第2章 病毒的组成及基因组
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第二章病毒的形态与结构病毒的生命形式表现为细胞外的具有感染性的颗粒形式和细胞内的具有繁殖性的基因形式。
所以,病毒的生物学研究大体可以分为静态研究和动态研究。
前者主要是进行病毒体的性质研究,包括病毒的化学组成、形态结构、理化性质和血清学特性等问题;后者则着重研究病毒的感染、病毒在细胞内的繁殖动态、遗传与变异以及病毒与宿主之间的相互作用。
1.病毒的形态与大小2.病毒的组成与功能3.病毒颗粒形态结构的对称性1 病毒的形态与大小病毒没有细胞结构,是微生物中最小的生命实体。
它的组成简单,大多数病毒粒体中仅含有一种核酸(DNA或RNA)及一种或多种蛋白质。
病毒具有专性寄生性,必须在活细胞中才能增殖。
研究形态和结构的意义:研究病毒的形态和结构,对于开展病毒的分类、起源及应用研究具有重要的意义.1.1.病毒的形态病毒一般以病毒颗粒或病毒子的形式存在,具有一定的形态.虽然病毒的种类成百上千种,但形态可归纳以下几种:球状病毒、杆状病毒、砖形病毒、有包膜的球形病毒、具有球状头部的病毒、封于包含体内的病毒.①球状病毒:球状病毒是由核酸和蛋白亚单位构筑的一个立体对称的二十面体,有特定的形态学单位.②杆状病毒:如TMV,电镜照片中可以看出蛋白亚单位像垂直于颗粒长轴的条纹.③砖形病毒:如痘病毒,经酶和化学处理后用电子显微镜可以看到在丝状体下面还有其他结构,他们包括组成和功能尚不明确的侧体和一个含有病毒核酸和蛋白质外壳的芯或称病毒核心.④有包膜的球形病毒:在细胞膜上完成其结构的病毒通常具有膜结构,其中一部分包膜来自于寄主的膜.包膜结构一般都成突起,称为尖突或包膜子粒.易变形,具有多型性.⑤具有球状头部的病毒:细菌病毒的大小和形状是各类病毒中花样最多的,具有球状头部和各种杆状尾部.⑥封于包含体内的病毒:多数昆虫病毒的成熟颗粒都封于特征性的包含体中.包含体是结晶状的稳定形态,其中含有一个或多个病毒颗粒.1.2. 病毒的大小:装配成熟的病毒颗粒大小恒定不再改变,不同病毒间差异很大,从十几纳米到十几微米不等。
第二章病毒得形态与结构第一节病毒得形态与大小1、1病毒得大小病毒得大小一般用nm表示,各种病毒得大小差别很大,最大得病毒约为300nm(痘病毒);最小得病毒约为9-10nm( 菜豆畸矮病病毒)。
⒈一个完整成熟得病毒颗粒称为病毒体(virion),就是病毒在细胞外得典型结构形式,并有感染性。
⒉病毒体大小得测量单位为纳米或毫微米。
⒊多数人与动物病毒呈球形或近似球形,少数为杆状、丝状、弹状、砖块状。
⒋测量病毒大小得方法:①电子显微镜技术(最可靠)②超速离心沉淀法③分级超过滤术④X线晶体衍射分析法1、2病毒得形态特征病毒得个体形态特征可被归纳为球状、砖形、杆状或丝状、弹状、蝌蚪状等。
病毒得群体形态:病毒感染宿主细胞后,可形成由大量病毒粒子与蛋白质构成得病毒群体:包涵体、噬菌斑、空斑、病斑与枯斑。
病毒粒子对称体制有哪几种?1、螺旋对称2、二十面体对称3、复合对称4、复杂对称第二节病毒得结构、化学组成与功能病毒体(virion): 一个成熟有感染性得病毒颗粒称“病毒体”,又称病毒粒、病毒颗粒、病毒粒子。
2、1病毒得结构基本结构:核心与衣壳,二者构成核衣壳。
核心(Viral core):内充满DNA或RNA一种核酸,构成病毒得基因组,为病毒得感染、复制、遗传、变异等提供了信息。
由于裸露得核酸决定了病毒得感染性,故称感染性核酸。
衣壳(Viral capsid):实质上就是蛋白质,由壳粒聚合而成,包绕在核酸外面得蛋白质外衣。
衣壳得生物学作用:①维持病毒体得形态、保护核酸免受核酸酶及其她理化因素得破坏;;②与相应受体结合,介导病毒进入宿主细胞;③具有抗原性,可诱发机体产生特异性免疫。
;④作为病毒鉴定与分类依据;⑤决定病毒感染细胞得种类;病毒得核酸与衣壳组成核衣壳,最简单得病毒就就是裸露得核衣壳,如脊髓灰质炎病毒等。
特殊结构(envelope):包膜(棘突):就是位于某些病毒核衣壳外得结构。
实质就是病毒成熟过程中以出芽方式穿过核膜与(或)细胞膜时获得得。
各章思考题第一章绪论1. 用具体事例说明人类与微生物的关系,为什么说微生物既是人类的敌人,更是我们的朋友?2. 为什么微生物能成为生命科学研究的“明星”?3. 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?4.微生物有哪些特点?第二章病毒1、解释下列名词:病毒粒子、前噬菌体、溶源性。
病毒粒子:成熟的病毒感染单位,病毒复制的最后阶段,在宿主脂肪体细胞、血细胞和上皮细胞的核内复制,形成多边形和多角形的包含体,裸露或被囊膜包裹前噬菌体:整合在宿主基因组上的温和噬菌体的核酸溶源性:温和噬菌体DNA具有整合入宿主菌染色质DNA中的特性,成为与宿主菌共生的原噬菌体,能随宿主菌的染色质同步复制而传给子代,这种特性称为溶源性。
2、什么是病毒?病毒有哪些不同于其他微生物之处?(作业1)3、简述病毒的主要化学组成及其结构。
4、试用图示说明下列名词之间的关系:病毒粒子、核芯、衣壳、被膜。
(作业2)5、病毒有哪几种对称类型?每种对称类型病毒的形态是什么?试各举一例。
6、试以T系噬菌体为例说明病毒的增殖过程。
7、病毒是一种致病因子,也是一种具有遗传成分特点的因子,病毒的这种特性有什么生物学意义?(作业3)第三章原核微生物1、试根据细菌细胞结构的特点,分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。
2、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有什么特点?3、根据革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁结构和化学组成,解释为什么革兰氏染色后G+呈紫色,G-呈红色?4、比较细菌和放线细群体培养特征的异同。
5、以产甲烷菌为例,总古细菌的特点及其与细菌的不同之处。
第四章真核微生物1、微生物由于个体微小一般都是以其群体形式进行研究或利用,这必然就要涉及到对微生物的培养。
能否找到一种培养基,使所有的微生物都能良好地生长?为什么?2、试结合微生物学实验课的内容,谈谈在选择、配制和使用培养基时应注意哪些方面的内容。
你们在实验中是如何做的?有何体会?3、试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的基本特点。
病毒的结构及化学组成病毒是一类微小的病原体,它们无法独立生存,只能寄生在宿主细胞内。
病毒是由核酸和蛋白质组成的,其结构简单而精巧,具有高度的适应性和传染性。
病毒的结构主要由两部分组成:核酸和包裹核酸的蛋白质壳。
首先,核酸是病毒的遗传物质,承载着病毒复制和传播所需的基因信息。
病毒可以携带DNA或RNA,但不同时携带两种核酸。
核酸可以是单链或双链的,它们的长度和序列决定了病毒的遗传信息和功能。
病毒的核酸中编码了一系列的蛋白质,这些蛋白质起着控制病毒复制和感染宿主细胞的重要作用。
其次,蛋白质壳是保护病毒核酸的外壳,通常被称为病毒颗粒或病毒衣壳。
病毒颗粒是由多种蛋白质分子组成的,它们通过非共价相互作用力形成一个稳定的结构。
蛋白质壳的功能是保护病毒核酸免受环境的侵害,同时它还能帮助病毒识别和感染特定的宿主细胞。
病毒颗粒的形态和大小因不同病毒而异,有些病毒呈球形、棒状或多边形等不同形状。
除了核酸和蛋白质壳,一些病毒还具有额外的外包膜。
这种外包膜是由宿主细胞提供的脂质双层构成的,其中插入了病毒特异性的蛋白质。
外包膜可以增加病毒在宿主细胞内传播的效率,并提供一种保护屏障,使病毒免受宿主免疫系统的攻击。
病毒的化学组成主要是核酸和蛋白质。
核酸可以是DNA或RNA,其序列和长度决定了病毒的遗传信息。
病毒的核酸通常以蛋白质的方式包裹,并通过非共价的相互作用力与蛋白质壳结合。
核酸可以编码一些关键的蛋白质,例如酶、结构蛋白和复制相关的蛋白质。
蛋白质是病毒结构的关键组成部分,它们形成了病毒的外壳。
蛋白质壳的构成蛋白质通常具有高度的结构稳定性,并且在病毒复制和感染中发挥重要的作用。
病毒的蛋白质颗粒通常具有特定的结构域和功能域,这些功能域可以与宿主细胞的受体结合,进而实现病毒的感染。
综上所述,病毒的结构主要由核酸和蛋白质构成。
核酸是病毒的遗传物质,承载着病毒的遗传信息;蛋白质壳是保护病毒核酸的外壳,起到保护和感染宿主细胞的作用。
病毒结构和功能的研究病毒是一种小型的微生物,是由核酸和蛋白质组成的。
它们不能繁殖,需要寄生在宿主细胞中才能生存。
病毒结构和功能的研究是一个重要的研究领域,可以帮助我们理解病毒是如何感染人类及其他生物的。
本文将按照病毒的类型,分别介绍病毒的结构和功能。
一、DNA病毒DNA病毒是由DNA构成的病毒。
它们通常会感染物种特异性很强的宿主。
其中一些病毒是人类的病原体,例如乙型肝炎病毒、人乳头瘤病毒和带状疱疹病毒。
1. 结构DNA病毒的基本结构包括病毒衣壳和病毒基因组。
病毒衣壳由许多蛋白质组成,包裹着基因组。
病毒基因组通常排列成线性或环形的形状。
在DNA病毒中,病毒基因组是包裹在病毒衣壳中的。
2. 功能DNA病毒的功能主要是通过寄生宿主细胞来维持它们的生命周期。
当病毒侵入宿主细胞时,它会释放出自己的病毒基因组,并且利用宿主细胞的基因组复制自己。
在这个过程中,病毒会利用宿主细胞中的蛋白质来帮助自己生产。
病毒基因组复制完成后,它们会在宿主细胞中自我组装成成熟的病毒颗粒,然后侵入其他细胞,重复这个过程。
二、RNA病毒RNA病毒是由RNA构成的病毒。
它们也是感染物种特异性很强的宿主。
其中一些病毒也是人类的病原体,例如流感病毒、艾滋病病毒和西尼罗河病毒。
1. 结构RNA病毒的基本结构与DNA病毒类似,包括病毒衣壳和病毒基因组。
病毒衣壳由许多蛋白质组成,包裹着基因组。
病毒基因组通常存在于一些特殊的结构中,例如螺旋形、球形或立方体形。
与DNA病毒不同的是,RNA病毒基因组可以是单链或双链的,并且可以是正义链或反义链。
2. 功能RNA病毒的功能与DNA病毒类似,也是通过寄生宿主细胞来维持它们的生命周期。
当病毒侵入宿主细胞时,它会释放出自己的病毒基因组,并且利用宿主细胞的基因组复制自己。
在这个过程中,病毒会利用宿主细胞中的蛋白质来帮助自己生产,并且在细胞内自我组装成成熟的病毒颗粒。
然后,它们会侵入其他细胞,重复这个过程。
三、逆转录病毒逆转录病毒是一种特殊类型的病毒,它们的基因组是由RNA构成的。
临床微生物学检验(理论)病毒总论重点整理病毒的生物学性状病毒(virus):最微小的、结构最简单的非细胞型微生物。
特征体积非常微小,必须用电子显微镜放大几万至几十万倍后方可观察;结构简单,无完整细胞结构,仅有一种核酸(RNA或DNA);严格的细胞内寄生性,只能在一定种类的活细胞中增殖;对抗生素不敏感,但对干扰素敏感。
第一节病毒的大小与形态病毒体(virion):完整成熟的病毒颗粒。
①大小:nm,比细菌小的多,细菌的测量单位是μm。
②形态:球形、杆形(丝形)、弹性、砖形、蝌蚪状,多数呈球形的。
第二节病毒的结构与化学组成病毒的基本结构有核心和衣壳,二者构成核衣壳。
有的病毒核衣壳外有包膜和刺突,有的没有。
根据包膜有无可分为:裸病毒(naked virus)、包膜病毒(enveloped virus)1、病毒核心:成分为核酸,病毒基因组,控制病毒的遗传性状。
2、病毒衣壳:包绕在核酸外面的蛋白质外壳。
具有抗原性,可以刺激机体发生免疫应答;具有保护核酸免受外界环境的破坏,比如核酸酶等;介导病毒进入宿主细胞。
根据壳粒排列方式不同,病毒有三种对称型:螺旋对称、二十面体立体对称、复合对称①螺旋对称:有些病毒粒子呈杆状或丝状,其衣壳形似一中空柱,电镜观察可见其表面有精细螺旋结构。
在螺旋对称衣壳中,病毒核酸以多个弱键与蛋白质亚基相结合,能够控制螺旋排列的形式及衣壳长度,核酸与衣壳的结合也增加了衣壳结构的稳定性。
烟草花叶病毒(TMV)是螺旋对称的典型代表。
②20面体立体对称:有些病毒的外形呈“球状”,实际上是一个立体对称的多面体,一般为二十面体。
它由20个等边三角形组成,具有12个顶角,20个面和30条棱。
腺病毒是二十面体对称的典型代表。
二十面体病毒有的也具有包膜。
③复合对称:两种对称方式同时存在:T噬菌体,头部呈立体对称(二十面体),尾部为螺旋对称。
逆转录病毒内部是螺旋形的核心,外部是二十面体的外壳,是复合对称型病毒。