真核微生物的细胞形态、内部构造和表现功能

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1、第二章 真核微生物的形态、 构造和功能 要求掌握真核微生物、真菌的概 念、类群、特性；重点掌握酵母菌、 霉菌的概念、类群特性、繁殖方式； 掌握常见的真菌的生理特性以及用途 ；了解真菌与人类、自然的关系以及 真菌与生产、应用的关系。 第一节 真核微生物概述 第二节 酵母菌 第三节 丝状真菌霉菌 第四节 产大型子实体的真菌蕈菌 第一节 真核微生物概述 真核生物： 凡是细胞核有核膜、细胞能进行有丝分裂、细胞质中存在 线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物，称为真核生物。 一、真核生物与原核生物的比较 二、真核微生物的主要类群 真核微生物： 是指一大类有完整细胞核、结构精巧的染色体和多种细 胞器的微生物

2、。 （一）显微藻类： 藻类是指除苔藓植物和维管束植物以外，基本上有叶绿 体，可进行光合作用，并伴随放出氧气的一大类真核生物， 它们大多属于只有通过显微镜才能观察到个体形态的微生物 。但也有一些藻类个体很大。 （二）原生动物： 原生动物是一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有 运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物。它们个体微 小，大多数都需要显微镜才能看见。 （三）真菌： 真菌具有以下特点： 1、不能进行光合作用； 2、以产生大量孢子进行繁殖； 3、一般具有发达的菌丝体； 4、细胞壁多数含几丁质； 5、营养方式为异养吸收型； 6、陆生性较强。 三、真核细胞结构 （一）细胞壁： 1、真菌的细胞

3、壁 化学成分：多糖，少量蛋白质和脂类 多糖：微纤维-1,4单糖聚合物、无定形基质 低等真菌：纤维素 酵母菌：葡聚糖 高等陆生真菌：几丁质 不同生长阶段，真菌细胞壁化学成分明显不同 功能：固定细胞外形，保护细胞免受外界不良因子的损伤 2、藻类的细胞壁 l细胞壁厚度一般为10-20nm，有时仅为3-5nm l结构骨架 以微纤丝方式层状排列的纤维素，5080DW l间质多糖 杂多糖：褐藻酸、岩藻素、琼脂 2、原生质体的制备： 真菌细胞壁可被蜗牛酶降解，从而获得原生质体 。 （二）细胞膜： 呈流动镶嵌模型，具有典型的三层结构，主要成分是磷脂分 子和蛋白质，其结构和功能与原核相似 。 项目原核生物真核生

4、物 甾醇无（除支原体）有 磷脂磷脂酰甘油、磷脂酰乙 醇胺 磷脂酰胆碱、磷脂酰乙 醇胺 糖脂无有 电子传递链有无 基团转移有无 胞吞作用无有 真核生物与原核生物细胞质膜的差别 （三）细胞核 细胞遗传信息贮存、复制和转录的主要部位 外形固定（球状或椭圆状）、核膜包裹 数目：一个或多个 真菌的菌丝顶端细胞，常找不到细胞核 细胞核构成：核被膜、染色质、核仁和核基质 染色体形状 染色体数目 小孔、小孔、 染色质、染色质、 核膜、核膜、 核仁核仁 （四）细胞质及细胞器 位于细胞质膜和细胞核间的透明、粘稠、不断流动并充 满各种细胞器的溶胶，称为细胞质，包括细胞基质、细胞骨 架和各种细胞器。 1、细胞基质和细

5、胞骨架 （1）细胞基质：又叫细胞溶胶。指真核细胞中除细胞器以外 的胶状溶液。它是细胞代谢的重要基地。 （2）细胞骨架：是由微管、肌动蛋白丝（微丝）和中间丝3 种蛋白纤维构成的细胞支架，具有支持、运输和运动等功能 。 2、线粒体 (1)功能 进行氧化磷酸化的细胞器有机物转化为细胞生命活 动的直接能源ATP (2)形态 线粒体在活细胞中呈多形性，易变异等特点，形状多种 多样，以线状和颗粒状最常见。 (3)结构 囊状：0.51.0 um，双层膜结构，外膜内膜 嵴：管状嵴、板状嵴 基粒：ATP合成酶复合体。 脂蛋白复合物：电子传递链(呼吸链)的组成部分。 (4)线粒体是半自主性复制的细胞器 线粒体基质

6、内含有环状DNA及自身转录RNA与翻译蛋白质 的体系，但组成线粒体的各种蛋白质成分则是由核DNA和线粒 体DNA编码的 。 3、核糖体 核糖体又称核蛋白体，是存在于一 切细胞中的无膜包裹的颗粒状细胞器， 具有蛋白质合成功能。 (1)功能 是合成蛋白质的细胞器，它按照 mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成 多肽链。 (2)形态 颗粒状的结构，无被膜包裹。 (3)结构： 主要成分是蛋白质和RNA，蛋白质 分子分布在核糖体表面，RNA位于内层 。 为80s核糖体，由60s和40s大小亚基 组成。 4、内质网 定义 细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细 管系统，由脂质双分子层围成，内侧

7、与核被膜的外膜相通，核 周间隙是内质网腔的一部分。 内质网的类型 糙面内质网 膜上附有核糖体颗粒，合成运送胞外分泌蛋白 光面内质网：不含核糖体，与脂类与钙代谢相关 5、高尔基体 由48个排列较为整齐的扁平膜囊堆叠在一起构成， 膜囊周围有大量大小不等的囊泡结构。 功能： 浓缩核糖体合成的蛋白质 形成糖蛋白和脂蛋白 分泌 6、叶绿体 一种由双层膜包裹、能转化光能为化学能的绿色颗粒状细胞 器，能够进行光合作用 l功能：具有进行光合作用即把CO2和H20合成葡萄糖并放出O2的重 要功能，是植物细胞所特有的能量转换细胞器。 l叶绿体的形态与构造 1）外形多为扁平的圆形或椭圆形，略呈凸透镜状。 2）由3部

8、分组成，包括叶绿体膜（或称外被）、类囊体和基质。 3）叶绿体是真核细胞中的半自主性复制的细胞器。 7、溶酶体 溶酶体是由单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状 细胞器，其主要功能是进行细胞内的消化作用。 8、微体： 是一种由单层膜包裹的、与溶酶体相似的小球形细胞器， 其内所含的主要是氧化酶和过氧化氢酶，又称过氧化物酶体。 (1)功能 避免细胞受过氧化氢毒害 氧化分解脂肪酸 (2)微体（数目、形态、大小和功能）的微生物分布 生物类型 不同个体 内外条件：糖、甲醇、脂肪酸 9、液泡：存在于真菌和藻类中，由单位膜分隔。 (1) 液泡的成分 贮藏物：糖原、脂肪、多磷酸盐 碱性氨基酸：精、鸟、谷氨酰胺

9、 酶类 (2)液泡的功能 维持细胞的渗透压 贮藏营养物 溶酶体 10、膜边体： 又称须边体或质膜外泡，是真菌特有的位于菌丝细 胞四周的质膜与细胞壁间，由单层膜包裹，膜边体形态 多样，可互相结合。 (1)形态：呈管状、囊状、球状、卵圆状或多层折叠膜状 ，其内含有泡状物或颗粒状物。 (2)形成：由高尔基体或内质网的特定部位形成，各个膜 边体能互相结合，也可与别的细胞器或膜相结合。 (3)功能：可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。 11、几丁质酶体 是一种存在于菌丝顶端细胞的微小泡囊，又称壳体， 其功能是将其中所含的几丁质酶运至菌丝顶端细胞合成几 丁质纤维，保证菌丝的延伸。 12、氢化酶体 是一种由单

10、层酶包裹的球状细胞器，内含氢化酶、氧 化还原酶、铁氧还蛋白和丙酮酸等，通常存在于鞭毛附近 ，为鞭毛运动提供能量。 （五）鞭毛以及纤毛 某些真核微生物细胞表面长有或长或短的毛发状、具有运 动功能的细胞器。 其中形态较长、数量较少者为鞭毛，而形态较短、数量较 多者为纤毛。 由伸出细胞外的鞭杆、嵌埋在细胞质膜上的基体以及把这 两者相连的过渡区共3部分组成。 鞭杆： 9+2型 基体： 9+0型 第二节 酵母菌 一、概述 非分类名词，一群能发酵糖类的单细胞微生物，属真菌类 。 1 、特点 （1）生活史中，个体主要以单细胞状态存在； （2）多数营出芽繁殖，也有的裂殖； （3）能发酵糖类产能； （4）细胞壁

11、常含甘露聚糖； （5）喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。 2、与人类的关系 （1）重要的微生物资源； （2）重要的科研模式微生物； （3）有些酵母菌具有危害性。 二、形态构造 （一）形态大小 1、个体形态： 通常呈卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等。 2、细胞大小：大小在1-5um X 5-30um之间。 （二）细胞结构： 酵母菌为单细胞，无鞭毛，不运动。 1、细胞壁 （1）化学组成： 三明治状的“酵母纤维素”：分三层，外层为甘露糖，内 层为葡聚糖,其间夹有一层蛋白质分子。芽痕周围有少许几丁质 。 （2）原生质体的制备：用蜗牛消化酶水解细胞壁。 2、细胞膜 与原核基本相同，但含甾醇。由于有

12、细胞器分化，功能不及 细菌多，主要是调节渗透压、吸收营养、分泌代谢物等。 3、细胞核 真核：多孔核膜包裹起来的定形细胞核，大量核孔，可 见染色体，一个或几个核仁，核膜外有中心体。 酵母细胞核的观察 活细胞细胞核：相差显微镜 核内染色体：碱性品红或姬姆萨染色法 4、其他细胞构造 （1）大型液泡： 存在于成熟的酵母菌细胞。 内含有一些水解酶以及聚磷酸、类脂、中间代谢物和金属 离子等。 (2)线粒体：含有一环状DNA。呼吸酶系载体， “动力工厂 ” 。 有氧条件：杆状或球状线粒体 无氧条件：无嵴、无氧化磷酸化功能的线粒体 (3)“2um质粒 ”：闭合环状超螺旋DNA分子，外源DNA载体。 (4)线状

13、质粒： (5)微体： 只有一层约7nm单位膜包裹、直径约3m的圆形或卵圆形的 细胞器。其功能可能是参与甲醇和烷烃的氧化。 （三）显微镜观察方法 1、通过美蓝染液水浸片可观察酵母的形态和出芽生殖方 式,还可鉴别死活细胞； 2、用孔雀绿染液初染,脱色后用蕃红复染,用油镜可观察 到子囊孢子呈绿色,菌体和子囊呈粉红色。 三、培养特征 （一）菌落特征 与细菌菌落相似，较细菌菌落大而厚些，表面湿润 粘稠，易被挑起，不透明，多呈乳白色，只有少数呈红 色,个别为黑色，多有悦人的酒香味。 （二）液体培养 在液体培养基中，有的酵母菌生长产生沉淀，有的 在液体中均匀生长，有的则形成菌膜，有的菌膜较厚， 有的很薄，有

14、的则在容器壁上形成一圈菌环。 四、繁殖方式与生活史 （一）繁殖方式 只能进行无性繁殖的酵母：假酵母 具有有性生殖的酵母菌：真酵母 1、无性繁殖：是指不经两性细胞结合而进行的繁殖。 (1)芽殖：酵母菌最常见的繁殖方式。 l芽殖Budding：良好的生长和营养条件 l假菌丝（Pseudohyphae）：藕节状，连接面积狭小 l真菌丝（Euhyphae）：横隔面积与细胞直径一致 l芽体，芽孢子（Budding Spore）的形成过程 细胞壁变薄 新细胞积聚 新细胞壁形成 l芽痕（Budding Scar）：母细胞上的 l蒂痕（Birth Scar）：只有一个 （2）裂殖：酵母菌的裂殖与细菌的裂殖相似

15、：细胞伸长、核分 裂为二、细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个相等大小的、 各具有一个核的子细胞。 （3）产生掷孢子等无性孢子 无性孢子是指不经过两性细胞结合而直接由菌丝分化形成 的繁殖性小体。 2、有性繁殖产生子囊及子囊孢子 有性孢子是指经过两性细胞结合，经质配、核配、减数分裂 形成的繁殖性小体。 （1）子囊是一种含有有性孢子即子囊孢子的呈球形、棒形、 或圆筒形的囊状结构。 （2）子囊孢子是接合子的产物，即由雄的与雌的核融合后经 两次减数分裂在子囊内形成。 (3)子囊孢子的形成过程 接触 融合 质配 核配 减数分裂形成子核 孢子壁形成 3、形成孢子条件 （1）营养充足强壮幼龄细胞 （2）适当温、湿度（25-30，80%） （3）空气要流通 （4）适当的生孢子培养基 （二）生活史 个体经一系列生长、发育阶段后而产生下一代个体的全部过 程，就称为该生物的生活史或生命周期。 酵母菌的生活史可分为三个类型： 1、营养体既可以单倍体（n）也可以二倍体（2n）形式存在 酿酒酵母 2、营养体只能以单倍体（n）形式存在 八孢裂殖酵母 3、营养体只能以二倍体（2n）形式存在 路德类酵母 1、营养体既可以单倍体（n）也可以二倍体（2n）形式存在