微生物学(2024春)

沈阳师范大学 佟德利

目录

  • 1 微生物与人类
    • 1.1 微生物及其种类
    • 1.2 微生物学及其分科
    • 1.3 人类对微生物世界的认识过程
    • 1.4 微生物的五大共性
    • 1.5 练习
  • 2 原核生物的形态、结构和功能
    • 2.1 细菌(一)
    • 2.2 细菌(二)
    • 2.3 细菌(三)
    • 2.4 细菌(四)
    • 2.5 放线菌
    • 2.6 其他原核微生物
    • 2.7 练习
  • 3 真核微生物的形态、构造和功能
    • 3.1 真核微生物概述
    • 3.2 霉菌
    • 3.3 蕈菌
    • 3.4 酵母菌
    • 3.5 练习
  • 4 病毒和亚病毒
    • 4.1 病毒
    • 4.2 亚病毒
    • 4.3 练习
  • 5 微生物的营养和培养基
    • 5.1 微生物的6类营养要素
    • 5.2 微生物的营养类型
    • 5.3 营养物质进入细胞的方式
    • 5.4 培养基
    • 5.5 练习
  • 6 微生物的新陈代谢
    • 6.1 代谢概论
    • 6.2 微生物的生物氧化
    • 6.3 生物固氮
    • 6.4 微生物次级代谢
    • 6.5 练习
  • 7 微生物的生长及其控制
    • 7.1 微生物生长的测量方法
    • 7.2 微生物的生长繁殖规律
    • 7.3 影响微生物生长的主要因素
    • 7.4 有害微生物的控制
    • 7.5 练习
  • 8 微生物的遗传变异和育种
    • 8.1 遗传变异的物质基础(一)
    • 8.2 遗传变异的物质基础(二)
    • 8.3 基因突变
    • 8.4 诱变育种
    • 8.5 微生物的基因重组
    • 8.6 菌种的衰退、复壮和保藏
    • 8.7 练习
  • 9 微生物的生态
    • 9.1 微生物在自然界中的分布
    • 9.2 微生物与生物环境间的关系
    • 9.3 微生物的地球化学作用
    • 9.4 微生物与环境保护
    • 9.5 练习
  • 10 传染与免疫
    • 10.1 传染与传染病
    • 10.2 非特异性免疫
    • 10.3 特异性免疫
    • 10.4 免疫学方法及其应用
    • 10.5 生物制品及其应用
    • 10.6 练习
  • 11 微生物的分类和鉴定
    • 11.1 微生物的分类单元和命名
    • 11.2 原核微生物分类系统
    • 11.3 微生物的分类鉴定方法
    • 11.4 练习
  • 12 实践单元
    • 12.1 实践大纲
    • 12.2 单元一
    • 12.3 单元二
    • 12.4 单元三
    • 12.5 单元四
    • 12.6 单元五
    • 12.7 单元六
    • 12.8 单元七
    • 12.9 单元八
    • 12.10 单元九
    • 12.11 单元十
亚病毒
  • 1 内容
  • 2 练习

内容

 亚病毒主要有类病毒、拟病毒、卫星病毒、卫星RNA和朊病毒。

类病毒

  只含有RNA一种化学组分、专性细胞内寄生的分子病原体。

 类病毒是当今所知道的最小可传染的致病因子,只在植物体中发现。

发现:

◆ 马铃薯纺锤形块茎病(potata spindle tuber disease, PSTD)

◆ 1922年,美国 ,马铃薯减产20~70%。1960年,我国黑龙江省,减产严重。

◆ 1982年,20余种植物病害中发现(番茄散顶病、柑橘裂皮病、菊花矮化病、菊花褪绿斑驳病、黄瓜白果病、椰子死亡病和酒花矮化病等的类病毒)

◆ 症状:叶子很绿,畸形,减产或死亡。

◆ 存在:类病毒一般存在于宿主细胞核上,与核仁结合。

◆ 传播方式:机械损伤,昆虫刺吸,营养繁殖(嫁接),种子,花粉等。


结构:

类病毒是一类不含蛋白质,它是一个很小的RNA,只有246个到399个核苷酸组成,正像图上所显示的,完整的类病毒的颗粒是杆状的,其中有碱基配对的区域,也有碱基不配对的区域,目前主要是在植物上发现。             

             

类病毒发现的意义:

● 对生物学家来说,类病毒的发现为他们探索生命起源提供了一个新的低层次上的好对象;

● 对分子生物学家来说,类病毒是研究最重要生物大分子的结构与功能的绝好材料;

● 对病理学家来说,类病毒的发现,为他们揭开人类和动、植物的各种传染性疑难杂症的病因带来了新希望;

● 对哲学家来说,类病毒的发现,为他们长期以来有关生命本质的认识将带来革命性的影响。


拟病毒

包裹在真病毒粒子中的有缺陷的类病毒。

辅助病毒:与拟病毒“共生”的真病毒。

发现 :

线状ssRNA(RNA-1),环状ssRNA(RNA-2),线状ssRNA(RNA-3)

1981年Randles等在绒毛烟斑驳病毒中分离到。

特点:

● 无衣壳包被

● 只含RNA一种成分

● 包装在专一的辅助病毒内

● 必须依赖辅助病毒才能复制,可干扰辅助病毒复制和减轻对宿主侵害

● 与辅助病毒基因组有同源性


     朊病毒

无核酸和脂类的疏水性糖蛋白质传染性因子,是蛋白酶抗性蛋白,可引起哺乳动物传染性海绵状脑病(TSE)。

1982年,美国学者Prusiner提出用proteinaceous infection particle的字头组成Prion一词,作为TSE的病原

朊粒病(prion disease)为人畜共患病

最早于200年前发现羊瘙痒病,后来发现CJD、库鲁病,1986年发现牛海绵状脑病(BSE),即疯牛病。

 

羊搔痒病:在欧洲已流行近300年,感染动物表现消瘦、步态不稳、脱毛、麻痹等,病羊因瘙痒常在围栏上蹭痒,病死率极高。

疯牛病:1986年首次在英国报道。潜伏期4-5年,主要的症状表现是:危害神经,特别是脑组织,所以得病后失控、疯,主要是危害神经系统特别是脑组织,导致神经错乱。

库鲁病人人的震颤病或称库鲁病:巴布亚新几内亚地方病)


朊粒病共同临床特点

潜伏期长(5-50年),一旦发病6个月至1年全部死亡,表现为进行性痴呆,共济失调,震颤等。

 两种不同的分子构型

细胞朊病毒蛋白(PrPC):三维结构具有42%的α-螺旋,3%的β折叠。存在于正常组织及感染动物组织中,是正常基因产物,通常情况下是无害的。对蛋白酶K敏感。

羊痒疫朊病毒蛋白(PrPSC): α-螺旋占30%,β折叠高达43%,仅存在于感染动物的组织中,与致病和传染有关。对蛋白酶K有抗性。

PrPSC的特殊性质

  ● 耐受蛋白酶消化和常规消毒,只有强碱(10N  NaOH),高压消毒(134℃,1小时)才能灭活

  ● 不含核酸,用PCR无法检测

  ● 超长潜伏期(平均20年),发病前无法检测和诊断

  ● 变异和跨种属感染,具大量潜在感染源,主要是:牛、羊、鹿等反刍动物,传播的潜在危险因素不明,难以预测和控制

   感染途径多:消化道、神经、血液均可感染。由PrPC转化成PrPSC的机理和因素不清,难以预防

   100%病死率,缺乏治疗药物,无法研制预防疫苗


朊粒发现及其研究的意义

朊病毒的发现在生物学界引起震惊,因为它与目前公认的“中心法则”即生物遗传信息流的方向是“DNA →RNA →蛋白质”的传统观念发生抵触,因而有可能是分子生物学的发展带来革命性的影响,同时还有可能为弄清一系列疑难传染性疾病的病原,带来新的希望。

  案例

朊病毒病

朊病毒,是由美国科学家普鲁西尔发现的。1982年,他正式向全世界宣布,朊病毒是一类不具备DNA和RNA的生命体,即便在电子显微镜下也见不到病毒体的结构,只能见到浆质膜,见不到髓核和衣壳。它广泛存在于生物体内。在正常情况下以无害的细胞蛋白质的形式存在,但它具有把自己的结构改变成有害粒子的能力,从而导致人类和动物患上多种致死性的神经系统疾病,且有较强的传染性。经研究已经肯定,朊病毒是人类老年痴呆病、克一雅氏病、格一斯一切三氏病、致命性家族失眠症、库鲁病、以及动物的疯牛病、羊瘙痒病的致病因子。

一些科学家认为,目前人类所患的帕金森氏病、类风湿病、红斑狼疮等一些疑难多见病都与朊病毒有关。对于人类而言,朊病毒病的传染有两种方式。其一为遗传性的,即人家族性朊病毒传染;其二为医源性的,如角膜移植、脑电图电极的植入、不慎使用污染的外科器械以及注射取自人垂体的生长激素等。至于人和动物问是否有传染,目前尚无定论。但有消息说,英国已有两位拥有“疯牛病”牛的农场主死于克——雅氏综合症,预示着人和动物间有相互传染的可能性,这有待于科学家的进一步研究证实。由于朊病毒病目前尚无有效的治疗方法,因此只能积极预防。病理研究表明,随着阮病毒的侵入、复制,在神经元树突和细胞本身,尤其是小脑星状细胞和树枝状细胞内发生进行性空泡化,星状细胞胶质增生,灰质中出现海绵状病变。朊病毒病属慢病毒性感染,皆以潜伏期长,病程缓慢,进行性脑功能紊乱,无缓解康复,终至死亡为特征。朊病毒病死亡率为100%。

朊病毒的发现,对于了解老年痴呆、疯牛病等疑难疾病的发病机理具有重大意义;而它最重要的科学价值是表现在生命科学方面,因为它揭示了一个重大的科学现象,即在世界上存在着没有DNA和RNA也可以繁殖、遗传的生命体-朊病毒,直接向20世纪的伟大发现-基因理论提出了挑战。因此未来学家认为,这一重大发现,预示着21世纪的生命科学在生命本质的探索研究方面将会出现新的成就。

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课程讲义:

知识点2 亚病毒

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知识点2 亚病毒