病毒教学讲解课件

病毒第一节病毒的基本属性第二节原核生物病毒——噬菌体第三节真核生物病毒第四节亚病毒

一、病毒的发现1886年，A.Mayer发现具有传染性的烟草花叶病1892年，D.Ivanovsky烟草花叶病病原体能通过细菌滤器一种能通过细菌滤器的”细菌毒素”或极小的细菌1898年，MWBeijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果

能通过细菌滤器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性，能在琼脂凝胶中扩散；用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活；比细菌小的具有传染性的活的流质第一节病毒的基本属性1900年前后，包括口蹄疫在内的多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明filterableviruses（滤过性病毒）viruses（病毒）FWTwort（1915）、Fd’Herelle（1917）分别发现细菌病毒bacteriophages噬菌体（phage）1935年，WMStanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；

Bawden等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白；1940年，Kausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒；1946年诺贝尔化学奖简单的说，病毒是没有细胞构造，活细胞内专性寄生的实体，在寄主外表现大分子的特性。二、病毒的特点和定义1.什么是病毒2.病毒的特点个体极小，多在10-300nm之间，能通过细菌滤器；没有酶或酶系统极不完全，不能进行代谢活动；无细胞结构，专性活细胞内寄生；对抗生素不敏感，对干扰素敏感。只有DNA或RNA一种核酸。利用寄主的细胞物质通过复制方式增殖。离体条件下以无生命的大分子存在，并长期保持侵染力。3.病毒粒子的大小和形状成熟的具有侵染力的病毒颗粒称为病毒粒子(virion)(1)病毒的形状

病毒粒子的形状有球形、卵圆形、砖形、杆状、丝状及蝌蚪状等，但以近似球形的多面体和杆状为主。动物病毒多呈球形、卵圆形或砖形。细菌病毒多为蝌蚪形，也有微球形和丝状体。

病毒粒子大小以nm表示，范围在10－300nm之间。(2)病毒的大小多数病毒粒子的直径在100nm上下最大的病毒：牛痘病毒——直径超过250nm最小的病毒：菜豆畸矮病毒——9~11nm病毒：细菌：真菌=1：10：100病毒粒子主要由壳体和核酸构成，称为核壳体或核衣壳；有包膜的病毒，除核酸和壳体外，在壳体外还有一层由脂类和多糖组成的包膜，有时包膜上有刺突。三、病毒粒子（virion）的结构病毒的结构

裸病毒

包膜病毒

病毒包膜的基本结构与生物膜相似，是脂双层膜包膜形成时，细胞膜蛋白被病毒的包膜糖蛋白取代1.病毒粒子的壳体结构由于壳粒在衣壳上的不同排列，病毒粒子壳体具有下列三种形态结构：1.螺旋对称2.二十面体对称3.复合对称（1）螺旋对称壳体：（多见于植物病毒，如TMV）亚基有规律地沿着中心轴（核酸）呈螺旋排列，进而形成高度有序、对称的稳定结构。有包膜的二十面体毒粒（２）裸露的二十面体毒粒病毒粒子为圆形，如流感病毒典型例子是有尾噬菌体，其壳体由头部和尾部组成。包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称，尾部呈螺旋对称。（3）复合对称结构4.病毒的化学组成组成病毒的化学成分有：核酸（一种病毒只含有一种核酸：

DNA或RNA）位于中心，称为核心蛋白质（存在核壳中）包围在核心周围，形成衣壳脂类（存要包膜中）多糖（存在包膜中）(1)病毒的核酸一种病毒内只有一种核酸，或RNA，或DNA

植物V 动物V昆虫V噬菌体RNA(多为单链)绝大多数部分少数少数DNA(多为双链)极少数部分多数 多数AviruscanhaveeitherDNAorRNAbutneverboth!!凡碱基排列顺序与mRNA相同的单链DNA或RNA，称(+)DNA链或(+)RNA链，凡碱基排列顺序与mRNA链互补的单链DNA和RNA，称(-)DNA链或(-)RNA链。例如烟草花叶病毒的核酸属于(+)RNA，副粘病毒的核酸为(-)RNA。正链(+)核酸具有侵染性，可直接作为mRNA合成蛋白质，负链(-)没有侵染性，必须依靠病毒携带的转录酶转录成正链后才能作为mRNA合成蛋白质。（2）病毒蛋白

构成病毒粒子外壳，保护病毒核酸免受核酸酶及其它理化因子的破坏；决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在的受体具特异性亲和力，促使病毒粒子的吸附；决定病毒的抗原性，并能刺激机体产生相应的抗体；某些病毒蛋白质是一些具有特殊功能的酶，如噬菌体中的溶菌酶。功能：（3）脂类功能：与病毒的吸附和侵入有关。一些有包膜的病毒去掉包膜后失去感染性。

存在于有包膜病毒的包膜中病毒脂类磷脂胆固醇中性脂肪（4）糖类

功能：1、与DNA碱基结合的葡萄糖残基对核酸酶的降解有抵抗作用。

2、与病毒的血清反应有关。

龙胆二糖岩藻糖半乳糖葡萄糖主要有常以糖蛋白，糖脂的形式存在或者以糖苷键直接与碱基相连5.环境对病毒的影响温度：病毒的半数存活期：在60度以秒计；

37度以分计；20度以小时计

X射线r射线均可使病毒失活紫外线（UV）脂溶剂：有包膜的病毒，因包膜中含有脂类物质对脂溶剂敏感甲醛、氯、碘对病毒有高度的灭活作用6.病毒的生活周期多数病毒的生活周期分为两个阶段：细胞内阶段：病毒核酸在寄主体内复制，病毒粒子增殖，病毒呈有生命状态细胞外阶段：病毒以结构复杂的化学粒子形式存在，不能代谢、繁殖，呈惰性状态无论是动物病毒、植物病毒或细菌病毒，其繁殖过程虽不完全相同，但基本相似。一般可分为吸附、侵入、脱壳、生物合成、装配与释放等六个连续步骤。7.病毒的增殖病毒的增殖吸附侵入脱壳病毒大分子合成装配释放第二节噬菌体侵染细菌的病毒称为噬菌体。1.噬菌体的发现1915年，Twort在培养葡萄球菌时，发现菌落上出现透明斑，1917年，第赫兰发现混浊的痢疾杆菌培养液变澄清，他认为细菌被另一种更微小的生物溶解了，他把这种生物称为噬菌体（Bacteriophage,phage）。2.噬菌体的形态

噬菌体由蛋白质和核酸组成，基本形态为蝌蚪形、微球形和线状三种。进一步分为六种不同的形态。3.噬菌体的特性噬菌体有病毒的一般特性，都由蛋白质壳体和核酸组成。核酸为单链DNA、双链DNA或单链RNA，无双链RNA。噬菌体分布广泛，多数细菌包括放线菌和多种蓝细菌都有相应的噬菌体侵染。噬菌体具有寄主专性，只在一种菌或某种菌的特定菌株中寄主。噬菌体分为烈性噬菌体和温和噬菌体两大类。烈性噬菌体

凡是能够侵染细菌，在其中复制和完成其生活周期，最后裂解细菌细胞的噬菌体，称为烈性噬菌体。温和噬菌体有些噬菌体进入寄主细胞后，不进行复制和裂解，而是将其DNA整合到寄主的染色体上，或游离在寄主的细胞质中，随着寄主细胞的生长繁殖而传下去，这种噬菌体称为温和性噬菌体。4.噬菌体的生活周期E.ColiT4phage结构：头部（二十面体蛋白质衣壳，内含DNA双链）尾部（螺旋对称结构，由中空尾髓和可收缩的尾鞘组成，尾端有基板、尾钉和尾丝）T4噬菌体的结构特征烈性噬菌体大肠杆菌的T偶数噬菌体（如T2、T4、T6）为烈性噬菌体。尾丝尾钉基板尾鞘尾髓颈部头部DNA1.结构

吸附侵入复制和生物合成装配裂解释放2.烈性噬菌体的生活周期吸附侵入复制装配释放T4噬菌体的繁殖过程最初的吸附是随机的，当噬菌体以尾丝作为吸附点，通过尾部的刺突与细菌的表面的特殊受体相结合后，则具有特异性。吸附侵入噬菌体通过收缩尾鞘，将核酸物质注入寄主细胞内。蛋白质外壳留在外面。复制和生物合成烈性噬菌体的复制过程包括核酸的复制、蛋白质壳体（头部、尾部和尾丝）和释放噬菌体所需要的酶的合成，该过程是一个非常复杂的过程。逆转录病毒逆转录病毒也是（＋）RNA病毒，在病毒粒子携带的逆转录酶的作用下，先由（＋）RNA合成（－）DNA，形成（＋）RNA／（－）DNA中间体，再将（＋）RNA除去，形成单链（－）DNA。（－）DNA在依赖DNA的DNA聚合酶催化下合成出（＋）DNA，再形成双链（±）DNA，（±）DNA可以作为模板转录mRNA。装配、释放噬菌体的各个部分有序地组装在一起，形成完整的病毒粒子，成熟的病毒粒子引起寄主细胞的裂解，释放出病毒粒子。烈性噬菌体侵染正常细胞的过程烈性噬菌体感染细菌的结果液体培养基：浑浊菌液变清亮双层（上层含菌）固体平板：出现噬菌斑噬菌斑3.一步生长曲线（onestepgrowthcurve）测定噬菌体生长规律的实验曲线。利用烈性噬菌体的生活周期，可在实验室条件下获得噬菌体的生长曲线。这种用来测定噬菌体侵染和成熟病毒体释放的时间间隔,并用以估计每个被侵染的细胞释放出来的新的噬菌体粒子的数量的生长曲线,称为一步生长曲线。

该曲线可以反映每种噬菌体的三个重要的特征参数：噬菌体增殖中的潜伏期、裂解期、裂解量。一步生长曲线

潜伏期：噬菌体吸附寄主细胞开始到细胞释放出新的噬菌体为止的时间。

隐晦期：潜伏前期细胞内只出现噬菌体的核酸和蛋白质，还没有释放出噬菌体的一段时间。此时人为地裂解细胞，裂解液仍无侵染性。裂解期：紧接在潜伏期后的一段时间，宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子数急剧增多，直到最高值的一段时间。裂解量=裂解期平均噬菌斑数潜伏期平均噬菌斑数裂解量：每个细菌释放的新噬菌体的平均数。平稳期：指感染后的宿主已全部裂解，溶液中噬菌体效价达到最高点后的时期。有些噬菌体进入寄主细胞后，并不进行复制和裂解，而是将其核酸整合到寄主的染色体上，或游离在寄主的细胞质中，并随着寄主细胞的生长繁殖而传下去，这种噬菌体称为温和性噬菌体。

温和性噬菌体temperatephagesorlysogenicphages

温和噬菌体的特点其核酸的类型都是dsDNA具有整合能力：核酸可整合到宿主细胞的核基因组具有同步复制能力：随宿主细胞的核基因组的复制而同步复制，并平均分布到两个子代细胞中去，如此代代相传温和性噬菌体的去向自发裂解：机率较小，10-5诱发裂解：用物理、化学因素处理，诱导原噬菌体复制，导致寄主细胞裂解多数情况：核酸整合到寄主染色体上，或游离在寄主的细胞质中，随着生长繁殖而传下去，宿主细胞不裂解少数情况：原噬菌体进行复制，装配成为成熟噬菌体，使寄主裂解裂解方式：

含有温和噬菌体的细胞称为溶原细菌(或溶原细胞)。整合在宿主染色体上的噬菌体DNA称为前噬菌体(或原噬菌体)。

温和噬菌体侵入寄主细胞所产生的特性称为溶原性。溶原细胞lysogeniccells温和噬菌体及其溶原化溶原细菌的特点可自发消除噬菌体DNA，该过程称为复愈。温和噬菌体可自发或人工诱发变为毒性噬菌体。溶原细菌对同源噬菌体的感染具有免疫性。某些溶原细菌可以合成特殊的代谢产物，如白喉杆菌只有在被原噬菌体感染形成溶原细菌后才能产生白喉毒素。溶源性感染对细胞的影响：其它同类噬菌体可以再次感染该细胞，但不增殖，也不导致溶源性细菌裂解。免疫性是由原噬菌体产生的阻遏蛋白的可扩散性质所决定的。原噬菌体引起的溶源性细菌除免疫性外的其他的表型改变，包括溶源菌细胞表面性质的改变和致病性转变被称为溶源转变(lysogenicconversion)。

溶源菌中的温和噬菌体基因：不影响细胞的繁殖功能，但可能引起细胞其它的变化。(1)免疫性(2)溶源转变溶原细胞的免疫性λ噬菌体是一种研究得很透彻的大肠杆菌温和噬菌体，λ噬菌体的原噬菌体插入寄主细胞染色体的特定位点(在gal和bio基因之间)，成为寄主细胞染色体的附加体，并随着寄主细胞复制、繁殖而传代。含有λ原噬菌体的溶源细胞对于λ原噬菌体的毒性突变株有免疫性，也就是说，毒性突变株对非溶源寄主有毒性，对溶源寄主(含有λ原噬菌体)却没有毒性。

λ噬菌体PI噬菌体也是一种温和噬菌体，它和λ噬菌体有两种明显不同的特征。一个特征是它的原噬菌体主要是独立地存在于寄主细胞内，而不是染色体的附加体。第二个特征是当它插入染色体为附加体时不是在某个特定位点上，而是能在许多不同位点上插入。

PI噬菌体噬菌体的应用用于鉴定未知细菌用于治疗某些传染性疾病利用噬菌体可以检验由种子携带的植物病原菌测定辐射剂量在分子生物学研究方面的应用

通过对大肠杆菌噬菌体侵染过程的研究，阐明了遗传学的基本问题。是基因工程的重要载体。噬菌体的防治选育抗噬菌体的突变株第三节真核生物病毒

动物病毒是指寄生在脊椎动物或无脊椎动物体内的病毒，可引起多种疾病，如：天花、肝炎、脊髓灰质炎、口蹄疫、流感和狂犬病等；动物病毒也可引起肿瘤。1.动物病毒艾滋病毒80年代初，人类发现一种可怕的病毒性传染病——艾滋病（AIDS），即获得性免疫缺陷综合病症（AcquiredImmureDeficiencySyndrome）。目前，全球有超过4000万人感染，中国实际感染人数也已达80万以上。艾滋病由人类免疫缺陷病毒HIV（humanimmuno-deficiencyvirus）引起，HIV病毒体呈圆球形，病毒的壳体由P18和P24两种蛋白组成，核心含有单链RNA和逆转录酶，病毒壳体外有包膜，包膜由多糖、脂类和蛋白质组成。艾滋病毒的组成艾滋病患者HIV是一种逆转录病毒，感染并杀死T4淋巴细胞。球形，直径约100nm，有包膜与刺突。艾滋病毒的致病性HIV病毒的寄主是T4淋巴细胞，当人体受到HIV的侵染后，就会引起免疫功能的丧失。HIV病毒外表有一层与人正常细胞表层类似的糖蛋白，能够迷惑机体免疫系统。此外，其表面蛋白可通过构象变化掩盖其与免疫细胞的结合位点，极易变异。HIV病毒通过血液和分泌物，并经粘膜表面和皮肤的破损处进入体内。

HIV不耐酸但耐碱，对热敏感，56℃30min可使病毒中的酶破坏，80℃30min

，使病毒感染性丧失，但在室温保存7天，仍保持活性。对紫外线、γ射线有较强抵抗力艾滋病毒的抵抗力近期来自加拿大西蒙菲沙大学的RalphPantophlet和同事发现一种放射型根瘤菌（Rhizobiumradiobacter。这种无害细菌表面的糖分子与HIV病毒表面的糖蛋白非常相似,可帮助激发我们的免疫系统识别HIV表面的糖蛋白，促进机体免疫系统快速感知病毒的侵袭。他们希望采用将放射型根瘤菌的糖分子在未来一到两年时间内开发出可用于测试的疫苗。乙肝病毒（HBV）1963年Blumberq在两名多次接受输血治疗的病人血清中，发现一种异常的抗体。直到1967年才明确这种抗原与乙型肝炎（简称乙肝）有关，1970年Dane在电子显微镜下观察到HBV的形态。乙肝是世界性的传染病，全球有3亿携带者，中国有1.2亿携带者。HBV粒子的结构由三种颗粒组成

Dane颗粒：含有包膜和核衣壳的完整病毒粒子。空心包膜组成的球形颗粒。

少量空心包膜构成的丝状颗粒。Dane颗粒具感染性上述三种颗粒具有共同的表面抗原HBsAg.Dane颗粒的结构由包膜(外衣壳)和内衣壳两部分组成，完整的HBV颗粒是直径42nm的球形颗粒，包膜表面有糖蛋白。核酸为dsDNA.抗原复杂乙肝病毒表面抗原HBsAg：包膜表面的糖蛋白。乙肝病毒核心抗原HBcAg：核衣壳的结构蛋白。乙肝病毒e抗原HBeAg：血清中存在一种与核衣壳相关的可溶性抗原。乙肝病毒前S1抗原：简称S1抗原，Pre-S1乙肝三对半表面抗原（HBsAg）+

+表面抗体（HBsAb）e抗原（HBeAg）+e抗体（HBeAb）+核心抗体（HBcAb）+

+

核心抗原（HBcAg）前SI抗原（HB-PreSI-Ag）大三阳小三阳乙肝病毒的防治HBV对外界环境的抵抗力较强,对低温,干燥,紫外线均有耐受性.不被70%乙醇灭活.高压灭菌法,100度加热10分钟,环氧乙烷等均可灭活,0.5%过氧乙酸,5%次氯酸钠亦可用于消毒。人工主动免疫：注射疫苗是最有效的预防方法。新生儿分别于出生时，出生后1个月、6个月各注射1次，共3次，可获得良好的预防效果。

1.血源疫苗：从无症状HBV携带者血清中提纯的HBsAg经甲醛灭活而成。

2.基因工程疫苗：利用DNA重组技术，在酵母菌体内制备的只含HBsAg的纯化疫苗。其优点是：不含活的病原体和病毒核酸，安全有效，成本低廉。

3.含前S1蛋白的乙肝疫苗：前两种疫苗均只含HBsAg，当证实S1蛋白能增强HBsAg的免疫应答后，又生产出添加前S1蛋白的酵母源性重组乙肝疫苗，它确能明显地增强免疫应答。

流感病毒属于RNA病毒，分甲、乙、丙3个型。其中甲型流感病毒易变异，多发于禽类。甲型流感病毒呈多形性，有包膜。基因组为负链RNA。目前可分为16个H亚型（H1～H16）和9个N亚型（N1～N9）。不是所有的禽甲流病毒都可以感染人，H5、H7、H9可以传染给人，分为高致病性、低致病性和非致病性。其中H5为高致病性.禽流感病毒结构由8个负链的单链RNA片段组成。一般为球形，直径为80～120nm，病毒表面有10～12nm的钉状物或纤突覆盖，病毒包膜内有螺旋形核衣壳。H7N9亚型是其中的一种，既往仅在禽间发现，未发现过人的感染情况。

病毒的抵抗力随外界环境刺激及简单的基因结构不断发生变异使其能逃脱动物产生的特异性抵抗力。对去污剂等脂溶剂较敏感，没有超常的稳定性，65℃加热30分钟或煮沸(100℃)2分钟以上可灭活。高温、极端的pH和干燥的条件下均可失活。禽流感病毒常从病禽的鼻腔分泌物和粪便中排出，凉爽和潮湿条件下可存活很长时间。有研究提示，它在粪便中能存活105天，在羽毛中能存活18天。人患禽流感潜伏期一般为1～3天,通常在7天以内，死亡率达60%。临床表现：患者一般表现为流感样症状，如发热，咳嗽，少痰，可伴有头痛、肌肉酸痛和全身不适。

昆虫病毒的特点病毒粒子与宿主细胞内的蛋白质形成结晶体，称为包涵体。包涵体有一定形状，如六角形、五角形、四角形等，故称多角体。根据包涵体在寄主细胞内的存在部位和包涵体中病毒粒子的多少以及包涵体的有无分为4类：核型多角体病毒（NPV）质型多角体病毒（CPV）颗粒体病毒（GV）无包涵体病毒可用昆虫病毒防治农业害虫。2.昆虫病毒3.植物病毒植物病毒引起的症状：①叶绿体受到破坏而引起的花叶、黄化、红化等②植株矮化、从簇、畸形等③形成枯斑、坏死等。第五节亚病毒

1981年法国著名病毒学家A.Dlwoff把病毒分为亚病毒和真病毒，亚病毒是比病毒更为简单的致病因子，只有核酸或蛋白质，而真病毒同时含有核酸和蛋白质。类病毒；朊病毒;卫星病毒和卫星RNA包括：类病毒：具有侵染性的共价闭合环状的单链RNA分子，不含蛋白质壳体。

朊病毒：不含核酸的毒性蛋白质分子，侵染动物致病，如疯牛病。卫星病毒、卫星RNA：存在于植物“真病毒”中的小型环状RNA分子,不能独立地复制,必须伴随“真病毒”才能复制。类病毒（viroid

）

目前所知道的最小、只含RNA一种成分、专性细胞内寄生的分子生物。只在植物体中发现。马铃薯纺锤形块茎病是1922年在美国发现的，它可使马铃薯减产20～70％。1971年在美国工作的瑞士学者Diener在研究马铃薯纺锤形块茎病时发现了类病毒——马铃薯纺锤形块茎病类病毒：是一条长50nm的棒形结构，是一个裸露的闭合环状dsRNA分子

朊病毒（Prions）朊病毒是美国Prusiner在研究羊搔痒病时发现痒病的病原体。朊病毒是一种对各种理化作用具有很强抵抗力，传染性甚强，分子量在27000－30000的侵染性蛋白质因子。可引起人和