环境微生物学.ppt

1 第一节病毒的一般特征及分类 一 定义和特点 是一类比较原始的 有生命特征的 能够自我复制和严格活细胞内寄生的非细胞生物类群 非细胞型 专性寄生 微生物 病毒 2 形体极其微小 必须在电子显微镜下才能观察 一般都可通过细菌滤器 没有细胞构造 无细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核以及各种细胞器 在宿主体外无生命特征 故也称分子生物 其主要成分仅是核酸和蛋白质两种 每一种病毒只含有一种核酸 不是DNA就是RNA 既无产能酶系也无蛋白质合成系统 在宿主细胞协助下 通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖 不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式 3 二 病毒的分类 根据寄主划分为6种病毒动物病毒 人类病毒 300余种 脊椎动物病毒 931种 昆虫病毒 1671种 植物病毒 600余种真菌病毒 100余种细菌病毒 2850余种放线菌病毒 藻类病毒根据核酸分类 遗传物质是DNA或RNA单链或双链 4 第二节病毒的形态和结构 一 病毒的大小和形态 形状球形 卵圆形 砖形 多面体形 杆形 单位 纳米 nm 大小 差别很大 电镜观察 大的 200nm小的 10nm 5 二 病毒的化学组成 结构 蛋白质衣鞘 核酸 棘 某些病毒有 囊膜 经典病毒 包膜 蛋白质衣壳 核酸 极少量 或没有 酶蛋白 6 逆转录酶蛋白 其主要成分仅是核酸和蛋白质两种 某些病毒含有类脂和多糖 7 1 蛋白质衣壳 病毒蛋白质衣壳的衣壳粒排列具有高度对称性 螺旋对称与二十面体对称是病毒两种基本的对称类型 此外 兼有螺旋对称和二十面体对称的称为复合对称 螺旋对称 二十面体对称与复合对称分别相当于杆状 球形和蝌蚪状这3种形态的病毒 8 病毒蛋白质作用 构成病毒结构 增殖过程 病毒的侵染 1 结构功能衣壳蛋白包在病毒核酸外面构成病毒的基本结构 核衣壳保护着病毒核酸免遭破坏 2 吸附牢固附着在宿主细胞表面的受体上 3 破坏宿主细胞膜与细胞壁如噬菌体的溶菌酶与流感病毒的神经氨酸酶 9 2 病毒核酸 一种病毒只含一种核酸 DNA或RNA 植物病毒 绝大多数含RNA 少数含DNA 动物病毒 一部分含DNA 一部分含RNA 细菌病毒 则普遍含DNA 含RNA的为数极少 真菌病毒 绝大多数含RNA 是否有含DNA的真菌病毒还不清楚 3 其他成分 一些比较复杂的病毒 如包膜病毒 除了含有核酸与蛋白质两种主要成分外 还有脂质和糖类等其他成分 病毒中的脂质主要以脂质双分子层的形式存在于病毒的包膜中 病毒所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面 决定着病毒的抗原性 10 一 病毒的繁殖 以大肠杆菌T偶数噬菌体为例 烈性噬菌体的繁殖过程一般分为四个阶段 即吸附 侵入 复制 装配和释放 第三节病毒的繁殖 11 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 12 装配 13 释放 swf 14 噬菌斑p21 概念 将敏感细菌培养在营养琼脂中 在平板表面形成布满宿主细胞的菌苔 接种噬菌体后可以形成肉眼能看到的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 噬菌斑 通常情况下 一个噬菌体通过上述五个过程能合成10 1000个噬菌体 细胞烈解可导致肉眼可以看到的培养物的溶解 使固体培养基产生噬菌斑或使液体培养基由浑浊变清 15 二 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 病毒主要是通过食物 接触 空气传播的 但也可以通过饮用水传播 16 第四节病毒的培养 病毒的培养基 病毒是专性寄生在活的敏感宿主细胞内才能繁殖的微生物 因此 病毒的培养基要求苛刻 专一性强 敏感细胞要具备如下条件 1 必须是活的敏感动物或是敏感动物组织细胞 2 能提供病毒附着的受体 3 敏感细胞内没有破坏特异性病毒的限制性核酸内切酶 病毒进入细胞就可繁殖 不同种类的病毒其培养基是不同的 17 大多数敏感动物细胞感染病毒 培养能引起其显微表现的改变 即产生致细胞病变效应 例如细胞聚集成团 肿大 圆缩 脱落 细胞融合形成多核细胞 细胞内出现包涵体 乃至细胞裂解等 在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的斑 称为空斑 18 亚病毒 类病毒 Viroid 拟病毒 Virusoid 朊病毒 Prion 凡是在核酸和蛋白质两种成分中 只含有其中之一的分子病原体 称为亚病毒 包括 19 类病毒 Viroid 是一类只含有RNA一种成分 专性寄生在活细胞内的分子病原体 目前只在植物体中发现 其核酸为裸露的环状RNA 通常由246 375个核苷酸组成 相对分子量较小 类病毒是1970年在马铃薯纺锤形块茎病 PETD 中发现 在许多植物病害中找到 并造成减产 VirusandViroidDiseasesofPotato 20 拟病毒 Virusoid 又称类类病毒 壳内类病毒或病毒卫星 是一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒 拟病毒极其微小 一般仅由裸露的RNA 300 400个核苷酸 或DNA组成 被拟病毒 寄生 的真病毒又称辅助病毒 拟病毒的复制必须依靠辅助病毒的协助 拟病毒首次在1981年发现 是绒毛烟的班驳病毒VTMoV 21 3 朊病毒 Prion 1982年由美国学者S B Prusiner在研究羊瘙痒病时发现 由于意义重大 于1997年获得诺贝尔奖 至今已经发现与哺乳动物脑部相关的10余