微生物学ppt课件第四章真核细胞型微生物.ppt
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1、第四章 真核细胞型微生物,真菌,真菌的定义真菌一词来源于拉丁文“蘑菇”(fungus,复数fungi),现代真菌是包括蘑菇在内的一个庞大的生物群体,给真菌下一个准确的定义是十分困难的。真菌学家们给真菌下的定义是:真菌具有真正的细胞核;无叶绿素,不能进行光合作用;通常以孢子进行有性或无性繁殖;营养体通常是分枝茂盛的丝状体;细胞壁含有几丁质或纤维素或两者兼有。从上述定义中,有几点是不确定的:繁殖方式:通常以孢子繁殖,但有时以营养体断裂繁殖;营养体:通常为丝状体,但有时是单细胞圆形或椭圆形;细胞壁:通常有细胞壁,但有时无细胞壁,仅有细胞膜。,真菌,1、植物营养方式:光合自养细胞壁:含纤维素或半纤维素
2、营养体:根茎叶繁殖方式:种子繁殖2、动物营养方式:异养细胞壁:无壁营养体:足躯干繁殖方式:卵生或胎生,3、细菌营养方式:异养细胞壁:含肽聚糖营养体:杆状球状弧状繁殖方式:裂殖4、真菌营养方式:异养细胞壁:几丁质或纤维素营养体:一般丝状繁殖方式:孢子繁殖,真菌,真菌的营养体真菌的营养体(vegetative)通常是丝状的管状细胞,称之为菌丝(hyphae)。许多丝状的菌丝交织在一起,称之为菌丝体(Mycelium,复数为Mycelia)少数真菌的营养体是单细胞,单细胞的营养体在繁殖时,常常许多单细胞营养体相互串联,称之为假菌丝(Pseudomycelium),真菌,真菌的营养体,真菌,真菌的营养
3、体,真菌,真菌的营养体的结构根据菌丝隔膜的有无,将菌丝分为:无隔菌丝(aseptate mycelium)有隔菌丝(Septate mycelium)。,真菌,真菌的营养体的结构根据菌丝隔膜的有无,将菌丝分为:无隔菌丝(aseptate mycelium)无隔菌丝是多核的单细胞,通常分枝茂密,但由于液胞的压力和新原生质的产生,使细胞的原生质不断地向新菌丝部分流动。老的失去生活力的部分形成空胞。在死的菌丝部分与活的菌丝部分之间可形成隔膜,在形成繁殖器官或菌丝受伤时,亦可形成隔膜,但这些隔膜是完全封闭的。,真菌,真菌的营养体的结构根据菌丝隔膜的有无,将菌丝分为:有隔菌丝(Septate mycel
4、ium)。由隔膜分隔出许多细胞,单核或多核。单孔隔膜:隔膜中央有一个较大的孔口,是子囊菌和半知菌的典型类型;多孔隔膜:隔膜上有多个小孔,如一些镰刀菌(Fusarium);桶状隔膜:这种隔膜有一个中心孔,但孔的边缘膨大。,真菌,真菌的营养体的结构根据菌丝隔膜的有无,将菌丝分为:有隔菌丝(Septate mycelium)。由隔膜分隔出许多细胞,单核或多核。,真菌,真菌的营养体的结构真菌的细胞壁细胞壁的主要成分为已糖多肽链,此外还包括蛋白质、类脂、无机盐(酸)等。已糖多肽链包括:几丁质(甲壳质,-1.4链,N-乙酰葡聚糖胶)、纤维素(-1.4-葡聚糖)、葡聚糖、甘露聚糖,葡聚糖形成非骨架部分。不同
5、种类的真菌,其细胞壁组合上存在差异,真菌,真菌的营养体的结构真菌的细胞器,真菌,真菌菌丝的组织体为了适应外界环境条件的变化,真菌的菌丝生长到一定的阶段之后,会相互交织在一起,形成疏松的或紧密的各种组织体。疏松的菌丝体称之为疏丝组织(Prosenchyma),能看出菌丝大致相互平行,其长形细胞较易识别。有时菌丝相互紧密交织,由大致等径的薄壁细胞组成,很像高等植物的薄壁组织,称之为拟薄壁组织(Pseudoparenchyma)。,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体1、菌核;2、子坐;3、菌索;4、假根和匍匐枝;5、吸器;6、附着枝;7、附着胞;8、菌环和菌网。,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变
6、态)组织体1、菌核菌核是由疏丝组织(在内)和拟薄壁组织(外层)形成的休眠体。形态有:鼠屎状、菜籽状、角状或掌头状等。因外层有厚壁细胞的表皮保护,所以能抵御高温、低温、干旱等不良环境,(糖类或脂类的储藏体)。菌丝萌发形成菌丝或产生子实体。,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体1、菌核,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体2、子坐由菌丝体形成的垫状结构,在其中或其上产生子实体;垫状、柱状、棍棒状或头状等;有时由菌丝与寄主细胞共同组成垫状结构,在其中或其上产生子实体,称之为假子座。,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体2、子坐,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体3、菌索由菌丝体形成
7、的索状物,通常有一个坚实的外层和一个生长的尖端,它能抵抗不良环境,保持休眠状态。当环境适宜时,菌索可以不断向前生长伸长。到一定阶段,便从菌索上生出繁殖体。,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体3、菌索,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体4、假根和匍匐枝假根是菌丝生出的根状部分,伸入到基质中吸取养分并支持上部的菌体。,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体5、吸器菌丝产生一些分枝物,伸入到寄主细胞体内吸取养分,称之为吸器(haustoria);有丝状、指状、球状等多种形态,如:白粉菌、锈菌、霜霉菌等均有吸器。,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体6、附着枝,真菌,真菌菌丝的组织体
8、特化(变态)组织体7、附着胞,真菌,真菌菌丝的组织体特化(变态)组织体8、菌环和菌网某些扑食线虫的真菌,常在菌丝体上生出环状菌丝或网状菌丝,借以粘住并扑食线虫,称之为菌环或菌丝网。,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖是指不经过两个性细胞或性器官的结合而进行繁殖,产生新个体的现象。无性繁殖中细胞核只发生有丝分裂,两个遗传物质完全相同的子核平均分配到两个子细胞中,子细胞的遗传物质与亲代完全相同。,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖的方式有四种1.断裂:菌丝体发育到一定时期可断裂为许多一个一个的细胞,形成单细胞长形的节孢子,或成串的长方形的粉孢子,或菌丝体中局部细胞膨大,壁加厚的厚垣孢子。,真菌,真菌的无性繁殖
9、无性繁殖的方式有四种2.裂殖:某些单细胞的营养体(如裂殖酵母)分裂为二个子细胞。,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖的方式有四种3.芽殖:营养体以芽生的方式形成芽孢子,芽孢子在脱离母体细胞之前可又产生芽孢子,芽孢子成串排列,成为假菌丝(Pseudomycelium)。,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖的方式有四种4.割裂:低等真菌孢子囊内的原生质到一定时期会分割成许多小块,每一小块都包围着细胞核,逐步发育成一个孢子。,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖体和无性孢子的类型1.游动孢子(zoospore或swarm spore)和游动孢子囊:游动孢子是产生于游动孢子囊内,由原生质团割裂 并包围细胞核发育而成,具有
10、鞭毛,能在水中游动的无性孢子。游动孢子囊(zoosporeangium)产生于菌丝顶端分化或不分化的孢囊梗上,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖体和无性孢子的类型2.孢囊孢子(sporangiospore)和孢子囊(sporangium):孢囊孢子的发育过程与游动孢子相同,但无鞭毛,不能游动,属内生孢子。孢子囊、孢囊梗和孢囊孢子形态各异。,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖体和无性孢子的类型3.分生孢子(conidium)和分生孢子梗(conidiophore):分生孢子是最常见的无性孢子,产生于分生孢子梗上。分生孢子根据个体发育的形式分为芽殖型(blastic)芽殖型分生孢子是从产孢细胞的生长点通过生长
11、而逐步形成的。和菌丝型(thallic)由已存在的菌丝细胞整个转化而来,包括节孢子(arthospore),分生节孢子(meristem arthospore),真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖体和无性孢子的类型3.分生孢子(conidium)和分生孢子梗(conidiophore):,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖体和无性孢子的类型3.分生孢子(conidium)和分生孢子梗(conidiophore):,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖体和无性孢子的类型4.厚垣孢子在不良环境条件下,有隔菌丝部分细胞的壁增厚,原生质体浓缩,细胞变为圆形,壁表面常具有刺状或脊状突起,这种结构称之为厚垣孢子。厚垣孢子常与
12、菌丝其它部位断开,随风雨流水传播,在适当的时候可萌发产生菌丝,具有无性繁殖的功能。有顶生厚垣孢子与间生厚垣孢子之分,单生厚垣孢子与串生厚垣孢子之分。,真菌,真菌的无性繁殖无性繁殖体和无性孢子的类型4.厚垣孢子,真菌,真菌的无性繁殖一般而言,无性繁殖产生的后代具有亲本原有的性状。但在某些双核或多核的真菌细胞中,由于核变异或菌丝间融合导致原有的同一细胞中可能会有不同遗传物质的细胞核,这样导致无性繁殖产生的个体存在遗传差异。,真菌,真菌的有性繁殖真菌的有性繁殖是两个性细胞或性器官结合,最终通过减数分裂而进行繁殖的方式。,真菌,真菌的有性繁殖有性繁殖的3个阶段(质配、核配、减数分裂):质配(plasm
13、ogamy):两个带核的原生质体相互融合,形成双核细胞。核配(karygamy):同一个细胞中的两个单倍体细胞核相互结合。低等真菌在质配后通常立即进行核配,双核期极短;在高等真菌中,质配后往往并不立即进行核配,双核期通常很长。减数分裂(meiosis):核配后的双倍体通过染色体复制、交叉和二次分离形成四个单倍体的细胞核,分别进4个有性孢子中。,真菌,真菌的有性繁殖有性繁殖的3个阶段(质配、核配、减数分裂):,真菌,真菌的有性繁殖有性孢子的类型:卵孢子(Oospore):由异形配子囊雄器和藏卵器交配而成。雄器中伸入授精管(fertilization tube)进入藏卵器,雄核进入卵球(Oosph
14、ere)中,一个藏卵器中有一个或多个卵球,可形成一个或多个卵孢子。,真菌,真菌的有性繁殖有性孢子的类型:接合孢子(zygospore):由同形配子囊相互配合后的共同细胞发育形成。虽然许多对核融合,但不是都能配合,通常只有一个双倍体能存活到减数分裂完成。由于减数分裂形成的4个单倍体核中,只有一个核在接合孢子萌发时进入芽管,并在减数分裂孢子囊内通过多次有丝分裂产生所有单倍体核,这一现象避免了在一个孢子囊内产生的后代发生近亲繁殖。,真菌,真菌的有性繁殖有性孢子的类型:子囊孢子(ascospore):,真菌,真菌的有性繁殖有性孢子的类型:子囊孢子(ascospore):由雄器和产囊体进行交配,从产囊体
15、上萌发许多产囊丝,产囊丝中有两个不同的细胞核,各进行一次有丝分裂,产囊丝弯曲并产生二个分隔,将产囊丝分隔成3个细胞,其中亚顶细胞称为产囊母细胞,其中有两个不同的细胞核,核配之后减数分裂产生四个核,通常这四个核再各进行一次有丝分裂成为8个核,每个核发育成8个子囊孢子。,真菌,真菌的有性繁殖有性孢子的类型:子囊孢子(ascospore):,真菌,真菌的有性繁殖有性孢子的类型:担孢子(basidiospore):,真菌,真菌的有性繁殖有性孢子的类型:担孢子(basidiospore):两性器官退化,以两性菌丝结合产生双核菌丝。双核菌丝顶端细胞发育成担子,担子中两个核进行核配和减数分裂,形成4个核,同
16、时在担子顶端产生4个小梗(担子梗),每个小梗顶端稍膨大,4个核分别进入4个小梗顶端的膨大部位,发育成4个担孢子。,真菌,性的亲和性真菌大多数是雌雄同株(hermaphroditic),但仅少数真菌是自交能育(self-fertile)的同宗结合(homothallic);大多数真菌是异宗结合的(heterothallic),必须由两个具有亲和性的菌体交配才能形成有性孢子。因此,真菌性的亲和方式有同宗结合与异宗结合两种。,真菌,性的亲和性同宗结合(homothallic):同宗结合是一种自体可孕的结合方式,许多真菌在同一菌体上形成雄性和雌性配子囊,由于交配因子位于同一染色体上,相邻配子囊之间(配
17、子)可发生质配和核配,核配的两个核为有丝分裂产生的姊妹核。有两种情况:初级同宗配合(primary homothallic):某些担孢子萌发后能很快地发育成一个有隔的双核菌丝体,同一个细胞中的两个细胞核没有遗传上的差异,这种菌丝体能够形成繁殖器官子实体。如草菇(Volvariella volvacea),粪鬼伞(Coprinus sterquilinus)。,真菌,性的亲和性同宗结合(homothallic):同宗结合是一种自体可孕的结合方式,许多真菌在同一菌体上形成雄性和雌性配子囊,由于交配因子位于同一染色体上,相邻配子囊之间(配子)可发生质配和核配,核配的两个核为有丝分裂产生的姊妹核。有两
18、种情况:次级同宗配合(Secondary homothallic):每个担孢子本身就含有“十”“一”两个细胞核,担孢子萌发时形成的菌丝体就是异核体,不需要进行交配就可以完成其生活史。如双孢蘑菇(Agaricus bisporus)。,真菌,性的亲和性同宗结合(homothallic):同宗结合是不是有“性别”的概念?争论不一。看起来非常简单,实际上尚有许多问题待研究。一般认为,同宗结合的交配因子位于同一染色体上,不需要经过两个菌丝体的交配。但两个细胞核中交配因子是否有差别?如何相互识别?同宗结合有何生物学意义?难以回答。次级同宗配合发生在两个不同的细胞核之间,但这两个不同的细胞核又来源于同一个
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