食品微生物-第三章-真核微生物

第三章真核微生物（Eukaryotes)食品科学与工程学院杨保伟原核微生物知识回顾一、细菌的形态与大小形态：球菌、杆菌和螺旋菌（弧菌）大小：一般球菌的直径为0.5－1.0μm，以直径表示；一般杆菌为0.5－1.0×1.0－8.0μm，以宽×长表示；螺菌测量它的宽度与弯曲形长度，以宽×长或直径表示大小。原核微生物知识回顾二、细菌的细胞结构基本结构：指一般细菌都有的结构。例如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体和内含物等。特殊结构：指某些细菌在生长的特定阶段所形成的结构。例如，芽孢、糖被、鞭毛、菌毛、性菌毛等。原核微生物知识回顾三、革兰氏染色1.步骤2.原理四、芽孢的形成过程、特性及耐热机制营养细胞和芽孢的区别原核微生物知识回顾五、细菌的繁殖细胞行无性繁殖，主要为裂殖，也有芽殖和孢子生殖。六、细菌的群体形态（细菌的培养特征）一般特征湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀、菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等。特殊特征具有鞭毛、芽孢、糖被等特殊构造的细菌，其菌落特征有别于一般细菌。原核微生物知识回顾七.放线菌的菌丝类型放线菌菌丝按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。八、放线菌的繁殖分生孢子：最常见孢囊孢子基内菌丝断裂（仅少数）任何菌丝片段（各种放线菌）放线菌繁殖方式孢子菌丝无鞭毛有鞭毛原核微生物知识回顾九、放线菌的菌落特征菌落特征干燥、不透明、表面呈致密的丝绒状，上有一层彩色的“干粉”；菌落难以挑起；菌落的正反面颜色常不一致。十、放线菌的代表菌属蓝细菌（Cyanobacteria）支原体（Mycoplasma）立克次氏体（Rickettsia）衣原体（Chlamydia）原核微生物知识回顾第三章真核微生物（Eukaryotes)基本内容真核细胞的结构与功能，真菌、藻类、原生动物的形态特点、繁殖方式和代表种类的主要特征。重点和难点真核细胞的结构与功能，真菌的无性繁殖、有性繁殖过程和代表种类。第三章真核微生物（Eukaryotes)真核生物(Eukaryotes)：一大类细胞核具有核膜、核仁、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多种细胞器的生物。真核微生物(Eukaryoticmicroorganism)：属于真核生物类的微生物。第三章真核微生物（Eukaryotes)1、真核微生物:真菌、单细胞藻类和原生动物。2、真菌与藻类的区别真菌：无光合色素，不进行光合作用，有机营养型。藻类：具光合色素，进行光合作用，无机营养型。3、真菌与原生动物区别真菌有细胞壁，原生动物无细胞壁。第三章真核微生物（Eukaryotes)4、真核微生物与原核微生物的区别真核微生物细胞质中有细胞器，核糖体大小是80s。原核微生物中核糖体是70s。第三章真核微生物（Eukaryotes)真菌是一类低等真核生物，主要有4个特点：①有边缘清楚的核膜包围着细胞核，而且在一个细胞内有时可以包含多个核，其它真核生物很少出现这种现象；②以产生大量孢子进行繁殖；③不含叶绿素，不能进行光合作用，营养方式为异养吸收型（即通过细胞表面自周围环境中吸收可溶性营养物质），不同于植物(光合作用)和动物(吞噬作用)；④除酵母菌为单细胞外，一般具有发达的菌丝体。第三章真核微生物（Eukaryotes)第三章真核微生物（Eukaryotes)第一节酵母菌第二节丝状真菌——霉菌第三节蕈菌第一节酵母菌（Yeast)酵母菌:是一群单细胞的真核微生物。这个术语也是无分类学意义的普通名称，通常用于以芽殖或裂殖来进行无性繁殖的单细胞真菌，以与霉菌区分开。酵母菌种类很多，约56属500多种。第一节酵母菌（Yeast)酵母菌的特点：①个体多以单细胞状态存在；②多数出芽生殖，也有裂殖；③能发酵糖类产能；④细胞壁常含甘露聚糖；⑤喜在含糖量较高的偏酸性环境中生长。1.多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等。2.重要的微生物资源酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。酵母菌的分布及与人类的关系5.应用于环境保护3.重要的科研模式微生物啤酒酵母（Saccharomycescerevisae）:第一个完成全基因组序列测定的真核生物（1997）。4.有些酵母菌具有危害性有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。酵母菌可利用污水中有机物、净化水质。酵母菌的分布及与人类的关系第一节酵母菌（Yeast)一、酵母菌的形态结构二、酵母菌的繁殖与生活史三、酵母菌的菌落特征一、酵母菌的形态结构1.酵母菌的形态与大小大多数酵母菌为单细胞，形态因种而异。基本形态为球形、卵圆形、圆柱形或香肠形。1.酵母菌的形态与大小有些酵母菌(热带假丝酵母)进行一连串的芽殖后，长大的子细胞与母细胞并不立即分离，其间仅以极狭小的接触面相连，这种藕节状的细胞串称为“假菌丝”——假丝状。一、酵母菌的形态结构一、酵母菌的形态结构1.酵母菌的形态与大小酵母菌细胞大小因种类而异。其细胞直径一般约为细菌的10倍，宽约1～5μm,长约5～30μm。如酿酒酵母(Saccharomycescervisiae)细胞大小为2.5～10μm×4.5～21μm。在光学显微镜下，酵母菌细胞内的某些结构模糊可见。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构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。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.1细胞壁位于细胞最外层，幼龄时较薄，具有弹性，随菌龄增加变硬变厚，形成厚约25nm的坚韧结构，约占细胞干重的25%。细胞壁具3层结构——外层为甘露聚糖，约占30-50%，以α-糖苷键联结。内层为葡聚糖，约占30-40%，由D-葡萄糖以β-糖苷键联结。它们都是复杂的分枝状聚合物，其间夹有一层蛋白质分子，其量约占细胞壁干重的10%。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.1细胞壁呈三明治状一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.1细胞壁细胞壁的少量组分——脂类和几丁质几丁质（chitin)：聚乙酰氨基葡萄糖并不是所有的酵母菌中都有几丁质，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%，有的假丝酵母含量超过了2%。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.1细胞壁壁外成分：有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。包括异多糖、甘露聚糖和淀粉类物质。细胞壁的功能：半透性；保护性；与细胞合成有关。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.2细胞膜位于细胞壁内侧，厚约7nm，结构与原核微生物相似，电子显微镜下呈3层结构。主要成分为蛋白质(约占细胞膜干重的50%)和类脂(约占40%)，少量糖类。类脂中含有甾醇，其中麦角甾醇居多，可增加细胞膜的硬度和韧性。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.2细胞膜发酵酵母(Saccharomycesfermentati)所含甾醇总量达细胞干重的22%，其中的麦角甾醇达细胞干重的9.7%。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.2细胞膜细胞膜的功能：•调节渗透压；•吸收与分泌。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.3细胞核核膜核仁核孔酵母菌具有真核—多孔核膜包裹起来的定形细胞核。是细胞遗传信息（DNA）贮存、复制和转录的主要部位一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.3细胞核在电子显微镜下，可看到核膜是一种双层单位膜，其上存在着大量直径40～70nm的圆形小孔，细胞核与细胞质间的物质交换通过该通道进行，核内合成的RNA通过核孔转移到细胞质中，为蛋白质合成提供模板。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.4线粒体通常呈杆状，数量1～20个，横断面直径约0.3～1μm，长0.5～3μm。线粒体具双层膜，内膜向内卷曲折叠成崤，崤上有小圆形颗粒（基粒）。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.4线粒体线粒体含丰富的类脂、磷酸、麦角甾醇、RNA、DNA和蛋白质，并含有RNA聚合酶和呼吸酶，后者与三羧酸循环和电子传递有关。线粒体DNA是环状分子，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。一、酵母菌的形态结构2.酵母菌的细胞结构2.5液泡单层膜包裹的细胞器。细胞中存在1个或多个液泡，多为球形、透明。随着菌龄增长而逐渐增多，并可汇合成大液胞，几乎占据整个细胞空间。为细胞成熟的标志。真核细胞与原核细胞的比较细胞壁肽聚糖（古细菌除外）纤维素，几丁质细胞膜一般没有甾醇常有甾醇细胞器无有线粒体、叶绿体等核糖体70s(50s+30s)80s(60s+40s)细胞核原核、无核膜、核仁、单个真核、有核膜、核仁、多染色体，DNA不与组蛋白结条染色体，DNA与组蛋白合，没有有丝分裂结合，有丝分裂。大小直径通常小于2μm直径从2-100μm运动器官靠鞭毛，鞭毛是1条中空靠鞭毛或纤毛管状蛋白质丝呼吸链位置细胞膜细胞中的线粒体上结构原核细胞真核细胞酵母菌的繁殖方式无性有性（产子囊孢子）芽殖：各属都存在裂殖：在裂殖酵母菌中存在无性孢子节孢子掷孢子厚垣孢子二、酵母菌的繁殖与生活史酵母菌的繁殖分有性和无性两种方式，以无性繁殖为主。二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.1芽殖(budding)芽殖是酵母菌最常见的繁殖方式。成熟的酵母菌细胞，先长出一个小芽，芽细胞长到一定程度，脱离或不脱离母细胞继续生长，尔后出芽又形成新个体，如此循环往复的繁殖。子细胞也称芽孢子。假菌丝：酵母菌进行芽殖过程中，几次出芽不脱落形成几个或几十个酵母状细胞连在一起时称为假菌丝。二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.1芽殖(budding)假菌丝与真菌菌丝的区别是假菌丝两细胞连接处呈细腰状。二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.1芽殖(budding)芽殖过程：1）母细胞形成小突起（A-D）2）核裂（E-G）3）原生质分配（H-I）4）新膜形成（J-K）5）形成新细胞壁（L）二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.1芽殖(budding)酵母菌（Saccharomycrescervisiae）的芽殖过程酵母的芽殖二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.1芽殖(budding)二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.2裂殖(fission)酵母菌的裂殖与细菌裂殖相似。其过程是细胞伸长，核分裂为二，细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个大小相等、各具一个核的子细胞。ExamplesofModelOrganisms•StudiesofthedistantlyrelatedfissionyeastSchizosaccharomycespombe,arecomplementarytoS.cerevisiae.–Bothcanbegrownrapidlyonplatesandinculture.进行裂殖的酵母种类很少，裂殖酵母属的八孢裂殖酵母在快速生长期，细胞可以分裂而不分开形成细胞链——假菌丝。二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.3产生无性孢子掷孢子厚垣孢子二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.3产生无性孢子掷孢子:少数酵母菌在卵圆形营养细胞上生出小梗,梗上形成孢子。掷孢子成熟后通过特有喷射机制射出。掷孢酵母属的酵母通过产生掷孢子的方式进行无性生殖。厚垣孢子：白假丝酵母(Candidaalbicans)在菌丝中间或顶端发生局部细胞质浓缩和细胞壁加厚，最后形成一些厚壁休眠体。厚垣孢子对不良环境有较强的抵抗力。二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.3产生无性孢子节孢子：地霉属(Geotricum)酵母菌在培养初期菌体为完整的多细胞丝状，在培养后期从菌丝内横隔处断裂，形成短柱状或筒状，或两端钝二、酵母菌的繁殖与生活史1.无性繁殖1.3产生无性孢子二、酵母菌的繁殖与生活史2.有性生殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子(ascospore)的方式进行有性繁殖。过程：两个邻近的细胞各伸出一根管状原生质突起，然后相互接触并融合而成一个通道，细胞质结合(质配)，两个核在此通道内结合(核配)，形成双倍体细胞，并随即进行减数分裂，形成4个或8个子核，每一子核和其周围的原生质形成孢子。含有孢子的细胞称为子囊，子囊内的孢子