多种病毒感染
5. 病毒常在感染宿主细胞内由病毒粒子堆叠成结晶状内含体，或者是由病毒粒子与细胞组分形成非结晶性内含体

第42页：脊椎动物病毒

五、脊椎动物病毒

• 核酸为单链或双链，DNA（天花）或 RNA（流感）
• 有的具有包膜，有的不具有包膜
• 多为球状，大小变化很大
• 人类疾病：80% 的传染病由病毒引起，如天花、流感、肝炎、麻疹、脊髓灰质炎、艾滋病等
• 畜禽疾病：口蹄疫、狂犬病、疯牛病、猪瘟，其中前三者为人畜共患

第43页：艾滋病与HIV

AIDS（acquired immune deficiency syndrome，获得性免疫缺陷综合征）

• 最早分离到 HIV 的是法国的卢克·蒙塔尼耶博士；1983 年他在《Science》报道从同性恋者血清中分离到新的逆转录病毒，1986 年 WHO 定名为 HIV（human immunodeficiency virus）
• HIV 是一种逆转录病毒，感染并杀死 T4 淋巴细胞
• 形态：球形，直径约 100 nm，有包膜与刺突，内有核心壳蛋白

第44页：艾滋病的流行与防治

艾滋病的流行与防治

• 全球：500 万感染者，4000 万携带者，非洲比例最高，博茨瓦纳达 10%
• 中国：20 万感染者，100 万携带者
• 传播途径：输血与血制品、母乳传播、性生活传播
• 防治：洁身自好，严格控制血制品；鸡尾酒疗法（何大一）使死亡率减半

说明：本页感染与携带者数据为课件原始表述，年代较早且与现行统计口径差异较大，此处保留原文数值未作修改，建议按最新权威数据更新。

第45页：口蹄疫

口蹄疫（foot and mouth disease，FMD）

• 病毒特点：烈性传染性 RNA 病毒；主要感染牛、羊、猪等偶蹄动物，人畜共患；对日光、热、酸、碱敏感
• 症状：体温升高，精神不振，食欲减退，口腔、鼻吻部、蹄部产生水疱和溃烂
• 传播：呼出气体、排泄物

第46页：口蹄疫的预防与危害

口蹄疫的预防与危害

• 预防：检疫、封锁；消毒用 1%—2% 火碱、3—5% 福尔马林、0.2—0.3% 过氧乙酸；注射疫苗
• 危害：无食品安全问题，人感染少于 40 例且较轻；对畜牧业危害远大于疯牛病；英国至 2004 年屠宰 220 万头牛、羊、猪

第47页：疯牛病

疯牛病（mad cow disease，MCD）

• 是牛海绵状脑病的俗称，疯牛病的病因是朊病毒
• 人畜共患，与人的库鲁病、克雅病、羊痒病等相关
• 症状：痴呆、震颤不稳、智力减退，脑海绵状病变，中枢神经系统受损伤

第48页：昆虫病毒

六、昆虫病毒

• 昆虫病毒是指寄生在昆虫体内的病毒
• 病毒粒子与宿主细胞内的蛋白质形成包涵体，包涵体有一定的立体形状，故又称多角体
• 昆虫病毒可分为：核型多角体病毒（nuclear polyhedrosis virus，NPV）、质型多角体病毒（cytoplasmic polyhedrosis virus，CPV）、颗粒体病毒（granulosis virus，GV）

第49页：核型多角体病毒

核型多角体病毒：病毒粒子在宿主细胞核内增殖，并与蛋白质结晶形成多角体状包涵体，是昆虫病毒中最常见的一类。

第50页：质型多角体病毒

质型多角体病毒：病毒粒子在宿主细胞质内增殖并形成多角体包涵体，与核型多角体病毒的主要区别在于包涵体形成部位不同。

第51页：颗粒体病毒

颗粒体病毒：包涵体呈椭圆形颗粒状，其中通常只包埋一个病毒粒子，多见于鳞翅目昆虫。

第52页：第二节亚病毒

第二节 亚病毒 Subvirus章节标题页，本节介绍类病毒、朊病毒与卫星病毒三类亚病毒因子。

第53页：亚病毒的概念

亚病毒概念：1981 年法国著名病毒学家 A. Lwoff 把病毒分为亚病毒和真病毒，亚病毒只含有核酸或蛋白质，而真病毒同时含有核酸和蛋白质。

• 类病毒 Viroid
• 朊病毒 Prion
• 卫星病毒

第54页：类病毒

类病毒 Viroid：1971 年在美国工作的瑞士学者 T.O. Diener 在研究马铃薯纺锤形块茎病（PSTD）时发现了类病毒，它是一类只含具单独侵染性的环状 RNA 分子、无蛋白质外壳的亚病毒因子。

第55页：朊病毒

朊病毒 Prions：朊病毒是美国学者 Prusiner 在研究羊瘙痒病时发现其病原体而提出的。朊病毒是一种对各种理化作用具有很强抵抗力、传染性甚强、分子量在 27 000—30 000 的侵染性蛋白质因子。

人和动物 prion 病有：震颤病或库鲁病、克-雅病、致死性家族失眠症、羊瘙痒病、牛海绵状脑病（俗称疯牛病）、传染性雪貂白质脑病、大耳鹿慢性消耗病。

第56页：卫星病毒

卫星病毒：卫星病毒必须依赖辅助病毒提供复制酶进行复制，如卫星烟草坏死病毒（STNV）、卫星烟草花叶病毒（STMV）、丁型肝炎病毒（HDV）等。卫星病毒能编码自身的外壳蛋白，它们被包被在辅助病毒的壳体中。

第57页：作业：T偶数噬菌体的繁殖过程

作业：试述 T 偶数噬菌体的繁殖过程。

答题要点：吸附、侵入、增殖（复制与生物合成）、成熟（装配）、裂解（释放）五个阶段。

第58页：结束页

结束了！本课件关于病毒与亚病毒的内容至此结束。