第二章真核微生物的形态结构和功能

第二章真核微生物第一节真核微生物概述第二节酵母菌第三节丝状真菌--霉菌第四节蕈菌教学目的与要求：掌握真核微生物的主要类群和真核微生物的细胞构造；掌握真核微生物的重要的细胞器。重点：真核微生物的细胞构造；难点：真核微生物的重要的细胞器。第一节真核微生物概述•真核生物(Eukaryotes)是一大类细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的生物。•真核微生物(Eukaryoticmicroorganism)属于真核生物类的微生物(真菌、显微藻类和原生动物)一、真核微生物的主要类群：真菌（Fungi）二、真核微生物的细胞构造（一）、细胞壁1、真菌的细胞壁：真菌：多糖、蛋白质、脂质。低等真菌：纤维素，酵母菌：葡聚糖，高等陆生真菌：几丁质2、藻类的细胞壁主要是纤维素、间质多糖（二）、鞭毛与纤毛真核微生物细胞表面长有或长或短的毛发状、具有运动功能的细胞器，其中形态较长、数量较少者称鞭毛，形态较短、数量较多者称纤毛。鞭毛的结构（三）、细胞质膜是细胞与外界环境间的一道机械和渗透屏障，具有选择性运送内外物质、调控细胞间相互关系以及表面吸附、合成和分泌等功能；是镶嵌有蛋白质、有流动性的磷脂双分子层。（四）、细胞核是细胞用以控制其一切生命活动的遗传信息的储存、复制和转录的主要部分，他也染色体为载体储存了细胞内绝大部分的遗传信息。结构：核被膜、染色质、核仁和核基质。（五）、细胞质和细胞器细胞质主要是溶胶状物质,在细胞质中含有各种功能不同的结构——细胞器：核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等。细胞基质和细胞骨架1、根据表面结构分为：粗糙型内质网：膜外附着有核糖体。光滑型内质网：表面没有附着的颗粒。内质网功能：起物质传递的作用，另外还有合成脂类和脂蛋白。2、内质网和核糖体是分布在整个细胞中的由膜构成的管道和网状结构。在细胞中和核膜或细胞膜相连在一起。是存在于一切细胞中的无膜包裹的颗粒状细胞器，具有蛋白质合成功能。由蛋白质和RNA组成。它游离在细胞质中或附着在内质网上。核糖体3、高尔基体组成：由膜包围的液囊垛叠而成。（4-8个液囊）功能：（1）物质集运；（2）生物大分子的装配；（3）参与细胞壁的形成。4、溶酶体：单层膜包裹、内含多种酸性水解酶的小球形、囊泡状细胞器。功能：细胞内的消化作用，吞噬作用，自溶作用。5、微体：单层膜包裹、内含氧化酶和过氧化酶的小球形细胞器。功能：可使细胞免受H2O2的毒害，并能氧化分解脂肪酸。6、线粒体:1.双层单位膜包围的细胞器；其中含脂类、蛋白质、少量RNA和环状DNA。2.功能：把有机物中的化学能转化成生命活动所需能量。3.生物氧化中心。4、结构：外膜内膜基质脊7、叶绿体双层膜包裹、能转化光能为化学能的绿色颗粒状细胞器，只存在于绿色植物的细胞器中。构造：外膜、内膜、类囊体、基质功能：进行光合作用1)单层膜包裹的细胞器；含有机酸、盐类水溶液和水解酶类。2)功能：调节渗透压；与细胞质进行物质交换；储藏物质。3)为细胞成熟的标志8、液泡第二节酵母菌一、酵母菌(yeast)概述（了解）酵母菌(yeast):是一群能发酵糖类，主要进行芽殖、低等的单细胞真菌的总称，不是分类名词。特征①个体一般以单细胞状态存在；②多数营出芽生殖，有的裂殖；③能发酵糖类产能；④细胞壁常含有甘露聚糖；⑤喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表面，果园土壤中与环境有关。种类：据1982年的资料，已知的酵母有56属，500多种。酵母菌与人类的关系极其密切。二、酵母菌的形态和细胞结构1、酵母菌的细胞形态酵母菌细胞呈卵圆形、圆形或圆柱形。细胞宽1-5m，长约5-30m。酵母菌的菌落形态2、酵母菌细胞结构（1）、细胞壁甘露聚糖三明治状蛋白质葡聚糖---机械强度（2）、细胞膜细胞膜蛋白质：包括一些酶类脂：糖类：甘露聚糖甘油的单、双、三脂甘油磷脂甾醇(3)细胞核Nucleus：核膜：双层单位膜，其上存在着大量直径为40一70nm的核孔，用以增大核内外的物质交换。染色体：DNA＋组蛋白，多条，遗传信息的主要贮存库。核仁：1－多个，DNA＋ＲＮＡ＋蛋白质，合成核糖体中心体：核膜外，有蛋白质亚基组成的丝状结构，与芽殖和有丝分裂相关。（4）细胞质内结构a.微体：有一层约7nm单位膜包裹的、直径约0.3μm的圆形或卵圆形的细胞器，称功能可能是参与甲醇和烷烃的氧化。b.核糖体：80s合成蛋白质的场所c液泡:在成熟的酵母菌细胞中，有一个大形的液泡，内含有一些水解酶、异染粒、脂肪滴，功能可能是起着营养物和水解酶类的贮藏库的作用，同时还有调节渗透压的功能。d.环状的“2μm质粒”,它可作外源DNA片段的载体。三、繁殖方式和生活史1、无性繁殖芽殖是酵母菌进行无性繁殖的主要方式。有多边出芽、两端出芽和三边出芽。成熟的酵母菌细胞，先长出一个小芽，芽细胞长到一定程度，脱离母细胞继续生长，尔后再形成新个体。裂殖少数种类的酵母菌与细菌一样，借细胞横分裂而繁殖。无性孢子掷孢子(ballistospore)厚垣孢子(chalmydospore)酵母菌出芽繁殖形成子囊孢子：在合适的条件下接合子经减数分裂，双倍体核分裂为4~8个单倍体核，其外胞以细胞质逐渐形成。包含在由酵母菌细胞壁演变成的子囊中。子囊孢子又可萌发成单倍体营养细胞。2、有性繁殖分三类:№营养体以单倍体和二倍体形式存在№营养体仅以单倍体形式存在№营养体仅以二倍体形式存在3、酵母菌的生活史№营养体以单倍体和二倍体形式存在№营养体仅以单倍体形式存在№营养体仅以二倍体形式存在一、霉菌的形态结构二、繁殖方式三、农业上常见的霉菌第三节霉菌一、霉菌的形态结构①菌丝(hypha)丝状或管状结构；由坚硬的含几丁质的细胞壁包被，内含大量真核生物的细胞器。②菌丝内细胞质组分趋向于朝生长点的位置集中。菌丝较老的部位有大量液泡，并可能与较幼嫩的区域以横隔(称为隔膜)分开。1、菌丝一、霉菌的形态、大小霉菌菌丝：管状伸长、分枝直径3-10μm基本特征：菌丝分有隔菌丝和无隔菌丝1、有隔菌丝有横隔膜将菌丝分隔成多个细胞，在菌丝生长过程中细胞核的分裂伴随着细胞的分裂，每个细胞含有1至多个细胞核。有的横隔膜可以使相邻细胞之间的物质相互沟通。2、无隔菌丝菌丝中无横隔膜，整个细胞是一个单细胞，菌丝内有许多核，在生长过程中只有核的分裂和原生质量的增加，没有细胞数目的增多。一、霉菌的形态、大小第一节霉菌根据菌丝的分布和功能分营养菌丝气生菌丝繁殖器官1、营养菌丝体的特化形态：假根是根霉属(Rhizopus)真菌的匍匐枝与基质接触处分化形成的根状菌丝，在显微镜下假根的颜色比其它菌丝要深，它起固着和吸收营养的作用。吸器是某些寄生性真菌从菌丝上产生出来的旁枝，侵入寄主细胞内形成指状、球状或丛枝状结构，用以吸收寄主细胞中的养料。菌核是由菌丝团组成的一种硬的休眠体，一般有暗色的外皮，在条件适宜时可以生出分生孢子梗、菌丝子实体等。2、气生菌丝体的特化形态气生菌丝主要特化成各种形态的子实体，子实体内产生无性或有性孢子。（1）、结构简单的子实体：分生孢子、孢囊孢子（2）、结构复杂的子实体：产生无性孢子的复杂子实体有分生孢子器、分生孢子盘、分生孢子座；产生有性孢子的复杂子实体称为子囊果：类型：闭囊壳、子囊壳、子囊盘①菌落生长菌丝顶端的生长，真菌可以从一个点或一个接种物(inoculum)向新的区域延伸，使在琼脂板上的菌落呈放射状。②菌落特征霉菌菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比细菌菌落大几倍到十几倍；霉菌孢子的形状、构造和颜色以及产生的色素使得霉菌菌落表现出不同结构和色泽特征。3、菌落特征二、霉菌的繁殖方式繁殖方式菌丝片段（液体）无性孢子有性孢子厚垣孢子节孢子孢囊孢子分生孢子游动孢子卵孢子接合孢子子囊孢子孢子(一)无性孢子繁殖1、厚垣孢子菌丝部分细胞原生质浓缩变圆，壁加厚，球形或纺缍形休眠体。2、节孢子菌丝断裂形成矩形的孢子。青霉Penicillium的分生孢子曲霉Aspergillus的分生孢子3、分生孢子菌丝顶端细胞或菌丝分化成的分生孢子梗的顶端细胞分割缢缩而成的单个或者成簇的孢子。3、分生孢子青霉的分生孢子梗顶部曲霉的分生孢子顶囊部3、分生孢子镰刀霉的大分生孢子4、孢囊孢子根霉Rhizopus的孢囊孢子的扫描电镜照片形成于孢子囊的孢子。5、游动孢子形成于孢子囊内的并具有鞭毛，能运动的无性孢子。(二)有性孢子繁殖霉菌有性繁殖过程(1)质配（形成双核细胞）(2)核配（产生二倍体接合子核）(3)减数分裂（单倍体核）1、卵孢子菌丝分化成不同形的配偶细胞（雄器、藏卵器）结合，形成具双层外壁的孢子。2、接合孢子由两菌丝生出形态相同或略有不同配子囊接合而成的厚壁、粗糙、黑壳孢子。根霉Rhizopus的结合孢子接合孢子形成过程2、接合孢子a.菌丝→原配子囊b.原配子囊→配子囊c.配子囊结合形成接合孢子子囊孢子：在子囊中形成的有性孢子。3、子囊孢子子囊：两性细胞结合形成的一种圆球形或为棒状囊状的结构。子囊果：子囊＋菌丝体保护组织构成的子实体3、子囊孢子子囊孢子闭囊果子囊壳子囊盘子囊果三、霉菌的菌落特征(一)菌落形态：绒毛状、絮状、蜘蛛网状(二)菌落大小：较放线菌、细菌大得多(三)菌落外形：圆形、无限发展(四)颜色：孢子或孢子梗色素、胞外色素。四、霉菌的代表属（一）毛霉2.繁殖：孢囊孢子、厚垣孢子、接合孢子。1.形态特征：菌丝发达，白色无隔多核。3.应用：腐乳：蛋白酶（二）根霉与毛霉的主要区别在于?2.繁殖：孢囊孢子、厚垣孢子、接合孢子。1.形态特征：菌丝发达。具假根和匍匐菌丝。3.应用：糖化菌（淀粉酶）（三）曲霉2.繁殖：分生孢子1.形态特征：菌丝有隔，具足细胞、分生孢子梗及膨大顶囊。3.应用：酿造酒、酱，有机酸、酶制剂。（四）青霉2.繁殖：分生孢子1.形态特征：菌丝有隔，具分子孢子梗及扫帚状分生孢子头。3.应用：抗生素五、霉菌在环境保护中的应用1)对污水中各种有机质的降解（活性污泥）2)特殊有毒废水的处理（无机氰化物）3)高浓度重金属离子废水的处理活性污泥好氧微生物兼性微生物有机无机固体第四节蕈菌担子菌大型真菌（子实体）植物病原菌一、担子菌的各种菌体形态第四节蕈菌(一)菌丝体：由菌丝分枝交织而成的网状体。1、初生菌丝：由担孢子萌发而成较细的菌丝。（有隔单核）一、担子菌的各种菌体形态第四节蕈菌次生菌丝的分裂方式：锁状联合2、次生菌丝：由两个性别不同的初生菌丝结合而成。（双核菌丝）同宗结合异宗结合次生菌丝形成方式(一)菌丝体一、担子菌的各种菌体形态第四节蕈菌2、次生菌丝：(一)菌丝体次生菌丝的锁状联合过程一、担子菌的各种菌体形态第四节蕈菌(二)菌丝体的分化组织（三次菌丝体）1、子实体2、菌核3、菌索菌丝体的双核菌丝经过分化密集而成的组织。1、菌盖2、菌肉3、菌皱4、菌托5、菌柄6、柄髓牛肝菌子实体一、担子菌的各种菌体形态第四节蕈菌(三)担孢子担子菌的子实体成熟时从子实体皱折中放射出来的孢子。1、蘑菇属洋蘑菇：双孢蘑菇。2、香菇：香蕈、冬菇二、担子菌的代表第四节蕈菌(一)伞菌目中的食用、药用菌１、口蘑科口蘑属：蒙古口蘑、白桩菇、香杏口蘑、松口蘑蒙古口蘑（白蘑、白蘑菇）夏秋季在草原上群生并形成蘑菇圈。分布于我国河北、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁等地区。菌肥质细，郁香醇正，味独特鲜美。是我国北方草原“口蘑”之最上品，传统畅销于国内外市场。药用能宣肠益气，散热，解表。有抗癌活性。此种蘑菇目前还未驯化栽培成功。(一)伞菌目中的食用、药用菌１、口蘑科口蘑属松口蘑（松茸、鸡丝菌）秋季在松林或针阔混交林中地上群生或散生，或形成蘑菇圈。往往和松树形成菌根关系。分布在我国黑龙江、吉林、安徽、台湾、四川、山西、贵州、云南、西藏等地区。菌肉肥厚，香气浓郁，味道鲜美。在西藏地区群众将此菌火烤后蘸盐吃，味道很好。由于生态习性特殊，目前人工栽培子实体未能成功。具强身，益肠胃，止痛，理气化痰之医药功效。该菌又是树木的外生菌根菌。已知与赤松，黑松，高山松形成菌根。１、口蘑科香菇属香菇（植物性食物顶峰）冬春季（部分地区夏秋季）生长在阔叶树倒木上，在