病毒PPT演示课件

.,1,病毒和亚病毒,.,2,病毒的发现,1892年，俄罗斯 伊万诺夫斯基 烟草花叶病毒（细菌滤器滤过性病毒）,发 现,.,3,什么叫病毒？ 病毒是一类形体微小，结构简单，由核酸和蛋白质组成的超显微的非细胞生物。能以感染态和非感染态状态存在。,.,4,病毒的种类：,非细胞生物,真病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分,亚病毒,类病毒：只含具有独立侵染性的RNA组分,拟病毒：只含不具独立侵染性的RNA组分,朊病毒：只含单一蛋白质组分,卫星RNA：只含与侵染性无关的RNA组分,卫星病毒：与真病毒伴生的缺陷病毒,.,5,病毒的特点,形体极其微小；没有细胞构造； 既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系；具有双重存在形式；对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感；一些病毒的核酸能整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染,.,6,一 病毒的形态结构与化学组成,（一）、病毒的大小多数病毒的直径在100nm上下 最大的病毒：牛痘苗病毒直径超过20nm 最小的病毒口蹄疫病毒10-22nm直径病毒：细菌：真菌 = 1：10：100,病毒计量单位：纳米（nm,1nm=1/1000um),.,7,（二） 病毒的形态,病毒外形有下列五种： 1.砖形：痘病毒 2.弹状：狂犬病病毒, 水疱性口膜炎病毒等 3.球形：腺病毒,疱疹病毒等 4.蝌蚪形：大部分噬菌体 5.杆状和丝形：烟草花叶病毒等,.,8,病毒的基本形态,.,9,（三）、病毒的构造和化学组成,病毒粒子：成熟的、结构完整的具有侵染力的病毒个体,.,10,1 、 核酸核酸是构成病毒的基因组。核酸类型：单链DNA（ssDNA） 双链DNA（dsDNA） 单链RNA（ssRNA） 双链RNA（dsRNA） 核酸有线状和环状形式,噬菌体以线状dsDNA居多,植物病毒以为主,动物病毒以线状的为多,真菌病毒,功能：病毒遗传信息的载体，控制着其遗传变异，增值及对寄主的感染性。,.,11,2 、病毒蛋白质,病毒蛋白：结构蛋白和非结构蛋白（酶类）,结构蛋白： 构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质，如壳体蛋白、包膜蛋白等。,酶类：,.,12,病毒蛋白质的作用：1、结构功能;2、吸附侵入;3、增殖; 4、抗原性;,.,13,（四）病毒的对称体制,螺旋对称结构,二十面体对称结构,复合对称结构,无囊膜,杆状：烟草花叶病毒等丝状：大肠杆菌M13噬菌体等,卷曲状：流感病毒等弹状：狂犬病毒等,有囊膜,无囊膜,有囊膜：疱疹病毒,小型：脊髓灰质炎病毒大型：腺病毒,有囊膜：痘病毒（砖块状）,无囊膜：大肠杆菌T偶数噬菌体,病毒结构类型,.,14,螺旋对称,复合对称,RNA,Protein Coat(Capsomers),Lipid envelope,衣壳粒,立体对称,.,15,1、螺旋对称烟草花叶病毒（TMV）,ssRNA病毒 烟草、西红柿等外形呈直杆状，长300nm宽15nm，中空内经4nm。由95%衣壳蛋白和5%单链RNA组成。衣壳：核心：为一条链状ssRNA（含6390个核苷酸，每圈49个核苷酸）证明RNA也可作为遗传物质,.,16,2、二十面体对称腺病毒（Adenovirus）,动物病毒 外形呈球状 无包膜 衣壳：由252个衣壳粒组成,每个五邻体上突出一根有顶球的刺突。核心是线状双链DNA（dsDNA）组成 只能培养在人的几种组织细胞上（羊膜细胞，HeLa细胞，胎肾组织等）在宿主的细胞核内进行装配.,.,17,刺突tail pins,95nm,95nm,头部head,领环neck,尾鞘tail（24环）,尾丝(tail fibers),65nm,3、复合对称的代表T偶数噬菌体 核心由线状dsDNA（50um）组成,头部,颈部,尾部,衣壳：由212个衣壳粒构成核心：为线状dsDNA,颈环：为六角形蛋白质盘状物颈须：长在颈环上的6根蛋白质丝状物,尾鞘：由衣壳粒排成24个的螺旋管尾管：位于尾鞘内的24环螺旋管基板：六角形蛋白质盘状物，中央有孔刺突：长在基板上的6个尖钉状突起尾丝：长在基板上的6根蛋白丝（长140nm）,.,18,T4 噬菌体浸染时的尾壳收缩Contraction of the tail sheath of T4 (when infection of host cell),T偶数噬菌体侵入寄主细胞释放核酸的示意图,尾丝吸附在受体上,基板发生构象变化,溶菌酶水解细胞壁,尾鞘收缩，尾管插入宿主细胞膜中,.,19,（五）病毒的群体形态 1 、包涵体 宿主细胞被病毒感染后，常在细胞内形成一种光镜下可见的小体。主要成分是多角体蛋白。有的包涵体可用肉眼观察到，如噬菌体在菌苔上形成的噬菌斑；植物病毒在叶片上形成的枯斑等。,.,20,组成:病毒的聚集体, 病毒感染细胞后的反应产物;出现部位:作用:可用于病毒的快速鉴别和某些疾病的辅助诊断特殊名称:天花病毒包涵体称顾氏小体；狂犬病毒包涵体称基氏小体。,.,21,2 、噬菌斑、空斑、病斑,噬菌斑：噬菌体反复侵染细菌，使细菌细胞破裂，在细菌培养物的平板上留下没有菌的透明的小圆斑。由细胞减少而形成。,空斑：感染者是动物病毒，被感染者动物细胞。由细胞减少而形成。,病斑：由细胞增加而形成。,噬菌斑、空斑、病斑 肉眼可见,包涵体 光镜可见,病毒的群体形态,.,22,二、病毒的种类及其繁殖方式,细菌病毒（噬菌体）植物病毒动物病毒,.,23,（一）微生物病毒-噬菌体,1、2、3群都是dsDNA有尾部，1群具有收缩性的尾鞘，2群有长的非收缩性的尾部，3群有非收缩性短尾。4、5两群没有尾部，两者的区别是4群是ssDNA外壳顶端蛋白质衣壳粒较大，5群是ssRNA则衣壳较小。6群为ssDNA丝状的噬菌体。,专门侵害细菌和放线菌等微生物的病毒称为噬菌体。,基本形态：蝌蚪形、微球形、线状。 据蝌蚪形的头部及尾部的特征细分6种：,.,24,1）烈性噬菌体及其繁殖方式 凡侵入宿主细胞后，进行复制增殖，导致细胞裂解的噬菌体，称为烈性噬菌体。T4噬菌体是一个典型的烈性噬菌体。,病毒的增殖过程：一般可分为吸附、侵入、生物合成、成熟装配与裂解释放五步。烈性噬菌体所经历的增殖过程，称作裂解性周期。,.,25,T噬菌体的侵染复制过程,吸附,脱壳侵入,复制合成,装配,释放,.,26,1、吸附：病毒与寄主细胞发生特异性的接触。,.,27,影响因素：阳离子；温度及PH,吸附作用受许多内外因素的影响,.,28,噬菌体侵入方式：注射式动物病毒侵入：借宿主细 胞的吞噬或胞饮植物病毒侵入：通过宿主细胞表面伤口或昆虫传递（刺吸）,2 、侵入：指病毒粒子或病毒的核酸注入宿主细胞的过程。,.,29,分子生物学的中心法则,.,30,3、增殖：包括核酸和蛋白质的生物合成。 各种病毒复制存在着严格的时序性。病毒基因组的转录是分期进行。,.,31,4、装配,装配就是将合成的病毒核酸与蛋白质组装成完璧的病毒粒子的过程。,.,32,5、裂解（释放）多数噬菌体以裂解方式释放,左：疱疹病毒 右：流感病毒,.,33,释放1、一次性释放：无囊膜病毒装配完成后，借助自身的降解寄主细胞壁或细胞膜的溶菌酶裂解宿主细胞，子代病毒一起释放到胞外。,2、出芽释放：有囊膜病毒。,.,34,2）噬菌体效价的测定,噬菌体效价：表示每毫升试样中所含有的侵染性噬菌体粒子数 原理： 噬菌体对寄主具有高度的特异性，可利用敏感菌株对其进行培养；噬菌体侵染宿主细胞后可引起裂解，释放出的子代噬菌体又继续侵染周围的寄主细胞，通过观察在含有敏感菌株的琼脂平板上接种噬菌体培养后是否出现噬菌斑，来进行判断。 常用的方法有双层琼脂法。,.,35,双层平板法,优点：弥补玻璃皿底面不平的缺陷所形成全部噬菌体斑都接近处于同一平面上形成的噬菌斑较大，更有利于计数,噬菌体稀释液,上层培养基+敏感菌,噬菌斑,敏感菌菌苔,.,36,3）、一步生长曲线定量描述烈性噬菌体生长规律的曲线，称作一步生长曲线。可分为以下：潜伏期：不同病毒的潜伏期长短不同，噬菌体以分钟计，动物病毒和植物病毒以小时或天计裂解期：宿主细胞裂解，溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。平稳期：指感染后的细胞已全部裂解，溶液中的噬菌体达到最高点,.,37,温和噬菌体（temperate phage）：某些噬菌体侵染细菌后，不产生子代噬菌体和引起细胞裂解的噬菌体。 溶源性（lysogency）：温和噬菌体与细菌共存的特性。被侵染的细胞被称作溶原性细胞或溶原菌 前噬菌体（prophage）：温和噬菌体侵染敏感细菌后，其DNA整合到宿主细胞染色体DNA中的噬菌体。,4）温和噬菌体与溶源性,噬菌体分裂性噬菌体和温和性噬菌体,.,38,温和噬菌体存在形式有3种： 游离态：指成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子。整合态：指已整合到宿主基因组上的前噬菌体状态。营养态：指前噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主 核基因组而处与积极复制，合成和装配的状态。,.,39,温和噬菌体以三种形式存在：游离态、整合态、营养态,.,40,5）温和噬菌体的增殖过程烈性噬菌体的繁殖过程：温和噬菌体的繁殖过程：吸附 侵入 整合 脱离 增值 成熟 释放,.,41,（二）植物病毒,大部分属于ssRNA病毒其基本形态为杆状，丝状和等轴对称的近球状的二十面体。少数种类才有包膜 严格的细胞内寄生物 专化性并不强，往往一种病毒可寄生在不同种、属甚至不同科的植物上,.,42,植株被植物病毒感染的症状：,被病毒感染的植物,花叶，黄化或红化症状（因叶绿体被破坏或不能合成叶绿素所致）；植株矮化，出现丛枝或畸形；形成枯斑或坏死；,.,43,（三）动物病毒,脊椎动物病毒的种类很多，外形一般为球状、杆状。核酸类型分为dsDNA，ssDND病毒以及dsRNA，ssRNA病毒。常见的如流行性感冒、麻疹、天花、脊髓灰质炎、肝炎、疱疹、流行性乙型脑炎、爱滋病以及狂犬病等其他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,包括脊椎动物病毒和无脊椎动物（昆虫）病毒,.,44,德国麻疹,天花,.,45,肿瘤病毒 DNA肿瘤病毒：人体腺病毒、疱疹病毒、 痘病毒等 RNA肿瘤病毒：HIV病毒等都是反转录病毒、携带有反转录酶,1）肿瘤病毒与癌基因,癌基因,病毒癌基因,原癌基因,.,46,2）动物病毒感染寄主后的4种结果,细胞变成肿瘤细胞死亡，释放病毒（裂解性感染）细胞不死亡，缓慢释放病毒（持久性感染）病毒的存在不破坏细胞，以后进入裂解性感染（潜伏性感染）,.,47,爱滋病毒,人类免疫缺陷病毒(Human Immunodificidncy Virus,HIV).HIV主要型别为HIV-1和HIV-2,爱滋病大多由HIV-1引起。爱滋病人(Aids)的病原体，系引起细胞病变的灵长类逆转录病毒之一，属逆转录病毒,.,48,HIV,病毒呈球形，直径100-140nm。具有胞膜内含病毒RNA分子和酶（逆转录酶、整合酶、蛋白酶）病毒壳体由核心蛋白（p24）和核壳蛋白（p17）组成病毒外层囊膜系双层脂质蛋白膜，其上嵌有Gp41和Gp120两种糖蛋白。,，,.,49,爱滋病病毒 (HIV)侵染细胞模式图,.,50,HIV 传染源和传播途径,HIV感染者是传染源传播途径性传播：血液传播:母婴传播:包括经胎盘、产道和哺乳方式,.,51,（四）昆虫病毒,大多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成多角形的包涵体 根据包涵体形成部位不同，可把昆虫病毒分为：核型多角体病毒(NPV)质形多角体病毒(CPV)颗粒体病毒(GV)无包涵体病毒,病毒杀虫剂是环境友好的生物农药,.,52,昆虫病毒增殖特点：,昆虫病毒主要是通过口器感染。昆虫吞入病毒进入中肠以后，包涵体被中肠溶解释放出病毒粒子，进一步侵染细胞。,.,53,一、类病毒 类病毒由T.O.Diener于1971年在马铃薯纺锤形块茎病中发现。 类病毒的特点：1、结构简单，只含RNA一种成分，核酸为裸露的环状ssRNA。2、类病毒RNA可侵染寄主，侵入后能自我复制，不需要辅助病毒。3、严格专性寄生在活细胞内。,第二节 亚病毒,亚病毒：凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含其中之一的分子病原体。,.,54,二、拟病毒（virusoids）,又称类类病毒(viroid-like),可认为是一类包裹在植物病毒粒子中的有缺陷的类病毒 一般仅由裸露的RNA 或DNA组成“寄生”于真病毒内辅助病毒（helper virus）其复制必须依赖辅助病毒,.,55,三、朊病毒 1982年，美国科学家S.B.Prusiner在研究羊搔痒病病原体时发现的。获得1997年诺贝尔生理学和医学奖。朊病毒亦称蛋白侵染因子，是一种比病毒小，仅含有疏水的具有侵染性的蛋白质分子。由250个氨基酸组成。,.,56,朊蛋白有两种,（2）PrPSC:分子量为27-30103，能抵抗蛋白酶消化。具有致病性和感染性. PrPC和 PrPSC的一级结构完全相同，但空间结构不同。,（1）PrPC:正常人和动物的神经细胞能编码一种糖蛋白，分子量为33-35103，它对蛋白酶敏感。无害,抵抗力强:对甲醛,乙醇和蛋白酶等具有抵抗力.消毒常用5%的次氯酸钠或2mol/L的氢氧化钠浸泡手术机械2小时,高压灭菌需用202kpa,134度处理1小时.,.,57,.,58,.,59,.,60,.,61,.,62,.,63,.,64,.,65,.,66,第三节 病毒与实践,有害的方面：噬菌体与发酵工业 有益的方面：昆虫病毒用于生物防治 病毒在基因工程中的应用,.,67,一、噬菌体与发酵工业,由于噬菌体的广泛分布，加之微生物的培养方法采用深层通气法后，罐内发酵液被噬菌体侵染的机会增多。使发酵剂在短时间内就可出现溶菌现象，进而出现不正常发酵，甚至停止发酵，造成严重损失。,1抗生素发酵与噬菌体的污染 1947年使用灰色链霉菌发酵生产链霉素时，曾发生由于噬菌体感染而出现溶菌现象，菌体减少，培养液变黑，抗生素效价不上升。,2食品工业的噬菌体污染 食品工业上采用乳酸菌、醋酸菌、棒状杆菌等进行发酵，生产各种不同的食品。如果生产过程中受到相应的噬菌体感染时，发酵作用就会减慢，甚至停止，不积累发酵产物，菌体很快消失，整个发酵生产就被破坏。,.,68,二、昆虫病毒用于生物防治,主要采用一些病毒剂进行生物防治，专一性高；扩散性强；毒力大；具有环保作用。但现阶段由于其杀虫速度慢，在野外易失活和杀虫范围小等缺点，还难以普及推广。,对人类的不利作用：经济昆虫(蜂、蚕)病毒病,.,69,微生物与人类的关系越来越密切，除原核生物的质粒作为基因载体外，也可以把病毒改造成不同外源基因的优良载体。通过它们，可以把任何动物植物和微生物的目的基因导入合适的受体系统中，从而获得具有新性状的工程细胞和工程菌。,三、病毒在基因工程中的应用,.,70,（一）噬菌体作为原核生物基因工程的载体,噬菌体作为载体有以下优点：遗传背景清楚；载有外源基因时，仍可与宿主的核染色 体整合并同步复制；宿主范围狭窄，使用安全；感染率极高；,大肠杆菌噬菌体：是一种含线状dsDNA的温和噬菌体，在其基因组中，约有一半是对自身生命活动必要的必要基因，另一半是非必要基因，因此可被外源基因取代而建成良好的基因工程载体。,.,71,细菌的鉴定和分型由于噬菌体的作用具有高度特异性，即一种噬菌体只能裂解和它相应的细菌，因此可用于细菌的鉴定。而且噬菌体的这种作用除具有种的特异性外，还具有型的特异性。一种噬菌体只能作用于该种细菌的某一型。于是可利用某一特定的噬菌体，对细菌进行分型鉴定。,噬菌体在其它方面的应用,.,72,诊断和治疗疾病噬菌体感染相应的细菌后，在适宜培养条件下，能迅速繁殖，产生大量噬菌体的子代。利用这一特性可将已知噬菌体加入被检材料中共同孵育，如果出现噬菌体效价增长，就证实材料中有相应的细菌存在。在疾