第三章 非细胞型生物 --病毒
? 3000BC，
埃及孟非
思壁画中
长老患小
儿麻痹症 。
?病毒：是一类没有细胞结构，但有遗传复
制等生命特征，主要由核酸和蛋白质组成
的大分子生物。
?病毒的宿主范围是病毒能够感染并在其中复
制的宿主种类和组织细胞种类。病毒几乎可以
感染所有的细胞生物。另一方面，病毒又具有
宿主特异性，即就某一种病毒而言，它仅能感
染一定种类的微生物、植物或动物。
?根据病毒的宿主范围可将之分为噬菌体
（ phage）、植物病毒（ plant viruses）和动
物病毒（ animal viruses）等。
? 个体微小
? 结构简单
? 高度寄生性
? 特殊的抵抗力
一,病毒的基本特点
第一节 病毒的一般特性
微生物的大小比较
葡萄球菌
(1000nm）
牛痘病毒
300× 250n
m
A
B
C
D
E
F
G
立克次体 450nm 衣原体
390nm
A、大肠杆菌噬菌体
( 65 × 95nm )
B、腺病毒
(70nm )
C、脊髓灰质炎病毒
(30nm )
D、乙脑病毒
( 40nm )
E、蛋白分子
(10nm )
F、流感病毒
( 100nm )
G、烟草花叶病毒
病毒区别于其他生物的主要特征归纳如下,
? 1.无细胞结构，仅含一种类型的核酸 --DNA或 RNA，
至今尚未发现二者兼有的病毒。
2.大部分病毒没有酶或酶系统极不完全，不含催化
能量代谢的酶，不能进行独立的代谢功能。
3.严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，不能
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。
4.个体极小，能通过细菌滤器，在电子显微镜下才
可看见。
5.在寄主细胞内的病毒对各种化学药剂和抗菌素不
敏感。
? 病毒的大小可采用不同方法进行研究 。 大多数病
毒比细菌小得多, 但比多数蛋白质分子大, 直径
在 10－ 300纳米之间, 通常在 100纳米左右 。
? 病毒的形态有球形, 卵圆形, 砖形, 杆状, 丝状
及蝌蚪状等, 但以近似球形的多面体和杆状为主 。
? 动物病毒多呈球形, 卵圆形或砖形 。
? 植物病毒多呈杆状或丝状, 亦有不少呈球状 。
? 细菌病毒多为蝌蚪形, 也有微球形和丝状的 。
二,病毒的大小与形态
三、病毒的化学组成与结构
? 病毒体主要由核酸和蛋白质组成 。
? 病毒的基本结构为核衣壳结构 。 有包膜的病
毒和某些无包膜的病毒除核酸和蛋白质外,
还含有脂类和碳水化合物 。 有的病毒还含有
聚胺类化合物, 无机阳离子等组分 。
? 病毒粒子：系指成熟的或结构完整, 有感染
性的病毒个体 。
? 衣壳粒,它是构成病毒粒子的最小形态单位 。
每个衣壳粒是由 1-6个同种多肽分子折叠缠绕
而成的蛋白质亚单位 。
? 衣壳,由衣壳粒以对称的形式, 有规律地排列
成杆状, 球状, 廿面体或其他形状, 构成病毒
的外壳 。 衣壳的中心包含着病毒核酸 。
? 核衣壳,是病毒蛋白质衣壳和病毒核酸的合称 。
? 包膜,有些病毒除核衣壳外, 在其外层还包裹
着一层构造比较复杂的包膜即为包膜 。 它由脂
类和多糖组成 。
? 刺突,有些病毒粒子表面, 尤其是在有囊膜的
病毒粒子表面具有突起物, 称刺突 。
?核心：核酸 → 基因组 genome → 决定病毒遗传、变异
和复制
?壳粒 capsomere → 衣壳 capsid → 保护、介导、抗原性
?包膜 envelope，包膜子粒 peplomere（刺突 spike） → 保
护、介导、抗原性
核衣壳的对称形式
Symmetry of Nucleocapsid
?螺旋对称型（ Helical Symmetry）
?二十面体立体对称型（ Icosahedral Symmetry ）
?复合对称 型（ Complex Symmetry ）
螺旋对称的代表－－烟草花叶病毒
二十面体对称的代表－－腺病毒
复合对称的代表
－－ T偶数噬菌体
第二节 病毒的增殖
? 病毒结构简单，不具有能独立进行生命
代谢的酶系统，因此必须靠宿主细胞为它
提供原料、能量、酶和合成场所，病毒才
能进行增殖。
病毒的增殖过程大致分为吸附、侵入、
脱壳、生物合成及装配与释放五个相互联
系的阶段，称为病毒的复制周期。
吸附,非特异性吸附；
特异性吸附。
侵入,三种方式,
吞饮、融合和转位。
脱壳,两步。
生物合成,（ 1） mRNA转录与
蛋白质成,
（ 2）核酸复制。
装配与释放,
装配；释放方式,
(1)破胞释放；
(2)芽生。
病
毒
的
复
制
过
程
复
制
过
程
HIV
病
毒
繁
殖
的
一
步
生
长
曲
线
第三节 病毒的分类
?依据,
核酸的化学特性
病毒体的结构
特殊的特征
? 在 1995年发表的 ICTV 的病毒分类与命名
第六次报告中共报道了 4000余种病毒，分
别划归 49个病毒科。经过以后的几次修改
和补充，现在的分类系统将已发现的病毒
分为 dsDNA病毒,ssDNA病毒,DNA和 RNA逆
转录病毒,dsRNA病毒、负意 ssRNA病毒、
正意 ssRNA病毒和亚病毒因子等 7大类,62
个病毒科
第四节 噬 菌 体
噬菌体 (phage)是侵染细菌、放线菌等
细胞型微生物的病毒。
? 噬菌体的形态结构
基本形态为蝌蚪形, 微球形和丝状三种 。
一,噬菌体的一般特性
噬菌体的繁殖过程
? 根据噬菌体与宿主细胞的关系可分为烈性噬
菌体和温和噬菌体两类 。
? 烈性噬菌体进入菌体后就会改变宿主的性质,
使之成为制造噬菌体的, 工厂,, 大量产生
新的噬菌体, 最后导致菌体裂解死亡 。
? 温和噬菌体进入菌体后, 因生长条件不同,
可具有两条截然不同的, 可选择的生长途径 。
一条是与烈性噬菌体相同的生长路线, 引起
宿主细胞裂解死亡；另一条是将其核整合到
细菌染色上, 该细菌细胞继续生长繁殖, 并
被溶原化 。
噬菌体的生长和繁殖
溶 源 性
? 溶源性 是温和噬菌体侵入宿主细菌细胞后产生的
一种特性 。
? 当温和噬菌体侵入宿主细菌细胞后, 其 DNA整合到
宿主细胞基因组上, 随宿主细胞 DNA的复制而复制,
宿主细胞也不裂解, 继续进行正常的分裂繁殖,
在偶尔情况下, 某一代其中有一个宿主细胞发生
裂解释放出新的子代噬菌体, 而在这许多代不发
生裂解的宿主细胞中又检查不到噬菌体的存在,
但它们却具有产生成熟噬菌体粒子的潜在能力 。
人们把温和噬菌体侵入宿主细菌细胞所引起的这
种特性叫做 溶源性 。
? 含有温和噬菌体的 DNA而又找不到
形态上可见的噬菌体粒子的宿主细
菌叫溶源性细菌或溶源化细胞 。
? 附着或整合在溶源性细菌染色体上
的温和噬菌体的核酸称为原噬菌体
或前噬菌体 。
当噬菌体
感染细菌
时，宿主
菌染色体
中获得了
噬菌体的
DNA片段，
使其成为
溶原状态
时，而使
细菌获得
新的性状。
二、噬菌体的危害和应用
? 噬菌体的危害－－噬菌体污染
? 噬菌体的应用
用于细菌的鉴定和分型
用于诊断和治疗疾病
用于分子生物学研究的实验工具
复 习 思 考 题
? 1.简述病毒的一般特性和增殖过程。
? 2.病毒粒有哪几种对称形式？试各举
一例。
? 3.试解释溶源性、溶源菌、温和噬菌
体、烈性噬菌体。
? 4.何为噬菌体？其侵染繁殖有几个阶
段？各有何特点？
? 3000BC，
埃及孟非
思壁画中
长老患小
儿麻痹症 。
?病毒：是一类没有细胞结构，但有遗传复
制等生命特征，主要由核酸和蛋白质组成
的大分子生物。
?病毒的宿主范围是病毒能够感染并在其中复
制的宿主种类和组织细胞种类。病毒几乎可以
感染所有的细胞生物。另一方面，病毒又具有
宿主特异性，即就某一种病毒而言，它仅能感
染一定种类的微生物、植物或动物。
?根据病毒的宿主范围可将之分为噬菌体
（ phage）、植物病毒（ plant viruses）和动
物病毒（ animal viruses）等。
? 个体微小
? 结构简单
? 高度寄生性
? 特殊的抵抗力
一,病毒的基本特点
第一节 病毒的一般特性
微生物的大小比较
葡萄球菌
(1000nm）
牛痘病毒
300× 250n
m
A
B
C
D
E
F
G
立克次体 450nm 衣原体
390nm
A、大肠杆菌噬菌体
( 65 × 95nm )
B、腺病毒
(70nm )
C、脊髓灰质炎病毒
(30nm )
D、乙脑病毒
( 40nm )
E、蛋白分子
(10nm )
F、流感病毒
( 100nm )
G、烟草花叶病毒
病毒区别于其他生物的主要特征归纳如下,
? 1.无细胞结构，仅含一种类型的核酸 --DNA或 RNA，
至今尚未发现二者兼有的病毒。
2.大部分病毒没有酶或酶系统极不完全，不含催化
能量代谢的酶，不能进行独立的代谢功能。
3.严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，不能
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。
4.个体极小，能通过细菌滤器，在电子显微镜下才
可看见。
5.在寄主细胞内的病毒对各种化学药剂和抗菌素不
敏感。
? 病毒的大小可采用不同方法进行研究 。 大多数病
毒比细菌小得多, 但比多数蛋白质分子大, 直径
在 10－ 300纳米之间, 通常在 100纳米左右 。
? 病毒的形态有球形, 卵圆形, 砖形, 杆状, 丝状
及蝌蚪状等, 但以近似球形的多面体和杆状为主 。
? 动物病毒多呈球形, 卵圆形或砖形 。
? 植物病毒多呈杆状或丝状, 亦有不少呈球状 。
? 细菌病毒多为蝌蚪形, 也有微球形和丝状的 。
二,病毒的大小与形态
三、病毒的化学组成与结构
? 病毒体主要由核酸和蛋白质组成 。
? 病毒的基本结构为核衣壳结构 。 有包膜的病
毒和某些无包膜的病毒除核酸和蛋白质外,
还含有脂类和碳水化合物 。 有的病毒还含有
聚胺类化合物, 无机阳离子等组分 。
? 病毒粒子：系指成熟的或结构完整, 有感染
性的病毒个体 。
? 衣壳粒,它是构成病毒粒子的最小形态单位 。
每个衣壳粒是由 1-6个同种多肽分子折叠缠绕
而成的蛋白质亚单位 。
? 衣壳,由衣壳粒以对称的形式, 有规律地排列
成杆状, 球状, 廿面体或其他形状, 构成病毒
的外壳 。 衣壳的中心包含着病毒核酸 。
? 核衣壳,是病毒蛋白质衣壳和病毒核酸的合称 。
? 包膜,有些病毒除核衣壳外, 在其外层还包裹
着一层构造比较复杂的包膜即为包膜 。 它由脂
类和多糖组成 。
? 刺突,有些病毒粒子表面, 尤其是在有囊膜的
病毒粒子表面具有突起物, 称刺突 。
?核心：核酸 → 基因组 genome → 决定病毒遗传、变异
和复制
?壳粒 capsomere → 衣壳 capsid → 保护、介导、抗原性
?包膜 envelope，包膜子粒 peplomere（刺突 spike） → 保
护、介导、抗原性
核衣壳的对称形式
Symmetry of Nucleocapsid
?螺旋对称型（ Helical Symmetry）
?二十面体立体对称型（ Icosahedral Symmetry ）
?复合对称 型（ Complex Symmetry ）
螺旋对称的代表－－烟草花叶病毒
二十面体对称的代表－－腺病毒
复合对称的代表
－－ T偶数噬菌体
第二节 病毒的增殖
? 病毒结构简单，不具有能独立进行生命
代谢的酶系统，因此必须靠宿主细胞为它
提供原料、能量、酶和合成场所，病毒才
能进行增殖。
病毒的增殖过程大致分为吸附、侵入、
脱壳、生物合成及装配与释放五个相互联
系的阶段，称为病毒的复制周期。
吸附,非特异性吸附；
特异性吸附。
侵入,三种方式,
吞饮、融合和转位。
脱壳,两步。
生物合成,（ 1） mRNA转录与
蛋白质成,
（ 2）核酸复制。
装配与释放,
装配；释放方式,
(1)破胞释放；
(2)芽生。
病
毒
的
复
制
过
程
复
制
过
程
HIV
病
毒
繁
殖
的
一
步
生
长
曲
线
第三节 病毒的分类
?依据,
核酸的化学特性
病毒体的结构
特殊的特征
? 在 1995年发表的 ICTV 的病毒分类与命名
第六次报告中共报道了 4000余种病毒，分
别划归 49个病毒科。经过以后的几次修改
和补充，现在的分类系统将已发现的病毒
分为 dsDNA病毒,ssDNA病毒,DNA和 RNA逆
转录病毒,dsRNA病毒、负意 ssRNA病毒、
正意 ssRNA病毒和亚病毒因子等 7大类,62
个病毒科
第四节 噬 菌 体
噬菌体 (phage)是侵染细菌、放线菌等
细胞型微生物的病毒。
? 噬菌体的形态结构
基本形态为蝌蚪形, 微球形和丝状三种 。
一,噬菌体的一般特性
噬菌体的繁殖过程
? 根据噬菌体与宿主细胞的关系可分为烈性噬
菌体和温和噬菌体两类 。
? 烈性噬菌体进入菌体后就会改变宿主的性质,
使之成为制造噬菌体的, 工厂,, 大量产生
新的噬菌体, 最后导致菌体裂解死亡 。
? 温和噬菌体进入菌体后, 因生长条件不同,
可具有两条截然不同的, 可选择的生长途径 。
一条是与烈性噬菌体相同的生长路线, 引起
宿主细胞裂解死亡；另一条是将其核整合到
细菌染色上, 该细菌细胞继续生长繁殖, 并
被溶原化 。
噬菌体的生长和繁殖
溶 源 性
? 溶源性 是温和噬菌体侵入宿主细菌细胞后产生的
一种特性 。
? 当温和噬菌体侵入宿主细菌细胞后, 其 DNA整合到
宿主细胞基因组上, 随宿主细胞 DNA的复制而复制,
宿主细胞也不裂解, 继续进行正常的分裂繁殖,
在偶尔情况下, 某一代其中有一个宿主细胞发生
裂解释放出新的子代噬菌体, 而在这许多代不发
生裂解的宿主细胞中又检查不到噬菌体的存在,
但它们却具有产生成熟噬菌体粒子的潜在能力 。
人们把温和噬菌体侵入宿主细菌细胞所引起的这
种特性叫做 溶源性 。
? 含有温和噬菌体的 DNA而又找不到
形态上可见的噬菌体粒子的宿主细
菌叫溶源性细菌或溶源化细胞 。
? 附着或整合在溶源性细菌染色体上
的温和噬菌体的核酸称为原噬菌体
或前噬菌体 。
当噬菌体
感染细菌
时，宿主
菌染色体
中获得了
噬菌体的
DNA片段，
使其成为
溶原状态
时，而使
细菌获得
新的性状。
二、噬菌体的危害和应用
? 噬菌体的危害－－噬菌体污染
? 噬菌体的应用
用于细菌的鉴定和分型
用于诊断和治疗疾病
用于分子生物学研究的实验工具
复 习 思 考 题
? 1.简述病毒的一般特性和增殖过程。
? 2.病毒粒有哪几种对称形式？试各举
一例。
? 3.试解释溶源性、溶源菌、温和噬菌
体、烈性噬菌体。
? 4.何为噬菌体？其侵染繁殖有几个阶
段？各有何特点？
