微生物课件―真核微生物

第二章真核微生物的形态、构造和功能华东理工大学继续教育学院课程——微生物学2第二节酵母菌第四节蕈菌目录第一节概述第三节霉菌真核微生物三个基本特征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细胞器；第一节真核微生物概述真核微生物的种类约占微生物总数的95%以上。从个体形态、群体形态、营养吸收、代谢类型、代谢产物、遗传特性、和生态分布诸方面，真核微生物都展现出一幅多样化的画面。真核生物与原核生物的比较比较项目真核生物原核生物细胞大小较大（通常直径＞2µm）较小（通常直径＜2µm）若有壁，其主要成分纤维素，几丁质等主要为肽聚糖细胞膜中甾醇有无（支原体除外）细胞膜含呼吸或光合成分无有细胞器有无鞭毛结构如有，则粗而复杂如有，则细而简单真核细胞中含有线粒体、溶酶体、叶绿体、高尔基体等细胞器，最重要是进化出由核膜包裹着的完整的细胞核。•菌物界：我国学者裘维蕃等于1990年提出。指与动物界、植物界相并列的一大群无叶绿素、依靠细胞表面吸附有机养料、细胞壁一般含有几丁质的真核微生物。一般包括真菌、粘菌和假菌（卵菌）3类。粘菌•粘菌是一类有趣的真核微生物。它们即像真菌，又似原生动物的。有人将其称为粘菌虫，形象地表明了粘菌的特点。•它与真菌一样，有一个生活史，能产孢子，但能运动，可以非常迅速的在固体表面滑行运动。子实体：营养细胞发育到一定阶段，在适宜的条件下彼此向对方移动，在一定位置聚集成团，形成形态各异，肉眼可见的子实体。单个子实体中可能含有109个或更多由某些营养细胞转变而成的休眠结构，称为拈孢子（mycospore）。能形成子实体是粘细菌区别于其它原核微生物的最主要标志。分布：潮湿、温暖和阴暗的地方。在土壤中、树皮下、草皮叶及腐叶下等处都可以找到。粘菌发现至今已有100余年，但对粘菌仍了解不足，这类微生物被忽略与它们难以培养有一定关系。假菌（卵菌）•其营养体为单细胞或菌丝体。•无性繁殖时可由孢子囊产生具有长双鞭毛的游动孢子，细胞壁成分为纤维素或葡聚糖，多数种类为几丁质；有性繁殖为卵形生殖；减数分裂在配囊结合时进行，故卵孢子、游动孢子和真菌体均为双倍体。这些特点与其他真菌是不同的。•低等的多为水生菌或寄生菌，高等的多为陆生植物的专性寄生菌，可引起植物和鱼类的严重病害。原生动物一般特征：（1）原生动物是动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞生物（2）原生动物为单细胞、没有细胞壁，有细胞膜、细胞质，有分化的细胞器，其细胞核具有核膜；（3）有独立生活的生命特征和生理功能，如摄食、营养、呼吸、排泄、生长、繁殖等；（4）形体微小，在10~300µm之间，在光学显微镜下才能看见，归入微生物范畴。特有结构胞口：体表开口，活的有机体和各种小颗粒由胞口进入细胞。食物泡：食物在体内形成的被膜包裹的泡。伸缩泡：能伸缩，泡内充满液体，调节渗透压，控制水分吸收，兼具排泄功能。生活环境在地球上分布很广，海洋、湖泊、池塘及土壤表面都有原生动物的存在。此外，动物粪便和生物体内也有，主要以营腐生和寄生生活，少数共生。绿眼虫（裸藻）：二纵分裂变形虫：二分分裂大小：20~50µm规律：大量出现时预示出水水质差。如活性污泥驯化初期，大量变形虫出现。草履虫•圆筒形的单细胞原生动物•体长：180~280µm•寿命短：一昼夜左右•身体形状从平面角度看上去像一只倒放的草鞋底而叫做草履虫。•生活环境：生活在有机物丰富的池塘、水沟、洼地等显微藻类•显微藻类一般指尺度小于1mm的单细胞及多细胞藻类•特指小型的低等植物藻类。•比较典型的藻类：石油藻类石油藻类新的解决全球能源危机的方法——石油藻类，一种微小的单细胞藻类。例如以复杂和优美造型著称的花边硅藻。一些地质学家认为，在世界许多地方的原油来自硅藻，它体内产生油性物质，大小几乎只有头发直径的三分之一，在海洋和其他水源大量繁殖，当它们完成生活周期后，漂到海底，形成石油沉积物。估计表明，生活硅藻产油能力相当于10~200倍的油料种子，科学家们建议利用生化工程以及以太阳能电池板的办法促进硅藻基因生物学改变，从而收获石油硅藻使得硅藻能够活跃分泌石油产品，为可持续能源供应来源。真菌、显微藻类与原生动物的比较真菌显微藻类原生动物细胞壁有有无光合作用无有多数无，少数有营养类型有机营养型无机营养型有机营养型吸收营养方式细胞表面吸收细胞表面吸收吞噬三界分类菌物界植物界动物界真核微生物的细胞构造真菌细胞壁主要成分：多糖；另有少量蛋白质和脂质低等真菌的细胞壁以纤维素为主；酵母菌以葡聚糖为主；高等陆生真菌以几丁质为主。功能：固定细胞外形；保护细胞一、细胞壁藻类细胞壁厚度一般10~20nm，有的仅为3~5nm；结构骨架：纤维素以微纤丝的方式排列，以间质多糖填充；间质多糖主要为杂多糖，如褐藻酸、岩藻素或琼脂等。形态较长(150～200μm)、数量较少者称鞭毛而形态较短(5～10μm)、数量较多者则称纤毛(cilia,单数cillum)鞭毛与纤毛构造基本相同,都由伸出细胞外的鞭杆(shaft)、嵌埋在细胞质膜上的基体以及把这两者相连的过渡区共3部分组成。二、鞭毛与纤毛成分：镶嵌有蛋白质、有流动性的磷脂双分子层功能:选择性运送内外物质、调控细胞关系及表面吸附、合成、分泌真核生物与原核生物细胞质膜的差别三、细胞膜细胞核(mucleus)是细胞遗传信息(DNA)的贮存、复制和转录的主要部位一切真核细胞都有外形固定(呈球状或椭圆体状)、有核膜包裹的细胞核。每个细胞一般只含一个细胞核,有的有两或多个。在真菌的菌丝顶端细胞中,常常找不到细胞核。真核生物的细胞核由核被膜、染色质、核仁和核基质等构成。四、细胞核细胞质：位于细胞质膜和细胞核间的透明、粘稠、不断流动并充满各种细胞器的溶胶,称为细胞质(cytoplasm)。由细胞基质、细胞骨架和各种细胞器组成。细胞基质：在真核细胞中，除细胞器以外的胶状溶液，称为细胞基质或细胞溶胶。内含赋予细胞以一定机械强度的细胞骨架和丰富的酶等蛋白质、各种内含物和中间代谢物，是细胞代谢活动的重要基地。细胞骨架：是由微管、肌动蛋白丝（微丝）和中间丝3种蛋白质纤维构成的细胞支架，具有支持、运输和运动等功能。五、细胞质和细胞器1.核糖体（ribosome）•是分散在细胞质中的无膜包裹的颗粒状结构，由核糖体核酸（占60%）和蛋白质（占40%）组成。具有蛋白质合成的功能。原核生物的核糖体沉降系数为70s，由50s大亚基和30s小亚基构成真核生物的核糖体沉降系数为80s，由60s大亚基和40s小亚基构成2.线粒体3.叶绿体※双层膜包裹、只存在于绿色植物的细胞中※具有光合作用外形多为扁平的圆形或卵圆形※由三部分组成：叶绿体膜、内囊体和基质4.内质网5.高尔基体•4-8个平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体•功能：协调细胞生化功能和内外环境的重要的细胞器•将糙面内质网合成的蛋白质进行浓缩，并与自身合成的糖类、脂类结合，形成糖蛋白、脂蛋白分泌泡，外排到细胞外。6.溶酶体7.微体•单层膜包裹，主要含氧化酶和过氧化氢酶。•主要功能是使细胞免受H2O2毒害，并能氧化分解脂肪酸等。8.几丁质酶体内含几丁质合成酶，功能是把其中所含的酶运送到菌丝尖端细胞壁表面，使该处不断合成几丁质微纤维，从而保证菌丝不断向前延伸。9.氢化酶体内含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还蛋白等，为鞭毛运动提供能量。10.液泡11.膜边体单层膜包裹的细胞器，含有机酸、盐类水溶液和水解酶类等。调节渗透压；与细胞质进行物质交换；储藏物质。为细胞成熟的标志。真菌所特有的质膜外泡。形态：管状、囊状、球状、卵圆状功能：分泌水解酶或合成细胞壁第二节酵母菌•人类的“第一种家养微生物”•中文学名：酵母•英文名：yeast•酵母菌具有以下5个特点:①个体一般以单细胞状态存在;②多数营出芽繁殖;③能发酵糖类产能;④细胞壁常含甘露聚糖;⑤常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中。一、酵母菌的分布及与人类的关系•分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表面，果园土壤中•种类：已知的酵母有56属，500多种。表达载体工业生产：食品工业(馒头发酵、酿酒)制药业（提取核苷酸，麦角甾醇等）作为菌体蛋白石油脱蜡有害的酵母菌：白假丝酵母（口腔溃疡）新型隐球菌（肺炎）二、酵母菌的用途形态：球状卵圆形椭圆状假丝状大小：比细菌大约十倍三、细胞的形态和构造（1）细胞壁：酵母细胞壁呈“三明治”结构（2）壁外成分：有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。包括异多糖、甘露聚糖和淀粉类物质。（3）细胞壁的少量组分-脂类和几丁质：为聚乙酰氨基葡萄糖。1.细胞壁蜗牛酶（lyticase溶壁酶）蜗牛酶是从蜗牛的消化道中制备的混合酶，它含有纤维素酶，果胶酶，淀粉酶，蛋白酶等20多种酶。2.细胞膜3.细胞核4.液泡成熟的酵母菌细胞中,有一个大形的液泡。由于液泡的逐渐扩大，把细胞核挤在一旁，常变为肾形。其他构造有氧条件下,细胞内会形成许多杆状或球状的线粒体缺氧条件下,无嵴的、没有氧化磷酸化功能的线粒体四、酵母菌的繁殖方式和生活史（1）芽殖（最为常见）是yeast无性繁殖的主要方式。一个酵母能形成的芽数是有限的（平均24个）出芽方式：多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽。成熟的细胞上长出芽体,而且芽体上还可形成新的芽体,于是就形成了呈簇状的细胞团。1.无性繁殖芽殖的过程：•母细胞形成小突起（A—D）•核裂（E—G）•原生质分配（H—I）•新膜形成（J—K）•形成新细胞壁（L）芽痕和蒂痕：酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子、母细胞壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称芽痕，子细胞细胞壁上的位点称蒂痕。由于多重出芽，致使酵母细胞表面有多个小突起。任何细胞的蒂痕只有一个，而芽痕则有一至数十个◆芽痕BreadYeastwithBud（2）裂殖（二分裂方式）借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似.如Schizosaccharomycesoctosporus（八孢裂殖酵母）。进行裂殖的酵母菌种类较少.（3）产掷孢子等无性孢子掷孢子是掷孢酵母属等少数酵母菌产生的无性孢子，外形呈肾状。这种孢子是在卵圆形的营养细胞上生出的小梗上形成的。孢子成熟后通过一种特有的喷射机制将孢子喷出。此外，有的酵母如Candidaalbicans等还能在假菌丝的顶端产生厚垣孢子。还有一些酵母菌如Geotrichum可让成熟菌丝做竹节状断裂，产生节孢子。酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的2.有性繁殖3.酵母菌的生活史上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程，称为该生物的生活史或生命周期。各种酵母的生活史可分为三种类型：1.单双倍体型（酿酒酵母）2.单倍体型(八孢裂殖酵母)3.双倍体型(路德类酵母)（1）单双倍体型以酿酒酵母为代表特点：单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可进行芽殖。营养体既可以单倍体形式也可以双倍体形式存在；在特定条件下进行有性生殖。单倍体和双倍体两个阶段同等重要,形成世代交替（2）单倍体型•以八孢裂殖酵母为代表•特点:营养细胞是单倍体；无性繁殖以裂殖方式进行；双倍体细胞不能独立生活，因为双倍体阶段短，一经生成立即减数分裂（3）双倍体型以路德类酵母为代表特点：营养体为双倍体，不断进行芽殖，双倍体营养阶段长，单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在，故不能独立生活。五、酵母菌培养的特征1.菌落形态特征：大而厚，圆形，光滑湿润，粘性，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。酵母菌的菌落，由于存在酒精发酵，还会散发出悦人的酒香味。2.液体培养在液体培养基上，不同的酵母菌生长的情况不同。好气性生长的酵母可在培养基表面上形成菌膜或菌醭，其厚度因种而异。有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部。有的酵母菌在培养基中均匀生长，使培养基呈浑浊状态。啤酒酵母第三节丝状真菌———霉菌霉菌(mould,mold)是丝状真菌(filamentousfungi)的一个俗称,意即“会引起物品霉变的真菌”,不是分类学上的名词。通常指那些菌丝体较发达又不产