第三章-非细胞型微生物-环境微生物学课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,2024/10/28,1,第三章 非细胞型微生物,2024/10/28,2,第三章 非细胞型微生物,第一节 病毒,一、病毒特征,二、烈性噬菌体,三、温和噬菌体,第二节 亚病毒,一、类病毒,二、拟病毒,三、朊病毒,2024/10/28,3,非细胞型微生物包括病毒和亚病毒第一节 病毒,病毒,（,virus,）是一类体积微小，没有细胞结构，但有遗传、变异、增殖、侵染等生物特征的分子生物根据病毒的宿主，可将其分为,动物病毒,、,植物病毒,和,微生物病毒,（噬菌体）2005,年，国际病毒分类委员会（,ICTV,）建立了统一的病毒分类系统病毒有,3,目,，,73,科,，,11,亚科,，,289,属,，,1 950,种第三章 非细胞型微生物,返回,2024/10/28,4,一、病毒特征,（一）病毒的大小和形态,病毒形体微小，直径为,10400nm,口蹄疫病毒,(foot and mouth disease virus,FMDV),的直径为,22 nm,，,略大于核糖体,，痘苗病毒（,Poxvirus,）的体积为,100 nm200 nm300 nm,，,接近细菌体积,。

大多数病毒不能在光学显微镜下看到，只能借助电子显微镜观察，称为“,超显微,”生物由于病毒能通过细菌滤器，也称为“,滤过性,”生物病毒的形态有,球形、卵圆形、砖形、杆状、丝状、蝌蚪状,等2024/10/28,6,（二）病毒的组成和结构,病毒的,主要化学成分,是核酸和蛋白质，也含有脂质和多糖病毒的基本结构由核酸（,nucleic acid,）和衣壳（,capsid,）组成；核酸为,DNA,或,RNA,，每种病毒只含一种核酸；衣壳由衣壳粒（,capsomers,）组成，衣壳粒的化学成分是蛋白质核酸与衣壳合称,核衣壳,（,nucleocapsid,）由核衣壳构造而成的病毒粒子，称为,简单病毒粒子,由核衣壳和包膜（脂质和糖蛋白）构造而成的病毒粒子，称为,复合病毒粒子,2024/10/28,7,病毒的基本结构,（,引自,Madigan M T et al,2006,）,简单病毒粒子,复合病毒粒子,2024/10/28,8,病毒有三种不同的立体结构：,（,1,）,螺旋对称,（即呈螺旋状排列），如烟草花叶病毒、流感病毒、狂犬病毒2,）,立体对称,（即呈二十面体排列），如腺病毒、疱疹病毒、脊髓灰质炎病毒。

3,）,复合对称,（即头部呈立体对称，尾部呈螺旋对称），如大肠杆菌,T,系噬菌体2024/10/28,10,二、烈性噬菌体,噬菌体,(,phage,),是以细菌细胞为宿主的病毒，可分为烈性噬菌体和温和噬菌体凡是侵入宿主细胞后，能增殖并导致宿主细胞裂解的噬菌体，称为,烈性噬菌体,(,virulent phage),一）烈性噬菌体的生活周期,大肠杆菌,T,系偶数噬菌体是烈性噬菌体,，其,生活周期,(,侵染过程如,下,图,所示2024/10/28,11,T,4,噬菌体的生命周期,生命周期示意图；,(b)T,4,噬菌体被大肠杆菌吸附；,(c),菌体中含大量完整的,T,4,噬菌体,（引自,Prescott L M et al,2002,）,DNA,注入,宿主染色体,早期的,mRNA,合成,宿主,DNA,降解,噬菌体,DNA,合成,晚期的,mRNA,合成,头部和尾部合成,填充头部,病毒粒子形成,宿主细胞裂解,2024/10/28,13,噬菌体吸附和侵入,（引自,Madigan M T et al,2006,）,2024/10/28,15,3.,噬菌体的装配,噬菌体核酸和蛋白质分别合成后，就开始装配，形成大量成熟和有侵染力的子代噬菌体。

例如，在大肠杆菌,T,4,噬菌体的,DNA,、头部、尾鞘、尾髓、基板、尾丝等合成后，,DNA,收缩聚集，外壳蛋白形成二十面体的噬菌体头部并将,DNA,包围在内，尾鞘、尾髓、基板、尾丝等装配成尾部，再与头部连接，最后装配成子代噬菌体2024/10/28,16,4.,噬菌体的释放,成熟的噬菌体通过宿主细胞裂解而释放细菌裂解可导致液体培养基内的培养物由混浊变清；也可导致培养基平板上的培养物形成,噬菌斑,（,plaque,）但也有噬菌体（如丝状噬菌体,f,d,）成熟后，不裂解宿主细胞而从中钻出来，宿主细胞可以继续生长从被吸附到粒子成熟释放，大肠杆菌,T,系偶数噬菌体大约需要,1530 min,2024/10/28,18,（二）烈性噬菌体的一步生长实验,1.,一步生长实验,一步生长实验,（,one step growth experiment,）是用于定量研究噬菌体增殖的一种方法将噬菌体稀释液与敏感细菌培养物混合，使细菌过量，以免一个细菌受一个以上噬菌体感染噬菌体被吸附数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清，以中和未被吸附的噬菌体然后用温肉汤稀释上述混合培养物，消除抗血清的影响在,30min,内，每隔几分钟从混合培养物中取样，接入敏感细菌的菌苔平板，将平板培养,68h,后，对每一平板上出现的噬菌斑进行计数，以培养时间为横坐标，以噬菌斑数目为纵坐标，可绘出,一步生长曲线,（,one step growth curve,）。

2024/10/28,19,噬菌体的一步生长曲线,（引自,Prescott L M et al,2002,）,时间,/min,2024/10/28,20,2.,重要特性参数,从噬菌体被吸附至宿主细胞表面到新的噬菌体被宿主细胞释放所经历的时间，称为,潜伏期,（,latent period,）潜伏期可分为隐蔽期和显现期在隐蔽期，宿主细胞不含完整、具有感染性的病毒粒子在显现期，宿主细胞含有完整、具有感染性的病毒粒子，但没有释放经过潜伏期，被感染的细菌开始裂解，所形成的噬菌斑数目急剧增加，曲线上升；被感染的细菌完全裂解后，噬菌斑数目达到稳定，曲线趋平从噬菌斑开始出现到噬菌斑数目达到稳定所经历的时间，称为,裂解期,（,lysis period,）每个被感染的宿主细胞所释放的新噬菌体的平均数量，称为,裂解量,（,burst size,）返回,2024/10/28,21,三、温和噬菌体,温和噬菌体,（,temperate phage,）是指侵入宿主细胞后，与宿主细胞,DNA,同步复制，随宿主细胞的繁殖而传给子细胞，一般情况下不引起宿主细胞裂解的噬菌体大肠杆菌,噬菌体是一种温和噬菌体,温和噬菌体感染细菌细胞后，通常将其,DNA,整合到宿主细胞的染色体,DNA,上，并随细菌繁殖而复制。

整合到宿主细胞染色体,DNA,上的噬菌体,DNA,，称为,原噬菌体,（,prophage,）含有原噬菌体的细菌细胞，叫做溶原性细胞（,lysogenic cell,）；温和噬菌体侵入宿主细胞后所产生的相关特性，叫做,溶原性,（,lysogeny,）2024/10/28,22,温和噬菌体侵染过程,（引自,Madigan M T et al,2006,）,蛋白质合成,噬菌体装配,溶原性细胞,2024/10/28,24,第二节 亚病毒,亚病毒,（,subvirus,）是一类比病毒更简单，只含某种核酸而不含蛋白质或只含蛋白质而不含核酸，能够侵染动植物的微小病原体1983,年，在意大利召开的“植物和动物亚病毒病原：类病毒和朊病毒”国际会议上，建议把类病毒、拟病毒和朊病毒统称为亚病毒2024/10/28,25,亚病毒类群的主要异同,名称,组成成分,相对分子质量,独立感染性,类病毒,RNA,约,10,5,拟病毒,RNA,约,10,5,朊病毒,蛋白质,约,10,4,返回,2024/10/28,26,一、类病毒,类病毒,（,viroid,）,是一种小片断,RNA,分子，没有外壳，也没有包膜类病毒不编码任何多肽，其复制需借助宿主细胞的,RNA,聚合酶催化。

类病毒具有感染性类病毒的起源尚不清楚有一种假说认为它是最原始的,RNA,分子，是“,RNA,世界”的幸存者已报道的类病毒有十几种，均发现于植物中2024/10/28,28,二、拟病毒,拟病毒,（,virusoid,）是一种小片断,RNA,分子，不具有独立的感染性，其复制完全依赖其他病毒的同时感染20,世纪,80,年代以来，在澳大利亚先后发现了,4,种新的植物病毒这些病毒含有两种,RNA,分子，一种是相对分子质量约为,1.510,6,的线状,RNA,1,，具有独立的感染性，被归入类病毒；另一种是相对分子质量约为,10,5,的环状,RNA,2,，没有独立的感染性，被归入拟病毒拟病毒与类病毒共同感染所致的植病症状不同于类病毒单独感染所致的植病症状；拟病毒的复制会干扰共同感染的类病毒的复制返回,2024/10/28,29,朊病毒,（引自,）,三、朊病毒,朊病毒,（,prion,）又称蛋白质侵染因子，是一种具有致病能力的蛋白质，相对分子质量,(2.73)10,4,它能侵染动物并在宿主细胞内复制在电镜下，朊病毒呈杆状颗粒，呈丛排列，每丛大小和形状不一2024/10/28,31,Thank you!,返回,。