第二章微生物的形态与分类 1/16 2.5非细胞型微生物 2.5.1病毒( Virus) 十九世纪末,已经分离得到了许多引起传染病的细菌,但对一些传染病如口蹄疫、烟 草花叶病等却一直无法获得其病原细菌。1892年俄国学者伊万诺夫斯基(Ⅵ B hSBC KHⅱ)首次发现烟草花叶病的感染因子可以通过细菌滤器。1898年荷兰生物学家贝哲林 克(M.W. Beijerinck)进一步肯定了伊万诺夫斯基的结果,并将这类感染因子称为病毒 ( Virus)。1935年,美国生物化学家斯坦莱(w.M. Stanley)从烟草花叶病灶中分离获得病毒 结晶,后来又证明了结晶中只含有蛋白质和核酸两种成分。只有核酸具有感染疾病和复制 的能力 病毒是没有细胞结构,但具有遗传、变异等生命特征的一类微生物。其主要特征是: 1)个体极,能通过细菌滤器,需借助电子显微镜观察; 2)专性寄生,没有独立的代谢功能,只能在特定的宿主细胞内繁殖; 3)没有细胞结构,大多数病毒只是蛋白质和核酸组成的大分子,且只含单种核酸(DNA或 RNA) 4)繁殖方式是依靠宿主的代谢体系进行“复制”; 5)它对一般的抗生素不敏感,但对干扰素敏感 总之,病毒是一类超显微、没有细胞结构、专性寄生的大分子微生物。它们在体外具 有生物大分子的特征,只有在宿主体内才表现出生命特征 病毒分布很广,几乎所有生物都可感染相应的病毒。通常可根据宿主将病毒分为三大 类:动物病毒、植物病毒和细菌病毒(或称噬菌体)。已经鉴别的病毒数量正在急剧增加。 从理论上分析,在自然界存在的病毒总数应大大高于一切细胞生物的总数。据文献报道统 计,已经发现的人类病毒有300多种(1984年),脊椎动物病毒有931种(1981年),昆虫 病毒有1671种(1990年),植物病毒有600余种(1983年),真菌病毒有近100种(1982 年),至今已做过电镜观察的噬菌体至少有2850种或株(1987年)。 病毒寄生在活细胞内。因此,如果它的宿主是人或对人类有益的动植物和微生物,就 会给人类带来巨大的损害:反之,如它的寄生的对象是对人类有害的动、植物和微生物, 则会对人类有益。如今,病毒已成为分子生物学的主要研究对象和利用的重要工具之一。 2.5.1.1病毒的形态及构造 1)病毒的大小和形态 绝大多数病毒是能通过细菌滤器的微小颗粒,因此必须借助于电子显微镜才能观察其 具体形态和大小。测定病毒大小的单位是纳米(nm,10°m),多数病毒粒子的直径在100nm 以下,见表2.5.1。图2.5.1较形象地表示了病毒的大小和形态 动物病毒多为球、卵或砖形。最大的是痘病毒( Poxvirus),尺寸为200~350×200~250 大小近似于最小的原核微生物——枝原体。用姬母萨、荧光染料或镀银等染色方法处 理后,可以在光学显微镜下观察。最小的是口蹄疫病毒(Foot-and- mouth disease virus), 直径仅10~22mm。相当于最大的蛋白质分子(血红素蛋白质)。 植物病毒多为杆、丝状,也有球状。较短的杆状病毒如苜蓿花叶病毒( Alfalfa mosaic vIrus),长约58m,较长的杆状病毒如甜菜黄叶病毒( Beet yellow mosaic virus),长约 1,250n。烟草花叶病毒( Tobacco mosaic virus)长300nm,直径15nm。 细菌病毒或称噬菌体( Phage),大多为蝌蚪状,也有微球形或丝状。从形态和核酸结 构上可将噬菌体分为6个群,见表2.5.2 表中所列的T-系噬菌体是研究得最广泛而又较深入的细菌病毒。按照发现的先后次序 编号T-T。后来发现T偶数的噬菌体结构和化学组成相同,故统称为偶数噬菌体。它们的 形态都为蝌蚪状
第二章 微生物的形态与分类 1/16 2.5 非细胞型微生物 2.5.1 病毒（Virus） 十九世纪末，已经分离得到了许多引起传染病的细菌，但对一些传染病如口蹄疫、烟 草花叶病等却一直无法获得其病原细菌。1892 年俄国学者伊万诺夫斯基（Ивановс кий）首次发现烟草花叶病的感染因子可以通过细菌滤器。1898 年荷兰生物学家贝哲林 克（M.W.Beijerinck）进一步肯定了伊万诺夫斯基的结果，并将这类感染因子称为病毒 （Virus）。1935 年，美国生物化学家斯坦莱(W.M.Stanley)从烟草花叶病灶中分离获得病毒 结晶，后来又证明了结晶中只含有蛋白质和核酸两种成分。只有核酸具有感染疾病和复制 的能力。 病毒是没有细胞结构，但具有遗传、变异等生命特征的一类微生物。其主要特征是： 1） 个体极，能通过细菌滤器，需借助电子显微镜观察； 2） 专性寄生，没有独立的代谢功能，只能在特定的宿主细胞内繁殖； 3） 没有细胞结构，大多数病毒只是蛋白质和核酸组成的大分子，且只含单种核酸（DNA 或 RNA）； 4） 繁殖方式是依靠宿主的代谢体系进行“复制”； 5） 它对一般的抗生素不敏感，但对干扰素敏感。 总之，病毒是一类超显微、没有细胞结构、专性寄生的大分子微生物。它们在体外具 有生物大分子的特征，只有在宿主体内才表现出生命特征。 病毒分布很广，几乎所有生物都可感染相应的病毒。通常可根据宿主将病毒分为三大 类：动物病毒、植物病毒和细菌病毒（或称噬菌体）。已经鉴别的病毒数量正在急剧增加。 从理论上分析，在自然界存在的病毒总数应大大高于一切细胞生物的总数。据文献报道统 计，已经发现的人类病毒有 300 多种（1984 年），脊椎动物病毒有 931 种（1981 年），昆虫 病毒有 1671 种（1990 年），植物病毒有 600 余种（1983 年），真菌病毒有近 100 种（1982 年），至今已做过电镜观察的噬菌体至少有 2850 种或株（1987 年）。 病毒寄生在活细胞内。因此，如果它的宿主是人或对人类有益的动植物和微生物，就 会给人类带来巨大的损害；反之，如它的寄生的对象是对人类有害的动、植物和微生物， 则会对人类有益。如今，病毒已成为分子生物学的主要研究对象和利用的重要工具之一。 2.5.1.1 病毒的形态及构造 1) 病毒的大小和形态 绝大多数病毒是能通过细菌滤器的微小颗粒，因此必须借助于电子显微镜才能观察其 具体形态和大小。测定病毒大小的单位是纳米（nm，10-9 m)，多数病毒粒子的直径在 100nm 以下，见表 2.5.1。图 2.5.1 较形象地表示了病毒的大小和形态。 动物病毒多为球、卵或砖形。最大的是痘病毒(Poxvirus)，尺寸为 200～350×200～250 nm，大小近似于最小的原核微生物——枝原体。用姬母萨、荧光染料或镀银等染色方法处 理后，可以在光学显微镜下观察。最小的是口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus)， 直径仅 10～22nm。相当于最大的蛋白质分子（血红素蛋白质）。 植物病毒多为杆、丝状，也有球状。较短的杆状病毒如苜蓿花叶病毒(Alfalfa mosaic virus)，长约 58nm，较长的杆状病毒如甜菜黄叶病毒(Beet yellow mosaic virus)，长约 1,250nm。 烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus)长 300nm，直径 15nm。 细菌病毒或称噬菌体（Phage），大多为蝌蚪状，也有微球形或丝状。从形态和核酸结 构上可将噬菌体分为 6 个群，见表 2.5.2。 表中所列的 T-系噬菌体是研究得最广泛而又较深入的细菌病毒。按照发现的先后次序 编号 T1—T7。后来发现 T 偶数的噬菌体结构和化学组成相同，故统称为偶数噬菌体。它们的 形态都为蝌蚪状
第二章微生物的形态与分类 表2.5.1病毒的大小 病毒 长×宽或直径(纳米) 动物病毒 痘病毒 家蚕细胞核型多角体病毒250~400×40~70 疱疹病毒 100~150 大蚊红色病毒 新城疫病毒 腺病毒 0~90 感病毒 鸡瘟病毒 70~80 家蚕细胞质型多角体病毒60 多瘤病毒 脊髓灰质炎病毒 27~30 口蹄疫病毒 植物病毒 铃薯Y病毒 750×12 马铃薯X病毒 520×10 烟草花叶病毒 300×15 黄瓜绿斑花叶病毒 280×16 萝卜花叶病毒 苜蓿花叶病毒 58×18 马铃薯黄矮病毒 番茄丛矮病毒 芜菁黄花叶病毒 烟草环斑病毒 黄瓜花叶病毒 噬菌体 大肠杆菌噬菌体T、T、T。头部90×60尾部100×20 大肠杆菌噬菌体T 160×10 大肠杆菌噬菌体T3 10×10 大肠杆菌噬菌体T 170×10 大肠杆菌噬菌体Tr 10×10 大肠杆菌噬菌体fd 700×5 大肠杆菌噬菌体f2 疾杆菌噬菌体 头部65~70尾部150 灰色放线菌噬菌体 150×15 分枝杆菌噬菌体 80~90×35160~190×20 大肠杆菌噬菌体ΦX174 直径20~ 大肠杆菌噬菌体M 长600~800
第二章 微生物的形态与分类 2/16 表 2.5.1 病毒的大小 类别 病毒 长× 宽或直径 （纳米 ） 动物病毒 痘病毒 家蚕细胞核型多角体病毒 疱疹病毒 大蚊红色病毒 新城疫病毒 腺病毒 流感病毒 鸡瘟病毒 家蚕细胞质型多角体病毒 多瘤病毒 脊髓灰质炎病毒 口蹄疫病毒 200～350×200～250 250～400×40～70 100～150 130 115 70～90 80～85 70～80 60 43 27～30 22 植物病毒 马铃薯 Y 病毒 马铃薯 X 病毒 烟草花叶病毒 黄瓜绿斑花叶病毒 萝卜花叶病毒 苜蓿花叶病毒 马铃薯黄矮病毒 番茄丛矮病毒 芜菁黄花叶病毒 烟草环斑病毒 黄瓜花叶病毒 750×12 520×10 300×15 280×16 120×25 58×18 110 30 26 26 22 噬菌体 大肠杆菌噬菌体 T2、T4、T6 大肠杆菌噬菌体 T1 大肠杆菌噬菌体 T3 大肠杆菌噬菌体 T5 大肠杆菌噬菌体 T7 大肠杆菌噬菌体 fd 大肠杆菌噬菌体 f2 痢疾杆菌噬菌体 灰色放线菌噬菌体 分枝杆菌噬菌体 大肠杆菌噬菌体ΦX174 大肠杆菌噬菌体 M13 头部 90×60 尾部 100×20 40 160×10 45 10×10 65 170×10 45 10×10 700×5 25 头部 65～70 尾部 150×- 50 150×15 80～90×35 160～190×20 直径 20～30 长 600～800
第二章微生物的形态与分类 3/16 噬菌体T4 噬菌体M13 ⑩ 烟草花叶病毒 青髓灰质炎病毒 噬菌体f2Ms 大肠杆菌 牛病毒 图2.5.1病毒与细菌大小比较示意图 表2.5.2六群噬菌体的形态及其核酸特征 核酸 描述 例子 结构 大肠杆菌噬菌体|其它噬菌体 双链|蝌蚪形收缩性长尾噬菌体:具|T2、T4、Ts 极毛杆菌属:12S,PB DNA六角头部及可收缩的尾部 芽胞杆菌属:SP50 粘球菌属:MX-1 沙门氏菌属: 双链蝌蚪形非收缩性长尾噬菌体:T 极毛杆菌属:PB-2 DNA|具六角头部及长的无尾鞘的不—多阶段感染|棒状杆菌属:B 能收缩的尾部 一温和噬菌体链霉菌属:K1 3双链蝌蚪形非收缩性短尾噬菌体:T 极毛杆菌属:12B DNA|具六角形头部和短而不能收缩T 土壤杆菌属:PR-1,001 的尾部 芽孢杆菌属:GA/1 沙门氏菌属:P2 单链六角形大顶壳粒噬菌体:有六X174(环状DNA)沙门氏菌属:pR DNA角形头部,六个顶角各有一个s13 较大的壳粒,无尾部 5单链六角形小顶壳粒噬菌体:有六F2 极毛杆菌属:7S,PP7 RNMA角形头部 QB 柄细菌属: 单链丝状噬菌体:无头部、蜿蜒如|Fd 极毛杆菌属 DNA F1 2)化学组成 大多数病毒化学组成为核酸和蛋白质,少数较大的病毒还含有脂类和多糖等。脂类中 磷脂占50~60%,其余则为胆固醇。多糖常以糖脂、糖蛋白形式存在 (1)核酸每种病毒只含单一类型的核酸(DNA或RNA)。动物病毒有的是DNA型,有的是
第二章 微生物的形态与分类 3/16 图 2.5.1 病毒与细菌大小比较示意图 表 2.5.2 六群噬菌体的形态及其核酸特征 群 核酸 结构 描述 例子 大肠杆菌噬菌体 其它噬菌体 1 双 链 DNA 蝌蚪形收缩性长尾噬菌体：具 六角头部及可收缩的尾部 T2、T4、T6 极毛杆菌属：12S,PB-1 芽胞杆菌属：SP50 粘球菌属：MX-1 沙门氏菌属：66t 2 双 链 DNA 蝌蚪形非收缩性长尾噬菌体： 具六角头部及长的无尾鞘的不 能收缩的尾部 T1 T5——多阶段感染 λ—温和噬菌体 极毛杆菌属：PB-2 棒状杆菌属：B 链霉菌属：K1 3 双 链 DNA 蝌蚪形非收缩性短尾噬菌体： 具六角形头部和短而不能收缩 的尾部 T3、 T7 极毛杆菌属：12B 土壤杆菌属：PR-1,001 芽孢杆菌属：GA/1 沙门氏菌属：P22 4 单 链 DNA 六角形大顶壳粒噬菌体：有六 角形头部，六个顶角各有一个 较大的壳粒，无尾部 ΦX174(环状 DNA) S13 沙门氏菌属：ΦR 5 单 链 RNA 六角形小顶壳粒噬菌体：有六 角形头部 F2 Qβ MS2 极毛杆菌属：7S,PP7 柄细菌属： 6 单 链 DNA 丝状噬菌体：无头部、 蜿蜒如 丝， Fd F1 M13 极毛杆菌属 2) 化学组成 大多数病毒化学组成为核酸和蛋白质，少数较大的病毒还含有脂类和多糖等。脂类中 磷脂占 50～60%,其余则为胆固醇。多糖常以糖脂、糖蛋白形式存在。 （1）核酸 每种病毒只含单一类型的核酸（DNA 或 RNA）。动物病毒有的是 DNA 型，有的是
第二章微生物的形态与分类 RNA 型:植物病毒绝大多数属RNA型,少数为DNA型;噬菌体多数为DNA型,少数为RNA型 核酸有双链的和单链的。 含DNA「双链 (double stranded)…牛痘病毒 动物病毒 单链( single stranded)…小鼠细小病毒 含RNA双链 …呼肠弧病毒 单链 脊髓灰质炎病毒 植物病毒含RNA 双链 …水稻矮缩病毒 (大多含RNA) 烟草花叶病毒 含DNA 链 花椰菜花叶病毒 双链 大肠杆菌T系噬菌体 细菌病毒 单链 …大肠杆菌ΦX174,M13 含RNA 单链 …大肠杆菌f2噬菌体(5群) 大多数DMA病毒含开放式双链DNA,有的病毒则含开放或闭合单链DNA,还有些含闭合双 链DNA或其中一链中断的开放式双链DNA:绝大多数RM病毒含开放式单链RNA。不同的病 毒不仅核酸类型不同,而且含量也有较大的差异,如流感病毒的核酸仅占1%,烟草花叶病 毒的核酸则占5%,而另一些病毒,如大肠杆菌T系偶数噬菌体的核酸含量高达50%以上 每个病毒的核酸含量与其结构的复杂性和功能有关。一个复杂的病毒往往需要更多的核酸 (即更多的基因)。除极个别外,每个病毒粒子只含有一分子的核酸。对某种病毒来说,核 酸的长度是一定的,由100~250,000个核苷酸组成。最小的病毒少于10个基因,最大的病 毒有几百个基因。 被膜 衣壳粒 核衣壳 衣壳粒 核髓 核髓 衣壳 d(整个外层) 图2.52两类病毒粒子的结构模式图1.裸露病毒粒子;2有被膜的病毒粒子 衣壳粒的排列组合方式不同,使病毒粒子表现出不同的构型和形状 (2)蛋白质蛋白质是病毒的主要成分,它主要用于构成病毒的外壳,以保护病毒的核酸。 病毒蛋白质外壳决定病毒感染的特异性,与易感细胞表面存在的受体有特异亲和力,能促 进病毒粒子的吸附。病毒的蛋白质还决定其抗原性,会刺激机体产生相应的抗体。比较简 单的植物病毒大都只含有一种蛋白质,其它病毒均含一种以上的蛋白质。一些病毒除含有 结构蛋白质外,还含有少量的酶,如噬菌体的溶菌酶、核酸合成酶等。 3)病毒的结构 许多病毒具有相同的结构形式。病毒的最小形态单位(蛋白组成的亚单位)一一衣壳 粒( Capsomere)。它由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位。衣壳粒以对称的方式, 有规律地排列,构成病毒的蛋白质外壳,称衣壳( Capsid)。衣壳中包含病毒的核酸,即核
第二章 微生物的形态与分类 4/16 RNA 型；植物病毒绝大多数属 RNA 型，少数为 DNA 型；噬菌体多数为 DNA 型，少数为 RNA 型。 核酸有双链的和单链的。 大多数 DNA 病毒含开放式双链 DNA，有的病毒则含开放或闭合单链 DNA，还有些含闭合双 链 DNA 或其中一链中断的开放式双链 DNA；绝大多数 RNA 病毒含开放式单链 RNA。不同的病 毒不仅核酸类型不同，而且含量也有较大的差异，如流感病毒的核酸仅占 1%，烟草花叶病 毒的核酸则占 5%，而另一些病毒，如大肠杆菌 T 系偶数噬菌体的核酸含量高达 50%以上。 每个病毒的核酸含量与其结构的复杂性和功能有关。一个复杂的病毒往往需要更多的核酸 （即更多的基因）。除极个别外，每个病毒粒子只含有一分子的核酸。对某种病毒来说，核 酸的长度是一定的，由 100250,000 个核苷酸组成。最小的病毒少于 10 个基因，最大的病 毒有几百个基因。 图 2.5.2 两类病毒粒子的结构模式图 1.裸露病毒粒子；2.有被膜的病毒粒子 衣壳粒的排列组合方式不同，使病毒粒子表现出不同的构型和形状 （2）蛋白质 蛋白质是病毒的主要成分，它主要用于构成病毒的外壳，以保护病毒的核酸。 病毒蛋白质外壳决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在的受体有特异亲和力，能促 进病毒粒子的吸附。病毒的蛋白质还决定其抗原性，会刺激机体产生相应的抗体。比较简 单的植物病毒大都只含有一种蛋白质，其它病毒均含一种以上的蛋白质。一些病毒除含有 结构蛋白质外，还含有少量的酶，如噬菌体的溶菌酶、核酸合成酶等。 3) 病毒的结构 许多病毒具有相同的结构形式。病毒的最小形态单位（蛋白组成的亚单位）——衣壳 粒（Capsomere）。它由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位。衣壳粒以对称的方式， 有规律地排列，构成病毒的蛋白质外壳，称衣壳（Capsid）。衣壳中包含病毒的核酸，即核 含 DNA 双链(double stranded) … 牛痘病毒 动物病毒 单链(single stranded) … 小鼠细小病毒 含 RNA 双链 …呼肠弧病毒 单链 …脊髓灰质炎病毒 植物病毒 含 RNA 双链 …水稻矮缩病毒 （大多含 RNA） 单链 …烟草花叶病毒 含 DNA 双链 …花椰菜花叶病毒 含 DNA 双链 …大肠杆菌 T 系噬菌体 细菌病毒 单链 …大肠杆菌X174，M13 含 RNA 单链 …大肠杆菌 f2 噬菌体（5 群）
第二章微生物的形态与分类 髓。核髓和衣壳合称核衣壳,有的病毒的核衣壳裸露,有的病毒的核衣壳外还有被膜 ( Envelope)包围。完整的、具感染性的病毒颗粒称病毒粒子( Virion),见图2.5.2。 (1)二十面体病毒粒子衣壳粒沿着三根互相垂直的轴对称排列,形成二十面体。每个面是 等边三角形,有三十条边和十二个顶角,见图2.5.3。腺病毒( Adenovirus)的衣壳是个典型 的二十面体。共由252个球形的衣壳粒排列成一个有二十个面的对称体,其中240个衣壳 粒是空心的。每个衣壳粒由多肽构成六边形,各个衣壳粒与六个衣壳粒相邻。位于二十面 体顶角的十二个衣壳粒是由多肽构成的空心的五边形,各自与五个衣壳粒相邻。图2.5.4 为腺病毒的电镜图片:脊髓灰质炎病毒( Poliovirus)、多瘤病毒( Polyomavirus)和疱疹病 毒粒子( Herpesvirus)分别由36、42(或72)和162个衣壳粒对称排列构成各自的二十面 体。噬菌体ΦⅪ174只有12个衣壳粒,也属于此类型。 2 图2.5.3二十面体病毒粒子结构示意图 1.二十面体的几何对称轴。a.五重对称轴;b.三重对称轴;c.双重对称轴:2.腺病毒粒 子,示252个衣壳粒中,有12个衣壳粒(五邻体X)位于顶角上,被五个相邻的衣壳粒 围绕着,形成五角形聚集,另有240个衣壳粒(六邻体Y),位于边上或表面上,有六个 相邻的衣壳粒围绕着,形成六角形聚集;3.疱疹病毒;4.多瘤病毒 图2.5.4腺病毒的电子显微镜图片(X174,000 (2)螺旋体病毒粒子这些病毒呈杆状或丝状。它们的衣壳似中空柱,衣壳粒与核酸呈螺 旋对称排列。电子显微镜下可见其螺旋结构,内含核酸。如烟草花叶病毒的衣壳粒螺旋排 列呈杆状,RNA位于衣壳内螺旋状沟中。病毒粒子全长300nm,直径15m,由2,130个衣壳 粒组成130个螺旋。每一圈螺旋有16/3个衣壳粒,每49个衣壳粒组成三圈螺旋,螺距2.3nma RNA螺旋的直径为8m,整个结构中心是一个直径为4m的开放孔洞,见图2.5.5。每个衣 壳粒的分子量为17,400Da,RNA的分子量为2.06×10Da。整个病毒粒子的分子量用物理 化学方法测得39~40×10°Da己知RMA占5~6%,所以蛋白质衣壳的分子量为37~38×10°Da
第二章 微生物的形态与分类 5/16 髓。核髓和衣壳合称核衣壳，有的病毒的核衣壳裸露，有的病毒的核衣壳外还有被膜 （Envelope）包围。完整的、具感染性的病毒颗粒称病毒粒子（Virion），见图 2.5.2。 （1）二十面体病毒粒子衣壳粒沿着三根互相垂直的轴对称排列，形成二十面体。每个面是 等边三角形，有三十条边和十二个顶角，见图 2.5.3。腺病毒(Adenovirus)的衣壳是个典型 的二十面体。共由 252 个球形的衣壳粒排列成一个有二十个面的对称体，其中 240 个衣壳 粒是空心的。每个衣壳粒由多肽构成六边形，各个衣壳粒与六个衣壳粒相邻。位于二十面 体顶角的十二个衣壳粒是由多肽构成的空心的五边形，各自与五个衣壳粒相邻。图 2.5.4 为腺病毒的电镜图片；脊髓灰质炎病毒(Poliovirus)、多瘤病毒(Polyomavirus)和疱疹病 毒粒子(Herpesvirus)分别由 36、42（或 72）和 162 个衣壳粒对称排列构成各自的二十面 体。噬菌体X174 只有 12 个衣壳粒，也属于此类型。 图 2.5.3 二十面体病毒粒子结构示意图 1. 二十面体的几何对称轴。a. 五重对称轴；b.三重对称轴；c.双重对称轴； 2.腺病毒粒 子，示 252 个衣壳粒中，有 12 个衣壳粒（五邻体 X）位于顶角上，被五个相邻的衣壳粒 围绕着，形成五角形聚集，另有 240 个衣壳粒（六邻体 Y），位于边上或表面上，有六个 相邻的衣壳粒围绕着，形成六角形聚集；3.疱疹病毒；4.多瘤病毒 图 2.5.4 腺病毒的电子显微镜图片（X174,000） （2）螺旋体病毒粒子 这些病毒呈杆状或丝状。它们的衣壳似中空柱，衣壳粒与核酸呈螺 旋对称排列。电子显微镜下可见其螺旋结构，内含核酸。如烟草花叶病毒的衣壳粒螺旋排 列呈杆状，RNA 位于衣壳内螺旋状沟中。病毒粒子全长 300nm，直径 15nm，由 2,130 个衣壳 粒组成 130 个螺旋。每一圈螺旋有 161 /3 个衣壳粒，每 49 个衣壳粒组成三圈螺旋，螺距 2.3nm。 RNA 螺旋的直径为 8nm，整个结构中心是一个直径为 4nm 的开放孔洞，见图 2.5.5。每个衣 壳粒的分子量为 17,400 Da，RNA 的分子量为 2.06×106 Da。整个病毒粒子的分子量用物理 化学方法测得 3940×106 Da。已知 RNA 占 56%，所以蛋白质衣壳的分子量为 3738×106 Da
第二章微生物的形态与分类 2,130个衣壳粒中的每一个的分子量为17,300±800Da。 用碱或去垢剂可使烟草花叶病毒粒子降解成蛋白质和核酸两部分。在适宜的温度和离 子强度下,这些因降解而产生的衣壳粒又可自发地重新组装成棒状的衣壳,与完整的病毒 粒子衣壳无法区别,但由于不含核酸,因此无感染能力。如果衣壳粒重新装配时有核酸存 在,则能引起烟草花叶病 病毒RNA 衣壳粒 图2.5.5烟草花叶病毒 (a)病毒粒子电镜图片(X40,000);(b)病毒RNA和衣壳粒排列模式图 头部 衣壳 (头部) 尾鞘 尾鞘 尾丝 基片 基片 尾部 刺突 尾丝 图2.5.6大肠杆菌噬菌体T4(a)电镜图片(X220,000);(b)模式图 (③)有被膜的病毒粒子有的病毒的核衣壳外有一层松散的被膜。被膜主要由蛋白质(常为 糖蛋白)和脂类组成。核衣壳有的是二十面体,有的为螺旋体。如单纯疱疹病毒就是有被 膜的二十面体。粘病毒也有被膜,螺旋状核衣壳盘绕在被膜内。 (4)其它大肠杆菌偶数噬菌体呈蝌蚪状,具有直径40-100nm的二十面体头部,在头部蛋 白质外壳内,一条长约50nm的DNA分子折叠盘绕其中,还有一个长约100m的螺旋对称尾 部。尾部由不同于头部的蛋白质组成,外面包围着可收缩的尾鞘,中间为一空髓,即尾髓。 有的噬菌体的尾部还有颈部、尾丝、基片和刺突,见图2.5.6。T噬菌体的尾部不能收缩, T3噬菌体的尾部较短,噬菌体ΦⅩ174只有头部,没有尾部
第二章 微生物的形态与分类 6/16 2,130 个衣壳粒中的每一个的分子量为 17,300±800 Da。 用碱或去垢剂可使烟草花叶病毒粒子降解成蛋白质和核酸两部分。在适宜的温度和离 子强度下，这些因降解而产生的衣壳粒又可自发地重新组装成棒状的衣壳，与完整的病毒 粒子衣壳无法区别，但由于不含核酸，因此无感染能力。如果衣壳粒重新装配时有核酸存 在，则能引起烟草花叶病。 (a) (b) 图 2.5.5 烟草花叶病毒 (a) 病毒粒子电镜图片（X40,000）；(b)病毒 RNA 和衣壳粒排列模式图 (a) (b) 图 2.5.6 大肠杆菌噬菌体 T4 (a) 电镜图片（X220,000）；(b)模式图 (3) 有被膜的病毒粒子 有的病毒的核衣壳外有一层松散的被膜。被膜主要由蛋白质（常为 糖蛋白）和脂类组成。核衣壳有的是二十面体，有的为螺旋体。如单纯疱疹病毒就是有被 膜的二十面体。粘病毒也有被膜，螺旋状核衣壳盘绕在被膜内。 (4) 其它 大肠杆菌偶数噬菌体呈蝌蚪状，具有直径 40100nm 的二十面体头部，在头部蛋 白质外壳内，一条长约 50nm 的 DNA 分子折叠盘绕其中，还有一个长约 100nm 的螺旋对称尾 部。尾部由不同于头部的蛋白质组成，外面包围着可收缩的尾鞘，中间为一空髓，即尾髓。 有的噬菌体的尾部还有颈部、尾丝、基片和刺突，见图 2.5.6。T1 噬菌体的尾部不能收缩， T3 噬菌体的尾部较短，噬菌体ΦΧ174 只有头部，没有尾部
第二章微生物的形态与分类 痘病毒类是体积最大、结构最复杂的脊柱动物病毒。多数呈砖形,有的卵圆或扁平柱 状。在电子显微镜下,没有明显的衣壳,但在病毒的核髓外有较复杂的脂蛋白外膜包围, 最外层是双层的被膜 弹状病毒( Rhabdovirus)因病毒粒子外形如子弹而得名,其被膜表面呈现横的条纹, 核衣壳为螺旋对称。如狂犬病毒( Rabies virus)的核酸为单链RNA,衣壳粒以螺旋对称排 列围绕着核酸,外包脂蛋白被膜,膜上有血红蛋白凝集性质的刺突 4)包含体( Inclusion Body) 包含体是宿主细胞受病毒感染后形成的一种光学显微镜下可见的小体。其形态呈圆形、 卵圆形或不定形,在细胞内包含体的大小和数量不等。包含体是病毒引起的宿主细胞病变, 大多数是病毒粒子聚集体,少数是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质。一般包含体中含 有一个或数个病毒粒子,也有的包含体并不含病毒粒子。包含体在细胞中的位置与病毒的 类型有关,有的在细胞质(如狂犬病毒),有的在核内(如疱疹病毒),有的则在细胞质和 核内都存在(如麻疹病毒)。包含体的大小、形状、组成及在胞内的位置可作为快速鉴定病 毒的依据 1903年, Negri在检查狂犬病病毒( Rabies)感染过的神经细胞时,发现了细胞内的 包含体。现将狂犬病包含体称为内基氏小体( Negri body),是狂犬病的诊断依据。此外, 还有一些特殊名称的包含体,如天花病毒的包含体称为顾氏小体( Guarnieri body),烟草 花叶病毒的包含体称为X小体( X Body)等。 昆虫病毒的包含体常为多角体,离体几年后仍具感染力,可用作为杀虫剂。依形成位 置分核型多角体病毒(NPV),质型多角体病毒(CPV)。除病毒外,衣原体和某些理化因素 也可使细胞形成包含体。 在基因工程中,有些外源基因在宿主菌体内的表达产物也会在细胞内形成一种具膜样 结构的聚集体,也称为包含体。它们是没有活性的蛋白质颗粒,在一级结构上它的氨基酸 顺序是正确的,但其高级结构却是紊乱的。在相差显微镜下,可观察到它们在细胞内是深 色的点,因此又称为光折射体。包含体的直径约0.5~-1微米,较坚硬,不溶于水。包含体 的这一特点可以避免外源基因表达的蛋白质产物被胞内蛋白酶降解并便于提取纯化。通过 变性剂溶解包含体和再复性处理,可以获得有活性的蛋白质产物。 噬菌体稀释液 敏感菌+上层培养基 噬菌班 敏感菌菌苔 培养 下层培养基 双层培养基 图2.5.7利用双层琼脂法形成噬菌斑的过程 5)噬菌斑( Plaque) 噬菌斑是指:在含宿主细菌的固体培养基上,噬菌体使菌体裂解而形成的空斑,见图 2.5.7。噬菌斑的形态多数会形成晕圈,有的是多重同心圆,见图2.5.8。这些特征相对稳 定,可作鉴定噬菌体的依据之 个噬菌斑中可含有约103个噬菌体,因此噬菌斑是噬菌 体的“菌落”。图2.5.9是大肠杆菌噬菌体λ在大肠杆菌菌苔上形成的噬菌斑。 效价(滴度 Title)是微生物或其产物、抗原与抗体等活性髙低的标志。噬菌体效价指 噬菌体的浓度,即每毫升样品含噬菌体的个数。通常是在含敏感菌的平板上形成噬菌斑进 行噬菌体的计数,以每毫升中含有的噬菌斑形成单位( plaque forming unit/m1或pfu/ml) 表示其效价。例如,若每块平皿加lμl稀释10°倍的样品,可形成10个噬菌斑,则噬菌体 效价为10pfu/ml
第二章 微生物的形态与分类 7/16 痘病毒类是体积最大、结构最复杂的脊柱动物病毒。多数呈砖形，有的卵圆或扁平柱 状。在电子显微镜下，没有明显的衣壳，但在病毒的核髓外有较复杂的脂蛋白外膜包围， 最外层是双层的被膜。 弹状病毒（Rhabdovirus）因病毒粒子外形如子弹而得名，其被膜表面呈现横的条纹， 核衣壳为螺旋对称。如狂犬病毒（Rabies virus）的核酸为单链 RNA，衣壳粒以螺旋对称排 列围绕着核酸，外包脂蛋白被膜，膜上有血红蛋白凝集性质的刺突。 4)包含体（Inclusion Body） 包含体是宿主细胞受病毒感染后形成的一种光学显微镜下可见的小体。其形态呈圆形、 卵圆形或不定形，在细胞内包含体的大小和数量不等。包含体是病毒引起的宿主细胞病变， 大多数是病毒粒子聚集体，少数是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质。一般包含体中含 有一个或数个病毒粒子，也有的包含体并不含病毒粒子。包含体在细胞中的位置与病毒的 类型有关，有的在细胞质（如狂犬病毒），有的在核内（如疱疹病毒），有的则在细胞质和 核内都存在（如麻疹病毒）。包含体的大小、形状、组成及在胞内的位置可作为快速鉴定病 毒的依据。 1903 年，Negri 在检查狂犬病病毒（Rabies）感染过的神经细胞时，发现了细胞内的 包含体。现将狂犬病包含体称为内基氏小体（ Negri Body），是狂犬病的诊断依据。此外， 还有一些特殊名称的包含体，如天花病毒的包含体称为顾氏小体（Guarnieri Body），烟草 花叶病毒的包含体称为 X 小体（X Body）等。 昆虫病毒的包含体常为多角体，离体几年后仍具感染力，可用作为杀虫剂。依形成位 置分核型多角体病毒（NPV），质型多角体病毒（CPV）。除病毒外，衣原体和某些理化因素 也可使细胞形成包含体。 在基因工程中，有些外源基因在宿主菌体内的表达产物也会在细胞内形成一种具膜样 结构的聚集体，也称为包含体。它们是没有活性的蛋白质颗粒，在一级结构上它的氨基酸 顺序是正确的，但其高级结构却是紊乱的。在相差显微镜下，可观察到它们在细胞内是深 色的点，因此又称为光折射体。包含体的直径约 0.51 微米，较坚硬，不溶于水。包含体 的这一特点可以避免外源基因表达的蛋白质产物被胞内蛋白酶降解并便于提取纯化。通过 变性剂溶解包含体和再复性处理，可以获得有活性的蛋白质产物。 图 2.5.7 利用双层琼脂法形成噬菌斑的过程 5) 噬菌斑（Plaque ） 噬菌斑是指：在含宿主细菌的固体培养基上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑, 见图 2.5.7。噬菌斑的形态多数会形成晕圈，有的是多重同心圆，见图 2.5.8。这些特征相对稳 定，可作鉴定噬菌体的依据之一。一个噬菌斑中可含有约 107 个噬菌体，因此噬菌斑是噬菌 体的“菌落”。图 2.5.9 是大肠杆菌噬菌体λ在大肠杆菌菌苔上形成的噬菌斑。 效价（滴度 Title）是微生物或其产物、抗原与抗体等活性高低的标志。噬菌体效价指 噬菌体的浓度，即每毫升样品含噬菌体的个数。通常是在含敏感菌的平板上形成噬菌斑进 行噬菌体的计数，以每毫升中含有的噬菌斑形成单位 (plaque forming unit/ml 或 pfu/ml) 表示其效价。例如，若每块平皿加 1l 稀释 106 倍的样品，可形成 10 个噬菌斑，则噬菌体 效价为 1010pfu/ml
第二章微生物的形态与分类 8/16 图2.5.8噬菌斑的形态 1.透明:2.浑浊:3.浑浊的中心部位透明;4.有一道菌生成的环;5.在中心部位有菌的生 长带:6.有一道菌生成的环,并在中心部位有菌的生长带:7.在中心部位有针孔状菌落 图2.5.9大肠杆菌噬菌体λ在大肠杆菌菌苔上形成的噬菌斑 噬菌体DNA ° 噬菌体蛋白质 大肠杆菌形成的菌苔;(b)噬菌体λ造成的大小不等的噬菌斑 图2.5.10大肠杆菌T系噬菌体繁殖过程1.吸附;2.侵入;3.增殖;4.成熟;5.释放 2.5.1.2病毒(噬菌体)的生长繁殖 病毒是专性寄生的。病毒的繁殖方式不是二分分裂,而是感染寄主细胞后,“接管”寄 主细胞的生物合成机构,进行病毒的复制。 病毒复制研究得较清楚的是大肠杆菌T系噬菌体。其繁殖过程包括:吸附( Absorption), 侵入( Penetration)、增殖(复制, Replication)、成熟( Maturity,装配 Assembly)和释放 ( Release),见图2.5.10 1)吸附 吸附是病毒感染寄主的第一步。病毒对宿主的吸附具有高度的特异性,如北京棒杆菌 的噬菌体只会侵染北京棒杆菌。噬菌体吸附位点是细菌表面的特定受体,这些受体是细胞 表面的化学组分,例如:大肠杆菌T3、T4和T噬菌体的受体为脂多糖,大肠杆菌T2和T噬 菌体的受体为脂蛋白,流感病毒的受体为糖蛋白,小儿麻痹症病毒的受体为脂蛋白。有的 受体在鞭毛、线毛上,如M13吸附位点就在大肠杆菌的性线毛上。当噬菌体吸附位点与细 菌表面的受体特异性吸附后,不仅病毒粒子与细胞表面形成牢固的化学结合,而且病毒粒
第二章 微生物的形态与分类 8/16 图 2.5.8 噬菌斑的形态 1.透明；2.浑浊；3.浑浊的中心部位透明；4.有一道菌生成的环；5.在中心部位有菌的生 长带；6.有一道菌生成的环，并在中心部位有菌的生长带；7.在中心部位有针孔状菌落 (a) (b) 图 2.5.9 大肠杆菌噬菌体λ在大肠杆菌菌苔上形成的噬菌斑 (a) 大肠杆菌形成的菌苔；(b) 噬菌体λ造成的大小不等的噬菌斑 图 2.5.10 大肠杆菌 T 系噬菌体繁殖过程 1.吸附；2.侵入；3.增殖；4.成熟；5.释放 2.5.1.2 病毒（噬菌体）的生长繁殖 病毒是专性寄生的。病毒的繁殖方式不是二分分裂，而是感染寄主细胞后，“接管”寄 主细胞的生物合成机构，进行病毒的复制。 病毒复制研究得较清楚的是大肠杆菌 T 系噬菌体。其繁殖过程包括：吸附（Absorption)， 侵入(Penetration)、增殖（复制,Replication）、成熟（Maturity,装配 Assembly）和释放 (Release)，见图 2.5.10。 1）吸附 吸附是病毒感染寄主的第一步。病毒对宿主的吸附具有高度的特异性，如北京棒杆菌 的噬菌体只会侵染北京棒杆菌。噬菌体吸附位点是细菌表面的特定受体，这些受体是细胞 表面的化学组分，例如：大肠杆菌 T3、T4 和 T7 噬菌体的受体为脂多糖，大肠杆菌 T2 和 T6噬 菌体的受体为脂蛋白，流感病毒的受体为糖蛋白，小儿麻痹症病毒的受体为脂蛋白。有的 受体在鞭毛、线毛上，如 M13 吸附位点就在大肠杆菌的性线毛上。当噬菌体吸附位点与细 菌表面的受体特异性吸附后，不仅病毒粒子与细胞表面形成牢固的化学结合，而且病毒粒
第二章微生物的形态与分类 子本身在结构上也发生巨大改变,成为不可逆的结合。大肠杆菌T系噬菌体的吸附是尾丝 首先触及细胞表面,然后用尾钉(剌突)固定。 吸附是病毒感染宿主的必经阶段,宿主细胞表面若没有或除去特定受体后就不能进行 吸附。生产上经常调换发酵菌种的目的就是为了防止噬菌体污染。敏感细菌发生突变,可 成为某噬菌体的抗性菌株,生产上常利用这类抗噬菌体菌株。噬菌体也会发生突变,又能 在抗性菌株上吸附。 2)侵入 病毒的侵入方式取决于宿主细胞的性质,主要的有: (1)动物病毒往往通过细胞吞噬或胞饮而进入细胞。病毒进入细胞后,核酸再与蛋白外壳 分离。 (2)植物病毒通过表面伤口、昆虫口器进入植物体,没有特殊的侵入机制 (3)噬菌体的侵入最复杂。大肠杆菌T系噬菌体以其尾部吸附到敏感菌的表面后,将尾丝 展开,通过尾部的刺突固着在细胞上:然后用尾部释放的酶水解细胞壁的肽聚糖,使 菌壁产生一小孔;接着,尾鞘收缩,将尾髓压入细胞。尾髓为一空管,通过尾髓,头 部的DNA注入细菌细胞内。此过程中,噬菌体的蛋白质外壳始终留在胞外。如果大量 噬菌体侵入同一细胞,将使细胞壁产生许多小孔,在尚未进行噬菌体增殖时就可能引 起细胞立即裂解,这种现象称为自外裂解( Lysis from without)。有的没有尾鞘或 不能收缩的噬菌体,也能将DNA注λ细胞。这说明尾鞘并不是噬菌体侵入所必需的 但它可以加快噬菌体的侵入速度。例如,大肠杆菌T2噬菌体的核酸侵入速度比丝状噬 菌体Ml3要快100倍。部分线性噬菌体,如噬菌体fd则全部进入宿主细胞 3)增殖(复制) 病毒侵入胞内后,宿主细胞的代谢将发生变化,它的生物合成将受到病毒核酸的遗传 信息控制。病毒先利用宿主的RNA聚合酶等进行转录,生成噬菌体的mRNA。再由宿主的蛋 白质合成体系进行翻译,合成复制噬菌体DNA所需的酶类,例如,T偶数噬菌体要合成十几 种酶。然后开始复制噬菌体的核酸,指导合成病毒的外壳蛋白和溶菌酶等 4)成熟(装配) 当所有噬菌体的成分合成完毕后,就开始装配,形成大量的子代噬菌体。在大肠杆菌 T4噬菌体中,成熟步骤约需30种不同蛋白质参与,而且至少要动用47种基因功能。 5)释放 已知成熟的噬菌体除M13等少数噬菌体外,均藉细胞裂解而释放。细胞裂解可导致肉 眼可见的培养物溶解,如产生噬菌斑或使液体培养物由混浊变清。但是也有例外,如线性 噬菌体fd成熟后并不破坏细胞壁,而是从宿主细胞中钻出来,细菌细胞仍可继续生长 病毒核衣壳 开始“出芽八核衣壳包入“芽 宿主细胞膜 具被膜病毒粒子 图2.5.11具被膜病毒粒子的释放过程 动物病毒如脊髓灰质炎病毒是通过宿主细胞局部破裂而释放的,有被膜的病毒粒子藉
第二章 微生物的形态与分类 9/16 子本身在结构上也发生巨大改变，成为不可逆的结合。大肠杆菌 T 系噬菌体的吸附是尾丝 首先触及细胞表面，然后用尾钉（刺突）固定。 吸附是病毒感染宿主的必经阶段，宿主细胞表面若没有或除去特定受体后就不能进行 吸附。生产上经常调换发酵菌种的目的就是为了防止噬菌体污染。敏感细菌发生突变，可 成为某噬菌体的抗性菌株，生产上常利用这类抗噬菌体菌株。噬菌体也会发生突变，又能 在抗性菌株上吸附。 2）侵入 病毒的侵入方式取决于宿主细胞的性质，主要的有： （1）动物病毒往往通过细胞吞噬或胞饮而进入细胞。病毒进入细胞后，核酸再与蛋白外壳 分离。 （2）植物病毒通过表面伤口、昆虫口器进入植物体，没有特殊的侵入机制。 （3）噬菌体的侵入最复杂。大肠杆菌 T 系噬菌体以其尾部吸附到敏感菌的表面后，将尾丝 展开，通过尾部的刺突固着在细胞上；然后用尾部释放的酶水解细胞壁的肽聚糖，使 菌壁产生一小孔；接着，尾鞘收缩，将尾髓压入细胞。尾髓为一空管，通过尾髓，头 部的 DNA 注入细菌细胞内。此过程中，噬菌体的蛋白质外壳始终留在胞外。如果大量 噬菌体侵入同一细胞，将使细胞壁产生许多小孔，在尚未进行噬菌体增殖时就可能引 起细胞立即裂解，这种现象称为自外裂解（Lysis from without）。有的没有尾鞘或 不能收缩的噬菌体，也能将 DNA 注入细胞。这说明尾鞘并不是噬菌体侵入所必需的， 但它可以加快噬菌体的侵入速度。例如，大肠杆菌 T2 噬菌体的核酸侵入速度比丝状噬 菌体 M13 要快 100 倍。部分线性噬菌体，如噬菌体 fd 则全部进入宿主细胞。 3）增殖（复制） 病毒侵入胞内后，宿主细胞的代谢将发生变化，它的生物合成将受到病毒核酸的遗传 信息控制。病毒先利用宿主的 RNA 聚合酶等进行转录，生成噬菌体的 mRNA。再由宿主的蛋 白质合成体系进行翻译，合成复制噬菌体 DNA 所需的酶类，例如，T 偶数噬菌体要合成十几 种酶。然后开始复制噬菌体的核酸，指导合成病毒的外壳蛋白和溶菌酶等。 4）成熟（装配） 当所有噬菌体的成分合成完毕后，就开始装配，形成大量的子代噬菌体。在大肠杆菌 T4 噬菌体中，成熟步骤约需 30 种不同蛋白质参与，而且至少要动用 47 种基因功能。 5）释放 已知成熟的噬菌体除 M13 等少数噬菌体外，均藉细胞裂解而释放。细胞裂解可导致肉 眼可见的培养物溶解，如产生噬菌斑或使液体培养物由混浊变清。但是也有例外，如线性 噬菌体 fd 成熟后并不破坏细胞壁，而是从宿主细胞中钻出来，细菌细胞仍可继续生长。 图 2.5.11 具被膜病毒粒子的释放过程 动物病毒如脊髓灰质炎病毒是通过宿主细胞局部破裂而释放的，有被膜的病毒粒子藉
第二章微生物的形态与分类 “出芽”方式释放,见图2.5.11。在“出芽”过程中,病毒核衣壳从宿主细胞的质膜获得 被膜,相当多的病毒则仍留在细胞内,通过细胞之间接触而传播。有的植物病毒很少释放 到胞外,而是通过胞间连丝或融合细胞在细胞间扩散。不管何种方式释放出来的病毒粒子 均可再实行感染 大肠杆菌T噬菌体繁殖过程的核酸和蛋白质合成的时间进程见图2.5.12。DMA侵入后, 所合成的早期和中期mRNA用于编码核酸酶和DN聚合酶等与DMA复制有关的蛋白质。后期 合成的mRNA用来编码病毒粒子的结构蛋白和T溶菌酶等。 尾部、颈部 核酸酶、DNA聚合酶等 基片和尾丝蛋白 噬菌体头部蛋白 噬菌体DNA □侵染 4溶菌酶产生 早、中期mNA 自我装配 匚早、中期蛋白质 晚期蛋白质 25分钟 图2.5.12大肠杆菌T噬菌体黛殖的时间进程 大肠杆菌T系噬菌体的这种生长(繁殖)方式称为一步生长。它与细胞型生物完全不 同,而且繁殖速度也要快百倍以上。平均每个被侵染的宿主细胞释放出来的新噬菌体粒子 数量可通过一步生长曲线(One- step growth curve)试验来测定,具体方法如下: 将高浓度的敏感宿主菌培养物与适量的噬菌体悬液相混一段时间,以离心法或加入抗 病毒血清除去过量的游离噬菌体,把经过上述处理的菌悬液进行高倍稀释,以免发生第二 次吸附感染,使每个菌体只含一个噬菌体。培养中隔一定时间取样,接种到敏感菌培养物 中培养。通过噬菌斑测定,可获得每个噬菌体感染细菌后释放的新噬菌体粒子数目。以培 养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标作图,绘成的曲线就是噬菌体的一步生长曲线,见 图2.5.13 菌内生长曲线 噬菌体数 步生长曲线 港伏 裂解期 平稳期 隐晦期 30 时间(分钟) 图2.5.13T2噬菌体的一步生长曲线 在噬菌体侵染开始的几分钟,没有完整的噬菌体粒子,这段时间称为潜伏期( Latent phase)。潜伏期又分两段:(1)隐晦期( eclipse phase),在潜伏期的前期人为地(如用 氯仿)裂解宿主细胞,裂解液没有侵染性;(2)胞内累积期( intracellular accumulation hase),又称潜伏后期。在隐晦期后,如人为地裂解宿主细胞,其裂解液有侵染性。这是 噬菌体开始装配的时期,在电子显微镜下可观察到初步裝配好的噬菌体粒子
第二章 微生物的形态与分类 10/16 “出芽”方式释放，见图 2.5.11。在“出芽”过程中，病毒核衣壳从宿主细胞的质膜获得 被膜，相当多的病毒则仍留在细胞内，通过细胞之间接触而传播。有的植物病毒很少释放 到胞外，而是通过胞间连丝或融合细胞在细胞间扩散。不管何种方式释放出来的病毒粒子 均可再实行感染。 大肠杆菌 T4 噬菌体繁殖过程的核酸和蛋白质合成的时间进程见图 2.5.12。DNA 侵入后， 所合成的早期和中期 mRNA 用于编码核酸酶和 DNA 聚合酶等与 DNA 复制有关的蛋白质。后期 合成的 mRNA 用来编码病毒粒子的结构蛋白和 T4 溶菌酶等。 图 2.5.12 大肠杆菌 T4噬菌体繁殖的时间进程 大肠杆菌 T 系噬菌体的这种生长（繁殖）方式称为一步生长。它与细胞型生物完全不 同，而且繁殖速度也要快百倍以上。平均每个被侵染的宿主细胞释放出来的新噬菌体粒子 数量可通过一步生长曲线（One -step growth curve）试验来测定，具体方法如下： 将高浓度的敏感宿主菌培养物与适量的噬菌体悬液相混一段时间，以离心法或加入抗 病毒血清除去过量的游离噬菌体，把经过上述处理的菌悬液进行高倍稀释，以免发生第二 次吸附感染，使每个菌体只含一个噬菌体。培养中隔一定时间取样，接种到敏感菌培养物 中培养。通过噬菌斑测定，可获得每个噬菌体感染细菌后释放的新噬菌体粒子数目。以培 养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标作图，绘成的曲线就是噬菌体的一步生长曲线，见 图 2.5.13。 图 2.5.13 T2 噬菌体的一步生长曲线 在噬菌体侵染开始的几分钟，没有完整的噬菌体粒子，这段时间称为潜伏期（Latent phase）。潜伏期又分两段：（1）隐晦期（eclipse phase），在潜伏期的前期人为地（如用 氯仿）裂解宿主细胞，裂解液没有侵染性；(2)胞内累积期（intracellular accumulation phase），又称潜伏后期。在隐晦期后，如人为地裂解宿主细胞，其裂解液有侵染性。这是 噬菌体开始装配的时期，在电子显微镜下可观察到初步装配好的噬菌体粒子