21农业微生物学河南农业大学

1、第二章第二章 真核微生物的形态和构造真核微生物的形态和构造 凡是细胞核凡是细胞核具有核膜具有核膜、能进行、能进行有丝分裂有丝分裂、细胞质中、细胞质中存在存在线粒体线粒体或同时存在叶绿体等或同时存在叶绿体等细胞器细胞器的微小生物，都称为真核微生物。的微小生物，都称为真核微生物。 真核微生物真核微生物( (eukaryotic microbes)eukaryotic microbes)真核微生物真核微生物eukaryotic microorganisms 酵母菌真菌 fungi 霉菌 蕈菌藻类 algae黏菌 slime molds原生动物 protozoa 藻类藻类(algae): 有光合作用的

2、真核微生物有光合作用的真核微生物 真菌真菌(fungi): 有坚韧细胞壁有坚韧细胞壁, , 无光合作无光合作用的真核微生物用的真核微生物. . 黏菌黏菌(slime molds):无光合作用无光合作用, , 缺少缺少细胞壁的真核微生物细胞壁的真核微生物, , 分为细胞黏菌和分为细胞黏菌和非细胞黏菌两大类群非细胞黏菌两大类群. . 细胞黏菌可聚集细胞黏菌可聚集成子实体团成子实体团, , 非细胞黏菌可形成不定形非细胞黏菌可形成不定形的原生质团的原生质团. . 原生动物原生动物(protozoa): 无细胞壁的单细胞无细胞壁的单细胞真核微生物真核微生物. .真菌的定义及分布真菌的定义及分布 真菌是不

3、含叶绿体，含有真菌是不含叶绿体，含有线粒体，化能有机营养，以线粒体，化能有机营养，以孢子进行繁殖，不运动（仅孢子进行繁殖，不运动（仅少数种类的游动孢子有少数种类的游动孢子有1-21-2根根鞭毛）的典型的真核微生物。鞭毛）的典型的真核微生物。真菌的定义及分布真菌的定义及分布真菌在自然界分布极其广泛：真菌在自然界分布极其广泛： 少数生活在海洋，有些生活在河流、湖泊，少数生活在海洋，有些生活在河流、湖泊，主要生活在土壤和死亡的植物上。主要生活在土壤和死亡的植物上。目前被认识的不到七万种。（目前被认识的不到七万种。（150万种）万种）在碳素循环和氮素循环中起主要作用。在碳素循环和氮素循环中起主要作用。

4、真菌的形态真菌的形态真菌的形态真菌的形态 酵母菌（酵母菌（yeasts), 单细胞真菌。单细胞真菌。 霉菌（霉菌（mould，mold), 又称丝状真菌。又称丝状真菌。 蕈菌蕈菌(mushrooms), 又称蘑菇，是大又称蘑菇，是大型真菌，有形态多样的子实体。型真菌，有形态多样的子实体。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ai

5、nsworth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yeast 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，分类学上分属于担子菌纲、子囊菌纲和半知菌类。担子菌纲、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

6、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、酸度较大的水生环境中生长。分布：分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表面，果园偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表面，果园 土壤中与环境有关。土壤中与环境有关。种类：种类：据据1982年的资料，已知的酵母有年的资料，已知的酵母有56属，属，500多种。酵多种。酵 母菌与人类的关系极其密切。母菌与人类的关系极其密切。一一 酵母菌的形态和大小酵母菌的形态和大小 酵母菌细胞的形态通常有圆形、卵圆形、圆柱状酵母菌细胞的形态通常有圆形、卵圆形、圆柱状或假丝状等多

7、种。或假丝状等多种。 细胞直径比细菌粗细胞直径比细菌粗10倍左右，如倍左右，如saccharomyces cerevisiae细胞的直径为细胞的直径为15m，长度为长度为530m。因因此在光学显微镜下可以模糊地看到它们细胞内的各种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。结构分化。芽殖芽殖（各属酵母都存在）（各属酵母都存在）裂殖裂殖（裂殖酵母属）（裂殖酵母属）节孢子节孢子（地霉属）（地霉属）掷孢子掷孢子（掷孢酵母属）（掷孢酵母属）厚垣孢子厚垣孢子（白假假丝酵母）（白假假丝酵母）产无性孢子产无性孢子无性无性有性有性（产子囊孢子）（产子囊孢子）酵母菌的繁殖方式酵母菌的繁殖方式二二 繁

8、殖方式繁殖方式（一）无性繁殖（一）无性繁殖yeastyeast无性繁殖的无性繁殖的主要方式。主要方式。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2424个）个）出芽方式：出芽方式：单边出芽、两端出芽、三单边出芽、两端出芽、三边出芽、多边出芽。边出芽、多边出芽。芽殖过程：芽殖过程：母细胞形成小突起（母细胞形成小突起（a ad d） 核裂（核裂（e eg g） 原生质分配（原生质分配（h hi i） 新膜形成（新膜形成（j jk k） 形成新细胞壁（形成新细胞壁（l l）1 芽殖芽殖无性繁殖无性繁殖(asexual reproduction)是指不是指不经过两性细胞的

9、结合，而由营养菌丝或无性经过两性细胞的结合，而由营养菌丝或无性孢子直接分化而形成新个体的过程。孢子直接分化而形成新个体的过程。 有性繁殖有性繁殖(sexual reproduction):指通过两性细胞的结合而产生新个体的繁殖指通过两性细胞的结合而产生新个体的繁殖过程。过程。出芽痕和诞生痕：出芽痕和诞生痕：酵母出芽繁殖时，子细胞酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子、母与母细胞分离，在子、母细胞壁上都会留下痕迹。细胞壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称并与子细胞分开的位点称出芽痕出芽痕，子细胞细胞壁上，子细胞细胞壁上的位点称的位点称诞生痕诞生痕

10、。由于多。由于多重出芽，致使酵母细胞表重出芽，致使酵母细胞表面有多个小突起。面有多个小突起。芽芽 痕痕bread yeast with bud假菌丝假菌丝: saccharomyces cerevisiae的芽殖过程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状的细胞串就称为假菌丝假菌丝。 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

11、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。 借细胞横分裂法借细胞横分裂法繁殖繁殖, ,与细菌类似与细菌类似. .如如schizosaccharomyces octosporus（八孢裂八孢裂殖酵母殖酵母）。）。进行裂殖进行裂殖的酵母菌种类较少的酵母菌种类较少. .2 裂裂 殖殖v掷孢子掷孢子（ballistospore）是掷孢酵母属等少数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子是在卵圆形的营养细胞上生出的小梗上形成的

12、。孢子成熟后通过一种特有的喷射机制将孢的。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。在皿盖上见到由掷孢子组成的菌落模糊镜像。此外，有的酵母如此外，有的酵母如candida albicans等还能在假等还能在假菌丝的顶端产生菌丝的顶端产生厚垣孢子。厚垣孢子。3. 产生无性孢子繁殖产生无性孢子繁殖厚垣孢子（厚垣孢子（chlamydosporechlamydospore）适宜的条件下，二倍体细胞减数分裂形成子

13、囊孢子繁殖。适宜的条件下，二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子繁殖。1 1、有性繁殖的过程：、有性繁殖的过程：一般通过邻近的两个亲和性不同的细胞一般通过邻近的两个亲和性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，再经过形成一个通道，再经过质配、核配质配、核配形成双倍体细胞形成双倍体细胞接合子。接合子。接合子进行接合子进行减数分裂减数分裂，形成，形成4 4个或个或8 8个子核，每一个子核和周围个子核，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的细胞质一起，在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子子囊孢子，形

14、成，形成子囊孢子的细胞称为子囊孢子的细胞称为子囊子囊。一般一个子囊可产生。一般一个子囊可产生4-84-8个子囊孢个子囊孢子。孢子数目、大小、形状因种而异。子。孢子数目、大小、形状因种而异。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二、有性繁殖二、有性繁殖二倍体酵母细胞在一定条件下才能形成单倍体子囊二倍体酵母细胞在一定条件下才能形成单倍体子囊孢子。孢子。用营养充足的培养基和强壮活力旺盛的幼龄细胞用营养充足的培养基和强壮活力旺盛的幼龄细胞（种子连续传代三次。）（种子连续传代三次。）培养时，温度：培养时，温度：25

15、253030。须接触大量空气，促进。须接触大量空气，促进细胞氧化作用。细胞氧化作用。选择适当的生孢子培养基（营养贫瘠的培养基），选择适当的生孢子培养基（营养贫瘠的培养基），使细胞处于饥饿状态。常用石膏块或醋酸钠琼脂斜使细胞处于饥饿状态。常用石膏块或醋酸钠琼脂斜面等。面等。2 2 子囊孢子的获得子囊孢子的获得酵母菌的细胞 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。三三 细胞结构细胞结构外层：外层：甘露聚糖甘露聚糖内层：内层：葡聚糖葡聚糖中间层：中间层：蛋白质蛋白质细胞壁(1)(1)细胞壁结构：细胞壁结构：1 1、酵母细胞的细胞壁、酵母细胞的细胞壁 （2）细胞壁的少量

16、组分）细胞壁的少量组分脂类脂类和和几丁质几丁质（chitin)：为聚乙酰氨基为聚乙酰氨基葡萄糖葡萄糖 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，酿酒酵母含酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含1 12%2%，有的假菌丝酵母含量超，有的假菌丝酵母含量超过了过了2%2%。2 . 细胞膜细胞膜酵母菌的细胞膜与酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相原核生物的基本相同。但有的酵母菌同。但有的酵母菌如酿酒酵母中含有如酿酒酵母中含有固醇类固醇类（甾醇）、（甾醇）、v vd d的前体的前体-麦角麦角固醇，这在原核生固醇，这在原核生物是罕见

17、的。物是罕见的。3 . 细胞核核膜：核膜： 核孔核孔40407070nm nm ，透性比任透性比任何生物膜都大。何生物膜都大。 染色体染色体: :由由dnadna和组蛋白牢固结合而和组蛋白牢固结合而成，呈线状成，呈线状, , 数目因种而异。数目因种而异。 核仁：核仁：核内有一或几个区域核内有一或几个区域rrnarrna含含量很高，这一区域为核仁，是合成量很高，这一区域为核仁，是合成核糖体的场所。核糖体的场所。 细胞核的功能细胞核的功能: :携带遗传信息，控制携带遗传信息，控制细胞的增殖和代谢。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）4 . 细胞质含有大量的rna

18、、核糖体、中心体、线粒体、中心染色质、内质网、液泡、高尔基体、内含物酵母菌的核糖体为酵母菌的核糖体为8080s s，由由6060s s和和4040s s大小亚基构大小亚基构成。它成。它游离游离在细胞质中或在细胞质中或附着附着在内质网上。在内质网上。核糖体核糖体线粒体线粒体: :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 液泡液泡是分布在整

19、个细胞中的由膜构成是分布在整个细胞中的由膜构成的的管道和网状结构管道和网状结构。在细胞中和。在细胞中和核膜或细胞膜相连在一起。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：粗糙型粗糙型内质网：膜外附着有核糖内质网：膜外附着有核糖体。体。光滑型光滑型内质网：表面没有附着的内质网：表面没有附着的颗粒。颗粒。内质网功能：内质网功能：起物质传递的作用，另外还有合起物质传递的作用，另外还有合成脂类和脂蛋白成脂类和脂蛋白内质网内质网啤酒酵母1. 1. 菌落形态特征：大而厚，圆形，光滑湿润，粘菌落形态特征：大而厚，圆形，光滑湿润，粘性，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。性，颜色单调。常见白色、

20、土黄色、红色。（四）酵母菌培养的特征2.2.液体培养液体培养好气性生长的酵母可在培养基表面好气性生长的酵母可在培养基表面上形成菌膜或菌醭，其厚度因种而异。上形成菌膜或菌醭，其厚度因种而异。有的酵母菌在生长过程中始终沉淀有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部。在培养基底部。有的酵母菌在培养基中均匀生长，有的酵母菌在培养基中均匀生长，使培养基呈浑浊状态。使培养基呈浑浊状态。（五）酵母菌的生活史（五）酵母菌的生活史 上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程，称为该生物的生活史或生一代个体的全部过程，称为该生物的生活史或生命周期。命周期。各种酵

21、母的生活史可分为各种酵母的生活史可分为三种类型：三种类型：1. 1. 单倍体型单倍体型2. 2. 双倍体型双倍体型3. 3. 单双倍体型单双倍体型1 1、单双倍体型、单双倍体型单双倍体型单双倍体型以啤酒酵母为代表以啤酒酵母为代表特点：特点：单倍体营养细胞和双单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可进行芽殖。倍体营养细胞均可进行芽殖。营养体既可以单倍体形式也营养体既可以单倍体形式也可以双倍体形式存在；在特可以双倍体形式存在；在特定条件下进行有性生殖。定条件下进行有性生殖。单倍体和双倍体两个阶段同单倍体和双倍体两个阶段同等重要等重要, ,形成世代交替形成世代交替2 2、单倍体型、单倍体型1.1.单倍体型

22、单倍体型以八孢裂殖酵母为代表以八孢裂殖酵母为代表特点特点: :营养细胞是单倍体；营养细胞是单倍体；无性繁殖以裂殖方式进无性繁殖以裂殖方式进行；双倍体细胞不能独行；双倍体细胞不能独立生活，因为立生活，因为双倍体阶双倍体阶段短，一经生成立即减段短，一经生成立即减数分裂。数分裂。3 3、双倍体型、双倍体型双倍体型双倍体型以路德类酵母为代表以路德类酵母为代表特点：特点：营养体为双倍体，营养体为双倍体，不断进行芽殖，双倍体营不断进行芽殖，双倍体营养阶段长，养阶段长，单倍体的子囊单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。孢子在子囊内发生接合。单倍体阶段仅以子囊孢子单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在形式存在，故不能独立

23、生，故不能独立生活。活。酵母菌的代表属酵母菌的代表属1 1、酵母菌属、酵母菌属例：啤酒酵母（例：啤酒酵母（saccharomyces cerevisiaesaccharomyces cerevisiae) )2 2、裂殖酵母属裂殖酵母属( (schizosaccharomyces spp.)3 3、假丝酵母属假丝酵母属( (candida sppcandida spp.).)例：热带假丝酵母例：热带假丝酵母( (candida tropicaliscandida tropicalis) )、解脂解脂假丝酵母和产朊假丝酵母假丝酵母和产朊假丝酵母4 4、球拟酵母属、球拟酵母属5 5、红酵母属、红酵

24、母属6 6、掷孢酵母属、掷孢酵母属第二节第二节 霉菌霉菌( (molds)molds)本节提要：本节提要： 霉菌的形态结构霉菌的形态结构 霉菌的菌落特征霉菌的菌落特征 霉菌的繁殖及生活史霉菌的繁殖及生活史 霉菌的代表属霉菌的代表属一、霉菌的形态结构 霉菌的菌体由分枝或不分枝的霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝（菌丝（hyphae)hyphae)构成。构成。菌丝是菌丝是真菌营养体的基本单位，真菌营养体的基本单位，是中空管是中空管状结构，状结构，直径一般直径一般310m，有分枝，有隔膜或有分枝，有隔膜或无隔膜。无隔膜。 根据菌丝有无隔膜，可以将真菌分成根据菌丝有无隔膜，可以将真菌分成无隔菌无隔菌丝丝（

25、鞭毛菌亚门和接合菌亚门）和（鞭毛菌亚门和接合菌亚门）和有隔菌丝有隔菌丝（子（子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门）两大类。囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门）两大类。 许多菌丝分枝连接，相互交织在一起所构成许多菌丝分枝连接，相互交织在一起所构成的形态称的形态称菌丝体（菌丝体（mycelium)mycelium)。霉菌菌丝类型霉菌菌丝类型按分化程度分：按分化程度分：依依 形形 态态 分：分：1)营养菌丝营养菌丝(vegetatile hypha): 在固体培养基上伸入基内在固体培养基上伸入基内的菌丝的菌丝. 行吸收养料之功能行吸收养料之功能.2)气生菌丝气生菌丝(aerial hypha): 向空中

26、生长的菌丝向空中生长的菌丝. 发育到发育到一定阶段可分化成一定阶段可分化成 孕育繁殖孕育繁殖菌丝（菌丝（reproductive hypha）.霉菌（青霉）的菌丝霉菌菌丝类型霉菌菌丝类型时性依形态及时性依形态及按分化程度分：按分化程度分：无隔菌丝无隔菌丝( (根霉、毛霉、绵霉根霉、毛霉、绵霉) )为长管状单细胞，细胞质内含多个核。为长管状单细胞，细胞质内含多个核。其生长表现为菌丝的延长和细胞核的其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多。增多。这是低等真菌所具有的菌丝类型。这是低等真菌所具有的菌丝类型。有隔菌丝（青霉、曲霉、木有隔菌丝（青霉、曲霉、木霉等）霉等）菌丝中有隔膜，被隔膜隔开的菌丝中有隔膜，被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞，菌丝一段菌丝就是一个细胞，菌丝由多个细胞组成，每个细胞内由多个细胞组成，每个细胞内有一至多个核。隔膜上有单孔有一至多个核。隔膜上有单孔或多孔，细胞质和细胞核可自或多孔，细胞质和细胞核可自由流通，每个细胞功能相同。由流通，每个细胞功能相同。这是高等真菌所具有的类型。这是高等真菌所具有的类型。无隔菌丝无隔菌丝单细胞，单细胞，多核，多核， 有分枝。有分枝。有隔单核菌丝有隔单核菌丝有隔多核菌丝有隔多核菌丝有隔膜，多细胞，有隔膜，多细胞，有分枝，有分枝，单单核。核。有隔膜，多细胞，有隔膜，多细胞，有分枝，多有分枝，多核。核。figure a. tip g