非细胞型微生物的形态与分类课件.ppt

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1、第四章 非细胞型微生物的形态与分类,病毒是一类比细菌小得多的生物体，它无完整的细胞结构，也无完整的酶系，不能独立生活，只能寄生在活的细胞内，是严格的寄生生物体，病毒与人类安全密切相关,第四章 非细胞型微生物的形态与分类 病毒是一类比细菌小,第一节 病毒的形态结构与功能,一.病毒的形态 病毒(或病毒粒子)是由RNA或DNA分子组成的传染因子，是非细胞生命体。通常由一种或几种蛋白质构成的衣壳包裹，有些病毒还覆盖有更为复杂的包(囊)膜。,第一节 病毒的形态结构与功能一.病毒的形态,第一节 病毒的形态结构与功能,病毒另一定义：病毒属于最小生命形态，是只能在寄主细胞内才能复制的微生物。 病毒不同于其他微

2、生物的几个特征：病毒只含有一种核酸DNA或RNA。,第一节 病毒的形态结构与功能病毒另一定义：病毒属于最小生命,第一节 病毒的形态结构与功能,病毒通过基因组复制和表达，产生子代病毒的核酸和蛋白质，随后装配成完整的病毒粒子。病毒缺乏完整的酶系统，不具备其他生物“产能”所需的遗传信息，因此必须利用寄主细,第一节 病毒的形态结构与功能病毒通过基因组复制和表达，产,第一节 病毒的形态结构与功能,胞的酶类和产能机构，并能借助寄主细胞的生物合成机构复制其核酸以及合成由其核酸编码的蛋白质，乃至直接利用细胞成分。病毒的生物合成实际上是病毒遗传信息控制下的细胞生物合成过程。,第一节 病毒的形态结构与功能胞的酶类

3、和产能机构，并能借助寄,第一节 病毒的形态结构与功能,某些RNA病毒的RNA经反转录合成互补DNA(cDNA)，与细胞基因组整合，并随细胞DNA的复制而增殖。病毒无细胞壁，也不进行蛋白质、糖和脂类的代谢活动。,第一节 病毒的形态结构与功能某些RNA病毒的RNA经反转,第一节 病毒的形态结构与功能,病毒形态是指电子显微镜下见到的病毒大小、形态和结构。病毒的种类繁多，形态结构各具特点。有的呈棒状，有的为球形或多角形，还有的呈蝌蚪形等。病毒的大小亦各不相同。从10250nm,第一节 病毒的形态结构与功能病毒形态是指电子显微镜下见到的,第一节 病毒的形态结构与功能,不等，2000个细菌病毒可装入一个细

4、菌体中，一个人的细胞可容纳5亿个脊髓灰质炎病毒。所有病毒的结构都是蛋白质和核酸(RNA或DNA)组成的。一个完整的病毒或病毒颗粒是,第一节 病毒的形态结构与功能 不等，2000个细菌病毒可装,第一节 病毒的形态结构与功能,由蛋白质(或多肽)组成的壳膜，构成最外层，壳膜内包有核蛋白构成的核心，壳膜及其包裹着的核酸和相随蛋白质合起来组成核蛋白壳膜，叫做核壳体。依据核壳体的形态，病毒颗,第一节 病毒的形态结构与功能由蛋白质(或多肽)组成的壳膜，,第一节 病毒的形态结构与功能,粒可分为立体对称型和螺旋对称型。有的病毒在壳膜之外还有一层包膜，甚至双层壳膜。二.病毒的结构 病毒虽然不是活的细胞形式，但具有

5、遗传信息系统核酸，,第一节 病毒的形态结构与功能 粒可分为立体对称型和螺旋对称,第一节 病毒的形态结构与功能,只含有DNA或RN。DNA多数是双股的，但细小病毒的DNA为单股DNA，呼肠孤病毒是双股RNA。病毒虽然具有核酸，但不能独立复制，只能依赖寄主细胞帮助才能复制。,第一节 病毒的形态结构与功能 只含有DNA或RN。DNA多,第一节 病毒的形态结构与功能,三.病毒的蛋白 病毒的蛋白主要在壳膜中。这些蛋白质或多肽在病毒形态学上称作化学亚单位或结构亚单位。许多化学亚单位以非,第一节 病毒的形态结构与功能三.病毒的蛋白,第一节 病毒的形态结构与功能,共价键串联起来，形成了电子显微镜下可以见到的子

6、粒即形态亚单位。 大多数病毒含有大量蛋白质，占病毒粒子总重的70以上。少数病毒的蛋白质含量较,第一节 病毒的形态结构与功能共价键串联起来，形成了电子显微,第一节 病毒的形态结构与功能,低，为3040。病毒蛋白具有较高的毒性作用，是使机体发生各种毒性反应的主要成分。四.病毒的衣壳和包膜 病毒的衣壳(capsid)是指已经或即将,第一节 病毒的形态结构与功能低，为3040。病毒蛋白,第一节 病毒的形态结构与功能,与核酸进行组装的蛋白外壳。衣壳在电镜下呈许多球形或管状亚单位，即壳粒按一定的对称规律构成。某些病毒有双层衣壳。衣壳是病毒粒子的保护性外壳。,第一节 病毒的形态结构与功能与核酸进行组装的蛋白

7、外壳。衣壳,第一节 病毒的形态结构与功能,病毒的包膜(或囊 膜)(envelope)：比较复杂的病毒，核衣壳外面还有一层或几层富含脂质的外膜，即为包膜。目前对包膜的性质和组成还不十分清楚，但在多数情况下，包膜既含,第一节 病毒的形态结构与功能 病毒的包膜(或囊 膜,第一节 病毒的形态结构与功能,有病毒特异性物质，同时又含有寄主细胞膜的成分。在病毒发育过程中，病毒穿过细胞膜而达到细胞表面时，它才能获得来自寄主细胞的膜成分。,第一节 病毒的形态结构与功能有病毒特异性物质，同时又含有寄,第二节 病毒的复制,病毒的增殖又称为病毒的复制，是病毒在活细胞中的繁殖过程。这一过程非常特殊，而且形式多样化。既有

8、每种病毒特有规律，又有共同规律。病毒通过包膜或衣壳特异地吸附于,第二节 病毒的复制病毒的增殖又称为病毒的复制，是病毒在活细,第二节 病毒的复制,易感细胞的表面受体，脱衣壳后，病毒核酸发出指令，利用寄主细胞蛋白质合成机制，来表达合成病毒基因所编码的蛋白质。病毒核酸复制后，经过装配为成熟的病毒，自细胞释放。,第二节 病毒的复制易感细胞的表面受体，脱衣壳后，病毒核酸发,第二节 病毒的复制,因此，病毒仅在活细胞内才能表现其生命活性。一.细菌病毒(噬菌体)复制梗概 能侵入细菌体中，并能在菌体中增殖，最终将菌体裂解的病毒叫做噬菌体(phaee)。放,第二节 病毒的复制 因此，病毒仅在活细胞内才能表现其生命

9、活,第二节 病毒的复制,线菌、酵母菌及霉菌等都有噬菌体侵染。噬菌体有蝌蚪状、球形、线形三种基本形态。 噬菌体感染细菌细胞后，在胞内增殖，凡导致寄主细胞裂解者叫烈性噬菌体或毒性噬菌体，这类,第二节 病毒的复制线菌、酵母菌及霉菌等都有噬菌体侵染。噬菌,第二节 病毒的复制,寄主细胞称为敏感性细胞；而不使寄主细胞发生裂解，并与寄主细胞同步复制的噬菌体，叫做温和噬菌体，这类寄主细胞称为溶原性细胞。烈性噬菌体复制,第二节 病毒的复制寄主细胞称为敏感性细胞；而不使寄主细胞发,第二节 病毒的复制,以大肠杆菌的T噬菌体为例，介绍噬菌体复制过程吸附和侵入。当噬菌体与大肠杆菌相遇时，先以尾丝附着于菌体胞壁的受点上，

10、尾丝进一步固定在上面，向菌体进一步移动，刺突及尾丝将噬菌体,第二节 病毒的复制以大肠杆菌的T噬菌体为例，介绍噬菌体复,第二节 病毒的复制,加固，固定在菌体上。然后尾部分泌溶菌酶，将菌体胞壁溶解打孔，同时噬菌体尾壳收缩，将尾髓穿过细胞壁，插入菌体内，噬菌体头部的DNA随之被压入菌体细胞内。吸附过程受环境的温度、pH以及某些,第二节 病毒的复制加固，固定在菌体上。然后尾部分泌溶菌酶，,第二节 病毒的复制,离子的影响。复制与装配。噬菌体的DNA进入菌体后，将会引起一系列变化。菌体胞壁渗透性增大，核物质遭到破坏并开始消失，细菌的合成作用受到阻抑。噬菌体,第二节 病毒的复制离子的影响。复制与装配。,第二

11、节 病毒的复制,逐渐控制着细胞的代谢，以噬菌体部分DNA为模板，在菌体RNA聚合酶的催化下，首先产生噬菌体的mRNA。再利用寄主的核蛋白体，与新产生的mRNA形成复制噬菌体DNA所需要的酶。同时还要形成,第二节 病毒的复制逐渐控制着细胞的代谢，以噬菌体部分DNA,第二节 病毒的复制,脱氧核糖核酸酶，以利摧毁寄主DNA。有些噬菌体则不同，它要依赖于寄主供给某些酶类，因而它并不摧毁寄主的DNA，使之能继续为它合成某些所需要的蛋白。,第二节 病毒的复制脱氧核糖核酸酶，以利摧毁寄主DNA。有些,第二节 病毒的复制,在噬菌体DNA复制的同时，还要形成另外一些mRNA，用以制造噬菌体头、尾所需要的各种蛋白

12、质。经过噬菌体的复制，在菌体细胞内同时又形成了许多噬菌体的DNA、头部、衣粒、尾鞘、,第二节 病毒的复制在噬菌体DNA复制的同时，还要形成另外一,第二节 病毒的复制,尾髓、尾板、尾丝等部件。随后DNA收缩聚集，由头部衣粒等部件包围组装成多面体形状的噬菌体头。同样尾鞘、尾髓、尾板也相应装配起来，再与头衔接，最后装上尾丝，整个噬菌体即算装配成功。,第二节 病毒的复制 尾髓、尾板、尾丝等部件。随后DNA收缩,第二节 病毒的复制,释放。成熟的噬菌体粒子能诱导形成酯酶和溶菌酶，分别作用于细胞膜磷脂、菌体胞壁的肽聚糖，使菌体细胞破裂，以释放出新的噬菌体。将噬菌体放于菌悬液中，由于裂解,第二节 病毒的复制释

13、放。,第二节 病毒的复制,作用，使液体透明；如果在固体培养基长满的菌苔上使用了噬菌体后，则出现透明斑，称做噬菌斑。噬菌体的这种裂解作用有极强的特异性，它也是鉴定细菌的一种方法。,第二节 病毒的复制作用，使液体透明；如果在固体培养基长满的,第二节 病毒的复制,温和噬菌体 有些噬菌体入侵寄主细胞后核酸不复制，也不产生蛋白质外壳，故不影响细菌的正常生命活动，而是将基因整合到细菌染色体上，成为寄主细胞染色体附加体。当细菌,第二节 病毒的复制温和噬菌体,第二节 病毒的复制,进行分裂时，与细菌的染色体同步复制，分别进入两个子细胞的基因中，寄主细胞内温和噬菌体的DNA叫原噬菌体（prophage）。 如果在

14、其他条件突然改变后，温和噬菌体有可能变为,第二节 病毒的复制进行分裂时，与细菌的染色体同步复制，分别,第二节 病毒的复制,烈性噬菌体，而导致菌体溶解，使不溶解菌体的噬菌体转变为溶解菌体的噬菌体。二.植物病毒复制梗概 植物病毒有很多种类，,第二节 病毒的复制烈性噬菌体，而导致菌体溶解，使不溶解菌体,第二节 病毒的复制,绝大多数种子植物都能发生病毒病。一般植物病毒的壳体内含有RNA，也有一些植物病毒中含有DNA。植物病毒的复制过程大致如下：植物病毒的侵入,第二节 病毒的复制绝大多数种子植物都能发生病毒病。一般植物,第二节 病毒的复制,植物病毒不像噬菌体和动物病毒那样具有壳体蛋白与寄主细胞表面受体之

15、间的特异性，只是在植物细胞擦伤后，病毒可以从伤口侵入，也可以从植物细胞的外壁连丝进入。在自然情况下，植物病毒侵入寄主,第二节 病毒的复制植物病毒不像噬菌体和动物病毒那样具有壳体,第二节 病毒的复制,的方式主要靠媒介昆虫吸食植物汁液时，将病毒直接注入体内。病毒一旦进入植物细胞，就发生脱壳现象。复制 烟草花叶病毒的单链RNA属于,第二节 病毒的复制的方式主要靠媒介昆虫吸食植物汁液时，将病,第二节 病毒的复制,正链RNA，可与寄主核糖体结合，直接被翻译成病毒复制酶。这个酶可附着在正链RNA上，形成互补的负链RNA，然后以此作为模板，进一步合成多个互补的正链RNA。这些正链RNA或该链的,第二节 病毒

16、的复制正链RNA，可与寄主核糖体结合，直接被翻,第二节 病毒的复制,一个片段作为mRNA，产生壳体蛋白质，而且整个正链RNA结合进完整的病毒体中，核酸的复制过程发生在寄主细胞质中。装配和释放如果把烟草花叶病毒RNA和病,第二节 病毒的复制一个片段作为mRNA，产生壳体蛋白质，而,第二节 病毒的复制,毒壳体蛋白质放在一起，在不提供任何能量物质，不存在特殊的生物合成酶的情况下，只保持合适的pH和温度，依靠壳体亚单位蛋白和病毒核酸之间高度特异的分子相互作用，,第二节 病毒的复制 毒壳体蛋白质放在一起，在不提供任何能量,第二节 病毒的复制,能自动地装配成完整的病毒体，这个过程称作自我装配。三.脊椎动物

17、病毒复制梗概 大多数动物病毒无特异的吸附结构，但它们的表面含有一些化学的吸附位点，可与寄主,第二节 病毒的复制能自动地装配成完整的病毒体，这个过程称作,第二节 病毒的复制,细胞表面相应的受体位点相结合。病毒粒子与寄主细胞最初的吸附靠离子键和电荷，而且容易受PH或盐浓度的改变而脱离。当病毒粒子上的几个位点与寄主细胞表面的几个受体位,第二节 病毒的复制细胞表面相应的受体位点相结合。病毒粒子与,第二节 病毒的复制,点结合后，就可变成不可逆的。吸附大多数动物病毒无特异的吸附结构，但它们的表面含有一些化学的吸附位点，可与寄主,第二节 病毒的复制 点结合后，就可变成不可逆的。,第二节 病毒的复制,细胞表面

18、相应的受体位点相结合。病毒粒子与寄主细胞最初的吸附靠离子键和电荷，而且容易受PH或盐浓度的改变而脱离。当病毒粒子上的几个位点与寄主细胞表面的几个受体位点结合后，,第二节 病毒的复制 细胞表面相应的受体位点相结合。病毒粒子,第二节 病毒的复制,就可变成不可逆的。侵入 动物病毒侵入寄主细胞有四种方式：具包膜的病毒通过包膜和细胞质膜的融合脱去包膜，使核壳体,第二节 病毒的复制就可变成不可逆的。,第二节 病毒的复制,进入寄主细胞质中，然后去掉壳体而游离出核酸。结构复杂的病毒粒子可被寄主细胞整个主动地吞入，称为病毒入胞现象。病毒体被细胞吞噬后，被包围在由细胞质膜凹陷形成的泡囊内，并由溶酶体,第二节 病毒

19、的复制进入寄主细胞质中，然后去掉壳体而游离出核,第二节 病毒的复制,释放的酶分离复杂核壳的外层，从而释放出病毒核酸。不具有包膜的核壳不是整个侵入寄主细胞的细胞质，而是寄主细胞的膜引起壳体蛋白结构上的重新排列，壳体破损，游离出核酸，通过膜而进,第二节 病毒的复制 释放的酶分离复杂核壳的外层，从而释放,第二节 病毒的复制,入细胞质。有的病毒粒子可以完整地直接穿过寄主细胞膜而进入细胞质。从上可以看出动物病毒在侵入寄主细胞的过程中，其病毒粒子会脱去包膜和壳体，使病毒核酸得以复制，这个现象称为脱壳。,第二节 病毒的复制入细胞质。有的病毒粒子可以完整地直接穿,第二节 病毒的复制,复制和装配 病毒核酸的复制

20、包括病毒核酸的转录，寄主细胞DNA、RNA和蛋白质的合成终止及病毒核酸的复制。其中病毒核酸转录成mRNA是关键的一步。,第二节 病毒的复制复制和装配,第二节 病毒的复制,mRNA的合成取决于病毒核酸的类型，如DNA或RNA单链和双链等类型。 动物病毒有六条合成mRNA的途径。 DNA病毒和RNA病毒的复制和,第二节 病毒的复制mRNA的合成取决于病毒核酸的类型，如D,第二节 病毒的复制,装配过程：DNA病毒：这类病毒本身含有形成病毒DNA所需要的转录酶，随着脱壳的进行，转录酶活化，在寄主细胞中产生早期mRNA，然后通过寄主的核糖体翻译而形成复制病毒DNA,第二节 病毒的复制装配过程：,第二节

21、病毒的复制,的酶。病毒其他部分的形成和病毒粒子的装配也发生在细胞质内，也有的病毒在细胞核内复制，并利用寄主细胞的DNA聚合酶来复制病毒的核酸。病毒的结构蛋白合成于细胞质，然后运回细胞核来构建病毒,第二节 病毒的复制的酶。病毒其他部分的形成和病毒粒子的装配,第二节 病毒的复制,的核壳。 RNA病毒：在一般的生物细胞中，信息流的模式为：DNA-RNA-蛋白质。而RNA病毒的遗传信息编码于RNA中。RNA病毒的复制方式有三种释放,第二节 病毒的复制的核壳。 RNA病毒：在一般的生物细胞,第二节 病毒的复制,具有包膜的病毒从寄主中释放是一个复杂的过程，所以其释放过程通常比较缓慢，甚至要连续几小时。最常

22、见的释放方式是出芽方式。当其核壳成熟和装配后，会排列在细胞膜的内部表面，而核壳与膜的,第二节 病毒的复制具有包膜的病毒从寄主中释放是一个复杂的过,第二节 病毒的复制,接触会使膜向外突出，最后在外膜表面形成“芽”式突起，最后这个芽收缩，封闭形成囊，完全包围了核壳，然后“芽”由特殊的释放酶切断而形成具包膜的病毒。 动物病毒的另一种释放方式,第二节 病毒的复制接触会使膜向外突出，最后在外膜表面形成“,第二节 病毒的复制,是通过细胞膜溶解或局部裂解而释放。通常发生于寄主细胞死亡之后。特点是突然大量释放游离的病毒体。,第二节 病毒的复制 是通过细胞膜溶解或局部裂解而释放。通常,第三节 病毒的培养,培养病

23、毒技术的主要目的是对病毒分离和鉴定；制备病毒作为疫苗用；进一步研究病毒的结构、繁殖、遗传和对寄主细胞的影响。一.利用活体动物接种,第三节 病毒的培养 培养病毒技术的主要目的是对病毒分离和鉴,第三节 病毒的培养,利用特殊饲养的小白鼠、大白鼠、田鼠、豚鼠和兔子用于病毒的动物培养，无脊椎动物(如昆虫)和猴子等也用于实验动物。由于病毒对动物具有一定的特异性，特定动物才能传播一定种类的,第三节 病毒的培养利用特殊饲养的小白鼠、大白鼠、田鼠、豚鼠,第三节 病毒的培养,病毒。依实验要求，使用不同年龄的动物，通常将样品或病毒注射进入到脑、血液、肌肉、体腔、皮肤或脚掌内。二.用鸡(禽)胚接种,第三节 病毒的培养

24、 病毒。依实验要求，使用不同年龄的动物，,第三节 病毒的培养,胚胎是细胞早期快速分化的发展阶段，鸟或禽的胚胎是自我封闭发育而成，不受环境的影响。具有丰富的营养，可支持病毒的生长。鸡、鸭和火鸡胚胎是最常用的接种实体。由于对卵的注射必须,第三节 病毒的培养 胚胎是细胞早期快速分化的发展阶段,第三节 病毒的培养,刺破卵壳。因此，对无菌的要求极严格。注射方式有绒毛膜接种、尿囊腔接种、卵黄囊接种和羊膜腔接种。 病毒在胚胎中发育可引起肉眼可见变化或变化不明显，其,第三节 病毒的培养刺破卵壳。因此，对无菌的要求极严格。注射,第三节 病毒的培养,生长表现包括胚胎死亡、胚胎发展缺陷、膜局部的缺损。如果病变不明显

25、，必须用其他方法检测。用胚液和组织直接于电子显微镜下检查。有些病毒具有凝集红细胞或者和抗体发生反应的能力，也可测知,第三节 病毒的培养生长表现包括胚胎死亡、胚胎发展缺陷、膜局,第三节 病毒的培养,病毒的存在。三.细胞培养技术 将动物细胞分离、体外培养的方式称作细胞培养。培养动物细胞的营养液需含有特殊营养物质和精确的配比，以利于细胞的生长。,第三节 病毒的培养病毒的存在。三.细胞培养技术,第三节 病毒的培养,最大特点是这些细胞系对病毒来说具有较狭窄的寄主范围。对感染人的病毒有胚肾细胞、纤维细胞、骨髓细胞、心脏细胞等细胞系进行培养。 对培养基中病毒生长的检测的,第三节 病毒的培养 最大特点是这些细

26、胞系对病毒来说具有较狭,第三节 病毒的培养,一种方式是观察细胞单层中感染细胞变性和溶解。被破坏的病毒感染区呈现清晰的限定性斑，叫病毒蚀斑，又称空斑(plaque)。同样技术也可用于噬菌体检测和计数。,第三节 病毒的培养一种方式是观察细胞单层中感染细胞变性和溶,第四节 细菌病毒和发酵工业,一.发酵工业中噬菌体的一些性质 在发酵工业中常应用细菌、真菌等菌种作为发酵菌种。这些菌种常受到细菌噬菌体、真菌病毒的损害，是发酵工业的一大公害。酵母菌如酿酒酵母、红酵,第四节 细菌病毒和发酵工业一.发酵工业中噬菌体的一些性质,第四节 细菌病毒和发酵工业,母中都有类似噬菌体的病毒，其他真菌也有类似病毒的存在。 这

27、里需要补充说明的有关温和噬菌体的一些情况。噬菌体感染菌体细胞后，并不马上引起细胞裂解，而是以原噬菌体(prophage),第四节 细菌病毒和发酵工业母中都有类似噬菌体的病毒，其他真,第四节 细菌病毒和发酵工业,方式整合于寄主DNA中，随寄主繁殖而延续传代的噬菌体称为温和性噬菌体(Temperate phage)或溶原性噬菌体(Lysogenic phage)。带有溶原性噬菌体的细菌称为“溶原性细菌”。,第四节 细菌病毒和发酵工业方式整合于寄主DNA中，随寄主繁,第四节 细菌病毒和发酵工业,在溶原性细菌内，无形态可见的病毒粒子，原噬菌体是附着于细菌遗传物质上的噬菌体组成成分。少数情况下，温和噬菌

28、体也会引起寄主细胞裂解。溶原性是细菌的遗传特性，即每个溶原性子细胞一般,第四节 细菌病毒和发酵工业在溶原性细菌内，无形态可见的病毒,第四节 细菌病毒和发酵工业,也是溶原性的。微生物细胞的溶原性广泛存在于细菌中。如芽孢杆菌、大肠杆菌、假单胞菌、棒状杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌、弧菌、链球菌、变形杆菌、乳杆菌等。这种原噬菌体不同于营养期的噬菌,第四节 细菌病毒和发酵工业也是溶原性的。微生物细胞的溶原性,第四节 细菌病毒和发酵工业,体，它无感染性，对寄主一般无不良影响，但它也赋予溶原性细菌以下特征：有产生噬菌体的潜在能力。溶原性细菌培养时，大多数原噬菌体,第四节 细菌病毒和发酵工业体，它无感染性，对寄主

29、一般无不良,第四节 细菌病毒和发酵工业,不进行营养繁殖，仅少数会自发脱离染色体，导致细菌裂解，但裂解的频率较低，不易被发现；而在某些物理化学因素(紫外线、X射线)刺激下，原噬菌体会脱离染色体，开始复制，导致溶原性细菌裂解，,第四节 细菌病毒和发酵工业不进行营养繁殖，仅少数会自发脱离,第四节 细菌病毒和发酵工业,产生大量噬菌体。具有抗同源噬菌体感染的“免疫性”。即溶原性细菌对本身产生的噬菌体或外来的同源噬菌体不敏感。这些噬菌体虽然可以进人溶原性细菌，,第四节 细菌病毒和发酵工业产生大量噬菌体。,第四节 细菌病毒和发酵工业,但不能增殖，也不能导致溶原性细菌裂解。如含有原噬菌体的溶原性细菌，对噬菌体

30、的毒性有“免疫性”。溶原性细菌的复愈。溶原性细菌有时会丢失原,第四节 细菌病毒和发酵工业但不能增殖，也不能导致溶原性细菌,第四节 细菌病毒和发酵工业,噬菌体，又成为非溶原性细菌，此过程称为溶原性细菌非溶原化，此时溶原性细菌并未发生裂解。获得新的生理特性。 在溶原(温和)性细菌培养物中，虽有少量游离的噬菌,第四节 细菌病毒和发酵工业噬菌体，又成为非溶原性细菌，此过,第四节 细菌病毒和发酵工业,体存在，但并不引起同原菌株细胞裂解，故不易被人觉察。一旦溶原性细菌发生自我性裂解或诱发裂解，将会为害发酵菌株。因此，必须采取有效手段检测出溶原性细菌。,第四节 细菌病毒和发酵工业体存在，但并不引起同原菌株细

31、胞裂,第四节 细菌病毒和发酵工业,溶原性细菌的检测一般用敏感的非溶原性菌株作为指示菌。将待测菌样在合适的培养基中培养，并在生长的对数期进行紫外线照射，诱导原噬菌体复制。进一步培养，将培养物过滤，去除活菌体，将滤液与,第四节 细菌病毒和发酵工业溶原性细菌的检测一般用敏感的非溶,第四节 细菌病毒和发酵工业,指示菌混合后倒平皿，观察是否有噬菌斑的出现。也可将滤液加到指示菌的液体培养物中，观察菌液能否变清。二.发酵工业中噬菌体污染原因和现象,第四节 细菌病毒和发酵工业指示菌混合后倒平皿，观察是否有噬,第四节 细菌病毒和发酵工业,污染原因。利用微生物进行发酵常会遇到噬菌体的为害。噬菌体污染主要原因之一是

32、发酵菌种本身，几乎所有的菌种都可能是溶原性的，都有感染噬菌体的可能，在实践,第四节 细菌病毒和发酵工业污染原因。,第四节 细菌病毒和发酵工业,中不能忽视因菌种不纯而携带或混有噬菌体的情况。原因之二是噬菌体广泛分布于自然界，凡有细菌的地方几乎都有噬菌体。污染现象。各种发酵系统在污染,第四节 细菌病毒和发酵工业中不能忽视因菌种不纯而携带或混有,第四节 细菌病毒和发酵工业,噬菌体后，常出现一些明显的异常现象。如碳源和氮源的消耗减慢，发酵周期延长，pH值异常变化，泡沫骤增，发酵液色泽和稠度改变，出现异常臭味，菌体裂解和减少，引起光密度降低和产物锐减等。,第四节 细菌病毒和发酵工业噬菌体后，常出现一些明

33、显的异常现,第四节 细菌病毒和发酵工业,污染严重时，无法继续发酵，应将整个发酵液废弃。三.乳品工业发酵剂中常见的噬菌体 乳品发酵剂受噬菌体污染也是一个非常重要的问题，,第四节 细菌病毒和发酵工业污染严重时，无法继续发酵，应将整,第四节 细菌病毒和发酵工业,特别是嗜温型发酵剂更易遭到噬菌体的污染，其中既有烈性噬菌体，也有温和噬菌体。被噬菌体侵染后可导致菌体生长迟缓，产酸率下降或其他生物学特征的改变，从而造成成品品质低下。,第四节 细菌病毒和发酵工业特别是嗜温型发酵剂更易遭到噬菌体,第五节 噬菌体的防治措施,一.杜绝各种噬菌体的来源 应定期监测发酵罐、管道及周围环境中噬菌体的数量变化。噬菌体在干燥

34、环境中比较稳定，容易以活性状态飘浮于空气中，但对热、氧化物,第五节 噬菌体的防治措施一.杜绝各种噬菌体的来源,第五节 噬菌体的防治措施,、化学药品等敏感，如0.5福尔马林溶液、1新洁尔灭。二.控制活菌体的排放 活菌体是噬菌体生长繁殖的首要条件，控制其菌体的排放，在一定程度上能控制噬菌体的数量。对,第五节 噬菌体的防治措施、化学药品等敏感，如0.5福尔马,第五节 噬菌体的防治措施,排放的发酵液应灭菌后再排放，如发酵液已被污染，应以80处理25min，严禁活菌体排放。对于倒罐所排出的废液应灭菌处理后才放出，下次空消加福尔马林溶液熏蒸等方法。提取后废弃的含有菌体,第五节 噬菌体的防治措施排放的发酵液

35、应灭菌后再排放，如发酵,第五节 噬菌体的防治措施,的母液不能乱洒，应经密闭的阴沟向远离空压机房和发酵车间的地方排放。三.净化环境 发酵工厂净化环境是消灭或减少噬菌体和杂菌污染的基本措施,第五节 噬菌体的防治措施的母液不能乱洒，应经密闭的阴沟向远,第五节 噬菌体的防治措施,之一。具体做法是：建立环境卫生制度，定期清扫，定期消毒，定期检查。定期用灭菌药剂在厂区喷雾，消灭空气中的杂菌和噬菌体。,第五节 噬菌体的防治措施之一。具体做法是：,第五节 噬菌体的防治措施,车间四周不要乱堆东西，要清洁整齐，经常清扫、冲刷、洒漂白粉等。车间地面与厂内道路尽量修成水泥路面或柏油路面，以利冲洗和消毒。,第五节 噬菌

36、体的防治措施车间四周不要乱堆东西，要清洁整齐,第五节 噬菌体的防治措施,四.使用抗噬菌体菌株和定期轮换生产菌种 定期轮换菌种也是有效预防噬菌体的手段之一。如果在大量发酵过程中发现有噬菌体污染，为避免更大经济损失，可以接种另一种,第五节 噬菌体的防治措施四.使用抗噬菌体菌株和定期轮换生产,第五节 噬菌体的防治措施,菌，继续发酵，或者在发酵早期发现有噬菌体污染，且残糖较高时，先85维持1015min，再重新接种继续发酵。使用抗噬菌体菌株和定期轮换生产用菌。选育和使用抗噬菌体的生产菌株是一种经济有效,第五节 噬菌体的防治措施菌，继续发酵，或者在发酵早期发现有,第五节 噬菌体的防治措施,手段。五.基因

37、防治噬菌体侵染 利用质粒编码的基因防治噬菌体侵染几种方法： 干扰噬菌体对细胞的吸附。干扰吸附的质粒，它们的机理各不,第五节 噬菌体的防治措施手段。五.基因防治噬菌体侵染,第五节 噬菌体的防治措施,相同。如质粒产生含半乳糖的脂壁酸质、产生抗原等引起噬菌体不能吸附细胞附着点。限制和修饰。质粒产生限制酶和修饰酶，破坏外来DNA的复制和行使正常功能。,第五节 噬菌体的防治措施相同。如质粒产生含半乳糖的脂壁酸质,第五节 噬菌体的防治措施,流产侵染 流产侵染机理比较复杂，有R/M的作用，也有热敏感噬菌体抗性(Hsp+)的作用和其他的因素。 利用反义RNA防治噬菌体侵染。多,第五节 噬菌体的防治措施 流产侵

38、染 流产侵染机理比较复杂,第五节 噬菌体的防治措施,数噬菌体都有一个1.6kb的EcoRI的片段，用它进行分子杂交，证明90以上的噬菌体有同源性，把1.6kb片段反向插入启动子的下游，可产生抗性作用。从而起到了防治噬菌体的功能。,第五节 噬菌体的防治措施数噬菌体都有一个1.6kb的Eco,第五节 噬菌体的防治措施,六.乳晶噬菌体的控制系统 噬菌体对乳品发酵剂的侵染依赖于发酵剂培养基中的游离钙离子的存在。如果乳中缺少了游离钙，则噬菌体对多种属于N组的乳酸链球菌的侵染受到抑制。现在已有,第五节 噬菌体的防治措施六.乳晶噬菌体的控制系统,第五节 噬菌体的防治措施,比较成功的抗噬菌体培养基，如PRM(

39、phage-resistant medium)，或称为PIM（phage-inhibitory medium)。采用磷酸盐将脱脂乳中的钙螯合后，可用于PRM/PIM的商业化生产。,第五节 噬菌体的防治措施比较成功的抗噬菌体培养基，如PRM,第五节 噬菌体的防治措施,七.菌种被噬菌体污染后的补救措施 在实际工作中对噬菌体污染应采取一些切合实际而且行之有效的补救方法。如在谷氨酸生产中，有的厂对每批种子进行双层法检查。,第五节 噬菌体的防治措施七.菌种被噬菌体污染后的补救措施,第五节 噬菌体的防治措施,同时，对被检种子进行降温保压处理，以确保接入罐内的种子无噬菌体污染，从而消除了噬菌体的为害。如果发

40、生了噬菌体污染要大量接人另一菌种的种子或发酵液，继续发酵，以达到减少损失、避免倒,第五节 噬菌体的防治措施同时，对被检种子进行降温保压处理，,第五节 噬菌体的防治措施,罐的目的。还可利用草酸、柠檬酸或其他铵盐和钠盐，对于预防噬菌体的污染和继续侵染，确保种子的安全生产均有成效，还有可能提高产酸量。在丙酮丁醇生产中，可有计划地轮换使用不同菌种，以达到,第五节 噬菌体的防治措施罐的目的。还可利用草酸、柠檬酸或其,第五节 噬菌体的防治措施,防治噬菌体的目的。利用枯草杆菌生产酶制剂时，利用吲哚有效地阻抑噬菌体的发展。一些抗生素，如氯霉素和四环族抗菌素，在低浓度时可阻抑噬菌体的发展，而对菌体生长无显著的抑

41、制作用。,第五节 噬菌体的防治措施防治噬菌体的目的。利用枯草杆菌生产,第六节 酵母的病毒,酵母也发现有类似噬菌体的杀伤因子。它们的存在可导致酵母的迅速死亡或部分死亡，发酵时间大大延长，pH增高，出现异香，使啤酒中乙醛、3-羟基丁酮及双乙酰的含量增加。,第六节 酵母的病毒 酵母也发现有类似噬菌体的杀伤因子,第六节 酵母的病毒,这类酵母含有双股RNA类病毒(viruslike plasmid，VLP)，其直径在3340nm之间，是分子质量为20万100万u的蛋白质或糖蛋白。它们能使寄主细胞具有分泌一种对其他敏感的酵母株、种和属具有杀,第六节 酵母的病毒这类酵母含有双股RNA类病毒(virus,第六

42、节 酵母的病毒,伤作用的毒素的能力，这种杀伤作用无须细胞直接接触。这种具有杀伤因子的菌株对毒素具有免疫力。这种杀伤因子类似于某些大肠杆菌所分泌的细菌素。毒素的产生与这种粒子有关。因酵母中存在,第六节 酵母的病毒伤作用的毒素的能力，这种杀伤作用无须细胞,第六节 酵母的病毒,V LP而引起寄主细胞分泌毒素的现象，证明了这种特性是细胞质的遗传所致，但具有VLP的菌株不为其本身的VLP所伤害，处于中性菌和敏感菌之间。 据资料证明，VLP的,第六节 酵母的病毒V LP而引起寄主细胞分泌毒素的现象，证,第六节 酵母的病毒,分子性质是由两种dsRNA所组成。每个粒子分别为蛋白质外壳所包围，这种核蛋白粒子分别

43、定名为V1和V2。进一步的遗传学分析证明，具有VLP的菌株与中性和敏感菌株之间存在着差异。VLP的菌株,第六节 酵母的病毒 分子性质是由两种dsRNA所组成。每个,第六节 酵母的病毒,和中性菌株的细胞均含有V1和V2；而敏感菌株或只含有V1，或完全缺少VLP。 在葡萄酒及啤酒发酵中使用的酵母以及病原性酵母中也有可能具有VLP。在发醇工业中，可以选育,第六节 酵母的病毒 和中性菌株的细胞均含有V1和V2；而敏,第六节 酵母的病毒,那些既具有杀伤因子，又能正常发酵的酵母菌株。若以这类酵母类进行酒类酿造，敏感型的野生酵母就难以污染，有助于发酵的正常进行。,第六节 酵母的病毒那些既具有杀伤因子，又能正

44、常发酵的酵母菌,第七节 病毒的分类,在1995年国际病毒委员会第六次报告中提出了一个病毒分类系统(表4-4，4-5)，包括一个目，71个簇，11个亚簇和164个属(超过,第七节 病毒的分类 在1995年国际病毒委员会第六次,第七节 病毒的分类,400个种)，这个分类系统仍然有上百个病毒未分类，多数缺乏资料，而且有新的病毒不断出现。,第七节 病毒的分类400个种)，这个分类系统仍然有上百个病,第八节 亚病毒类,以往习惯上将亚病毒分为类病毒(Viroid)、拟病毒(Virusoid)及朊病毒(Prion)。1995年国际病毒委员会第六次报告将亚病毒因子分为卫星病毒、类病毒和朊病毒三类。,第八节 亚

45、病毒类 以往习惯上将亚病毒分为类病毒(Vi,第八节 亚病毒类,类病毒和拟病毒只感染植物，朊病毒只在脊椎动物存在，可引致人和动物的海绵状脑病。一.朊病毒朊病毒（Prion）是至今尚未完全清楚的,第八节 亚病毒类类病毒和拟病毒只感染植物，朊病毒只在脊椎,第八节 亚病毒类,一种蛋白质传染源，现在对该病毒未查到任何核酸，对各种理化作用具很强的抵抗力，有传染性甚强的传染性蛋白颗粒，在人和动物中可引起海绵脑病或白质脑病。 现在已知的人和动物朊病毒病,第八节 亚病毒类一种蛋白质传染源，现在对该病毒未查到任何,第八节 亚病毒类,有：库鲁病或颤抖病；克雅氏病或传染性病毒痴呆；吉斯特曼斯召斯列综合征；致死性家族失

46、眠病；绵羊瘙痒病；山羊瘙痒病；大耳鹿慢性消耗病；牛海绵脑病；猫海绵脑病；,第八节 亚病毒类有：库鲁病或颤抖病；克雅氏病或传染性,第八节 亚病毒类,传染性雪貂白质脑病。朊病毒病的共同特点是均引起中枢神经系统致死性的慢性退化性疾患。病理学特点是大脑皮质的神经元细胞退化，空泡变性、死亡、,第八节 亚病毒类传染性雪貂白质脑病。朊病毒病的共同特,第八节 亚病毒类,消失，被星状细胞取而代之，因而出现海绵状态。大脑皮质变薄、变性相对增加，因而成为海绵脑病或白质脑病。二.类病毒类病毒的特性,第八节 亚病毒类消失，被星状细胞取而代之，因而出现海绵状,第八节 亚病毒类,类病毒(Viroid)是使植物发病的最小病原

47、。如马铃薯纺锤块茎病和柑橘裂皮病的病原，是最小RNA病毒，只是最小病毒的l/10左右，由246600个核苷酸组成，不具有蛋白质外壳。类病毒能引,第八节 亚病毒类 类病毒(Viroid)是使植物发,第八节 亚病毒类,起许多经济植物，如马铃薯、番茄、苹果、柑橘、椰子等的严重病害。人的丁型肝炎病也是类病毒。类病毒分子小，不编码蛋白质，它们的基因组包含了大量的遗传信息。为了表达它,第八节 亚病毒类 起许多经济植物，如马铃薯、番茄、苹果、,第八节 亚病毒类,的遗传信息，类病毒RNA必须与其寄主紧密结合，其环状RNA分子只是使用寄主的复制酶才能进行复制。类病毒RNA必须包含适当的信号才能使之转运到植物细胞

48、核。类病毒结构,第八节 亚病毒类的遗传信息，类病毒RNA必须与其寄主紧密,第八节 亚病毒类,由于广泛的分子内碱基配对，类病毒按能量最低原则形成一种棍棒状结构，但存在一些单链区。在一定条件下，如高浓度氯化钠的溶液和高温等，结构发生转换，如形成新的发夹结构等。,第八节 亚病毒类由于广泛的分子内碱基配对，类病毒按能量最,第八节 亚病毒类,类病毒的复制 类病毒复制只是RNA到RNA的直接转录，无DNA复制中间体的存在。类病毒不能呈滚环式复制模式，复制的最终产物是单体环状(+)RNA,第八节 亚病毒类类病毒的复制,第八节 亚病毒类,分子，其复制中间体由核酶切割成单位分子长度的线性分子，再连接成环状。,第八节 亚病毒类分子，其复制中间体由核酶切割成单位分子长,