噬菌体的应用
细菌的鉴定与分型 分子生物学研究的工具
依据：结构简单，基因数目少，培 养方便，生长迅速，遗传和变异易于控制 和辨认。
细菌感染的诊断与治疗 若在某一标本中检出某种噬菌体数
量较多，表明有相应的细菌存在。
复习思考题
一、名词解释： 温和噬菌体、毒性噬菌体、前噬菌 体、溶源性细菌
二、问题： 1、简述两种不同噬菌体的生活史。
噬菌体与细菌的关系
溶源作用
可见温和噬菌体既有溶源周期，又 有溶菌周期，在一定条件诱导下，如紫外 线、X线，可转变为毒性噬菌体，而毒性 噬菌体只有溶菌周期。
噬菌体与细菌的关系
温和噬菌体可有三种存在状态： 游离的具有感染性的噬菌体颗粒（ 溶菌周期） 前噬菌体（溶源周期） 宿主菌细胞质内类似质粒的噬菌体 核酸（游离）
噬菌体
一.概述 噬菌体是吃细菌的东西，其实它
是侵染细菌、真菌、放线菌、螺放体等 微生物的病毒。是专性细胞内寄生，噬 菌体颗粒可以在细菌细胞外存在，但只 能在细胞内繁殖（即遗传物质一定要进 入细胞才能复制）。
噬菌体在自然界广泛存在。
噬菌体的生物学性状
形态结构、大小
1.大小以nm计，需电镜观察。 2.形态：蝌蚪形（复合体），微球形 （20面体），丝形。
大于一般细菌
抵抗乙醚、氯仿和乙 醇
75℃ 30min或更久才 能被灭活
耐受低温和冰冻
但对紫外和X射线敏 感，一般经紫外照射
噬菌体与细菌的关系
严格的寄生性（宿主特异性）
只寄生在易感宿主体内，即一种 噬菌体只能在相对应的细菌内增殖，如 伤寒沙门菌噬菌体只能感染伤寒沙门菌 ，而不能感染其它种的沙门菌（变形杆 菌）。
溶原性细菌
Events Leading to Lysogeny
Site-specific recombination
Phage coded
enzyme
gal
• Repression of the
phage genome
• Repressor protein
• Specific
• Immunity to
复
制
转录
转译
子代DNA
晚期mRNA 晚 期 Pr （ 噬 菌 体 衣壳与其它结构Pr）
成熟和释放
子代DNA与子代外壳Pr在细菌细胞质 内装配成完整的子代噬菌体。
当 子 代 噬 菌 体 增 殖 到 一 定 数 量 （ 201000个）时（噬菌体晚期基因可编码合成 一种溶菌酶），使细菌裂解，噬菌体释放 游离，又可去感染另外的细菌。称溶菌周 期，约25min。
Tail Fibers
衣壳：保护遗传物质和帮助侵染新的宿主
的作用
Base Plate
Infection of host cell by T2 phage
噬菌体的生物学性状
抗原性
噬菌体具有抗 原性，能刺激机体 产生抗体，抑制相 应噬菌体感染细菌 。但对已吸附或进 入宿主菌的噬菌体 不起作用。
抵抗力
噬菌体效价的测定
效价指噬菌体悬液的浓度。即噬菌体数/ml样品。
斑点试验法 液体稀释管法 双层平板法 单层平板法 快速玻片法
涂布菌液液
45C培养
···
斑点试验法
噬菌斑
液体稀释管法
试样（
培养液和宿主细胞
噬菌体数=原细胞数 — 活细胞数
生物合成
细菌不再复制自身DNA，而受噬 菌体DNA携带的遗传信息所控制。利用 细胞的合成机构，如核糖体、tRNA、 酶、ATP等，以噬菌体DNA为模板，复 制子代噬菌体DNA，同时在不断合成子 代噬菌体的外壳Pr。
生物合成
RNA多聚酶的转录 胞浆内核Pr体转译
亲代DNA mRNA
早期Pr（功能Pr）
双层平板法
菌液+噬菌体试样+琼脂培养基
琼脂平板
培养10天 计数噬菌斑
噬菌斑数=试样中噬菌体数
快速玻片法
试样+宿主细胞 +琼脂培养基
布在灭菌玻片上
充分混匀
短期培养
低倍镜下计数噬菌斑
噬菌体增殖规律的描述方法
离心术 抗病毒血清
培养
定时取样测噬菌斑数
以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为 纵坐标，绘出的曲线为一步生长曲线。
蝌 蚪 形 由 20 面 体 头 部 和 连 接 螺 旋 状尾部复合而成，尾部能收缩，有尾鞘 或没有尾鞘，可有尾板或尾丝相连。尾 部作用是帮助遗传物质注入细胞。
噬菌体的生物学性状
形态结构、大小 Head/Capsid
3. 结构：
由核酸Pr组成。头部内含核酸，Pr构 成衣壳，包括尾部。 核酸：DNA或RCNoSAnhteraa单tchti链le 或双链，线性T或ail 环状（多数线性双链）
superinfection
gal
bio
gal bio
bio
Termination of Lysogeny
Induction gal
Adverse
conditions
gal
Role of proteases
recA protein
Destruction of • Greepnreesexsporression • Excision
这种特异性的根据是细菌表面所 存在的噬菌体受体。
噬菌体与细菌的关系
裂解作用
噬菌体感染宿主局后可出现两种 结果，其一是裂解细菌，完成溶菌周期 （裂解周期），这种噬菌体称毒性噬菌 体。
毒性噬菌体：就是能在宿主菌细 胞内复制增殖，产生子代噬菌体，达到 一定数量后，使细菌裂解的噬菌体。
噬菌体与细菌的关系
毒性噬菌体的溶菌现象
毒性噬菌体感染敏感菌后可出现溶菌 现象，如果细菌在液体培养基中生长繁殖 成半透明的菌悬液，感染后，便澄清。 在固体培养基中，若用适量噬菌体和宿主 菌液混合后接种培养，培养基表面可有透 亮的溶菌空斑出现。一个空斑系由一个噬 菌体复制增殖并裂解细菌后形成的，称为 噬斑.
噬斑
噬菌体与细菌的关系
• Lytic growth
gal
bio bio gal
bio
bio
噬菌体与细菌的关系
溶源性细菌特征： 照样能正常分裂，并将前噬菌体传至 子代细菌 溶源菌携带的前噬菌体编码的阻遏蛋 白能抑制后进入菌体的毒性（同种或 有亲缘关系）。噬菌体的生物合成， 既产生了“免疫力”。
噬菌体与细菌的关系
溶源性细菌特征： 细菌染色体中整合的前噬菌体给细菌 带来新的性状，如白喉杆菌感染β‐棒 状杆菌，产生白喉毒素。 溶源性细菌中有个别细菌可中指溶源 状态（发生率10-5），即少数前噬菌 体可从细菌染色体上脱落，并在菌体 内复制子代噬菌体，最后导致细菌裂 解，释放出成熟噬菌体
裂解作用
增殖方式：复制 增殖过程：
吸附 穿入 生物合成 成熟和释放
吸附和穿入
有尾噬菌体通过尾刺或尾丝特异地 吸附在敏感细菌表面的相应受体上（是Pr 或多糖），两者接触后，噬菌体尾板上 的少量水解酶溶解宿主细胞壁肽聚糖形 成小孔，然后尾鞘收缩，将头部中核酸 经尾鞘小孔注入细菌细胞内，Pr外壳留在 菌体外。
溶源作用
噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不 产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌 DNA复制，并随细菌分裂而传代。这种随 细菌分裂而传代的状态称为溶源状态。能 形成溶源状态的噬菌体称温和性噬菌体。 整合在DNA上的噬菌体基因称前噬菌体。 带有前噬菌体的细菌称溶源性细菌。
prophage: 整合在细菌基 因组中的噬菌体基因组