1898年荷蘭人貝哲林克（Beijerinck）認為煙草花葉病的感染因子是比細菌小的有傳染性的活的液體，并起名為病毒（virus）。

非細胞型生物特點：非細胞的大分子—分子生物；細胞內(nèi)的生物態(tài)和細胞外的非生物態(tài)—“生活周期”；只含一種甚至沒有核酸。

第一節(jié) 病毒

病毒的概念：是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的超顯微“非細胞生物”，其本質(zhì)是一種只含DNA或RNA的遺傳因子，能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。

即在宿主體內(nèi)呈感染態(tài)（活細胞內(nèi)專性寄生），依賴宿主的代謝系統(tǒng)獲取能量、合成蛋白質(zhì)和復(fù)制核酸，再通過核酸與蛋白質(zhì)的裝配而實現(xiàn)其大量繁殖；在離體條件下，能以無生命的生物大分子長期存在，并可保持其侵染活性。

一形態(tài)構(gòu)造和化學(xué)成分

成熟的，結(jié)構(gòu)完整的，具有感染性的單個病毒稱作病毒粒或病毒體(virion),也稱病毒粒子或病毒顆粒（virus particle）。

（一）大小和形態(tài)

病毒的直徑一般為100nm上下（20～200 nm）(1 nm = 10^-3 μm)，最大的痘苗病毒約300nm，脊髓灰質(zhì)炎病毒僅28nm。

粗略認為病毒、細菌和真菌這三類微生物個體直徑比約為1：10：100。大多數(shù)病毒呈球形或近似球形，桿狀，少數(shù)磚塊狀、子彈狀，絲狀，噬菌體可呈蝌蚪狀。

（二）  組 成 （參考課本P65圖）

1 核酸

核酸組成各種病毒的核心。一種病毒只含有一種類型的核酸，DNA或RNA 。

核酸可以是單股的，可能是雙股的；可以是線狀的，也可以是環(huán)狀的。大多數(shù)病毒粒子中只含有一個核酸分子。少數(shù) RNA 病毒含 2 個或 2 個以上的核酸分子，它們一起構(gòu)成病毒的基因組，如流感病毒。

病毒核酸 ( 基因組 ) 儲存著病毒的遺傳信息，控制著其遺傳變異、增殖和對宿主的感染性等。病毒核酸類型多樣，是病毒系統(tǒng)分類中最可靠的分子基礎(chǔ)。

2 殼體(caspsid)

即衣殼，是指圍繞病毒核酸并與之緊密相連的蛋白質(zhì)外殼，它由許多衣殼粒 (capsomere) 組成。衣殼粒是指在電子顯微鏡下可以辨認的組成殼體的形態(tài)學(xué)亞單位，由一個或多個多肽分子組成。

殼體的作用是構(gòu)成病毒粒子主要支架結(jié)構(gòu)和抗原成分，保護病毒核酸，決定病毒感染的特異性等。

3 包膜 (envelope)

也稱囊膜。指包被在病毒核殼體外的一層含蛋白質(zhì)或糖蛋白的脂質(zhì)雙層膜。囊膜表面往往具有突起物，稱刺突 (spike) 。囊膜的有無及其性質(zhì)與該病毒的宿主專一性和侵入等功能有關(guān)。

（三） 病毒的對稱體制及其典型代表

根據(jù)衣殼粒排列方式的不同將病毒分為三種對稱類型：

1 螺旋對稱

衣殼粒沿著螺旋形的核酸鏈對稱排列，TMV (tabacoo mosaic virus) 是其代表。

TMV外形呈直桿狀，長300nm，寬15nm，中空（內(nèi)徑4nm）。由95%的衣殼蛋白和5%的ssRNA組成。衣殼含有2130個皮鞋狀的蛋白亞基——衣殼粒。衣殼粒以逆時針方向繞核酸作螺旋狀排列，共圍130圈。ssRNA由6390個核苷酸構(gòu)成，以等螺距排列于蛋白質(zhì)衣殼內(nèi)，每3個核苷酸與1個衣殼粒結(jié)合。

2 20面體對稱
核酸濃集成球形或近似球形，外周的衣殼粒排列成20面體對稱。腺病毒(adenovirus)是其代表。

腺病毒外形呈“球狀”，實為一典型的20面體，直徑70～80nm，具有12個角，20個面和30條棱。核心由36500bp的線狀dsDNA構(gòu)成。

3 復(fù)合對稱 （參考課本P67圖）
    病毒結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，既有螺旋對稱又有20面體對稱。E.coli T 偶數(shù)噬菌體（T2、T4、T6）是其代表。

（四） 病毒的群體形態(tài)

1 包涵體 (inclusion body) 

是指在某些感染病毒的宿主細胞中,出現(xiàn)光鏡下可見的大小、形態(tài)和數(shù)量不等的小體。根據(jù)包涵體特點，將其分為4類：病毒的聚集體；病毒的合成部位；病毒蛋白及病毒感染有關(guān)的蛋白；非病毒性包涵體。

包涵體在實踐上的應(yīng)用：①病毒病的輔助診斷；②昆蟲生物防治。

2 噬菌斑(plaque)

 將少量噬菌體和大量敏感細菌與瓊脂培養(yǎng)基在平皿中混勻，適溫下培養(yǎng)數(shù)小時后，會在長滿細菌的菌苔上出現(xiàn)一個個肉眼可見的有一定形狀、大小、邊緣和透明度的斑點，即噬菌斑。

二  原核生物的病毒———噬菌體

噬菌體(bacteriophage, phage) ，即原核生物的病毒，包括噬細菌體(bacteriophage) 、噬放線菌體和噬藍細菌體等。它們廣泛分布于自然界，凡有原核生物活動之處，幾乎都有其相應(yīng)的噬菌體存在。

（一）   噬菌體的形態(tài)（參課本P68，了解）

（二）   噬菌體的繁殖

噬菌體的繁殖一般分為五個階段：吸附、侵入、增殖（復(fù)制和生物合成）、成熟（裝配）和裂解（釋放）。凡在短時間內(nèi)能連續(xù)完成這五個階段而實現(xiàn)其增殖的噬菌體，稱烈性噬菌體(virulent phage)，反之則稱溫和噬菌體(temperate phage)。

1 吸附 噬菌體侵染寄主細胞的第一步為吸附。敏感的細菌細胞表面具有噬菌體吸附的特異性受體。一種細菌可以被多種噬菌體感染，這是因為宿主細胞表面對各種噬菌體有不同的吸附受體。吸附過程也受環(huán)境因子的影響，如 pH 、溫度、離子濃度等都會影響到吸附的速度。

2 侵入  即注入核酸。

3 增殖包括核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成。

4 成熟 或裝配

5 裂解或釋放　

裂解量(burst size)：平均每一宿主細胞裂解后所產(chǎn)生的子代噬菌體數(shù)量。

自外裂解 ：由于大量噬菌體吸附于同一宿主細胞表面并釋放大量溶菌酶而從外部裂解細胞，不產(chǎn)生子代噬菌體的裂解。

（三） 噬菌體效價的測定

效價(titre, titer)，表示單位體積試樣中所含的具侵染性的噬菌體粒子數(shù)，又稱噬菌斑形成單位(plaque-forming unit, pfu)或感染中心數(shù)。常用雙層平板法測定。

（四）  一步生長曲線（參考課本P72－73）

定量描述烈性噬菌體生長規(guī)律的實驗曲線，稱一步生長曲線或一級生長曲線(one step growth curve)。它可反應(yīng)每種噬菌體的3個重要特征參數(shù)——潛伏期(latent phase)、裂解期(rise phase)和裂解量(burst size)。

1 潛伏期   

指噬菌體的核酸侵入宿主細胞后至第一個成熟噬菌體粒子裝配前的一段時間。

潛伏期又可分為兩段：隱晦期，指在潛伏期前期人為的用氯仿等裂解宿主細胞后，此裂解液仍無侵染性的一段時間；胞內(nèi)累積期，指即潛伏后期，在隱晦期后，人為地裂解細胞后，其裂解液已呈現(xiàn)侵染性的一段時間。

2 裂解期

在潛伏期后的宿主細胞迅速裂解、溶液中噬菌體粒子數(shù)急劇增多的一段時間。

3 平穩(wěn)期    

感染后的宿主細胞已全部裂解，溶液中噬菌體效價達到最高點的時期。

4 裂解量  

平均裂解量= 平穩(wěn)期plaque數(shù) / 潛伏期plaque數(shù)

(五) 溶源性（lysogeny）

是溫和噬菌體侵入宿主細胞后產(chǎn)生的一種特性，又稱溶源現(xiàn)象。

1 溫和噬菌體(temperate phage)

凡吸附并侵入宿主細胞后，噬菌體的基因組只整合到宿主的基因組上，并可長期隨宿主基因組的復(fù)制而進行同步復(fù)制，一般情況下并不引起宿主細胞裂解的噬菌體稱溫和噬菌體或溶源噬菌體(lysogenic phage)。 

溫和噬菌體的特點：①dsDNA；②具有整合的能力——處于整合態(tài)的噬菌體稱前或原噬菌體（prophage）；③ 同步復(fù)制能力。

溫和噬菌體的存在形式：① 游離態(tài)；②整合態(tài)；③營養(yǎng)態(tài)。

2 溶源菌 (lysogen or lysogenic bacteria)

指在基因組上整合有前噬菌體并能正常復(fù)制而不被裂解的細菌，如E.coli K12(λ)。

溫和噬菌體感染細菌使之成為溶源菌的過程，稱溶源化(lysogenization)。

溶源菌的特性：① 自發(fā)裂解；② 誘導(dǎo) ，又稱誘發(fā)裂解；③ 免疫性，又稱超感染免疫性等；④ 復(fù)愈，又稱非溶源化；⑤ 溶源轉(zhuǎn)變。

三、人類免疫缺陷病毒（HIV）簡介
HIV—Human Immunodeficiency Virus，是獲得性免疫缺陷綜合癥（Acquired Immune Deficiency Syndrome，AIDS）即艾滋病的病原物。
1983年6月法國巴斯德研究所的巴雷-西諾希(Françoise Barré-Sinoussi)和路克-蒙塔尼(Luc Montagnier)首次從一例慢性淋巴腺病的男性同性戀病人的淋巴結(jié)中分離到一株新的逆轉(zhuǎn)錄病毒—艾滋病病毒，當(dāng)時稱淋巴腺病相關(guān)病毒，他們也因此獲得2008年年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
1986年7月25日，世界衛(wèi)生組織（WHO）發(fā)布公報，國際病毒分類委員會會議決定，將艾滋病病毒改稱為人類免疫缺陷病毒（ HIV）。
HIV主要有兩種類型:HIV-1和HIV-2，兩者核苷酸序列相差超過40%， 絕大多數(shù)艾滋病由HIV-1所致。

12月1日 World AIDS Day
1 形態(tài)構(gòu)造 （參考課本p75）
HIV(1型)呈球形，直徑為100～120nm。最外層是脂蛋白包膜，其中嵌有g(shù)p120和gp41兩種病毒特異的糖蛋白。前者構(gòu)成包膜表面的刺突，后者為跨膜蛋白。病毒內(nèi)部為20面體對稱核衣殼，內(nèi)含病毒RNA、核衣殼蛋白、逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶和蛋白酶。HIV基因組由2條相同的正鏈RNA在5′端通過氫鍵互相連接成二聚體。基因組全長9700b。
2 侵染過程
HIV進入人體后主要侵染CD4+的T淋巴細胞和單核巨噬細胞亞群。細胞表面的CD4+分子是HIV的主要受體。另需輔助受體CCR5協(xié)助才能使病毒包膜與細胞膜產(chǎn)生有效的融合。

本章思考題：

1.名詞解釋：病毒粒子、衣殼、包涵體、cfu和pfu、烈性噬菌體、溫和噬菌體、溶源轉(zhuǎn)變、溶源菌、溶源性、一步生長曲線、自外裂解、裂解量、前噬菌體、亞病毒、朊病毒。

2.非細胞型微生物有何特點，主要包括哪些類型？

3.舉例說明真病毒對稱體制有哪些？

4.比較烈性噬菌體與溫和噬菌體的生活周期。

5.簡述一步生長曲線的主要內(nèi)容及其生物學(xué)意義。

6.比較類病毒、擬病毒和朊病毒的特點。

7.圖示T4 phage的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

8.圖示HIV的形態(tài)結(jié)構(gòu)。