《非细胞生物病毒》ppt (2).ppt

第四章非细胞生物 病毒 第一节病毒的一般特性一 病毒 Virus 概念 病毒是一类比细菌更微小 能通过滤菌器 仅含一种类型的核酸 DNA或RNA 只能在活的细胞内生长繁殖的非细胞形态的微生物 在食品工业中 病毒不象细菌和真菌那样有直接的作用 但是 在涉及食品卫生等方面则显的十分重要 例如 肝炎病毒 轮状病毒 噬菌体和SARS病毒等 如果说肝轮S三种病毒与食品的安全性有关的话 噬菌体的危害则主要是发生在发酵工业当中的 在利用微生物发酵生产食品的过程中 在乳酸发酵 醋酸发酵 氨基酸发酵等过程中 发酵菌如果受到相应的噬菌体感染时 发酵作用将会减慢甚至停止 不积累代谢产物 菌体很快消失 整个发酵生产受到破坏 在现代科学研究中 病毒的作用是显著的 在分子生物学和分子遗传学等方面产生了巨大的影响 在基因工程研究方面 如果将病毒核酸分子进行体外切割 按照实际需要进行基因重组 然后再送入体内 进行表达 产生新的理想性物质 应用于现代医学等方面 在现代免役食品的研究与开发中也同样是大有可为的 二 病毒的特点由于病毒是非细胞生物 所以它具有细胞生物所没有的突出特点 主要表现在以下几个方面 1 个体极其微小 个体微小 在电子显微镜下才能看见 2 只含一种类型核酸 一种病毒的毒粒内只含有一种核酸 DNA或者RNA 3 专性寄生 严格的活细胞内寄生 没有自身的核糖体 没有个体生长 也不进行二均分裂 必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制 形成子代 4 大部分病毒没有酶或酶系极不完全 不含催化能量代谢的酶 不能进行独立的代谢作用5 对大多数抗生素不敏感 对干扰素敏感 三 病毒的大小与形态1 大小 测量病毒大小的单位是纳米 nm 各种病毒的大小相差很大 小的病毒直径只有10 20nm左右 例如 口蹄疫V的直径22nm 大的病毒直径可超过250nm 例如 痘病毒的大小约为250 300nm 大多数病毒的直径都在150nm以下 2 形态 病毒的形态有四种 即 球形 杆形 砖形和蝌蚪形 细菌病毒 噬菌体即为蝌蚪形 四 病毒的化学组成绝大多数病毒主要是由核酸 蛋白质组成 只有少数病毒除上述成分外 还含有脂类 多糖等物质 病毒核酸的分子量大约在2 1016 1018 Daldon 之间 Daldon简称为DT蛋白质也是病毒的主要成分 其分子量在10000 150000DT之间 毒粒 化学组成 病毒颗粒在化学上表现为核蛋白 二 毒粒的化学组成 五 病毒的结构病毒的基本结构有三种 螺旋对称 烟草花叶病毒 TMV 多面体对称 二十面体对称病毒 腺病毒复合对称 T4噬菌体病毒子 一个结构齐全 功能完整 具有感染性的成熟病毒颗粒 病毒的种类 1 按照结构分类 裸露病毒 囊膜 包膜 病毒 病毒的蛋白质壳体和病毒核酸 核心 构成的复合物 又称核衣壳 核衣壳 nucleocapsid 包膜 envelope 有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜 它是病毒以出芽 budding 方式成熟时 由细胞膜衍生而来的 有维系毒粒结构 保护病毒核壳的作用 特别是病毒的包膜糖蛋白 具有多种生物学活性 是启动病毒感染所必需的 裸病毒和有包膜病毒的基本结构 2 按照寄生性分类 动物病毒 植物病毒 细菌病毒 噬菌体 各种动物病毒 各种植物病毒 各种噬菌体 3 病毒结构示意图 爱滋病病毒结构图 六 病毒的增殖及人工培养 一 病毒的增殖1 吸附 第一种途径是通过细胞表面的离子 Mg 2 进行吸附 是可逆的 第二种途径是通过细胞膜受体来完成吸附 是不可逆的 2 侵入 通过细胞膜的胞饮作用进行 在此过程中 病毒直接穿过细胞膜 这时的囊膜 胞膜 与细胞膜融合而芯髓进入细胞 3 脱壳 有的病毒在侵入的过程中还要脱壳 如大肠杆菌T4噬菌体就是这样 病毒进入细胞时 在溶酶体蛋白水解酶的作用下完成脱壳 时间大约是几分钟到几小时 4 生物合成 DNA在细胞核内合成 RNA在细胞浆内合成 Pr在胞浆内合成 5 装配和释放 在细胞核或胞浆内装配 形成核衣壳 囊膜在核衣壳通过核膜或细胞膜的同时获得 病毒颗粒以出芽方式释放 二 病毒的人工培养1 细胞培养法 单层细胞培养法 悬浮培养法和固定培养法 2 鸡胚培养法 绒毛尿囊膜接种 用10 12日龄鸡胚进行 卵黄囊接种 用5日龄鸡胚 3 动物培养法 用幼龄无特定病原的动物试验 主要用于V的病原性测定 疫苗效力的测定 抗血清的制备等 第二节噬菌体噬菌体 Phage 是一种侵染细菌的微生物病毒 广泛分布于自然界中 由于噬菌体在发酵工业中的危害较为突出而引起人们的广泛重视 人们对大肠杆菌T 系噬菌体进行了大量的研究 获得了有关病毒的基础知识 因为它是一个很方便的生物模型和独特的研究工具 因为它是一个单细胞的宿主和很简单的寄生物 一 噬菌体的形态同其它病毒一样 噬菌体由核酸和蛋白质组成 核酸的单链或双链分子组成环状或线状 病毒的外壳有不同的形状和大小 基本形态有 蝌蚪形 微球形 线状 二 噬菌体的生活周期 一 噬菌体生长的测定 一步生长曲线一步生长曲线 少量病毒与敏感细胞接触 病毒吸附后 高倍稀释 继续培养 定时取样测定培养物中的病毒效价 以感染时间为横坐标 病毒效价为纵坐标 绘制出病毒特征性的繁殖曲线 即一步生长曲线 潜伏期 释放子代病毒粒子所需的最短时间 噬菌体以分钟计 动物病毒 植物病毒以小时或天计 大肠杆菌约25min裂解量 每个受染细胞所释放产生的子代病毒数目 几十到万个 裂解量 平稳期的平均噬菌斑数 潜伏期的平均噬菌斑数 具体实验方法 对数生长期的敏感菌悬浮液与适量的噬菌体混合 混合比例为10 1 避免几个噬菌侵染一个菌体 数分钟后 加入一定量的噬菌体抗血清 以中和未被吸收的噬菌体 用培养液高倍稀释 以免第二次吸附 感染 培养含噬菌体样品与敏感菌混合 平板培养 计算噬菌斑数 结果可见 1 潜伏期 吸附后开始一段时间 约5 10min 噬菌体的数量不见增加 说明噬菌体未完成复制和组装 2 裂解期 感染后20 30min 平板中噬菌斑数量突然直线上升 表示噬菌体已从寄主细胞中裂解释放了 3 裂解量 每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数称为裂解量 如图所示 裂解期平均噬菌斑数裂解量 潜伏期平均噬菌斑数 三 毒性噬菌体通常把毒性噬菌体看作噬菌体的正常表现 大肠杆菌T4噬菌体即为毒性噬菌体 一 毒性噬菌体侵入宿主细胞的过程 分为五个阶段1 吸附 与细胞的特异性受体结合 一种噬菌体吸附后不影响另外一种噬菌体的吸附 例如 大肠杆菌T4噬菌体吸附于细胞后 并不会影响到其它种类的噬菌体在此细胞的吸附 2 侵入 吸附后 噬菌体的核酸部分注入到细胞中 蛋白质壳体留在外面 从吸附到侵入只需几秒钟 几分钟 3 复制 噬菌体核酸进入宿主细胞后 操纵宿主细胞代谢机能 大量复制噬菌体核酸 并合成病毒所需的蛋白质 但不形成带壳体的粒子 4 粒子成熟 装配 寄主细胞合成噬菌体的壳体 并进一步组装成完整的噬菌体粒子 5 寄主细胞裂解 释放 噬菌体粒子成熟后 引起寄主细胞裂解 释放出病毒子 释放量因噬菌体种类而有所不同 一个寄主细胞可释放10 10000个噬菌体粒子 注意 1 在细菌培养液中 细菌被噬菌体感染 菌体细胞裂解 浑浊的菌悬液变成为透明的裂解液 2 在双层平板固体培养基上 稀释的噬菌体悬液引起点状感染 在感染点上进入反复的侵染过程 产生透明的空斑称为噬菌斑 二 温和噬菌体和溶源性1 温和噬菌体 有些噬菌体侵入宿主细胞后 并不象上述毒性噬菌体那样发展 而是它们的核酸和宿主细胞同步复制 寄主细胞不裂解 这类噬菌体称为温和噬菌体 2 溶源细胞 含有温和噬菌体的宿主细胞称为溶源细胞 思考题 1 噬菌体是如何感染宿主细胞的 简述噬菌体的增殖过程 2 病毒与其他微生物在生物学特性方面相比 有哪些特点 3 什么叫做溶源性细菌