病毒和亚病毒

第四章

病毒和亚病毒林雁冰病毒和亚病毒第1页第四章病毒和亚病毒第一节概述第二节病毒形态结构与化学组成第三节病毒复制第四节噬菌体第五节真核细胞病毒第六节亚病毒第七节病毒与实践病毒和亚病毒第2页第一节病毒概述一、病毒发觉和研究历史二、病毒定义与特点三、病毒分类病毒和亚病毒第3页

病毒（Virus）是在19世纪末才被发觉一类微小病原体。一、病毒发觉和研究历史病毒和亚病毒第4页

早在公元前四世纪就有了关于疯狗咬人致病，即狂犬病记载并发觉它能够传染给其它许多动物。3000BC埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。病毒和亚病毒第5页

另一个病毒病软疣汇报，这张1841年手绘图就是一个证据。

第一个记载植物病毒病当属郁金香碎色花病，至今荷兰阿姆斯特丹博物馆还保存着一张1619年荷兰画家一幅得病郁金香静物画。病毒和亚病毒第6页

在当初荷兰一枚得病郁金香球茎竟能换来一头牛、一头猪或羊，甚至成吨谷物或上千磅奶酪。病毒和亚病毒第7页1886年，德国A.Mayer发觉烟草上出现深浅相间绿色区域，他称之为烟草花叶病，随即又用试验证实它含有传染性。1892年，俄国学者D.Ivanovsky发觉烟草花叶病病原体能经过细菌滤器：一个能经过细菌滤器“细菌毒素”或极小细菌。病毒研究历史病毒和亚病毒第8页1898年，荷兰生物学家MWBeijerinck对烟草花叶病病原体研究结果：

能经过细菌滤器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性，能在琼脂凝胶中扩散；用培养细菌方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活；“病毒(Virus)”病毒和亚病毒第9页1900年前后，包含口蹄疫（footandmouthdisease）在内各种动植物疾病病原体滤过性特征被证实。FWTwort（1915年）、Fd’Herelle（1917年），分别发觉细菌（Shigelladysenteriae）病毒----噬菌体。1935年，WMStanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；与Bawden等证实烟草花叶病毒本质为核蛋白；1940年，Kausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒。1952年，Hershey和Chase利用同位素证实噬菌体遗传物质是DNA，将人类带入病毒分子生物学阶段。病毒和亚病毒第10页极大地丰富了当代生物学（微生物学、分子生物学、分子遗传学）理论与技术；病毒学(virulogy)：

研究病毒（virus）本质及其与宿主相互作用科学，是微生物学主要分支学科。有效地控制和毁灭人及有益生物病毒病害；利用病毒对有害生物、尤其是害虫进行生物防治；发展以基因工程为中心生物高新技术产业；病毒和亚病毒第11页非细胞生物最少含核酸和蛋白质二种组分亚病毒真病毒

类病毒

拟病毒

朊病毒只含不具独立侵染性RNA组分只含单一蛋白质组分只含具独立侵染性RNA组分本章主要介绍真病毒二、病毒定义与特点

病毒：是一个结构简单，能够自我复制并含有侵染性独特非细胞生物体。当代病毒学家把病毒这类非细胞生物分成真病毒(Euvirus，简称病毒)和亚病毒(Subvirus)两大类：

病毒和亚病毒第12页

病毒是一类既含有化学大分子属性，又含有生物体基本特征；既含有细胞外感染性颗粒形式，又含有细胞内繁殖性基因形式独特生物类群。病毒分两个阶段（以两种形式）存在：胞外阶段：“毒粒”形式存在（离体条件下），含有感染

性，无生命特征但不能独立活细胞增殖；胞内阶段：主要以正在复制核酸形式存在，诱导宿主细胞合成病毒组分；病毒和亚病毒第13页特征1）个体微小，在电子显微镜下才能看见；2）不含有细胞结构，其主要成份为核酸和蛋白质，故称为“分子生物”；3）一个病毒只含有DNA或RNA一个类型核酸；4）绝正确细胞内寄生，在细胞外不能增殖：既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成本身核酸和蛋白质；5）以核酸复制和蛋白质合成、然后装配过程实现其大量繁殖；7）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。6）在离体条件下，以无生命生物大分子状态存在，并保持其侵染性；8）有些病毒核酸还能整合到宿主基因组中，并诱发潜伏性感染。病毒和亚病毒第14页三、病毒分类病毒几乎能够感染全部细胞生物，并含有宿主特异性。人们习惯依据其宿主种类将病毒分类：噬菌体（phage）真菌病毒（fungiviruses）植物病毒（plantviruses）动物病毒（animalviruses）国际病毒分类委员会（InternationalCommitteeforTaxonomyofViruses,ICTV）提出了分类依据和建立了分类系统。分类依据主要以病毒粒子特征、病毒抗原性质以及生物学特征等作为依据。命名规则1998年国际病毒分类委员会提出41条新病毒命名规则，病毒分类系统依次用目、科、属、种分类等级。病毒和亚病毒第15页病毒粒子特征：①病毒形态：如大小、形状、包膜和包膜突起有没有，衣壳结构及其对称性；

②病毒生理生化和物理性质：如分子量，沉降系数，浮力密度，病毒粒子在不一样pH、温度、Mg2+、Mn2+、变性剂、辐射中稳定性；

③病毒基因组，如基因组大小、核酸类型、单双链、线状或环状，正负链，G+C含量比、核苷酸序列等；

④病毒蛋白，如结构蛋白和非结构蛋白数量，大小以及功效和活性，氨基酸序列等；

⑤病毒脂类含量和特征；

⑥碳水化合物含量和特征；

⑦病毒基因组组成和复制。病毒和亚病毒第16页病毒抗原性质：包含病毒血清学性质与其抗原关系。病毒生物学特征：包含病毒天然宿主范围；

病毒在自然状态下传输与媒介体关系；

病毒地理分布，致病机理，组织嗜亲性；

病毒引发病理和组织病理学特点。病毒和亚病毒第17页一、病毒形态结构1、病毒形状和大小

个体小（测量单位nm），必需在电镜下观察；不一样病毒毒粒大小差异很大（直径10~300nm）（1）大小痘病毒：300~450nm×170~260nm（最大）菜豆畸矮病毒

：直径9~11nm（最小）第二节病毒形态结构与化学组成微生物个体直径比约为：病毒:细菌:真菌＝1:10:100病毒和亚病毒第18页天花病毒脊髓灰质炎病毒噬菌体450nm300nm×250nm×100nm2000nm1250nm×10nm1300nm×10nm1300nm×10nm21nm18nm16.5nm12～18nm16nm9～11nm5nm×800nm病毒和亚病毒第19页（2）病毒形态砖块状（痘病毒）、丝状（大肠杆菌f1、fd、M13噬菌体）等；多形性（流感病毒，新分离毒株呈丝状，在细胞内稳定传代后转变为拟球状）。基本形态：球形或拟球形（大多数动物病毒）；杆状（植物病毒和昆虫病毒）；蝌蚪状（大肠杆菌T偶数噬菌体）其它形态：病毒和亚病毒第20页病毒和亚病毒第21页牛痘病毒埃博拉病毒病毒和亚病毒第22页流感全球大流行1889－1890 “俄罗斯流感”1918－1919 “西班牙流感”，当代史上最大瘟疫，造成万人死亡1957－1958 “亚洲流感”1968－1969 “香港流感”病毒和亚病毒第23页为何会经常被流感病毒感染？流感病毒不停地改变： 基因突变 基因重排基因重排：当两种不一样流感病毒同时感染一个细胞时，所产生子代病毒在装配时，可能装入两种病毒基因组任何一个。因为流感病毒基因组分为8个片段，所以共可产生：28=256种病毒病毒和亚病毒第24页为何会经常被流感病毒感染？流感病毒有15种HA，9种NA，组成不一样血清型，如：H1N1，H5N9……这些血清型中只有几个能感染人，但它们都能感染鸭子。鸭子是病毒起源病毒从鸭子经过猪，在猪体内进行基因组重排，造成病毒血清型改变人体对一个血清型免疫能力，对另一个血清型没有作用病毒和亚病毒第25页流感病毒重排鸭病毒人病毒共同感染猪感染人病毒和亚病毒第26页1997香港禽流感H5N1，在人中从未发觉过血清型造成了学童死亡发觉是从鸟类直接传输到人屠杀了全部鸡和鸭，以控制可能传输研究发觉，这种病毒只能由鸟类偶然地传给人，尚不能由人传给人病毒和亚病毒第27页烟草花叶病毒噬菌体M13噬菌体T4大肠杆菌噬菌体f2、MS2脊髓灰质炎病毒牛痘病毒腺病毒衣原体人血红细胞各种毒粒大小、形态差异很大病毒和亚病毒第28页病毒和亚病毒第29页2.病毒粒子结构

病毒是一类非细胞生物，故称之为病毒粒或病毒体（virion）。

病毒有时也称病毒颗粒或病毒粒子（virusparticle），专指成熟、结构完整和有感染性单个病毒。病毒和亚病毒第30页基本结构：核衣壳(nucleocapsid)

非基本结构病毒粒子结构关键（core）：DNA或RNA衣壳（capsid）：蛋白质包膜(envelope)：含蛋白质或糖蛋白类脂双层膜刺突(spike)：糖蛋白关键衣壳包膜刺突衣壳粒（capsomere或capsomer）：是组成衣壳蛋白质亚单位病毒和亚病毒第31页3.病毒粒子对称类型螺旋对称衣壳病毒：烟草花叶病毒病毒能够依据衣壳中衣壳粒排列方式将其分为3种：二十面体对称衣壳病毒：腺病毒

复合对称衣壳病毒：T4噬菌体病毒和亚病毒第32页对称体制螺旋对称二十面体对称复合对称无包膜有包膜杆状：烟草花叶病毒（TMV）等丝状：大肠杆菌f1、fd、M13等卷曲状：正粘病毒（流感病毒）等弹状：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等无包膜有包膜：疱疹病毒大型：腺病毒等小型：脊髓灰质炎病毒，

φX174噬菌体等无包膜：大肠杆菌T偶数噬菌体（蝌蚪状）等有包膜：痘病毒（砖块状）病毒粒对称体制病毒和亚病毒第33页

壳体外形如中空蛋白质圆管，呈坚硬或柔韧状。由2130个相同蛋白质亚基（158个氨基酸）以逆时针方向螺旋状排列，形成一个长300nm，内径4nm，外径15nm刚直中空柱。ssRNA盘绕在壳体内面由亚基形成沟内，与蛋白质亚基经过弱键结合。螺旋对称壳体病毒代表：TMV病毒和亚病毒第34页直接影响烤烟产量和质量感病植物症状：

花叶，叶片轻度扭曲，天气干燥和酷热时候，下部叶易受到花叶烧伤。早期感病植株还表现矮化症状。病毒和亚病毒第35页

并非全部螺旋对称衣壳都像TMV衣壳一样是刚直，流感病毒RNA就包围在薄、柔软易弯曲螺旋壳体内，其衣壳折叠在一起，外有包膜。流感病毒病毒和亚病毒第36页二十面体对称壳体病毒衣壳有20个等边三角形面，12个顶角。包含12个五邻体（分布在12个顶角上衣壳粒）和240个六邻体（分布在棱上和面上非顶角衣壳粒）。关键为线状双链DNA(dsDNA)，核酸分子以高度卷曲状态存在于衣壳内。代表：腺病毒五邻体六邻体二十面体衣壳在形成时通常是由五边形衣壳粒（五邻体）和六边形衣壳粒（六邻体）组成。病毒和亚病毒第37页

其壳体由头部和尾部组成。通常头部呈二十面体对称，尾部呈螺旋对称。线状dsDNA折叠盘绕于头部关键。复合对称衣壳病毒代表：大肠杆菌T偶数噬菌体头尾髓颈环尾鞘尾丝刺突基板病毒和亚病毒第38页

病毒粒大量聚集并使宿主细胞发生病变时，就形成了含有一定形态、构造并能用光镜加以观察和识别特殊“群体”，称之为包涵体。4.病毒群体形态（1）包涵体（inclusionbody）

病毒和亚病毒第39页包涵体存在部位多数位于细胞质内，具嗜酸性，比如，痘病毒和狂犬病毒包涵体。少数位于细胞核内，具嗜碱性，比如，疱疹病毒和腺病毒包涵体。在细胞质＋细胞核内，比如，麻疹病毒包涵体。病毒和亚病毒第40页病毒和亚病毒第41页病毒包涵体应用①用于病毒病诊疗②用于生物防治

核型多角体病毒（NPV）：在昆虫细胞内形成多角形包涵体，是我国自主研究并应用于农业实践第一个病毒杀虫剂。病毒和亚病毒第42页（2）噬菌斑（plaque）

噬菌体在细菌或放线菌菌苔上形成“负菌落”即为噬菌斑（plaque）。病毒和亚病毒第43页

将少许噬菌体和大量宿主细胞混合液与45℃左右琼脂培养基在培养皿中充分混匀，铺平后培养10h左右，肉眼可见一个个透亮不长菌小圆斑，是由噬菌体在菌苔上形成“负菌落”，即噬菌斑。

设0.10mL稀释度为10-6病毒悬液可产生75个噬菌斑，则样品噬菌斑形成单位为：PFU/mL=（75PFU/0.10mL）×（106）=7.5×108病毒和亚病毒第44页噬菌斑病毒和亚病毒第45页正常细胞异常细胞

若标本经过适当稀释进行接种并辅以染色处理，病毒可在培养细胞单层上形成肉眼可见局部病损区域，即蚀斑（plaque）或称空斑。正常细胞异常细胞病毒和亚病毒第46页

由植物病毒在植物叶片上形成局部坏死斑，称之为枯斑（lesion，病斑）。（4）枯斑（lesion）病毒和亚病毒第47页①是DNA还是RNA；②是单链（ss，singlestrand）结构还是双链（ds，doublestrand）结构；③呈线状还是环状；④是闭环还是缺口环；⑤基因组是单分子、双分子、三分子还是多分子；⑥核酸碱基（b，base）或碱基对（basepair，

bp）数，以及核苷酸序列等。病毒核酸类型区分指标：二、病毒化学组成1、病毒核酸病毒和亚病毒第48页1、病毒核酸病毒基因组大小差异很大最小基因组（MS2病毒）只有约3kb，仅够编码3~4种蛋白质，这些病毒利用重合基因来节约空间。最大基因组（T偶数噬菌体，疱疹病毒，痘病毒）达300kb，可编码100各种蛋白质。单链DNA（ssDNA）双链DNA（dsDNA）单链RNA（ssRNA）双链RNA（dsRNA）4种类型动物病毒这4种类型都有；植物病毒通常含有ssRNA；噬菌体通常为dsDNA，但也有一些噬菌体为ssDNA或ssRNA。病毒和亚病毒第49页若干有代表性病毒核酸类型病毒和亚病毒第50页(1)DNA病毒dsDNA：大多数DNA病毒以dsDNA作为遗传物质。许多病毒dsDNA经过修饰，呈线性，少数为环状dsDNA。特殊碱基：除常见核苷酸外，许多病毒含有特殊碱基，如，大肠杆菌T偶数噬菌体以5-羟甲基胞嘧啶代替胞嘧啶。λ噬菌体线性dsDNA:有由12个核苷酸组成粘性末端，粘性末端配对可使DNA环化。ssDNA:少数，如ΦX174、M13噬菌体等，有线性和单链闭合环状DNA两种。病毒和亚病毒第51页(2)RNA病毒

多数RNA病毒以ssRNA作为它们遗传物质。正链或阳性链：RNA碱基序列与病毒mRNA相同，指导蛋白质合成。如：脊髓灰质炎病毒，等负链或阴性链：病毒RNA基因组与病毒mRNA互补。如：狂犬病毒，等。

片段基因组：许多RNA病毒基因组被分为独立片段，每个片段编码一个蛋白。有病毒基因组能够分为10到12个片段（如呼肠病毒），通常全部片段都包含在同一个衣壳中。不过，也有些病毒将片段基因分布在不一样病毒粒子中（如：雀麦花叶病毒），但它们能够成功地侵染同一宿主。

许多植物及动物病毒正链RNA基因组5’端含有7-甲基鸟嘌呤核苷帽子结构，3’末端含有poly-A尾巴。

少部分病毒含有dsRNA基因组，都是片段式。病毒和亚病毒第52页2、病毒蛋白质衣壳蛋白：占病毒蛋白质成份绝大部分。保护核酸；当病毒无包膜结构时，衣壳参加病毒对宿主吸附、侵染；决定病毒对宿主专一性和病毒抗原性。包膜蛋白：包膜脂质和碳水化合物是正常宿主组成成份，但蛋白是由病毒基因编码形成。存在于病毒中酶类：病毒酶位于衣壳内，其中许多酶参加核酸复制，比如，逆转录酶。也有些病毒酶位于包膜或衣壳上（比如，流感唾液酸苷酶），帮助病毒侵染。包膜糖蛋白基质蛋白病毒主要表面抗原，有些介导病毒进入组成亚膜结构，介导核衣壳与包膜糖蛋白之间识别病毒和亚病毒第53页3、病毒其它化学成份

包膜中含有起源于宿主细胞脂类，其中50-60%为磷脂，其余为胆固醇。另外，少数无包膜病毒也存在脂类；

有些病毒包膜和衣壳中含有少许糖类(以糖脂/糖蛋白形式存在)；

一些病毒粒子中存在有机阳离子（如丁二胺、精胺）和无机阳离子。病毒和亚病毒第54页第三节病毒复制一个完整复制周期包含吸附、侵入、脱壳、生物合成、装配与释放等步骤。病毒增殖所需原料、能量和生物合成场所均由宿主细胞提供，在病毒核酸控制下合成病毒核酸（RNA或DNA）与蛋白质等成份，然后在宿主细胞细胞质或细胞核内装配成为病毒粒子（系指成熟或结构完整、有感染性病毒个体），再以各种方式释放到细胞外，感染其它细胞。这种增殖方式称为复制。病毒是严格细胞内寄生物，只能在活细胞内繁殖。病毒和亚病毒第55页敏感细胞随机碰撞而接触（静电引力或氢键）可逆吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）病毒表面蛋白与细胞受体结合特异性，不可逆吸附，开启病毒感染第一阶段病毒粒1吸附：感染起始期，病毒附着于敏感细胞表面。病毒和亚病毒第56页病毒表面结构或附着位点识别并结合到易感细胞表面对应受体上。特异性吸附决定病毒组织亲嗜性和感染宿主范围。特异性吸附病毒和亚病毒第57页2侵入：以各种方式（取决于宿主细胞性质）侵入敏感细胞内。

2）融合：在细胞膜表面病毒包膜与细胞膜融合，病毒核衣壳进入胞浆。1）直接进入：核酸注入细胞质。3）胞饮：细胞膜内陷使整个病毒被吞饮入胞内病毒和亚病毒第58页3脱壳：脱去衣壳和包膜，方式因种而异。

病毒和亚病毒第59页4生物合成：包含核酸复制和蛋白质合成等。

在此期间，用血清学方法和电镜检验，不能从细胞内检出病毒体，称为隐蔽期。病毒生物合成主要包含mRNA转录、蛋白质合成及病毒基因组复制。依据病毒所含核酸性质和状态分类：双链±DNA、单链+DNA、双链±RNA、单链+RNA、单链-RNA等5类。1)

双链±DNA→mRNA→蛋白质，如天花病毒、T-偶数噬菌体。2)

单链+DNA→±DNA→mRNA→蛋白质。3)

双链±RNA→mRNA→蛋白质，如呼肠孤病毒。4)

单链-RNA→mRNA→蛋白质，如流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒。5)

单链+RNA→RNA复制酶

→

－RNA→mRNA→蛋白质，脊髓灰质炎病毒。6)

单链+RNA→-DNA→±DNA→mRNA→蛋白质，即逆转录病毒又称RNA肿瘤病毒。病毒和亚病毒第60页5装配与释放：子代病毒核酸与结构蛋白合成后，可在宿主细胞内一定部位装配成子代病毒核衣壳。释放子代病毒体方式：DNA病毒——多数核内装配；RNA病毒——多数胞浆内装配。包膜病毒——出芽释放；无包膜病毒——破胞释放。病毒和亚病毒第61页第四节噬菌体一、噬菌体形态结构1、组成：主要由蛋白质和核酸组成。2、基本形态：蝌蚪形、微球形和丝状。病毒和亚病毒第62页噬菌体基本形态和大小病毒和亚病毒第63页

凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、装配和裂解5个阶段而实现其繁殖噬菌体，称为烈性噬菌体（virulentphage）；温和噬菌体（temperatephage）：烈性噬菌体（virulentphage）：

进入菌体后并不进行增殖或引发溶菌，将自己基因组整合到宿主基因组上，并随之复制而进行同时复制，则称之为温和噬菌体（temperatephage）。噬菌体两个类型病毒和亚病毒第64页二、烈性噬菌体复制周期裂解性生活周期：DNA噬菌体在宿主细胞内复制后，宿主细胞裂解并释放新噬菌体。（E.coliT偶数噬菌体）烈性噬菌体繁殖过程普通分为五个阶段：即吸附、侵入、复制、装配和释放。病毒和亚病毒第65页（1）吸附和侵入受体（吸附）位点：细胞壁上脂多糖、蛋白质、磷壁酸，以及鞭毛和菌毛。

附着固着尾部收缩刺入细胞DNA注入T4噬菌体吸附和侵入宿主细胞过程：（一）双链DNA噬菌体复制

（T4噬菌体复制周期）

病毒和亚病毒第66页吸附尾钉固着尾鞘收缩尾管穿入核酸注入从吸附到侵入时间很短，T4只需15s病毒和亚病毒第67页自外裂解是不能产生子代噬菌体裂解方式。假如大量噬菌体在短时间内吸附于同一细胞上，使细胞壁产生许多小孔，也可引发细胞马上裂解，但并未进行噬菌体增殖，这种现象称为自外裂解（lysisfromwithout）。病毒和亚病毒第68页（2）噬菌体大分子合成早期mRNA

：宿主RNA聚合酶开始合成病毒mRNA，即噬菌体DNA复制前转录mRNA。早期蛋白：早期mRNA翻译成蛋白，这些蛋白将接管宿主细胞并合成病毒核酸。其中一些酶将宿主DNA降解成核苷酸，为病毒DNA合成提供原料；一些蛋白对宿主细胞RNA聚合酶进行修饰，使其识别病毒DNA开启子，开始转录合成中期mRNA。中期mRNA：即病毒DNA复制所需酶mRNA。

噬菌体DNA注入宿主细胞后，宿主细胞本身DNA、RNA和蛋白质合成便会中止，转而合成病毒复制所需成份。病毒和亚病毒第69页中期蛋白：中期mRNA翻译成蛋白(DNA复制所需酶、羟甲基胞嘧啶合成酶以及晚期mRNA聚合酶等)，病毒DNA开始复制(一些碱基修饰是抵制宿主限制)。

多联体----合成T4噬菌体DNA含有末端冗余(重复一段碱基序列)，大约6-10个克隆经过末端冗余序列连接在一起，这种由若干单元同向相连形成超长链DNA称为多联体，多联体在装配过程中被切割。晚期mRNA：DNA复制完成后合成mRNA(指导结构蛋白、装配蛋白、溶菌酶等)。晚期蛋白：噬菌体结构蛋白、装配蛋白、溶菌酶等这些细胞裂解期间合成蛋白质。病毒和亚病毒第70页病毒和亚病毒第71页（3）噬菌体装配

T4噬菌体装配是一个极为复杂自我装配过程。大致分为4个独立路径：1）头部壳体装入DNA形成成熟头部2）由基板、尾管、尾鞘组装成无尾丝尾部；3）头部与尾部自发结合；4）装上尾丝头部衣壳粒DNA衣壳尾部尾鞘噬菌体尾丝病毒和亚病毒第72页（4）噬菌体释放37℃培养时，侵染约22分钟后，E.coli发生裂解并释放约300个T4噬菌体。这一过程需要一些T4基因支持：一个基因指导溶菌酶合成，溶菌酶能够攻击细胞壁肽聚糖；另一个噬菌体蛋白称为holin，它可破坏细胞膜，使溶菌酶抵达并破坏细胞壁，同时阻止细胞膜上能量代谢反应。病毒和亚病毒第73页一步生长曲线

1）用噬菌体稀释液感染高浓度宿主细胞；2）数分钟后，加入抗噬菌体抗血清（中和未吸附噬菌体）；3）将上述混合物大量稀释，终止抗血清作用和预防新释放噬菌体感染其它细胞；试验设计依据：1个菌体被1个噬菌体感染,防止二次吸附；细菌群体被噬菌体同时感染。5）以感染时间为横坐标，病毒效价为纵坐标，绘制出病毒特征曲线，即为一步生长曲线。

4）保温培养并定时检测培养物中噬菌体效价（对噬菌体含量进行计数）；病毒和亚病毒第74页

以感染时间为横坐标，病毒滴度为纵坐标，绘制订量描述烈性噬菌体生长规律试验曲线，称为一步生长曲线。潜伏期：是从噬菌体吸附于宿主细胞表面到子代噬菌体释放所需最短时间。包含：隐蔽（晦）期和胞内积累期。裂解量：是每个受侵染细胞所产生子代噬菌体数目。两个主要参数病毒和亚病毒第75页平均每一个宿主细胞裂解后

所产生子代噬菌体数

称作裂解量（burstsize）。裂解期噬菌斑数（噬菌体释放数）潜伏期噬菌斑数（感染噬菌体细菌数）

裂解量

=病毒和亚病毒第76页（二）单链DNA噬菌体复制

(1)фX174噬菌体DNA进入宿主细胞后，利用宿主DNA聚合酶以单链DNA为模板合成双链模式(复制型DNA或RFDNA);(2)随即复制型DNA将指导合成更多RFDNA、mRNA和+DNA基因组，mRNA翻译成病毒蛋白；(3)这类噬菌体裂解和释放机制和T4噬菌体基本相同。E.coli噬菌体фX174遗传物质是单链DNA。其DNA序列与病毒mRNA相同，即为正链，其基因组中有重合基因（overlappinggenes）。复制过程фX174病毒和亚病毒第77页（三）RNA噬菌体复制MS2是E.coli单链RNA噬菌体。吸附宿主性菌毛，RNA进入宿主。其RNA只有3～4个基因，分别编码与吸附相关蛋白、衣壳蛋白、RNA复制酶和细胞裂解蛋白。+RNA

翻译

RNA复制酶

±RNA(ds)

+RNA

可作为mRNA噬菌体蛋白其单链RNA为正链，可作为mRNA指导噬菌体蛋白合成组装成噬菌体病毒和亚病毒第78页三、温和性噬菌体和溶源性噬菌体进入菌体后并不进行增殖或引发宿主细胞裂解，将自己基因组DNA整合到宿主基因组上，并随宿主DNA复制而进行同时复制，则称之为温和噬菌体（temperatephage）。温和噬菌体（temperatephage）：

温和噬菌体感染宿主细胞后，噬菌体基因组整合于宿主基因组上，并随宿主基因组复制而同时复制，没有成熟噬菌体产生，不引发宿主细胞裂解，这种现象称为溶源性（lysogeny）。第四节噬菌体溶源性（lysogeny）:病毒和亚病毒第79页

当温和噬菌体侵入其敏感宿主细胞后，前者核酸可整合到后者核基因组上，这种处于整合态噬菌体核酸，称作原噬菌体（prophage）。原噬菌体（prophage）溶源性细菌（lysogenicbacteria）

细胞中含有以原噬菌体状态存在温和噬菌体基因组细菌称作溶源性细菌（lysogenicbacteria）。病毒和亚病毒第80页温和噬菌体存在形式有3种：游离态：原噬菌体所携带遗传信息因为受噬菌体本身编码一个特异阻遏物阻遏作用而得不到表示，所以不进行DNA复制和蛋白质合成。但随宿主菌基因组复制而同时复制。营养态：整合态：指成熟后被释放并有侵染性游离噬菌体粒子已整合到宿主基因组上原噬菌体状态指原噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主核基因组而处于主动复制、合成和装配状态病毒和亚病毒第81页温和噬菌体种类很多，常见有E.coliλ、Mu-1、P1和P2噬菌体等。E.coliλ噬菌体E.coliP2噬菌体病毒和亚病毒第82页λ噬菌体：进入宿主后线状基因组依靠粘性末端环化以大肠杆菌K12为宿主

了解最充分一个温和噬菌体，dsDNA，头部为二十面体，非收缩性长尾。含有λ噬菌体基因组大肠杆菌，表示：E.coliK12(λ)病毒和亚病毒第83页基因组表示与复制存在着强烈时序性λ噬菌体基因组有40多个基因，大多数基因依据功效不一样聚集在一起，分别包括头部合成、尾部合成、溶源性及调控、DNA复制和细胞裂解。病毒和亚病毒第84页λ噬菌体溶源性反应：在感染早期，当噬菌体DNA进入宿主细胞后，其两端互补单链经过碱基配对形成环状DNA分子，而后在宿主细胞DNA连接酶和旋促酶（gyrase）作用下，形成封闭环状DNA分子，充当转录模板。经过早期基因表示，λ噬菌体cⅠ基因产物阻遏蛋白CI结合于OL和OR操纵子，阻断早期转录，λ噬菌体则关闭自己大部分基因并整合到宿主染色体，然后与细菌染色体基因组一起进行复制，并传递给下一代细菌。阻遏蛋白CI在普通情况下经过本身转录激活保持低水平表示，但有时种种原因转录水平下降，会偶然造成溶源性噬菌体进入裂解循环（10-5~10-2）。λ噬菌体感染大肠杆菌后展现两种类型生长方式，即溶菌性反应与溶源性反应。病毒和亚病毒第85页λ噬菌体溶源性循环和裂解循环病毒和亚病毒第86页吸附侵入增殖成熟裂解整合同时复制自发或诱导屡次循环裂解性循环溶源性循环★烈性噬菌体与温和噬菌体生活史比较：病毒和亚病毒第87页溶源性细菌显著特征

①溶源性是溶源性细菌一个极稳定遗传特征②自发裂解（spontaneouslysis）

③诱发裂解（inductionlysis）④

免疫性（immunity）⑤复愈⑥

溶源性转变（lysogenicconversion）病毒和亚病毒第88页四、噬菌体危害和应用噬菌体危害：主要是引发发酵中噬菌体污染例：丙酮、丁醇发酵中噬菌体污染抗生素发酵中噬菌体污染食品工业上噬菌体污染防治：控制活菌排放选育抗性生产菌株生产中轮换使用菌种药品防治比如用金霉素、四环素等。病毒和亚病毒第89页

噬菌体应用：1.作为分子生物学研究工具2.用于判定未知菌，可到型。3.用于临床治疗传染病4.检验植物病原菌5.测定辐射剂量病毒和亚病毒第90页（一）动物病毒分类第五节真核细胞病毒

一、动物病毒主要参考两方面特征:形态学特征、核酸特征

（二）动物病毒复制

与噬菌体基本相同，其复制能够分成六个阶段：吸附、侵入和脱壳，病毒核酸复制，病毒外壳合成与装配，最终是成熟病毒释放。病毒和亚病毒第91页1.病毒粒子吸附毒粒敏感细胞(1)随机碰撞而接触（静电引力或氢键）可逆吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）(2)病毒吸附蛋白与细胞受体结合特异性，不可逆吸附，开启病毒感染第一阶段病毒和亚病毒第92页

大多数动物病毒无吸附结构分化，少数病毒含有，比如，流感病毒在其包膜表面长有柱状或蘑菇状刺突，可吸附在宿主细胞表面粘蛋白受体上；腺病毒则可经过五邻体上刺突行使吸附功效。

刺突病毒和亚病毒第93页动物病毒：3种侵入方式①无包膜病毒只将核酸注入细胞质中；③大多数包膜病毒或部分无包膜病毒经过细胞内吞功效②病毒包膜与细胞质膜融合；2.侵入病毒和亚病毒第94页3.脱壳动物病毒存在不一样结构类型和不一样侵入方式，其脱壳过程也较复杂。病毒毒粒消失，失去原有感染性，进入潜隐期。病毒和亚病毒第95页（1）DNA病毒核酸复制、转录3.病毒核酸复制DNA复制：通常在宿主细胞核完成，也有一些病毒基因组在细胞质中复制(如痘病毒)。早期mRNA通常由宿主酶以病毒DNA为模板进行转录，仍有例外情况，如痘病毒利用本身聚合酶合成mRNA。

转录病毒和亚病毒第96页（2）RNA病毒核酸复制、转录

RNA复制：在宿主细胞基质中进行。单链RNA病毒通常将ssRNA转变为复制型dsRNA，指导合成新病毒RNA基因组。双链RNA病毒普通包含多条不一样dsRNA，RNA要与特定蛋白结合形成一个复合体，在复合体中复制形成一个双链基因组。

转录病毒和亚病毒第97页（3）逆转录酶病毒核酸复制

、转录反转录病毒核酸复制：与其它病毒显著不一样。形成dsDNA进行环化，然后整合到宿主细胞染色体上，之后病毒核酸才开始增殖，或转录和合成能使细胞肿瘤化蛋白。

转录病毒和亚病毒第98页4．衣壳合成和病毒粒子装配

晚期mRNA指导衣壳蛋白合成，衣壳蛋白自发装配过程与噬菌体装配过程类似。

装配在细胞质中进行。在装配过程中，空前衣壳首先形成，然后核酸以某种未知方式插入衣壳中。

有包膜病毒衣壳装配通常与无包膜病毒相同。病毒和亚病毒第99页5．病毒粒子释放无包膜病毒粒子和有包膜病毒粒子释放机制是不一样。无包膜病毒通常是经过裂解宿主细胞而释放。有包膜病毒编码蛋白质与细胞膜融合，然后在释放核衣壳同时，细胞膜以出芽形式形成病毒包膜。有包膜病毒释放与包膜形成通常是并行，宿主细胞能够在一段时间里连续释放病毒粒子。病毒和亚病毒第100页

在人类、哺乳动物、禽类、两栖类、爬行类和鱼类等各种脊椎动物中，广泛存在着对应病毒。与人类健康相关病毒超出300种，与其它脊椎动物相关病毒超出900种。（三）人类和脊椎动物病毒病毒和亚病毒第101页流行性感冒（流感）乙型肝炎（乙肝）天花严重急性呼吸综合症（SARS又称传染性非经典肺炎）脊髓灰质炎（小儿麻痹症）水疱性皮疹狂犬病艾滋病等1.常见病毒病

比如，病毒和亚病毒第102页流行性感冒病毒（influenzavirus）流感病毒模式图流感病毒疾病：流行性感冒病毒和亚病毒第103页依据流感病毒感染对象，能够将病毒分为人类流感病毒、猪流感病毒、马流感病毒以及禽流感病毒等类群。流感病毒属正粘病毒科，系RNA病毒，病毒颗粒呈球形或细长形，直径为80～120nm，流感病毒结构自外而内可分为包膜、基质蛋白以及关键三部分。

病毒和亚病毒第104页甲型流感病毒（InfluenzaAvirus），又称A型流感病毒

乙型流感病毒（InfluenzaBvirus），又称B型流感病毒丙型流感病毒（InfluenzaCvirus），又称C型流感病毒包膜上有糖蛋白纤突，是由血凝素（H）和神经氨酸酶（N）所组成，均含有抗原性。依据血凝素和神经氨酸酶抗原性分为不一样亚型。

甲型流感病毒血凝素有15个亚型（H1～H15），神经氨酸酶有9个亚型（N1～N9）。流感病毒依据其核蛋白抗原性能够分为三类:病毒和亚病毒第105页

在感染人类三种流感病毒中，甲型流感病毒有着极强变异性，乙型次之，而丙型流感病毒抗原性非常稳定。

甲型H1N1流感病毒携带有H1N1亚型猪流感病毒毒株，包含有猪流感、禽流感和人流感三种流感病毒基因片断，是一个新型猪流感病毒，能够人传染人。

科学家在墨西哥患者体内分离到病毒毒株，是一个含有病毒杂交特征新型流感病毒(/H1N1)。

/H1N1”新病毒包膜上血凝素和神经氨酸酶、基质蛋白M2来自猪流感病毒，而关键有来自人流感病毒和禽流感病毒基因片段，所以能够引发人与人之间传输。“/H1N1”是怎样产生?现在尚不可知！

病毒和亚病毒第106页禽流感（Avianinfluenza）是由A型流感病毒引发一个禽类感染或疾病综合征，易在禽鸟间散播，可引致家禽大量死亡，对家禽业带来不可估量破坏。

1997年，香港发生全世界第一宗人类受H5型禽流感感染病例，原本只影响鸡病毒亦令人类患病。受影响人数为18人，其中6人死亡。病毒和亚病毒第107页乙型肝炎病毒（hepatitisBvirus，HBV）乙肝病毒模式图HBV病毒疾病：乙肝病毒和亚病毒第108页天花病人天花病毒天花病毒天花病毒疾病：天花病毒和亚病毒第109页SARS病毒SARS病毒结构示意图SARS病毒SARS冠状病毒疾病：严重急性呼吸综合征，又称传染性非经典肺炎病毒和亚病毒第110页脊髓灰质炎病毒（poliovirus）疾病：小儿麻痹症脊髓灰质炎病毒模式图小儿麻痹症患者接种疫苗预防脊髓灰质炎病毒和亚病毒第111页单纯疱疹病毒（herpessimplexvirus，HSV）单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒模式图水疱性皮疹疾病：水疱性皮疹病毒和亚病毒第112页狂犬病病毒狂犬病病毒（Rabiesvirus）狂犬病病毒狂犬熊疾病：狂犬病病毒和亚病毒第113页艾滋病，即取得性免疫缺点综合征(AcquiredImmuneDeficiencySyndrome，AIDS)。

自艾滋病发觉至今20年中，已经约有5600万人感染，其中1900万人死亡。当前全球感染者达3600万人，非洲和亚洲尤为严重。病毒和亚病毒第114页HIV病毒侵袭细胞HIV病毒侵袭淋巴组织

引发艾滋病病毒称人类免疫缺点病毒（humanimmunodeficiencyvirus，HIV）。HIV艾滋病病毒模型

病毒和亚病毒第115页艾滋病又称为爱死病病毒和亚病毒第116页HIV病毒复制是一个很复杂过程病毒和亚病毒第117页2.肿瘤

在人类恶性肿瘤中，有15％～20%是因为病毒感染而诱发。1933年理查德·毕肖普（RichardBishope）发觉了第一个DNA肿瘤病毒即兔乳头瘤病毒。病毒和亚病毒第118页

SV40是试验室惯用作研究分子病毒学主要工具，它是在用猴肾细胞培养制备脊髓灰质炎疫苗时发觉。

1960年又从猴肾细胞中找到一个猴空泡病毒40（SV40）。病毒和亚病毒第119页

研究表明，最少有3种病毒与人类肿瘤有亲密关系。肝炎病毒（HBV、HCV）爱泼斯坦-巴尔病毒（EBV）人乳头瘤病毒（HPV）肝细胞癌伯基特淋巴瘤、鼻咽癌宫颈癌病毒和亚病毒第120页

1980年曾发觉人类嗜T细胞病毒（HTLV）与人类一些淋巴细胞性白血病关系，使人类肿瘤病毒病因学取得巨大突破。白血病患者血液中癌细胞（三个颜色深）病毒和亚病毒第121页禽、畜等动物病毒病普遍且危害严重。比如，猪瘟、牛瘟、兔乳头状瘤、口蹄疫、鸡瘟、鸡新城疫、马传染性病毒病和劳氏肉瘤等。鸡新城疫猪瘟病毒和亚病毒第122页

世界上已证实人畜共患病约有200种，其中较主要有89种，病毒病27种。人畜共患病（zoonosis）人类和脊椎动物之间自然传输疾病和感染。比如，流行性乙型脑炎、口蹄疫、西部马脑炎、委内瑞拉马脑炎、狂犬病、禽流感等。病毒和亚病毒第123页

口蹄疫是由口蹄疫病毒感染引发偶蹄动物共患急性、热性、接触性传染病，最易感染动物是黄牛、水牛、猪、羊、鹿等。

患口蹄疫动物会出现发烧、跛行和在皮肤与皮肤粘膜上出现泡状斑疹等症状。人受到口蹄疫病毒传染，经过2～18天潜伏期后突然发病，表现为发烧，口腔干热，唇、齿龈、舌边、颊部、咽部潮红，出现水疱（手指尖、手掌、脚趾），同时伴有头痛、恶心、呕吐或腹泻。病毒和亚病毒第124页（四）昆虫病毒

已知昆虫病毒有1671种，其中80％以上都是农、林业中常见鳞翅目害虫病原体，所以是害虫生物防治中巨大资源库。病毒和亚病毒第125页

很多昆虫感染伴伴随细胞内包涵体形成。依据包涵体形状和形成位置可将病毒分为三类：颗粒体病毒、质型多角体和核型多角体病毒。颗粒体病毒：在细胞质内形成颗粒状蛋白包含体。

多角体病毒：在被感染细胞细胞核或细胞质中形成多面体包含体。

包涵体成份是蛋白质，其内包裹一个或多个病毒粒子。多面体病毒粒子对高温、低pH和各种化学物质有耐受力，但当接触到昆虫肠中碱性物质后，包含体就会溶解，释放出病毒粒子，随即感染昆虫中肠细胞。1.昆虫病毒包涵体和杀虫机理杀虫机理：病毒和亚病毒第126页2.昆虫病毒用于杀虫剂原因

第一，昆虫病毒只攻击无脊椎动物，有很强宿主专一性，所以相对安全可靠。第二，因为包含体对病毒含有保护作用，当散布到环境中这些病毒粒子有较长保留期和较高存活率。第三，这些病毒粒子在昆虫幼虫组织内能够到达很高浓度（每只幼虫含有高达1010个病毒粒子），所以非常适合商业生产。病毒和亚病毒第127页二、植物病毒

几乎全部植物病毒都是单链或双链RNA病毒，极少数是DNA病毒。

植物病毒对宿主专一性通常较差。比如，TMV可侵染十余科、百余种草本和木本植物。

基本形态为杆状、丝状和球状（二十面体），普通无包膜。

至今仍未发觉植物病毒细胞受体存在病毒和亚病毒第128页①因叶绿体被破坏或不能合成新叶绿素，而引发花叶、黄化或红化等症状；植物患病毒病后，主要出现三类症状：②

植株发生矮化、丛枝或畸形等；③

形成枯斑或坏死等症状。病毒和亚病毒第129页RTYV引发水稻黄叶病CMV引发蕨叶症烟草花叶病毒病MSDV引发玉米条纹矮缩病玉米条纹矮缩病黄萎病病毒洋葱黄萎病植物病毒病病毒和亚病毒第130页

植物病毒普通无特殊吸附结构，只能以被动方式侵入，经过人为或自然机械损伤所形成微伤口进入细胞；或者靠携带有病毒媒介，主要靠是有刺吸式口器昆虫（蚜虫、叶蝉和飞虱等半翅目昆虫）取食将病毒带入细胞。1.植物病毒侵入植物病毒复制：病毒和亚病毒第131页3.植物病毒生物大分子合成

2.植物病毒脱壳

与噬菌体不一样是，植物病毒必须在侵入宿主细胞后才脱去蛋白质衣壳，这一过程称为脱壳。病毒和亚病毒第132页

病毒粒子整个装配过程高度有序。在衣壳蛋白和RNA基因组合成完成后，衣壳粒靠拢，衣壳蛋白与TMVRNA同时从专一装配起始位点开始装配。衣壳粒不停地以螺旋方式装配，形成一个长杆状衣壳。伴随杆延长，RNA也螺旋形盘绕于衣壳中间通道内，并在末端形成环状结构。

植物病毒在其核酸复制和衣壳蛋白合成基础上，即可进行病毒粒装配。4.植物病毒装配

病毒和亚病毒第133页

植物病毒进入细胞后，增殖产生子代病毒或病毒核酸可经过病毒编码运动蛋白（movementprotein）与胞间连丝相互作用从受染细胞进入邻近细胞而实现病毒粒扩散和传输。5.植物病毒扩散病毒和亚病毒第134页三、真菌病毒和藻类病毒

大多数真菌病毒来自高等真菌，如青霉菌属和曲霉菌属，普通包含有双链RNA，真菌病毒大多是含有潜伏性病毒，该病毒在宿主体内可诱发植物疾病。

低等真菌病毒知之甚少，在研究过少许病毒中，含有dsRNA和dsDNA基因组。与高等真菌病毒不一样，低等真菌病毒繁殖都伴伴随宿主损伤和裂解。

真核藻类病毒只有少数被分离出来，当前全部研究过这类病毒都含有dsDNA基因组和多面体结构衣壳。

病毒和亚病毒第135页第六节亚病毒类病毒拟病毒朊病毒

自然界中一些只含有核酸或只含有蛋白质分子病原体，被称为亚病毒。

亚病毒只含具独立侵染性RNA组分只含不具独立侵染性RNA组分只含单一蛋白质组分病毒和亚病毒第136页一、类病毒（viroid）1.定义：只含RNA组分、专性活细胞内寄生分子病原体。2.与其它病毒不一样点：没有衣壳；闭合ssRNA(250-370bp)；碱基配正确杆状区与未配正确环状区相间排列（棒状闭合环状分子）不作mRNA指导蛋白质合成；能在宿主细胞内自我复制。3.致病性：马铃薯纺锤形块茎病，柑橘裂皮病当前只在植物体中发觉病毒和亚病毒第137页PSTV呈棒状结构，是一个裸露闭合环状ssRNA分子，其相对分子质量为1.2×105。整个环由两个互补半体所组成，其一含179个核苷酸，另一含180个核苷酸，二者间有70%碱基以氢键方式结合，形成双螺旋区，共形成122个碱基对，整个结构中形成了27个内环。马铃薯纺锤形块茎病类病毒（potatospindletuberviroid，PSTV），它可使马铃薯减产20%～70%。病毒和亚病毒第138页类病毒发觉,是生命科学中一个重大事件。对生物学家来说,类病毒发觉为探索生命起源提供了一个新低层次上对象;对分子生物学家来说,类病毒是研究最主要生物大分子结构与功效绝好材料;对病理学家来说,类病毒发觉为他们揭开人类和动、植物各种传染性疑难杂症病因带来了新希望;对哲学家来说,类病毒发觉,为长久以来相关生命本质认识带来革命性影响。病毒和亚病毒第139页二、拟病毒（virusoid）拟病毒：又称类类病毒（viroid-like）、壳内类病毒或病毒卫星（satellite），指一类包裹在真病毒粒中有缺点类病毒。辅助病毒：包裹拟病毒真病毒被称为辅助病毒。拟病毒特点：拟病毒普通不含有衣壳，基因组为RNA或DNA，多数只含300-400个核苷酸，是辅助病毒“卫星”，不能独立复制，必须依赖辅助病毒帮助。拟病毒和辅助病毒基因组没有同源性。拟病毒也可干扰辅助病毒复制和减轻其对宿主病害，这可用于生物防治。病毒和亚病毒第140页三、朊病毒（prion）1.定义：

朊病毒是一类小型蛋白质颗粒，约由250个氨基酸组成，大小仅为最小病毒1％，而且毒性很强。

朊病毒（prion）又称“普列昂”或蛋白侵染因子（proteininfection），是一类不含核酸传染性蛋白质分子，因能引发宿主体内现成同类蛋白质分子发生与其相同构象改变，从而可使宿主致病。纯化感染因子称为朊病毒蛋白（prionprotein，PrP)。病毒和亚病毒第141页

朊病毒由美国学者S.B.Prusiner（加州大学旧金山分校）

于1982年研究羊瘙痒病时发觉。因为意义重大，