病毒生活史课件

第四章病毒第四章病毒重点、难点：重点、难点：病毒主要特点，毒性噬菌体病毒主要特点，毒性噬菌体的侵染循环，温和噬菌体和溶的侵染循环，温和噬菌体和溶原细菌、昆虫病毒和植物病毒原细菌、昆虫病毒和植物病毒的主要特点。的主要特点。1病毒生活史 是一类比细菌还小、是一类比细菌还小、没有细胞结构、不能独立没有细胞结构、不能独立生活的大分子微生物。生活的大分子微生物。*病毒病毒:2病毒生活史烟烟草草花花叶叶病病细细菌菌过过滤滤器器健健康康烟烟草草植植株株发发病（引起相同烟草花叶病）病（引起相同烟草花叶病）他他认认为为这这种种病病原原物物是是一一种种比比细细菌菌还还小小的的微微生生物物，把把病病毒毒等等其其他他微微生生物物分分开开是是一一个个划划时时代代的的创创举举，遗遗憾憾的的是是把把这这种种病病原原物物称称为为是是一种极小的细菌。一种极小的细菌。在微生物学中，病毒学是最年青的一在微生物学中，病毒学是最年青的一门科学，迄今只有门科学，迄今只有100年左右历史。年左右历史。(A：1892年年（伊凡诺夫斯基（伊凡诺夫斯基1864-1920）,他他做了一个这样的实验：做了一个这样的实验：病叶汁液病叶汁液 接种接种 3病毒生活史B.1898 年年(贝贝格格林林克克，18511931),在在不不了了解解伊伊凡凡诺诺夫夫斯斯工工作作的的情情况况下下，进进行行了了类类似似的的试试验验，发发表表了了与与伊伊凡凡诺诺夫夫斯斯几几乎乎完完全全一一样样的的研研究究结结果果。贝贝格格林林克克把把这这种种病病原原物物称称为为是是称称之之为为“传传染染活活液液”，并并给以拉丁名给以拉丁名(Virus)，被誉为，被誉为“病毒学之父病毒学之父”。（贝贝格格林林克克1872年年毕毕业业于于德德国国德德尔尔费费技技术术专专科科学学校校，1877年获科学博士学位）。年获科学博士学位）。1935年年斯斯旦旦来来（USA）第第一一次次提提纯纯得得到到病病毒毒的的结结晶晶，从此从此 病毒学进入到分子水平。病毒学进入到分子水平。4病毒生活史4.1病毒的特性病毒的特性 1.病毒的个体极小病毒的个体极小;*2.无细胞结构，为分子生物无细胞结构，为分子生物;*3.专性寄生专性寄生 4.没有或缺乏完整的酶和能量合成系统，也没有或缺乏完整的酶和能量合成系统，也没有核糖体。没有核糖体。5.在寄主细胞内的病毒对各种化学药剂和抗在寄主细胞内的病毒对各种化学药剂和抗菌素不敏感。菌素不敏感。6.经提纯的病毒结晶能保持侵染力。经提纯的病毒结晶能保持侵染力。4.1.1 病毒的基本特征：病毒的基本特征：5病毒生活史6病毒生活史4.1.2病毒的结构和化学组成病毒的结构和化学组成4.1.2.1 病毒粒子的结构病毒粒子的结构 *7病毒生活史1 1、无封套、无封套(包膜包膜)的病毒粒子的病毒粒子 A.A.衣衣壳壳粒粒(一一种种对对称称蛋蛋白白质质外外壳壳,包包围围着着病病毒毒的的核核酸基因组，由多肽组成蛋白质亚单位酸基因组，由多肽组成蛋白质亚单位)。B.B.壳体：由多个衣壳粒组成。壳体：由多个衣壳粒组成。C.C.核壳体（核衣壳）：是衣壳与其包围着的核酸。核壳体（核衣壳）：是衣壳与其包围着的核酸。2.2.有封套有封套(包膜包膜)的病毒粒子的病毒粒子 A.A.衣衣壳壳粒粒(一一种种对对称称蛋蛋白白质质外外壳壳,包包围围着着病病毒毒的的结结构构。核酸基因组，由多肽组成蛋白质亚单位核酸基因组，由多肽组成蛋白质亚单位)。B.B.壳体：由多个衣壳粒组成。壳体：由多个衣壳粒组成。C.C.核核壳壳体体（核核衣衣壳壳）：是是衣衣壳壳与与其其包包围围着着的的核核酸酸的的总称。总称。D.D.封套（包膜，又称囊膜、被膜、外膜、封套、）封套（包膜，又称囊膜、被膜、外膜、封套、）8病毒生活史由于壳粒在壳体上的不同由于壳粒在壳体上的不同排列，病毒具有三种结构：排列，病毒具有三种结构：1.螺旋对称螺旋对称2.二十面体对称二十面体对称3.复合对称复合对称9病毒生活史10病毒生活史11病毒生活史12病毒生活史4.1.2.2病毒的化学组成病毒的化学组成 大多数病毒的化学组成为蛋白质，大多数病毒的化学组成为蛋白质，少数还包括脂类和糖类。少数还包括脂类和糖类。1.病毒蛋白病毒蛋白2.病毒核酸病毒核酸3.脂类和糖类脂类和糖类4.病毒的包含体病毒的包含体13病毒生活史4.1.3病毒的分类病毒的分类病毒分类的主要依据：病毒分类的主要依据：病毒的结构和寄主范围病毒的结构和寄主范围根据寄主范围不同分为：根据寄主范围不同分为：细菌病毒（噬菌体）细菌病毒（噬菌体）植物病毒植物病毒昆虫病毒昆虫病毒根据根据ICTV1995年第六次报告，现已知病毒有年第六次报告，现已知病毒有3600多种，多种，分别属于分别属于71个科，但科以上的分类结构尚未建立，个科，但科以上的分类结构尚未建立，一般归为以下七类：一般归为以下七类：dsDNA有包膜的病毒有包膜的病毒 dsDNA无包膜的病毒无包膜的病毒 ssDNA无包膜的病毒无包膜的病毒 dsRNA有包膜的病毒有包膜的病毒 dsRNA无包膜的病毒无包膜的病毒 ssRNA有包膜的病毒有包膜的病毒 ssRNA无包膜的病毒无包膜的病毒14病毒生活史4.2噬菌体噬菌体15病毒生活史4.2.1噬菌体噬菌体基本形态有三种：基本形态有三种：蝌蚪形、微球形和丝状蝌蚪形、微球形和丝状另据结构不同，又可分为另据结构不同，又可分为六种不同类型六种不同类型（见表）（见表）16病毒生活史17病毒生活史18病毒生活史4.2.2 噬菌体的生活周期噬菌体的生活周期一步生长曲线：一步生长曲线：定量描述毒性噬菌体生长规律的实定量描述毒性噬菌体生长规律的实验曲线称为一步生长曲线。该曲线可验曲线称为一步生长曲线。该曲线可以用来反映每种噬菌体的以用来反映每种噬菌体的3个重要的特个重要的特性性(潜伏期、裂解期、裂解量潜伏期、裂解期、裂解量)参数。参数。（见图）（见图）4.2.2.1噬菌体生长的测定噬菌体生长的测定19病毒生活史20病毒生活史4.2.2.2噬菌体类型噬菌体类型1.毒性噬菌体毒性噬菌体 通常把毒性噬菌体看做为噬通常把毒性噬菌体看做为噬菌体的正常表现。菌体的正常表现。结构示意图如下：结构示意图如下：21病毒生活史22病毒生活史噬菌体侵入寄主细胞的过程可分为五个阶段：噬菌体侵入寄主细胞的过程可分为五个阶段：1.吸附吸附:噬菌体与敏感的寄主细胞接触，在寄主细胞的特异噬菌体与敏感的寄主细胞接触，在寄主细胞的特异性受点上结合。性受点上结合。2.侵入侵入:噬菌体吸附在细菌细胞壁的受点上以后，核酸注噬菌体吸附在细菌细胞壁的受点上以后，核酸注入细菌细胞中，蛋白质壳体留在外面。入细菌细胞中，蛋白质壳体留在外面。3.复制复制:噬菌体核酸进入寄主细胞后，操纵寄主细胞的代谢噬菌体核酸进入寄主细胞后，操纵寄主细胞的代谢机能，大量复制噬菌体核酸，但不形成带壳体的粒子，称机能，大量复制噬菌体核酸，但不形成带壳体的粒子，称为潜育期。为潜育期。4.粒子成熟（装配）粒子成熟（装配）:寄主细胞合成噬菌体壳体形成完整寄主细胞合成噬菌体壳体形成完整的噬菌体粒子。的噬菌体粒子。5.寄主细胞裂解（释放）寄主细胞裂解（释放）:噬菌体粒子成熟，引起寄主细噬菌体粒子成熟，引起寄主细胞的裂解释放出病毒粒子。随种类不同，一个寄主细胞胞的裂解释放出病毒粒子。随种类不同，一个寄主细胞释放释放101010001000个噬菌体粒子。个噬菌体粒子。23病毒生活史24病毒生活史裂解反应：裂解反应：从噬菌体吸附于寄主细胞到寄主从噬菌体吸附于寄主细胞到寄主细胞裂解释放出新一代噬菌体的过程。细胞裂解释放出新一代噬菌体的过程。裂（毒）性噬菌体：裂（毒）性噬菌体：能裂解寄主细胞的噬菌体。能裂解寄主细胞的噬菌体。溶菌现象：溶菌现象：在液体培养时，若细菌被噬菌体裂在液体培养时，若细菌被噬菌体裂 解，液体即由混浊变为澄清的现象。解，液体即由混浊变为澄清的现象。噬菌斑：噬菌斑：在固体培养基上的细菌菌落，被噬菌在固体培养基上的细菌菌落，被噬菌 体侵染后，出现的透明斑。体侵染后，出现的透明斑。不同噬菌体的噬菌斑有所不同，可作为鉴别噬菌体的依据。不同噬菌体的噬菌斑有所不同，可作为鉴别噬菌体的依据。25病毒生活史 2.温和噬菌体温和噬菌体具有裂解和溶源两种作用具有裂解和溶源两种作用溶源作用：溶源作用：侵入寄主细胞的噬菌体的核侵入寄主细胞的噬菌体的核酸不立即复制，而是嵌入寄主细胞的染酸不立即复制，而是嵌入寄主细胞的染色体内进行复制（步骤同毒性噬菌体），色体内进行复制（步骤同毒性噬菌体），并随细胞分裂带到子代细胞内，不立即并随细胞分裂带到子代细胞内，不立即裂解寄主细胞，这种现象称溶源现象。裂解寄主细胞，这种现象称溶源现象。但在一定条件下，嵌入的核酸可以脱下来，但在一定条件下，嵌入的核酸可以脱下来，经过复制，形成许多噬菌体，使寄主细胞裂解。经过复制，形成许多噬菌体，使寄主细胞裂解。26病毒生活史溶源细胞（菌）：溶源细胞（菌）：含有温和噬菌体的寄主细胞。含有温和噬菌体的寄主细胞。检验溶源菌的方法：检验溶源菌的方法：用少量溶源菌与敏感用少量溶源菌与敏感指示菌混合，利用极少数细胞的自发裂解指示菌混合，利用极少数细胞的自发裂解所释放的病毒粒子的反复侵染而形成特殊所释放的病毒粒子的反复侵染而形成特殊的噬菌斑。的噬菌斑。（图）（图）原噬菌体：原噬菌体：在溶源细胞内的噬菌体核酸。在溶源细胞内的噬菌体核酸。27病毒生活史28病毒生活史温和噬菌体侵入寄主细胞后可能发生的侵染过程：温和噬菌体侵入寄主细胞后可能发生的侵染过程：29病毒生活史4.3 昆虫病毒和植物病毒昆虫病毒和植物病毒昆虫病毒是比较常见的，其中以鳞翅昆虫病毒是比较常见的，其中以鳞翅目最多，其次为双翅目、膜翅目、鞘翅目最多，其次为双翅目、膜翅目、鞘翅目和螨类，而等翅目、脉翅目和毛翅目目和螨类，而等翅目、脉翅目和毛翅目的少见。的少见。目前我国已研制了目前我国已研制了12种病毒制剂，而种病毒制剂，而工艺比较成熟且应用规模较大的是棉铃工艺比较成熟且应用规模较大的是棉铃虫核型多角体病毒。虫核型多角体病毒。4.3.1昆虫病毒昆虫病毒30病毒生活史 大多数昆虫病毒具有包含体大多数昆虫病毒具有包含体。而具有。而具有包含体的病毒有较强的感染力和抗逆力，包含体的病毒有较强的感染力和抗逆力，并能通过昆虫的卵传给后代，在防治害虫上并能通过昆虫的卵传给后代，在防治害虫上是一类有发展前途的昆虫病源。是一类有发展前途的昆虫病源。根据病毒形态和寄生的部位不同，根据病毒形态和寄生的部位不同，可将昆虫病毒分为：核型多角体病毒、可将昆虫病毒分为：核型多角体病毒、质型多角体病毒、颗粒体病毒、多型质型多角体病毒、颗粒体病毒、多型包含体病毒和无包含体病毒。包含体病毒和无包含体病毒。31病毒生活史1.核型多角体病毒核型多角体病毒此此类类病病毒毒有有包包含含体体，病病毒毒粒粒子子杆杆状状，包包在在包包含含体体内内。包包含含体体位位于于细细胞胞核核内内，每每个个包包含含体体中中可可包包含含一一个个或或多多个个病病毒毒粒粒子子；包包含含体体呈呈12面面形形、立立方方体体或或不不规规则则形，直径形，直径0.5-15m，由蛋白质构成。，由蛋白质构成。此此类类病病毒毒能能侵侵染染鳞鳞翅翅目目、膜膜翅翅目目、双翅目的昆虫。双翅目的昆虫。32病毒生活史2.质型多角体病毒质型多角体病毒 此类病毒主要在昆虫肠道内增殖，病毒此类病毒主要在昆虫肠道内增殖，病毒粒子近球形，直径粒子近球形，直径25-80nm，含核糖核酸；，含核糖核酸；病毒粒子多数在包含体中，包含体位于细胞病毒粒子多数在包含体中，包含体位于细胞质内；多角体呈六角形、球形或正方形，直质内；多角体呈六角形、球形或正方形，直径径0.5-2.5 m。此类病毒可感染鳞翅目和双翅目昆虫，此类病毒可感染鳞翅目和双翅目昆虫，目前我国发现的有家蚕、赤松毛虫、马尾松目前我国发现的有家蚕、赤松毛虫、马尾松毛虫、枯叶蛾、松针黄毒蛾等，被感染的昆毛虫、枯叶蛾、松针黄毒蛾等，被感染的昆虫不取食，饥饿萎缩而死。虫不取食，饥饿萎缩而死。33病毒生活史3.颗粒体病毒颗粒体病毒此此类类病病毒毒的的包包含含体体呈呈园园形形、椭椭园园形形颗颗粒粒状状，其其内内只只含含一一个个（偶偶尔尔二二个个）病病毒毒粒粒子子；病病毒毒粒粒子子杆杆状状，含含DNA，主主要要侵侵染染昆昆虫虫的的脂脂肪肪体体、上上皮皮细细胞胞，在在细细胞胞质质和和细细胞胞壁壁中中发发育育，昆昆虫虫吞吞食食后后，将将停停止止取取食食，血血液液变变为乳白质。为乳白质。34病毒生活史*病病毒毒可可进进入入人人和和动动物物细细胞胞生生长长 ，引引起起人人和和动动物物多多种种病病毒毒病病。粒粒子子形形态态有有球球状状的的多多面面体体，也也有有复复杂杂颗颗粒粒，如如蝌蝌蚪蚪状状，砖砖形形，卵卵形形，也也有有些些是是有有封封套套的的粒粒子子等等。如如脊脊椎椎动动物物病病毒毒的的脊脊椎椎灰灰质质炎炎病病毒毒、流流感感、狂狂犬犬病病等等。人人类类80%80%以以上上的的传传染染病病由由病病毒毒引引起起，肝炎、天花等，家畜、鸡疫、鸭疫等。肝炎、天花等，家畜、鸡疫、鸭疫等。人类和动物病毒人类和动物病毒35病毒生活史 病病毒毒对对动动物物引引起起癌癌症症，称称致致癌癌病病毒毒，致致癌癌病病毒毒既既引引起起动动物物癌癌症症，也也引引起起人人的的癌癌症症。DNADNA病病毒毒中中腺腺病病毒毒可可引引起起人人的的呼呼吸吸道道，乳乳腺腺病病毒毒、小小疮疮疹疹病病毒毒，已已基基本本证证实实引引起起人人的的癌癌症症。RNARNA病病毒毒也也有有致致癌癌（致致癌癌病病毒毒），一一些些RNARNA病病毒毒能能引引起起白白血血病病和和各各类类型型的的肿肿瘤瘤。19111911（Peyton Peyton rousrous劳劳斯斯）发发现现了了劳劳氏氏肉肉瘤瘤病病毒毒，引引起起人人的的癌癌症症，19661966年年获获诺诺贝贝尔尔奖奖。另另外外有有三三个个微微生生物物学学家家证证明明病病毒毒转转化化为为癌癌症症的病因基础（的病因基础（19751975获诺贝尔奖）。获诺贝尔奖）。36病毒生活史4.3.2植物病毒植物病毒 植植物物病病毒毒种种类类繁繁多多，绝绝大大多多数数种种子子植植物物都都能能发发生生病病毒毒病病。禾禾本本科科、葫葫芦芦科科、豆豆科科、十十字字花花科科、蔷蔷薇薇科科植植物物受受害害较较重重，感感染染病病毒毒的的种种类类较较多多。感感染染病病毒毒的的植植物物可可表表现现出出：花花叶叶、簇簇生生、萎萎缩缩、矮矮化化、叶叶斑、块死等病状。斑、块死等病状。植植物物病病毒毒的的核核酸酸大大多多数数是是ssRNA。粒粒子子形形态态基基本本有有三三种种类类型型：杆杆状状、线线条条状状、近近乎乎球球状状的的多多面面体，也有些是有体，也有些是有封套封套的粒子。的粒子。植植物物病病毒毒和和其其它它病病毒毒一一样样是是严严格格寄寄生生物物，但但它它们们的的专专化化性性不不强强，一一种种病病毒毒往往往往能能寄寄生生于于不不同同科科、属、种的栽培、野生植物上。属、种的栽培、野生植物上。37病毒生活史 病病毒毒侵侵染染植植物物除除造造成成外外部部症症状状外外，在在细细胞胞内内部部组组织织或或细细胞胞也也有有不不正正常常表表现现。最最突突出出的的表表现现是是在在感感染染细细胞胞内内形形成成细细胞胞内内含含体体。细细胞胞内内含含体体一一类类是是结结晶晶形形的的，一一类类是是非非结结晶晶形形的的（又又称称X X小小体体）。结结晶晶形形内内含含体体通通常常由由病病毒毒粒粒子子堆堆叠叠而而成成，在在非非结结晶晶形形的的内内含含体体中中，有有不不少少是是病病毒毒粒粒子子和和寄寄主主细细胞胞成成分分混混合合而而成的。成的。结结晶晶形形内内含含体体：无无色色透透明明呈呈六六角角形形、长长条条形形或或不不规规则则形形晶晶体体、有有纺纺缍缍形形针针状状或或8字字形形的的长长纤纤维维状状。非非结结晶晶形形内内含含体体：是是半半透透明明的的颗颗粒粒状状聚聚积积体体，呈呈圆圆形或椭圆形。形或椭圆形。38病毒生活史感染病毒的植物，对病毒也有以下的抵抗作用：感染病毒的植物，对病毒也有以下的抵抗作用：1.1.病病毒毒的的定定域域化化，不不发发生生全全身身感感染染 ，只只发发生生局局部部感感染染。如如产产生生局局部部坏坏死死斑斑点点，使使病病毒毒局局限在病斑内部。限在病斑内部。2.2.病病毒毒相相互互作作用用形形成成的的抵抵抗抗现现象象。一一种种植植物物感感染二种病毒，会出现加重或减轻症状等。染二种病毒，会出现加重或减轻症状等。a.a.干扰作用：一种病毒影响他种病毒的感染。干扰作用：一种病毒影响他种病毒的感染。b.防防御御作作用用：先先入入的的病病毒毒对对后后入入的的病病毒毒侵侵染染起起防御作用。防御作用。3.获获得得抗抗性性：植植物物感感染染某某一一病病毒毒后后，对对某某一一种种或其它种病毒具有抗性。或其它种病毒具有抗性。39病毒生活史 植植物物病病毒毒的的传传播播感感染染主主要要通通过过三三个个途途径径：昆昆虫虫（是是自自然然界界中中最最主主要要的的传传播播媒媒介介）。病病株株与与健健壮壮植植株株通通过过嫁嫁接接感感染染。病病株株与与健健壮壮植植株株磨磨擦擦接接触感染。触感染。防防治治方方法法主主要要根根据据上上述述侵侵染染途途径径，采取一些相应的措施。采取一些相应的措施。40病毒生活史41病毒生活史思考题：思考题：4-1 什么是病毒？病毒与其它微生物有何区别？什么是病毒？病毒与其它微生物有何区别？4-2 根据壳粒在壳体上的排列不同，病毒可分根据壳粒在壳体上的排列不同，病毒可分 为哪几为哪几种结构？种结构？4-3 病毒的主要分类依据是什么？病毒的主要分类依据是什么？4-5 试述噬菌体的侵染全过程。试述噬菌体的侵染全过程。4-6 什么叫裂解反应、裂性噬菌体、溶源现象、溶菌什么叫裂解反应、裂性噬菌体、溶源现象、溶菌现象、噬菌斑和包含体？现象、噬菌斑和包含体？4-7 根据病毒形态和寄生部位的不同，可将昆虫病毒根据病毒形态和寄生部位的不同，可将昆虫病毒分为几种类型？分为几种类型？4-8 植物病毒的传播感染途径有几种？如何防治？植物病毒的传播感染途径有几种？如何防治？4-9 试比较几种主要微生物，其形态特征有何异同点试比较几种主要微生物，其形态特征有何异同点？42病毒生活史 作作 业业 1.简述双孢蘑菇的生活史。简述双孢蘑菇的生活史。2.因种类不同，真菌的菌丝可分为哪两种因种类不同，真菌的菌丝可分为哪两种类型？并说明之。类型？并说明之。3.真菌菌丝的特殊形态有几种？如何形成真菌菌丝的特殊形态有几种？如何形成？4.试述噬菌体侵染寄主细胞的全过程。试述噬菌体侵染寄主细胞的全过程。43病毒生活史