第三章真核微生物

三１第三章：真核微生物[教学目的要求]掌握真核微生物的形态结构,繁殖方式,菌落特征等.[重点与难点]酵母菌和酶菌的形态结构酵母菌的生活史霉菌菌丝的分化形式[教学方法与手段]讲授结合多媒体课件[教学时间]4学时[教学内容]第一节：概述真核微生物：是一大类具有真正细胞核，具有核膜与核仁分化的较高等的微生物。特点：①细胞核有核膜、核仁、能进行有丝分裂。②有线粒体、内质网等细胞器。真核微生物主要包括：真菌单细胞真菌：酵母菌丝状真菌：霉菌及大型真菌（蕈菌）原生动物：特点：无细胞壁，属无脊椎动物学。单细胞藻类（除兰藻）：特点：有光合作用色素，能进行光合作用。是一类无机营养型的光合微生物。一、真核微生物与原核微生物比较项目真核微生物原核微生物细胞核膜核仁++--三２核组蛋白染色体数DNA含量+DNA与组蛋白结合1多条线型染色体少（约5%）—1个多为环状染色体多（约10%）细胞质核糖体80S（60+40）细胞质中，70S细胞器中70S细胞质中中体流动性细胞器-++有线粒体、叶绿体、液泡内质网、高尔基体、溶酶体、微体+--细胞膜固醇内膜系统电子传递体有复杂-（光合、呼吸链）无固醇简单+遗传特性重组方式有性生殖、准性生殖转化、转导、接合等繁殖方式有丝分裂减数分裂产生孢子（有性、无性）+进行有丝分裂+分裂生殖为主--生理特性呼吸链位置光合作用部位化能合成作用生物固氮能力专性厌氧生活线粒体叶绿体—--细胞膜细胞膜+++细胞壁多为几丁质（壳多糖）、少纤维素、葡聚糖、甘露聚糖、肽聚糖运动结构鞭毛9+2型，有膜，复杂简单，无膜，单丝大小大，直径10—100um小，直径小于10um形态多为多细胞，分枝状菌丝体多单细胞，不分枝菌落大、光滑、湿润、疏松、多为绒毛状小、多光滑、湿润、少干燥、粗糙二、真菌在自然界中的地位分布：广，土壤、水、空气，动、植物体中。种类：十几万种。生活环境：黑暗、潮湿、有机质丰富环境。营养：可分解纤维素、半纤维素，木质素等。物质转化分枝状菌丝。用途：工业生产，特质转化，农业生产，病原菌等。三３霉菌致病性：霉菌分类：分类系统多，采用：1971年，安斯沃思分类系统。分为：真菌门和粘菌门。真菌门分为：1、鞭毛菌亚门：单细胞，分枝菌丝体，菌丝无隔，产生孢囊孢子具鞭毛，有性生殖产生卵孢子。如：水生霉菌。2、接合菌亚门：菌丝体发达，无隔，产生孢囊孢子（无性）和接合孢子（有性）。如：毛霉、根霉。3、子囊菌亚门：除酵母菌外，均有菌丝体，菌丝有隔。无性繁殖：裂殖、芽殖、断裂、分生孢子等。有性生殖：形成子囊孢子。如：啤酒酵母、脉胞菌。4、担子菌亚门：菌丝体发达，有隔。无性繁殖：芽殖、断裂、分生孢子、单孢子。有性繁殖：形成担孢子。如：双孢蘑菇、香茹等。5、半知菌亚门：菌丝发达，有隔，有的长有假菌丝或酵母菌状细胞。无性繁殖：形成分生孢子。有性繁殖：未发现，故叫半知菌。如：曲霉、青霉等。真菌习惯分为：酵母菌、霉菌及大型真菌（蕈菌）。非分类名词。三、与真菌有关的几个名词1、真菌：是指有细胞壁，不含叶绿素，无根、茎、叶分化营寄生或腐生生活的一类微生物。他们少为单细胞，多为多细胞，多数形成分枝状菌丝。特点：1）不进行光合作用；2）营养方式为异养；3）具发达的子实体；4）孢子繁殖；5）陆生性较强。2、酵母菌：是单细胞真菌统称，是种习惯名称。凡是单细胞世代时间较长的、常以出芽生殖无性生殖的低等真菌。分类地位：分属子囊亚门，半知菌亚门，担子菌亚门。3、霉菌：是丝状真菌统称。凡是生长在营养基质上，形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体的小型真菌。分类地位：属于鞭毛菌亚门、接合菌亚门，子囊菌亚门，半知菌亚门。4、菌物界：除真菌（主要）外，包括一些不宜归入动、植物，而又不同与三４一般的真菌的真核生物，粘菌、卵菌等。我国学者的新建议。5、粘菌：菌虫。是一类营养方式及生活史近似于原生动物，而形成子实体的特性又通常近似于真菌的真核原生生物。生活史中有一个阶段能形成具有多核、可自由生活、外包无定形胶质鞘、无细胞壁、无叶绿素的一团变形虫状的原生质团，可借伪足运动。营养方式：腐生型，咽吞式或吸收式。生活环境：阴湿的土壤、潮湿的朽木、腐烂的植物、堆肥上。6、卵菌：其营养体为单细胞或菌丝体，细胞壁成分为纤维素或葡聚糖，多无几丁质。繁殖：无性生殖：孢子囊内形成游动孢子（二个鞭毛）有性生殖：为卵式生殖，卵孢子、游动孢子、菌丝体为2N。营养类型：多寄生，四、研究酵母菌和霉菌的意义1.酵母菌的研究价值：（1）意义：是单细胞真核生物，与高等生物相似，研究方便（世代短、易培养、cell=个体、各阶段的cell），是细胞生物学、分子生物学、遗传工程、基因工程中的好材料。（2）营养：多腐生，少寄生（病原菌）。（3）用途：极广。酿造：酿酒，酱油、大酱、制醋等。发酵：面包、馒头。Pr占干酵母的10%，有机酸、甘油、甘露醇、石油脱蜡。提取多种酶（CoA,CytC）及维生素，氨基酸等。（4）分布：分布于含糖较高和偏酸性环境。如：果实表面、蔬菜、茎叶之上，花蜜中，果园土壤中。（5）分类地位：分属子囊亚门，半知菌亚门，担子菌亚门。2.霉菌的研究价值（1）分布：广、忍受较酸的环境，而在阴暗、潮湿地方。（2）用途：酿酒、制酱、制酒、制醋、生产酒精、有机酸、酶制剂、抗生素、维生素、甾体激素、杀虫剂、植物生长刺激素、发酵饲料。（3）价值：霉菌优点：具有很强的蛋白质分泌能力，在基因工程中作为三５受体菌。（4）害处：发霉：食品、农产品、衣物，全世界谷物的2%因霉变而浪费。病害：动物、植物、人的病害毒素：如：黄曲霉素毒素。第二节：酵母菌概述：酵母菌：是单细胞真菌，是种习惯名称。不是分类上名词。类德尔（J.Loddec）：1970年将酵母菌分为39属，372种。一、酵母菌的形态结构（一）形态和大小：1、形态：基本形态为：球形、卵球形或圆柱形。特殊形态：柠檬形、瓶形、三角形、弯曲状等。2、大小：酵母菌细胞宽1~5μm（max:10μ），长：5~20μm。最长可达50-100μm。形态大小随菌龄和环境而异。假菌丝：有些酵母菌，在无性繁殖过程中，子细胞不与母细胞脱离，连成具分枝的链状，称为假菌丝。（二）酵母菌的细胞结构：与真核生物细胞相似。无分枝状菌丝的单细胞真菌。无高尔基体。酵母菌细胞有：细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、线粒体、核糖体、液泡、内质网、异染粒、类脂颗粒等。荚膜、菌毛等。1、细胞壁：细胞外层，幼龄落，有弹性，老时变硬，变厚。①壁厚：1.2μm（25nm）占干重25%。②成分：主要成分：葡聚糖和甘露聚糖，占85%以上。其次：蛋白质6~10%，脂类：8.5~13.5%，壳多糖(几丁质为NAG多聚体)，氨基葡萄糖，磷酸，随种类而异，一般1~2%，﹥2%。③结构：内层：葡聚糖，外层：甘露聚糖，中层：蛋白质。三６芽痕：芽殖酵母菌，细胞壁上留下瘢痕。芽痕可辨认子、母细胞。啤酒酵母：24h，每个细胞产生9~43个芽。2、细胞膜：细胞壁内侧，7.5nm，与原核生物相似。构成细胞膜磷脂及蛋白质种类不同。脂类：甘油酯、甘油磷酯、固醇，细胞膜上还有麦角固醇：作用：调节渗透压，吸收营养，分泌等。蛋白质：载体，E，结构Pr，糖主要是甘露聚糖。（β-1，3-甘露聚糖合成E在膜上）3、细胞核与质粒：细胞核呈球形，较小2nm，核仁，核质①核膜：双层膜，具核孔，内有染色体，②核孔：细胞核、细胞质物质交换通道。如mRNA。Φ＝40-70nm，③核仁：１－多个，新月状，是rRNA合成场所。④核质：半透明胶状物，内有染色体，DNA与组Pr结合。⑤酿酒酵母：N=16，DNA长度=14000kb，基因：4000-6500个，已报道2000个。⑥质粒：核外有2um的DNA质粒.4、细胞质：细胞膜内侧核以外，是新陈代谢场所，粘稠状液体，内有许多细胞器和内含物。5、线粒体：杆状，φ=0.3~1μm，长0.5~3μm，1~20个。具双层膜，外膜透性大，内膜透性小，嵴：内膜内陷，上有呼吸酶。厌氧培养无嵴？DNA：25um环形。功能：能量转化场所，传递电子，呼吸链。6、内质网：双层膜系，与核膜及质膜相连。sERrER。作用：合成膜脂肪酸、固醇等，通迅传递信息，运输作用。7、微体：单层膜细胞器，φ0.5~1μm，内含DNA，有13种E。类似于过氧化物体（溶酶体）内含过氧化氢酶，参与烃或甲醇代谢。8、液泡：一个或几个，大小不一，幼龄小，老龄大。成分：糖类，脂类，盐类，Pr，aa。有的种类还有水解E：PrE，脂E，RNAE等。三７功能：贮藏代谢产物或E，调节渗透压，进行离子交换等。9、核糖体：80S，40S+60S，多聚核糖体，多个核糖体形成。是合成蛋白质的场所。占干重15%。10、内含物：异染粒：ATP聚合物，备用能量。多糖：葡萄糖聚合物，能量和碳源。脂类颗粒：11、荚膜：碎囊汉逊酵母，细胞壁外有荚膜。成分：磷酸甘露聚糖。二、酵母菌的繁殖繁殖方式：无性繁殖：（芽殖，裂殖）常以出芽生殖或裂殖等无性生殖，少数掷孢子、厚垣孢子、节孢子、分生孢子。有性繁殖：卵孢子、接合孢子和子囊孢子。（一）无性繁殖：1、芽殖：以出芽的方式进行繁殖。过程：成熟酵母菌细胞→形成小突起→长大→形成芽体→核分裂→一个进入芽体一个在母细胞内→脱离母细胞→新个体。假菌丝：子细胞与母细胞来脱离，子细胞上又可形成芽体，如此下去，子母细胞连成一串，称为假菌丝。2、裂殖：二分分裂法，同细菌相似。细胞→核分裂→横隔→分成二细胞→细胞变圆→二新个体。3、芽裂殖：是芽殖和裂殖的中间类型。（二）有性繁殖：P48（T3-3）1、质配和核配①质配：二个细胞的细胞质融合。②核配：二个细胞核融合。③减数分裂：2N→N，二倍体经减数分裂后形成单倍体--子囊孢子。性别分化---哑铃状突起---cell壁、膜溶解---质配（异核体）----核配-----2N细胞（大、生活力强）----子囊-----子囊孢子。2、子囊和子囊孢子：产生子囊，进行减数分裂形成子囊孢子。三８在酵母菌生活周期中存在着单倍体、双倍体营养细胞二种类型。（三）酵母菌生活史：P48（B3-2），有3种类型。性别分化---哑铃状突起---cell壁、膜溶解---质配（异核体）----核配-----2N细胞（大、生活力强）----子囊-----子囊孢子。三、酵母菌的菌落特征：与细菌菌落相似，如：湿润、光滑、质地均匀、易于挑起等。1、湿润光滑，质地均匀，（与细菌相似）2、菌落较大，较厚，粘稠，不透明。3、大多呈乳白色，少数呈红色。4、菌落边缘整齐，圆形，中央隆起。5、液体培养特征：有的产生沉淀，有的形成菌膜，形成菌醭。四、几种酵母菌P49（T3-4，B3-3）酿酒酵母、粟酒裂殖酵母、热带假丝酵母、白假丝酵母A、啤酒酵母：单细胞，圆形，卵形，椭圆形，大小不一，2.2-10.5×3.5×21三９μ。芽殖，子囊孢子。分类：子囊菌亚门，半子囊菌纲，酵母菌属。用途：酿造啤酒、酒精、饮料酒、面包、饮料。提取核酸，谷胱甘肽、Cgtc,ATP，麦角醇。菌落特征：乳白色，有光泽，平坦，边缘整齐，不形成假菌丝。B、热带假丝酵母：球形或卵形，4－8×5－11μ。有假菌丝，上有芽生孢子。用途：石油发酵生产蛋白质。分类：半知菌亚门，假丝酵母属。三１０第二节：霉菌霉菌：是丝状真菌的统称。不是分类学上名词。分类：接合菌亚门，子囊菌亚门，半知菌亚门。属于藻菌纲，子囊菌纲，半知菌纲。一、霉菌的形态和细胞结构：（一）霉菌的形态：菌体由分枝或不分枝的菌丝构成。许多菌丝交织在一起称为菌丝体。菌丝：管状，φ3~10μm，多有隔，少无隔，多个核。类型：营养菌丝：在固体培养基上培养时，部分菌丝长入培养基内，吸收营养，称为营养菌丝。或基内菌丝。气生菌丝：伸出培养基外的菌丝。繁殖菌丝：气生菌丝发育到一定阶段，分化形成有繁殖能力的菌丝。（二）霉菌的营养菌丝1、菌丝类型：有隔菌丝：为多细胞，1个或多个核，隔膜中央有孔，物质通道（核、质）。如：木、青、曲霉等。无隔菌丝：为多核细胞，菌体为单细胞。如毛、根霉等。2、隔膜：有四种类型。P50（T3-6）（1）封闭隔：完全封闭，常见低等真菌中。（2）单孔隔：隔膜的中间有一小孔，一切物质均可通