噬菌体的生活史

第七节噬菌体phage非细胞生物真病毒euvirus：至少含有核酸和蛋白质两种组分亚病毒subvirus类病毒viroid：只含具单独侵染性的RNA组分拟病毒virusoid：只含不具单独侵染性的RNA组分朊病毒prion：只含蛋白质一种组分真病毒的定义一类超显微的非细胞生物，每种病毒只含有一种核酸；它们只能在活细胞内营专性寄生，靠寄主代谢系统的协助来复制核酸、合成蛋白质等组分，然后进行装配而得以增殖；在离体条件下，它们能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。

病毒的分类依据宿主范围——植物病毒、动物病毒、微生物病毒噬菌体是感染细菌和放线菌的病毒。

病毒的化学组成与构造化学组成——核酸( DNA 或 RNA)、蛋白质构造基本构造——核衣壳：核酸、衣壳非基本构造——包膜、刺突第六节噬菌体 Bacteriophage, phage噬菌体是一类感染细菌或放线菌的病毒。

一、噬菌体的特点1、无细胞结构，仅含一种核酸；2、不能进行独立的代谢作用；3、严格的活细胞寄生；4、个体极小，能通过细菌滤器二、噬菌体的形态与构造1、形态噬菌体的基本形态有蝌蚪形、微球形和丝状三种。

噬菌体的类型2、构造E. coli T4构造：头部（正二十面体）；颈环；尾鞘、尾髓；基片、刺突、尾丝3、大小T4：头部 65 ×95nm，尾部20 ×95nm f2：f20~25nm4、化学组成：蛋白质；核酸：dsDNA, dsRNA, ssDNA, ssRNA三、噬菌体的生长和繁殖1、吸附 adsorption噬菌体的吸附器官与受体细胞的特殊位点的接触与结合吸附的专一性：寄主专一性；位点专一性：T3、T4、T7----脂多糖；T2、T6----脂蛋白；雄性专一噬菌体----性纤毛。

过程：尾丝散开，刺突固着于特异性位点T4吸附对于T类噬菌体的吸附器官是尾丝和刺突，尾丝首先触及寄主细胞表面，然后刺突固定。

2、侵入penetration ——噬菌体核酸物质进入受体细胞•T4：尾部的酶水解细菌细胞壁肽聚糖层产生一小孔,尾鞘收缩,尾髓伸入细胞中,头部的核酸被压进细菌细胞,蛋白质外壳留在细胞外。

温和噬菌体：指噬菌体基因组整合于宿主菌染色 体中，不产生子代噬菌体，也不引起细菌裂解， 但噬菌体DNA随细菌基因组的复制而复制，并随 细菌的分裂而分配至子代细菌的基因组中。
温和噬菌体的三种状态： ➢ 游离的具有感染性的噬菌体颗粒； ➢ 类似质粒形式的噬菌体核酸； ➢ 前噬菌体(prophage)
毒性噬菌体：指一类在宿主菌体内复制增殖，产 生许多子代噬菌体，并最终使宿主菌细胞裂解的 噬菌体。
1.溶菌周期
，释放出子代噬菌体的过程。
过程：四个阶段 （1）吸附：特异性 （2）穿入：核酸穿入 （3）生物合成：结构蛋白、子代核酸 （4）成熟与释放
2.生活周期
溶菌周期
溶原周期
溶原状态：温和噬菌体感染宿主菌后不立即增殖， 而是将其基因组整合到宿主菌染色体中，随宿主菌 核酸的复制而复制，并随细菌的分裂而传代。
溶原性转换（Lysogenic conversion）
细菌感染带有毒素基因的温和噬菌体时，溶 原性噬菌体的基因组与细菌染色体重组，使宿主 菌成为溶原状态，并获得新的性状，这种现象称 为溶原性转换。
噬菌体吸附宿主菌模式图
a吸附宿主菌 b尾板扩张，尾鞘收缩 c核酸注入菌体
温和噬菌体：溶原性周期 溶菌性周期
毒性噬菌体：溶菌性周期
溶菌周期
噬斑（plaque）：固体培养基上噬菌体复制增殖 并裂解宿主菌后在培养基表面出现的透亮溶菌 空斑。
通过噬斑计数，可测知一定体积内的噬斑形成 单位（PFU）数目，即噬菌体的数量。
溶原性转换（Lysogenic conversion）
通过溶原性转换产生毒素的细菌举例： ①白喉棒状杆菌——白喉毒素； ②链球菌——致热外毒素； ③肉毒梭菌——肉毒毒素； ④产气荚膜梭菌——α毒素。

⑦溶源菌有以下特性：
☆可稳定遗传，即溶源菌的子细胞一般也是溶原性的。 ☆自发裂解和诱发裂解（具有产生噬菌体的潜在能力） ☆具有抗同原噬菌体感染的“免疫性” ☆溶源性细菌的复愈 ☆获得新的生理特性（溶源性转变） ☆局限性转导
溶源菌的识别

检验某菌株是否为溶源菌的方法， 是将少量溶源菌与大量的敏感性 指示菌相混合，然后与上层琼脂 培养基混匀后倒平板，经培养后 溶源菌就一一长成菌落。由于溶 源菌在细胞分裂过程中有极少数 个体会引起自发裂解，其释放的 噬菌体可不断侵染溶源菌菌落周 围的指示菌菌苔，于是就形成了 一个个中央有溶源菌的小菌落， 四周有透明圈围着的这种独特噬 菌斑。
潜伏期（latent phase) 裂解 期（rise phasse） 平稳期(plateau phase) 裂解量(Burst phase)


(1)潜伏期（latentphase） 指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个噬菌体 粒子装配前的一段时间，故整段潜伏期中没有一个 成熟的噬菌体粒子从细胞中释放出来。

侵入
通过尾部刺突固着于细胞； 尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，是细胞壁产生小孔；
尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在 胞外；
增殖阶段：

噬菌体DNA进入细菌细胞 后，会引起一系列的变化： 细菌的DNA合成停止，酶 的合成也受到阻抑，噬菌体 逐渐控制了细胞的代谢。噬 菌体巧妙地利用寄主(细菌) 细胞的“机器”，大量地复 制子代噬菌体的DNA和蛋 白质，并形成完整的噬菌体 颗粒。噬菌体的形成是借助 于细菌细胞的代谢机构，由 本身的核酸物质操纵的。
噬菌体效价测定法

二. 双层琼脂培养法 1. 将指定之寄主细菌以液体培养法于适当温度下培养，一般培养16~24 小时。 2. 以1% peptone为稀释液，将噬菌体原液做10倍序列稀释，一般稀释至 107倍即可。 3. 取噬菌体稀释液100 μl 与寄主菌液300 μl均匀混合，静置15分钟使其 感染。 4. 将上述混合液加入5 ml 冷却至45℃的0.7﹪琼脂培养基中，均匀混合 后立即平铺于已凝固的1.8﹪琼脂培养基上。 5. 将平板置于适合的温度下，一般培养8~24小时，待溶菌斑产生后观察 并计算其数目。 6. 噬菌体效价 (pfu/ml)＝溶菌斑数 ×稀释倍数 ×取样量折算数

溶源菌的识别
❖ 检验某菌株是否为溶源菌的方法， 是将少量溶源菌与大量的敏感性 指示菌相混合，然后与上层琼脂 培养基混匀后倒平板，经培养后 溶源菌就一一长成菌落。由于溶 源菌在细胞分裂过程中有极少数 个体会引起自发裂解，其释放的 噬菌体可不断侵染溶源菌菌落周 围的指示菌菌苔，于是就形成了 一个个中央有溶源菌的小菌落， 四周有透明圈围着的这种独特噬 菌斑。
❖ 潜伏期（latent phase) ❖ 裂解 期（rise phasse） ❖ 平稳期(plateau phase) ❖ 裂解量(Burst phase)
❖ (1)潜伏期（latentphase）
❖ 指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个噬菌体 粒子装配前的一段时间，故整段潜伏期中没有一个
成熟的噬菌体粒子从细胞中释放出来。
❖ 一个典型的噬菌体的 侵染细菌的过程，可以 分为三个阶段：感染阶 段、增殖阶段和成熟阶 段。
感染阶段
❖ 噬菌体侵染寄主细胞的第一步 是“吸附”，即噬菌体的尾部 附着在细菌的细胞壁上，然后 进行“侵入”。噬菌体先通过 溶菌酶的作用在细菌的细胞壁 上打开一个缺口，尾鞘像肌动 球蛋白的作用一样收缩，露出 尾轴，伸入细胞壁内，如同注 射器的注射动作，噬菌体只把 头部的DNA注入细菌的细胞内， 其蛋白质外壳留在壁外，不参 与增殖过程。
吸附侵入增殖成熟裂解吸附侵入增殖成熟裂解多次循环裂解性循环整合同步复制自发或诱导整合同步复制自发或诱导溶原性循环温和噬菌体与溶源性?温和噬菌体temperatephage吸附并侵入细胞后噬菌体的吸附并侵入细胞后噬菌体的dna整合在宿主的染色体组上并可长期随宿主整合在宿主的染色体组上并可长期随宿主dna的复制而同步复制因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体的复制而同步复制因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体如eli的?p1p2slll如ecoli的?p1p2salmonellatyphimurium的p22等