真核微生物的细胞构造和整体功能

1、第二章第二章 真核微生物的形态、构造和功能真核微生物的形态、构造和功能 （1） 真菌真菌是最重要的真核是最重要的真核 微生物，其微生物，其细胞结构细胞结构 由细胞壁、细胞膜、由细胞壁、细胞膜、 细胞质、细胞核、细细胞质、细胞核、细 胞器（线粒体、内质胞器（线粒体、内质 网、核糖体）等组成。网、核糖体）等组成。 原核微生物与真核微生物原核微生物与真核微生物 在细胞结构上的根本区别在细胞结构上的根本区别 生物性状生物性状 原核微生物原核微生物 真核微生物真核微生物 核核 拟核，无核膜、核仁拟核，无核膜、核仁 真正的核，有核膜、核仁真正的核，有核膜、核仁 核糖体核糖体 70S 80S 细胞分裂细胞分

2、裂 二分裂二分裂 有丝分裂有丝分裂,减数分裂减数分裂 有性生殖有性生殖 无无 有有 细胞器细胞器 无无 线粒体、高基体、内质网等线粒体、高基体、内质网等 呼吸链呼吸链 细胞膜上细胞膜上 线粒体上线粒体上 细胞壁成分细胞壁成分 肽聚糖、磷壁质肽聚糖、磷壁质 多聚糖多聚糖,几丁质几丁质 大小大小 1-10m 10-100m 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。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。 真核微生物真核微生物 真核微生物真核微生物(Eucarvo

3、tic microbes) 真真 菌菌 显微藻类显微藻类 原生动物原生动物 酵母菌酵母菌 霉菌霉菌 蕈类蕈类 鞭鞭 毛毛 菌菌 亚亚 门门 接接 合合 菌菌 亚亚 门门 子子 囊囊 菌菌 亚亚 门门 担担 子子 菌菌 亚亚 门门 半半 知知 菌菌 亚亚 门门 真真 菌菌 门门裸裸 菌菌 门门 真真 菌菌 界界 真菌的分类真菌的分类 藻状菌纲藻状菌纲 子囊菌纲子囊菌纲 担子菌纲担子菌纲 半知菌类半知菌类 真菌门真菌门粘菌门粘菌门 植物界植物界 Ainsworth分类系统分类系统 G.W.Martin分类系统分类系统 真菌真菌具有细具有细 胞壁，不含叶绿胞壁，不含叶绿 素，无根茎叶的素，无根茎叶的

4、 分化，以产生大分化，以产生大 量孢子进行繁殖，量孢子进行繁殖， 以寄生以寄生 或腐生方或腐生方 式生存的真核微式生存的真核微 生物。生物。 第一节第一节 酵母菌酵母菌 酵母菌是一类单细胞真菌的俗称，分类学上分属于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。子囊菌纲和半知菌类。 特征特征: 1. 个体一般以单细胞状态存在；个体一般以单细胞状态存在； 2. 多数营出芽生殖，有的裂殖；多数营出芽生殖，有的裂殖； 3. 能发酵糖类产能；能发酵糖类产能； 4. 细胞壁常含有甘露聚糖；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。喜在含糖量较高、酸度较大的

5、水生环境中生长。 分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表 面，果园面，果园 土壤中与环境有关。土壤中与环境有关。 种类：已知的酵母有种类：已知的酵母有56属，属，1000多种。酵多种。酵 母菌与人母菌与人 类的关系极其密切。类的关系极其密切。 酵母的应用酵母的应用 酵母菌是人类应用比较早的微生物。酵母菌是人类应用比较早的微生物。 在食品方面在食品方面酿酒、制作面包、生产调味品等。酿酒、制作面包、生产调味品等。 在医药方面在医药方面生产酵母片、核糖核酸、核黄素、细生产酵母片、核糖核酸、核黄素、细 胞色素胞色素C、B族维生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸

6、等。族维生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸等。 在化工方面在化工方面使石油脱腊、以石油为原料生产柠檬使石油脱腊、以石油为原料生产柠檬 酸等。酸等。 在农业方面在农业方面生产饲料（例如生产饲料（例如SCP）。）。 在生物工程方面在生物工程方面作为基因工程的受体菌。作为基因工程的受体菌。 酵母菌的危害：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腐生性酵母菌能使食物、纺织品和其他原料腐 败变质；败变质； 少数耐高渗的酵母菌和鲁氏酵母、蜂蜜酵母可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；使蜂蜜和果酱等败坏； 有的酵母菌是发酵工业的污染菌，影响发酵的有的酵母菌是发酵工业的污染

7、菌，影响发酵的 产量和质量；产量和质量； 某些酵母菌会引起人和植物的病害，例如白假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、消化道等多丝酵母可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道等多 种疾病种疾病. 一、酵母菌的形态和大小一、酵母菌的形态和大小 1、酵母菌形态：、酵母菌形态： 酵母菌是一群单细胞的真核微生物酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态其形态因种因种 而异而异.通常为圆形、卵圆形或椭圆形通常为圆形、卵圆形或椭圆形。也有特殊。也有特殊 形态，如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形，形态，如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形， 假菌丝等假菌丝等 。 酵母菌酵母菌 2、酵母菌

8、大小：、酵母菌大小： 酵母菌比细菌粗约酵母菌比细菌粗约10倍，其直径一般为倍，其直径一般为2-5m，长，长 度为度为5-30m，最长可达，最长可达100m。 例如：酿酒酵母（例如：酿酒酵母（S. cerevisiae） 宽度：宽度：2.5-10m 长度：长度：4.5-21m 酵母的大小、形态与菌龄、环境有关。一般成熟的酵母的大小、形态与菌龄、环境有关。一般成熟的 细胞大于幼龄的细胞，液体培养的细胞大于固体培细胞大于幼龄的细胞，液体培养的细胞大于固体培 养的细胞。有些种的细胞大小、形态极不均匀，而养的细胞。有些种的细胞大小、形态极不均匀，而 有些种的酵母则较为均匀。有些种的酵母则较为均匀。 二、

9、酵母菌的细胞结构二、酵母菌的细胞结构 一般具有一般具有: 细胞壁、细胞膜、细胞壁、细胞膜、 细胞核、液泡、细胞核、液泡、 线粒体、内质网、线粒体、内质网、 微体、微丝、及微体、微丝、及 内含物等，有的内含物等，有的 菌体还有芽痕、菌体还有芽痕、 蒂痕。蒂痕。 酿酒酵母细胞结构酿酒酵母细胞结构 1、细胞壁、细胞壁 酵母细胞壁厚度酵母细胞壁厚度25nm，重量占细胞干重的，重量占细胞干重的18%- 25%。 化学组成：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂类、化学组成：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂类、 几丁质。几丁质。 细胞壁结构：细胞壁结构： 酵母细胞壁呈酵母细胞壁呈“三明治三明治”结构：结构： 酵母细胞壁

10、结构酵母细胞壁结构 外层：主要为甘露聚糖外层：主要为甘露聚糖 内层：主要为葡聚糖内层：主要为葡聚糖 中间层：主要是蛋白质中间层：主要是蛋白质 细胞壁细胞壁 葡聚糖和甘露聚糖都是复杂的分枝状聚合物，维葡聚糖和甘露聚糖都是复杂的分枝状聚合物，维 持细胞壁强度的物质主要是位于内层的葡聚糖，持细胞壁强度的物质主要是位于内层的葡聚糖， 此外，细胞壁上还含有少量的几丁质、脂类和无此外，细胞壁上还含有少量的几丁质、脂类和无 机盐。机盐。 几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因 种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含

11、1-2%，有的假菌丝酵母含量超过了，有的假菌丝酵母含量超过了2%。 芽芽痕和蒂痕：痕和蒂痕： 酵母出芽繁殖时，子细胞与母细酵母出芽繁殖时，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芽出芽并与子细胞分开的位点称芽 痕，子细胞细胞壁上的位点称蒂痕，子细胞细胞壁上的位点称蒂 痕。由于多重出芽，致使酵母细痕。由于多重出芽，致使酵母细 胞表面有多个小突起。胞表面有多个小突起。 根据酵母细胞表面留下芽痕的数根据酵母细胞表面留下芽痕的数 目，就可确定某细胞产生过的芽目，就可确定某细胞产生过的芽

12、体数，因而可估计该细胞的菌龄。体数，因而可估计该细胞的菌龄。 2、细胞膜、细胞膜 酵母细胞膜是双磷脂酵母细胞膜是双磷脂 层构造，其间镶嵌着层构造，其间镶嵌着 蛋白质和甾醇。蛋白质和甾醇。 酵母菌的细胞膜与原酵母菌的细胞膜与原 核生物的基本相同。核生物的基本相同。 但有的酵母菌如酿酒但有的酵母菌如酿酒 酵母中含有固醇类酵母中含有固醇类 （甾醇）（甾醇）,这在原核生这在原核生 物是罕见的。物是罕见的。 酵母细胞膜构造酵母细胞膜构造 酵母细胞膜的功能：酵母细胞膜的功能： 调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障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细胞壁等大分子的生物合

13、成和装配基地 部分酶的合成和作用场所部分酶的合成和作用场所 3、细胞核、细胞核 酵母具有由多孔核膜包裹酵母具有由多孔核膜包裹 着的细胞核，核膜是一种着的细胞核，核膜是一种 双层单位膜，上面有大量双层单位膜，上面有大量 的核孔。（核膜包裹，轮的核孔。（核膜包裹，轮 廓分明）。廓分明）。 酵母菌细胞核酵母菌细胞核 核膜：核膜： 核孔核孔40-70nm ，透性比任何生物膜都，透性比任何生物膜都 大。大。 染色体染色体:由由DNA和组蛋白牢固结合而成，呈线状和组蛋白牢固结合而成，呈线状, 数目因种而异。数目因种而异。 核仁：核内有一或几个区域核仁：核内有一或几个区域rRNA含量很高，这含量很高，这 一

14、区域为一区域为核仁，是合成核糖体的场所。核仁，是合成核糖体的场所。 中心体中心体: 在核膜外，由蛋白质亚基组成的细丝在核膜外，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。状结构，在细胞繁殖分裂中起作用。 细胞核的功能细胞核的功能:携带遗传信息，控制细胞的增殖和携带遗传信息，控制细胞的增殖和 代谢。代谢。 4 .细胞器细胞器 细胞质主要是溶胶状物质细胞质主要是溶胶状物质,在在 细胞质中含有各种功能不同细胞质中含有各种功能不同 的结构的结构细胞器细胞器 细胞器：核糖体、线粒体、细胞器：核糖体、线粒体、 内质网、高尔基体等。内质网、高尔基体等。 （1）核糖体）核糖体 酵母菌的核糖体为酵母

15、菌的核糖体为80S，由由 60S和和40S大小亚基构成。它大小亚基构成。它 游离在细胞质中或附着在内游离在细胞质中或附着在内 质网上。质网上。 核糖体核糖体 （2）线粒体）线粒体: 1.双层单位膜包围的双层单位膜包围的 细胞器；其中含脂细胞器；其中含脂 类、蛋白质、少量类、蛋白质、少量 RNA和环状和环状DNA。 2.其其DNA可自主复制，可自主复制， 不受核不受核DNA控制。决控制。决 定线粒体的某些遗定线粒体的某些遗 传性状。传性状。 3.生物氧化中心。生物氧化中心。 （3）内质网内质网: 是分布在整个细胞中的由膜构是分布在整个细胞中的由膜构 成的管道和网状结构。在细胞成的管道和网状结构。

16、在细胞 中和核膜或细胞膜相连在一起。中和核膜或细胞膜相连在一起。 根据表面结构分为：根据表面结构分为： 粗糙型内质网：膜外附着有核粗糙型内质网：膜外附着有核 糖体。糖体。 光滑型内质网：表面没有附着光滑型内质网：表面没有附着 的颗粒。的颗粒。 内质网功能：内质网功能： 起物质传递的作用，另外还有起物质传递的作用，另外还有 合成脂类和脂蛋白的作用合成脂类和脂蛋白的作用 内质网结构示意图内质网结构示意图 （4）高尔基体）高尔基体 也是一种内膜结构。它是由扁平双层膜和小泡所构成。膜也是一种内膜结构。它是由扁平双层膜和小泡所构成。膜 都是光滑的。都是光滑的。 功能：为细胞提供一个内部的运输系统。功能：

17、为细胞提供一个内部的运输系统。 （5）液泡）液泡 由单层膜包裹的囊泡物，液泡中含水、有机酸、盐类、由单层膜包裹的囊泡物，液泡中含水、有机酸、盐类、 和水解酶类，还有一些贮藏颗粒（如肝糖粒、脂肪粒、异和水解酶类，还有一些贮藏颗粒（如肝糖粒、脂肪粒、异 染颗粒等）。液泡常在细胞发育后期出现，它的大小可做染颗粒等）。液泡常在细胞发育后期出现，它的大小可做 为衡量细胞成熟的标志为衡量细胞成熟的标志。 功能：储藏营养物和水解酶类，与细胞质进行物质交换；功能：储藏营养物和水解酶类，与细胞质进行物质交换； 调节渗透压调节渗透压 二、二、酵母菌培养的特征酵母菌培养的特征 固体培养固体培养 菌落特征：菌落特征：

18、 菌落大而厚，圆形，菌落大而厚，圆形， 光滑湿润，粘性，颜光滑湿润，粘性，颜 色单调。常见白色、色单调。常见白色、 土黄色、红色。土黄色、红色。 啤酒酵母菌落啤酒酵母菌落 2 . 液体培养液体培养 在液体培养基上，不同的酵母菌生长的在液体培养基上，不同的酵母菌生长的 情况不同。情况不同。 好气性生长的酵母可在培养基表面上好气性生长的酵母可在培养基表面上 形成菌膜或菌醭，形成菌膜或菌醭，其其厚度因种而异。厚度因种而异。 有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在 培养基底部。培养基底部。 有的酵母菌在培养基中均匀生长，使有的酵母菌在培养基中均匀生长，使 培养基呈浑浊状态。培

19、养基呈浑浊状态。 三、三、繁殖方式和生活史繁殖方式和生活史 （一）繁殖方式：（一）繁殖方式： 分无性繁殖和有性繁殖两大类，主要是无分无性繁殖和有性繁殖两大类，主要是无 性繁殖。性繁殖。 无性繁殖：包括芽殖无性繁殖：包括芽殖 、裂殖、裂殖 、芽裂繁殖、芽裂繁殖 和产生无性孢子和产生无性孢子 有性繁殖：主要是产生子囊孢子。有性繁殖：主要是产生子囊孢子。 假酵母：只有无性繁殖过程。假酵母：只有无性繁殖过程。 真酵母：既有无性繁殖，又有有性繁殖真酵母：既有无性繁殖，又有有性繁殖 过程。过程。 酵母菌的酵母菌的 繁殖方式繁殖方式 无性无性 有性（产子囊孢子）有性（产子囊孢子） 芽殖：各属都存在芽殖：各属

20、都存在 裂殖：在裂殖酵母菌（裂殖：在裂殖酵母菌（Schizaccharomyces）中存在中存在 产无性孢子产无性孢子 节孢子节孢子 掷孢子掷孢子 厚垣孢子厚垣孢子 无性繁殖：无性繁殖： 1、芽殖、芽殖 是酵母菌无性繁殖的主要是酵母菌无性繁殖的主要 方式。方式。 一个酵母能形成的芽数是一个酵母能形成的芽数是 有限的。（平均有限的。（平均24个）个） 出芽方式：出芽方式： 多边出芽、两端出芽、三多边出芽、两端出芽、三 边出芽、单边出芽。边出芽、单边出芽。 环境适宜时，可出现假菌环境适宜时，可出现假菌 丝。丝。 假菌丝假菌丝: Saccharomyces cerevisiae的芽殖过程的芽殖过程

21、有的酵母菌进行芽殖后，长大的子细胞不与母细胞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，并继续除芽，细胞成串排列，这种菌丝立即分离，并继续除芽，细胞成串排列，这种菌丝 状的细胞串就称为假菌丝。状的细胞串就称为假菌丝。 假菌丝的各细胞间仅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，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。呈竹节状的细胞串，称为真菌丝。 芽殖过程：芽殖过程： 母细胞形成小突起母细胞形成小突起 （AD） 核裂（核裂（EG） 原生

22、质分配（原生质分配（HI） 新膜形成（新膜形成（JK） 形成新细胞壁（形成新细胞壁（L） 2、裂殖：、裂殖： 借细胞横分裂法繁殖借细胞横分裂法繁殖, 与细菌类似与细菌类似. 如裂殖酵母。如裂殖酵母。 进行裂殖的酵母菌种进行裂殖的酵母菌种 类很少类很少. 3.芽裂芽裂 为芽殖、芽裂的中间为芽殖、芽裂的中间 类型，母细胞在出类型，母细胞在出 芽的同时产生横隔芽的同时产生横隔 膜。膜。 裂殖裂殖 芽裂芽裂 掷孢子（掷孢子（ballistospore）是掷孢酵母属等少数酵母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

23、生出的小梗上形成的。孢子成熟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。的菌落模糊镜像。 此外，有的酵母如此外，有的酵母如Candida albicans等还能在假菌等还能在假菌 丝的顶端产生厚垣孢子（丝的顶端产生厚垣孢子（chlamydospore）。）。 产生掷孢子等无性孢子产生掷孢子等无性孢子 酵母菌以形

24、成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖。酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖。 (二二)有性生殖有性生殖 1、子囊和子囊孢子的形成：一般通过邻近的两个、子囊和子囊孢子的形成：一般通过邻近的两个 性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起，性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起， 随即相互接触、局部融合并形成一个通道，再经过随即相互接触、局部融合并形成一个通道，再经过 质配、核配形成双倍体细胞质配、核配形成双倍体细胞接合子。接合子进接合子。接合子进 行减数分裂，形成行减数分裂，形成4个或个或8个子核，每一个子核和周个子核，每一个子核和周 围的细胞质一起，在其表面形成孢子壁后就形成子围的细胞质一起，在其表面形成孢子壁后就形成子 囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。一般一个囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。一般一个 子囊可产生子囊可产生4-8个子囊孢子。孢子数目、大小、形个子囊孢子。孢子数目、大小、形 状因种而异。状因种而异。 酵母的二倍体酵母的二倍体 营养体细胞营养体细胞 减数分裂后产生减数分裂后产生 四个单倍体的核四个单倍体的核 原细胞发育成子原细胞发育成子 囊，里面有四个囊，里面有四个 子囊孢子，将来子囊孢子，将来 发育成单倍体营发育成单倍体营 养体细胞养体细胞 子囊孢子的形成子囊孢子的形成