病 毒
刘雅婷
2002年元旦
病毒的发现
第七章 病毒
? 第一节 病毒的特征
? 第二节 噬菌体
? 第三节 昆虫病毒和植物病毒
第一节 病毒的特征
? 一、病毒的形状和大小
? 二、病毒的结构和化学组成
? 三、病毒的分类
? 四、亚病毒的组成
病毒的概念
病毒是一类超显微、无细胞结构、具有高度侵染性、
专性活细胞寄生的大分子微生物。
病毒与其他微生物不同之处是：
①形体极其微小，只有在电子显微镜下才能观察到，一般能通
过细菌滤器；
②化学组成简单，主要是核酸与蛋白质；
③只含一种核酸,DNA或 RNA；
④无细胞结构，仅为核酸包于蛋白质外壳中的病毒粒子；
⑤缺乏独立代谢能力；
⑥繁殖方式独特，只能在活细胞内利用宿主细胞的代谢机器，
通过核酸复制和蛋白质合成，然后再装配的方式进行增殖；
⑦具有双重存在方式，时而在活细胞内营专性寄生，时而在细
胞外以大分子颗状态存在；
⑧对一般抗生素不敏感，而对干扰素敏感。
第一节 病毒的特征
一、病毒的形状和大小
（一）病毒的形状
病毒形态多种多样，有球状、杆状、蝌蚪状、子弹状和
丝状、冠状等（图示）。其基本形态为球状（或近似球状）,
杆状和蝌蚪状。
（二）病毒的大小
病毒的结构示意图
二、病毒的化学组成、结构与对称性
（一）病毒的基本结构
（二）病毒的对称性
病毒衣壳的衣壳粒排列具有高度对称性。
螺旋对称与二十面体对称是病毒两种基本的对称
类型。此外，兼有螺旋对称和二十面体对称的称
为复合对称。螺旋对称、二十面体对称与复合对
称分别相当于杆状、球形和蝌蚪状这 3种形态的
病毒。
1．螺旋对称的杆状病毒
烟草花叶病毒（ Tobacco mosaic virus,TMV）是螺旋对称的典
型代表。 TMV为单链 RNA病毒，直管状、长 300nm、宽 15nm、内径
4nm（图示），由 95％蛋白质与 5％ RNA组成。其衣壳由 2130个衣壳
粒（蛋白质亚基）组成。每个衣壳粒（相对分子质量 1,75× 104
）含 158个氨基酸。 2 130个衣壳粒以逆时针方向螺旋排列成 130
圈螺旋，即 49个衣壳粒形成 3圈螺旋，螺距 2.3nm。单链 RNA由
6390个核苷酸组成，相对分子质量为 2,06× 106，直径 8nm，以螺
旋方式盘绕在衣壳内侧的沟内。每个衣壳粒的凹处含 3个核苷酸，
故每圈 49个核苷酸。
2．二十面体对称或等轴对称的球状病毒
以腺病毒为代表来说明。
腺病毒为双链 DNA病毒，无包膜，粗看像, 球状,,直径 70～ 80nm。但实际
上，它是由 20个等边三角形组成的二十面体（图示 -A）。它有 12个角,20个
面和 30条棱，由 252个球状衣壳粒沿着 3根互相垂直的轴立体对称排列而成。
位于 12个顶角上的 12个衣壳粒被与其相邻的 5个衣壳粒围绕形成五邻体。位于
棱上或面上的 240个衣壳粒则由 6个相邻的衣壳粒围绕形成六邻体。每个五邻
体上伸出一根末端顶球的刺突（图示 -B）。腺病毒的核心为线状双链 DNA。
大肠杆菌噬菌体 T4是复合对称病毒的代表。噬菌体 T4也是双链 DNA病毒，
蝌蚪状，由二十面体对称的头与螺旋对称的尾复合构成，为复合对称（图
示）。
头部长 95nm、宽 65nm，在电镜照片中呈椭圆形二十面体，其衣壳由 212个
每个直径为 6nm的衣壳粒组成。线状双链 DNA位于头部的核心。尾长 95nm，由
尾管、尾鞘、基板、刺突与尾丝等组成，尾管由 144个衣壳粒螺旋排列成的 24
圈螺旋所组成，直径 8nm，中空，内径 2.5～ 3.5nm，是位于头部核心的 DNA进
入宿主细胞的通道。尾鞘也是由 24环螺旋组成。基板为一个六角形的盘状结
构，直径 30.5nm，中空，上面长有 6根尾丝（长 140nm、宽 2nm，折成等长的两
段）以及 6个刺突（长 20nm）。尾丝与刺突均有吸附功能。在头尾相连处还有
颈部，由颈环和颈须构成。颈环也是一六角形的盘状结构，直径 37,5nm。从
颈环发出 6根颈须，它的功能是裹住吸附前的尾丝。
3．复合对 称的蝌蚪状病毒
（一）病毒的化学组成
病毒的主要化学组分为核酸（ DNA或 RNA）和蛋白质。有
的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。
1．病毒核酸
一种病毒只含一种核酸（ DNA或 RNA）。植物病毒绝大多数含 RNA，
少数含 DNA。动物病毒一部分含 DNA，一部分含 RNA。细菌病毒则普
遍含 DNA，含 RNA的为数极少。真菌病毒绝大多数含 RNA，是否有含
DNA的真菌病毒还不清楚。
2．病毒蛋白质
有的病毒只含一种蛋白质，如 TMV；多数含有为数不多的几种蛋白质，
如 MS2噬菌体含 4种蛋白质，即 A蛋白、外壳蛋白、裂解蛋白与 RNA复制酶，流
感病毒含 8种蛋白质，即 P1（起始转录的蛋白质）,P2（帽 -结合蛋白）,P3
（延长转录的蛋白质）,HA（血凝素）,NP（核衣壳蛋白）,NA（神经氨酸
酶）,M（基质蛋白）和 NS（功能未知的非结构蛋白）。 T4噬菌体含 30余种蛋
白质。病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样。但不同病毒蛋白质的氨基酸
组成和含量各不相同。病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过
程中发挥作用。
（ 1）结构功能 衣壳蛋白包在病毒核酸外面构成病毒的基本结构 ── 核衣壳保
护着病毒核酸免遭破坏； M蛋白（膜蛋白或基质蛋白）组成包膜病毒包膜内的蛋
白质层；
（ 2）吸附 噬菌体的尾丝与流感病毒包膜上的糖蛋白刺突吸附在宿主细胞表面
的受体上；
（ 3）破坏宿主细胞膜与细胞壁 如噬菌体的溶菌酶与流感病毒的神经氨酸酶；
（ 4）增殖 如 DNA和 RNA聚合酶,RNA复制酶、逆转录酶等核酸复制酶以及合成
病毒蛋白质所需的各种酶等。
3．其他成分
一些比较复杂的病毒（如包膜病毒）除了含有核酸与
蛋白质两种主要成分外，还有脂质和糖类等其他成分。病毒中
的脂质主要以脂质双分子层的形式存在于病毒的包膜中。病毒
所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面，决定着病
毒的抗原性。
三、病毒的分类
? 根据国际病毒的分类委员会的分类标准
划分为 7种病毒
? 根据侵染寄主划分为 5种病毒
? 根据化学成分划分为 2种病毒
? 根据对寄主的影响程度划分为 2种病毒
国际病毒的分类委员会的分类标准
? 遗传物质是 DNA或 RNA
? 单链或双链
? 有无包膜
划分为 7种病毒
根据寄主划分为 5种病毒
? 动物病毒,人类病毒（ 300余种）
脊椎动物病毒（ 931种）
昆虫病毒（ 1671种）
? 植物病毒,600余种
? 真菌病毒,100余种
? 细菌病毒,2850余种
? 拟病毒：
根据化学成分划分为 2种病毒
? 真病毒
? 亚病毒
类病毒：裸露的闭合环状的 RNA分子
拟病毒：植物真病毒中的小的环状的 RNA分子
朊病毒：具有侵染力的蛋白质颗粒
根据对寄主的影响程度划分为 2种病毒
? 温和性的病毒：
病毒的基因组可以与寄主基因组同
时复制，并且可以形成一种溶原化状态，
从而不导致细胞死亡。
? 烈性病毒：感染后能杀死细胞的病毒
几
种
病
毒
粒
子
的
形
态
(1)球状
(2)杆状
(3)蝌蚪状
(4)线状病毒
(5)弹状病毒
Human Coronavirus - SARS
The name refers to a characteristic halo or corona which surrounds e
ach virion,The enveloped virion with a complex morphology contai
ns single-stranded RNA.
病
毒
的
化
学
成
分
烟草花叶病毒
昆虫多面体病毒
乙肝病毒
艾滋病毒
噬菌体 ----细菌病毒
病
毒
分
类
植株感染病毒的症状
1.畸形
2.褪绿和矮化
植株感染病毒的症状
植株感染病毒的症状
3.花叶
4.丛枝
植物病毒的侵染途径
? 昆虫
? 汁液
? 嫁接
? 菟丝子
? 线虫
? 真菌
? 种子和花粉
TMV的侵入
1,吸附
病毒的侵染
TMV的侵入
2,穿入
TMV的侵入
3,脱壳
噬菌体的侵染
噬菌体的繁殖
狂犬病毒的侵染和复制
病毒的可利用价值
第一，在病毒发现之前，早在十八世纪人们就利用病
毒感染引起的植物叶和花的变色，创造新的花卉品种，
如荷兰的郁金香杂色花变种、日本的卫矛叶变色品种、
印度的杂色锦麻和中国的“绿菊”。
第二，用噬菌体防治动物的痢疾杆菌、耐药性的绿脓杆菌
和金黄色葡萄球菌感染，取得优于药物的治疗效果。我国
著名医学 微生物学家余贺曾在 1958年利用噬菌体成功地防
治了绿脓杆菌对烧伤病人的感染，成为我国微生物学界的
一段佳话。
第三，抗霜冻噬菌体能够保护植物免受霜冻的危害。
第四，藻类病毒可清除藻对水面的污染，试验证明污染水
源的藻类，施用 LPP-1病毒后 7天，藻就被全部裂解，使水
质变清。
病毒的可利用价值
第五，昆虫病毒已经成功地用于防治害虫。我国曾研究
用鼠痘病毒灭鼠，试验感染的死亡率达 100%。
第六，用于植物病害的防治。近年来报道了用真菌病毒
双链 RNA防治板栗疫病；我国病毒学家田波等成功地用卫
星 RNA防治黄瓜花叶病毒引起的病害。
第七，分子生物学和基因工程中使用的工具酶和基因工程
载体来源于病毒。禽肿瘤病毒的反转录酶、噬菌体 T4产生
的 T4 DNA 聚合酶,T4 RNA 连接酶,T4 DNA 连接酶和 T4
多核苷酸激酶等是基因工程进行遗传操作的重要工具酶。
病毒的可利用价值
刘雅婷
2002年元旦
病毒的发现
第七章 病毒
? 第一节 病毒的特征
? 第二节 噬菌体
? 第三节 昆虫病毒和植物病毒
第一节 病毒的特征
? 一、病毒的形状和大小
? 二、病毒的结构和化学组成
? 三、病毒的分类
? 四、亚病毒的组成
病毒的概念
病毒是一类超显微、无细胞结构、具有高度侵染性、
专性活细胞寄生的大分子微生物。
病毒与其他微生物不同之处是：
①形体极其微小，只有在电子显微镜下才能观察到，一般能通
过细菌滤器；
②化学组成简单，主要是核酸与蛋白质；
③只含一种核酸,DNA或 RNA；
④无细胞结构，仅为核酸包于蛋白质外壳中的病毒粒子；
⑤缺乏独立代谢能力；
⑥繁殖方式独特，只能在活细胞内利用宿主细胞的代谢机器，
通过核酸复制和蛋白质合成，然后再装配的方式进行增殖；
⑦具有双重存在方式，时而在活细胞内营专性寄生，时而在细
胞外以大分子颗状态存在；
⑧对一般抗生素不敏感，而对干扰素敏感。
第一节 病毒的特征
一、病毒的形状和大小
（一）病毒的形状
病毒形态多种多样，有球状、杆状、蝌蚪状、子弹状和
丝状、冠状等（图示）。其基本形态为球状（或近似球状）,
杆状和蝌蚪状。
（二）病毒的大小
病毒的结构示意图
二、病毒的化学组成、结构与对称性
（一）病毒的基本结构
（二）病毒的对称性
病毒衣壳的衣壳粒排列具有高度对称性。
螺旋对称与二十面体对称是病毒两种基本的对称
类型。此外，兼有螺旋对称和二十面体对称的称
为复合对称。螺旋对称、二十面体对称与复合对
称分别相当于杆状、球形和蝌蚪状这 3种形态的
病毒。
1．螺旋对称的杆状病毒
烟草花叶病毒（ Tobacco mosaic virus,TMV）是螺旋对称的典
型代表。 TMV为单链 RNA病毒，直管状、长 300nm、宽 15nm、内径
4nm（图示），由 95％蛋白质与 5％ RNA组成。其衣壳由 2130个衣壳
粒（蛋白质亚基）组成。每个衣壳粒（相对分子质量 1,75× 104
）含 158个氨基酸。 2 130个衣壳粒以逆时针方向螺旋排列成 130
圈螺旋，即 49个衣壳粒形成 3圈螺旋，螺距 2.3nm。单链 RNA由
6390个核苷酸组成，相对分子质量为 2,06× 106，直径 8nm，以螺
旋方式盘绕在衣壳内侧的沟内。每个衣壳粒的凹处含 3个核苷酸，
故每圈 49个核苷酸。
2．二十面体对称或等轴对称的球状病毒
以腺病毒为代表来说明。
腺病毒为双链 DNA病毒，无包膜，粗看像, 球状,,直径 70～ 80nm。但实际
上，它是由 20个等边三角形组成的二十面体（图示 -A）。它有 12个角,20个
面和 30条棱，由 252个球状衣壳粒沿着 3根互相垂直的轴立体对称排列而成。
位于 12个顶角上的 12个衣壳粒被与其相邻的 5个衣壳粒围绕形成五邻体。位于
棱上或面上的 240个衣壳粒则由 6个相邻的衣壳粒围绕形成六邻体。每个五邻
体上伸出一根末端顶球的刺突（图示 -B）。腺病毒的核心为线状双链 DNA。
大肠杆菌噬菌体 T4是复合对称病毒的代表。噬菌体 T4也是双链 DNA病毒，
蝌蚪状，由二十面体对称的头与螺旋对称的尾复合构成，为复合对称（图
示）。
头部长 95nm、宽 65nm，在电镜照片中呈椭圆形二十面体，其衣壳由 212个
每个直径为 6nm的衣壳粒组成。线状双链 DNA位于头部的核心。尾长 95nm，由
尾管、尾鞘、基板、刺突与尾丝等组成，尾管由 144个衣壳粒螺旋排列成的 24
圈螺旋所组成，直径 8nm，中空，内径 2.5～ 3.5nm，是位于头部核心的 DNA进
入宿主细胞的通道。尾鞘也是由 24环螺旋组成。基板为一个六角形的盘状结
构，直径 30.5nm，中空，上面长有 6根尾丝（长 140nm、宽 2nm，折成等长的两
段）以及 6个刺突（长 20nm）。尾丝与刺突均有吸附功能。在头尾相连处还有
颈部，由颈环和颈须构成。颈环也是一六角形的盘状结构，直径 37,5nm。从
颈环发出 6根颈须，它的功能是裹住吸附前的尾丝。
3．复合对 称的蝌蚪状病毒
（一）病毒的化学组成
病毒的主要化学组分为核酸（ DNA或 RNA）和蛋白质。有
的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。
1．病毒核酸
一种病毒只含一种核酸（ DNA或 RNA）。植物病毒绝大多数含 RNA，
少数含 DNA。动物病毒一部分含 DNA，一部分含 RNA。细菌病毒则普
遍含 DNA，含 RNA的为数极少。真菌病毒绝大多数含 RNA，是否有含
DNA的真菌病毒还不清楚。
2．病毒蛋白质
有的病毒只含一种蛋白质，如 TMV；多数含有为数不多的几种蛋白质，
如 MS2噬菌体含 4种蛋白质，即 A蛋白、外壳蛋白、裂解蛋白与 RNA复制酶，流
感病毒含 8种蛋白质，即 P1（起始转录的蛋白质）,P2（帽 -结合蛋白）,P3
（延长转录的蛋白质）,HA（血凝素）,NP（核衣壳蛋白）,NA（神经氨酸
酶）,M（基质蛋白）和 NS（功能未知的非结构蛋白）。 T4噬菌体含 30余种蛋
白质。病毒蛋白质的氨基酸组成与其他生物一样。但不同病毒蛋白质的氨基酸
组成和含量各不相同。病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过
程中发挥作用。
（ 1）结构功能 衣壳蛋白包在病毒核酸外面构成病毒的基本结构 ── 核衣壳保
护着病毒核酸免遭破坏； M蛋白（膜蛋白或基质蛋白）组成包膜病毒包膜内的蛋
白质层；
（ 2）吸附 噬菌体的尾丝与流感病毒包膜上的糖蛋白刺突吸附在宿主细胞表面
的受体上；
（ 3）破坏宿主细胞膜与细胞壁 如噬菌体的溶菌酶与流感病毒的神经氨酸酶；
（ 4）增殖 如 DNA和 RNA聚合酶,RNA复制酶、逆转录酶等核酸复制酶以及合成
病毒蛋白质所需的各种酶等。
3．其他成分
一些比较复杂的病毒（如包膜病毒）除了含有核酸与
蛋白质两种主要成分外，还有脂质和糖类等其他成分。病毒中
的脂质主要以脂质双分子层的形式存在于病毒的包膜中。病毒
所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面，决定着病
毒的抗原性。
三、病毒的分类
? 根据国际病毒的分类委员会的分类标准
划分为 7种病毒
? 根据侵染寄主划分为 5种病毒
? 根据化学成分划分为 2种病毒
? 根据对寄主的影响程度划分为 2种病毒
国际病毒的分类委员会的分类标准
? 遗传物质是 DNA或 RNA
? 单链或双链
? 有无包膜
划分为 7种病毒
根据寄主划分为 5种病毒
? 动物病毒,人类病毒（ 300余种）
脊椎动物病毒（ 931种）
昆虫病毒（ 1671种）
? 植物病毒,600余种
? 真菌病毒,100余种
? 细菌病毒,2850余种
? 拟病毒：
根据化学成分划分为 2种病毒
? 真病毒
? 亚病毒
类病毒：裸露的闭合环状的 RNA分子
拟病毒：植物真病毒中的小的环状的 RNA分子
朊病毒：具有侵染力的蛋白质颗粒
根据对寄主的影响程度划分为 2种病毒
? 温和性的病毒：
病毒的基因组可以与寄主基因组同
时复制，并且可以形成一种溶原化状态，
从而不导致细胞死亡。
? 烈性病毒：感染后能杀死细胞的病毒
几
种
病
毒
粒
子
的
形
态
(1)球状
(2)杆状
(3)蝌蚪状
(4)线状病毒
(5)弹状病毒
Human Coronavirus - SARS
The name refers to a characteristic halo or corona which surrounds e
ach virion,The enveloped virion with a complex morphology contai
ns single-stranded RNA.
病
毒
的
化
学
成
分
烟草花叶病毒
昆虫多面体病毒
乙肝病毒
艾滋病毒
噬菌体 ----细菌病毒
病
毒
分
类
植株感染病毒的症状
1.畸形
2.褪绿和矮化
植株感染病毒的症状
植株感染病毒的症状
3.花叶
4.丛枝
植物病毒的侵染途径
? 昆虫
? 汁液
? 嫁接
? 菟丝子
? 线虫
? 真菌
? 种子和花粉
TMV的侵入
1,吸附
病毒的侵染
TMV的侵入
2,穿入
TMV的侵入
3,脱壳
噬菌体的侵染
噬菌体的繁殖
狂犬病毒的侵染和复制
病毒的可利用价值
第一，在病毒发现之前，早在十八世纪人们就利用病
毒感染引起的植物叶和花的变色，创造新的花卉品种，
如荷兰的郁金香杂色花变种、日本的卫矛叶变色品种、
印度的杂色锦麻和中国的“绿菊”。
第二，用噬菌体防治动物的痢疾杆菌、耐药性的绿脓杆菌
和金黄色葡萄球菌感染，取得优于药物的治疗效果。我国
著名医学 微生物学家余贺曾在 1958年利用噬菌体成功地防
治了绿脓杆菌对烧伤病人的感染，成为我国微生物学界的
一段佳话。
第三，抗霜冻噬菌体能够保护植物免受霜冻的危害。
第四，藻类病毒可清除藻对水面的污染，试验证明污染水
源的藻类，施用 LPP-1病毒后 7天，藻就被全部裂解，使水
质变清。
病毒的可利用价值
第五，昆虫病毒已经成功地用于防治害虫。我国曾研究
用鼠痘病毒灭鼠，试验感染的死亡率达 100%。
第六，用于植物病害的防治。近年来报道了用真菌病毒
双链 RNA防治板栗疫病；我国病毒学家田波等成功地用卫
星 RNA防治黄瓜花叶病毒引起的病害。
第七，分子生物学和基因工程中使用的工具酶和基因工程
载体来源于病毒。禽肿瘤病毒的反转录酶、噬菌体 T4产生
的 T4 DNA 聚合酶,T4 RNA 连接酶,T4 DNA 连接酶和 T4
多核苷酸激酶等是基因工程进行遗传操作的重要工具酶。
病毒的可利用价值
