非细胞型微生物

2.3AcellularMicroorganism2.3.非细胞型微生物2.3.1Viruses„特点：„⑴.个体极小„⑵.没有细胞结构„⑶.缺乏独立的代谢能力，专性活细胞内寄生„⑷.有感染性,人类传染病中75%是由病毒引起的„⑸.对干扰素敏感，对抗生素不敏感2.3.1.1病毒的基本性状2.3.1.2病毒的人工培养2.3.1.3病毒侵染宿主细胞的后果2.3.1.4病毒的主要类群和噬菌体Return2.3.1.1病毒的基本性状一.病毒的大小与形态二.病毒的结构与化学组成三.病毒的增殖四.病毒对理化因素的抵抗力„㈠.大小：差异很大，一般直径约100nm左右(10-300nm之间)„最大的病毒：痘病毒200-300nm„最小的病毒：黄热病病毒12nm；脊髓灰质炎病毒20-30nm一.病毒的大小与形态：烟草花叶病毒流感病毒卵蛋白分子流行性乙型脑炎病毒脊髓灰质炎病毒腺病毒大肠杆菌噬菌体立克次氏体衣原体牛痘苗病毒呼肠孤病毒疱疹病毒小核糖核酸病毒外衣病毒痘病毒副粘病毒图2.3.1.1病毒与其它微生物大小的比较„㈡.病毒的形态：„球形、砖形、杆形、长丝形和蝌蚪形„主要病毒颗粒的形态与结构模式:„1.痘病毒2.弹状病毒„3.副粘病毒4.疱疹病毒„5.正粘病毒6.冠状病毒„7.披膜病毒8.T2噬菌体„9.腺病毒10.呼肠孤病毒„11.乳多孔病毒12.小核糖核酸病毒„13.小脱氧核糖核酸病毒„14.烟草花叶病毒„对人和动物具有致病性的病毒大多数为球形或多面体形图2.3.1.2主要病毒颗粒的形态和结构模式图噬菌体蝌蚪形不同于真菌的球形或杆形狂犬病毒腺病毒：无包膜，二十面体冠状病毒：球形，有包膜有包膜的冠状病毒才能致病ＳＡＲＳ？二.病毒的结构与化学组成㈠.病毒的结构：„病毒体：成熟的有感染性的病毒颗粒，主要由核酸与蛋白质组成完整的病毒结构。图2.3.1.3病毒体结构模式图包膜(非基本构造)衣壳粒：构成衣壳的形态学单位核酸衣壳核衣壳(基本构造)核心病毒颗粒病毒粒子刺突(包膜子粒)刺突spikes核酸nucleidacid衣壳capsid包膜envelop衣壳„壳粒数目和排列方式不同,因而病毒结构呈现出不同的对称形式„1.裸露二十面体对称„2.有包膜二十面体对称„3.裸露螺旋对称„4.有包膜螺旋对称„5.复合对称型图2.3.1.5几种不同对称型病毒颗粒壳粒核酸包膜核酸壳粒核酸壳粒核衣壳包膜刺突(包膜子粒„---是由许多蛋白质亚单位组成的壳粒构成衣壳的功能:„1.保护病毒免受破坏„2.与易感细胞表面结合,便于病毒核酸穿入宿主细胞„3.可刺激机体产生免疫应答——糖蛋白决定抗原特异性返回返回„特点:„1.复合对称型,砖形、卵圆形或圆形„2.没有明显的衣壳„3.由复杂的脂蛋白外膜包围„4.最外层有双层被膜栅状带侧体包膜核心图2.3.1.6痘苗病毒粒子横切面示意图痘病毒的结构„包膜(envelope):由脂质、蛋白质和糖类组成,是病毒在成熟过程中以出芽方式通过宿主包膜或核膜时获得的。„特性：对脂溶剂敏感如：乙醚、氯仿、胆汁2.3.1.8病毒包膜的形成„刺突（包膜子粒）：包膜表面向外突起部分，为糖蛋白„功能：便于病毒吸附、穿入宿主细胞膜图2.3.1.7流感病毒粒子的刺突H5N1型，H1N1,H7N7,H9N2H代表Hemagglutinin(血凝素)，有如病毒的钥匙，用来打开及入侵人类或牲畜的细胞；N代表神经氨酸酶(Neuramidinase)，是帮助病毒感染其他细菌的酶。图2.3.1.4流感病毒粒子的构造核蛋白RNA膜或基质蛋白脂质层疏水表面血凝素神经氨酸酶8.0nm4.0nm多聚酶吸附于宿主细胞；凝集某些动物的红细胞使病毒侵入易感细胞Return三.病毒的增殖㈠.病毒增殖的特点㈡.复制周期„1.亲组织性„2.以复制方式进行增殖㈠.病毒增殖的特点：病毒必须寄生在特定的组织活细胞内，具有严格的细胞内寄生性。„复制（replication)：在宿主细胞内，借助宿主细胞供给的原料和能量，在病毒核酸的控制下，合成新的病毒核酸和蛋白质并装配成完整的病毒颗粒的增殖过程。„复制周期(replicativecycle)：病毒从进入易感细胞开始，经复制成为成熟的病毒颗粒并释放到细胞外的过程。它包括吸附、穿入与脱壳、生物合成、装配和释放五个连续阶段„研究病毒复制周期的意义：了解致病机理，阻断正常复制过程以防治病毒性疾病。„1.吸附(absorption)„⒉穿入和脱壳(penetrationanduncoating)„3.生物合成(biosynthesis)„4.装配(assembly)„5.释放(release)图2.3.1.9病毒的增殖过程示意图吸附穿入脱壳mRNA的转录早期蛋白质的翻译病毒DNA的复制mRNA的转录晚期蛋白质的翻译病毒颗粒装配释放㈡.复制周期：1.吸附(adsorption)——病毒受体细菌磷壁酸脂多糖脂蛋白复合物细胞壁鞭毛荚膜菌毛位于动物细胞糖蛋白细胞膜植物细胞----未知例外:痘病毒可吸附在任何带电荷或不带电荷的脊椎动物的细胞表面具有特异性Mg2+来源于空间结构的互补性、静电吸附、氢键、疏水相互作用、范德华力图2.3.1.10.病毒粒子进入细胞的几种方式直接穿入内吞作用融合2.穿入与脱壳--病毒核酸进入宿主细胞的方式胞内酶消化衣壳穿入脱壳痘病毒可吸附在任何带电荷或不带电荷的脊椎动物的细胞表面有包膜无包膜消化酶例如：副粘病毒疱疹病毒例如：流感病毒某些被膜病毒、弹状病毒Mg2+和包膜成分促进吸附和穿入例如:脊椎灰质炎病毒腺病毒等膜融合释放吞饮泡释放吞饮泡释放图2.3.1.11病毒吸附与穿入的方法例外:溶胞循环溶原循环原噬菌体⒋生物合成„隐蔽期:病毒从最初失去感染性到出现病毒子代这段时间„潜伏期=隐蔽期+病毒从胞内释放的所需时间„生物合成:核酸复制和蛋白质合成过程。„1.基因组的复制„2.m-RNA的转录„3.病毒蛋白质的转译和成熟„步骤：„转录mRNA→翻译“早期蛋白”→复制核酸→合成“晚期蛋白”⒌装配(assemble)与释放(release)：„装配：子代核酸与蛋白质合成后，组合成大量成熟的有传染性的病毒颗粒的过程。„释放：病毒装配后，从感染细胞内转移到细胞外的过程„两种方式：1.爆破式，宿主细胞破裂„2.出芽，宿主细胞本身不受害图2.3.1.10具被膜病毒粒子的释放过程具被膜病毒粒子核衣壳包入“芽”开始“出芽”病毒核衣壳宿主细胞膜四.病毒对理化因素的抵抗力：„研究的意义：对消毒、疫苗制备和临床实验提供理论指导„灭活：病毒受理化因素作用后，失去感染性称为灭活。经灭活的病毒仍有某些活性。„㈠.物理因素：耐冷怕热；怕电离辐射、紫外线„灭活条件：60℃加热30min„保存条件：4-7℃，存活数小时至数日„超低温：-196℃----70℃可保存数月至数年„常用消毒剂：高锰酸钾、过氧化氢、漂白粉、碘酊„破坏有包膜的病毒：乙醚、氯仿和去氧胆酸盐„肝炎病毒：过氧乙酸„灭活病毒：甲醛（能保留抗原活性）用于制备灭活疫苗„抗生素、磺胺药-------对病毒无效„板蓝根、大青叶等----抑制多种病毒增殖„㈡.化学因素：对氧化剂敏感2.3.1.2病毒的人工培养常用方法有：组织培养（活细胞培养）鸡胚培养动物接种法„一.组织培养或细胞培养：„将离体的活组织或分散的细胞人工加以培养的过程，多用于病毒的分离与鉴定、制备疫苗等。„常用方法有：人胚肾细胞、人羊膜细胞、猴肾细胞、鸡胚细胞、狗肾传代细胞（MDCK)、人胚肺二倍体细胞及各种传代细胞等细胞培养板细胞培养瓶CPE效应(致细胞病变效应）正常细胞恶变细胞正常培养MDCK细胞病变细胞MDCK:狗肾传代细胞这是美国疾病控制和预防中心公布的一张未标明日期的彩色电子显微照片。它显示出H5N1型禽流感病毒（金黄色）在MDCK细胞（绿色）培养液中的活动状态„优点：价廉、无菌、易于操作、便于选用不同的适宜接种部位„培养部位：绒毛尿囊膜、尿囊腔、羊膜腔、卵黄囊„感染现象:组织坏死、痘疤、血凝二.鸡胚培养„以不同日龄、不同部位的受精鸡胚为培养基进行病毒的人工培养绒毛尿囊膜接种卵壳壳膜气室羊膜腔接种卵黄囊接种尿囊腔接种绒毛尿囊膜尿囊腔壳膜羊膜腔图4.2.9鸡胚构造及接种部位示意图卵白卵黄囊„根据病毒的不同种类，以不同接种途径，将病毒接种到相应敏感的试验动物的组织和细胞中繁殖------动物接种三.动物接种：„目前已很少采用，主要采用组织培养法实验人员观察10毫升SARS病毒是否解冻攻毒后第十天，实验员给猴子拍x光片，有疫苗保护的猴子肺部没有发生变化2.3.1.3病毒侵染宿主细胞的后果一、细胞病原性变化二、转化三、持续感染„1.细胞破坏：„引起细胞病变的培养特征：细胞圆缩、成团、空泡形成；有的堆聚成葡萄状或形成多核巨细胞；有的坏死从培养瓶壁脱落等。„2.细胞表面出现新抗原„3.包涵体形成但并非所有病毒在感染细胞后，都产生细胞病变。一、细胞病原性变化„包涵体(inclusionbody)：也叫包含体„是宿主细胞受病毒感染后形成的一种光学显微镜下可观察到的大小不等、数量不同的圆形或不规则的斑块。功能：1.多数是病毒的合成场所2.有些可能是被感染细胞晚期退化变性的结果3.少数是病毒颗粒堆积而成的结晶体包含体的形态、大小、位置及染色性等特性有助于病毒的鉴定„由于病毒的特异性核酸被整合到宿主细胞的基因组中,从而引起宿主细胞性质变化,称为转化二、转化：„特点„1.失去接触抑制„2.疯长„3.出现病毒特异性抗原„4.移植引起肿瘤„5.增加凝集„6.形态变化„潜伏感染-----疱疹感染„病毒在原发感染后没有被完全清除,而残留少量病毒长期潜伏在宿主细胞内,但不复制,也不出现任何临床表现.。但潜伏病毒可被激活三、持续感染慢性感染------乙肝病毒指感染后，病毒未被彻底从体内清除，可以持续存在于血液及组织中，并经常向体内排出。带状疱疹2.3.1.4病毒的主要类群和噬菌体„一、动物病毒„感染后果：„1.大量增殖→宿主细胞溶解、死亡-----口蹄疫、猪瘟、鸡瘟„2.引起肿瘤-----白血病„二、植物病毒„感染后果：破坏叶绿素和叶绿体；阻碍植株发育；杀死细胞„三、微生物病毒三、微生物病毒——噬菌体噬菌体：是寄生于原核微生物的病毒㈠.生物学特性㈡噬菌体感染细菌的培养特征㈢.细菌的溶原状态㈣.噬菌体的应用„⒈形态结构与化学组成：蛋白质外壳包绕核心DNA或RNA„形态：蝌蚪形、球形或丝形图2.3.11蝌蚪形噬菌体模式图尾刺尾丝颈尾板尾髓尾鞘尾领头部尾部㈠.生物学特性：„①噬菌体的增殖过程：吸附与穿入→生物合成→释放与细菌裂解„溶菌周期：也叫裂解周期，指噬菌体从吸附细菌开始到细菌裂解的整个过程。图2.3.12大肠杆菌T系噬菌体繁殖过程⒉噬菌体的增殖与溶菌图2.3.13大肠杆菌T4噬菌体繁殖的时间进程核酸酶DNA聚合酶等噬菌体DNA噬菌体头部蛋白尾部、颈部、基片和尾丝蛋白成熟病毒粒子DNA噬菌体早期基因次早期基因后期基因早期mRNA次早期mRNA后期mRNA早期蛋白质次早期蛋白质后期蛋白质细菌RNA聚合酶噬菌体RNA聚合酶或更改后的细菌RNA聚合酶进一步更改后的RNA聚合酶新RNA聚合酶、更改蛋白质等DNA聚合酶、DNA分解酶、溶菌酶结构蛋白等一步生长曲线烈性噬菌体的繁殖过程:平均收获量（爆破量）每个被感染的细菌释放噬菌体的平均数„1.使浑浊菌液变澄清„2.在培养细菌的平板培养基上可出现被裂解的噬菌斑在含宿主细菌的培养基上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑㈡噬菌体感染细菌的培养特征：噬菌斑的形成噬菌体稀释液（0.1ml）+敏感菌（0.2ml）+上层培养液（1%琼脂3ml）下层培养基2%琼脂培养基7-8ml双层培养基培养噬菌斑敏感菌菌苔图2.3.15利用双层培养基形成噬菌斑的过程37℃10hr混匀双层平板法与单层平板法所形成的噬菌斑的比较T2T4λ噬菌体噬菌斑的计数„溶原性噬菌体（温和噬菌体）：某些噬菌体感染细菌后并不增殖，而是将基因组整合到细菌的染色体中，这种噬菌体称为---„整合到细菌染色体上的噬菌体基因组称为前噬菌体„带有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌紫外线诱导自发㈢.细菌的溶原状