滬科版生命科學(xué)高一上3-3《非細(xì)胞形態(tài)的生物——病毒》課件5

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1、在在食食品品工工業(yè)業(yè)中中，病病毒毒不不象象細(xì)細(xì)菌菌和和真真菌菌那那樣樣有有直直接接的的作作用用。但但是是，在在涉涉及及食食品品衛(wèi)衛(wèi)生生等等方方面面則則顯顯的的十十分分重重要要，例例如如：肝肝炎炎病病毒毒、輪輪狀狀病病毒毒、噬噬菌菌體體和和SARS病病毒毒等等。如如果果說說肝肝輪輪S三三種種病病毒毒與與食食品品的的安安全全性性有有關(guān)關(guān)的的話話，噬噬菌菌體體的的危危害害則則主主要要是是發(fā)發(fā)生生在在發(fā)發(fā)酵酵工工業(yè)業(yè)當(dāng)當(dāng)中中的的。在在利利用用微微生生物物發(fā)發(fā)酵酵生生產(chǎn)產(chǎn)食食品品的的過過程程中中，在在乳乳酸酸發(fā)發(fā)酵酵、醋醋酸酸發(fā)發(fā)酵酵、氨氨基基酸酸發(fā)發(fā)酵酵等等過過程程中中，發(fā)發(fā)酵酵菌菌如如果果受受到到相

2、相應(yīng)應(yīng)的的噬噬菌菌體體感感染染時時，發(fā)發(fā)酵酵作作用用將將會會減減慢慢甚甚至至停停止止，不不積積累累代代謝謝產(chǎn)產(chǎn)物物，菌菌體很快消失，整個發(fā)酵生產(chǎn)受到破壞。體很快消失，整個發(fā)酵生產(chǎn)受到破壞。在在現(xiàn)現(xiàn)代代科科學(xué)學(xué)研研究究中中，病病毒毒的的作作用用是是顯顯著著的的，在在分分子子生生物物學(xué)學(xué)和和分分子子遺遺傳傳學(xué)學(xué)等等方方面面產(chǎn)產(chǎn)生生了了巨巨大大的的影影響響。在在基基因因工工程程研研究究方方面面，如如果果將將病病毒毒核核酸酸分分子子進(jìn)進(jìn)行行體體外外切切割割，按按照照實實際際需需要要進(jìn)進(jìn)行行基基因因重重組組，然然后后再再送送入入體體內(nèi)內(nèi)，進(jìn)進(jìn)行行表表達(dá)達(dá)，產(chǎn)產(chǎn)生生新新的的理理想想性性物物質(zhì)，應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)

3、學(xué)等方面。質(zhì)，應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)等方面。在在現(xiàn)現(xiàn)代代免免役役食食品品的的研研究究與與開開發(fā)發(fā)中中也也同同樣樣是大有可為的。是大有可為的。二、病毒的特點二、病毒的特點由由于于病病毒毒是是非非細(xì)細(xì)胞胞生生物物，所所以以它它具具有有細(xì)細(xì)胞胞生生物物所所沒沒有有的的突突出出特特點點，主主要要表表現(xiàn)現(xiàn)在在以下幾個方面。以下幾個方面。1、個個體體極極其其微微小小：個個體體微微小小，在在電電子子顯顯微鏡下才能看見。微鏡下才能看見。2、只只含含一一種種類類型型核核酸酸：一一種種病病毒毒的的毒毒粒粒內(nèi)只含有一種核酸，內(nèi)只含有一種核酸，DNA或者或者RNA。3、專專性性寄寄生生：嚴(yán)嚴(yán)格格的的活活細(xì)細(xì)胞胞內(nèi)內(nèi)寄寄生生，

4、沒沒有有自自身身的的核核糖糖體體，沒沒有有個個體體生生長長，也也不不進(jìn)進(jìn)行行二二均均分分裂裂，必必須須依依賴賴宿宿主主細(xì)細(xì)胞胞進(jìn)進(jìn)行行自身的核酸復(fù)制，形成子代。自身的核酸復(fù)制，形成子代。4、大部分病毒沒有酶或酶系極不完全，、大部分病毒沒有酶或酶系極不完全，不含催化能量代謝不含催化能量代謝 的酶，不能進(jìn)行獨的酶，不能進(jìn)行獨立的代謝作用立的代謝作用5、對大多數(shù)抗生素不敏感，對干擾素敏、對大多數(shù)抗生素不敏感，對干擾素敏感。感。三、病毒的大小與形態(tài)三、病毒的大小與形態(tài)1、大大小?。簻y測量量病病毒毒大大小小的的單單位位是是納納米米（nm）。各種病毒的大小相差很大。）。各種病毒的大小相差很大。小小的的病病

5、毒毒直直徑徑只只有有1020nm左左右右，例例如如：口口蹄蹄疫疫V的的直直徑徑22nm；大大的的病病毒毒直直徑徑可可超超過過250nm，例例如如：痘痘病病毒毒的的大大小小約約為為250300nm；大多數(shù)病毒的直徑都在大多數(shù)病毒的直徑都在150nm以下。以下。2、形形態(tài)態(tài)：病病毒毒的的形形態(tài)態(tài)有有四四種種，即即：球球形形、桿桿形形、磚磚形形和和蝌蝌蚪蚪形形，細(xì)細(xì)菌菌病病毒毒噬噬菌體即為蝌蚪形。菌體即為蝌蚪形。四、病毒的化學(xué)組成四、病毒的化學(xué)組成絕大多數(shù)病毒主要是由核酸、蛋白質(zhì)組成，只有少數(shù)病毒除上述成分外，還含有脂類、多糖等物質(zhì)。病 毒 核 酸 的 分 子 量 大 約 在 210161018（D

6、aldon）之間,Daldon簡稱為DT蛋白質(zhì)也是病毒的主要成分，其分子量在10000150000DT之間。毒粒（化學(xué)組成）（化學(xué)組成）核酸；核酸；蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)；脂類；脂類；碳水化合物；碳水化合物；基本化學(xué)組成基本化學(xué)組成病毒顆粒在化學(xué)上表現(xiàn)為核蛋白病毒顆粒在化學(xué)上表現(xiàn)為核蛋白二、毒粒的化學(xué)組成二、毒粒的化學(xué)組成二、毒粒的化學(xué)組成二、毒粒的化學(xué)組成五、病毒的結(jié)構(gòu)五、病毒的結(jié)構(gòu)病毒的基本結(jié)構(gòu)有三種：病毒的基本結(jié)構(gòu)有三種：螺旋對稱螺旋對稱:-煙草花葉病毒（煙草花葉病毒（TMV）多面體對稱多面體對稱:二十面體對稱病毒二十面體對稱病毒-腺病毒腺病毒 復(fù)合對稱復(fù)合對稱:T4噬菌體噬菌體 病病毒毒子子：

7、一一個個結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)齊齊全全，功功能能完完整整，具具有有感感染染性的成熟病毒顆粒。性的成熟病毒顆粒。病毒的種類：病毒的種類：1、按照結(jié)構(gòu)分類：、按照結(jié)構(gòu)分類：裸露病毒；裸露病毒；囊膜（包膜）病毒；囊膜（包膜）病毒；病毒的蛋白質(zhì)殼體和病毒核酸（核心）構(gòu)成的復(fù)合物，又稱病毒的蛋白質(zhì)殼體和病毒核酸（核心）構(gòu)成的復(fù)合物，又稱核衣殼。核衣殼。核衣殼（核衣殼（nucleocapsidnucleocapsid）：）：僅由核衣殼構(gòu)成的病毒顆粒僅由核衣殼構(gòu)成的病毒顆粒裸露毒粒（裸露毒粒（naked virion）：）：包膜（包膜（envelopeenvelope）：）：有些病毒核衣殼包裹著的一層脂蛋白膜，它是病毒以

8、出芽（有些病毒核衣殼包裹著的一層脂蛋白膜，它是病毒以出芽（buddingbudding）方式成熟時，由）方式成熟時，由細(xì)胞膜衍生而來的。有維系毒細(xì)胞膜衍生而來的。有維系毒粒結(jié)構(gòu)，保護(hù)病毒核殼的作用。特別是病毒的包膜糖蛋白，粒結(jié)構(gòu)，保護(hù)病毒核殼的作用。特別是病毒的包膜糖蛋白，具有多種生物學(xué)活性，是啟動病毒感染所必需的。具有多種生物學(xué)活性，是啟動病毒感染所必需的。裸病毒和有包膜病毒的基本結(jié)構(gòu)裸病毒和有包膜病毒的基本結(jié)構(gòu)2、按照寄生性分類：、按照寄生性分類：動物病毒 植物病毒 細(xì)菌病毒（噬菌體）各種動物病毒各種植物病毒各種噬菌體3.3.病毒結(jié)構(gòu)示意圖病毒結(jié)構(gòu)示意圖愛滋病病毒結(jié)構(gòu)圖愛滋病病毒結(jié)構(gòu)圖六、

9、病毒的增殖及人工培養(yǎng)六、病毒的增殖及人工培養(yǎng)（一）（一）病毒的增殖病毒的增殖1、吸吸附附：第第一一種種途途徑徑是是通通過過細(xì)細(xì)胞胞表表面面的的離離子子（Mg+2）進(jìn)進(jìn)行行吸吸附附，是是可可逆逆的的；第第二二種種途途徑徑是是通通過過細(xì)細(xì)胞胞膜膜受受體體來來完完成成吸吸附附，是不可逆的。是不可逆的。2、侵侵入入：通通過過細(xì)細(xì)胞胞膜膜的的胞胞飲飲作作用用進(jìn)進(jìn)行行，在在此此過過程程中中，病病毒毒直直接接穿穿過過細(xì)細(xì)胞胞膜膜，這這時時的的囊囊膜膜（胞胞膜膜）與與細(xì)細(xì)胞胞膜膜融融合合而而芯芯髓髓進(jìn)入細(xì)胞。進(jìn)入細(xì)胞。3、脫脫殼殼：有有的的病病毒毒在在侵侵入入的的過過程程中中還還要要脫脫殼殼，如如大大腸腸桿桿

10、菌菌T4噬噬菌菌體體就就是是這這樣樣。病病毒毒進(jìn)進(jìn)入入細(xì)細(xì)胞胞時時，在在溶溶酶酶體體蛋蛋白白水水解解酶酶的的作作用用下完成脫殼，時間大約是幾分鐘到幾小時。下完成脫殼，時間大約是幾分鐘到幾小時。4、生生物物合合成成：DNA在在細(xì)細(xì)胞胞核核內(nèi)內(nèi)合合成成，RNA在細(xì)胞漿內(nèi)合成，在細(xì)胞漿內(nèi)合成，Pr在胞漿內(nèi)合成。在胞漿內(nèi)合成。5、裝裝配配和和釋釋放放：在在細(xì)細(xì)胞胞核核或或胞胞漿漿內(nèi)內(nèi)裝裝配配，形形成成核核衣衣殼殼。囊囊膜膜在在核核衣衣殼殼通通過過核核膜膜或或細(xì)細(xì)胞胞膜膜的的同同時時獲獲得得，病病毒毒顆顆粒粒以以出出芽芽方方式式釋釋放。放。（二）（二）病毒的人工培養(yǎng)病毒的人工培養(yǎng)1、細(xì)細(xì)胞胞培培養(yǎng)養(yǎng)法法

11、：單單層層細(xì)細(xì)胞胞培培養(yǎng)養(yǎng)法法、懸懸浮浮培養(yǎng)法和固定培養(yǎng)法。培養(yǎng)法和固定培養(yǎng)法。2、雞雞胚胚培培養(yǎng)養(yǎng)法法：絨絨毛毛尿尿囊囊膜膜接接種種，用用1012日日齡齡雞雞胚胚進(jìn)進(jìn)行行；卵卵黃黃囊囊接接種種，用用5日齡雞胚。日齡雞胚。3、動動物物培培養(yǎng)養(yǎng)法法：用用幼幼齡齡無無特特定定病病原原的的動動物物試試驗驗，主主要要用用于于V的的病病原原性性測測定定、疫疫苗苗效力的測定、抗血清的制備等。效力的測定、抗血清的制備等。第二節(jié)第二節(jié) 噬菌體噬菌體噬噬菌菌體體（Phage）是是一一種種侵侵染染細(xì)細(xì)菌菌的的微微生生物物病病毒毒，廣廣泛泛分分布布于于自自然然界界中中。由由于于噬噬菌菌體體在在發(fā)發(fā)酵酵工工業(yè)業(yè)中中的

12、的危危害害較較為為突突出出而而引起人們的廣泛重視。引起人們的廣泛重視。人人們們對對大大腸腸桿桿菌菌T系系噬噬菌菌體體進(jìn)進(jìn)行行了了大大量量的的研研究究，獲獲得得了了有有關(guān)關(guān)病病毒毒的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識。因因為為它它是是一一個個很很方方便便的的生生物物模模型型和和獨獨特特的的研研究究工工具具，因因為為它它是是一一個個單單細(xì)細(xì)胞胞的的宿宿主和很簡單的寄生物。主和很簡單的寄生物。一、噬菌體的形態(tài)一、噬菌體的形態(tài)同其它病毒一樣，噬菌體由核酸和蛋白質(zhì)組成，核酸的單鏈或雙鏈分子組成環(huán)狀或線狀，病毒的外殼有不同的形狀和大小。基本形態(tài)有：蝌蚪形，微球形，線狀。二、噬菌體的生活周期二、噬菌體的生活周期（一）（一）

13、噬菌體生長的測定：一步生長曲線噬菌體生長的測定：一步生長曲線一一步步生生長長曲曲線線：少少量量病病毒毒與與敏敏感感細(xì)細(xì)胞胞接接觸觸，病病毒毒吸吸附附后后，高高倍倍稀稀釋釋，繼繼續(xù)續(xù)培培養(yǎng)養(yǎng)，定定時時取取樣樣測測定定培培養(yǎng)養(yǎng)物物中中的的病病毒毒效效價價，以以感感染染時時間間為為橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)，病病毒毒效效價價為為縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)，繪繪制制出出病病毒毒特特征征性性的的繁繁殖殖曲線，即一步生長曲線曲線，即一步生長曲線 潛伏期：釋放子代病毒粒子所需的最短時間，（噬菌體以分鐘計，動物病毒、植物病毒以小時或天計），大腸桿菌約25min 裂解量：每個受染細(xì)胞所釋放產(chǎn)生的子代病毒數(shù) 目，幾十到萬個。裂解量=平穩(wěn)期的

14、平均噬菌斑數(shù)/潛伏期的平均噬菌斑數(shù) 具體實驗方法：具體實驗方法：對數(shù)生長期的敏感菌懸浮液與適量的噬菌體混合，混合比例為101（避免幾個噬菌侵染一個菌體)）數(shù)分鐘后，加入一定量的噬菌體抗血清，以中和 未被吸收的噬菌體 用培養(yǎng)液高倍稀釋，以免第二次吸附（感染）培養(yǎng) 含噬菌體樣品與敏感菌混合 平板培養(yǎng)，計算噬菌斑數(shù)結(jié)果可見：結(jié)果可見：1、潛潛伏伏期期：吸吸附附后后開開始始一一段段時時間間，約約510min，噬噬菌菌體體的的數(shù)數(shù)量量不不見見增增加加，說說明明噬噬菌菌體體未完成復(fù)制和組裝。未完成復(fù)制和組裝。2、裂裂解解期期：感感染染后后2030min，平平板板中中噬噬菌菌斑斑數(shù)數(shù)量量突突然然直直線線上上

15、升升，表表示示噬噬菌菌體體已已從從寄寄主主細(xì)細(xì)胞中裂解釋放了。胞中裂解釋放了。3、裂裂解解量量：每每個個被被感感染染的的細(xì)細(xì)菌菌釋釋放放新新的的噬噬菌菌體的平均數(shù)稱為裂解量。體的平均數(shù)稱為裂解量。如圖所示：如圖所示：裂解期平均噬菌斑數(shù)裂解期平均噬菌斑數(shù)裂解量裂解量=潛伏期平均噬菌斑數(shù)潛伏期平均噬菌斑數(shù)三、毒性噬菌體三、毒性噬菌體通常把毒性噬菌體看作噬菌體的正常表現(xiàn)。大腸桿菌T4噬菌體即為毒性噬菌體。（一）毒性噬菌體侵入宿主細(xì)胞的過程（一）毒性噬菌體侵入宿主細(xì)胞的過程：分為五個階段1、吸吸附附：與細(xì)胞的特異性受體結(jié)合，一種噬菌體吸附后不影響另外一種噬菌體的吸附，例如：大腸桿菌T4噬菌體吸附于細(xì)胞

16、后，并不會影響到其它種類的噬菌體在此細(xì)胞的吸附。2、侵侵入入：吸吸附附后后，噬噬菌菌體體的的核核酸酸部部分分注注入入到到細(xì)細(xì)胞胞中中，蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)殼殼體體留留在在外外面面，從從吸吸附附到到侵侵入入只需幾秒鐘幾分鐘。只需幾秒鐘幾分鐘。3、復(fù)復(fù)制制：噬噬菌菌體體核核酸酸進(jìn)進(jìn)入入宿宿主主細(xì)細(xì)胞胞后后，操操縱縱宿宿主主細(xì)細(xì)胞胞代代謝謝機(jī)機(jī)能能，大大量量復(fù)復(fù)制制噬噬菌菌體體核核酸酸，并并合合成成病病毒毒所所需需的的蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)，但但不不形形成成帶帶殼殼體體的的粒粒子。子。4、粒粒子子成成熟熟（裝裝配配）：寄寄主主細(xì)細(xì)胞胞合合成成噬噬菌菌體體的殼體，并進(jìn)一步組裝成完整的噬菌體粒子。的殼體，并進(jìn)一步組裝成完

17、整的噬菌體粒子。5、寄寄主主細(xì)細(xì)胞胞裂裂解解（釋釋放放）：噬噬菌菌體體粒粒子子成成熟熟后后，引引起起寄寄主主細(xì)細(xì)胞胞裂裂解解，釋釋放放出出病病毒毒子子，釋釋放放量量因因噬噬菌菌體體種種類類而而有有所所不不同同，一一個個寄寄主主細(xì)細(xì)胞胞可可釋放釋放1010000個噬菌體粒子。個噬菌體粒子。注意：注意：1、在在細(xì)細(xì)菌菌培培養(yǎng)養(yǎng)液液中中，細(xì)細(xì)菌菌被被噬噬菌菌體體感感染染，菌菌體體細(xì)細(xì)胞胞裂裂解解，渾渾濁濁的的菌菌懸懸液液變變成成為為透透明的裂解液。明的裂解液。2、在在雙雙層層平平板板固固體體培培養(yǎng)養(yǎng)基基上上，稀稀釋釋的的噬噬菌菌體體懸懸液液引引起起點點狀狀感感染染，在在感感染染點點上上進(jìn)進(jìn)入入反反復(fù)復(fù)的的侵侵染染過過程程，產(chǎn)產(chǎn)生生透透明明的的空空斑斑稱稱為噬菌斑。為噬菌斑。（二）溫和噬菌體和溶源性（二）溫和噬菌體和溶源性1、溫溫和和噬噬菌菌體體：有些噬菌體侵入宿主細(xì)胞后，并不象上述毒性噬菌體那樣發(fā)展，而是它們的核酸和宿主細(xì)胞同步復(fù)制，寄主細(xì)胞不裂解，這類噬菌體稱為溫和噬菌體。2、溶溶源源細(xì)細(xì)胞胞：含有溫和噬菌體的宿主細(xì)胞稱為溶源細(xì)胞。思考題：1、噬菌體是如何感染宿主細(xì)胞的？簡述噬菌體的增殖過程。2、病毒與其他微生物在生物學(xué)特性方面相比，有哪些特點？3、什么叫做溶源性細(xì)菌