真核微生物的形态与构造

1、第三章第三章真核微生物真核微生物真核微生物真核微生物 酵母菌酵母菌 真菌真菌 丝状真菌丝状真菌 大型真菌大型真菌（蕈菌）（蕈菌） 显微藻类显微藻类 原生动物原生动物真核微生物真核微生物真核微生物的形态与构造真核微生物的形态与构造一、酵母菌（一、酵母菌（Yeast） 单细胞单细胞，喜糖喜酸，发酵糖类产酸，喜糖喜酸，发酵糖类产酸，多出芽繁多出芽繁殖殖，水生性水生性较强，较强，真核真核微生物。微生物。 酿酒酵母酿酒酵母-细胞工厂细胞工厂 传统传统：酿酒、面制品加工：酿酒、面制品加工 现代现代：单细胞蛋白、核酸、酶、维生素等：单细胞蛋白、核酸、酶、维生素等基因工程生产药物基因工程生产药物分子生物学研究

2、的重要模式生物和工具分子生物学研究的重要模式生物和工具最早最早测定全基因组序列的真核生物（测定全基因组序列的真核生物（1996年）年）1、酵母菌的、酵母菌的形态大小形态大小 细胞大小：细胞大小： 2.510um 4.521um ，约为细菌约为细菌细胞的细胞的5-10倍。倍。 细胞形态：细胞形态：球形、椭圆形、卵圆形球形、椭圆形、卵圆形、柱形、香、柱形、香肠形等。肠形等。2、酵母菌的、酵母菌的细胞构造细胞构造 细胞壁细胞壁（三明治状）：厚度（三明治状）：厚度25-70nm，重量为重量为25%干重干重 外层外层甘露聚糖甘露聚糖 中间中间 蛋白质蛋白质 内层内层葡聚糖葡聚糖 此外含有少量类脂和此外含

3、有少量类脂和几丁质几丁质。 不同种属酵母菌细胞壁成分不同不同种属酵母菌细胞壁成分不同 酿酒酵母：葡聚糖与甘露聚糖酿酒酵母：葡聚糖与甘露聚糖 点滴酵母：葡聚糖为主点滴酵母：葡聚糖为主 掷孢酵母：几丁质与甘露聚糖掷孢酵母：几丁质与甘露聚糖 酵母菌原生质体的制备酵母菌原生质体的制备 蜗牛消化酶蜗牛消化酶：纤维素酶、甘露聚糖酶、葡聚：纤维素酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、几丁质酶和脂酶等糖酶、几丁质酶和脂酶等30余种酶类。余种酶类。 细胞膜细胞膜：含丰富的：含丰富的麦角甾醇麦角甾醇 维生素维生素D的前体的前体 细胞质细胞质 细胞核：具有细胞核：具有真核真核（核膜、核仁），核膜是一（核膜、核仁），核膜是一种双

4、层单位膜，上有种双层单位膜，上有核孔核孔。核内有半透明的。核内有半透明的染染色体色体。 细胞核外遗传物质：线粒体细胞核外遗传物质：线粒体DNA，2um质粒质粒DNA 液泡液泡：具有贮藏营养物和水解酶类、调节渗透：具有贮藏营养物和水解酶类、调节渗透压的功能。压的功能。 微体：圆形或卵圆形，单位膜，参与甲醇与烷微体：圆形或卵圆形，单位膜，参与甲醇与烷烃的氧化。烃的氧化。 鞭毛鞭毛 线粒体线粒体：通常呈球状或杆状，具双层膜，内膜向：通常呈球状或杆状，具双层膜，内膜向内折叠形成嵴，嵴的两侧均匀地分布基粒。内折叠形成嵴，嵴的两侧均匀地分布基粒。 功能：功能：呼吸代谢的场所呼吸代谢的场所。进行氧化磷酸化，

5、为。进行氧化磷酸化，为细胞运动、物质代谢、运输提供能量。细胞运动、物质代谢、运输提供能量。 酵母：兼性好氧微生物。酵母：兼性好氧微生物。有氧条件下，线粒体发育良好，呼吸代谢旺有氧条件下，线粒体发育良好，呼吸代谢旺盛。盛。无氧条件下，线粒体分解为无嵴的、没有氧无氧条件下，线粒体分解为无嵴的、没有氧化磷酸化功能的线粒体，呼吸代谢微弱。化磷酸化功能的线粒体，呼吸代谢微弱。3、酵母菌的繁殖方式、酵母菌的繁殖方式酵母菌的繁殖方式酵母菌的繁殖方式无性无性有性有性（产子囊孢子）（产子囊孢子）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）产无性孢子产无性孢子节孢子节孢子（地霉

6、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（假丝酵母）（假丝酵母） 根据能否进行有性繁殖，可将酵母菌分为：根据能否进行有性繁殖，可将酵母菌分为： 假酵母：假酵母：只有无性繁殖过程。只有无性繁殖过程。 真酵母：真酵母：既有无性繁殖，又有有性繁殖过程。既有无性繁殖，又有有性繁殖过程。（1）酵母菌的无性繁殖）酵母菌的无性繁殖无性繁殖无性繁殖芽殖芽殖：大部分酵母：大部分酵母裂殖裂殖：如裂殖酵母属的八孢裂殖酵母：如裂殖酵母属的八孢裂殖酵母掷孢子：掷孢酵母属等少数酵母菌产生的掷孢子：掷孢酵母属等少数酵母菌产生的无性孢子，外形呈肾状。无性孢子，外形呈肾状。（2）酵母菌的有性繁殖）

7、酵母菌的有性繁殖 有性繁殖：形成子囊和子囊孢子，如接合酵母属的各种有性繁殖：形成子囊和子囊孢子，如接合酵母属的各种酵母。酵母。 单倍体：含一套染色体单倍体：含一套染色体abc 双倍体：含二套染色体双倍体：含二套染色体2a2b2c 减数分裂：核复制一次，连续分裂两次，染色体数减数分裂：核复制一次，连续分裂两次，染色体数目减半。目减半。 复制复制 分裂分裂分裂分裂分裂分裂酵母菌的酵母菌的有性繁殖有性繁殖 n nn n2n + 接合接合核配核配质配质配2n 2n n 无性繁殖无性繁殖减数分裂减数分裂子囊破裂子囊破裂子囊孢子子囊孢子 n 子囊孢子的形成子囊孢子的形成酵母的二倍体酵母的二倍体营养体细胞营

8、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4、酵母菌的生活史、酵母菌的生活史生活史（生命周期）：上一代生物个体经一生活史（生命周期）：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系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程。部过程。 酵母菌生活史的类型：酵母菌生活史的类型：1. 单双倍体型单双倍体型：单倍体、双倍体阶段长短相似，：单倍体、双倍体阶段长短相似，都能进行无性繁殖，如酿酒酵母。都能进行无性繁殖，如酿酒酵母。2. 单倍体型单倍

9、体型：如八孢裂殖酵母：如八孢裂殖酵母3. 双倍体型双倍体型：如路德类酵母：如路德类酵母5、酵母菌的、酵母菌的菌落菌落 与细菌菌落相似与细菌菌落相似，表面湿润、光滑，表面湿润、光滑，比细菌菌比细菌菌落大而厚落大而厚，外观较粘稠，较不透明，多数呈乳，外观较粘稠，较不透明，多数呈乳白色，少数为红色，个别为黑色；生长在固体白色，少数为红色，个别为黑色；生长在固体培养基表面，易用针挑起；菌落质地均匀，正培养基表面，易用针挑起；菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位颜色一致；酵母菌的菌反面和边缘、中央部位颜色一致；酵母菌的菌落一般还会散发出一股悦人的酒香味。落一般还会散发出一股悦人的酒香味。二、丝状真菌二、

10、丝状真菌霉菌霉菌（Mold）霉菌：霉菌：丝状真菌丝状真菌的俗称，凡是能在培养基上长的俗称，凡是能在培养基上长成绒毛状、棉絮状、蜘蛛网状菌丝体的真菌，成绒毛状、棉絮状、蜘蛛网状菌丝体的真菌，除少数外，统称为霉菌。除少数外，统称为霉菌。分布：无处不在，数量和种类惊人。分布：无处不在，数量和种类惊人。应用应用1. 生产各种生产各种传统食品传统食品：酱油、干酪等。：酱油、干酪等。工业上：工业上：生产生产有机酸有机酸（如柠檬酸、葡萄（如柠檬酸、葡萄糖酸）、糖酸）、 酶制剂酶制剂（如淀粉酶、蛋白酶和（如淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶）、纤维素酶）、抗生素抗生素（如青霉素、头孢（如青霉素、头孢霉素）、维生素、生物

11、碱、真菌多糖、霉素）、维生素、生物碱、真菌多糖、植物生长激素（如赤霉素）、生产甾体植物生长激素（如赤霉素）、生产甾体激素类药物等。激素类药物等。3.3. 在生物防治、污水处理和生物测定等方面在生物防治、污水处理和生物测定等方面的应用。的应用。4.4. 基本基本理论研究：利用粗糙脉胞菌进行生化理论研究：利用粗糙脉胞菌进行生化遗传学方面的研究。遗传学方面的研究。危害危害1. 1. 引起霉变：引起霉变：可造成食品、生活用品以及一可造成食品、生活用品以及一些工具、仪器和工业原料等的霉变。些工具、仪器和工业原料等的霉变。2.2. 引起植物病害：引起植物病害：真菌大约可引起真菌大约可引起3 3万种植物万种

12、植物病害。如水果、蔬菜、粮食等植物的病害。病害。如水果、蔬菜、粮食等植物的病害。例如马铃薯晚疫病、小麦的麦锈病和水稻例如马铃薯晚疫病、小麦的麦锈病和水稻的稻瘟病等等。的稻瘟病等等。3.3. 引起动物疾病：引起动物疾病：浅部病变如皮肤藓菌引起的浅部病变如皮肤藓菌引起的各种藓症，深部病变如既可侵害皮肤、粘膜，各种藓症，深部病变如既可侵害皮肤、粘膜，又可侵犯肌肉、骨骼和内脏的各种致病真菌，又可侵犯肌肉、骨骼和内脏的各种致病真菌，在当前已知道的约在当前已知道的约5 5万种真菌中，被国际确万种真菌中，被国际确认的人、畜致病菌或条件致病菌已有认的人、畜致病菌或条件致病菌已有200200余余种（包括酵母菌在

13、内）。种（包括酵母菌在内）。产生毒素，引起产生毒素，引起食物中毒：食物中毒：霉菌能产生多种毒霉菌能产生多种毒素，目前已知有素，目前已知有100100种以上。例如：黄曲霉毒种以上。例如：黄曲霉毒素，毒性极强，可引起食物中毒及癌症。素，毒性极强，可引起食物中毒及癌症。1、霉菌菌丝类型、霉菌菌丝类型 菌丝菌丝：真菌营养体的：真菌营养体的基本单位基本单位 无隔无隔菌丝菌丝长管状长管状单细胞单细胞，多核，多核生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多低等低等真菌的菌丝类型真菌的菌丝类型 有隔有隔菌丝菌丝多细胞多细胞，每个细胞含，每个细胞含 一个至多个核，一个至多个核， 隔隔膜上

14、有单孔或多孔，膜上有单孔或多孔， 相邻细胞间可进行相邻细胞间可进行物质交换。物质交换。高等高等真菌的菌丝类型真菌的菌丝类型2、真菌菌丝、真菌菌丝细胞结构细胞结构 与酵母菌相似，有完整的细胞核（核膜、核仁、与酵母菌相似，有完整的细胞核（核膜、核仁、染色体）、线粒体、染色体）、线粒体、80S核糖体、内质网、液泡、核糖体、内质网、液泡、泡囊、膜边体（类似细菌的间体）。泡囊、膜边体（类似细菌的间体）。 细胞壁细胞壁：成分随细胞的不同发育阶段、不同进：成分随细胞的不同发育阶段、不同进化地位而改变。化地位而改变。 越低等、水生的真菌：以纤维素为主越低等、水生的真菌：以纤维素为主 较高等、陆生的真菌：以几丁

15、质为主较高等、陆生的真菌：以几丁质为主 膜边体：位于壁膜间，由单位膜包围或折叠成膜边体：位于壁膜间，由单位膜包围或折叠成管状、囊状、球状、卵圆状等，与细菌的间体管状、囊状、球状、卵圆状等，与细菌的间体相似。相似。3、菌丝体、菌丝体 按功能分按功能分： 营养菌丝体：密布在培营养菌丝体：密布在培养基基质内，养基基质内，吸收营养吸收营养物物。 气生菌丝体：伸展在空气生菌丝体：伸展在空气中，部分气生菌丝体气中，部分气生菌丝体分化成分化成繁殖菌丝繁殖菌丝，产生，产生孢子。孢子。 霉菌（青霉）的菌丝霉菌（青霉）的菌丝营养菌丝体的特化形态营养菌丝体的特化形态 假根假根：固着和吸取养料，如根霉属。：固着和吸取

16、养料，如根霉属。 匍匐菌丝匍匐菌丝：延伸功能，如毛霉目。：延伸功能，如毛霉目。 吸器吸器：侵入宿主细胞内吸取养料，如专性寄生：侵入宿主细胞内吸取养料，如专性寄生真菌锈菌。真菌锈菌。 附着胞附着胞：如植物寄生真菌。：如植物寄生真菌。 附着枝附着枝：若干寄生真菌。：若干寄生真菌。 菌核菌核：有些霉菌的菌丝聚合成团，构成一种坚：有些霉菌的菌丝聚合成团，构成一种坚硬的硬的休眠体休眠体，称作菌核，具有较强抵抗力，遇，称作菌核，具有较强抵抗力，遇适宜条件，可萌发成菌丝。适宜条件，可萌发成菌丝。 菌索菌索：促进菌体蔓延和抵抗不良环境。：促进菌体蔓延和抵抗不良环境。 菌环和菌网菌环和菌网：捕捉线虫并从中吸取养

17、料，如捕：捕捉线虫并从中吸取养料，如捕虫菌目和半知菌。虫菌目和半知菌。气生菌丝体的特化形态气生菌丝体的特化形态 子实体：指在其里面或上面可产生孢子的、有子实体：指在其里面或上面可产生孢子的、有一定形状的任何构造。一定形状的任何构造。 结构简单的子实体结构简单的子实体 曲霉属曲霉属和和青霉属青霉属：分生孢子头：分生孢子头 根霉属根霉属和和毛霉属毛霉属：孢子囊：孢子囊 担子菌担子菌的的担子担子 ：产生有性孢子：产生有性孢子产生无性孢子产生无性孢子 结构复杂的子实体结构复杂的子实体 分生孢子器、分生孢子座、分生孢子盘分生孢子器、分生孢子座、分生孢子盘：产：产生无性孢子生无性孢子 子囊果（闭囊壳、子囊

18、壳、子囊盘）子囊果（闭囊壳、子囊壳、子囊盘）：产生：产生有性孢子有性孢子4、霉菌的繁殖方式、霉菌的繁殖方式 无性繁殖无性繁殖 菌丝繁殖菌丝繁殖：菌丝末端延伸生长：菌丝末端延伸生长 孢子繁殖：产生无性孢子孢子繁殖：产生无性孢子孢囊孢子孢囊孢子分生孢子分生孢子节孢子节孢子厚厚垣孢子垣孢子有性繁殖有性繁殖 经过两个性细胞结合，产生新个体的过程。经过两个性细胞结合，产生新个体的过程。 有性繁殖的过程有性繁殖的过程 质配质配 核配核配 减数分裂减数分裂 常见的有性孢子常见的有性孢子 卵孢子卵孢子 接合孢子接合孢子 子囊孢子子囊孢子 担孢子担孢子卵孢子卵孢子由由大小不同大小不同的配子囊结合后发育而成。的配

19、子囊结合后发育而成。2n 小型的配子囊称雄器，大型的配子囊称藏卵器，藏卵器内有一小型的配子囊称雄器，大型的配子囊称藏卵器，藏卵器内有一个或数个称为卵球的原生质团，它相当于高等生物的卵。当雄个或数个称为卵球的原生质团，它相当于高等生物的卵。当雄器与藏卵器配合时，雄器中的细胞质和细胞核通过受精管进入器与藏卵器配合时，雄器中的细胞质和细胞核通过受精管进入藏卵器，并与卵球结合，受精卵球生出外壁，发育成卵孢子。藏卵器，并与卵球结合，受精卵球生出外壁，发育成卵孢子。接合孢子接合孢子 由菌丝生出的由菌丝生出的结构基本结构基本相似、形态相同或略有相似、形态相同或略有不同不同两个配子囊接合而两个配子囊接合而成。

20、成。接合孢子接合孢子 接合过接合过程程 两个相邻的菌丝相遇，各自向对方生出极短两个相邻的菌丝相遇，各自向对方生出极短的侧枝，称的侧枝，称原配子囊原配子囊。原配子囊接触后，顶。原配子囊接触后，顶端各自膨大并形成横隔，分隔形成两个端各自膨大并形成横隔，分隔形成两个配子配子囊囊细胞，配子囊下的部分称配子囊柄。然后细胞，配子囊下的部分称配子囊柄。然后相接触的两个配子囊之间的横隔消失，发生相接触的两个配子囊之间的横隔消失，发生质配、核配，同时外部形成厚壁，即成接合质配、核配，同时外部形成厚壁，即成接合孢子。孢子。子囊孢子子囊孢子 在子囊内形成的有性孢子。形成子囊孢子是子在子囊内形成的有性孢子。形成子囊孢

21、子是子囊菌纲的主要特征。囊菌纲的主要特征。 子囊子囊：两性细胞接触以后形成的囊状结构。：两性细胞接触以后形成的囊状结构。 子囊有球形、棒形、圆筒形、长方形等，因子囊有球形、棒形、圆筒形、长方形等，因种而异。种而异。 不同的子囊菌形成子囊的方式不同。不同的子囊菌形成子囊的方式不同。 最简单的是两个营养细胞结合形成子囊，细最简单的是两个营养细胞结合形成子囊，细胞核分裂形成子核，每一子核形成一个子囊胞核分裂形成子核，每一子核形成一个子囊孢子。例：酿酒酵母。孢子。例：酿酒酵母。 子囊孢子子囊孢子 通常是通常是18个。个。 子囊孢子的形状、大小、颜色各不相同。子囊孢子的形状、大小、颜色各不相同。5、霉菌

22、的菌落、霉菌的菌落 菌落形态较大，菌落形态较大，质地疏松质地疏松，外观干燥，不透明，外观干燥，不透明，呈现或松或紧的蛛网状、绒毛状、棉絮状或毡呈现或松或紧的蛛网状、绒毛状、棉絮状或毡状；菌落与培养基间的连接紧密，不易挑取，状；菌落与培养基间的连接紧密，不易挑取，菌落正面与反面的颜色、构造以及边缘与中心菌落正面与反面的颜色、构造以及边缘与中心的颜色、构造常不一致等。的颜色、构造常不一致等。 液体培养特征液体培养特征 静止培养：菌丝往往在液体表面生长，液面静止培养：菌丝往往在液体表面生长，液面上形成菌膜。上形成菌膜。 振荡培养：菌丝可相互缠绕在一起形成菌丝振荡培养：菌丝可相互缠绕在一起形成菌丝球，

23、亦可形成絮片状，与振荡速度有关。球，亦可形成絮片状，与振荡速度有关。三、原核生物与真核生物的区别三、原核生物与真核生物的区别Mushroom Amanita-highly poisonous（蛤蟆菌属）蛤蟆菌属）Representative green algaeDiversity of algaeProtozoa（原生动物）原生动物） Amoeba（变形虫）（变形虫）Flagellate-Dunaliella（鞭毛虫）鞭毛虫）containing chloroplastsCiliate-Paramecium（纤毛虫纤毛虫- -草履虫）草履虫）Plasmodium（疟原虫）疟原虫）细胞膜细胞膜

24、细胞核细胞核Structure of the mitochondrion（线粒体）线粒体）Cristae( (嵴嵴) ): sites of enzymes involved in respiration and ATP production and of specific transport proteins that regulate the passage of metabolites into and out of the matrix of the mitochondrion.Matrix( (基质基质) )：contains a number of enzymes involved

25、 in the oxidation of organic compounds (TCA cycle).真菌鞭毛真菌鞭毛芽痕：酵母芽殖时，留在母细胞上的痕迹物芽痕：酵母芽殖时，留在母细胞上的痕迹物蒂痕：酵母芽殖时，留在子细胞上的痕迹物蒂痕：酵母芽殖时，留在子细胞上的痕迹物裂裂 殖殖孢囊孢囊出芽出芽(单倍体单倍体)减数减数分裂分裂出芽出芽(两倍体两倍体)核核 配配质质 配配单双倍体型单双倍体型单倍体型单倍体型双倍体型双倍体型菌丝细胞的分化及细胞壁成分菌丝细胞的分化及细胞壁成分霉菌的菌丝体霉菌的菌丝体菌丝类型菌丝类型霉菌的细胞结构霉菌的细胞结构细胞膜细胞膜液泡液泡内质网内质网细胞壁细胞壁线粒体线粒体细胞核细胞核核糖体核糖体Mold life cycle根霉根霉曲霉属曲霉属分生孢子梗的顶端膨分生孢子梗的顶端膨大成球形的顶囊，孢大成球形的顶囊，孢子着生于顶囊的小梗子着生于顶囊的小梗之上。之上。曲霉曲霉黑曲霉的分生孢子头黑曲霉的分生孢子头青霉属青霉属青霉属：分生青霉属：分生孢子着生在帚孢子着生在帚状的多分支的状的多分支的小梗上。小梗上。青霉菌青霉菌根霉属根霉属孢囊孢子孢囊孢子根根 霉霉孢子囊孢子囊毛霉属毛霉