真病毒,至少含有 核酸和蛋白质 两种组分非细胞型生物 亚病毒类病毒,只含具有 独立侵染 性的 RNA组分拟病毒,只含 不 具有 独立侵染 性的 RNA组分朊病毒,只含单一 蛋白质 组分第一节 病毒
1892年俄国学者 Ivanovsky首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。
1898年荷兰的 Beijerinck将病原体命名叫 virus；
1935年美国的 Stanley首次提纯并结晶了 TMV，随后英国的
Bawden and Pirie证实该结晶只含核酸和蛋白质两种成分；
1952年 Hershey and Chase证实噬菌体的遗传物质是 DNA；
1971年 Diener发现只含 RNA一种成分的类病毒；
1981年 Randles等又发现了拟病毒（卫星病毒）；
1982年 Prusiner发现了只含蛋白质一种成分的朊病毒。
小，电镜观察，可通过细菌滤器；
无细胞构造，成分为核酸和蛋白质；
只含有一种核酸，不是 DNA就是 RNA；
专性活细胞寄生；
利用宿主细胞内的代谢系统实现自身的繁殖；
离体条件下，以无生命的生物大分子状态存在；
对一般抗生素不敏感，对干扰素敏感；
病毒的特点
凡有细胞的生物生存之处，都有与其相对应的病毒存在。
病毒的种类有益,制成生物杀虫剂；生物学基础研究和基因工程的重要材料；
有害,引起动、植物和人类的各种疾病和发酵工业中的噬菌体污染 ；
病毒与人类的关系萎缩腿的祭司
—脊髓灰质炎病毒引起一、病毒的形态构造和化学成分
（一）病毒的大小
– 小，能通过细菌滤器，测量单位是 nm；
– 多数病毒的直径在 100nm上下；
– 病毒：细菌：真菌 =1,10,100
几种病毒的形态和大小
The comparative sizes of several viruses and bacteria
球形 —二十面体对称（如腺病毒）
杆状 — 螺旋对称（如烟草花叶病毒）
蝌蚪状 — 复合对称（如大肠杆菌噬菌体）
（二）病毒的形态
球形 — 二十面体对称 （腺病毒）
杆状 — 螺旋对称 （烟草花叶病毒）
蝌蚪状 — 复合对称 （大肠杆菌偶数噬菌体）
（三）病毒的对称体制螺旋对称的代表 —— 烟草花叶病毒（ TMV）
RNA
衣壳粒二十面体立体对称的代表 —— 腺病毒刺突顶球五邻体六邻体复合对称的代表 —— T偶数噬菌体
头部
颈部
– 颈环
– 颈须
尾部
– 尾鞘
– 尾管
– 基板
– 刺突
– 尾丝
E.coli 的 T4 噬菌体模式图
（四）病毒粒子的结构及化学组成核酸 → 决定病毒遗传、变异和复制蛋白质 → 支架结构和抗原成分，保护核酸核心衣壳包膜类脂 → 与病毒的宿主专一性和侵入等有关
（五）病毒的群体形态
1,包涵体 （显微镜下观察）
– 在某些感染病毒的宿主细胞内，出现 光学显微镜可见的大小、形态和数量不等的小体；
– 多数位于细胞质内 (具嗜酸性 )，少数位于细胞核内 (具嗜碱性 )，也有细胞质和细胞核内都存在；
– 包涵体常用于病毒病的辅助诊断指标；
顾氏小体 → 天花病毒引起的包涵体
内基氏小体 → 狂犬病毒引起的包涵体
X体 → 烟草花叶病毒病毒的包涵体
2,噬菌斑
– 将少量噬菌体与大量宿主细胞的混合液与培养基充分混匀，经培养，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上出现用 肉眼可见 的透亮的小圆斑；
3,空斑在单层动物细胞上培养的动物病毒有点类似于菌落的病灶称为病斑。
4,枯斑植物叶片上的植物病毒群体。
（六）病毒的核酸动物病毒 植物病毒噬菌体 真菌病毒二、病毒的繁殖方式
（一）原核生物的病毒 — 噬菌体
1,噬菌体的形态结构噬菌体的基本形态：蝌蚪形、球形、丝状
A型
B型
C型
T2,T4
Mu
λ,T5
T3,T7
dsDNA
A型
F型Fd,M13
D型φX174
ssDNA
E型RNA
蝌蚪状收缩性长尾蝌蚪状非收缩性长尾蝌蚪状非收缩性短尾丝状小顶衣壳粒大顶衣壳粒
2,噬菌体的繁殖过程
① 吸附；
② 侵入；
③ 增殖；
④ 装配；
⑤ 释放；
凡在 短时间内 能 连续 完成以上五个阶段而实现其繁殖的噬菌体。所经历的过程称为裂解性周期。
烈性噬菌体
吸附（ adsorption）
侵入（ injection）
目前已知病毒的核酸类型,5种
Baltimore(1971)把五类核酸分为六种途径合成 m RNA
增殖（ replication）
把 m RNA的碱基序列规定为正链
1.
2.
3.4,5.
6.
不同核酸型的病毒在感染宿主后的 mRNA合成方式
装配（ maturity）
释放 （ release）
Time course of events in phage T4 infection
Latent period
噬菌体的繁殖过程
3.噬菌体效价的测定
效价（ titre）
– 每 mL试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，
又称噬菌斑形成单位 (pfu);
测定效价的方法
– 单层平板法
– 双层平板法
同一样品根据噬菌斑计算的效价和用电镜计算的效价之比；
噬菌体的 EOP一般大于 50%；
植物或动物病毒的 EOP一般为 10%
成斑率（ efficiency of plating,EOP）
4.一步生长曲线 (one-step growth curve)
— 定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线
用 噬菌体的稀释液 去感染 高浓度的宿主细胞,保证每个细胞所吸附的噬菌体至多一个。经数分钟吸附后，
在混合液中加入适量相应的抗血清，
中和未吸附的噬菌体。然后用保温的培养液稀释此混合液，同时终止抗血清的作用，置于适宜的温度下培养。其间每隔数分钟取样，连续测定其效价并绘制成图。
测定方法一步生长曲线三个重要特征参数：潜伏期、裂解期、裂解量裂解量 = 平稳期的效价 / 潜伏期的效价
5.溶源性
温和噬菌体 (temperate phage)
– 凡吸附并侵入宿主细胞后，噬菌体的 DNA只 整合 在宿主的染色体组上，并随宿主 DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下不引起宿主细胞裂解的噬菌体。此现象称 溶源性或溶源现象 。其宿主称 溶源菌 。
温和噬菌体的存在形式,游离态、整合态、营养态
温和噬菌体的类型
– E.coli 的 λ,Mu-1,P1,P2噬菌体
– Salmonella typhimurium的 P22噬菌体
λphage
λ 噬菌体研究得最清楚（ P73）
λ 噬菌体作为原核生物基因工程的载体的优点 （ P79 ）
由 λ 噬菌体构建的载体凯隆载体利用内切酶改造后所建成的特殊 λ 噬菌体载体科斯质粒是一种含粘性末端的 λ-DNA和质粒 DNA组建的重组体；
Lysogenic cycle of bacteriophage λin E.coli
Lytic cycle Lysogenic cycle
将少量溶源菌与大量敏感指示菌混合，然后与琼脂培养基混匀后倒平板，能长出 特殊菌落 形态的为溶源菌。
检查溶源菌的方法指示菌菌苔透明裂解圈溶源菌菌落特殊菌落形态作 业
制作有关 植物病毒 （ TMV）,人类 （ AIDS,SARS）和 脊椎动物病毒 (禽流感病毒或腺病毒 ),昆虫病毒 的课件，由此了解不同种类病毒的特性和繁殖过程。
要求图文并茂。
第二节 亚病毒（ subvirus）
在组成病毒的两种成分中，只含其中一种成分的病原体 ;
名 称 组成成分 分子量 独立感染性类病毒 RNA 约 105 Da +
拟病毒 RNA 约 105 Da -
朊病毒 蛋白质 约 104 Da +
3种亚病毒的比较一、类病毒 (Viroids)
– 1971年 Diener首次报道,引起马铃薯纺锤形块茎病
(PSTD)的病原体只含 RNA一种成分；
– PSTV的结构模型：
杆状构型；
是一裸露的闭合环状 ssRNA（含 359个核苷酸） ；
由高度碱基配对的双链区和单链环状区相间排列。
1981年 Randles等首次在绒毛烟的班驳病毒中分离得到，是二十面体病毒，在病毒的蛋白质衣壳内含有 3种 RNA分子 (RNA-1,RNA-2,RNA-3)；
RNA-2和 RNA-3单独存在时不具有侵染性，只有当 RNA-1与其合在一起时才能感染宿主。具有此特性的称其为拟病毒；
拟病毒寄生的真病毒又称辅助病毒；
二、拟病毒 （ Virusoid）
1982年，美国的 Prusiner发现引起羊搔痒病的病原是一种 蛋白质 (PrP)，称该病原为 prion，由此荣获 1997年诺贝尔生理和医学奖；
可引起与哺乳动物脑部相关的疾病，如：
人的克 -雅氏病（ CJD ） ；
羊搔痒病；
疯牛病 （ BSE）
库鲁病（一种震颤病）
朊病毒的特点（ P78）
三、朊病毒（ prion）
构成朊病毒的蛋白质有两种形式。一种是正常的细胞型蛋白
PrPc,属蛋白酶敏感型；另一种是异常的致病型蛋白 PrPsc,
具有一定的抗蛋白酶消化特性；
这两种蛋白质具有相同的氨基酸顺序，由同一基因编码，但三维结构却差异很大，因此这种病原引起的疾病称为构象病；
发病特点潜伏期长，引起致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患；
表现为进行性共济运动失调，震颤，姿势不稳，痴呆或知觉过敏，行为反常等中枢神经系统症状；
朊病毒的发病机理目前广为接受的朊病毒假说认为正常朊蛋白 PrPc在未知因素的作用下转化成致病朊病毒 PrPsc，一旦 PrPsc形成，可催化更多的
PrPc向 PrPsc转变，最终导致神经组织的退化和病变。
动物感染病毒后的 4种结果第三节 病毒与实践
噬菌体与发酵工业；
昆虫病毒用于生物防治；
病毒在基因工程中的应用 — 载体
– 原核生物基因工程的载体 — λ 噬菌体
– 动物基因工程的载体 — SV40、人的腺病毒
– 植物基因工程的载体 — CaMV
– 真核生物基因工程的载体 — 杆状病毒
1892年俄国学者 Ivanovsky首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。
1898年荷兰的 Beijerinck将病原体命名叫 virus；
1935年美国的 Stanley首次提纯并结晶了 TMV，随后英国的
Bawden and Pirie证实该结晶只含核酸和蛋白质两种成分；
1952年 Hershey and Chase证实噬菌体的遗传物质是 DNA；
1971年 Diener发现只含 RNA一种成分的类病毒；
1981年 Randles等又发现了拟病毒（卫星病毒）；
1982年 Prusiner发现了只含蛋白质一种成分的朊病毒。
小，电镜观察，可通过细菌滤器；
无细胞构造，成分为核酸和蛋白质；
只含有一种核酸，不是 DNA就是 RNA；
专性活细胞寄生；
利用宿主细胞内的代谢系统实现自身的繁殖；
离体条件下，以无生命的生物大分子状态存在；
对一般抗生素不敏感，对干扰素敏感；
病毒的特点
凡有细胞的生物生存之处，都有与其相对应的病毒存在。
病毒的种类有益,制成生物杀虫剂；生物学基础研究和基因工程的重要材料；
有害,引起动、植物和人类的各种疾病和发酵工业中的噬菌体污染 ；
病毒与人类的关系萎缩腿的祭司
—脊髓灰质炎病毒引起一、病毒的形态构造和化学成分
（一）病毒的大小
– 小，能通过细菌滤器，测量单位是 nm；
– 多数病毒的直径在 100nm上下；
– 病毒：细菌：真菌 =1,10,100
几种病毒的形态和大小
The comparative sizes of several viruses and bacteria
球形 —二十面体对称（如腺病毒）
杆状 — 螺旋对称（如烟草花叶病毒）
蝌蚪状 — 复合对称（如大肠杆菌噬菌体）
（二）病毒的形态
球形 — 二十面体对称 （腺病毒）
杆状 — 螺旋对称 （烟草花叶病毒）
蝌蚪状 — 复合对称 （大肠杆菌偶数噬菌体）
（三）病毒的对称体制螺旋对称的代表 —— 烟草花叶病毒（ TMV）
RNA
衣壳粒二十面体立体对称的代表 —— 腺病毒刺突顶球五邻体六邻体复合对称的代表 —— T偶数噬菌体
头部
颈部
– 颈环
– 颈须
尾部
– 尾鞘
– 尾管
– 基板
– 刺突
– 尾丝
E.coli 的 T4 噬菌体模式图
（四）病毒粒子的结构及化学组成核酸 → 决定病毒遗传、变异和复制蛋白质 → 支架结构和抗原成分，保护核酸核心衣壳包膜类脂 → 与病毒的宿主专一性和侵入等有关
（五）病毒的群体形态
1,包涵体 （显微镜下观察）
– 在某些感染病毒的宿主细胞内，出现 光学显微镜可见的大小、形态和数量不等的小体；
– 多数位于细胞质内 (具嗜酸性 )，少数位于细胞核内 (具嗜碱性 )，也有细胞质和细胞核内都存在；
– 包涵体常用于病毒病的辅助诊断指标；
顾氏小体 → 天花病毒引起的包涵体
内基氏小体 → 狂犬病毒引起的包涵体
X体 → 烟草花叶病毒病毒的包涵体
2,噬菌斑
– 将少量噬菌体与大量宿主细胞的混合液与培养基充分混匀，经培养，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上出现用 肉眼可见 的透亮的小圆斑；
3,空斑在单层动物细胞上培养的动物病毒有点类似于菌落的病灶称为病斑。
4,枯斑植物叶片上的植物病毒群体。
（六）病毒的核酸动物病毒 植物病毒噬菌体 真菌病毒二、病毒的繁殖方式
（一）原核生物的病毒 — 噬菌体
1,噬菌体的形态结构噬菌体的基本形态：蝌蚪形、球形、丝状
A型
B型
C型
T2,T4
Mu
λ,T5
T3,T7
dsDNA
A型
F型Fd,M13
D型φX174
ssDNA
E型RNA
蝌蚪状收缩性长尾蝌蚪状非收缩性长尾蝌蚪状非收缩性短尾丝状小顶衣壳粒大顶衣壳粒
2,噬菌体的繁殖过程
① 吸附；
② 侵入；
③ 增殖；
④ 装配；
⑤ 释放；
凡在 短时间内 能 连续 完成以上五个阶段而实现其繁殖的噬菌体。所经历的过程称为裂解性周期。
烈性噬菌体
吸附（ adsorption）
侵入（ injection）
目前已知病毒的核酸类型,5种
Baltimore(1971)把五类核酸分为六种途径合成 m RNA
增殖（ replication）
把 m RNA的碱基序列规定为正链
1.
2.
3.4,5.
6.
不同核酸型的病毒在感染宿主后的 mRNA合成方式
装配（ maturity）
释放 （ release）
Time course of events in phage T4 infection
Latent period
噬菌体的繁殖过程
3.噬菌体效价的测定
效价（ titre）
– 每 mL试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，
又称噬菌斑形成单位 (pfu);
测定效价的方法
– 单层平板法
– 双层平板法
同一样品根据噬菌斑计算的效价和用电镜计算的效价之比；
噬菌体的 EOP一般大于 50%；
植物或动物病毒的 EOP一般为 10%
成斑率（ efficiency of plating,EOP）
4.一步生长曲线 (one-step growth curve)
— 定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线
用 噬菌体的稀释液 去感染 高浓度的宿主细胞,保证每个细胞所吸附的噬菌体至多一个。经数分钟吸附后，
在混合液中加入适量相应的抗血清，
中和未吸附的噬菌体。然后用保温的培养液稀释此混合液，同时终止抗血清的作用，置于适宜的温度下培养。其间每隔数分钟取样，连续测定其效价并绘制成图。
测定方法一步生长曲线三个重要特征参数：潜伏期、裂解期、裂解量裂解量 = 平稳期的效价 / 潜伏期的效价
5.溶源性
温和噬菌体 (temperate phage)
– 凡吸附并侵入宿主细胞后，噬菌体的 DNA只 整合 在宿主的染色体组上，并随宿主 DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下不引起宿主细胞裂解的噬菌体。此现象称 溶源性或溶源现象 。其宿主称 溶源菌 。
温和噬菌体的存在形式,游离态、整合态、营养态
温和噬菌体的类型
– E.coli 的 λ,Mu-1,P1,P2噬菌体
– Salmonella typhimurium的 P22噬菌体
λphage
λ 噬菌体研究得最清楚（ P73）
λ 噬菌体作为原核生物基因工程的载体的优点 （ P79 ）
由 λ 噬菌体构建的载体凯隆载体利用内切酶改造后所建成的特殊 λ 噬菌体载体科斯质粒是一种含粘性末端的 λ-DNA和质粒 DNA组建的重组体；
Lysogenic cycle of bacteriophage λin E.coli
Lytic cycle Lysogenic cycle
将少量溶源菌与大量敏感指示菌混合，然后与琼脂培养基混匀后倒平板，能长出 特殊菌落 形态的为溶源菌。
检查溶源菌的方法指示菌菌苔透明裂解圈溶源菌菌落特殊菌落形态作 业
制作有关 植物病毒 （ TMV）,人类 （ AIDS,SARS）和 脊椎动物病毒 (禽流感病毒或腺病毒 ),昆虫病毒 的课件，由此了解不同种类病毒的特性和繁殖过程。
要求图文并茂。
第二节 亚病毒（ subvirus）
在组成病毒的两种成分中，只含其中一种成分的病原体 ;
名 称 组成成分 分子量 独立感染性类病毒 RNA 约 105 Da +
拟病毒 RNA 约 105 Da -
朊病毒 蛋白质 约 104 Da +
3种亚病毒的比较一、类病毒 (Viroids)
– 1971年 Diener首次报道,引起马铃薯纺锤形块茎病
(PSTD)的病原体只含 RNA一种成分；
– PSTV的结构模型：
杆状构型；
是一裸露的闭合环状 ssRNA（含 359个核苷酸） ；
由高度碱基配对的双链区和单链环状区相间排列。
1981年 Randles等首次在绒毛烟的班驳病毒中分离得到，是二十面体病毒，在病毒的蛋白质衣壳内含有 3种 RNA分子 (RNA-1,RNA-2,RNA-3)；
RNA-2和 RNA-3单独存在时不具有侵染性，只有当 RNA-1与其合在一起时才能感染宿主。具有此特性的称其为拟病毒；
拟病毒寄生的真病毒又称辅助病毒；
二、拟病毒 （ Virusoid）
1982年，美国的 Prusiner发现引起羊搔痒病的病原是一种 蛋白质 (PrP)，称该病原为 prion，由此荣获 1997年诺贝尔生理和医学奖；
可引起与哺乳动物脑部相关的疾病，如：
人的克 -雅氏病（ CJD ） ；
羊搔痒病；
疯牛病 （ BSE）
库鲁病（一种震颤病）
朊病毒的特点（ P78）
三、朊病毒（ prion）
构成朊病毒的蛋白质有两种形式。一种是正常的细胞型蛋白
PrPc,属蛋白酶敏感型；另一种是异常的致病型蛋白 PrPsc,
具有一定的抗蛋白酶消化特性；
这两种蛋白质具有相同的氨基酸顺序，由同一基因编码，但三维结构却差异很大，因此这种病原引起的疾病称为构象病；
发病特点潜伏期长，引起致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患；
表现为进行性共济运动失调，震颤，姿势不稳，痴呆或知觉过敏，行为反常等中枢神经系统症状；
朊病毒的发病机理目前广为接受的朊病毒假说认为正常朊蛋白 PrPc在未知因素的作用下转化成致病朊病毒 PrPsc，一旦 PrPsc形成，可催化更多的
PrPc向 PrPsc转变，最终导致神经组织的退化和病变。
动物感染病毒后的 4种结果第三节 病毒与实践
噬菌体与发酵工业；
昆虫病毒用于生物防治；
病毒在基因工程中的应用 — 载体
– 原核生物基因工程的载体 — λ 噬菌体
– 动物基因工程的载体 — SV40、人的腺病毒
– 植物基因工程的载体 — CaMV
– 真核生物基因工程的载体 — 杆状病毒
