真核微生物形态、构造与功能1刘.ppt

第三章真核微生物形态 构造和功能 1 真核微生物概述2 酵母菌2 1分布2 2形态与构造2 3酵母菌的繁殖方式和生活史2 4酵母菌的菌落3 霉菌3 1分布3 2形态与构造3 3菌落与孢子3 4常见常用的重要属4 蕈菌 本章主要内容 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 具有上述特征的微小生物 1 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 一 真核微生物与原核微生物比较 与原核生物区别 1 细胞器 organelles 2 核糖体3 CN4 繁殖方式5 细胞大6 鞭毛粗而复杂 9 2型 挥鞭式运动 原核细胞 真核细胞 真菌细胞壁主要成分是多糖 另有少量的蛋白质和脂类 低等真菌的细胞壁的主要成分以纤维素为主 酵母菌的细胞壁的主要成分以葡聚糖为主 高等真菌的细胞壁的主要成分以几丁质为主 二 细胞构造 一 细胞壁 二 鞭毛与纤毛 三 细胞质膜PlasmaMembrane 是细胞遗传信息 DNA 的贮存 复制和转录的主要部位 外形固定 有核膜 由核被膜 染色质 核仁和核基质组成 四 细胞核 1 细胞基质和细胞骨架 除细胞器以外的胶状溶液 称细胞基质 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 五 细胞质和细胞器 糙面内质网Roughendoplasmicreticulum RER 光面内质网Smoothendoplasmicreticulum SER 2 内质网和核糖体 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是协调细胞生化功能和细胞内外环境的重要的细胞器 3 高尔基体Golgiapparatus 单层膜内含多种酸性水解酶功能是细胞内消化 4 溶酶体Lysosymes 单层膜包裹 内含多种酸性水解酶 主要功能是使细胞免受H2O2毒害 并能氧化分解脂肪酸等 5 微体microbody 两层膜外形和大小酷似杆菌每个细胞有数百到数千个功能是把蕴藏在有机物中的化学潜能转化成生命活动所需能量 6 线粒体mitochondria 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椭圆形 构造由三部分组成 叶绿体膜 类囊体 和基质 7 叶绿体chloroplast 9 膜边体 10 几丁质体 11 氢化酶体 8 液泡 真核微生物 真核微生物的主要类群 真菌是非常重要的真核微生物 本章主要讲真菌 无叶绿素 不能进行光合作用一般具有发达的菌丝体细胞壁多含有几丁质营养方式为异养吸收型以产生大量无性和 或 有性孢子的形式进行繁殖陆生性较强 真菌的特点 真菌与人类的关系 真菌的分类 Ainsworth分类系统 G W Martin分类系统 2 酵母菌 2 1概念 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 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 种类 据1982年的资料 已知的酵母有56属 500多种 酵母菌与人类的关系极其密切 2 2分布及与人类的关系 酵母菌与人类 酵母菌是人类应用比较早的微生物 在食品方面 酿酒 制作面包 生产调味品等 在医药方面 生产酵母片 核糖核酸 核黄素 细胞色素C B族维生素 乳糖酶 脂肪酶 氨基酸等 在化工方面 使石油脱腊 以石油为原料生产柠檬酸等 在农业方面 生产饲料 例如SCP 在生物工程方面 作为基因工程的受体菌 酵母菌的应用 酵母菌的危害 腐生性酵母菌能使食物 纺织品和其他原料腐败变质 少数耐高渗的酵母菌和鲁氏酵母 蜂蜜酵母可使蜂蜜和果酱等败坏 有的酵母菌是发酵工业的污染菌 影响发酵的产量和质量 某些酵母菌会引起人和植物的病害 例如白假丝酵母可引起皮肤 粘膜 呼吸道 消化道等多种疾病 2 3细胞的形态构造 酵母菌细胞的形态通常有球状 卵圆状 椭圆状 柱状或香肠状等多种 细胞直径比细菌粗10倍左右 如Saccharomycescerevisiae细胞的宽度为3 10 m 长度为5 20 m 因此在光学显微镜下可以模糊地看到它们细胞内的各种结构分化 有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状 称为假丝酵母 酵母菌的细胞结构与其他真核生物基本相同 右图是电子显微镜下的酿酒酵母细胞结构示意图 2 4酵母菌细胞的构造 2 4 1酵母细胞的细胞壁 1 细胞壁结构 酵母细胞壁呈 三明治 结构 外层 甘露聚糖 约占40 45 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5 10 多为酶类 细胞壁 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 3 8 和几丁质 1 2 和灰分 蜗牛酶 水解酵母菌细胞壁制备原生质体或水解酵母子囊壁以释放单倍体子囊孢子 2 4 2细胞膜 由于酵母菌细胞膜上含有丰富的VitD的前体 麦角甾醇 它经紫外线照射后能转化成维生素D2 故可作为维生素D的来源 酵母菌细胞膜的成分 蛋白质 包括一些酶 类脂 甘油的单 双 三酯 甘油磷脂 磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺 甾醇 麦角甾醇 酵母甾醇 糖类 甘露聚糖类 2 4 3细胞核 核膜 核孔40 70nm 透性比任何生物膜都大 染色体 由DNA和组蛋白牢固结合而成 呈线状 数目因种而异 核仁 核内有一或几个区域rRNA含量很高 这一区域为核仁 是合成核糖体的场所 中心体 在核膜外 由蛋白质亚基组成的细丝状结构 在细胞繁殖分裂中起作用 细胞核的功能 携带遗传信息 控制细胞的增殖和代谢 酵母细胞核是有双层膜结构的细胞器 核膜包裹 轮廓分明 细胞质主要是溶胶状物质 在细胞质中含有各种功能不同的结构 细胞器 核糖体 线粒体 内质网 高尔基体等 4 4 4其他构造 1 核糖体 酵母菌的核糖体为80S 由60S和40S大小亚基构成 它游离在细胞质中或附着在内质网上 2 线粒体 1 双层单位膜包围的细胞器 其中含脂类 蛋白质 少量RNA和环状DNA 2 其DNA可自主复制 不受核DNA控制 决定线粒体的某些遗传性状 3 生物氧化中心 1 单层膜包裹的细胞器 含有机酸 盐类水溶液和水解酶类 2 调节渗透压 与细胞质进行物质交换 储藏物质 3 为细胞成熟的标志 3 液泡 2 3酵母菌的繁殖方式和生活史 根据能否进行有性繁殖 可将酵母菌分为 假酵母 只有无性繁殖过程 真酵母 既有无性繁殖 又有有性繁殖过程 白假丝酵母 厚 1 芽殖 budding 子细胞 出芽痕 假菌丝 芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式主要的无性繁殖方式 成熟细胞长出一个小芽 到一定程度后脱离母体继续长成新个体 一 无性繁殖 厚垣孢子 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 环境适宜时 可出现假菌丝 芽殖过程 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 出芽痕和诞生痕 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出芽痕 子细胞细胞壁上的位点称诞生痕 由于多重出芽 致使酵母细胞表面有多个小突起 芽痕 BreadYeastwithBud 假菌丝 Saccharomycescerevisiae的芽殖过程 有的酵母菌进行芽殖后 长大的子细胞不与母细胞立即分离 并继续出芽 细胞成串排列 这种菌丝状的细胞串就称为假菌丝 假菌丝的各细胞间仅以狭小的面积相连 呈藕节状 而霉菌的菌丝为真菌丝 即相连细胞间的横隔面积与细胞直径一致 呈竹节状的细胞串 称为真菌丝 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 2 裂殖 fission 掷孢子 ballistospore 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射出 因此 如果用倒置培养皿培养掷孢酵母并使其形成菌落 则常因其射出掷孢子而可在皿盖上见到由掷孢子组成的菌落模糊镜像 此外 有的酵母如Candidaalbicans等还能在假菌丝的顶端产生厚垣孢子 chlamydospore 3 产生掷孢子等无性孢子 酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式进行有性繁殖 1 两个性别不同的单倍体细胞靠近 相互接触 2 接触处细胞壁消失 质配 3 核配 形成二倍体核的接合子 A 以二倍体方式进行营养细胞生长繁殖 独立生活 下次有性繁殖前进行减数分裂 B 进行减数分裂 形成4个或8个子囊孢子 而原有的营养细胞就成为子囊 子囊孢子萌发形成单倍体营养细胞 二 有性繁殖 酵母的二倍体营养体细胞 减数分裂后产生四个单倍体的核 原细胞发育成子囊 ascus 里面有四个子囊孢子 将来发育成单倍体营养体细胞 生活史又称生命周期 指上一代生物个体经一系列生长 发育阶段而产生下一代的全部过程 营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在营养体只能以单倍体形式存在营养体只能以二倍体存在 三 酵母菌的生活史 c 在特定的条件下才进行有性繁殖 b 营养体既能以单倍体 n 也能以二倍体 2n 形式存在 芽殖 有性繁殖 子囊孢子 一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖 特点 1 营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在 S cerevisiae 酿酒酵母 的生活史 特点 a 营养细胞为单倍体 b 无性繁殖为裂殖 c 二倍体细胞不能独立生活 此期极短 2 营养体只能以单倍体形式存在 Schizosaccharomcesoctosporus 八孢裂殖酵母 的生活史 特点 a 营养体为二倍体不断进行芽殖 此阶段较长 b 单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合 c 单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在 不能进行独立生活 3 营养体只能以二倍体形式存在 Saccharomycodesl