3第二章真核微生物第一节酵母菌

2020/4/161第二章真核微生物的形态构造和功能2020/4/162第二章主要内容•第一节:真核微生物概述;•第二节:酵母菌;•第三节:霉菌;•第四节:蕈菌;2020/4/163第一节真核微生物概述真核微生物（eukaryoticmicro-organisms）：凡是细胞核有核膜、细胞能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物，称为真核生物。真菌、显微藻类和原生动物等是属于真核生物类的微生物，我们的重点是真菌，真菌包括酵母、霉菌和蕈菌。2020/4/164现代真核生物的起源（参见P365）2020/4/165真核微生物植物界：动物界：菌物界原生动物粘菌假菌真菌单细胞真菌——酵母菌丝状真菌——霉菌大型子实体真菌——蕈菌显微藻类2020/4/166真核微生物的细胞构造2020/4/167比较项目真核生物原核生物细胞大小较大（通常直径＞2mm）较小（通常直径＜2mm）若有壁，其主要成分纤维素、几丁质等多数为肽聚糖细胞膜中甾醇有无（仅支原体例外）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（9＋2型）如有，则细而简单一、真核生物与原核生物的比较：2020/4/168细胞质线粒体有无溶酶体有无叶绿体光合自养生物中有无真液泡有些有无高尔基体有无微管系统有无流动性有无核糖体80S（指细胞质核糖体）70S间体无部分有贮藏物淀粉、糖原等PHB等2020/4/169细胞核核膜有无DNA含量低（约5％）高（约10％）组蛋白有无核仁有无染色体数一般＞1一般为1有丝分裂有无减数分裂有无2020/4/1610生理特性氧化磷酸化部位线粒体细胞膜光合作用部位叶绿体细胞膜生物固氮能力无有些有专性厌氧生活罕见常见化能合成作用无有些有鞭毛运动方式挥鞭式旋转马达式遗传重组方式有性生殖、准性生殖等转化、转导、接合等繁殖方式有性、无性等多种一般为无性（二等分裂）2020/4/1611二、真核微生物的主要类群真核微生物：是指一大类有完整细胞核、结构精巧的染色体和多种细胞器的微生物。2020/4/1612（一）显微藻类：藻类是指除苔藓植物和维管束植物以外，基本上有叶绿体，可进行光合作用，并伴随放出氧气的一大类真核生物，它们大多属于只有通过显微镜才能观察到个体形态的微生物。但也有一些藻类个体很大。（二）原生动物：原生动物是一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物。它们个体微小，大多数都需要显微镜才能看见。2020/4/1613（三）真菌：真菌具有以下特点：1、不能进行光合作用；2、以产生大量孢子进行繁殖；3、一般具有发达的菌丝体；4、细胞壁多数含几丁质；5、营养方式为异养吸收型；6、陆生性较强。2020/4/1614三、真核细胞结构2020/4/1615（一）细胞壁：1、真菌的细胞壁化学成分：多糖，少量蛋白质和脂类多糖：微纤维β-1,4单糖聚合物、无定形基质低等真菌：纤维素酵母菌：葡聚糖高等陆生真菌：几丁质不同生长阶段，真菌细胞壁化学成分明显不同功能：固定细胞外形，保护细胞免受外界不良因子的损伤2020/4/16162、藻类的细胞壁细胞壁厚度一般为10-20nm，有时仅为3-5nm结构骨架以微纤丝方式层状排列的纤维素，50－80％DW间质多糖杂多糖：褐藻酸、岩藻素、琼脂2、原生质体的制备：真菌细胞壁可被蜗牛酶降解，从而获得原生质体。2020/4/1617（二）细胞膜：呈流动镶嵌模型，具有典型的三层结构，主要成分是磷脂分子和蛋白质，其结构和功能与原核相似。项目原核生物真核生物甾醇无（除支原体）有磷脂磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺糖脂无有电子传递链有无基团转移有无胞吞作用无有真核生物与原核生物细胞质膜的差别2020/4/16182020/4/1619（三）细胞核细胞遗传信息贮存、复制和转录的主要部位外形固定（球状或椭圆状）、核膜包裹数目：一个或多个真菌的菌丝顶端细胞，常找不到细胞核细胞核构成：核被膜、染色质、核仁和核基质染色体形状染色体数目2020/4/1620小孔、染色质、核膜、核仁2020/4/1621（四）细胞质及细胞器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，包括细胞基质、细胞骨架和各种细胞器。1、细胞基质和细胞骨架（1）细胞基质：又叫细胞溶胶。指真核细胞中除细胞器以外的胶状溶液。它是细胞代谢的重要基地。（2）细胞骨架：是由微管、肌动蛋白丝（微丝）和中间丝3种蛋白纤维构成的细胞支架，具有支持、运输和运动等功能。2020/4/16222、线粒体(1)功能进行氧化磷酸化的细胞器——有机物转化为细胞生命活动的直接能源ATP(2)形态线粒体在活细胞中呈多形性，易变异等特点，形状多种多样，以线状和颗粒状最常见。(3)结构囊状：Φ0.5－1.0um，双层膜结构，外膜内膜嵴：管状嵴、板状嵴基粒：ATP合成酶复合体。脂蛋白复合物：电子传递链(呼吸链)的组成部分。(4)线粒体是半自主性复制的细胞器线粒体基质内含有环状DNA及自身转录RNA与翻译蛋白质的体系，但组成线粒体的各种蛋白质成分则是由核DNA和线粒体DNA编码的。2020/4/16235.线粒体是两层单位膜包围的一种细胞器2020/4/16243、核糖体核糖体又称核蛋白体，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。(1)功能是合成蛋白质的细胞器，它按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链。(2)形态颗粒状的结构，无被膜包裹。(3)结构：主要成分是蛋白质和RNA，蛋白质分子分布在核糖体表面，RNA位于内层。为80s核糖体，由60s和40s大小亚基组成。2020/4/16254、内质网定义细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成，内侧与核被膜的外膜相通，核周间隙是内质网腔的一部分。内质网的类型糙面内质网膜上附有核糖体颗粒，合成运送胞外分泌蛋白光面内质网：不含核糖体，与脂类与钙代谢相关2020/4/16267.内质网由由脂质双分子层围成的细胞器2020/4/16275、高尔基体由4—8个排列较为整齐的扁平膜囊堆叠在一起构成，膜囊周围有大量大小不等的囊泡结构。功能：浓缩核糖体合成的蛋白质形成糖蛋白和脂蛋白分泌2020/4/16286、叶绿体一种由双层膜包裹、能转化光能为化学能的绿色颗粒状细胞器，能够进行光合作用功能：具有进行光合作用即把CO2和H20合成葡萄糖并放出O2的重要功能，是植物细胞所特有的能量转换细胞器。叶绿体的形态与构造1）外形多为扁平的圆形或椭圆形，略呈凸透镜状。2）由3部分组成，包括叶绿体膜（或称外被）、类囊体和基质。3）叶绿体是真核细胞中的半自主性复制的细胞器。2020/4/16297、溶酶体溶酶体是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内的消化作用。8、微体：是一种由单层膜包裹的、与溶酶体相似的小球形细胞器，其内所含的主要是氧化酶和过氧化氢酶，又称过氧化物酶体。(1)功能避免细胞受过氧化氢毒害氧化分解脂肪酸(2)微体（数目、形态、大小和功能）的微生物分布生物类型不同个体内外条件：糖、甲醇、脂肪酸2020/4/16309、液泡：存在于真菌和藻类中，由单位膜分隔。(1)液泡的成分贮藏物：糖原、脂肪、多磷酸盐碱性氨基酸：精、鸟、谷氨酰胺酶类(2)液泡的功能维持细胞的渗透压贮藏营养物溶酶体2020/4/163110、膜边体：又称须边体或质膜外泡，是真菌特有的位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间，由单层膜包裹，膜边体形态多样，可互相结合。(1)形态：呈管状、囊状、球状、卵圆状或多层折叠膜状，其内含有泡状物或颗粒状物。(2)形成：由高尔基体或内质网的特定部位形成，各个膜边体能互相结合，也可与别的细胞器或膜相结合。(3)功能：可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。2020/4/163211、几丁质酶体是一种存在于菌丝顶端细胞的微小泡囊，又称壳体，其功能是将其中所含的几丁质酶运至菌丝顶端细胞合成几丁质纤维，保证菌丝的延伸。12、氢化酶体是一种由单层酶包裹的球状细胞器，内含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还蛋白和丙酮酸等，通常存在于鞭毛附近，为鞭毛运动提供能量。2020/4/1633（五）鞭毛以及纤毛某些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、数量较少者为鞭毛，而形态较短、数量较多者为纤毛。由伸出细胞外的鞭杆、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。鞭杆：9+2型基体：9+0型第二节酵母菌（Yeast）2020/4/1635酵母菌：泛指能发酵糖类的各种单细胞的真菌。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2020/4/16361.多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等。有的酵母菌可利用烃类物质如：假丝酵母、毕赤式酵母是正烷烃发酵生产二羧酸的高产微生物。为石油化工开发出许多崭新的工艺过程和生产出许多用化学合成所不能生产的新产品。一、分布及与人类的关系2020/4/16372.重要的微生物资源酵母菌是人类的第一种“家养微生物”酿造工业：酒类的生产、果汁发酵食品工业：面包、馒头的制作医药工业：核苷酸、CoA、细胞色素C、凝血质和维生素等生化药物和试剂饲料工业：单细胞蛋白（SCP）－－－“人造肉”化学工业：有机酸、酒精、脂肪酸和甘油等2020/4/16383.重要的科研模式微生物啤酒酵母（Saccharomycescerevisae）第一个完成全基因组序列测定的真核生物（1996）表达外源蛋白功能的优良“工程菌”－－－真核微生物2020/4/16394.有些酵母菌具有危害性有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。Eg.白假丝酵母（Candidaalbicans，旧称白色念珠菌）新型隐球菌（Cryptococcusneoformans）引起鹅口疮、阴道炎或肺炎等疾病2020/4/1640酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、圆柱、梨形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。其细胞直径一般是细菌的10倍左右。酵母菌无鞭毛，不能游动。酵母菌的细胞形态二、酵母菌的形态和大小2020/4/1641三、细胞结构2020/4/16421.细胞壁细胞壁的化学组成：厚度为0.2mm三层：内外两层是电子致密层，中间为电子稀疏层甘露聚糖（外层）30％脂类、蛋白质（中间层）少量葡聚糖（内层）30～40％几丁质因种而异酵母的细胞壁可用由玛瑙螺的胃液制成的蜗牛消化酶水解，从而形成酵母原生质体。2020/4/16432.荚膜物质有些酵母（例如：隐球酵母菌属）其细胞壁外还有一层类似细菌荚膜的多糖物质。2020/4/16443.细胞膜酵母菌细胞膜成分蛋白质(50％)类脂(40％)糖类甘油的单、双、三酯甘油磷脂甾醇磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺麦角甾醇：VitD的前体酵母甾醇甘露聚糖等包括一些酶2020/4/16454.细胞核酵母菌具有由多孔核膜包裹起来的定形细胞核。（1）用相差显微镜可见到活细胞内的核；（2）用碱性品红或姬姆萨染色法对固定后的酵母菌细胞染色，还可观察到核内的染色体。2020/4/1646除细胞核含DNA外，在酵母菌线粒体、“2mm质粒”及少数酵母菌线状质粒中也含有DNA。酵母菌细胞核是其遗传信息的主要贮存库Eg.酿酒酵母（Saccharomycescerevisae）基因组共有17条染色体，6500个基因。2020/4/16472mm质粒：一个闭合环状超螺旋DNA分子，用于研究基因调控、染色体复制的理想系统，也可作为酵母菌转化的有效载体，并由此组建“工程菌”。1967年后在S.cerevisiae中发现的，是一个闭合环状超螺旋DNA分子，长约2mm（6kb）。2020/4/16485.线粒体是两层单位膜包围的一种细胞器2020/4/16496.液泡是单层膜包围的一种细胞器2020/4/16507.