微生物学-第三章--酵母菌ppt课件

酵母菌,第二节,一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。,酵母菌（yeast）,由于不同的酵母菌在进化和分类地位上的异源性，很难对酵母菌下一个确切的定义。,（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）常生活在含糖较高、酸度较大的水生环境中。,酵母菌的5个特点：,1.分布广，喜偏酸性的含糖环境。,例如，在水果、蔬菜、蜜饯的表面和在果园土壤中最为常见。,一、分布及与人类的关系,另外，在油田和炼油厂附近土层中也很易分离到能利用烃类的酵母菌。,2.重要的微生物资源,酵母菌是人类的第一种,家养微生物,在食品方面酿酒、制作面包、生产调味品等。在化工方面使石油脱蜡、以石油为原料生产柠檬酸等。在农业方面生产饲料，如单细胞蛋白（single-cellprotein，SCP）。在医药方面生产酵母片、核黄素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸、细胞色素c、B族维生素等。,酵母菌的应用,假丝酵母,维生素B2产生菌,3.重要的科研模式微生物,酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae），1996年，第一个完成全基因组序列测定的真核生物。,酵母菌最好的模式真核微生物，用来表达外源蛋白的优良“工程菌”。,4.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。,例如，白假丝酵母（Candidaalbicans，旧称白色念珠菌）、新型隐球菌（Cryptococcusneoformans）等引起鹅口疮、阴道炎或肺炎等疾病。,鹅口疮,二、酵母菌细胞的形态和构造,酵母菌细胞直径一般约是细菌的10倍，是典型的真核微生物。,细胞大小：（2.510)m(4.521)m,圆形、椭圆形球形、卵形、梨形圆柱形、腊肠形,酵母菌细胞形态,酵母菌的细胞形态,酵母菌的细胞形态,酵母菌细胞构造的模式图,（一）细胞壁,三层：内外两层是电子致密层，中间为电子稀疏层。厚度为0.2m。,酵母菌细胞壁的三明治结构：,酵母的细胞壁可以用由玛瑙螺的胃液制成的蜗牛消化酶水解，从而能形成酵母原生质体。,外层,中间层,内层,酵母菌细胞膜成分,蛋白质(50)类脂(40)糖类,甘油的单、双、三酯甘油磷脂固醇,磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺,麦角固醇：维生素D的前体酵母固醇,甘露聚糖等,包括一些酶,（二）细胞膜,调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障；细胞壁等大分子的生物合成和装配基地；部分酶的合成和作用场所。,酵母细胞膜的功能：,（三）细胞核,酵母菌具有核膜包裹起来的定形的细胞核。,（1）用相差显微镜可见活细胞内核；,（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，可观察到核内的染色体。,核膜：核孔4070nm，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：核内的一或几个区域rRNA含量很高，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。,携带遗传信息，控制细胞的增殖和代谢。,细胞核的功能:,细胞核是酵母菌遗传信息的主要贮存库。例如：酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）基因组共有17条染色体，6500个基因。,细胞核DNA,酵母菌线粒体DNA,“2m质粒”DNA,少数酵母菌线状质粒DNA,酵母菌DNA,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，可作为酵母菌转化的有效载体，并可组建“工程菌”。,1967年在S.cerevisiae中发现的，是一个闭合环状超螺旋DNA分子，长约2m（6kb）。,2m质粒：,（四）其他构造,线粒体：是两层单位膜包围的一种细胞器,液泡：是单层膜包围的一种细胞器,微体：由单层膜包裹的小球形细胞器,线粒体电镜图,微体电镜图,三、酵母菌的繁殖方式和生活史,无性繁殖,酵母菌繁殖方式,有性繁殖,酵母菌的繁殖方式,无性,有性（产子囊孢子）：Saccharomyces（酵母属）Zygosaccharomyces（接合酵母属）等,芽殖：各属酵母菌都存在,裂殖：Schizosaccharomyces（裂殖酵母菌）,产无性孢子,节孢子：Geotricum（地霉属）等,掷孢子：Sporobolomyces（掷孢酵母属）等,厚垣孢子：Candidaablicans(白假丝酵母)等,真酵母,假酵母或拟酵母,根据能否进行有性繁殖，可将酵母菌分为：,真酵母：无性繁殖有性繁殖。,假酵母（拟酵母）：只有无性繁殖过程。,1.芽殖（budding）,(一)无性繁殖,最常见的一种繁殖方式，成熟细胞长出一个小芽，母细胞的细胞核分裂成两个子核，一个随母细胞的细胞质进入芽体内，当芽体接近母细胞大小时，自母细胞脱落成为新个体，如此继续出芽。,芽体又称芽孢子（buddingspore）,（1）母细胞通过水解酶作用使形成芽体部位的细胞壁变薄;（2）大量核物质和细胞质等堆积在芽体起始部位上;（3）芽体逐步长大后，在与母细胞的交界处形成了一块由葡聚糖、甘露聚糖和几丁质组成的隔壁。,酵母菌芽殖过程示意图,芽殖过程：母细胞形成小突起（AD）核裂（EG）原生质分配（HI）新膜形成（JK）形成新细胞壁（L）,芽细胞生痕或称蒂痕（birthscar）,成熟后，芽细胞和母细胞分离,母细胞芽痕(budscar),芽殖后，子细胞不立即脱离母细胞，其间仅以狭小的面积相连，形成藕节状的细胞串。,酵母菌,真菌丝（euhyphae）,假菌丝（pseudohyphae）,芽殖后，细胞相连，其间横隔的面积与细胞直径一致，形成竹节状的细胞串。,假菌丝：藕节状的细胞串,真菌丝：竹节状的细胞串,任何细胞上的蒂痕仅一个，而芽痕有一至数十个，根据它的多少还可测定该细胞年龄。,2.裂殖（fission）,少数酵母菌可以像细菌一样通过细胞分裂而繁殖，其过程是细胞延长，核分裂为二，细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个具有单核的子细胞。,粟酒裂殖酵母Schizosaccharomycespombe(levure),3.无性孢子,节孢子,掷孢子,厚垣孢子,无性孢子,少数酵母菌例如掷孢酵母属（Sporobolomyces）可在卵圆形营养细胞上长出小梗，其上产生肾形的掷孢子（ballistospore）。孢子成熟后，通过一种特有的喷射机制将孢子射出。,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。,(二)有性繁殖,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，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。,同形配子接合异形配子接合,生活史又称生命周期：,(三)酵母菌的生活史,指上一代生物个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程。,1.营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在,2.营养体只能以单倍体形式存在,3.营养体只能以二倍体形式存在,酵母生活史按其单倍体生长时间的长短分三类：,1.营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在,特点：（1）一般情况下都以营养体状态进行芽殖；（2）营养体既能以单倍体（n）形式存在，也能以二倍体（2n）形式存在；（3）在特定的条件下进行有性繁殖。,典型代表：酿酒酵母,S.cerevisiae（酿酒酵母）的生活史,特点：（1）营养细胞为单倍体；（2）无性繁殖为裂殖；（3）二倍体细胞不能独立生活，此期极短。,Schizosaccharomycesoctosporus（八孢裂殖酵母）的生活史,3.营养体只能以二倍体形式存在,核配后不立即进行减数分裂,典型代表：路德类酵母,特点：（1）营养体为二倍体，不断芽殖，时间较长；（2）单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合；（3）单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在，不能进行独立生活。,Sacch