第四章非細胞生物——病毒第一節病毒的基本屬性第二節原核生物病毒——噬菌體第三節真核生物病毒1892年，俄國伊萬諾夫發現煙草花葉病葉汁液的過濾液能感染健康煙草發生花葉病（能通過細菌濾器）——細菌毒素。非細胞生物，沒有細胞結構，在活細胞內專性寄生的一類生物定義：背景資料

1898年貝耶林克煙草花葉病原因子可以通過細菌濾器，同時指出煙草花葉病是有感染性的活的流質，取名為virus。十九世紀未，人類對動植物病毒性傳染病致病因子有了初

步的認識。1935年，分離提純了TMV結晶體，并提出了TMV的實質

就是核蛋白1940年，用電鏡看到了TMV的桿狀外形1952年，噬菌體傳染物質就是DNA1955年，完成了病毒的拆開實驗病毒學(virology)的發展小，僅在電鏡下可見。沒有細胞結構，只含有DNA或RNA一類核酸和蛋白質。不以二分分裂為繁殖方式,只能在特定的寄主細胞內以核

酸復制

的方式增殖。沒有核糖體，不含與能量代謝有關的酶，無核酸和蛋白

質合成的酶系。離體條件下以無生命的大分子狀態存在，并可長期保持其

侵染力。對干擾素敏感，對抗生素不敏感。

第一節病毒的基本屬性病毒的基本特征一、病毒的形態和大小病毒粒子(virion)：成熟的具有侵襲力的病毒顆粒1、病毒的大小

痘類病毒（250-300nm×200-250nm），比最小的細菌支原體(直徑200-250nm)還要大。病毒個體大小用(nm)來衡量，不同病毒大小相差懸殊一般直徑10－300nm，通常在100nm左右。最大病毒菜豆畸矮病毒(9-11nm)，比某些蛋白質分子還小。最小病毒2、病毒的形態球狀桿狀蝌蚪狀其他形態人和動物的病毒一般為球狀植物病毒和昆蟲病毒一般為桿狀和線狀細菌病毒一般為蝌蚪狀在寄主體外生存時只保留適宜條件下感染寄主的潛在能力

對環境條件很敏感：溫度(55-60)，各種射線都可以使其變性

有包膜的病毒易被脂溶劑破壞

無包膜的病毒對多種常用消毒劑抗性較強病毒的形態和相對大小多肽折疊成蛋白質亞單位殼粒殼體

一種DNA或RNA核酸

二、病毒的結構和化學組成核殼病毒粒子無包膜有包膜（部分有刺突）1、病毒粒子的結構病毒的基本結構大多為單鏈RNA病毒，粒子形態為桿狀、線狀、彎曲桿狀螺旋對稱結構RNA蛋白質外殼根據殼粒在殼體上的排列方式不同，病毒結構分為二十面體對稱結構不同數量的殼粒按一定方式形成立方對稱體（一般為二十面體，20個面，每個面為一個等邊三角形），看起來近似球狀，如人體的腺病毒。病毒殼體由2種結構組成，一種是螺旋對稱，另一種是立方對稱，如大腸桿菌的T4噬菌體。復合對稱結構只含一類核酸（RNA或DNA），未發現有2種核酸同時

存在的病毒。

植物病毒的核酸大多數為RNA，少數為DNA噬菌體大多數為DNA，少數為RNA

動物病毒部分為DNA，部分為RNA2、病毒的化學組成病毒蛋白病毒核酸一般只有一種或少數幾種蛋白

蛋白質比例及氨基酸的組成，不同的病毒間有差異核酸的形態特點絕大部分病毒的遺傳物質為DNA核酸有線狀（

RNA病毒）和環狀RNA病毒多數為單鏈，極少數為雙鏈DNA病毒多數為雙鏈，極少數為單鏈核酸正負鏈的作用

+DNA：與mRNA堿基序列相同的單鏈DNA+RNA：與mRNA堿基序列相同的單鏈RNA

+鏈核酸具有侵染性，可直接作為mRNA合成蛋白質-鏈則沒有侵染性，必須依靠病毒攜帶的轉錄酶轉錄成正鏈后才能作為mRNA合成蛋白質。

核酸分子的分段現象（RNA病毒）流感病毒：核酸分成8段，每個節段都有自己獨特的

核苷酸序列，分別轉錄一種蛋白質煙草脆裂病毒：長顆粒中有RNA的復制基因，具有侵染性

短顆粒中有蛋白質外殼基因

因此，只有長短顆粒一起感染的細胞才能正常復制病毒核酸的含量因種類而異，通常在1-50%，一般形態結構復雜的病毒，核酸含量較多。病毒核酸的類型3、脂類和糖類

主要存在于包膜中

脂類：磷脂，膽固醇和中性脂肪

糖類：以糖苷鍵與堿基或氨基酸相連糖蛋白的形式存在，位于包膜病毒表面4、病毒的包涵體寄主細胞被病毒侵染后形成的蛋白質結晶存在于細胞質中——噬酸性存在于細胞核中——噬堿性多角形：呈3-6角形，內含多個病毒粒子顆粒狀：圓筒形或橢圓形，內含1-2個病毒粒子病毒入侵寄主的過程可以分為6個階段吸附侵入脫殼生物合成（復制）裝配（粒子成熟）釋放（寄主細胞裂解）三、病毒的增殖由于病毒為活細胞內寄生，本身缺乏增殖所需要的酶，故只能在感染的細胞內利用宿主細胞提供的能量、原料和場所完成病毒的復制。1、吸附病毒通過其表面結構與宿主細胞的病毒受體特異性結合最初的結合是可逆的，受環境PH值的影響，當吸附蛋白與細胞表面的受體發生化學鍵結合后，就變為不可逆。2、侵入

膜融合

內吞作用（胞飲）

移位侵入：無包膜病毒直接通過細胞膜進入細胞

殼體重排：宿主細胞膜的流動性引起病毒殼體重排和構型變化，加細胞膜上的水解酶使病毒DNA

釋放到細胞質病毒的核酸或整個病毒粒子進入宿主細胞的過程動物病毒的侵入方式融合移位侵入內吞作用由于植物細胞壁的存在，植物病毒一般通過表面傷口或刺吸式昆蟲將病毒帶入到植物細胞通過胞間連絲蔓延到相鄰的細胞。噬菌體的侵入方式

尾鞘的收縮植物病毒的侵入方式病毒粒子脫去包膜和殼體的過程3、脫殼方式因病毒種類而異4、生物大分子的合成病毒核酸的復制DNA半保留復制RNA全保留復制mRNA的轉錄病毒必須先轉錄出mRNA，再翻譯成蛋白質。不同病毒所含核酸不同，轉錄形成mRNA的方式也不同。由侵入寄主細胞DNA轉錄的mRNA翻譯的，主要是病毒DNA的復制酶。

病毒蛋白質的合成子代DNA轉錄的mRNA翻譯的，主要是病毒自身的結構蛋白。早期蛋白后期蛋白5、粒子組裝成熟5、裝配宿主細胞內將合成的病毒核酸和蛋白質組裝成為成熟的病毒粒子的過程。DNA病毒：DNA復制在細胞核

蛋白質的合成在細胞質然后運至細胞核中組裝RNA病毒：復制與蛋白質的合成及其裝配均發生在細胞質中煙草花葉病毒有包膜的病毒6、釋放成熟的病毒粒子從被感染細胞內轉移到細胞外的過程動物病毒的釋放：細胞溶解或局部破裂

出芽

沿核膜與內質網相同的部位逐漸釋放

通過細胞間接觸而擴散植物病毒：一般不裂解細胞，通過胞間連絲傳給相鄰的細胞細菌病毒：裂解，少數不破壞細胞而從細胞中鉆出來噬菌體的增殖過程四、病毒的分類核酸的類型、結構及相對分子質量

病毒的性狀和大小

病毒的形態大小

病毒對乙醚、氯仿等溶劑的敏感性

血清學性質和抗原關系

病毒在細胞培養上的特性

脂溶劑外的其他化學和物理因子的敏感性

流行病學特點（宿主范圍，傳播方式、媒介種類

及臨床病理學特征）依據病毒的類群DNA病毒單鏈DNA病毒雙鏈DNA病毒RNA病毒雙鏈RNA病毒正鏈RNA病毒負鏈RNA病毒DNA與RNA的逆轉錄病毒亞病毒衛星病毒和衛星核酸類病毒朊病毒根據核酸結構進行分類類群典型代表種1、單鏈DNA病毒大腸桿菌φX174噬菌體、雞貧血癥病毒2、雙鏈DNA病毒大腸桿菌T4噬菌體、痘苗病毒3、DNA與RNA反轉錄病毒人乙型肝炎病毒、人免疫缺陷病毒Ⅰ型4、雙鏈RNA病毒質型多角體病毒Ⅰ型、傳染性胰腺壞死病毒5、負鏈單鏈RNA病毒腮腺炎病毒、狂犬病病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒、丙型流感病毒6、正鏈單鏈RNA病毒人甲型肝炎病毒、口蹄疫病毒、煙草花葉病毒7、裸露RNA病毒釀酒酵母20SRNA裸露RNA病毒8、亞病毒因子馬鈴薯紡錘形塊莖類病毒、綿羊瘙癢因子，煙草壞死衛星病毒病毒的類群是一個裸露的閉合環狀RNA分子，

246-399nt

RNA無mRNA活性，不編碼任何蛋白質

對熱和脂溶劑有抗性能感染寄主細胞并在其中自我復制使寄主產生病癥五、亞病毒亞病毒：只有侵染性的RNA或蛋白質或包被在真病毒顆粒中

的衛星病毒亞病毒的種類類病毒（viroid）定義：是一類不含蛋白質，能在被感染的寄主植物中自我復制并引起病害的小RNA環狀分子，由246-399個核苷酸組成。特點馬鈴薯紡綞形塊莖病類病毒（PSTV）定義：蛋白質侵染因子、毒朊或感染性蛋白質，是一類能侵染動物并在宿主細胞內復制的小分子無免疫性疏水蛋白質。朊病毒（毒朊，prion,virino）該毒性蛋白不包含任何核酸，即使有，其堿基數太少，不足以編碼一個毒性蛋白。有可濾性、傳染性、致病性和對宿主范圍的特異性。為小型蛋白顆粒，大約有250個氨基酸構成。特點對寄主的影響對中樞神經的功能有嚴重影響，潛伏期較長羊瘙癢病、瘋牛病、人老年癡呆病、是存在于植物“真病毒”的顆粒中的小的核酸分子或小的病毒顆粒。衛星病毒和衛星核酸衛星病毒單獨沒有侵染性，必需依賴輔助病毒才能侵染和復制。不是輔助病毒復制多必須的，一般有抑制輔助病毒復制的作用。衛星病毒能編碼自己的外殼蛋白，其外殼蛋白與輔助病毒沒有血清學關系。衛星病毒RNA與輔助病毒基因組RNA的核苷酸序列無同源性。是一類基因組缺損、必須依賴輔助病毒基因才能復制和表達的亞病毒因子。特點衛星核酸與衛星病毒一樣，但不能編碼自己的殼蛋白有衛星RNA和衛星DNA衛星煙草壞死病毒衛星病毒衛星核酸目前對人類威協較大的病毒愛滋病毒AIDSstandsfor“AcquiredImmuneDeficiencySyndrome”獲得性免疫缺陷綜合征由人類免疫缺陷病毒（HumanImmunodeficiencyVirus，HIV）感染引起人類免疫系統缺陷的一種疾病屬逆轉錄的一種攻擊人體的輔助T淋巴細胞系統，一旦侵入機體細胞，病毒將會和細胞整合在一起終生難以消除。對外界環境的抵抗力較弱。感染者潛伏期長、死亡率高。病毒特點感染方式性接觸傳播血液傳播母嬰傳播體外生存體外生存能力極差，不耐高溫，抵抗力較低，離開人體不易生存。常溫下，在體外的血液中只可存活數小時。對熱敏感，在56℃條件下30分鐘即失去活性，故日常生活接觸中不會感染。SARS病毒SARS（Severe

Acute

Respiratory

Syndrome):嚴重急性呼吸綜合癥SARS病毒是冠狀病毒的一個變種，是引起非典型肺炎的病原體病毒特點外形成皇冠形，故稱為冠狀病毒。病毒粒子呈不規則形狀，直徑約60-220nm。病毒粒子外包著脂肪膜，膜表

面有糖蛋白。病毒的核酸為非節段單鏈

（+）RNA，長27-31kb新型冠狀病毒肺炎（CoronaVirusDisease2019，COVID-19）傳染源果子貍與SARS：已有的流行病學證據和生物信息學分析顯示，果子貍是SARS冠狀病毒的直接來源。

中華菊頭蝠與SARS病毒病毒的體外生存該病毒對溫度很敏感，在33℃時生長良好，但35℃就使之受到抑制。由于這個特性，冬季和早春是該病毒疾病的流行季節。傳播途徑SARS病毒通過呼吸道分泌物排出體外，經口液、噴嚏、接觸傳染，并通過空氣飛沫傳播。高熱、咳嗽、流涕、肌痛等，多數伴有嚴重的肺炎，嚴重者心、腎等多種臟器衰竭，死亡率高禽流感病毒屬于甲型流感病毒，能同時感染人和禽類。部分亞型能直接感染人類：H5N1、H7N1、H7N2、H7N3、

H7N7、H9N2和H7N9癥狀打噴嚏、咳嗽和物理接觸。傳播途徑甲型流感的可怕之處在于它可以通過短時間內的基因重組而演化出新的病株，每重組一次毒性增強、傳染性增大，且能導致原有的治療方法失效。埃博拉病毒1976年埃博拉河流域出現，能引起人類和靈長類類產生出血熱的烈性傳染病病毒。1979年在蘇丹肆虐，2014年7月，埃博拉病毒再次在非洲大爆發，其感染和死亡人數已經超過以往任何一次，并且還在繼續蔓延，并無被控制的跡象。絲狀病毒，單股負鏈RNA死亡率：50%-90%致死原因：主要為中風、心肌梗塞、低血容量休克或多發性器官衰竭目前最危險的病毒，生物安全等級為4級（艾滋病為3級）埃博拉病毒——

目前最危險甲型流感病毒——流感家族最危險成員天花病毒已被消滅感染天花病毒的患者在痊愈后臉上會留有麻子——“天花”天花是人類歷史上發病率最高、死亡者最多的傳染病。在16-18世紀，每年死于天花的人數，歐洲約為50萬人，亞洲約為80萬人，而整個18世紀歐洲人死于天花的總數，在1.5億人以上。19世紀至20世紀初，天花依然橫行無忌；這種狀況一直持續到20世紀下半葉瘋牛病毒（朊病毒）朊病毒的蛋白質的變異體瘋狂增殖，使大腦形成海綿樣孔洞。傳播途徑被瘋牛病病原體感染的肉和骨髓制成的飼料被牛食用后，經胃腸消化吸收，經過血液到大腦，破壞大腦，使失去功能呈海綿狀。多發生于兒童，尤其是3歲以下嬰幼兒多發，少數病情較重，嚴重的會引起死亡。腸道病毒EV71腸道病毒EV71是人腸道病毒的一種，簡稱為EV71，常引起兒童手足口病、病毒性咽峽炎，重癥患兒可出現肺水腫、腦炎等，統稱為腸道病毒EV71感染疾病。又稱漢坦病毒，是危害人類健康的重要傳染病原。

感染者患流行性出血熱（腎綜合征出血熱）。流行性出血熱病毒傳播途徑病毒能通過宿主動物（小型嚙齒動物——鼠）的血及唾液、尿、便排出，鼠向人的直接傳播是人類感染的重要途徑。以發熱、出血、充血、低血壓休克及腎臟損害臨床表現寨卡病毒單股正鏈RNA病毒，直徑20nm，是一種通過蚊蟲進行傳播的蟲媒病毒，宿主不明確，主要在野生靈長類動物和棲息在樹上的蚊子。寨卡疫情開展調查發現，越來越多的證據表明寨卡病毒與小頭癥之間存有關聯。狂犬病病毒發病后的死亡率100%死因：中樞神經（腦-脊髓）被病毒破壞，最終死于自主

神經系統受損導致的臟器衰竭、呼吸衰竭沒有接受疫苗免疫的感染者，當神經癥狀出現后幾乎全部死亡傳染源主要為狗，其次為貓、狼等狂犬病可以通過注射疫苗來預防，如果不小心被犬、貓、狼等動物咬傷、抓傷，破損皮膚或黏膜被動物舔過，都必須注射疫苗。肝炎病毒登革熱病毒病毒疾病的治療病毒不可以被殺滅，但是可以抑制1、無法識別正常的細胞和被病毒感染的細胞2、病毒的變異性很強流感病毒的研制步伐總是趕不上流感病毒的變異速度，流感病毒的變異性使流感預測、疫苗研制、特效藥物的研制均成為難題。3、有效的途徑——體內免疫系統4、干擾素一類具有廣譜抗病毒、抗增殖和免疫調節活性的多功能細胞因子家族，其化學成分是一種糖蛋白通過與人體細胞表面的受體結合，刺激細胞表達多種抗病毒蛋白，影響細胞代謝的過程，包括降解病毒RNA并抑制病毒RNA和蛋白質的合成自然干擾素的抗病毒作用具有滯后性和暫時性種屬特異性噬菌體(phage)：是侵染細菌的病毒。廣泛分布于自然界中，是從分子水平研究病毒復制、生物合成、基因表達、顆粒裝配、感染性等問題獨特的工具。目前人類對大腸桿菌T系噬菌體研究的最深入。第二節、原核生物病毒體－噬菌體一、噬菌體的形態與結構蛋白質外殼有不同形狀和大小基本形態為蝌蚪形、微球形和線狀核酸以單鏈或雙鏈分子組成環狀或線狀頭頸尾鞘尾絲尾釘尾板蝌蚪形可收縮長尾不可收縮長尾不可收縮短尾（六角形頭部，dsDNA）球形（無尾，二十面體等軸顆粒，ssRNA)12個大頂點殼粒12個小頂點殼粒線裝噬菌體，粒子蜿蜒如絲，ssDNA噬菌體的繁殖和其他病毒一樣，其生活周期包括吸附，侵入，復制，組裝和釋放5個階級。二、噬菌體的生活周期1、噬菌體生長的測定一步生長曲線：定量描述毒性噬菌體生長規律的實驗曲線。反應噬菌體的潛伏期、裂解期和裂解量三個重要的特性實驗方法在對數期生長的敏感細菌懸浮液與適量的噬菌體以(10~100):1相混合數分鐘吸附后，混合液中加入一定量的噬菌體抗血清以中和未吸附的噬菌體用培養液高度稀釋，防止發生二次吸附和感染定時取樣，將含噬菌體樣品和敏感細菌的混合物，在平板上培養計算噬菌斑數裂解量=裂解期平均噬菌斑數潛伏期平均噬菌斑數2、毒性噬菌體毒性噬菌體（virulentphage）:也稱烈性噬菌體，

可造成寄主細胞裂解dsDNA病毒二十面體頭部可收縮尾部大腸桿菌T4噬菌體為毒性噬菌體毒性噬菌體入侵寄主的過程可以分為5個階段吸附噬菌體與寄主的特異性位點結合，多種噬菌體可同時感染一個寄主。侵入通過尾鞘的運動，將核酸注入細菌細胞中，蛋白質外殼留在外面。復制粒子成熟（裝配）寄主細胞裂解（釋放）借助于細菌的酶系，合成噬菌體的蛋白質和核酸殼體裝入DNA形成頭部基板、尾髓、尾鞘組裝成無尾絲的尾部頭尾部結合裝上尾絲細菌培養液中，由于噬菌體的感染，造成細胞裂解，使渾濁的菌懸浮液變成透明的裂解溶液。固體培養基上，由于噬菌體的反復侵染，產生透明的空斑（噬菌斑）。溶源細菌的自發裂解：溶源細胞中的噬菌體發生大量自制

并成熟為噬菌體粒子，導致了溶源細胞的裂解。3、溫和噬菌體和溶源性概述溫和噬菌體(temperatephage)：侵入寄主細胞的噬菌體，

其核酸與寄主細胞同步復制，寄主細胞不裂解。溶源細胞(lysogen)：含有溫和噬菌體的細胞。原噬菌體：溶源細胞內的噬菌體核酸。溶源細菌的檢測溶源細胞的誘發裂變紫外線、其他物理或化學方法能誘發溶源細胞裂解溶源細胞的復愈溶源細胞中的原噬菌體消失，成為非溶源細胞，既不會發生自然潰溶，也不會發生誘發潰溶。λ噬菌體研究比較透徹的大腸桿菌溫和噬菌體，插入寄主細胞染色體特定的位點（gal與bio基因之間），成為寄主染色體的附加體，并隨寄主細胞的復制、繁殖而傳代。P1噬菌體大腸桿菌溫和噬菌體，但原噬菌體不是染色體的附加體，而是獨立存在于寄主細胞內，可在染色體多個位點插入。核型多角體病毒（NPV）：寄生在昆蟲細胞核內。質型多角體病毒（CPV）：寄生在昆蟲細胞質內。顆粒體病毒（GV）：可寄生在昆蟲細胞核內