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文档简介

食品微生物的主要群类原核微生物细菌

放线菌

真核微生物霉菌

酵母菌非细胞微生物病毒

噬菌体

细菌细菌的形态和大小简介

形态大小细菌的细胞结构基本结构细胞壁细胞膜细胞质原核

特殊结构荚膜芽胞鞭毛

纤毛

细菌的繁殖与群体形态繁殖群体形态食品中常见的细菌食品细菌

细菌简介

体小而细:以微米(um)为单位壁坚而韧二等分裂水生性很强形简而短细菌(单细胞原核生物)问:那么细菌如何定义?细菌:一类个体微小、具有细胞壁的单细胞原核微生物。一细胞的形态

细菌三种基本形态:球状、杆状、螺旋状

1.球菌(coccus)

菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。一细菌的形态单、双链(分裂面一)四联球菌(分裂面二)八叠球菌(分裂面三)葡萄球菌(分裂面多)金黄色葡萄球菌球菌(1)单球菌

分裂后的细胞分散而单独存在的球菌.如尿素微球菌(Micrococcusureae)1.

球菌单球菌1.

球菌

(2)双球菌

分裂后两个球菌成对排列的为双球菌.

如肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)双球菌1.

球菌

(3)链球菌

分裂是沿一个平面进行,分裂后细胞排列成链状.如乳链球菌(Streptococcuslactis)链球菌1.

球菌

(4)四联球菌

分裂是沿两个相垂直的平面进行,分裂,分裂后每四个细胞在一起呈田字形.

如四联微球菌(Micrococcustetragenus)四联球菌1.球菌

(5)八叠球菌按三个互相垂直的平面进行分裂后,每八个球菌在一起成立方体形.

如藤黄八叠球菌(Sarcinaureae)

八叠球菌1.球菌

(6)葡萄球菌分裂面不规则,多个球菌聚在一起,像一串串葡萄。如金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)

葡萄球菌2.杆菌

杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态:短杆状、长杆状、棒杆状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等;按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。一细菌的形态杆菌

长杆菌,如

Bactillussubtilis

短杆菌,如Escherichiacoli链状杆菌单杆菌2杆菌3螺旋菌弧菌(vibrio)<1圈螺菌(spirillum)=2~6圈螺旋体(spirochaete)>6圈

柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。3细菌的特殊形态特殊形态

畸形物理化学因素影响异常形营养条件影响衰颓形:菌龄二细菌大小测量:测微尺长度单位:微米(um)表示:

球菌:直径杆菌:宽×长螺菌:宽、长、螺距二细菌的大小

通常球菌直径:0.2—

1.5

μm,

杆菌:长1—5μm,宽0.5—1μm。例如:大肠杆菌:平均长度:2μm;宽度0.5μm

1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm;109个大肠杆菌重1mg.

由于菌种不同,细菌的大小存在很大的差异;对于同一个菌种,细胞的大小也常随着菌龄变化。另外,对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以,有关细菌大小的记载,常是平均值或代表性数值。二细菌的大小三结构1细菌细胞的一般结构

(1)细胞壁

(2)细胞膜及内含物

(3)细胞质

(4)原核2细菌细胞的特殊结构

(1)荚膜

(2)芽孢

(3)鞭毛与纤毛

(一)细胞壁

位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被,主要由肽聚糖构成,有固定外形和保护细胞等多种功能。G+和G-细胞壁比较图G-G+1细胞壁的功能:

固定细胞外形和提高机械强度为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需阻止有害物质进入细胞细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性物质基础2细胞壁的化学组成与结构细胞壁化学组成与结构革兰氏染色法细菌细胞壁的化学组成:

成分

占细胞壁干重的%革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌

肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高(30~95)含量较高(<50)一般无(<2)无含量很低(5~20)无含量较高(~20)含量较高革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较

(1)细胞壁的化学组成与结构细菌细胞壁的结构革兰氏阳性菌细胞壁:由肽聚糖和磷壁酸组成

磷壁酸:占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由D—Ala和还原糖组成的侧链。

肽聚糖:占30~70%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。细菌细胞壁的结构革兰氏阴性菌细胞壁:分内壁层和外壁层

内壁层:紧贴胞膜,仅由1—2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5—10%,无磷壁酸。外壁层:位于肽聚糖层的外部。脂多糖脂蛋白包括:蛋白质层:基质蛋白外壁蛋白磷脂革兰氏染色Christian.Gram于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。

革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法,由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立。基本步骤:

涂片固定——

结晶紫初染1min——

碘液媒染1min——95%乙醇脱色0.5min——

番红复染min

结果:

革兰氏阳性菌——紫色;

革兰氏阴性菌——红色。①革兰氏染色法:1、结晶紫初染2、碘溶液媒染3、乙醇脱色4、蕃红复染革兰氏染色机制第一步:结晶紫使菌体着紫色第二步:碘和结晶紫形成大分子复合物,分子大,能被细胞壁阻留在细胞内第三步:酒精脱色,细胞壁成分构造不同,出现不同的反应G+菌:细胞壁厚,肽聚糖含量高,交联度大,当乙醇脱色时,肽聚糖因脱水而孔径缩小,故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内,细胞不能被酒精脱色,仍呈紫色。G-菌:肽聚糖层薄,交联松散,乙醇脱色不能使其结构收缩,因其含脂量高,乙醇将脂溶解,缝隙加大,结晶紫-碘复合物溶出细胞壁,酒精将细胞脱色,细胞无色,蕃红复染后呈红色。比较项目

G+细菌

G-细菌

内壁层

外壁层

细胞壁厚度(nm)肽聚糖结构

鞭毛结构

肽聚糖成分

磷壁酸

脂多糖

脂蛋白

对青霉素、溶菌酶20~80多层,75%亚单位交联,网格紧密坚固基体上着生两个环占细胞壁干重的40~90%

多数含有

无无敏感2~38单层,30%亚单位交联,网格较疏松

基体上着生四个环5%~10%无无无11%~22%有或无有

不够敏感革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁的主要区别

(2)细胞膜

围绕在细胞质外面的一层柔软而富有弹性的薄膜,厚约8nm,细菌细胞膜占细胞干重的10%左右,化学成分主要为脂类(20%~30%)蛋白质(50%~70%)多糖(1.5%~10%)细菌细胞质膜的基本结构

细胞膜功能①控制细胞内、外的物质(营养物质和代谢废物)的运送、交换;②维持细胞内正常渗透压的屏障作用;③合成细胞壁各种组分(LPS、肽聚糖、磷壁酸)和荚膜等大分子的场所;④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地;⑤传递信息。⑥鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。

膜上某些特殊蛋白质能接受光、电及化学物质等产生的刺激信号发生构象变化,引起细胞内的一系列代谢变化、产生相应的反应。

内膜系统:中间体、类囊体、载色体、羧酶体、多角体(3)细胞质及内含物细胞质是细胞膜内除细胞核外物质,无色透明,呈粘胶状,主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类,也含有少量的糖和盐类。

细胞质内有核糖体、内含物和贮藏物质:

核糖体:亦称核蛋白体,为多肽和蛋白质合成的场所。

内含物:细菌在营养物质丰富在细胞内聚合成各种不同的贮藏颗粒,营养缺乏时可被分解利用。颗粒状内含物:

颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。主要有:异染粒、聚β-羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。

贮藏物质磁小体趋磁细菌细胞内含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒,外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。硫滴和聚β-羟基丁酸颗粒富硫环境中积累,缺硫时利用。类脂性质的碳源类贮藏物质,至今已发现60属以上的细菌能合成贮藏物质。细胞中的硫滴

大小与噬菌体相仿,约10nm,内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶,在自养细菌的CO2固定中起关键作用。羧酶体质粒细菌染色体外的遗传物质,由共价闭合环状双链DNA分子组成。分子量约:2~100×106D。携带1~100个基因,一个细菌细胞可有一至数个质粒。质粒特点:

-可自我复制,稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开,但同步进行。-不同质粒携带不同遗传信息。-无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得,不能自发产生。如:细菌抗药性因子、大肠杆菌的F因子。质粒的作用

-基因工程-体外重组由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。气泡的功能:调节细胞比重,以使其漂浮在合适的水层中。气泡吸收空气,空气中的氧气可供代谢需要。例:许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。气泡(4)原核位于细胞质内,无核膜、无核仁,仅一核区,因此称为原始形态的核(primitiveformnucleus)或拟核(nucleoid)。细菌细胞的原核只有一个染色体,主要含有具有遗传特征的脱氧核糖核酸(DNA)。拟核中尚有少量RNA和蛋白质。

(5)荚膜有些细菌在一定条件下可向细胞壁外分泌出一层粘性物质,稳定地附着在细胞壁外,具一定外形,厚约200nm,称为荚膜(Capsule)。细胞结合力较差。通过液体震荡培养或离心可将其从细胞表面除去。

根据荚膜的形状和厚度的不同,将荚膜分为四类:荚膜或大荚膜:粘液状物质具有一定外形,相对稳定地附着在细胞壁外,厚度:>0.2µm。微荚膜:粘液状物质较薄,厚度:<0.2µm,与细胞表面牢固结合。粘液层:粘液物质没有明显的边缘,比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。菌胶团:

多个细菌共有一个荚膜。1荚膜的分类2荚膜生理功能可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用贮藏养料,可供作碳源和能源堆积废物抵抗干燥荚膜的组成:因种而异,除水外,主要是多糖(包括同型多糖和异型多糖),此外还有多肽,蛋白质,糖蛋白等。(6)芽孢某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体芽孢的形态及其在细胞中的位置:

A近中央

B末端

C中央

细菌芽孢的各种类型芽孢的特点整个生物界中抗逆性最强的生命体具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力,是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的重要指标。芽孢是细菌的休眠体,在适宜的条件下可以重新转变为营养态细胞;产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢的细菌多为杆菌,也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类鉴定的重要指标。芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异,容易在光学显微镜下观察。芽孢的形成芽孢的萌发活化活化出芽生长

(7)鞭毛某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物,具有推动细菌运动的功能,为运动器官。鞭毛着生的方式:鞭毛的长度:一般为15—20µm,最长可达70µm。鞭毛的直径:为0.01—0.02µm.主要由鞭毛蛋白构成,还含有少量的多糖、脂类和核酸等。鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。细胞质区内有一个颗粒状小体,此小体为基粒,鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。

1鞭毛的化学组成:2鞭毛的结构:

鞭毛丝鞭毛鞭毛钩基体3鞭毛的运动靠鞭毛丝旋转而动,其动力来自质子动力,与细胞膜内外质子浓度差和电势差决定电镜特殊鞭毛染色,在光学显微镜下观察半固体穿刺培养从固体培养基上的菌落形态判断一般情况下:菌落形状大,薄且不规则,边缘极不平整,可能有鞭毛。菌落十分圆滑,边缘平整且相对较厚,可能没有鞭毛。4鞭毛的观察:某些菌体表面存在的短而多的附属物。纤毛比鞭毛更短、更细,且又直又硬。数量很多,不具有运动功能,但与菌的致病性.吸附等有关。(8)纤毛(或线毛、菌毛、伞毛)四、细菌的繁殖一个母细胞产生二个或二个以上子细胞的过程称为繁殖。细菌一般为无性繁殖,二分裂法。

同形裂殖:裂殖后形成的子细胞大小相等。异形裂殖:分裂产生两个大小不等的子细胞。细菌的分裂过程:

核分裂形成横隔壁子细胞分离二等分裂五、细菌的培养特征细菌的培养特征是指细菌在培养基上所表现的群体形态和生长情况。细菌的菌落特征:-菌落:在培养基表面或里面聚集形成一个以母细胞为中心的一堆肉眼可见的、具有一定形态的子细胞群体。-菌苔:大量细胞密集生长,结果长成的各菌落连成一片。

细菌的菌落特征包括大小、形状、边缘、光泽、质地、透明度、颜色、隆起和表面状况

菌苔的生长程度、形状、光泽、质地、透明度、颜色、隆起和表面状况等。六、食品中常见的细菌假单胞杆菌属(Pseudomonas):直的或弯杆状,革兰氏阴性菌,极生鞭毛,可运动,不生芽孢。-荧光假单胞菌(Ps.fluorescenen)-腐败假单胞菌(Ps.putrefacicus)-波萝假单胞菌(Ps.ananas)醋酸杆菌属(Acetobacter):革兰氏阴性杆状菌,单生或成链状,无芽孢,需氧,运动或不运动。无色杆菌属(Achromobacter):革兰氏阴性菌,有鞭毛,能运动。产碱杆菌属(Alcaligenes):革兰氏阴性菌。黄杆菌属(Flavobacterium):革兰氏阴性,极生鞭毛,好氧或兼性厌氧,有机营养型。芽孢杆菌属(Bacillus):革兰氏阳性,端生鞭毛,好氧或兼性厌氧,可产芽孢。-腊样芽孢杆菌(Bacilluscereus)-枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)-炭疽芽孢杆菌(Bacillusanthracis)梭状芽孢杆菌(Clostridium):革兰氏阳性厌氧菌-解糖嗜热梭状芽孢杆菌(C.thermosaccharoluticum)-腐败嗜热梭状芽孢杆菌(C.putrefaciens)-肉毒梭状芽孢杆菌(C.botulinum)微球菌属(Micrococcus):革兰氏阳性,需氧或兼性厌氧。链球菌属(Streptococcus):革兰氏阳性,好氧或兼性厌氧,细胞为球形。卵形,呈短链或长链排列。

-酿脓链球菌(Streptococcuspyogenes)-乳房链球菌(S.uberis)-无乳链球菌(S.agalactiae)葡萄球菌属(Staphylococcus):革兰氏阳性,无荚膜、无鞭毛、无芽孢。-金黄色葡萄球菌(Staphylococcus.aureus)北京棒状杆菌(CorynebacteriumPekinensis):革兰氏阳性,无芽孢,好氧或兼性厌氧。乳酸菌(LacticAcidBacteria):革兰氏阳性,不运动或极少运动,无芽孢,厌氧或兼性厌氧。肠杆菌科各属(Enterbacteriaceae):革兰氏阴性,需氧或兼性厌氧。-埃希氏杆菌属(Escherichia)-沙门氏菌属(Salmonella)-变形杆菌属(Proteus)放线菌是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。放线菌放线菌放线菌分布:

主要存在于含有机质丰富的中性或偏碱性的土壤中,在空气、淡水和海水等处也有一定的分布。放线菌的生活类型:腐生(多数)寄生(少数)放线菌的应用:

1、能产生大量的、种类繁多的抗生素,到目前为止,已分离得到的放线菌产生的抗生素达4000种以上。

2、生产维生素和酶

3、进行甾体转化、烃类发酵和污水处理放线菌的危害:

1、有的放线菌能引起人和动植物病害,如人类的皮肤病等。

2、有的放线菌能使水和食品变味,或破坏棉毛织品和纸张等。本节提要:放线菌的形态构造放线菌的繁殖放线菌的菌落特征放线菌的主要菌属

一、放线菌的形态构造

大部分放线菌由分枝状的菌丝组成,菌丝大多无隔膜,属单细胞。菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近(1μm左右)。细胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸,不含几丁质、纤维素;革兰氏阳性。(一)菌丝:根据形态和功能不同可分为:

基内菌丝(营养菌丝)气生菌丝孢子丝。一、放线菌的形态构造1.基内菌丝培养基内匍匐生长的菌丝,无隔,约0.2-0.8μm。通常会产生水溶性或脂溶性色素.功能:吸收营养,所以又称营养菌丝。(一)菌丝

2.气生菌丝2.气生菌丝由营养菌丝长出培养基外,伸向空间的菌丝。略粗于基丝0.5-1.2μm,也有色素产生。功能:气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构,即孢子丝。3.孢子丝概念:可以形成孢子的菌丝(具分类价值),功能:繁殖。形态:直、波曲、螺旋着生方式:丛生、轮生放线菌孢子丝类型:垂直单轮(无螺旋)弯曲丛生松环、初级螺旋钩状松螺旋紧螺旋单轮(有螺旋)双轮(无螺旋)双轮(有螺旋)单轮生螺旋状

放线菌孢子丝的光学显微镜图片

孢子形态:有圆、卵圆、柱状等。表面:或光滑或粗糙;有的还带有毛刺、鞭毛。

色素:因种而异。

放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖,也可借菌丝断片(液体培养时)进行繁殖。无性孢子主要有以下三种:分生孢子、孢囊孢子和横隔孢子。二、放线菌的繁殖1.分生孢子(conidiospores):在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子,菌丝分裂形成。

在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊,在孢子囊内形成孢囊孢子。孢囊:菌丝细胞在不同平面反复分裂,形成孢囊孢子.有的孢囊孢子可以丛毛运动。2、孢囊孢子3、横隔孢子

基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成,孢子常为球杆状,体积大小相似,又称节孢子或粉孢子。放线菌的生活史

(三)放线菌的菌落特征1.液体静止培养

表面常形成一层膜2、固体培养基培养

菌落特征:质地致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不易挑起,表面有放射状沟纹。

放线菌菌落四、放线菌的主要属1、链霉菌属(Streptomyces)

产生许多著名的抗生素,如链霉素、红霉素、四环素等。2、诺卡氏菌属(Nocardia

)烃类发酵,污水处理,产生抗生素(如万古霉素、头孢菌等)3、小单孢菌属(Micromonospora)

可产生多种抗生素,如庆大霉素、利福霉素等。4、放线菌属(Actinomyces)

多为致病菌。

真核微生物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体,都称为真核微生物。真菌属于真核微生物,其细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器(线粒体、内质网、核糖体)等组成。

主讲内容

霉菌酵母菌霉菌一、霉菌的形态和结构二、霉菌的菌落特征三、霉菌的繁殖四、霉菌的代表属霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝构成。许多分枝菌丝相互交织在一起构成菌丝体。菌丝是中空管状结构,直径约2-10µm。霉菌菌丝类型:按形态分:无隔菌丝: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增多。这是低等真菌所具有的菌丝类型。一、霉菌的形态和结构有隔菌丝菌丝中有隔膜,被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞,菌丝由多个细胞组成,每个细胞内有一至多个核。隔膜上有单孔或多孔,细胞质和细胞核可自由流通,每个细胞功能相同。这是高等真菌所具有的类型。霉菌的形态按分化程度分:营养菌丝(基内菌丝):伸入到培养基内部,以吸收养分为主的菌丝。气生菌丝:向空中生长的菌丝.气生菌丝发育到一定阶段可分化成繁殖菌丝.

霉菌(青霉)的菌丝、霉菌的细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、核糖体、内质网及各种内含物(肝糖、脂肪滴、异染粒等)等组成。幼龄菌往往液泡小而少,老龄菌具有较大的液泡。细胞膜液泡内质网细胞壁线粒体细胞核核糖体细胞壁:除少数低等水生霉菌细胞壁含纤维素外,大部分霉菌细胞壁主要由几丁质组成.几丁质是由数百个N-乙酰葡萄糖胺分子以β-1,4糖苷键连接而成的。几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌细胞壁的网状结构—微纤丝。微纤丝使细胞壁具有坚韧的机械性能。组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质,主要是一些蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖,它们填充于上述纤维状物质构成的网内或网外,充实细胞壁的结构。霉菌的细胞膜、细胞核、线粒体、核糖体等结构与其他真核生物(如酵母)基本相同。菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,有的呈绒毛状或絮状或网状等,菌体可沿培养基表面蔓延生长,由于不同的真菌孢子含有不同的色素,所以菌落可呈现红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。二、霉菌的菌落特征

如果是静止培养,霉菌往往在表面上生长,液面上形成菌膜。如果是震荡培养,菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝球,菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底部。液体培养时的特征:三、霉菌的繁殖繁殖方式菌丝片段无性孢子有性孢子孢囊孢子分生孢子节孢子厚垣孢子卵孢子接合孢子子囊孢子担孢子孢子无性繁殖:不经过两个性细胞的结合,只是由营养细胞分裂或分化而形成同种新个体的过程。霉菌的无性繁殖主要通过产生以下四种类型的无性孢子来实现。1、孢囊孢子由于生于孢子囊内,又叫内生孢子。它是由气生菌丝顶端膨大形成特殊囊状结构—孢子囊,孢子囊逐渐长大,在囊中形成许多核,每一个核外包以原生质并产生细胞壁,形成孢囊孢子。带有孢子囊的梗称孢子囊梗,孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊轴或中轴。孢子囊成熟后释放出孢子。例藻状菌纲毛霉目及水霉目一些属以这种方式繁殖.(一)霉菌的无性繁殖孢囊孢子2、分生孢子:是霉菌中常见的一类无性孢子,生于细胞外,所以又叫外生孢子.是大多数子囊菌纲及全部半知菌的无性繁殖方式.分生孢子是由菌丝顶端细胞,或由分生孢子梗顶端细胞经过分割或缩缢而形成的单个或成簇的孢子。分生孢子的形状、大小、结构、着生方式、颜色、因种而异。例:曲霉属分生孢子梗的顶端膨大成球形的顶囊,孢子着生于顶囊的小梗之上。青霉属:分生孢子着生在帚状的多分支的小梗上。还有些霉菌的分生孢子着生在分生孢子垫或分生孢子器等特殊构造上。3、节孢子(又称粉孢子)它是由菌丝断裂形成的外生孢子。当菌丝长到一定阶段,出现许多横膈膜,然后从横膈膜处断裂,产生许多孢子。孢子是成串的短柱状、筒状或两端钝圆的细胞。例:白地霉节孢子4、厚垣孢子这类孢子具有很厚的壁,又叫厚壁孢子。菌丝顶端或中间的个别细胞膨大、原生质浓缩、变圆,然后细胞壁加厚形成圆形、纺锤形或长方形的厚壁孢子。厚垣孢子也是霉菌的休眠体,对热、干燥等不良环境抵抗力很强。厚垣孢子有性繁殖:经过两个性细胞结合而产生新个体的过程。有性繁殖一般包括三个阶段:质配:两个性细胞的核共存于一个细胞中,形成双核细胞,每个核的染色体数目都是单倍的(即n+n)。核配:形成二倍体接合子,核的染色体数目是双倍的(即2n)。减数分裂:形成单倍体有性孢子。核的染色体数目是单倍的(即n)(二)霉菌的有性繁殖大多数霉菌是单倍体,二倍体仅限于接合子。在霉菌中,有性繁殖不如无性繁殖普遍,有性繁殖多发生在特定的条件下,往往在自然条件下较多,在一般培养基上不常出现。不同的霉菌有性繁殖的方式不同。多数霉菌是由菌丝分化形成特殊的性细胞(器官)——配子囊或由配子囊产生的配子(雄器和雌器)相互交配,形成有性孢子。常见的有性孢子有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。1、卵孢子由大小不同的配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藏卵器,并与卵球结合,受精卵球生出外壁,发育成卵孢子。2、接合孢子是由菌丝生出的结构基本相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合而成。接合孢子的形态:厚壁、粗糙、黑壳。接合过程:两个相邻的菌丝相遇,各自向对方生出极短的侧枝,称原配子囊。原配子囊接触后,顶端各自膨大并形成横隔,分隔形成两个配子囊细胞,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,发生质配、核配,同时外部形成厚壁,即成接合孢子。接合孢子接合孢子形成过程:根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为:同宗配合:菌体自身可孕,不需要别的菌体帮助而能独立进行有性生殖。当同一菌体的两根菌丝甚至同一菌丝的分枝相互接触时,便可产生接合孢子。异宗配合:菌体自身不孕,需要借助别的可亲和菌体的不同交配型来进行有性生殖。即它需要两种不同菌系的菌丝相遇才能形成接合孢子。这两种不同菌系的菌体在形态、大小上一般无区别,但生理上有差别,常用“+”和“-”来表示。如果一种菌系或配子囊为“+”,那么。凡是能与之接合而形成接合孢子的另一菌系或配子囊为“-”。3、子囊孢子在子囊内形成的有性孢子。形成子囊孢子是子囊菌纲的主要特征。子囊: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,因种而异。子囊内孢子通常是1—8个。子囊孢子的形状、大小、颜色也各不相同。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。

子囊形成的方式、形状、大小子囊孢子霉菌不同性别的菌丝,分化出雄器(小)和产囊器(大),两个性器官接触后,雄器的内含物通过受精丝进入产囊器,进行质配。质配后,产囊器生出许多短菌丝(称产囊丝),产囊丝顶端的细胞是双核的,在顶端细胞内发生核配,成子囊母细胞。再经有丝分裂和减数分裂产生1-8个子囊孢子。子囊果:在子囊和子囊孢子发育过程中,雄器和雌器下面的细胞生出许多菌丝,形成保护组织,整个结构成为一子实体。这种有性的子实体称为子囊果,子囊包在其中。子囊果主要有三种类型:一种为完全封闭式,称闭囊壳。瓶形有孔口的称子囊壳。开口呈盘状的称子囊盘。

子囊果的形状闭囊壳子囊壳子囊盘4、担孢子担子菌所特有,经两性细胞核配合后产生的外生孢子。因着生在担子上而得名。四、霉菌的代表属(一)毛霉属(Mucor)在分类系统中属于接合菌纲、毛霉目。分布:广泛分布于土壤、空气中,也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上,引起霉腐变质。特征:低等真菌,菌丝发达、繁密,为白色、无隔多核菌丝,为单细胞真菌。菌落蔓延性强,多呈棉絮状。代表种:高大毛霉、总状毛霉和梨形毛霉。繁殖:无性繁殖:产孢囊孢子。有性繁殖:产生接合孢子。无性繁殖:孢子囊梗直接从菌丝体上发出,单生或分枝,顶端产生膨大的孢子囊,孢子囊为球形,囊壁上常有针状的草酸钙结晶。在囊轴与孢子囊梗相连处无囊托,但孢子囊壁破裂时,留有残迹—囊领。毛霉的孢子囊梗有单生的,也有分枝的。分枝有单轴、假轴两种类型。毛霉的菌丝多为白色,孢子囊黑色或褐色,孢子囊孢子大部分无色或浅兰色,因种而异。毛霉的应用:能产生蛋白酶,具有很强的蛋白质分解能力,多用于制作腐乳、豆豉。有的可产生淀粉酶,把淀粉转化为糖。在工业上常用作糖化菌或生产淀粉酶。有些毛霉还能产生柠檬酸、草酸等有机酸,有的也可用于甾体转化。(二)根霉(Rhizopus):与毛霉同属接合菌纲毛霉目。分布:分布于土壤、空气中,常见于淀粉食品上,可引起霉腐变质和水果、蔬菜的腐烂。形态特征:很多特征与毛霉相似,菌丝也为白色、无隔多核的单细胞真菌,多呈絮状。主要区别在于根霉有假根和匍匐枝,与假根相对处向上生出孢囊梗。孢子囊梗与囊轴相连处有囊托,无囊领。繁殖:无性繁殖产孢囊孢子,有性繁殖产生接合孢子。根霉的孢子囊和孢囊孢子多为黑色或褐色,有的颜色较浅。代表种:米根霉(R.oryzae)

黑根霉(R.nigrican)等。应用:①根霉能产生一些酶类,如淀粉酶、果胶酶、脂肪酶等,是生产这些酶类的菌种。在酿酒工业上常用做糖化菌。

②有些根霉还能产生乳酸、延胡索酸等有机酸。③有的也可用于甾体转化。(三)曲霉(Aspergillus):多数属于子囊菌亚门,少数属于半知菌亚门。分布:广泛分布于土壤、空气和谷物上,可引起食物、谷物和果蔬的霉腐变质,有的可产生致癌性的黄曲霉毒素。形态特征:

菌丝发达多分枝,有隔多核的多细胞真菌。分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞(足细胞)上垂直生出;分生孢子头状如“菊花”。曲霉土曲霉菌落黑曲霉菌落(四)青霉(Penicillum):多数属于子囊菌亚门,少数属于半知菌亚门。分布:广泛分布于土壤、空气、粮食和水果上,可引起病害或霉腐变质形态特征:与曲霉类似,菌丝也是由有隔多核的多细胞构成。但青霉无足细胞,分生孢子梗从基内菌丝或气生菌丝上生出,有横隔,顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮,对称或不对称。繁殖:无性繁殖产分生孢子;大多数有性阶段不明,归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子,归为子囊菌亚门。代表种:产黄青霉(Pen.citrinum)

展青霉(Pen.patulum)应用:是生产抗生素的重要菌种,如产黄青霉和点青霉都能生产青霉素。生产有机酸,如葡萄糖酸、柠檬酸。点青霉菌落酵母菌(yeast)是一通俗名称,没有确切定义。种类较多,目前已知有500多种。分布广,在水果、蔬菜、花蜜和植物叶子表面以及果园的土壤里。在牛奶、动物的排泄物以及空气中也有酵母存在。大多数腐生,少数寄生。与人类关系密切酵母菌酵母的应用酵母菌是人类应用比较早的微生物。在食品方面——酿酒、制作面包、生产调味品等。在医药方面——生产酵母片、核糖核酸、核黄素、细胞色素C、B族维生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸等。在化工方面——使石油脱腊、以石油为原料生产柠檬酸等。在农业方面——生产饲料(例如SCP)。在生物工程方面——作为基因工程的受体菌。酵母菌酵母菌的危害:腐生性酵母菌能使食物、纺织品和其他原料腐败变质;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;有的酵母菌是发酵工业的污染菌,影响发酵的产量和质量;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、消化道等多种疾病.酵母菌酵母菌的形态和大小酵母菌的细胞结构酵母菌的菌落特征酵母菌的繁殖和生活史食品中常见的酵母菌酵母菌一、酵母菌的形态和大小(一)、酵母菌形态:酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态因种而异.通常为圆形、卵圆形或椭圆形。也有特殊形态,如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形,假菌丝等。酵母菌假菌丝:酵母菌在一定条件下培养,产生的芽体与母细胞不分离形成的特殊形态。(二)、酵母菌大小:

酵母菌比细菌粗约10倍,其直径一般为2—5μm,长度为5—30μm,最长可达100μm。例如:酿酒酵母(S.cerevisiae)宽度:2.5—10μm

长度:4.5—21μm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。二、酵母菌的细胞结构一般具有:细胞壁、细胞膜、细胞核、液泡、线粒体、内质网、微体、微丝、及内含物等,有的菌体还有出芽痕、诞生痕。酿酒酵母细胞结构1、细胞壁酵母细胞壁厚度0.1—0.3μm,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、几丁质。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1~2%,有的假菌丝酵母含量超过了2%。二、酵母菌的细胞结构细胞壁结构:酵母细胞壁呈“三明治”结构:

酵母细胞壁结构外层:主要为甘露聚糖内层:主要为葡聚糖中间层:主要是蛋白质细胞壁1、细胞壁

2、细胞膜

酵母细胞膜是双磷脂层构造,其间镶嵌着蛋白质和甾醇。酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相同。但有的酵母菌如酿酒酵母中含有固醇类(甾醇),这在原核生物是罕见的。酵母细胞膜构造3、细胞核酵母具有由多孔核膜包裹着的细胞核,核膜是一种双层单位膜,上面有大量的核孔。(核膜包裹,轮廓分明)。酵母菌细胞核核膜:核孔40~70nm,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:核内有一或几个区域rRNA含量很高,这一区域为核仁,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。细胞核的功能:携带遗传信息,控制细胞的增殖和代谢。4.细胞器细胞质主要是溶胶状物质,在细胞质中含有各种功能不同的结构——细胞器细胞器:核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等。(1)核糖体酵母菌的核糖体为80S,由60S和40S大小亚基构成。它游离在细胞质中或附着在内质网上。核糖体(2)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。(3)内质网:是分布在整个细胞中的由膜构成的管道和网状结构。在细胞中和核膜或细胞膜相连在一起。根据表面结构分为:粗糙型内质网:膜外附着有核糖体。光滑型内质网:表面没有附着的颗粒。内质网功能:起物质传递的作用,另外还有合成脂类和脂蛋白内质网结构示意图(4)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。膜都是光滑的。功能:为细胞提供一个内部的运输系统。

(5)液泡

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。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

二、酵母菌菌落的特征固体培养菌落特征:菌落大而厚,圆形,光滑湿润,粘性,颜色单调。常见白色、土黄色、红色。啤酒酵母菌落2.液体培养在液体培养基上,不同的酵母菌生长的情况不同。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。有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部。有的酵母菌在培养基中均匀生长,使培养基呈浑浊状态。三、繁殖方式和生活史(一)繁殖方式:

分无性繁殖和有性繁殖两大类,主要是无性繁殖。无性繁殖:包括芽殖、裂殖、芽裂繁殖和产生无性孢子有性繁殖:主要是产生子囊孢子。假酵母:只有无性繁殖过程。真酵母:既有无性繁殖,又有有性繁殖

过程。无性繁殖:1、芽殖是酵母菌无性繁殖的主要方式。一个酵母能形成的芽数是有限的。(平均24个)出芽方式:多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽。环境适宜时,可出现假菌丝。芽殖过程:母细胞形成小突起(A—D)核裂(E—G)原生质分配(H—I)新膜形成(J—K)形成新细胞壁(L)2、裂殖:借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似.

如裂殖酵母。进行裂殖的酵母菌种类很少.3.芽裂为芽殖、芽裂的中间类型,母细胞在出芽的同时产生横隔膜。裂殖芽殖(二)有性生殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖。1、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,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——接合子。接合子进行减数分裂,形成4个或8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4-8个子囊孢子。孢子数目、大小、形状因种而异。(见书上9页图3—9)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,里面有四个子囊孢子,将来发育成单倍体营养体细胞子囊孢子的形成四、酵母菌的代表属1、酵母菌属例:啤酒酵母和葡萄汁酵母2、裂殖酵母属3、汉逊酵母属例:热带假丝酵母、解脂假丝酵母和产朊假丝酵母4、毕赤酵母属5、假丝酵母属6、球拟酵母属7、红酵母属病毒概念特征化学组成结构

噬菌体概念结构繁殖应用非细胞微生物1、病毒的概念:病毒:是一类超显微的非细胞生物,每一种病毒只含有一种核酸;它们只能在活细胞内营专性寄生;在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在.病毒粒子:完整的、具有感染性的病毒颗粒。病毒2、病毒的基本特点个体极小(以nm计),能通过滤菌器,形态多样,有球状、杆状、复合型。无细胞结构,主要由蛋白质、核酸构成,一个病毒体内仅含一种核酸,核酸以单链或双链形式存在。

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