课程名称：微生物学 班级：生物工程1101 (第七讲) 章节标题：第四节望菌 第三章病毒和亚病毒 第一节病毒 目的要求：1.学握草菌的繁殖过程。 2.了解并掌握真核、原核细胞的区别 3.了解病毒与人类的关系。 4.了解病毒的形态结构和化学成分及典型病毒形态及其代表。 教学重点：1.草菌的锁状联合生殖方式 2.真、原核细胞的区别 3.病毒粒子的对称性 教学难点：锁状联合的生殖方式 教学方法：多媒体讲授及讨论法 内容提要及课时分配： 1.草菌的有性繁殖过程 15分钟 2.真核、原核细胞的区别 25分钟 3.病毒的特点及形态结构 35分钟 4,病毒的群体形态 20分钟 5.小结 5分钟 主讲教师：赵萌萌 授课日期：2013年3月19日 兰州交通大学化学与生物工程学院
第三章病毒和亚病毒 病毒是一类相当简单、非细胞结构的感染性因子。它们只有一种类型的核酸， DNA或RA,并且只能再活细胞内增值。显然，他是一种完全不同于原核和真核 微生物的生物。而病毒性疾病已经给人类的生存带来很大的威胁。所以，病毒 学作为一门科学，作为微生物学的重要组成部分，已经被科学家们普遍研究。病 毒学是一门非常庞大、复杂的学科，对于他的研究也是从近代才开始的。 病毒学的早期发展： 在古代的时候，人们虽然不了解病毒的本质，但是他们能熟知各种疾病，如 狂犬病（现在我们知道它是由病毒引起的），可当时人们并不知道。事实上有证 据证明，公元165-180年和公元251-266年的两次疾病大流行可能是由麻疹病毒 和天花病毒引起的，正是这两次大流行严重的削弱了罗马帝国的国力，并加快了 它的衰落。天花在新大陆同样具有深刻的影响，墨西哥帝国被征服就可能得助于 一种流行病，这种病摧毁了墨西哥城。引起这种病的病毒可能是1520年由一个 被驱逐到部队外的远征队带到墨西哥的。 早在发现病毒之前的若干年，预防病毒性疾病的第一步就已迈出。18世纪 早期，英国驻土耳其大使的妻子，就注意到土耳其妇女向他们的孩子接种疫苗来 预防天花。这位女士试图教会英国公众这一方法，但没有完全成功。18世纪晚 期，英国的乡村医生听一个女孩说他患过牛豆就不会再患天花后得到启发，开始 用牛豆的病灶物质来接种人，濒于1798年发表了23例成功种痘的结果。虽然这 位乡村医生不了解天花的性质，但他仍然通过接种牛痘病毒而成功的在这种可怕 的疾满血前保护了它的病人。 19世纪以前，有毒的因子常被统称为病毒。后来病毒这一术语用来表示 切活的有感染性的致病因子。这一概念已经与现在我们所说的病毒的概念十分相 似了。下面我们就来学习一下有关病毒的一些知识。提到病毒，首先大家要知道 的是它是一种非细胞结构生物，就是没有我们平常意义上说的细胞结构，它是 种只含DNA或RNA的遗传因子。非细胞生物包括病毒（真病毒）和亚病毒两类。 第一节病毒 病毒一是含有DNA或RA,能在活细胞内增殖，在活细胞外能以化学大分 子颗粒状态长期存在并保持侵染活性，可以作为致病因子，也可当作遗传成分的
非细胞型微生物 特点： 1)个体微小，在电子显微镜下才能看见。2)不具有细胞结构，具有一般化 学大分子的特征。3)一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。4)大 部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢 作用。5)严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行 二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代。6)对大多数抗 生素不敏感，对干扰素敏感。 病毒的形态结构和化学成分 (一)病毒的大小 成熟的具有侵染力的病毒个体称为病毒粒子。病毒粒子体积微小，常用m 作测量单位。他们的大小相差悬殊，最大的病毒如痘类病毒直径为200m,中等 大小的如流感病毒直径为90-120m,最小的病毒为菜豆畸矮病毒，直径只有 9-1lm。病毒的大小可借分级过滤、电泳、超速离心沉降，电镜观察等方法测定。 (二)病毒的形态 病毒的形态多种多样：由球形颗粒、卵圆形、砖形、丝状、蝌蚪状、子弹状 等杆状颗粒最基本的形态为邱庄、杆状和蝌蚪状。 球形的：腺病毒、蘑菇病毒、脊髓灰质炎病毒、花椰求花叶病毒、部分噬菌 体 杆状或丝状：烟草花叶病毒、背蓿花叶病毒、马铃薯病毒、流感病毒 砖形：天花病毒、痘病毒 子弹形：狂犬病毒、水泡型口膜炎病毒 蝌蚪形：大部分噬菌体的典型形态 大致的外形就是这么几种，它的内部构造是怎样的呢？ 病毒粒子的构造 病毒粒子的基本成分是核酸和蛋白质。他们共同组成了病毒的基本结构核衣 壳，核酸位于病毒粒子的中心，构成核心或基因组。衣壳是包在核酸分子外面的 蛋白质结构。有些病毒在衣壳外还有一层含脂质或脂蛋白组成的包膜，是病毒粒 子成熟时由寄主细胞膜或核膜形成的，有的包膜还有蛋白或糖蛋白突出形成的刺
突。由包膜的病毒失去包膜后便失去了感染性。衣壳的化学成分是蛋白质，由 定量的称为衣壳粒的亚单位以次级键结合成的。衣壳粒是电镜下能见到的最小的 形态学单位，有一种或几种肽链折叠缠绕而成，以高度重复的方式排列。 (1)核酸： 一种病毒只含一种类型的核酸，或DNA或RNA,含DNA的叫DNA病毒，含RNA 的叫RNA病毒，噬菌体的核酸大多数为DNA,植物病毒的核酸大多为RNA。动物 病毒包括昆虫病毒的核酸部分是DNA,部分是RNA。真菌病毒绝大部分含RNA。 病毒核酸种类：单链DNM(ssDNA):双链DNM(dsDNA):单链RNA(ssRNA): 双链RNA(dsRNA): 病毒核酸的种类非常多，它也是病毒分类最可靠的基础，我们可以通过以下 指标对病毒进行分类： 是DNA还是RNA 是单链(ss,singlestrand)结构还是双链(ds,doublestrand)结构 呈线状还是环状 是闭环还是缺口环 基因组是单分子、双分子、三分子还是多分子 核酸的碱基和碱基对数，及核苷酸序列 (2)蛋白质 病毒只有两类蛋白质，一是结构蛋白，二是酶类。约占病毒总重量的70%。 病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染性和增值过程中发挥作用： 结构功能：由蛋白质组成病毒衣壳，包在病毒核酸外血。衣壳保护核酸，免 受理化因子破坏和核酸醇水解。 侵染性：衣壳、包膜、噬菌体尾丝上含有是病毒吸附在寄主细胞表面受体上 的位点，决定感染的特异性，促使病毒吸附。病毒蛋白质还构成多种分解性酶。 增值：病毒蛋白质也构成如DNA和RNA聚合酸，RNA转录酶，逆转录酶等核 酸复制酶以及合成病毒蛋白质所需的各种合成性酶类。 抗原性：蛋白质决定病毒粒子的抗原性，并能刺激机体产生特异性抗体，激 发机体的免疫应答。 病毒粒子的对称性
用电子显微镜观察发现病毒呈现结构的高度对称，即为立方对称、螺旋对称、 复合对称及复杂对称（症病毒科的病毒）。立方对称也就是书上说的轴对称和螺 旋对称是病毒的两种基本结构类型，复合对称（大肠杆菌T4噬菌体）是这两种 对称的结合。所有DA病毒除痘类病毒以外都是等轴对称，RA病毒各种类型都 有。 (1)螺旋对称壳体：蛋白质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。如烟草花叶病毒 (2)二十面体 对称壳体：蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列，进而形成一个 封闭的蛋白质的鞘。如腺病毒若以一定数目的亚基排列成具有一定表血积的 立方对称实体，以二十面体容积为最大，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳体 多取二十面体对称(icosahedral symmetry)结构。 (3)双对称壳体：具有双对称结构的典型例子是有尾噬茵体(tailed phage), 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。如噬菌体 病毒的群体形态 病毒的群体形态是他们大量聚集时的形态。包括包含体、噬菌斑、枯斑等等。 (三)病毒的结构 基本概念：病毒粒子、核心、衣壳、衣壳粒、核衣壳、包膜、刺突 (四)三类典型病毒形态及其代表 1.螺旋对称一烟草花叶病毒 1898年到1900年科学家对烟草花叶病毒的初步研究，揭开了人们真正开始 认识病毒的新篇章。所以它是在病毒学发展史上具有重要意义的生物。他的外形 呈直杆状，衣壳粒以逆时针方向作螺旋状排列，共围130圈，单链RNA有6390 个核苷酸组成，每三个核苷酸与一个蛋白质亚基相结合，蛋白质衣壳将核酸包裹 得非常紧密，因此在室温下该种病毒可以活50-70年不丧失活力。 2。二十面体对称-腺病毒 外观呈球形，实际上是一个二十面体。是1953年首次从小儿扁桃体中分离 出来的。他的蛋白质外壳由252个衣壳粒组成，他的核酸是由36500个碱基对组 成。他的群休形态是在寄主细胞中形成包含休
3.复合对称-T偶数噬菌体 T偶数噬菌体包括T2、T4、T6噬菌体，他们的结构非常简单，是人类研究 最透彻的病毒之一。 病毒的分布十分广泛，它可以感染几乎所有的生物。通常根据寄主范围将病 毒分为微生物病毒、植物病毒、脊椎动物病毒和无脊椎动物病毒，下面我们就对 这四种病毒类型中典型的病毒逐一加以介绍