高中生物 3.3《非細胞形態(tài)的生物——病毒》課件 滬科版第一冊.ppt

第3節(jié)非細胞形態(tài)的生命 病毒 病毒傳播方式病毒 virus 是廣泛寄生于人 動物 植物 微生物細胞中的一類微生物 它比一般微生物小 能夠通過細菌過濾器 必須借助電子顯微鏡才能觀察到 病毒的基本特征 無細胞結(jié)構(gòu) 只含有一種核酸 或為核糖核酸 rna 或為脫氧核糖核酸 dna 沒有自身的酶合成機制 不具備獨立代謝的酶系統(tǒng) 營專性寄生生活 個體微小能通過細菌濾器 電子顯微鏡才能觀察到 對抗菌素不敏感 對干擾素敏感 在活細胞外具有一般化學(xué)大分子特征 進入宿主細胞后又具有生命特征 病毒的形態(tài)和大小在電子顯微鏡下觀察 各種病毒的形狀不一 一般呈球狀 桿狀 橢圓狀 蝌蚪狀和絲狀等 人 動物的病毒大多呈球狀 卵圓狀或磚狀 植物病毒多數(shù)為桿狀或絲狀 細菌病毒即噬菌體 bacteriophage 大多呈蝌蚪狀 少數(shù)呈絲狀 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu) 病毒的形態(tài)和大小病毒體積微小 常用納米 nm 表示 病毒的大小差異顯著 有的病毒較大 如痘病毒約為250 300 200 250nm 而口蹄疫病毒的直徑約為10 22nm 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu) 感冒病毒 紅細胞 艾滋病毒 病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)成熟的具有侵染力的病毒顆粒稱為病毒粒子 virion 大多數(shù)病毒粒子的組成成分只有蛋白質(zhì)和核酸 較大的痘病毒除含蛋白質(zhì)和核酸外 還含類脂質(zhì) 多糖等 蛋白質(zhì)包在核酸外面 稱為衣殼 capsid 每種病毒僅含一種核酸 大多為rna 少數(shù)為dna 其中噬菌體的核酸大多數(shù)為dna 含dna的病毒稱為dna病毒 含rna的病毒稱為rna病毒 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu) 病毒的個體雖小 但也有一定的結(jié)構(gòu) 病毒的衣殼是由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質(zhì)亞單位 并構(gòu)成對稱結(jié)構(gòu) 衣殼的中心包含著病毒的核酸 衣殼與核酸合稱為核衣殼 nucleocapsid 有些病毒核衣殼是裸露的 有些則由囊膜 envelope 包圍著 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 稱為刺突 spike 由此可見 病毒的結(jié)構(gòu)具有高度的穩(wěn)定性 從而使病毒核酸不致在細胞外環(huán)境中遭到破壞 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu) 大多數(shù)噬菌體為蝌蚪狀 并有頭尾之分 大腸桿菌 偶數(shù)噬菌體的結(jié)構(gòu)示意圖 其頭部為對稱的廿面體 尾部為螺旋體對稱 頭部為蛋白質(zhì)外殼 內(nèi)含核酸 尾鞘與頭部由頸部連接 尾鞘為中空結(jié)構(gòu) 稱尾髓 此外 還有基片 刺突 尾絲等附屬物 這些附屬物的作用是附著于寄主細胞上 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu) 噬菌體 病毒的增殖 病毒的增殖過程病毒侵入寄主細胞后 利用寄主細胞提供的原料 能量和生物合成機制 在病毒核酸的控制下合成病毒核酸和蛋白質(zhì) 然后裝配為病毒顆粒 再以各種方式從細胞中釋放出病毒粒子 病毒的這個過程與一般微生物的繁殖方式不同 稱增殖 miltiplication 又稱為復(fù)制 replication 整個過程稱為復(fù)制周期 無論是動 植物病毒或噬菌體 其增殖過程基本相同 大致分為吸附 侵入 及脫殼 生物合成 裝配與釋放等連續(xù)步驟 病毒的增殖 吸附吸附是病毒粒子通過擴散和分子運動附著在寄主細胞表面的一種現(xiàn)象 對于大腸桿菌t系噬菌體 還包括尾絲和刺突固著在寄主細胞表面 噬菌體的吸附專一性很強 吸附只發(fā)生在特定寄主細胞的特定部位 這一部位稱為受體 受體大多為細胞壁的脂蛋白或脂多糖部位 少數(shù)為鞭毛或傘毛上 當受體部位發(fā)生突變或經(jīng)化學(xué)處理結(jié)構(gòu)改變時 病毒就不能吸附 寄主細胞也就獲得了對該病毒侵染的抗性 病毒的增殖 侵入和脫殼不同病毒粒子侵入宿主細胞內(nèi)的方式不同 大部分噬菌體通過注射的方式將核酸注入細胞內(nèi) 而外殼則留于細胞外 例如大腸桿菌t4噬菌體 當它的尾端吸附在細胞壁上后 便依靠存在于尾端的溶菌酶水解細菌細胞壁上的肽聚糖 并通過尾鞘收縮 將頭部的dna射入細胞內(nèi) 植物病毒沒有直接侵入細胞壁的能力 在自然界中大多通過傷口侵入或昆蟲刺吸傳染 并通過導(dǎo)管和篩管等組織傳布至整個植株 動物病毒以類似吞噬作用的胞飲方式 由宿主細胞將整個病毒顆粒吞入細胞內(nèi) 或者通過病毒囊膜與細胞質(zhì)膜的融合方式進入細胞 病毒的增殖 侵入和脫殼有些動 植物病毒當侵入細胞時衣殼已開始破損 有囊膜的病毒其囊膜與細胞質(zhì)融合除去囊膜后 以完整的核衣殼進入細胞 被吞飲的病毒在吞噬泡中進行脫殼 多數(shù)病毒的脫殼是依靠寄主細胞內(nèi)的溶酶體進行的 溶酶體分泌的酶能將衣殼和囊膜降解去除 病毒的增殖 生物合成病毒的生物合成包括核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)合成兩部分 病毒侵入寄主細胞后 引起寄主細胞代謝發(fā)生改變 細胞的生物合成不再由細胞本身支配 而受病毒核酸攜帶的遺傳信息所控制 并利用寄主細胞的合成機制和機構(gòu) 如核糖體 trna rna 酶 atp等 復(fù)制出病毒核酸 并合成大量病毒蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 如衣殼等 病毒的增殖 裝配與釋放新合成的核酸與蛋白質(zhì) 在細胞的一定部位裝配 成為成熟的病毒顆粒 如大多數(shù)dna病毒 除痘病毒等少數(shù)外 的裝配在細胞核中進行 大多數(shù)rna病毒則在細胞質(zhì)中進行 一般情況下 t4噬菌體的裝配是先由頭部和尾部連結(jié) 然后再接上尾絲 完成噬菌體的裝配 裝配成的病毒顆粒離開細胞的過程稱為病毒的釋放 病毒的增殖 病毒的釋放方式有兩種 沒有囊膜的dna或rna病毒在裝配成以后 能合成溶解細胞的酶 以裂解寄主細胞的方式使子代病毒一齊從寄主細胞中釋放出來 釋放量在100 10000個左右 有囊膜的病毒如流感病毒 皰疹病毒等以出芽方式逐個釋放 這類病毒的囊膜是在形成芽體時由寄主細胞膜包裹的 經(jīng)釋放后的病毒顆粒重新成為具有侵染能力的病毒粒子 病毒的增殖 烈性噬菌體與溫和性噬菌體病毒的生長規(guī)律可以通過噬菌體的一步生長曲線 onestepgrowthcurve 研究 噬菌體的增殖過程與細胞生物完全不同 其增殖速率很快 一步生長曲線可分為潛伏期 latentperiod 和突破期 risephase 潛伏期噬菌體經(jīng)歷了吸附 侵入 生物合成和裝配階段 潛伏期的后期若將細菌細胞破碎 便可發(fā)現(xiàn)已形成的噬菌體顆粒 突破期細菌細胞開始裂解 釋放出噬菌體粒子 直至全部釋放完成 達到極限 影響水中病毒存活的因素 物理因素對水中病毒的影響 溫度 光線 滲透壓 影響水中病毒存活的因素 化學(xué)因素對水中病毒的影響 酸堿度 化學(xué)藥劑 影響水中病毒存活的因素 生物因素對水中病毒的影響少數(shù)細菌如枯草桿菌 綠膿桿菌等能夠滅活病毒 一般認為是由于這些細菌具有能分解病毒蛋白外殼的酶而引起的 部分藻類產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物亦可使病毒失活 盡管影響病毒在水中存活的因素是多種多樣的 但許多腸道病毒具有較強的抵抗力 仍能夠較長時間地存活在廢水及自然水體中 就腸道病毒而言 柯薩奇 組病毒的抵抗力比較強 在河水及廢水中最為常見 其次是脊髓灰質(zhì)炎病毒和埃可病毒 由于它們在自然水體及廢水中常和水中的懸浮固體顆粒結(jié)合在一起 使其在水中的生存期更長 因此 在處理廢水或給水時 不能忽視水中病毒的去除 水中