食品微生物學(xué)（第二版） 課件 第四章病毒

第四章病毒學(xué)習(xí)目的與要求掌握病毒的概念、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及繁殖方式。了解噬菌體、亞病毒以及介導(dǎo)食源性疾病的常見(jiàn)病毒。病毒是一類(lèi)由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的超顯微“非細(xì)胞生物”，其本質(zhì)是一種只含DNA或RNA的遺傳因子，它們能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。

1、真病毒：至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分

2、亞病毒：只含有核酸或蛋白質(zhì)一種成分的分子病原體或是由缺陷病毒構(gòu)成的功能不完整的病毒體。（1）類(lèi)病毒：只含具有獨(dú)立侵染性的RNA組分，專(zhuān)性活細(xì)胞內(nèi)寄生的分子病原體。（2）朊病毒：只含具有獨(dú)立侵染性的蛋白質(zhì)組分，能引起宿主體內(nèi)現(xiàn)成的同類(lèi)蛋白質(zhì)分子發(fā)生與其相似的構(gòu)象變化，使其宿主致病的病毒。動(dòng)物疾?。貉蛏ΠW癥、牛海綿狀腦病、慢性消耗病、貓海綿狀腦病人類(lèi)疾?。嚎搜哦喜　⒔艽穆姑撍纠眨芬鹂司C合征、致死性家族性不眠癥、庫(kù)魯?。?）擬病毒：只含不具獨(dú)立侵染性的RNA組分，包裹在真病毒粒中的有缺陷的類(lèi)病毒。（4）衛(wèi)星病毒：一類(lèi)基因組缺損、必須依賴(lài)某形態(tài)較大的專(zhuān)一輔助病毒才能復(fù)制和表達(dá)的小型伴生病毒。（5）衛(wèi)星RNA：一類(lèi)存在于某專(zhuān)一病毒粒（輔助病毒）的衣殼內(nèi)，并完全依賴(lài)后者才能復(fù)制自己的小分子RNA病原因子。后又發(fā)現(xiàn)少數(shù)種類(lèi)是DNA，故有人把衛(wèi)星RNA改稱(chēng)為衛(wèi)星核酸。煙草壞死病毒粒子及其衛(wèi)星病毒粒子形體極其微小，必須在電子顯微鏡下才能觀(guān)察，一般都可通過(guò)細(xì)菌濾器。沒(méi)有細(xì)胞構(gòu)造，其主要成分僅是核酸和蛋白質(zhì)兩種,故也稱(chēng)分子生物，每一種病毒只含有一種核酸，DNA或RNA。不具備完整的酶系統(tǒng)和能量合成系統(tǒng)，也無(wú)核糖體，在宿主的活細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專(zhuān)性寄生。在宿主細(xì)胞協(xié)助下，以核酸蛋白裝配的形式進(jìn)行增殖，不存在個(gè)體生長(zhǎng)和二分裂等細(xì)胞繁殖方式。在離體條件下，以無(wú)生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在，并可形成結(jié)晶，并可長(zhǎng)期保持其侵染活力。對(duì)一般抗生素不敏感，但對(duì)干擾素敏感。可整合到宿主的基因中，并誘發(fā)潛伏性感染。病毒的基本特性第一節(jié)病毒的大小、形態(tài)構(gòu)造和組分▲測(cè)定病毒大小的單位是納米，多數(shù)病毒的直徑在100nm上下；▲絕大多數(shù)病毒是能通過(guò)細(xì)菌濾器；▲須用電鏡才能觀(guān)察到其具體形態(tài)和大小。一、大小二、形狀TransmissionElectronMicrographofHerpes（皰疹）simplexVirusesTobaccomosaicvirus(TMV)皰疹性口炎病毒

天花病毒1.病毒粒子的基本結(jié)構(gòu)病毒粒子(virion)——一個(gè)結(jié)構(gòu)完整、功能齊全而有感染性的成熟病毒顆粒，又稱(chēng)病毒顆粒。三、構(gòu)造核心：由DNA或RNA構(gòu)成

衣殼體（基本構(gòu)造）病衣殼：由許多蛋白亞基構(gòu)成毒包膜（非基本結(jié)構(gòu)）：含有蛋白質(zhì)或糖蛋白的類(lèi)脂刺突（非基本結(jié)構(gòu)）：多糖、蛋白質(zhì)復(fù)合物衣殼粒是指在電子顯微鏡下可以辨認(rèn)的組成殼體的形態(tài)學(xué)亞單位，由一個(gè)或多個(gè)多肽分子組成。2.病毒的對(duì)稱(chēng)性三類(lèi)典型形態(tài)的病毒：廿面體對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)(球狀)螺旋對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)(桿狀)復(fù)合對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)(蝌蚪狀)

大腸桿菌的T偶數(shù)噬菌體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋對(duì)稱(chēng)的尾部組合而成，是病毒中復(fù)合對(duì)稱(chēng)的代表。（1）螺旋對(duì)稱(chēng)的病毒粒子TobaccoMosaicVirus（2）二十面體對(duì)稱(chēng)病毒粒子Adenovirus（腺病毒）（3）復(fù)合對(duì)稱(chēng)的病毒粒子T4Bacteriophage噬菌斑(plaque)：是指噬菌體裂解宿主細(xì)胞，而在菌苔上形成的圓形局部透明的區(qū)域。四、群體特征第三節(jié)各類(lèi)病毒的繁殖方式一、噬菌體（phage,bacteriophage）噬菌體：是病毒中的一種，一般把侵染細(xì)菌等原核生物的病毒叫噬菌體，包括噬細(xì)菌體、噬放線(xiàn)菌體、噬藍(lán)細(xì)菌體等。噬菌體不存在個(gè)體的生長(zhǎng)過(guò)程，只有其中兩種基本成分的合成和進(jìn)一步裝配過(guò)程。根據(jù)是否能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)其增殖，可將噬菌體分為兩類(lèi)：烈性噬菌體和溫和噬菌體，烈性噬菌體通過(guò)裂解性循環(huán)（周期）實(shí)現(xiàn)繁殖，而溫和噬菌體則經(jīng)歷溶源性的循環(huán)。（1）烈性噬菌體的裂解性循環(huán)

烈性噬菌體（virulentphage）——感染細(xì)胞后,能在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖，產(chǎn)生大量子代噬菌體并引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體。1.噬菌體的繁殖Thelyticlifecycleconsistsofthefollowingsteps: Adsorption→Penetration→Replication→Maturation→Release

烈性噬菌體的裂解性循環(huán)①吸附是噬菌體與寄主之間高度特異性的相互作用過(guò)程，特異性取決于噬菌體蛋白與宿主菌表面受體分子結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性。②侵入A=normalbacteriophage;B=bacteriophageaftercontractionofsheath（尾鞘收縮）③復(fù)制當(dāng)T4噬菌體的核酸注入到宿主細(xì)胞后，出現(xiàn)一個(gè)潛伏期，平均為15～25min，在這期間檢查不出侵染的噬菌體。④裝配（成熟）⑤釋放在脂肪酶、溶菌酶的作用下，宿主細(xì)胞的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁逐漸被破壞，宿主細(xì)胞由于滲透壓不平衡而破裂，噬菌體以突然爆發(fā)的方式釋放出來(lái)。2.噬菌體的效價(jià)（1）噬菌體效價(jià):指噬菌體的濃度，即每毫升樣品所含的具有侵染性的噬菌體粒子數(shù)。通常是以在含敏感菌的平板上形成噬菌斑進(jìn)行噬菌體的計(jì)數(shù)，以每毫升樣品中含有的噬菌斑形成單位（plaqueformingunit/ml或pfu/ml)表示其效價(jià)。（2）測(cè)定噬菌體效價(jià)的方法：雙層瓊脂平板法4、溫和噬菌體與溶源性循環(huán)溫和噬菌體（temperatephage）：感染細(xì)胞后，將其核酸整合（插入）到宿主的染色體DNA上，并隨宿主DNA的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，在一般情況下，不引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體。溶源性(lysogeny)：溫和噬菌體侵染敏感細(xì)菌后不裂解它們，而與其共存的特性。原(前)噬菌體(prophage)：處于整合態(tài)的噬菌體核酸。溫和噬菌體的三種存在形式：游離態(tài)：成熟后被釋放并有侵染性的游離噬菌體粒子。整合態(tài)：已整合到宿主基因組上的前噬菌體狀態(tài)。營(yíng)養(yǎng)態(tài)：前噬菌體經(jīng)外界理化因子誘導(dǎo)后，脫離宿主核基因組并處于積極復(fù)制、合成和裝配的狀態(tài)。溶源性細(xì)菌(lysogen或lysogenicbacteria)——染色體上整合有前噬菌體并能正常生長(zhǎng)繁殖而不被裂解的細(xì)菌。

其具有的特性：①可穩(wěn)定遺傳；②自發(fā)裂解和誘發(fā)裂解；③具有抗同源噬菌體感染的“免疫性”；

④溶源性細(xì)菌的復(fù)愈；

⑤獲得新的生理特性（溶源性轉(zhuǎn)換特性）；⑥局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)。

病毒引起的病害在數(shù)量上占植物病害的第二位，經(jīng)常感染禾本科、薔薇科、茄科、豆科、十字花科和葫蘆科的植物，使葉片變色（花葉、紅化、黃化）,植株畸形,少數(shù)引起壞死,腐爛、萎蔫極少發(fā)生。

植物病毒多為ssRNA病毒，基本形狀為桿狀、絲狀和球狀，一般無(wú)包膜。植物病毒的宿主專(zhuān)一性較差，已知的植物病毒有700余種。二、植物病毒（一）侵入植物病毒不像噬菌體和動(dòng)物病毒那樣,具有殼體蛋白與寄主細(xì)胞表面受體之間的特異性，而且植物具有角質(zhì)或蠟質(zhì)化的表皮和堅(jiān)硬的細(xì)胞壁，所以植物病毒只能通過(guò)媒介或創(chuàng)口侵入植物細(xì)胞。1、大多數(shù)植物病毒通過(guò)無(wú)脊椎動(dòng)物如蚜蟲(chóng)、葉蟬、飛虱等昆蟲(chóng)在吸食植物汁液時(shí)，直接注入植物細(xì)胞內(nèi)而侵染。2、創(chuàng)口3、有些植物病毒可通過(guò)感染的花粉或種子直接傳入后代。4、通過(guò)胞間連絲侵入相鄰細(xì)胞。植物病毒一旦進(jìn)入植物細(xì)胞，就會(huì)發(fā)生脫殼現(xiàn)象。植物病毒的生活周期（二）復(fù)制（TMV）TMV殼體蛋白質(zhì)亞基首先形成許多20S的雙層圓盤(pán)，中間有一個(gè)孔洞。然后圓盤(pán)與靠近TMVRNA基因組3′端的特異性裝配起始部分結(jié)合，形成起始復(fù)合物，使得扁平盤(pán)上的殼粒呈螺旋排列，并把RNA夾在里面。圓盤(pán)結(jié)構(gòu)有秩序地加到RNA鏈上就聚合完成完整的桿狀病毒。（三）裝配釋放

植物病毒可通過(guò)寄主細(xì)胞的溶解或裂解而釋放，或通過(guò)胞間連絲在細(xì)胞間傳播（運(yùn)動(dòng)蛋白參與），很少釋放到細(xì)胞外。

動(dòng)物病毒指寄生于脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的病毒，引人和動(dòng)物的疾病。目前，人類(lèi)的傳染病約有70%～80%是由病毒引起的。昆蟲(chóng)受病毒感染后，可在細(xì)胞內(nèi)形成多角形的包涵體（多角體）。三、動(dòng)物病毒第四節(jié)病毒與食品的關(guān)系一、病毒與食品的關(guān)系在食品發(fā)酵工業(yè)中，普遍存在噬菌體危害。乳制品、酶制劑、氨基酸生產(chǎn)中，一旦受到噬菌體的危害，發(fā)酵作用就會(huì)很快停止，不再積累發(fā)酵產(chǎn)物，菌體也很快消失，整個(gè)發(fā)酵被破壞，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。防止噬菌體污染的措施：a.

決不可使用可疑菌種。b.

嚴(yán)格保持環(huán)境衛(wèi)生。c.

決不排放或丟棄活菌液。d.

注意通氣質(zhì)量。e.

加強(qiáng)管道和發(fā)酵罐的滅菌。f.

不斷篩選抗性菌種，并經(jīng)常輪換生產(chǎn)菌種。g.嚴(yán)格執(zhí)行會(huì)客制度。某味精廠(chǎng)在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程出現(xiàn)以下現(xiàn)象：發(fā)酵液OD值↓、糖耗↓甚至停止pH↑、發(fā)酵液變粘稠、泡沫↑、產(chǎn)谷氨酸↓在大多數(shù)國(guó)家，腸道病毒是食源性疾病的主要潛在因素之一。

食源性病毒疾病的特征：①食源性病毒感染是來(lái)自人類(lèi)腸道的致病性病毒。甲型肝炎病毒、諾如病毒、輪狀病毒、非甲非乙型肝炎病毒等與食源性感染有關(guān)。②這些病毒通過(guò)食