《微生物真核》PPT课件.ppt
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1、第三章 真核微生物,具有核膜包被的真正细胞核、能进行有丝分裂、细胞质中有线粒体的微小生物,称为真核微生物。真核微生物主要包括:真菌中的酵母菌和丝状真菌、藻类及原生动物。因此,真核微生物实际上不是一个单系类群,而是包含了属于不同生物界的几个类群。这其中,真菌是种类较多、价值比较重要的一个类群。,定义及特点,真核微生物(Eucarvotic microbes),凡是细胞核具有核膜、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的微小生物,都称为真核微生物。,真核微生物,真菌是一个自然的分类类群,其成员既有很微小的酵母,也有较大型的蘑菇。生物学家通常使用真菌(复数为fungi;单数为fu
2、ngus,拉丁文意为蘑菇)这一术语来包括那些真核、产孢子、吸收营养物质、无叶绿体并以有性和无性方式繁殖的一类有机体。随着生物的系统学特别是真菌的系统学研究的深入,一些曾被认为属于真菌的类群现在已被划入到其他的生物界中,例如过去在丝状真菌中涉及到的以水霉、疫霉、霜霉等为代表卵菌以及丝壶菌等已被归于Chromista或Straminipila界中;还有一直存在分类学归属争议的粘菌、根肿菌等现在一般归于Protozoa界中。,真菌的主要特征:具有真正细胞核;没有叶绿素,不能进行光合作用;营养体一般为发达的丝状、分枝结构,也有单细胞;能进行有性和无性繁殖,产生孢子;细胞壁含几丁质(甲壳质);营养方式为
3、吸收式异养;陆生性较强。,一、原核微生物与真核微生物的比较,二、真核微生物的细胞构造,1、细胞壁,酵母菌:甘露聚糖和葡聚糖低等真菌:主纤维素;高等真菌:几丁质,2、鞭毛,3、细胞膜,4、细胞质和细胞核,“9+2”型:中间1对微管,外围9个微管二联体,甾醇、电子传递链,质膜与胞壁之间,可能与分泌水解酶或细胞壁 合成有关,1)溶酶体(lysosome),2)微体(microbody),3)膜边体(lomasome),4)氢化酶体(hydrogenosome),单膜包裹,内含40多种酸性水解酶,,氧化酶和过氧化氢酶,保护细胞免受H2O2毒害,厌氧性原生动物和真菌中。氢化酶、铁氧还蛋白、氧化还原酶等鞭
4、毛基体附近,鞭毛运动提供能量,5)液泡,一般在老龄细胞中大而明显内含各种酶(蛋白酶、纤维素酶等)储藏物(糖原、脂肪等)液泡破碎,细胞自溶,(6)微丝,酵母细胞表面,细如发丝,蛋白质。与酵母凝聚性有关,(7)线粒体,酵母:一般紧靠细胞四周,红酵母除外 厌氧条件下,回分解形成嵴很差的前线粒体霉菌:低等管状嵴;高等板状嵴,第一节 酵母菌,一、细胞形态与结构,1、细胞壁,细胞壁,外层:甘露聚糖(约占30%,以-糖苷键联结(并非所有酵母菌都有)内层:葡聚糖(约占30-40%,由D-葡萄糖以-糖苷键联结)中间层:蛋白质(含6-8%,多为酶类),酵母菌是一类单细胞真菌的俗称,分类学上分属于子囊菌纲和半知菌类
5、。,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:据报道,已知的酵母有56属,500多种。酵 母菌与人类的关系极其密切。,麦角甾醇,2、细胞膜,3、细胞核,1821%明胶培养基,相差显微镜观察含DNA、RNA及2040磷酸残基的链状聚磷酸盐2m质粒(6kb),60100个/细胞,复制受核基因组控制。功能不清。,酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相同。但有的酵母菌如酿酒酵母中含有固醇类(甾醇)、VitD的前体-
6、麦角固醇,这在原核生物是罕见的。,酵母菌的综合利用,1、结构组分的利用:甘露聚糖(mannan)、葡聚糖、麦角甾醇、核糖核酸、富硒酵母、核苷、谷胱甘肽、细胞色素C、酵母蛋白2、产生的代谢产物及酶的利用啤酒酿造 白酒 面包等介绍李俊刚:“啤酒酵母的综合利用”(绵阳市科技局重点项目)2000年。课后学生可查阅部分鉴定报告。,四川省科技厅重点攻关项目:“高产麦角固醇发酵生产的研究”,二、酵母菌的繁殖方式和生活史,母细胞壁变薄 新合成物质堆积形成隔壁 子细胞脱离(出)芽痕:母细胞;蒂痕(诞生痕):子细胞,(一)无性繁殖,1、芽殖(budding),2、裂殖(fission),芽痕在细胞表面稍微隆起一个
7、酿酒酵母一般20个芽,多达40个,出芽位点,双倍体酵母:芽的分布或多或少随机单倍体酵母:出芽痕多以排、环或 螺旋状出现,裂殖酵母(Schizosaccharomyces),(二)有性生殖,两个形态相同、性别不同的细胞经过质配、核配和减数分裂,生成孢子的过程。,核配(2N),子囊孢子(有性,N)营养体(N),子代(N),质配(N+N),后代(2N),减数分裂,出芽,出芽,(三)酵母菌的生活史,1、单倍体和二倍体共存,萌发,特点,N 体细胞 子代(N)质配,核配(2N),子囊孢子(N),裂殖,萌发,1)无性:出芽生殖(N、2N体营养细胞)2)有性:4个子囊孢子代表:酿酒酵母(Saccharomyc
8、es cerevisiae),2、单倍体(N)时间长,2倍体不能生存,八孢裂殖酵母(Schizosaccharomyces octosporus),3次分裂,特点:,1)营养细胞N体,2N不能独立生活2)无性繁殖:裂殖3)有性:8个子囊孢子,3、营养体2N体形式存在,2N营养体 子代(2N),4个子囊孢子,质配,核配,萌发,(2N)(N+N)(N),出芽,减数分裂,1)营养体2N,2)无性:芽殖 3)有性:4个子囊孢子(N),路得类酵母(Saccharomycodes ludwigii),特点,Saccharomyces cerevisiae,引自邢来君、李明春著普通真菌学(1999),Sch
9、izosaccharomyces octosporus,引自邢来君、李明春著普通真菌学(1999),Sacchromycodes ludwigii,引自邢来君、李明春著普通真菌学(1999),三、酵母菌菌落,色单调:乳白或矿烛色 易挑取,边缘整齐或粗糙 酒香味,第二节 丝状真菌(filamentous fungi)霉菌 绝大多数真菌的营养体是菌丝体,因此,丝状真菌是真菌的最主要成员。霉菌是丝状真菌的一个通俗名称,这是因为这类真菌通常会在生长基质表面呈现为发霉的特征。它们往往在潮湿的气候下大量生长繁殖,长出肉眼可见的丝状、绒状或蛛网状的菌丝体(霉状物),有较强的陆生性,在自然条件下,常引起食物、
10、工农业产品的霉变和植物的真菌病害。在地球上,几乎到处都有丝状真菌的踪迹,种类多、数量大。,一、营养体(vegetative body)(一)菌丝(hyphae):是真菌营养体的基本单位,为分枝管状,有或无隔膜。它的直径一般为310m,与酵母细胞类似,比细菌或放线菌的细胞约粗10倍。1、真菌菌丝细胞的构造:其外由厚实、坚韧的细胞壁所包裹,其内有细胞膜,再内就是充满着细胞质的细胞腔。细胞核也由双层的核膜包裹,其上有许多膜孔,核内有一核仁。在细胞质中存在着液泡、线粒体、内质网、核糖体、泡囊和膜边体(lomasome)等。膜边体是一种特殊的膜结构,位于细胞壁和细胞膜之间,由单层膜包围而成,形状变化很大
11、,有管状、囊状、球状、卵圆状或为多层折叠状等存在于细胞周围,有点类似于细菌中的间体。其功能还不够清楚,可能与壁形成有关。,引自周茂繁著真菌属分类图索(1983),引自周茂繁著真菌属分类图索(1983),lomasome,引自邢来君、李明春著普通真菌学(1999),2、菌丝顶端的构造:包括延伸区、硬化区、次生壁形成区、成熟区、隔膜区。菌丝顶端延伸区和硬化区的内层是几丁质层,外层为蛋白质层;次生壁形成区就是亚顶端部位,其由内至外是几丁质层、蛋白质层和葡聚糖蛋白网层;再下面就是成熟区,其由内至外相应地为几丁质层、蛋白质层、葡聚糖蛋白质层和葡聚糖层;最后就是隔膜区。真菌细胞壁特征性地含有几丁质,使细胞
12、壁坚韧;也含有蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖等无定型物质,它们混在上述纤维状物质构成的网内或网外,充实了细胞壁的结构。,引自周德庆著微生物学教程(1993),菌丝结构,顶端(延伸区和硬化区)、成熟区、隔膜区等,(二)菌丝组织和菌丝组织体 1、菌丝组织:在真菌生活史的某些阶段,菌丝体进一步结合、组织化,形成疏松的或紧密地交织的组织。(1)疏丝组织:比较疏松,菌丝体是长形的、多少互相平行排列的细胞。(2)拟薄壁组织:有紧密排列的多角形或卵圆形的菌丝细胞组成,类似于维管束植物的薄壁细胞。,引自周茂繁著真菌属分类图索(1983),2、菌丝组织体:(1)菌核(sclerotium):是一种休眠结构、表面颜色黑
13、或暗,颗粒状,由皮层、拟薄壁组织和疏丝组织组成,贮藏养料,并可抵抗逆境、渡过不良环境,条件合适时,可恢复生长,长出菌丝,或者产生子实体。(2)子座(stroma):结构、功能基本上与菌和相同,但形态上为垫状。(3)菌索(rhizomorph):形态上为索状,由皮层和髓部组成,具有延伸和生长能力,能够吸收营养,穿透性强,并可形成子实体。,菌丝组织体,菌核,子座,菌索,引自周茂繁著真菌属分类图索(1983),引自邢来君、李明春著普通真菌学(1999),三、菌丝的特化形式,营养体特化,子实体,假根、吸器、附着枝、菌核、菌环和菌网,无性:分生孢子头(座,盘)、孢子囊有性:担子、子囊果等,营养体菌丝特化
14、,假根,吸器,一、营养体特化,营养体特化,营养体特化,菌核,营养体特化,1、游动孢子囊和游动孢子囊梗:存在于鞭毛菌中,有菌丝顶端分化出孢子囊,其内原生质割裂产生具鞭毛的游动孢子,一般着生在菌丝分化形成的游动孢子囊梗上。2、孢子囊和孢子囊梗:存在于接合菌中,不同于游动孢子囊之处在于,其内生的孢子成为孢囊孢子,无鞭毛、有细胞壁,还常有囊轴。3、分生孢子梗:存在于子囊菌或半知菌中,由菌丝分化而来,直接外生于菌落表面或基质表面,外生分生孢子。单生或丛生。形态、颜色等多样。4、分生孢子梗束:是成束状,紧密联结在一起的分生孢子梗。5、分生孢子器:是一个球形或瓶状的结构,在其内壁四周或底部丛生有极短的分生孢
15、子梗,在梗上产生分生孢子。6、分生孢子盘:是一种盘状的结构,其表面簇生有分生孢子梗,生与寄主的角质层或皮层下。7、分生孢子座:是一种垫状的结构,在子座上紧密聚集成簇有分生孢子梗。,(二)、无性子实体,无性子实体-高等真菌,无性子实体-低等真菌,孢子囊,(三)有性子实体1、担子果:产生担子的子实体。担子由双核菌丝的顶端细胞膨大后形成的。其内进行核的融合和减数分裂,最终在表面外生担孢子。有裸果型,被果型和半被果型三类。2、子囊果:产生和含有子囊的子实体。(1)闭囊壳:是一个球形的,闭合无孔口的结构。(2)子囊壳:是一个具有孔口的球形或瓶状的结构。(3)子囊盘:是一个盘状,杯状或碗状的结构。(4)子
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