真核微生物的形态、构造和功能.ppt

第二章 真核微生物的形态、结构和功能,真核生物指细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或叶绿体等细胞器的一类生物. 真核微生物微生物中的真核生物,第一节 真核微生物概述,真核生物与原核生物的比较,真核 微生物,酵母菌,丝状真菌霉菌,大型真菌,菌物界,植物界,动物界,真菌：是一类具有真正细胞核的异养生物,典型的营养体为丝状体,细胞壁主要成分为几丁质或纤维素,不含光合色素,主要以吸收的方式获取养分,通过产生孢子的方式进行繁殖的真核微生物。,真菌特点： （1）无叶绿素，不能进行光合作用； （2）一般具有发达的菌丝体； （3）细胞壁多数含几丁质； （4）营养方式为异养吸收型； （5）以产生大量无性和（或）有性孢子的方式繁殖； （6）陆生性较强。,Ainsworth(1973)的分类系统将 真菌分成五个亚门 ：,鞭毛菌亚门 接合菌亚门 子囊菌亚门 担子菌亚门 半知菌亚门,一、细胞壁 （一）真菌的细胞壁成分和功能 1、细胞壁成分：真菌细胞壁的主要成分是多糖（纤维素、葡聚糖、几丁质），另有少量的蛋白质和脂类。低等真菌以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，高等陆生真菌以几丁质为主。 2、细胞壁功能：与原核生物类似。,（二）各类真菌细胞壁的成分和功能 1、酵母菌的细胞壁 （1）细胞壁成分：主要成分葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和几丁质,另有少量的脂类 （2）细胞壁的作用：自外向内依次是甘露聚糖、蛋白质、葡聚糖。葡聚糖是赋予酵母菌细胞壁机械强度的主要物质；甘露聚糖呈网状；蛋白质夹在中间甘露聚糖和葡聚糖，少数为结构蛋白，多数为起催化作用的酶类。几丁质含量很低，分布于芽痕周围。,2、丝状真菌的细胞壁成分 自外向里依次是无定形的葡聚糖、嵌埋在蛋白质基质里的糖蛋白组成的粗糙网、蛋白质层、几丁质微纤维丝。 3、藻类的细胞壁成分 由纤维素的微纤丝呈层状排列构成骨架结构，其余为间质多糖（杂多糖）,还含有少量的蛋白质和脂类。杂多糖包括:褐藻酸、岩藻素和琼脂。,二、鞭毛与纤毛 1、鞭毛与纤毛：有些真核微生物细胞表面长有或长（长者叫鞭毛）或短（短的叫纤毛）的毛发状细胞器，具有运动功能。 2、构造：由鞭杆、基体和过渡区组成。鞭杆由一对中央微管和9个微观二联体（A亚纤维、B亚纤维）构成。 A亚纤维有动力蛋白臂，是一种能被Ca2+和Mg2+激活的ATP酶。一方面水解ATP供能，另一方面作用于相邻的微管二联体产生弯曲运动。,鞭毛的结构,三、细胞质膜： 与原核生物细胞膜相似，区别在于：,细胞膜构造模式图及膜蛋白的分布与种类,四、细胞核 4.1功能：具有核膜包被的完整的细胞核，细胞核是遗传信息储存、复制和转录的场所，对细胞的生长、发育、繁殖和遗传、变异起着决定性的作用。 4.2各部分的结构与特点 细胞核的组成：由核被膜、染色质、核仁和核基质组成。,4.2.1核被膜 由核膜和核纤层组成，其上有许多核膜孔。核膜孔是细胞核与细胞质进行物质交换的选择性通道。核膜由两层膜组成，两膜中间叫核周间隙。核纤层位于核膜内侧,成分为核纤层蛋白。 4.2.2染色质 处于分裂间期的真核细胞，其染色质是由DNA、组蛋白、其它蛋白和少量的RNA组成的一种线性的复合构造。 染色质可被苏木精等碱性染料染色,故称染色质 染色质又分常染色质和异染色质。,染色质蛋白质：可分为组蛋白和非组蛋白两类。组蛋白是碱性蛋白，易与带负电荷的DNA结合形成核小体。非组蛋白是一些与复制和转录有关的酶类。 核小体：由球形的组蛋白八聚体与缠绕在球体两周的DNA构成核小体。核小体是组成染色质的基本单位。 染色体：处于分裂期的真核细胞，染色质丝盘绕螺旋、折叠、浓缩成约为原来长度万分之一的棒状染色体。,4.1.3核仁：是真核生物细胞合成rRNA和装配核糖体的部位。没有膜包被。 4.1.4、核基质：旧称核液，由蛋白纤维组成的网状结构，具有支撑细胞核和提供染色质附着点的作用。,五、细胞质与细胞器 5.1细胞质：组成真核生物细胞质有细胞基质、细胞骨架和各种细胞器。 5.1.1细胞基质：除细胞器之外的的胶体状溶液，是细胞代谢的重要基地。含有细胞骨架、酶蛋白、各种内含物以及代谢产物等。 5.1.2细胞骨架：是由微管、肌动蛋白丝和中间丝三种蛋白质纤维构成的细胞支架。其中微管具有支持、运输功能还可构成细胞分裂纺锤丝以及鞭毛和纤毛；肌动蛋白丝由ATP提供能量就能发生收缩；中间丝具有支持和运动的功能。,5.2细胞器 5.2.1内质网:由脂质双分子层组成囊状和细管状系统。又分两类， 一类是膜上附有核糖体颗粒叫做糙面内质网（ER）,具有合成和运送胞外分泌蛋白的功能； 另一类为膜上无核糖体的光面内质网，它与脂类代谢和钙代谢密切相关。,5.2.2核糖体（核蛋白体）：无膜包被的颗粒状细胞器，具有蛋白质合成功能。 主要成分：蛋白质和RNA通过共价键结合在一起。蛋白质位于RNA之外。真核生物分布于细胞基质里的核糖体其沉降系数为80s（60s和40s），分布与线粒体、叶绿体的核糖体其沉降系数为70s（50s和30s）,5.2.3高尔基体（高尔基体复合体） 意大利学者高尔基于1898年首先在神经细胞发现。是一种由若干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：对糙面内质网上的核糖体合成的分泌蛋白进行浓缩、并进行酶切加工形成糖蛋白、脂蛋白、蛋白质原等，最后形成分泌泡，通过外排作用分泌到细胞外；也为合成新细胞壁和质膜提供原料,总之,高尔基体是协调细胞生化功能和沟通细胞内外环境的一个重要细胞器。通过它的参与和对膜流的调控,把核膜、内质网、高尔基体和分泌泡囊的功能联成一体。 目前仅发现在根肿菌、前毛壶菌、卵菌和腐霉等少数低等真菌中存在高尔基体。酵母菌无高尔基体。,5.2.4溶酶体：是一种由单层膜包裹、内含多种酸性水解酶（最适宜的pH为5左右）的囊泡状细胞器。 作用：其主要作用是具有细胞内消化作用（形成吞噬泡或胞饮泡）。可以把外来的蛋白质、多糖、脂类以及DNA和RNA等大分子水解。因此具有维持细胞营养和防止外来微生物或异物侵袭的作用。 种类：根据所结合的对象可分为吞噬溶酶体、多泡体、自噬溶酶体;根据与结合对象结合的程度又分为初级溶酶体、次级溶酶体、后溶酶体,5.2.5微体：是一种由单层膜包裹的囊泡状球形细胞器。根据所含的酶不同又分两类： 过氧化物酶体：主要含有依赖于黄素的氧化酶和过氧化氢酶，它们的共同作用可使细胞免受过氧化氢的毒害，并且能够把脂肪酸分解为乙酰辅酶A。 过氧化物酶体在动物、植物、真核微生物中都存在。 乙醛酸循环体：主要存在于植物细胞中，可使脂类转化为糖类，因此在种子萌发成幼苗时特别活跃。,5.2.6线粒体 结构：外形囊状，由双层膜包裹，内外膜之间的空隙叫膜间隙，膜间隙液体内含各种可溶性酶、底物和辅助因子。内膜向内凸起，形成嵴（管状、板状，两内膜形成的狭窄空间叫嵴内隙）。嵴的存在极大的扩大了内膜进行生化反应的面积。 在内膜表面着生着许多基粒或F1颗粒，即ATP合成复合酶。在内膜上还有四种质蛋白复合物，是电子传递链的组成部分。,内膜和嵴包围的空间充满基质。基质内含三羧循环酶系、DNA、70S核糖体，用以合成一小部分线粒体自身需要的蛋白质。,功能 线粒体能将底物氧化脱下的氢通过电子传递链传递和氧化磷酸化反应的偶联而实现产能。即把蕴藏在有机物里的化学潜能转化成生命活动所需要的活跃的化学能ATP 在无氧条件下，酵母菌的线粒体无内膜和嵴，结构简单无功能。在有氧条件下，酵母菌的线粒体就转变成有功能的结构完善的线粒体。,5.2.7 叶绿体 结构：由叶绿体膜（又分外膜、内膜、类囊体膜三种）、类囊体、基质三部分组成。由叶绿体膜把叶绿体空间分成膜间隙（内、外膜之间）、基质、类囊体腔三种独立区域。 叶绿体外膜通透性大，内膜选择性强。胶状基质内含核糖体双链环状的DNA以及RNA、淀粉粒和羧化酶等蛋白质。,类囊体为扁平小囊，许多类囊体层层相叠构成基粒。线粒体内的各个基粒之间又靠基质类囊体连接。类囊体膜上分布大量的光合色素和电子传递载体。 功能 进行光合作用，是绿色真核生物的食品车间。其中光反应在类囊体膜上进行，暗反应则在叶绿体基质进行。 半自主性细胞器：线粒体、叶绿体都有自身的环状DNA基因组和70s核糖体，能合成自身部分特需的蛋白质。因此把线粒体、叶绿体叫做半自主性细胞器,5.3其他细胞器 5.3.1液泡：是一种由单层膜分隔的细胞器，液泡内有糖原等储藏物、精氨酸等碱性氨基酸以及蛋白酶等各种酶类。液泡具有维持细胞渗透压、储存营养物质、隔离蛋白酶等水解酶的功能。 5.3.2膜边体：又叫边缘体、质膜外泡等。是一种位于菌丝细胞质膜与细胞壁之间，由单层膜包裹的细胞器。可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。,5.3.3丁质酶体：又称壳体，是一种活跃于各种真菌菌丝顶端细胞中的微小泡囊，内含几丁质合成酶。可催化几丁质的合成。 5.3.4氢化酶体：是一种由单层膜包裹的球状细胞器，内含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还蛋白和丙酮酸。常存在于鞭毛基体附近，可为鞭毛运动提供能量。 5.3.5氢化酶体只存在于厌氧性真菌和原生动物细胞中，有类似线粒体的作用。 阴道毛滴虫含有氢化酶体，可在厌氧条件下还原灭滴灵（甲硝基羟乙唑）形成对细胞有毒的物质，在活体内可损伤氢化酶体，这就是灭滴灵治疗阴道滴虫的原理。, 概念及特点, 细胞的形态结构, 繁殖方式和生活史, 菌落特点,第二节 酵母菌,酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。,酵母菌一般具有以下五个特点： 个体一般以单细胞状态存在； 多数营出芽繁殖，也有的裂殖； 能发酵糖类产能； 细胞壁常含甘露聚糖； 喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。,芽殖：酵母菌最常见的无性繁殖方式,酵母菌的芽殖过程 1泡；2小管；3核；4液泡,酵母菌出芽繁殖,如果酵母菌生长旺盛，在芽体尚未自母细胞脱落前，即可在芽体上又长出新的芽体，最后形成假菌丝状,酵母菌假菌丝的形成,酵母菌的有性繁殖 酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的,两个临近的酵母细胞各自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、融合，并形成一个通道，两个细胞核在此通道内结合，形成双倍体细胞核，然后进行减数分裂，形成4个或8个细胞核。每一子核与其周围的原生质形成孢子，即为子囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。,大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起,菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。,酵母菌菌落,啤酒酵母的菌落,啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵工业,食药用,提取多种生物活性物质 假丝酵母 （Candida）饲料 白地霉（Geotrichum candidum）饲料，食用，或药物提取。,生产上常用的酵母菌,一、 霉菌的形态结构 二、 农业上常见的霉菌,第三节 霉 菌,卡特利链霉菌,弗氏链霉菌,吸水链霉菌金泪亚种,卡那霉素链霉菌,是丝状的、无光合作用的、异养性营养的真核微生物 菌丝体较发达,又不产生大型肉质子实体结构的真菌。,一、霉菌的形态结构,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。 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、菌丝,无隔膜菌丝： 菌丝中无隔膜，整团菌丝体就是一个单细胞，其中含有多个细胞核。这是低等真菌（即鞭毛菌亚门和接合菌亚门中的霉菌）所具有的菌丝类型,有隔膜菌丝：菌丝中有隔膜，被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞，菌丝体由很多个细胞组成，每个细胞内有1个或多个细胞核。 在隔膜上有1至多个小孔使细胞之间的细胞质和营养物质可以相互沟通。这是高等真菌（即子囊菌亚门和半知菌亚门中的霉菌）所具有的菌丝类型,菌丝体(mycelium) 菌丝通过顶端生长进行延伸，并多次重复分支而形成微细的网络结构，由许多菌丝相互交织而形成的一个菌丝集团。营养菌丝体和气生菌丝体。 菌丝体在长期的进化中，发展出各种特化结构 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、菌丝体,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。 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,真菌各主要类群的特征,接合菌亚门 毛霉、根霉 鞭毛菌亚门 绵霉 子囊菌亚门 酵母菌、脉孢菌、赤霉 担子菌亚门（参见蕈菌） 蘑菇、牛肝菌、灵芝、木耳 半知菌亚门 曲霉、青霉、木霉、头孢霉,二、常见的霉菌,曲霉的菌落,通常指能形成大型肉质子实体的真菌。包括多数