滬科版生命科學(xué)高一上3-3《非細胞形態(tài)的生物——病毒》課件4

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1、第一節(jié)病毒的特點病毒病毒(Virus)形體微小形體微小,但形態(tài)各異但形態(tài)各異,具有與一般生物不同的特殊生理結(jié)構(gòu)。具有與一般生物不同的特殊生理結(jié)構(gòu)。(一)病毒的特點:1、個個體體極極小小，可可以以通通過過濾濾菌菌器器，形形態(tài)態(tài)多多樣樣。普普通通光光鏡鏡下下不不可可見見，形態(tài)大小以形態(tài)大小以nm計。計。一、病毒的概念一、病毒的概念病毒的特點：2、無細胞結(jié)構(gòu)無細胞結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)、，由蛋白質(zhì)、核酸構(gòu)成，無細胞器。核酸構(gòu)成，無細胞器。病毒的特點：3、一個病毒體內(nèi)、一個病毒體內(nèi)僅含一種核酸僅含一種核酸（DNA,or RNA)，核酸可以以單鏈或雙鏈，核酸可以以單鏈或雙鏈形式存在。形式存在。4、生活方式為、生

2、活方式為專性活細胞專性活細胞內(nèi)寄生內(nèi)寄生，病毒酶系不全，離開活體后無生命特征。病毒酶系不全，離開活體后無生命特征。病毒的特點:5、病毒以病毒以復(fù)制復(fù)制(replication)的方式增的方式增殖殖,包括核酸復(fù)制、核酸蛋白質(zhì)裝配，包括核酸復(fù)制、核酸蛋白質(zhì)裝配，是在分子水平上進行的。是在分子水平上進行的。6、對抗生素不敏感對抗生素不敏感，對干擾素敏感。，對干擾素敏感。（二）概念：病毒(virus)：病毒是病毒是由蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)成的一由蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)成的一類類具有化學(xué)大分子屬性具有化學(xué)大分子屬性和和生物體的基本特征生物體的基本特征，又具，又具有有細胞外感染性顆粒細胞外感染性顆粒和和細細胞內(nèi)繁殖性基因

3、形式胞內(nèi)繁殖性基因形式的十的十分獨特的生物類群。分獨特的生物類群。病毒粒子(viron):指宿主細胞外，指宿主細胞外，形態(tài)成熟或結(jié)構(gòu)完整有感染性的病毒形態(tài)成熟或結(jié)構(gòu)完整有感染性的病毒個體。又稱個體。又稱病毒顆粒病毒顆粒(virus particle)或或病毒病毒體體。二、病毒的大小和組成（一）病毒的大?。翰《镜男误w病毒的形體微小，只能以微小，只能以nm計量，一般計量，一般為為 10 300 nm。核酸蛋白質(zhì)衣殼（二）病毒的化學(xué)組成（二）病毒的化學(xué)組成雙鏈（雙鏈（double strand,ds）核酸：）核酸：包括包括dsDNA,dsRNA,dsDNA,dsRNA,其堿基組成符合其堿基組成符合

4、CharaffCharaff 定則；定則；dsDNAdsDNA中，可轉(zhuǎn)錄的為中，可轉(zhuǎn)錄的為mRNA的為的為負鏈負鏈，另一條為，另一條為正鏈正鏈。核酸類型：核酸類型：單鏈單鏈RNARNA：正鏈正鏈RNARNA（+RNA+RNA）：）：具有翻譯模板活性的鏈具有翻譯模板活性的鏈 為正鏈，即表示其可作為為正鏈，即表示其可作為 mRNAmRNA模板。模板。負鏈負鏈RNARNA（-RNA-RNA）：）：其堿基序列與其堿基序列與mRNAmRNA互補，互補，稱其為負鏈。稱其為負鏈。雙意雙意RNARNA：部分為正極性，部分為負極性。部分為正極性，部分為負極性。單鏈單鏈DNA DNA（ssDNAssDNA）：）：

5、正鏈正鏈DNADNA（+DNA+DNA）：）：堿基序列同堿基序列同mRNAmRNA的為的為 正鏈；正鏈；負鏈負鏈DNADNA（-DNA-DNA）：）：堿基序列同堿基序列同mRNAmRNA互補，互補，可直接作為轉(zhuǎn)錄模可直接作為轉(zhuǎn)錄模板板 的的DNA鏈為負鏈。鏈為負鏈。一般單鏈一般單鏈DNADNA只發(fā)現(xiàn)了只發(fā)現(xiàn)了“+”鏈的，無鏈的，無“-”鏈的鏈的 ！蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋白 結(jié) 構(gòu) 蛋 白概念：概念：為形態(tài)完整、成熟的病毒粒子所為形態(tài)完整、成熟的病毒粒子所 必必需的蛋白質(zhì)，包括衣殼蛋白、包膜蛋白及組成需的蛋白質(zhì)，包括衣殼蛋白、包膜蛋白及組成酶系酶系功能:A.構(gòu)成病毒粒子的外殼,保護核酸

6、;B.決定病毒感染的特異性;C.決定病毒的抗原性;D.構(gòu)成病毒組成中的酶(部分分解酶、合成酶)非結(jié)構(gòu)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋白指由病毒基因編碼，但并不與病毒顆粒指由病毒基因編碼，但并不與病毒顆粒結(jié)合，在病毒復(fù)制中具有某些功能的蛋結(jié)合，在病毒復(fù)制中具有某些功能的蛋白質(zhì)，主要指酶白質(zhì)，主要指酶。三、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)：三、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)：virion核衣殼(nucleocapsid)包膜(envelope)刺突(spike)核酸(nucleicacid)DNAorRNA衣殼(capsid)衣殼粒（一）、病毒的基本結(jié)構(gòu)：（一）、病毒的基本結(jié)構(gòu)：衣衣 殼殼核核 酸酸包包 膜膜刺刺 突突核衣殼核衣殼1.衣 殼 粒(ca

7、psomerecapsomere):):概念：概念：為病毒的最小形態(tài)為病毒的最小形態(tài)單位，由單位，由16個多肽分子折個多肽分子折疊纏繞成的疊纏繞成的蛋白質(zhì)亞單位蛋白質(zhì)亞單位（三級結(jié)構(gòu)）。（三級結(jié)構(gòu)）。2.衣 殼(capsid):(capsid):概念概念:是衣殼粒是衣殼粒以對稱形式以對稱形式有規(guī)律的排列形成的病毒外有規(guī)律的排列形成的病毒外殼。內(nèi)包核酸，形狀多樣。殼。內(nèi)包核酸，形狀多樣。殼體蛋白是許多亞基借次級殼體蛋白是許多亞基借次級鍵或靜電引力互相聚合而成鍵或靜電引力互相聚合而成的具的具四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)的多聚體。的多聚體。(2)(2)特點特點:亞基的組成和數(shù)目亞基的組成和數(shù)目的不同是區(qū)別不同殼

8、體蛋白的不同是區(qū)別不同殼體蛋白的標(biāo)志的標(biāo)志3.核 衣 殼(nucleocapsid):(nucleocapsid):概念：概念：又稱核又稱核殼體；病毒蛋殼體；病毒蛋白質(zhì)衣殼與病白質(zhì)衣殼與病毒核酸的合稱，毒核酸的合稱，為病毒的基本為病毒的基本結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。4.包 膜(envelopeenvelope)(1)(1)概念：概念：指核衣指核衣殼外包裹的由類脂、殼外包裹的由類脂、多糖或蛋白質(zhì)組成多糖或蛋白質(zhì)組成的一層構(gòu)造較復(fù)雜的一層構(gòu)造較復(fù)雜的包膜，亦稱被膜的包膜，亦稱被膜或外膜。或外膜。(2)包膜的特點包膜的特點:包膜的結(jié)構(gòu)具有包膜的結(jié)構(gòu)具有高度穩(wěn)定性高度穩(wěn)定性a.a.維系病毒體結(jié)構(gòu)；維系病毒體結(jié)構(gòu)；b

9、.b.保護病毒核酸；保護病毒核酸；c.c.起始病毒感染所必需（識別）。起始病毒感染所必需（識別）。(3)(3)(3)(3)包膜的功能包膜的功能包膜的功能包膜的功能:5.5.刺刺 突突概念：概念：病毒包病毒包膜或衣殼表面膜或衣殼表面的突起物。的突起物。刺突的功能:a.a.可啟動感染；可啟動感染；b.b.可誘生免疫保護作用；可誘生免疫保護作用；c.c.可中和抗體；可中和抗體；d.d.可促使病毒從宿主細胞上釋放可促使病毒從宿主細胞上釋放.（二）病毒的形態(tài):1、廿面體對稱的結(jié)構(gòu)特征:1)球或近球形；球或近球形；2)高倍電鏡下為多面體高倍電鏡下為多面體,具具20個等邊三角形和個等邊三角形和 12個頂點的

10、物體；個頂點的物體；3)多面多角多棱多面多角多棱,是多顆是多顆 粒按一定方式對稱排粒按一定方式對稱排 列形成列形成,在角上為五鄰在角上為五鄰 體（體（penton)，面上六，面上六 鄰體鄰體(hexon)。廿面體對稱結(jié)構(gòu)的形成原因:1)從拓補學(xué)看，廿面體容積最大；2)最小單位面所需亞基少，利于遺傳節(jié)約；3)亞基易于對稱排列，等價或準(zhǔn)等價成鍵結(jié)合；綜上，廿面體對稱結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、更合理。1）多無包膜2）裸露或有包膜的均發(fā)現(xiàn)空殼體。核酸與衣殼的結(jié)合有助于增加殼體的穩(wěn)定性。廿面體對稱結(jié)構(gòu)病毒特點：2、螺旋對稱的結(jié)構(gòu)特征:1）形狀）形狀：多為桿狀、纖維狀、：多為桿狀、纖維狀、彎曲桿狀；彎曲桿狀；2）螺旋對

11、稱的主要特點：l長形的衣殼粒螺旋狀排列，形成中空的圓柱體，衣殼粒間為準(zhǔn)等價結(jié)合，直徑取決于蛋白亞基的特征，長度取決于核酸分子的長度；l核酸埋嵌在衣殼粒之間的壁內(nèi)，以多個弱鍵與蛋白質(zhì)亞基相連。此方式：可控制螺旋排列；增加殼體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。l此形狀多為RNA病毒，具螺旋對稱的動物病毒多有包膜。TMV的衣殼粒和核苷酸的衣殼粒和核苷酸的結(jié)合的結(jié)合3、復(fù)合對稱的結(jié)構(gòu)特征:大腸桿菌的大腸桿菌的T4噬菌噬菌體是由橢圓形的二體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋十面體頭部和螺旋對稱的尾部組合而對稱的尾部組合而成，是病毒中復(fù)合成，是病毒中復(fù)合對稱的代表。對稱的代表。四、理化因子對病毒的影響四、理化因子對病毒的影響 1

12、.溫度對病毒的影響:1)高溫：對熱不穩(wěn)定，高溫：對熱不穩(wěn)定，5560攝氏度時，攝氏度時，幾或十幾分鐘滅活；幾或十幾分鐘滅活；2)低溫：病毒保持感染性。低溫：病毒保持感染性。應(yīng)用：病毒的實驗及保藏均在低溫下進行；快速低溫冷凍（-70-190）；真空冷凍干燥保藏；2.pH值對病毒的影響:pH6.08.0：穩(wěn)定，：穩(wěn)定，pH5以下或以下或pH9以上：迅速失活；以上：迅速失活；個別例外，個別例外，如鼻病毒在如鼻病毒在pH5.3即滅即滅活，腸道病毒在活，腸道病毒在pH2.2，24小時仍有活小時仍有活性。性。3 3、輻射對病毒的影響、輻射對病毒的影響X射線，射線，射線，紫外線對病毒均有影響。射線，紫外線對

13、病毒均有影響。第二節(jié) 噬菌體W.Twont和T.dHerolle用痢疾桿菌培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)了噬菌體(Bacteriophagiumintestinalle)。E.coliT系-phage一、噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與組成大腸桿菌T4噬菌體頭部廿面體對稱結(jié)構(gòu)；組成：蛋白質(zhì)、小肽、多胺、內(nèi)含DNA。頸部六角形薄盤狀、連接頭尾的結(jié)構(gòu)；附頸須。尾部尾鞘：長95nm,衣殼粒螺旋對稱；可伸縮,伸展時24轉(zhuǎn)，收縮時12轉(zhuǎn)。尾管:長80-100nm，中空，DNA可由此進入細胞?；?六角形盤狀物，中空，其角上有刺突、尾絲刺突:長20nm，有吸附功能。尾絲:長140nm，有識別吸附功能，可專一性的吸附在敏感細胞表面相應(yīng)受體上

14、。二、噬菌體(phage)的增殖烈性噬菌體的裂解周期一步生長曲線溫和噬菌體的溶源性反應(yīng)根據(jù)噬菌體與宿主的關(guān)系：烈性噬菌體（virulentphage)：指能夠裂解宿主細胞的噬菌體.溫和噬菌體(temperatphage)：噬菌體感染細胞后，將其核酸整合（附著）到細菌染色體上，導(dǎo)致溶源性發(fā)生的噬菌體。（一）烈性噬菌體的增殖（一）烈性噬菌體的增殖其裂解周期為：1)吸附2)侵入3)復(fù)制4)成熟5)裝配6)釋放烈性噬菌體的增殖烈性噬菌體的增殖烈性噬菌體的增殖烈性噬菌體的增殖亦稱裂解周期或溶菌周期。亦稱裂解周期或溶菌周期。1.1.吸附吸附（adsorption)adsorption)噬菌體特異性識別專性

15、的細菌細胞的過程。吸附蛋白(在尾絲上)細胞受體(圖中紅前頭所指的為提純的受體）1)吸附蛋白(virusattachmentprotein,在尾絲上):概念：啟動感染,特異性識別宿主細胞,與宿主細胞表面受體發(fā)生結(jié)合.2)細胞受體(cellularrecepterunit):a.細胞受體單位(CRU):細菌細胞表面的大分子,由多亞基構(gòu)成,與尾絲吸附蛋白發(fā)生單價結(jié)合b.細胞受體位點(C.R.Site):由多個CRU構(gòu)成的結(jié)構(gòu),尾絲上的吸附蛋白與CRS發(fā)生多價不可逆結(jié)合G G+細胞壁上的肽聚糖、磷壁酸，細胞壁上的肽聚糖、磷壁酸，G G細胞壁上的細胞壁上的LPSLPS以及鞭毛、莢膜、以及鞭毛、莢膜、菌毛

16、上均有噬菌體吸附的位點。菌毛上均有噬菌體吸附的位點。2.2.侵入侵入:核酸注入細胞的過程。b.當(dāng)尾絲牢固吸附在受體上后，靠刺突“釘”在細胞表面，在細胞表面“鉆孔”（刺突上常含酶類物質(zhì)，可降解細胞表面）尾鞘收縮頭部蛋白質(zhì)構(gòu)象改變頭部蛋白質(zhì)與核酸結(jié)合松散核酸注入細胞a.無收縮尾部的由引導(dǎo)蛋白引導(dǎo)核酸進入細胞。3.3.復(fù)制復(fù)制：核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)合成期，表現(xiàn)為時序性。此時，細胞表面不見噬菌體,故又稱為隱蔽期。4.4.裝配裝配:裝配與釋放又稱成熟，是分期、分批進行的。5.5.釋放釋放:1）裂解：多以裂解細胞的方式釋放。2）分泌：噬菌體穿出細胞，細胞并不裂解。（二）.一步生長曲線以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo),以噬菌

17、斑數(shù)為縱坐標(biāo),繪制成的曲線。經(jīng)過一步生長實驗后,得到的有潛伏期、裂解期的特征性曲線。潛伏期：曲線平行于橫軸，未裂解液中的P數(shù)無變化。樣品中無游離的P。此期為病毒復(fù)制所需的最短時間。為病毒復(fù)制的特征性數(shù)據(jù)。噬菌體以分鐘計；動植物病毒以小時、天計。裂解期：曲線直線上升。子代噬菌體不斷釋放到培養(yǎng)基中。穩(wěn)定期：曲線呈一個平頂。感染細胞復(fù)制的子代噬菌體全部釋放，噬菌斑數(shù)穩(wěn)定，一次感染結(jié)束。第四節(jié) 亞病毒類病毒衛(wèi)星RNA朊病毒一、類病毒為裸露的單鏈RNA,營專性細胞內(nèi)寄生的最小分子生物.RNA為閉合環(huán)狀,形似棒狀.核酸分子量約為100,000道爾頓,350個核苷酸。借宿主細胞內(nèi)依賴DNA的RNA聚合酶以非

18、對稱的模型復(fù)制.較耐熱,90下仍存活.主要感染植物，可通過種子傳播.二、衛(wèi)星RNA為包裹在植物病毒衣殼內(nèi)的單鏈環(huán)狀RNA分子.如：絨毛煙斑駁病毒（VTMoV）。輔助病毒RNA-1;擬病毒RNA-2;二者單獨接種,都不能感染和復(fù)制,合在一起才可以感染和復(fù)制.借助宿主細胞內(nèi)依賴于RNA的RNA聚合酶以滾環(huán)方式進行復(fù)制.三、朊病毒概念：是一類能侵染動物的并在宿主細胞內(nèi)復(fù)制的小分子無免疫性的疏水蛋白質(zhì),亦稱蛋白質(zhì)感染因子(prionprotein,PrP).可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化性紊亂疾病，如:克雅氏綜合癥(Creatzfeldt-Jokob disease);庫魯病(Kura disease);羊瘙癢癥(Scrapie);致死性家族失眠癥;瘋牛病等.目前認為傳染性由其構(gòu)型所決定：有二種:1.非傳染性野生型PrPc:-螺旋;2.傳染性構(gòu)型:PrPsc:-折疊;PrPsc可使PrPc改變構(gòu)象,成為致病分子.