一,病毒(Virus)
概念:病毒是一类比细菌更微小,能通过滤菌器,仅含一种类型的核酸(DNA或RNA),只能在活的细胞内生长繁殖的非细胞形态的微生物.
在食品工业中,病毒不象细菌和真菌那样有直接的作用.但是,在涉及食品卫生等方面则显的十分重要,例如:肝炎病毒,轮状病毒,噬菌体和SARS病毒等.如果说肝轮S三种病毒与食品的安全性有关的话,噬菌体的危害则主要是发生在发酵工业当中的.在利用微生物发酵生产食品的过程中,在乳酸发酵,醋酸发酵,氨基酸发酵等过程中,发酵菌如果受到相应的噬菌体感染时,发酵作用将会减慢甚至停止,不积累代谢产物,菌体很快消失,整个发酵生产受到破坏.
在现代科学研究中,病毒的作用是显著的,在分子生物学和分子遗传学等方面产生了巨大的影响.在基因工程研究方面,如果将病毒核酸分子进行体外切割,按照实际需要进行基因重组,然后再送入体内,进行表达,产生新的理想性物质,应用于现代医学等方面.
在现代免役食品的研究与开发中也同样是大有可为的.
二,病毒的特点
由于病毒是非细胞生物,所以它具有细胞生物所没有的突出特点,主要表现在以下几个方面.
1,个体极其微小:个体微小,在电子显微镜下才能看见.
2,只含一种类型核酸:一种病毒的毒粒内只含有一种核酸,DNA或者RNA.
3,专性寄生:严格的活细胞内寄生,没有自身的核糖体,没有个体生长,也不进行二均分裂,必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制,形成子代.
4,大部分病毒没有酶或酶系极不完全,不含催化能量代谢 的酶,不能进行独立的代谢作用
5,对大多数抗生素不敏感,对干扰素敏感.
三,病毒的大小与形态
1,大小:测量病毒大小的单位是纳米(nm).各种病毒的大小相差很大.
小的病毒直径只有10—20nm左右,例如:口蹄疫V的直径22nm;大的病毒直径可超过250nm,例如:痘病毒的大小约为250×300nm;
大多数病毒的直径都在150nm以下.
2,形态:病毒的形态有四种,即:球形,杆形,砖形和蝌蚪形,细菌病毒——噬菌体即为蝌蚪形.
四,病毒的化学组成
绝大多数病毒主要是由核酸,蛋白质组成,只有少数病毒除上述成分外,还含有脂类,多糖等物质.
病毒核酸的分子量大约在2×1016—1018(Daldon)之间,Daldon简称为DT
蛋白质也是病毒的主要成分,其分子量在10000—150000DT之间.
毒粒
(化学组成)
核酸;
蛋白质;
脂类;
碳水化合物;
基本化学组成
病毒颗粒在化学上表现为核蛋白
二,毒粒的化学组成
五,病毒的结构
病毒的基本结构有三种:
螺旋对称:----烟草花叶病毒(TMV)
多面体对称:二十面体对称病毒-----腺病毒
复合对称: T4噬菌体
病毒子:一个结构齐全,功能完整,具有感染性的成熟病毒颗粒.
病毒的种类:
1,按照结构分类:
① 裸露病毒;
② 囊膜(包膜)病毒;
病毒的蛋白质壳体和病毒核酸(核心)构成的复合物,又称
核衣壳.
核衣壳(nucleocapsid):
仅由核衣壳构成的病毒颗粒
裸露毒粒(naked virion):
包膜(envelope):
有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜,它是病毒以出芽(budding)方式成熟时,由细胞膜衍生而来的.有维系毒
粒结构,保护病毒核壳的作用.特别是病毒的包膜糖蛋白,
具有多种生物学活性,是启动病毒感染所必需的.
裸病毒和有包膜病毒的基本结构
2,按照寄生性分类:
① 动物病毒
② 植物病毒
③ 细菌病毒(噬菌体)
各种动物病毒
各种植物病毒
各种噬菌体
3.病毒结构示意图
爱滋病病毒结构图
六,病毒的增殖及人工培养
(一) 病毒的增殖
1,吸附:第一种途径是通过细胞表面的离子(Mg+2)进行吸附,是可逆的;第二种途径是通过细胞膜受体来完成吸附,是不可逆的.
2,侵入:通过细胞膜的胞饮作用进行,在此过程中,病毒直接穿过细胞膜,这时的囊膜(胞膜)与细胞膜融合而芯髓进入细胞.
3,脱壳:有的病毒在侵入的过程中还要脱壳,如大肠杆菌T4噬菌体就是这样.病毒进入细胞时,在溶酶体蛋白水解酶的作用下完成脱壳,时间大约是几分钟到几小时.
4,生物合成:DNA在细胞核内合成,RNA在细胞浆内合成,Pr在胞浆内合成.
5,装配和释放:在细胞核或胞浆内装配,形成核衣壳.囊膜在核衣壳通过核膜或细胞膜的同时获得,病毒颗粒以出芽方式释放.
(二) 病毒的人工培养
1,细胞培养法:单层细胞培养法,悬浮培养法和固定培养法.
2,鸡胚培养法:① 绒毛尿囊膜接种,用10—12日龄鸡胚进行;② 卵黄囊接种,用5日龄鸡胚.
3,动物培养法:用幼龄无特定病原的动物试验,主要用于V的病原性测定,疫苗效力的测定,抗血清的制备等.
第二节 噬菌体
噬菌体(Phage)是一种侵染细菌的微生物病毒,广泛分布于自然界中.由于噬菌体在发酵工业中的危害较为突出而引起人们的广泛重视.
人们对大肠杆菌T—系噬菌体进行了大量的研究,获得了有关病毒的基础知识.因为它是一个很方便的生物模型和独特的研究工具,因为它是一个单细胞的宿主和很简单的寄生物.
一,噬菌体的形态
同其它病毒一样,噬菌体由核酸和蛋白质组成,核酸的单链或双链分子组成环状或线状,病毒的外壳有不同的形状和大小.
基本形态有:蝌蚪形,微球形,线状.
二,噬菌体的生活周期
(一) 噬菌体生长的测定:一步生长曲线
一步生长曲线:少量病毒与敏感细胞接触,病毒吸附后,高倍稀释,继续培养,定时取样测定培养物中的病毒效价,以感染时间为横坐标,病毒效价为纵坐标,绘制出病毒特征性的繁殖曲线,即一步生长曲线
潜伏期:释放子代病毒粒子所需的最短时间,(噬菌体以分钟计,动物病毒,植物病毒以小时或天计),大肠杆菌约25min
裂解量:每个受染细胞所释放产生的子代病毒数 目,几十到万个.
裂解量= 平稳期的平均噬菌斑数 / 潜伏期的平均噬菌斑数
具体实验方法:
对数生长期的敏感菌悬浮液与适量的噬菌体混合,
混合比例为10∶1(避免几个噬菌侵染一个菌体))
↓
数分钟后,加入一定量的噬菌体抗血清,以中和
未被吸收的噬菌体
↓
用培养液高倍稀释,以免第二次吸附(感染)
↓培养
含噬菌体样品与敏感菌混合
↓
平板培养,计算噬菌斑数
结果可见:
1,潜伏期:吸附后开始一段时间,约5—10min,噬菌体的数量不见增加,说明噬菌体未完成复制和组装.
2,裂解期:感染后20—30min,平板中噬菌斑数量突然直线上升,表示噬菌体已从寄主细胞中裂解释放了.
3,裂解量:每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数称为裂解量.
如图所示:
裂解期平均噬菌斑数
裂解量= ——————————
潜伏期平均噬菌斑数
三,毒性噬菌体
通常把毒性噬菌体看作噬菌体的正常表现.
大肠杆菌T4噬菌体即为毒性噬菌体.
(一)毒性噬菌体侵入宿主细胞的过程:
分为五个阶段
1,吸附:与细胞的特异性受体结合,一种噬菌体吸附后不影响另外一种噬菌体的吸附,例如:大肠杆菌T4噬菌体吸附于细胞后,并不会影响到其它种类的噬菌体在此细胞的吸附.
2,侵入:吸附后,噬菌体的核酸部分注入到细胞中,蛋白质壳体留在外面,从吸附到侵入只需几秒钟～几分钟.
3,复制:噬菌体核酸进入宿主细胞后,操纵宿主细胞代谢机能,大量复制噬菌体核酸,并合成病毒所需的蛋白质,但不形成带壳体的粒子.
4,粒子成熟(装配):寄主细胞合成噬菌体的壳体,并进一步组装成完整的噬菌体粒子.
5,寄主细胞裂解(释放):噬菌体粒子成熟后,引起寄主细胞裂解,释放出病毒子,释放量因噬菌体种类而有所不同,一个寄主细胞可释放10—10000个噬菌体粒子.
注意:
1,在细菌培养液中,细菌被噬菌体感染,菌体细胞裂解,浑浊的菌悬液变成为透明的裂解液.
2,在双层平板固体培养基上,稀释的噬菌体悬液引起点状感染,在感染点上进入反复的侵染过程,产生透明的空斑称为噬菌斑.
(二)温和噬菌体和溶源性
1,温和噬菌体:有些噬菌体侵入宿主细胞后,并不象上述毒性噬菌体那样发展,而是它们的核酸和宿主细胞同步复制,寄主细胞不裂解,这类噬菌体称为温和噬菌体.
2,溶源细胞:含有温和噬菌体的宿主细胞称为溶源细胞.
思考题:
1,噬菌体是如何感染宿主细胞的 简述噬菌体的增殖过程.
2,病毒与其他微生物在生物学特性方面相比,有哪些特点
3,什么叫做溶源性细菌
用朊病毒命名朊粒（prion)不大恰当，朊粒的生物性状与病毒差异很大，它的发现，提示在传统的传染病病原微生物及寄生虫之外，又增加了一种全新类型的病原因子，其生物学位置还未确定。
温馨提示：答案为网友推荐，仅供参考