食品微生物学-病毒课件

,第五节 病毒,一、病毒的一般特性,二、噬菌体,第五节 病毒一、病毒的一般特性,一、病毒的一般特性,1、病毒的概念：,病毒：,是一类超显微的非细胞生物,每一种病毒只含有一种核酸;它们只能在活细胞内营专性寄生;在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在.,病毒粒子：,完整的、具有感染性的病毒颗粒。,一、病毒的一般特性1、病毒的概念：,2、病毒的基本特点,个体极小（以nm计），能通过滤菌器，形态多样，有球状、杆状、复合型。,无细胞结构，主要由蛋白质、核酸构成，一个病毒体内仅含一种核酸，核酸以单链或双链形式存在。,生活方式为专性活细胞内寄生，病毒酶系不全，离开活体后无生命特征。,病毒以复制的方式增殖,包括核酸复制、核酸蛋白质装配，是在分子水平上进行的。,对抗生素不敏感，对干扰素敏感。,2、病毒的基本特点个体极小（以nm计），能通过滤菌器，形态多,3、病毒的形态构造及化学组成,（1）、形态,3、病毒的形态构造及化学组成（1）、形态,（2）化学组成,主要由,核酸,和,蛋白质,组成。较复杂的病毒还含有脂类、多糖等。,（3）结构,核衣壳（基本构造）核心：由,DNA,或,RNA,构成,病 衣壳：由许多衣壳粒蛋白构成,毒 包膜（非基本结构）：由类脂或脂蛋白构成,刺突（非基本结构）,衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位，衣壳粒的排列组合方式不同，使病毒表现出不同的构型和形状。,（2）化学组成,衣 壳,核 酸,包膜,刺 突,核衣壳,病毒的基本结构：,衣 壳核 酸包膜刺 突核衣壳病毒的基本结构：,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T4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。,三类典型形态的病毒：,二、噬菌体,病毒种类很多，根据病毒寄生的对象来分，有植物病毒、动物病毒和微生物病毒。,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。,二、噬菌体病毒种类很多，根据病毒寄生的对象来分，有植物病毒,1、组成：,主要由蛋白质和核酸组成。,2、基本形态：,蝌蚪形、微球形和纤丝形。,（一）噬菌体的形态结构与组成,1、组成：主要由蛋白质和核酸组成。（一）噬菌体的形态结构与组,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，内含一条DNA。,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,以大肠杆菌T4噬菌体为例大肠杆菌T4噬菌体构造2、蝌蚪形噬菌,（二）、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。,（二）、噬菌体(phage)的繁殖噬菌体并没有个体的生长过程,烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：,即,吸附、侵入、复制、装配和释放,。,1、烈性噬菌体的繁殖,烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：1、烈性噬菌体的繁殖,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。,侵入：,核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外。,复制：,包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。,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,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。,装配：,释放：,方式：,裂解：多以裂解细胞的方式释放。,分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。,通常情况下，一个噬菌体通过上述五个过程能合成100300个噬菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长，,释放：,一步生长曲线,实验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,避免二次吸附；细菌群体被噬菌体同步感染。,实验过程:,敏感菌10ml Phage 1ml,混匀，5min,使之吸附,离心或用抗phage血清处理,去除过量phage,高倍稀释,吸附phage的菌悬液(避免多次吸附),37培养,定时取样,一步生长曲线实验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,避免二,取样人为裂解处理（每5min）,样品中加入氯仿裂解细胞,24-48h,裂解液加入敏感菌液中,适当稀释混合液,涂布于琼脂培养基上,计数噬菌斑,取样人为裂解处理（每5min）24-48h 裂解液,噬菌斑:,概念：,将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑，称为噬菌斑。(每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。),应用:,噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。,噬菌斑,噬菌斑:噬菌斑,以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标,绘制成的曲线为一步生长曲线。,可分以下阶段：,潜伏期,裂解期,稳定期,一步生长曲线,以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标,绘制成的曲线为一步生,潜伏期：,从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放 新的噬菌体之前的这段时期.曲线平行于横轴，噬菌体数无变化.样品中无游离的噬菌体。(潜伏期前的噬菌斑数是噬菌体数,也就是感染噬菌体的细菌数).,裂解期：,曲线直线上升,子代噬菌体不断释放到培养基中,直到达到一个极限.,稳定期:,感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。,潜伏期：从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放 新的噬菌体之前的这段,裂解量:,每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的 平均数。,稳定期噬菌斑数,裂解量=,潜伏期噬菌斑数,不同的噬菌体或同,种噬菌体感染敏感菌后所释放的噬菌体数不同,与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及环境因数有关。,裂解量:每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的 平均数。,2、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。,原噬菌体（或前噬菌体）：,即整合在宿主核,DNA上的噬菌体的核酸。,溶原性细菌：,指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖,而不被裂解。,2、温和噬菌体与溶源性细菌温和噬菌体：噬菌体感染细胞后,溶原性细菌的特点：,可稳定遗传：,子代细菌都含有,原噬菌体，均具有溶原性。,可自发裂解：,温和噬菌体的核酸也可从宿主,DNA,上脱落下来，恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率10,-2,10,-5,。,可诱导裂解：,用化学、物理方法诱导,具有“免疫性”：,溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体没有免疫性。,可复愈：,自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解,溶源转变：,由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。,溶原性细菌的特点：,（三）、噬菌体的危害和应用,噬菌体的危害：,主要是引起发酵中的噬菌体污染,例：丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染,抗生素发酵中的噬菌体污染,食品工业上的噬菌体污染,防治：,控制,活菌排放,选育抗性生产菌株,生产中轮换使用菌种,药物防治例如用金霉素、四环素等。,（三）、噬菌体的危害和应用噬菌体的危害：,噬菌体的应用：,1.作为分子生物学研究的工具,2.用于鉴定未知菌，可到型。,3.用于临床治疗传染病,4.检验植物病原菌,5.测定辐射剂量,噬菌体的应用：,