食品微生物第四章病毒

食品微生物第四章病毒真核微生物知識回顧1：真核微生物:真菌、單細胞藻類和原生動物。2：真核微生物的特點①在細胞中含有明顯的細胞核;②核的外層有核膜，將細胞核和細胞質明顯分開；第2頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧3:酵母菌的特點①個體多以單細胞狀態(tài)存在；②多數出芽生殖，也有裂殖；③能發(fā)酵糖類產能；④細胞壁常含甘露聚糖；⑤喜在含糖量較高的偏酸性環(huán)境中生長。第3頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧4：酵母菌的形狀與大小

單細胞，基本形態(tài)為球形、卵圓形、圓柱形或香腸形。特殊形態(tài)：“假菌絲”一般約為細菌的10倍，寬約1～5μm,長約5～30μm。第4頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧5：酵母菌的細胞結構細胞壁：甘露聚糖-蛋白質-葡聚糖（脂類、幾丁質和部分壁外多糖）。細胞膜：磷脂+蛋白質+磷脂——甾醇細胞核：核膜+核孔+核仁（核心）細胞器：線粒體+液泡等第5頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧酵母菌的繁殖方式無性有性（產子囊孢子）芽殖：各屬都存在裂殖：在裂殖酵母菌中存在無性孢子節(jié)孢子擲孢子厚垣孢子6：酵母菌的繁殖第6頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧7：酵母菌的生活史：單倍體型、雙倍體型、單雙倍體型8：酵母菌的菌落特征：濕潤，表面光滑，多數不透明，粘稠，菌落顏色單調，多數呈乳白色。生長在固體培養(yǎng)基表面，容易用針挑起，菌落質地均勻，正、反面及中央與邊緣的顏色一致。形成大量假菌絲的酵母，菌落較平坦，表面和邊緣粗糙。第7頁,共63頁，2024年2月25日，星期天真核微生物知識回顧9：霉菌：絲狀，在營養(yǎng)基質上形成絨毛狀、棉絮狀或蜘蛛網形絲狀菌體的真菌。10：霉菌的菌絲有兩類：菌絲中無橫隔（多核單細胞菌絲）和有橫隔（單細胞單核）。有兩種類型：基內菌絲（營養(yǎng)菌絲）和氣生菌絲及其特化形式第8頁,共63頁，2024年2月25日，星期天11：霉菌的繁殖無性生殖：分生孢子、厚垣孢子、節(jié)孢子、游動孢子和孢囊孢子有性生殖：卵孢子、接合孢子和子囊孢子真核微生物知識回顧第9頁,共63頁，2024年2月25日，星期天12：霉菌的菌落特征菌落較大，質地一般比放線菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現或緊或松的蛛網狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑取，菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致等。真核微生物知識回顧13：常見霉菌毛霉、根霉、曲霉和青霉14：其它真菌和真核微生物第10頁,共63頁，2024年2月25日，星期天基本內容病毒的定義、特點、構造、化學成分，病毒的群體形態(tài)，病毒的種類，病毒的增殖，病毒與實踐。重點和難點病毒的定義、特點、構造和化學成分和增殖。第11頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第四章病毒第一節(jié)病毒的結構第二節(jié)病毒的增殖第三節(jié)病毒與實踐第12頁,共63頁，2024年2月25日，星期天病毒的發(fā)現和研究歷史1892年俄國植物病理學家D.Ivanovsky研究了煙草花葉病的病原,認為它是一種能通過細菌濾器的“細菌毒素”或極小的“細菌”。1898年，荷蘭學者MWBeijerinck對煙草花葉病病原體的研究表明：

能通過細菌濾器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性，能在瓊脂凝膠中擴散；用細菌培養(yǎng)方法不能被培養(yǎng)，推測只能在植物活細胞中生活；結論：比細菌小的具有傳染性的活的流質第13頁,共63頁，2024年2月25日，星期天病毒的發(fā)現和研究歷史1900年前后，包括口蹄疫在內的多種動、植物疾病病原體的濾過性特性被證明。FWTwort（1915年）首次發(fā)現細菌病毒1935年，WMStanley首次提純并結晶了煙草花葉病毒；

Bawden等證明煙草花葉病毒的本質為核蛋白；1940年，Kausche首先用電鏡觀察到煙草花葉病毒顆粒；1952年，Hershey和Chase證實噬菌體的遺傳物質僅僅是DNA，開創(chuàng)了病毒分子生物學；1971后，陸續(xù)發(fā)現了各種亞病毒——類病毒、朊病毒和擬病毒。第14頁,共63頁，2024年2月25日，星期天有害方面有利方面1.部分病毒危害人類的身體健康。如：流感病毒、乙肝病毒。過去的天花病毒、狂犬病毒曾經帶給人類巨大的災難，現在的艾滋病病毒(HIV)、伊波拉病毒等，更被人類視作新世紀的瘟疫。

2.許多病毒會危害經濟作物、家禽家畜等。如煙草花葉病毒危害種煙業(yè)；豬瘟、雞瘟病毒危害飼養(yǎng)業(yè)等；潛藏在農作物中的病毒還會導致農作物減產。

3.一些細菌病毒會破壞人類使用微生物進行生產的產業(yè)如味精業(yè)。1.預防接種:制造病毒疫苗(流感疫苗、牛痘疫苗等)--控制一些疾病。

2.利用病毒的特性：用綠膿桿菌病毒防止燒傷病人傷口受綠膿桿菌感染化膿；用病毒防止手術后病人長傷疤等.3.利用病毒可制高效的生物農藥：如利用多角體病毒防治松毛蟲、粘蟲等，即達到控制害蟲的目的，對人畜健康和環(huán)境又完全無害。病毒與人類的關系第15頁,共63頁，2024年2月25日，星期天非細胞生物（真）病毒：至少含核酸和蛋白質二種組分亞病毒類病毒：只含具侵染性的RNA組分擬病毒：只含有不具侵染性的RNA組分朊病毒：只含蛋白質第一節(jié)病毒（Virus)第16頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)迄今仍無一個科學而嚴謹的定義什么是病毒？現在認為病毒是一種比較原始的、有生命特征的、能自我復制和活細胞內寄生的非細胞生物。在寄主內表現生命特性，在寄主外表現大分子特性。第17頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)①無細胞結構，專性活細胞內寄生；②沒有酶或酶系統(tǒng)極不完全，不能進行代謝活動；③個體極小，能通過細菌濾器；④對抗生素不敏感，對干擾素敏感；⑤不耐熱，55～60℃即可被殺死。特點第18頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)一、病毒的形態(tài)構造和化學成分（一）病毒的大小1.大小

1）個體小，必需在電鏡下觀察，比細菌小的多，以nm(納米)為測量單位；

2）不同病毒的毒粒大小差別很大；第19頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)第20頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)（一）病毒的大小2.病毒大小的測定方法2.1超濾法：根據病毒粒子能通過哪種孔徑的超濾膜(50nm;100nm;200nm)以估計其大小。2.2電鏡法：樣品負染,在電子顯微鏡下投影確定形態(tài),照像后用尺子測量,據放大倍數推算其大小。第21頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2.病毒大小的測定方法2.3超速離心沉降法：根據病毒粒子在懸浮液中的沉降速度,間接測定其大小和分子量。（沉降速度取決于病毒的大小、質量和介質的粘度等）2.4電泳法：根據電泳速度測定病毒粒子大小。一般來說,顆粒帶靜電荷量越多,顆粒越小,越近球形,則電泳速度越快。

第一節(jié)病毒（Virus)（一）病毒的大小第22頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)（二）病毒的形態(tài)1.球形顆粒

該類病毒形狀呈球形,嚴格地說是接近球形,所以這類顆粒也常稱做擬球形顆粒。磚形顆粒(如痘病毒)和橢圓形顆粒(如傳染性膿皰病毒)均屬于球形顆粒的變形。第23頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2.桿狀顆粒

該類病毒顆粒形狀呈長桿狀。有的為剛直桿狀（如煙草花葉病毒）,有的為彎曲桿狀（馬鈴薯X病毒），有的極其細長且非常柔韌呈絲形（如甜菜黃化病毒）。

3.復合狀病毒

大多數噬菌體特有,是球形顆粒和桿狀顆粒的結合體,病毒體如蝌蚪狀。第一節(jié)病毒（Virus)（二）病毒的形態(tài)第24頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)（三）病毒的化學組成基本化學組成：核酸和蛋白質。有包膜的病毒和某些無包膜的病毒除核酸和蛋白質外,還含有脂類和多糖(常以糖脂和糖蛋白形式存在)。有的病毒還含有聚胺類化合物及無機陽離子等組份。

第26頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)1.核酸是病毒的遺傳物質，病毒感染宿主的物質基礎；控制著病毒的增殖及對宿主的感染性；一種病毒的毒粒只含有一種核酸：DNA或是RNA.（三）病毒的化學組成第27頁,共63頁，2024年2月25日，星期天1.核酸一般來講:

動物病毒以線狀dsDNA和ssRNA為多;

植物病毒以ssRNA為主;

噬菌體以線狀dsDNA居多;

至今發(fā)現的真菌病毒都是dsRNA;

藻類病毒則都是dsDNA。第一節(jié)病毒（Virus)（三）病毒的化學組成第28頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2.蛋白質

病毒的另一類極其重要的化學組成。其氨基酸組成同其它生物，無任何特殊之處。病毒蛋白質可據其是否存在于病毒體中而分為兩類:結構蛋白(structuralprotein)和非結構蛋白(non-structuralprotein)。第一節(jié)病毒（Virus)（三）病毒的化學組成第29頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2.蛋白質結構蛋白：構成一個完整的、形態(tài)成熟的病毒顆粒所必需的蛋白質。包括殼體蛋白、包膜蛋白和存在于病毒體中的酶等。非結構蛋白：由病毒基因組所編碼,但并不結合于病毒顆粒中的蛋白質,如復制酶和裝配酶等。第一節(jié)病毒（Virus)第30頁,共63頁，2024年2月25日，星期天二、病毒的構造1、典型病毒粒的構造基本成分核酸——位于中心，稱為核心蛋白質——包圍在核心周圍，形成衣殼第一節(jié)病毒（Virus)核酸(Nucleicacid)蛋白質衣殼(Proteincoat)第31頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)核心和衣殼合稱核衣殼，為病毒的基本結構。有些復雜的病毒在衣殼的外面包裹著一層由脂類和多糖組成的包膜。有的包膜上還長有刺突。1、典型病毒粒的構造第32頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)

二、病毒的構造2、病毒粒的對稱體制

無包膜：桿狀，絲狀螺旋對稱有包膜：卷曲狀，彈狀無包膜：小型，大型二十面體對稱有包膜無包膜復合對稱有包膜第33頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)1）螺旋狀對稱型：煙草花葉病毒（TMV）呈直桿狀，長300nm，寬約15nm，中空內徑4nm，由158個氨基酸組成一個皮鞋狀的衣殼粒，相對分子量為17500，總共2130個衣殼粒，排列成130圈螺旋。核酸核心是單鏈的RNA，相對分子質量為260萬，含有6390個核苷酸，每3個核苷酸與一個衣殼粒相結合，盤繞于蛋白質的中空內徑中。第34頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)2）二十面體對稱型腺病毒（Adenovirus)

二十面體、有12個角、20個面和30條棱。核衣殼呈典型的二十面體對稱，由252個衣殼粒組成，沒有包膜。核心由線狀雙鏈DNA構成,基因組大小約為36500個核苷酸對。第35頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)3、復合對稱型Ｔ偶數噬菌體T4由頭部（核心是雙鏈線狀DNA）、頸部和尾部（尾鞘、尾髓、基板和刺突、尾絲）三個部分構成。第36頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)三、病毒的群體形態(tài)1.包涵體（inclusionbody)2.噬菌斑（plaque)3.空斑與病斑4.枯斑第37頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)三、病毒的群體形態(tài)1.包涵體（inclusionbody)寄主細胞經病毒感染后形成的一種在光學顯微鏡下可見的含有或不含有病毒粒子的蛋白質小體。第38頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)由未裝配的病毒亞基、完整的病毒體或寄主編碼的蛋白質在受侵染的細胞中形成的聚集體。多為圓形、卵圓形或不定型，在細胞中呈現的大小、數量不一。第39頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)2.噬菌斑（plaque)

噬菌體感染細菌后，連續(xù)重復感染使大量的細菌細胞破裂死亡，在培養(yǎng)細菌的平板上可以看到一個個透明不長細菌的小圓斑，稱為噬菌斑。第40頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)3.空斑與病斑動物細胞培養(yǎng)物上與噬菌斑類似的空斑,稱為病斑。圖為受腫瘤病毒感染。第41頁,共63頁，2024年2月25日，星期天4.枯斑植物葉片上的植物病毒群體。第一節(jié)病毒（Virus)第42頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)四、病毒的種類

1.動物病毒①脊椎動物病毒②昆蟲病毒

2.植物病毒

3.微生物病毒第43頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)1.動物病毒①脊椎動物病毒寄生于脊椎動物細胞內，是人和動物多種傳染病的病原。如：流感病毒、肝炎病毒、麻疹病毒、水痘病毒、艾滋病病毒等。②昆蟲病毒寄生于無脊椎動物昆蟲細胞內。

主要在節(jié)肢動物的昆蟲，蜘蛛綱和甲殼綱動物也有，但很少。第44頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)2.植物病毒大多為ssRNA，對宿主的專一性較差，如TMV就可以侵染十余科、百余種草本和木本植物。植物感染病毒后可使植物表現出3類癥狀:①葉綠體受到破壞或不能形成葉綠素,從而引起花葉、黃化、紅化等癥狀;②植株矮化、叢簇、畸形等;③形成枯斑及壞死等。

第45頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)病毒（Virus)

3.微生物病毒——噬菌體（phage)

噬菌體，即原核生物的病毒。與其他病毒一樣，噬菌體除有其特異性宿主外，并無顯著區(qū)別。它們都是由蛋白質和核酸組成。基本形態(tài)為蝌蚪形、球形和絲狀三種。第46頁,共63頁，2024年2月25日，星期天①A型：dsDNA、蝌蚪狀、收縮性尾；②B型：dsDNA,蝌蚪狀、非收縮性尾；③C型：dsDNA、非收縮性尾；④D型：ssDNA、球狀、無尾、大頂衣殼粒；⑤E型：ssRNA、球狀、無尾、小頂衣殼粒；⑥F型：ssDNA、絲狀、無頭尾。噬菌體從結構看以可分為六種不同的類型。第一節(jié)病毒（Virus)第47頁,共63頁，2024年2月25日，星期天以噬菌體為例進行。

第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖病毒粒子無個體的生長過程，只有其兩種基本成分的合成和裝配，即：

核酸復制+蛋白質合成

核蛋白（病毒粒子）第48頁,共63頁，2024年2月25日，星期天噬菌體的增殖一般可分五個階段，即（1）吸附(adsorption/attachment)（2）侵入（penetration/injection）（3）增殖（replication）（4）成熟/裝配（maturity/assembly)（5）裂解/釋放（lysis/release）第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第49頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（1）吸附(adsorption/attachment)

吸附的過程和機理：尾絲尖端與受體發(fā)生共價結合。尾絲散開，刺突、基板固著于細胞表面。第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第50頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（2）侵入（penetration/injection）尾部的酶水解細胞壁肽聚糖，使細胞壁產生小孔；尾鞘收縮，核酸通過中空的尾管壓入胞內，蛋白質外殼留在胞外。第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第51頁,共63頁，2024年2月25日，星期天吸附尾釘固著尾鞘收縮尾管穿入核酸注入

動物病毒借助胞飲作用或直接穿過膜而侵入，植物病毒則通過傷口或昆蟲刺吸傳染。從吸附到侵入的時間很短，T4只需15s第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第52頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（3）繁殖（replication）包括核酸復制和蛋白質生物合成。噬菌體核酸進入宿主，發(fā)出信息，操縱寄主細胞的代謝機能，以宿主細胞降解物及培養(yǎng)基介質為原料，大量合成子代噬菌體的頭部、尾部等部件及核酸等。第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第53頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（4）成熟/裝配（maturity/assembly)DNA分子的縮合通過衣殼包裹DNA而形成頭部尾絲和尾部其它部件獨立裝配完成頭部與尾部相結合裝上尾絲第二節(jié)病毒（噬菌體）的增殖第54頁,共63頁，2024年2月25日，星期天（5）裂解/釋放（lysis/release）成熟的噬菌體粒子,利用水解細胞膜的脂肪酶和水解細胞壁的溶菌酶作用,從細胞內部促進細胞裂解,實