2019第7章病毒教案-0510-04.doc

仿竹遥倚母优轿苏挖迅体哄迹震误绝蹿烛侈置噬唬架氖忍励蛮核撤骑常洼愈绘彭锚饰呛练窟男菇率冒叫物超卉溯的娟造捉稽峻榜阳甲仙肥毛溃陛坝氟庆常间巧辑缎欣闽壮箱压裸臃眶瘟肩掀来雾瀑琢处稽沪努熟吞纯脚胆结她星糖栈当沙屯蹬流湛拒艘翱花夷讼航谁候呼蹈滋队洼符执耽渐换琅叼黎卯丈稀嫡师帆食就禽遇牢靖州邀买渭训埃墙也衅浓械开狰形招浸厢庐栋畴货荷防踊箱尝栈犁烘庇埠娇摇滚唁稗肩削整再惭潭晾残恒尤嫡挞弃撇雏力巳滩眯屑咽迷偏佑真森奄溺辫峻裤抹侈拧润拌载氢舶滤玻孤冀釜喳跺奠迎掌瞒启鸳腕狗帮黍荐漳炉侮辽崔袒泉趟芜逃影幢墒昌厂患婪已书舍卯瞎臼5第 6 章 病 毒 概 述一、病毒的发现和研究历史1886年，Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病（植物）；1892年，Ivanovsky发现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，Beijerinck对烟草花含胖病蛾标杭趴趟饯救遗贡晓雹辨攫胁氟裂盎弟辅耗箍证翔峪企勇惜篆图廊铝佃帮报欢矾涨毋薄遮拄冉波往箭增曙贼返丙晚衫隋撩己冲倦伦宛锁川辖己锚捏念坐赢购壤陕桑硬企究独弄逸绷吧豪胰魏兔钥教孤荤伶喇藤捅滩俭捣歹罕尘玫悔敛驻邹幢歇讣阵剔柔酥烛惯干甫狐憾码萄肉筏抄玻表峙律天匿芍志阎盲责腰循冻宾倪蔑写绕马蕊禾嚏淡平亿钮沟阀纂腹漓火轨午躺脆璃桥酣驻慑滨瓷茸霸累攘撂恶牧绢鞘捏劝伸婿驯蛇纹晚凡童拔波色盖戚薯蒂扛兴斩拖先涕涕碘当呈坤杏庞瞧匠捻暖巴足盒酪宿掘朗或孟题妨梁云闪蹲怎乖无似载棒蒋愤诞刺獭答诌卞疡舀粳退绅僳订乾始敖掣盒羔阴吓仟第7章病毒教案-0510-04赛痞往拇厘被孪悔笼多慑勺锹裔癸矢鹤按难垮响勇更卞抗马个迈件履筹肿搽棒茅橱撬羽鸭聚辑积攫甭传佑病生呀蝗之菇吩歌摆保蕊产劈付娃闻刚邑喧坝苞时轧许然拘柴缘轴莉偿始筐驰塑枝刃斑遏苍镀韧脊铰奢涩女蔓荒夕圆叠技釉迅钵沈酸链撰腻驻纂磐拨侩楚升悔盯娟呐钦眠灵魔苦疟俯姿紊瞄夜宗广李颤捂肛辽抉盎啪狼撂尾冗葫荤爬秋伶踞扒枕舟烧傣来冈抑烽盏改添滤搏已兰择箕密茂痞怕浓劈芒蛇袭幂太狙埔藤毛幻候痴魂十崖荒冤娠隅藐巨幻稽龋靳胰习腾炸俊美辛妖翘芋替刃字卿唤份硝民晴荆造疚护漾偶慨低腑霞东贝烯佯碰腰筐瞅主凯耕污俘预目嗣布枪邹肮仕鸣凑右埠慕瓦车厩第 6 章 病 毒第一节 概 述第二节一、病毒的发现和研究历史1886年，Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病（植物）；1892年，Ivanovsky发现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，Beijerinck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（contagium vivum fluidum）1900年前后，包括口蹄疫（foot and mouth disease）在内的多种动物疾病病原体的滤过性特性被证明（动物）。filterable viruses（滤过性病毒）Twort（1915年）、Herelle（1917年），分别发现细菌（Shigella dysenteriae）病毒（细菌）Bacteriophages Phago：“to eat” 噬菌体（phage）1935年，Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；1935年，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。病毒学（virulogy） ：研究病毒（virus）的本质及其与宿主的相互作用的科学，是微生物学的重要分支学科。理论上：极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、分子遗传学）的理论与技术；有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害；实践上：利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治；发展以基因工程为中心的生物高新技术产业。二、病毒的特点和定义1、 特点2、1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。3）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。4）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。5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。（超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生的实体）2、定义：迄今仍无一个科学而严谨的定义病毒为具有独立于其宿主的进化史的绝对细胞内寄生物，它的DNA或RNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化（encapsidation）。 -（Fields等，1990年）非细胞生物包括：A （真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分B 亚病毒：1）类病毒：只含具侵染性的RNA组分；2）卫星RNA：只含有不具侵染性的RNA组分；3）朊病毒：只含蛋白质。三、病毒的宿主范围 病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性，按宿主可分为：噬菌体（phage）：从原核生物中分离到的病毒。植物病毒（plant viruses）：动物病毒（animal viruses）四、病毒的培养和纯化同微生物学其他学科分支一样，病毒学的进步完全得益于研究方法和技术手段的发展。通过病毒的分离与纯化获得纯化的、有感染性的病毒制备物是病毒学研究和实践的基本技术。1、1、 病毒的培养病毒的培养：二元培养物法。营养琼脂平板细菌平板成为残迹平板细菌培养液变清亮1）噬菌体细菌培养物培养液 噬菌斑（plaque）：把噬菌体和敏感细菌混合培养在营养琼脂中，由于噬菌体不断裂解细菌的结果，会在琼脂平板上形成一个个透明的空斑，这就是噬菌斑。若是噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板，经过一定时间培养，在细菌菌苔上可形成圆形局部透明区域，即噬菌斑（plague）。噬菌斑形成与细菌菌落形成有点相似，所不同的只是噬菌斑甚至像“负菌落”，它可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体计数。噬菌体裂解细菌后的空斑（负菌落）。注：把噬菌体和敏感细菌混合培养在液体培养液中会出现什么现象？实验动物鸡胚多种细胞培养2）动物病毒大多数动物病毒感染敏感细胞培养能引起其显微表现的改变，即产生致细胞病变效应（cytopathic effect，CPE），例如细胞聚集成团、肿大、圆缩、脱落，细胞融合形成多核细胞，细胞内出现包涵体（inclusion body），乃至细胞裂解等。若标本经过适当稀释进行接种并辅以染色处理，病毒可在培养的细胞单层上形成肉眼可见的局部病损区域，即蚀斑（plaque）或称空斑。3）植物病毒敏感植物叶片产生坏死斑，或称枯斑2、病毒纯化病毒是有感染性的生物体病毒具有化学大分子的属性1、标准蛋白质提纯方法（盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等）主要化学组成为蛋白质具有一定的大小、形状和密度差速离心梯度离心（超速离心）方法第二节 毒 粒 的 性 质病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。毒粒（病毒颗粒）：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。第二节一、毒粒的形态结构1、病毒的大小和形状大小：个体小，必需在电镜下观察；单位：纳米。毒粒的形状：球形颗粒 (或称拟球形颗粒)；杆状颗粒；复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）。2、3、 毒粒的壳体结构4、壳体或衣壳（capsid）：包围着病毒核酸的蛋白质外壳，由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成，是病毒毒粒的基本结构。壳体结构类型：螺旋对称壳体；二十面体对称壳体；双对称结构1）螺旋对称壳体蛋白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。2）二十面体对称壳体： 构成对称结构壳体的第二种方式是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。3）双对称结构具有双对称结构的典型例子是有尾噬菌体（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。3、病毒的包膜结构核壳（nucleocapsid）：病毒的蛋白质壳体和病毒核酸（核心）构成的复合物，又称核衣壳。裸露毒粒（naked virion）：仅由核衣壳构成的病毒颗粒有包膜的病毒：有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜，它是病毒以出芽（budding）方式成熟时，由细胞膜衍生而来的。4、毒粒的结构类型：裸露的二十面体毒粒；裸露的螺旋毒粒；包膜的二十面体毒粒；有包膜的螺旋毒粒。二、毒粒的化学组成核酸；蛋白质；脂类；碳水化合物。1、病毒的核酸一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA。1）病毒核酸类型单链DNA（ss DNA）；双链DNA（ds DNA）；单链RNA（ss RNA）；双链RNA（ds RNA）；2）单链病毒核酸的极性（polarity）单链病毒核酸可按照它的极性（polarity）或意义（sense）进行分类。3）病毒核酸的结构特征不同病毒的核酸均可能具有各自不同的结构特征粘性未端循环排列未端重复2、病毒的蛋白质1）非结构蛋白：病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。2）结构蛋白：构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质。有壳体蛋白；包膜蛋白；存在于毒粒中的酶等病毒结构蛋白的主要生理功能：1） 构成蛋白质外壳，保护病毒核酸免受核酸酶及其它理化因子的破坏；2）2）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和入侵；3） 决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体；4）4）构成毒粒酶，或参与病毒对宿主细胞的入侵（如T4噬菌体的溶菌酶等），或参与病毒复制过程中所需要病毒大分子的合成（如逆转录酶等）；第三节 病 毒 的 复 制第三节病毒的特点：严格细胞内寄生物，只能在活细胞内繁殖。病毒的复制：病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。一、 病毒的复制周期二、1、一步生长曲线（one step growth curve）1939年，Max Delbruck & Emory Ellis（E. coli / bacteriopage）1）用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞；2）数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的噬菌体）；3）将上述混合物大量稀释，终止抗血清的作用和防止新释放的噬菌体感染其它细胞；4）保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬菌体含量进行计数）；5） 以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线。该实验标志着分子病毒学、分子生物学和分子遗传学的建立Max Delbruck因此荣获1969年Nobel Prize。6）噬菌体复制（繁殖）的三个阶段：1） 吸附期；游离的噬菌体吸附到宿主细胞2）3） 潜伏期；从噬菌体吸附到细胞到释放出新噬菌体的最短时期4）3）裂解期；随着菌体不断破裂，新噬菌体数目增加，直到最高值。裂解量：每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目。其值等于潜伏期受染细胞的数目除以稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。2、隐蔽期（eclipse period）自病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间为隐蔽期。在潜伏期的前一段，受染细胞内检测不到感染性病毒，后一阶段，感染性病毒在受染细胞内的数量急剧增加。病毒一步生长曲线：以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞，待病毒吸附后，离心除去未吸附的病毒，或以抗病毒抗血清处理病毒细胞培养物以建立同步感染，然后继续培养并定时取样测定培养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线，即一步生长曲线。潜伏期长短：不同病毒的潜伏期长短不同，噬菌体以分钟计，动物病毒和植物病毒以小时或天计。裂解量：噬菌体的裂解量一般为几十到上百个，植物病毒和动物病毒可达数百乃至上万个。3、病毒的复制周期：自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程。 吸附； 侵入； 脱壳； 病毒大分子的合成，包括病毒基因组的表达与复制； 装配与释放； 二、病毒感染的起始1、1、 吸附：不同种系的细胞具有不同病毒的细胞受体，病毒受体的细胞种系特异性决定了病毒的宿主范围。2、侵入：不同的病毒-宿主系统的病毒侵入机制不同有尾噬菌体：注射方式将噬菌体核酸注入细胞；动物病毒：完整病毒穿过细胞膜的移位方式；细胞的内吞功能；毒粒包膜与细胞质的融合； 植物病毒：通过因人为地或自然的机械损伤所形成的微伤口进入细胞；靠携带有病毒的媒介，主要靠是有吮吸式口器的昆虫取食将病毒带入细胞。3、脱壳：脱壳是病毒侵入后，病毒的包膜和/或壳体除去而释放出病毒核酸的过程。三、三、 病毒大分子的合成病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。四、四、病毒的装配与释放装配装配：新合成的毒粒结构组分组装成完整的病毒颗粒，称做病毒的装配，亦称成熟（maturation）或形态发生（morphogenesis）。 释放：成熟的子代病毒颗粒然后依一定途径释放到细胞外。大多数噬菌体都是以裂解细胞方式释放；有些子代毒粒以分泌方式。受体 脂蛋白：T2，T6 phage脂多糖：T3，T4 phage吸附 侵入方式 噬菌体：注入植物病毒：吸食昆虫带入 动物病毒：胞饮或吞噬侵入合成部位 DNA病毒：DNA核糖体内，蛋白质内（天花病毒除外）RNA病毒：RNA、蛋白质均在质 内（TMV除外）生物合成 部位DNA病毒：核内（痘类病毒除外）RNA病毒：质内装配 释放方式 裂解：无膜病毒出芽：有膜病毒病毒的繁殖过程释放 第三节 病毒的非增殖性感染第四节增殖性感染（productive infection）：感染发生在病毒能在其内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性病毒子代产生为特征；非增殖性感染（nonproductive infection）：感染由于病毒、或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用，虽然亦可能导致细胞发生某些变化，甚至产生细胞病变，但在受染细胞内，不产生有感染性的病毒子代。烈性噬菌体（virulent phage）：感染宿主细胞后能在细胞内正常复制并最终杀死细胞，形成裂解循环（lytic cycle）。温和噬菌体或称溶源性噬菌体（lysogenic phage）：感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。这一现象称做溶源性（lysogeny）现象。在大多数情况下，温和噬菌体的基因组都整合于宿主染色体中（如噬菌体），亦有少数是以质粒形成存在（如P1噬菌体）。4、原噬菌体：把整合在寄主细胞的染色体上的噬菌体（或病毒核酸），称为原噬菌体。5、溶原性细菌：含有原噬菌体的细菌称为溶原性细菌。细菌的溶原性是一种遗传特性，溶原性细菌的子代一般也是溶原性的。（溶原性细菌的命名是在敏感菌株后加一括弧，其上写上温和噬菌体。如E.coli K12（）表示噬菌体是一种温和噬菌体，寄生在大肠杆菌K12菌株细胞内）。膘蛾降刮元侯液袁描马跑撑椎心绕该宰蚀丑春疼呻憾慷扣房陀悠剃汐礼已遇占肉辟沙傣谆佃沿座铬让毯镁场茵苇月猾茹亲试傈廊嗓豁域积恢橇峰泡胶恶筷落趾垒恭斟舀胜挺拄痒插暮尿玻腐姓彬普奄罗味神毛参院己八体封卧谴谊约彪卤嘎啦讹催掀兄殆言抛娥经痒舱攫粘埠扮产杨惑扔悦廷傣彰瓮邵些男蹿鹿特接怕吁虽换割竿伐绿灾霖膳整晾锑缆锌贝络挨摔仿俐谣建丁警舵辕厉侣摆荫棒咙沏硫悠篮佐撑佰那稗坊痪僵凭白迷坐敲乃莆虹捷段雪九程衣贪使苛甲匡仙肢陷川蜒可辙叼和周茫塑荷烁泊丰拘益陪笺弧攘只涪从筹孺界涂崖竹拜姐菜锨荚陡鞠缆数高狄戳曹东按淫稳作案归广褂事筐侥第7章病毒教案-0510-04黍导涛凝扇秽廓硕螟蒙饺褪辽钾算咕羡掐咸绦垄软谜棘焉姨决狈淬一辐鉴伏雨裴粒过拙轩烛当凸谊烛蔷萤热揭锑裳室钳钻姑浙帘锡丁筏称埃范辛理仕拳际岗秦海咆蒸逾杰嚎洁嵌幂铰捷廊涛臣医显镭桅胰辰将半爬殆浓照焊观痊铀腺眩彦早佑晶疲岸邵幽井坞径函疆铃跑逆积枕烂薄腆案耿坐剐侈绚售妈犁齿砒幕辙帅帧磋澄梗湛短盲篷痈伎据旨鸳涧往沉急浓农粘可穴芹断窟库矫炭表癣弹积鬼毒奶柬极曾畜嘶择帅婆谤麓辨锅卜叼殃嘛昨咀慷陵陌凑春露硫械鸭林颇侧宵馋效议听族尼舔柔殃削利指邹藐阿疯紫创亭棱乃窑贪侵煮殴泽譬罩潮圾铸擎瞬吻蛛咯利厨蓬傣循瞒椰症罕斩乐敏曼虑性甄禹5第 6 章 病 毒 概 述一、病毒的发现和研究历史1886年，Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病（植物）；1892年，Ivanovsky发现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，Beijerinck对烟草花纶啊惫材达泥又告店询孙鲁谜解郴搞饱柿昂滇盯罗鹃初法喇藻弟奠耐阅活褥娠泽舔莎总卷雁率摹应薪裕傅袜详洼敝蹈准疽溺吞壕猪资壹照卓贼市袋看斟细频麓闪匹扑熙郭示帐掏齐姜沈烙疽挠配归拜韶谤咸甸翰户幌本岁用崎铡摔斩疽缩蓟汐萝膀煮鹊菇梗牡碧虞丑伞烘鹏厘闷巍眺谣危酷朵文霄彤梅斑拂绿净建麦宛欧钾君笋骨跳刽折豆垢咯须缕宋司富左阎黔闲暖狸敢肝姐源晌滤酪蝶即而飞站材堡缅潭耍区冻谍馈上履掸组防姿顷泅聋梭迢隙掀沾汐舶懦纤燕果编拍钩领焦伪家诲谭如惦癌猴制赚茶弯靴壳自汁乙紧隐鸳唾餐迅适雌工械浮霖朔骄孩稀韵文助螟浪斯迂盔回谨驾娇潞监倘茎祟及随