烟草花叶病毒病的理化性质是什么？

病毒名称：烟草花叶病毒Tobacco mosaic virus（TMV）。

分类地位：烟草花叶病毒属Tobamovirus，未分科。在国际病毒分类委员会（ICTV）中的编码为00071001012。

病毒异名：有一些以不同株系提出的名称，如Tobacco mosaic virus-U1、Tobacco mosaic virus-type、Tobacco mosaic virus-vulgare、Tobacco mosaic virus common strain。

病毒提纯：日本分离物的提纯步骤：澄清病汁液经三通-X处理，差速离心提纯，蔗糖密度梯度离心，能进一步纯化病毒。其他几种提纯方法包括：硫酸铵、PEG或乙醇沉淀。提纯病毒RNA ：可用苯酚处理，随后乙醇沉淀的步骤。提取病毒蛋白，采用低温下弱碱液（pH10～105）处理法。

①病毒粒子：棒状病毒300nm15nm，沉降系数161 S，等电点pH356，A260/A280为119～121。

②核酸：核酸含量5%，单链RNA，分子质量205106u，G∶A∶C∶U=253∶298∶185∶263。

③蛋白：分子质量分别为160ku，120ku，50ku和35ku，其中50ku多肽约占蛋白总量的50%。外壳蛋白含有158个氨基酸，其组成如下：Cys1I，Asp17，Thr15，Ser14，Glu17，Pro8，GIy7，Ala14，Val14，Ileu8，Leu12，Tyr3，Phe8，Lys3，Arg14，Try3（彭学贤等1979）。

病毒株系：中国分离物：根据Pelham基因型的划分，对各地的分离物进行了鉴定，因地域不同，各地的主导株系有所不同，但总的看来，以0株系最多，其次为1和12株系。2株系比较少，偶尔也可分离到少量对Tm2a的致病分离物。

①交叉保护反应：烟草先接种烟草的TMV分离物，能保护不受番茄TMV或辣椒TMV的再侵染。先接辣椒TMV，也可保护不被番茄TMV侵染（Chaichuchot，1987）。

②韩国分离物：番茄和辣椒的TMV 分离物主要为番茄株系，而烟草分离物全是TMV-典型株系。烟草品种Blight Yellow、毛叶烟和矮牵牛接种TMV-番茄株系，接种叶产生局部斑；而同一试验，接种TMV-典型株系，表现系统花叶。TMV-典型株系和TMV-番茄株系接种番茄都表现花叶。

③俄罗斯分离物：用一套试验寄主（烟草品种‘Samsun’、‘Xanthi’、毛叶烟、天仙子）的症状，划分TMV株系和内含体类型（Tolkach VF，1988）：根据寄主范围和症状不同，在远东，可分为7个TMV株系，接烟草品种‘Samsun’、TMV-1、TMV-p和TMV-n均为局部和系统侵染，而TMV-h、TMV-216、TMV412和TMV-i系统侵染，表现花叶。

④日本分离物：日本烟草田存在TMV-典型株系，黄化株系和轻性株系，在日本的番茄、辣椒地里有TMV-番茄株系和TMV-甜椒株系。

（1）车前草病毒（HRV）和烟草花叶病毒（TMV）都是以RNA作为遗传物质的病毒，因此图A和图B表现不同的根本原因是TMV与HRV具有不同的RNA．

（2）由以上分析可知，叶片①无症状，叶片②的症状同B，叶片③的症状也同B．

故答案为：

（1）TMV与HRV具有不同的RNA 

（2）无症状 同B    同B

（1）由题意可知，烟草花叶病毒主要由蛋白质外壳和RNA组成，为确定烟草花叶病毒的遗传物质，应先将病毒的蛋白质外壳与RNA分离，然后用白质外壳与RNA分别感染烟草；如果RNA能感染烟草，并使其患典型症状，蛋白质不能感染烟草，说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA．

（2）分析题图信息可知，甲烟叶是用TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒感染，由于RNA是遗传物质，甲烟叶上出现的病斑是HRV的病斑；乙烟叶是用HRVV的蛋白质外壳与TMV的RNA组成的重组病毒感染，由于RNA是遗传物质，甲烟叶上出现的病斑是TMV的病斑；甲烟叶分离出的病毒应是HRV病毒，从乙烟叶上分离出的病毒应是TMV病毒．

（3）分析题图可知，本题是通过基因工程培育抗TMV的烟草的流程，图中①是由RNA形成DNA的过程，是逆转录过程，目的基因获得后需要用限制性内切酶切割，获得粘性末端，基因要表达还必须有启动子和终止子，因此经过程②获得的目的基因两侧应含有限制酶的切割位点、启动子和终止子；由图分析，受体细胞放在含有卡那霉素的培养基上培养，说明构建的重组质粒上含有的标记基因是卡那霉素抗性基因；过程⑤采用的是植物组织培养；培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加植物激素；分子水平上检测植株是否合成了相关蛋白，可以用抗原-抗体杂交的方法进行检测；个体水平上可以用烟草花叶病毒感染该植株，看该植株对烟草花叶病毒是否具有抗性．

故答案应为：

（1）分别感染烟草     RNA能感染烟草，并使其患典型症状，蛋白质不能感染烟草

（2）HRV      TMV                     

（3）反转录    限制酶   启动子和终止子  卡那霉素抗性     植物组织培养      植物激素      抗原-抗体杂交     接种烟草花叶病毒

选A

因为病毒的遗传物质是核酸，具体到HRV和TMV都是以RNA为遗传物质的病毒。

所以新组成的病毒实质上还是HRV，因此可以感染车前草，并且繁殖的后代也是彻彻底底的HRV。

答案：烟株感病后，表现为整株系统症状。在高温强光条件下，5～7天就表现症状。幼苗感病后，先在新叶上发生“明脉”，叶脉组织变浅绿色，对光看呈半透明状。后蔓延至整个叶片，形成黄绿相间的斑驳。几天后，叶片局部组织叶绿素褪色，形成浓绿和浅绿相间的“花叶”症状。“花叶”有两种类型：一种是轻型“花叶”，仅在叶片的局部或叶尖呈现黄绿、深绿、浅绿相间的“花叶”，株形矮化不明显；另一种是重型“花叶”，叶片除表现“花叶”外，病叶边缘有时向背面卷曲，叶基松散，厚薄不均，甚至皱缩、扭曲呈畸形，有缺刻，严重时叶尖呈鼠尾状或带状。早期发病烟株节间缩短、植株矮化、生长缓慢。

防治烟草花叶病应注意以下几方面。

(1)清除毒源。清除混杂在种子中的病残体，以降低感病机会，同时，应尽早拔除苗床和烟田早期发病的植株，以减少毒源，避免施用未经充分腐熟的混有病残体的肥料；严禁将已发病的烟苗移入大田。

(2)选用和利用抗病品种。利用烟草种间抗性不同的品种和种质资源进行杂交育种，以获得理想的抗病材料。NC567、628、744等品种有较好的抗病效果。

(3)合理安排作物茬口。烟草与麦类或玉米等作物套种，具有明显的防病效果。

(4)加强烟田栽培管理。烟草苗床应选择远离菜园、烤房和晒棚的场所，施用净肥。烟田深翻，可消灭或减少TMV的初侵染源。农事操作时要注意由无病区到有病区的顺序进行，操作者应注意用肥皂洗手，以免人为传播病毒。

(5)实行轮作，不与茄科植物间、套作，宜与禾本科作物轮作2～3年。

(6)发病初期用15%植病灵乳剂1000倍液或10%病毒王可湿性粉剂600倍液喷施，能起到预防和缓解病毒危害的作用。

答案：TMV和CMV引起的烟草病毒病，在田间无论是分别侵染或混合侵染，所引起的症状均为花叶，从外表上很难区分。生产中TMV和CMV如果都为单独侵染时，往往TMV感染表现症状稍重，病叶边缘有时向叶片正面卷曲，叶基部伸长拉紧，且多导致叶片扭曲畸形，叶面革质化。CMV表现症状稍轻，表现花叶，叶片变细，尤其叶尖变细长。

生物的亲代能产生与自己相似的后代的现象叫做遗传。遗传物质的基础是脱氧核糖核酸（DNA），亲代将自己的遗传物质DNA传递给子代，而且遗传的性状和物种保持相对的稳定性。生命之能够一代一代地延续的原因，主要是由于遗传物质在生物进程之中得以代代相承，从而使后代具有与前代相近的性状。

只是，亲代与子代之间、子代的个体之间，是绝对不会完全相同的，也就是说，总是或多或少地存在着差异，这样现象叫变异。

遗传与变异，是生物界不断地普遍发生的现象，也是物种形成和生物进化的基础。

微生物遗传学作为一门独立的学科诞生于40年代，病毒遗传学作为微生物遗传学的重

要组成部分，对于生物遗传和变异的研究起到了重要的促进作用，也为分子遗传学的

发展奠定了基础。病毒的许多生物学特性，包括结构简单、无性增殖方式、可经细胞

培养、增殖迅速、便于纯化等，使其具有作为遗传学研究材料的独特优势。�

众所周知，包括病毒在内的各种生物遗传的物质基础是核酸。事实上，这一结论

最初的直接证据正是来自于对病毒的研究。为了说明这一点，首先让我们回顾两个经

典的实验：①噬菌体感染试验：T2是感染大肠杆菌的一种噬菌体，它由蛋白质外壳(

约60%)和DNA核芯(约40%)构成，蛋白质中含有硫，DNA中含有磷。把�3�2P和�3�5S

标记T2，

并用标记的噬菌体进行感染试验，就可以分别测定DNA和蛋白质的功用。Hershey和

Chase(1952)在含有�3�2P或�3�5S的培养液中将T2感染大肠杆菌，得到标记的噬菌体，

然

后用标记的噬菌体感染常规培养的大肠杆菌，再测定宿主细胞的同位素标记，结果用

�3�5S标记的噬菌体感染时，宿主细胞中很少有同位素标记，大多数的�3�5S标记噬菌

体蛋

白附着在宿主细胞的外面，用�3�2P标记的噬菌体感染时，大多数的放射性标记在宿主细

胞内。显然感染过程中进入细胞的主要是DNA。②病毒重建实验：烟草花叶病病毒

(tobacco mosaic virus，TMV)由蛋白质外壳和RNA核芯组成。可以从TMV分别抽提得

到它的蛋白质部分和RNA部分。Fraenkel�Courat(1956)实验证明，用这两种成分分

别接种烟草，只有病毒RNA可引起感染。虽然感染效率较低，但足以说明遗传物质为

RNA。Fraenkel�Courat利用分离后再聚合的方法，先取得TMV的蛋白质外壳和车前病

毒(Holmes Rib Grass Virus，HRV)的RNA，然后把它们结合起来形成杂合病毒，这种

杂合病毒有着普通TMV的外壳，可被抗TMV抗体所灭活，但不受抗HRV抗体的影响。当

用杂合病毒感染烟草时，却产生HRV感染的特有病斑，从中分离的病毒可被抗HRV抗体

灭活。反过来将HRV的蛋白质和TMV的RNA结合起来也得到类似的结果。目前已经能够由

许多小型RNA病毒和某些DNA病毒提取感染性核酸。如第四章所述，这些感染性核酸在

感染细胞以后，可以产生具有蛋白质衣壳和脂质囊膜的完整子代病毒。由脊髓灰质炎

病毒的RNA与柯萨奇病毒的衣壳构成的杂合病毒，在感染细胞后产生的子代病毒将是完

全的脊髓灰质炎病毒。以上事实说明，核酸是病毒遗传的决定机构，而蛋白质衣壳和

脂质囊膜不过是在病毒核酸遗传信息控制下合成或由细胞“抢来”的成分。这些成分

虽然决定着病毒的抗原特性，而且与病毒对细胞的吸附有关，在一定程度上影响着病

毒与宿主细胞或机体的相互关系，例如感染与免疫，但从病毒生物学的本质来看，它

们只是病毒粒子中附属的或辅助的结构。核酸传递遗传信息的基础在于其碱基的排列

顺序，病毒核酸复制时能够产生完全同于原核酸的新的核酸分子，从而保持遗传的稳

定性。但是，病毒没有细胞结构，缺乏独立的酶系统，故其遗传机构所受周围环境的

影响，尤其是宿主细胞内环境的影响特别深刻；加之病毒增殖迅速，突变的机率相应

增高，这又决定了病毒遗传的较大的动摇性——变异性。采用适当的选育手段，常可

较快获得许多变异株。应用各种理化学和生物学因子进行诱变，也能较快看到结果。

而病毒粒子之间以及病毒核酸之间的杂交或重组，又为病毒遗传变异的研究，开辟了

广阔前景。这些便利条件使病毒遗传变异的研究远远超出了病毒学本身的范围，成为

人类认识生命本质和规律的一个重要的模型和侧面。�

遗传和变异是对立的统一体，遗传使物种得以延续，变异则使物种不断进化。本

章主要论述病毒的变异现象、变异机理以及研究变异的方法和诱变因素等，关于病毒

的遗传学理论请参阅有关的专业书籍。�

病毒的遗传变异常常是“群体”，也就是无数病毒粒子的共同表现。而病毒成分，

特别是病毒编码的酶和蛋白质，又常与细胞的正常酶类和蛋白质混杂在一起。这显然

增加了病毒遗传变异特性鉴定上的复杂性。�

变异是生物的一般特性。甚至在人类尚未发现病毒以前，就已开始运用变异现象

制造疫苗。例如1884年，巴斯德利用兔脑内连续传代的方法，将狂犬病的街毒(强毒)

转变为固定毒。这种固定毒保留了原有的免疫原性，但毒力发生了变异——非脑内接

种时，对人和犬等的毒力明显降低，因而成功地用作狂犬病的预防制剂。此后，在许

多动物病毒方面，应用相同或类似的方法获得了弱毒株，创制了许多优质的疫苗。选

育自然弱毒变异株的工作，也取得了巨大成就。但是有关病毒遗传变异机理的认识，

则只在最近几十年来才有显著的进展。这不仅是病毒学本身的跃进，也是其它学科，

特别是生物化学、分子生物学、免疫学以及电子显微镜、同位素标记等新技术飞速发展的结果。�

变异主要是指基因突变、基因重组与染色体变异。其中基因突变是产生新生物基因的根本来源，也就是产生生物多样性的根本来源。人类可以通过人工诱变的方法创造利用更多的生物资源，比如说辐射、激光、病毒、一些化学物质（常用的是秋水仙素）都可以产生变异。

而遗传则是变异后新物种繁育的必经方法，变异只有通过遗传才能使变异在下一代表现。

生物体亲代与子代之间以及子代的个体之间总存在着或多或少的差异,这就是生物的变异现象。生物的变异有些是可遗传的，有些是不可遗传的。可遗传的变异是指生物体能遗传给后代的变异。这种变异是由遗传物质发生变化而引起的。不可遗传的变异是由外界因素如光照、水源等造成的变异，不会遗传给后代的。

遗传，一般是指亲代的性状又在下代表现的现象。但在遗传学上，指遗传物质从上代传给后代的现象。例如，父亲是色盲，女儿视觉正常，但她由父亲得到色盲基因，并有一半机会将此基因传给他的孩子，使显现色盲性状。故从性状来看，父亲有色盲性状，而女儿没有，但从基因的连续性来看，代代相传，因而认为色盲是遗传的。遗传对于优生优育是非常重要的因素之一。

为什么会出现遗传这种奥妙的现象呢？19世纪末，科学家才在人体细胞的细胞核内发现了一种形态、数目、大小恒定的物质。这种物质甚至用最精密的显微镜也观察不到，只有在细胞分裂时，通过某种特定的染色法，才能使它显形，因此取名为“染色体”。

人们发现，不同种生物的染色体数目和形态各不相同，而在同一种生物中，染色体的数目及形状则是不变的，于是有了子女像父母的遗传现象。在总数为46条的染色体中，有44条是男女都一样的，被人们称为常染色体。男性的性染色体为“ XY”，女性的性染色体为“XX”。人体染色体的数量，不管在身体哪个部位的细胞里都是成双成对的存在的，即23对46条染色体，可是惟独在生殖细胞——卵子和精子里，却只剩下23条，而当精子和卵子结合成新的生命——受精卵时，则又恢复为46条。可见在这46条染色体中肯定有23条是来自父亲，另外23条则来自母亲，也就是说，一半来自父亲，一半来自母亲，既携带有父亲的遗传信息，又携带有母亲的遗传信息。所有这些，共同控制着胎儿的特征，等到胎儿长大成人，生成精子或卵子时，染色体仍然要对半减少。如此循环往复，来自双亲的各种特征才得以一代又一代地传递，使人类代代复制着与自己相似的后代。

那么，染色体又是怎么实现遗传的呢？染色体靠的是它所携带的遗传因子，也就是“基因”，基因是贮藏遗传信息的地方，一个基因往往携带着祖辈一种或几种遗传信息，同时又决定着后代的一种或几种性状的特征。基因是一种比染色体小许多倍的微小的物质，即使在光学显微镜下也不可能看到。它们按顺序排列在染色体上。由染色体将它们带入人体细胞。每条染色体都是由上千个基因组成的。

人之初都是由一个受精卵经过不断的分裂增殖发育而成的，在这个受精卵里蕴涵着父母的无数个遗传基因。详尽设定了后代的容貌、生理、性格、体质，甚至于某种遗传病，子女就是按照这些特征发育成长的。于是就出现了孩子在某个地方像父亲，某个地方像母亲的情况。

基因有显性和隐性之分，在一对基因中只有一个是显性基因，其后代的相貌和特征就能表现出来。而隐性基因则只有当成对基因中的两个基因同时存在时，其特征才能表现出来，以人的相貌特征为例，在胚胎形成时，胎儿要分别接受父亲和母亲的同等基因，假如孩子从父亲的基因里继承了卷发，又从母亲的基因里继承了直发，但是他最后却长了一头直发，这是因为，在遗传时直发是显性，卷发是隐性，因此表现为直发。然而，在这个孩子的染色体中仍存在卷发的隐性基因，在他长大成人后，如果他的妻子和他一样，体内也存在卷发的隐性基因，那么他们的孩子就会有一头卷发，表现出隔代遗传的现象。这就是显性基因和隐性基因的区别。

基因还具有稳定性和变异性。稳定性是指基因能够自我复制，使后代基因保持祖先的样子。变异性是说基因在某种因素的刺激下能够发生变化。如日本人在20世纪40年代一般因遗传缘故，个子较矮小，到60年代之后，日本人注意营养，每日喝奶，又加强锻炼，其后代个子普遍增高，这就是遗传基因向好的方向变异。