微生物第二章

1、1 真核微生物的形态和构造真核微生物的形态和构造2本章主要内容一、真核微生物细胞与原核微生物细胞的差别二、酵母菌 三、霉菌四、蕈菌3第一节第一节 真核微生物概述真核微生物概述o真核微生物(eukaryotic microorganisms) ：凡细胞核具有核膜，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。o真菌是一类低等真核生物的通称4酵母菌 真菌 丝状真菌霉菌 大型真菌蕈菌真核微生物 显微藻类 原生动物真核微生物（eukaryotes）5真核微生物与原核微生物的区别： 项目 真核微生物 原核微生物 细胞壁 纤维素，几丁质 肽聚糖 细胞膜 通常含甾醇无呼吸或光合组分

2、一般无甾醇有呼吸或光合组分 细胞质 含多种细胞器核糖体为80s 无细胞器核糖体为70s 细胞核 真核，多条染色体有有丝分裂,减数分裂 原核，一条染色体无有丝分裂,减数分裂 繁殖方式 有性，无性 多数进行二分裂 6真核细胞结构真核细胞结构7第二节酵母菌yeast以芽殖为主要繁殖方式的单细胞真核微生物。8主要内容主要内容：o酵母菌的形态与细胞结构酵母菌的形态与细胞结构o酵母菌的繁殖方式酵母菌的繁殖方式o酵母菌的生活史酵母菌的生活史o酵母菌的菌落特征酵母菌的菌落特征9概述：概述：v 分属于子囊菌纲、担子菌纲及半知菌类v 多数以出芽方式繁殖、少数裂殖或产子囊孢子v 能发酵糖类产能v 细胞壁含匍聚糖和甘

3、露聚糖v 分布于偏酸性的含糖环境中由酵母菌发酵成的产品10酵母菌的应用o 单细胞蛋白（scp-single cell protein）：又叫微生物菌体蛋白。是利用发酵法培养微生物而获得的菌体蛋白。o 酿酒、面包细胞中o 提取生化药物： rna、辅酶a、 b族维生素等o 作为基因工程中的受体菌和基因表达系统n酿酒酵母（s.cerevisiae）、巴斯德毕赤酵母（pichia pastoriso 蛋白含量按菌体干重计酵母菌4060%，霉菌30%，细菌70%，藻类6070%。目前世界scp年产量已超过3000万吨11酵母菌的危害o 食物、纺织品灯原料腐败变质：o 腐生型酵母菌：如鲁氏酵母（sacch

4、aromyces rouxii）、蜂蜜酵母（saccharomyces mellis）可使蜂蜜和果酱等败坏；o 发酵工业的污染菌o 引起人和植物的病害n白假丝酵母（candida albicans） 、新型隐球酵母（cryptococcus neoformans)12一、酵母菌的大小和形态构造一、酵母菌的大小和形态构造（一）细胞形态o 细胞形态：球状、卵圆状、椭圆状、柱状、假菌丝o 大小：宽15 m， 长530 m酵母菌大小与形态酵母菌大小与形态酵母菌的细胞形态13 o 几种酵母菌的描绘图o a. 热带假丝酵母 1.营养细胞， 2. 假菌丝b. 白假丝酵母c. 酿酒酵母； 1.营养细胞； 2.

5、 子囊孢子d. 粟酒裂殖酵母 14saccharomyces cerevisiae15（二）酵母菌的细胞结构o 1.1.细胞壁细胞壁o 2.2.细胞质膜细胞质膜o 3.3.细胞核细胞核n 核膜、染色质、核仁、核核膜、染色质、核仁、核、基质基质o4.4.细胞质和细胞器细胞质和细胞器n 线粒体、内质网、核糖体、内含物、质粒线粒体、内质网、核糖体、内含物、质粒16电镜下正在芽殖的酵母菌171.细胞壁(cell wall)o 厚度0.10.3m，占细胞干重1825%o 主要生理功能：n 维持细胞外形；n 保护细胞免受机械损伤及渗透压损伤；n 渗透屏障；18细胞壁的化学成分v 主要成分：o 葡聚糖304

6、5%（主链以-1,3糖苷键结合，支链以-1,6糖苷键结合的多糖聚合物）；o 甘露聚糖4045%（主链以-1,6糖苷键结合，支链以-1,2或-1,3糖苷键结合的多糖聚合物） 。o 蛋白质510%v 少量：o 几丁质因种而异o 脂类38%o 无机盐（磷酸盐）19主要决定细胞壁的多孔性构成细胞壁刚性骨架酵母菌细胞壁模式图酵母菌细胞壁模式图20酵母菌的原生质体制备o 用蜗牛消化酶（zymolyase）分解葡聚糖分子中的-1,3糖苷键。n 蜗牛消化酶：玛瑙螺（helix pomatia)的胃液制成，含纤维素酶、甘露聚糖酶、葡糖酸酶、几丁质酶和脂酶等30多种酶类212.细胞质膜（cell membrane

7、)o在酵母菌细胞膜上除含有不同种类的固固醇醇(麦角甾醇麦角甾醇) 外，其余组成与结构基本与原核微生物的相同。o 主要功能：n 选择性地运入营养物质，排出代谢产物n 细胞壁等大分子成分的生物合成和装配基地n 部分酶的合成和作用场所 223.细胞核（nucleus）o 是具有用多空核膜包裹起来的、有一定形状的具有核仁和染色体，核膜上有大量核孔细胞核。234.细胞器 （1.）线粒体（mitochondria）是一种半自主的细胞器，呈杆形或球形，0.31.00.53.0 m，每个细胞有1020个，分散在细胞质中。线粒体生理功能：生物氧化的场所、能量转换的基地。24线粒体结构o 双层膜构成n 外膜：含磷

8、脂代谢的酶n 内膜和嵴：呼吸链组分， atp合成酶、琥珀酸脱氢酶n 膜间腔：腺苷酸激酶、磷酸腺苷酸激酶等 n 嵴间腔：脂肪合成酶、脂肪分解酶、蛋白质合成酶、三羧酸循环酶系（琥珀酸脱氢酶除外）、线粒体dna（mtdna）、70s核糖体25（2）核糖体 (ribosome)o 游离于细胞质中或附着在内质网上，o 由二个亚基60s、40s两个亚基构成、沉降系数为80s。o 组成：蛋白质（40%）和rna（60%）o 功能：n 蛋白质的合成；26（3）内质网（endoplasmic reticulum)o 是存在于细胞质中的、由膜构成的、呈游离或广泛连接的囊泡状结构。o 类型：粗糙型内质网：膜外附着有

9、核糖体 光滑型内质网：膜外不附着核糖体o 功能：n 蛋白质的合成和运送、胞外分泌；n 与出芽起始有关；n 输出蛋白质27核糖体与内质网28（4）液泡(vacuole)o 存在于细胞质中由单层膜 包围的泡状结构，o 一般呈球形o 生理功能：是营养物与水解酶类的储藏库； 调节渗透压 o 细胞发育的中后期出现n 生长旺盛，液泡中不含内含物；n 老化，液泡中各种颗粒29（5）.细胞质内含物o 1) 脂肪粒被脂溶性染料染色o 2)肝糖酵母储存碳水化合物之一q 3) 聚磷酸盐聚合度为300500的聚磷酸盐q 4) 海藻糖非还原性双糖有限量氮源的培养基中生长分子量较大约107da，树状的分子构成作为高能磷盐

10、储藏酵母细胞储存的第二种碳水化合物30（6） 2 m质粒n 1967年，酿酒酵母中发现，确切作用不清n 为cccdna，可作为外源dna的载体，通过转化可完成“工程菌”的组建 。317) 出芽痕、诞生痕（bud scars, birth scars）o 出芽痕：出芽生殖时，在母细胞的细胞壁上，出芽并与子细胞分开的位点o 诞生痕：子细胞细胞壁上的位点o 每个细胞出芽数量有限n 酿酒酵母：通常20个芽细胞，多达40个o 通常在细胞长轴的末端32二、酵母菌的繁殖方式二、酵母菌的繁殖方式 芽殖（budding） 无性繁殖 裂殖（fission） 掷孢子 产无性孢子： 厚垣孢子 节孢子 有性繁殖 产子囊

11、孢子（ascospore） 33无性繁殖( asexual reproduction)n 定义：不经过性细胞接合，由母体直接产生子代的生殖方式34（1）芽殖（budding)o芽殖 是酵母菌进行无性繁殖的主要方式。有多边出芽、两端出芽和三边出芽。 成熟的酵母菌细胞，先长出一个小芽，芽细胞长到一定程度，脱离母细胞继续生长，尔后再形成新个体。35o 酵母菌的芽殖3637假菌丝o 假菌丝：芽殖后的子细胞与母细胞相连继续出芽。反复进行，形成有分枝的假菌丝。假菌丝形成与否：酵母分类有意义酵母菌的假菌丝38(2)裂殖n 裂殖裂殖 少数种类的酵母菌裂殖，如：酵母属（schizosaccharomyces)与

12、细菌一样，借细胞横分裂而繁殖。 (3)无性孢子掷孢子掷孢子(ballistospore)如：掷孢酵母属外形呈肾状，特殊的喷射机制射出成熟孢子厚垣孢子厚垣孢子(chalmydospore)(chalmydospore)如：白假丝酵母假丝的顶端产生厚垣孢子 39白假丝酵母40掷孢子(ballistospore)的形成和射出过程412.有性繁殖 （sexual reproduction)o 定义：两个具有性差异的细胞相互接合，形成新个体的繁殖方式o 形成子囊孢子：在合适的条件下接合子经减数分裂，双倍体核分裂为48个单倍体核，其外包以细胞质逐渐形成。包含在由酵母菌细胞壁演变成的子囊中。子囊孢子又可萌发

13、成单倍体营养细胞。4243酵母菌（酵母菌（saccharomyces cerevisiae）的子囊和子囊孢子的子囊和子囊孢子44 不同 酵母菌形成的子囊类型45三、酵母菌的生活史三、酵母菌的生活史o 生活史（life cycle）：n 生物在一生中所经历的发育和繁殖阶段的全过程o 主要类型n 营养体以单倍体/双倍体两种形式存在n 营养体只以单倍体形式存在n 营养体只以双倍体形式存在461.营养体以单/双倍体两种形式存在o 特点：n 一般情况下都以营养体状态进行出芽生殖；n 营养体既可以单倍体形式，也可以是二倍体形式；n 在特定条件下进行有性生殖。o 典型代表：n 酿酒酵母（saccharomy

14、ces cerevisiae ）47 酿酒酵母细胞及出芽繁殖 子囊孢子48 o 啤酒酵母的生活史 492.营养体只以单倍体形式存在o 主要特点：n 营养细胞是单倍体；n 无性繁殖以裂殖方式进行；n 二倍体细胞不能独立生活，故此阶段很短。o 典型代表：n 八孢裂殖酵母（schizosaccharomyces octosporus） 50o 八孢裂殖酵母的生活史513.营养体只以双倍体形式存在o 特点：n 营养体为二倍体，不断进行芽殖，此阶段较长。n 单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在，故不能独立生活。o 典型代表：n 路德类酵母（saccharomyces ludw

15、igii）52o 路德类酵母的生活史53四、酵母菌的菌落特征o 大多数与细菌菌落相似，表面湿润，粘稠，易挑取，但比细菌菌落大而厚，o 颜色多为白色，少数为红色，质地均匀正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一o 若培养时间太长，其表面可产生皱褶。o 有一定的透明度，容易挑起，o 气味：有悦人的酒香味啤酒酵母的菌落红酵母的菌落545556细菌和酵母菌的比较细菌酵母菌细胞形 态 单细胞，呈球状、杆状、螺旋状多为单细胞，球形、椭圆形等，有的有假菌丝细胞大小 直径或宽度为0.30.6m直径或宽度25m，长度530m细胞结构只有拟核，无线粒体、内质网等；核糖体为70s；细胞壁主要成分是肽聚糖和脂多糖等 具完

16、整的细胞核、线粒体和内质网等；核糖体为80s；细胞壁组成主要是葡聚糖和甘露聚糖等 菌落形态一般为易挑起的单细胞集落，有各种颜色，表面特征各异较大、厚，光滑、粘稠，易挑起。乳白色，少数红色繁殖方式一般为芽殖，少数为裂殖，有的产子囊孢子一般为裂殖生长ph中性偏碱偏酸性57常用常见的酵母菌常用常见的酵母菌 o 啤酒酵母（saccharomyces cerevisiae）发酵工业，食药用，提取多种生物活性物质。o 假丝酵母 （candida）饲料o 产朊假丝酵母（candida utilis）饲料o 白地霉（geotrichum candidum）饲料，食用，或药物提取。o 汉逊氏酵母hansenul

17、a anomala58第二节霉菌丝状真菌（mould, mold）凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌的通称。59概述：o 真菌分酵母菌和丝状真菌两大类； 后者包括霉菌和大型真菌。o 霉菌：1. 是丝状的、无光合作用的、异养性营养的真核微生物。2. 菌丝体较发达，又不产生大型肉质子实体结构的真菌。3. 包括鞭毛菌、接合菌、子囊菌和半知菌。60主要应用o 1.传统的发酵酱油 、酱等 2.生产酒精 3.生产抗生素 4.生产维生素 5.饲料发酵 6.杀虫农药 7.生产有机酸 o 危害: 1.食品霉变 2.产生毒素 3.动植物病害6162本节主要内容( (一一) ) 霉菌的形态结构霉菌

18、的形态结构( (二二) )霉菌的霉菌的繁殖方式繁殖方式( (三三) )几种典型的霉菌几种典型的霉菌（四）霉菌的菌落特征（四）霉菌的菌落特征（五）常见常用的霉菌（五）常见常用的霉菌63一、霉菌的形态结构（一）菌丝（hyphae） 菌丝呈丝状或管状结构；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。 霉菌由菌丝构成，直径310um，与酵母菌细胞类似。是菌营养体的基本单位 无隔菌丝：菌丝为长管状多核细胞 按形态分 如：毛霉、根霉 有隔菌丝：菌丝由横隔膜分隔成多个细胞。 如：青霉、曲霉 营养菌丝 按功能分 气生菌丝 繁殖菌丝 64无隔菌丝 菌丝中无横隔膜，整个细胞是一个单细胞，菌丝内有许多核

19、，在生长过程中只有核的分裂和原生质量的增加，没有细胞数目的增多。65有隔菌丝 有横隔膜将菌丝分隔成多个细胞，在菌丝生长过程中细胞核的分裂伴随着细胞的分裂，每个细胞含有1至多个细胞核。有的横隔膜可以使相邻细胞之间的物质相互沟通。66a无隔菌丝b有隔菌丝 67有隔菌丝隔膜上的小孔 68霉菌的基内菌丝、气生菌丝和繁殖菌丝霉菌的基内菌丝、气生菌丝和繁殖菌丝 69霉菌的基内菌丝、气生菌丝和繁殖菌丝霉菌的基内菌丝、气生菌丝和繁殖菌丝70(二)霉菌细胞的构造o 霉菌菌丝的细胞都由细胞壁、细胞膜、细胞质及其内含物和细胞核组成。n 细胞壁：大部分由几丁质组成。o 除少数低等水生霉菌细胞壁中含有纤维素，n 霉菌的

20、原生质体的制备o 霉菌的细胞壁可用蜗牛消化酶或纤维素分解酶去除。71n 细胞质：幼龄时细胞质充满整个细胞， 老年细胞则出现较大的液泡。还 含有线粒体和核糖体。n 细胞核：具核膜，核内有核仁、核染色体。72 732.菌丝体(mycelium)o 霉菌菌体是由菌丝这一基本单位构成。o 菌丝分枝或不分枝，许多菌丝交织在一起构成菌丝体。o 营养菌丝体和气生菌丝体营养菌丝体和气生菌丝体74菌丝体的特化形式1.营养菌丝的特化形态o 吸取养料（假根、吸器）o 附着（附着胞、附着枝）o 休眠（菌核、菌索）o 延伸（匍匐菌丝）o 捕食线虫752.气生菌丝的特化形态o 结构简单的n 无性繁殖（分生孢子头、孢子囊）

21、n 有性繁殖（担子）o 结构复杂的n 无性繁殖（分生孢子头、分生孢子座）n 有性繁殖 ：子囊果76真菌菌丝的几种特殊形态a.假根 b.吸器 c.菌核 d.子实体77o 假根：根霉属霉菌的菌丝与营养基质接触处分化出的根状结构，有固着和吸收养料的功能。 78 曲霉的分生孢子头青霉的帚状分生孢子梗和分生孢子 镰刀霉的镰刀形大分生孢子曲霉的分生孢子梗和顶囊上的分生孢子79二、霉菌的繁殖方式o 霉菌的繁殖主要是通过产生各种无性孢子和有性孢子来达到目的的。n a.无性繁殖：指不经过两性细胞的结合而形成新个体的过程。（霉菌的主要繁殖方式） o 无性繁殖产生的孢子叫无性孢子，n b.有性繁殖：是经过不同性别的

22、细胞结合（质配和核配）后，产生一定形态的孢子来实现的。80孢子 spore 孢子芽胞作用 真菌繁殖结构细菌休眠结构，抵御不良环境抵抗力 不强，加热6070 短时间即可死亡强，有的可耐100数小时81无性繁殖无性繁殖产生的无性孢子通常有以下几种：o （1）芽孢子(blastospore ) 如玉蜀黍黑粉菌o （2）节孢子（arthrospore） （粉孢子）如白地霉o （3）厚垣孢子(chlamydospore) （厚壁孢子或厚膜孢子）如总状毛霉o （4）孢子囊孢子(sporangiospre）如根霉，毛霉o （5）分生孢子（canidium） 如曲霉、青霉。82节孢子与芽生孢子厚壁孢子o 菌丝

23、体内具有较厚细胞壁的细胞厚垣孢子(chlamydospore)83分生孢子靠菌丝分割或溢缩而形成的具有一定形态的无性孢子为外生孢子（由菌丝分化并在胞外形成）84产生于孢子囊中的孢囊孢子sporangiospore85 b.有性繁殖：o 繁殖过程分为三个阶段：o 1。质配：两个性细胞（单倍体）结合形成二倍体细胞（合子） ； o 2。核配，产生二倍体的核；o 3。减数分裂，二倍体的核减数分裂形成四个单倍体的核，恢复单倍体的孢子86有性孢子有以下几种：o （1）卵孢子（oospore ） :o （2）接合孢子（zygospore） o （3）子囊孢子（ascospore ）o （4）担孢子：是担子菌

24、独有的特征。87（1）卵孢子（oospore）o 由二个大小不同的配子囊结合后发育而成o 二倍体孢子o 常见于藻状菌纲水霉属（毛霉目除外）88（2）接合孢子（zygospore）o 是由菌丝生出形态相同或略有不同的配子囊接合而成。如下图。o 常见于藻状菌纲毛霉目，如根霉、毛霉接合孢子的萌发形成原配子囊：形成配子囊：形成接合孢子囊：89根霉的接合孢子9091接合类型o 同宗配合(hemothallism) ：n单一的孢囊孢子萌发后形成菌丝体，二根菌丝（同一菌丝的分枝）相互接触，形成接合孢子o 异宗配合(heterothallism) ：n由不同母体产生的菌丝（不同菌系的菌丝）相遇后形成接合孢子，

25、这一配合现象称异宗配合n 两种菌系有亲和力，形态无区别，“”、“”表示92(3) 子囊孢子（ascospore ）o 生长在子囊内的有性孢子o 常见于子囊菌纲的霉菌o 子囊孢子：n 通常18或2n 个。典型的子囊有8个孢子。n 形状、大小、颜色各异93子囊果的类型子囊盘子囊盘discocarp子囊壳子囊壳pyrenocarp闭囊壳闭囊壳plectocarp94子囊孢子的形成过程子囊孢子的形成过程95各种类型的子囊孢子各种类型的子囊孢子96三、典型霉菌的个体结构和形态三、典型霉菌的个体结构和形态o毛霉(mucor)o根霉（rhizopus）o曲霉(aspergillus)o青霉(penicill

26、ium)97毛霉毛霉(mucar)q 毛霉的用途q 对甾族化合物具转化作用n 分解蛋白能力强，生产腐乳、豆豉n 糖化能力强：生产酒精、有机酸n 生产酶制剂98毛霉的菌体形态毛霉的菌体形态o 1.单轴式孢囊梗； 2.假轴式孢囊梗； 3.孢子囊结构99根霉（rhizopus）因有假根而得名o 根霉菌丝无分隔；n属于单细胞真核生物o 假根（rhizoid）：n功能：固着在培养基上，吸收营养o 根霉的用途根霉的用途:n 酿酒工业常用的糖化酶菌种n 发酵饲料n 转化甾族化合物的生产菌100 根霉的根霉的菌体形态与结构菌体形态与结构101102根霉的生活史 o 103曲霉(aspergillus)o 菌丝

27、：n 多细胞，菌丝有分隔n 营养菌丝大多匍匐生长， 无假根o 分生孢子梗：n 有足细胞n 顶端膨大而形成顶n 分生孢子梗无分隔n 顶囊表面产生小梗，单层或双层104曲霉的用途与危害o 食用色素o 是做酱、酿酒、制醋的主要菌种o 生产糖化饲料o 有机酸酶制剂o 黄曲霉毒素（黄曲霉毒素（aflatoxin）105青霉青霉(penicillium)q菌丝：多细胞，菌丝有分隔，有分枝；与曲霉相似，但大多无足细胞。q分生孢子梗：具横隔。顶端不膨大，无顶囊。经多次分枝产生几轮小梗。小梗着生方式：单轮生，对称多轮生，非对称多轮生，小梗顶端产生成串分生孢子， 状如扫帚。106青霉的孢子穗（帚状枝）类型青霉的孢

28、子穗（帚状枝）类型1.单轮生；单轮生；2.对称两轮生；对称两轮生；3.多轮生；多轮生；4.不对称生；不对称生；107四.霉菌的菌落特征q 霉菌菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比细菌细菌菌落大菌落大几倍到十几倍；q 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。108菌落特征o 菌落大小：形态较大o 表面：干燥，不透明o 与培养基结合程度：较牢固、不易挑起o 颜色：十分多样，正反面颜色不一样o 质地：疏松呈绒毛状、棉絮状、蛛丝网状o 气味：霉味109 霉菌的菌落形态110 各种病原真菌的菌落 各种曲霉的菌落青霉的菌落111常见常用霉菌o 根霉属（rhizopus sp.）o 毛霉属（mucor sp.）o