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1、1,第二章,真核微生物的形态、构造和功能,2,冈比亚布氏锥形虫,3,微分干涉相差显微术 混合的硅藻细胞(100) 观察到的草履虫 (Paramecium)(115),第一节 真核微生物概述,4,水生真菌菌丝,酵母菌,5,青霉(Penicillium) 的菌落 霉菌菌丝和分生孢子的显微观察,6,喇叭虫(Stentor)有纤毛的原生动物，正伸展着活跃地进食，暗视野显微术(100) 哈蟆菌(Amanitamuscaria)，一种大的有毒蘑菇(5),7,真核微生物的种类约占微生物总数的95%以上。从个体形态、群体形态、营养吸收、代谢类型、代谢产物、遗传特性、和生态分布诸方面，真核微生物都展现出一幅多样
2、化的画面。,8,一、真核微生物与原核微生物的比较,9,真核微生物与原核微生物的比较,10,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生物，称为真核生物。,二、真核微生物(Eucarvotic micro-organisms)的主要类群,真 菌 粘 菌 假 菌,单细胞酵母菌 丝状真菌霉菌 大型子实体蕈菌,真核微生物,植物界：显微藻类 动物界：原生动物 菌物界,11,真菌的分类,Ainsworth分类系统,G.W.Martin分类系统,真菌具有细胞壁，不含叶绿素，无根茎叶的分化，以产生大量孢子进行繁殖，以寄生或腐生方式生存的真核微生物。,12,真菌的特点,无叶
3、绿素，不能进行光合作用 一般具有发达的菌丝体 细胞壁多含几丁质 营养方式为异养型 以产生大量无性和（或）有性孢子的方式进行繁殖 陆生性较强,13,三、真核微生物的细胞构造,14,15,（一）细胞壁,1.真菌的细胞壁 主要成分：多糖，少量的蛋白质和脂类 不同分类地位真菌细胞壁成分差异见P42 表2-2，主要有纤维素、葡聚糖、几丁质、甘露聚糖、壳聚糖、半乳聚糖等 2.藻类的细胞壁 厚度：1020nm，也有仅35nm 组成：纤维素构成的微纤丝5080%，其余为杂多糖,16,（二）鞭毛与纤毛,鞭毛细胞表面较长（150200m)、数量较少的毛发状、具有运动功能的细胞器 纤毛细胞表面较短(510m) 、数
4、量较多的毛发状、具有运动功能的细胞器 基本构造：鞭杆、基体和过渡区 9+2型：9个微管二联体，一对中央微管,17,18,19,（三）细胞质膜,与原核微生物在构造和功能上相似,20,（四）细胞核,细胞遗传信息（DNA）的贮存、复制和转录的主要部位。 呈球状或椭圆状，有核膜包裹 一个或数个，在真菌的菌丝顶端细胞中常常找不到细胞核 由核被膜、染色质、核仁和核基质构成,21,（五）细胞质和细胞器 11,1.细胞基质和细胞骨架 细胞基质（cytomatrix）真核细胞中除细胞器以外的胶状溶液； 细胞骨架(cytoskeleton)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
5、输和运动等功能； 2.内质网和核糖体 内质网(endoplasmic reticulum,ER)指细胞质中与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成； 核糖体(ribosome)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； 主要功能：合成蛋白质；,22,23,3.高尔基体(Golgi aooaratus, Golgi body)又称高尔基复合体，由48个平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体，其上无核糖体，功能是协调细胞生化功能，沟通细胞内外环境，为细胞提供一个内部的运输系统； 4.溶酶体(lysosome)由单层膜包裹，内含多种酸性水解酶的小球
6、形、囊泡状细胞器，功能是细胞内的消化作用；,24,5.微体(microbody)由单层膜包裹，与溶酶体相似的小球形细胞器，内含氧化酶和过氧化氢酶，又称过氧化物酶体，功能是使细胞免受H2O2毒害及氧化分解脂肪酸等； 6.线粒体(mitochondria)进行氧化磷酸化反应的重要细胞器，功能是把蕴藏在有机物中的化学潜能转化成生命活动所需的能量（ATP），是一切真核细胞的“动力车间”；,25,7.叶绿体(chloroplast)由双层膜包裹，能转化光能为化学能的绿色颗粒状细胞器； 由叶绿体膜（外被）、类囊体、基质组成 基质中有双链环状DNA ，能半自主复制；,26,8.液泡 (vacuole) ：由
7、单位膜分隔，存在于真菌和藻类等真核微生物的细胞器； 主要含糖原、脂肪和多磷酸盐等贮藏物，精氨酸、鸟氨酸和谷氨酰胺等氨基酸，及蛋白酶、酸性和碱性磷酸酯酶、纤维素酶和核酸酶等各种酶； 功能：维持细胞的渗透压，贮存营养物及溶酶体的功能；,27,9.膜边体（lomasome）又称须边体或质膜外泡，真菌特有； 10.几丁质酶体(chitosome)又称壳体，位于真菌菌丝顶端的微小泡囊，内含几丁质酶，功能是使菌丝延伸； 11.氢化酶体(hydrogenosome)由单层膜包裹的球状细胞器，内含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还蛋白和丙酮酸，在鞭毛附近，为运动提供能量。,28,29,第二节 酵母菌yeast,酵母菌
8、是一类单细胞真菌的俗称，分类学上分属于子囊菌纲和半知菌类。,特征: 1. 个体一般以单细胞状态存在； 2. 多数营出芽生殖，有的裂殖； 3. 能发酵糖类产能； 4. 细胞壁常含有甘露聚糖； 5. 喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。,Yeast, Sacchromyces sp. (SEM x17,250),30,一、分布及与人类的关系,分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表面，果园土壤中，与环境有关。 种类：据1982年的资料，已知的酵母有56属，500多种。酵 母菌与人类的关系极其密切。,31,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
9、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）。 在生物工程方面重要的科研模式微生物，作为基因工程的受体菌。,酵母的应用,酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。,32,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.,酵母菌的危害：,33,二、酵母菌的形态和构造,细胞直径比
10、细菌粗10倍左右，其直径一般为2-5m，长度为5-30m，最长可达100m。 酵母菌细胞的形态通常有球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种，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。,如Saccharomyces cerevisiae细胞的宽度为2.510m，长度为4.521m。因此在光学显微镜下可以模糊地看到它们细胞内的各种结构分化。,34,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。,一般具有: 细胞壁、细胞膜、细胞核、液泡、线粒体、
11、内质网、微体、微丝、及内含物等，有的菌体还有出芽痕、诞生痕。,35,外层：甘露聚糖(约占30%，以-糖苷键联结（并非所有酵母菌都有) 内层：葡聚糖（约占30-40%，由D-葡萄糖以-糖苷键联结） 中间层：蛋白质（含6-8%，多为酶类）,细胞壁,1、细胞壁结构： 酵母细胞壁呈“三明治”结构,（一）细胞壁,2、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。,3、细胞壁的少量组分脂类和几丁质(chitin)：为聚乙酰氨基葡萄糖 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12%，有的假菌丝酵母含量超过了2%。,36,
12、出芽痕和诞生痕： 在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称出芽痕，子细胞细胞壁上的位点称诞生痕。 根据酵母细胞表面留下芽痕的数目，就可确定某细胞产生过的芽体数，因而可估计该细胞的菌龄。,37,（二） 细胞膜,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）、VitD的前体-麦角固醇，这在原核生物是罕见的。,38,酵母细胞膜的功能： 调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障 细胞壁等大分子的生物合成和装配基地 部分酶的合成和作用场所,39,（三） 细胞核,核膜： 核孔4070nm ，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
13、。 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。,酵母细胞核是有双层膜结构的细胞器（核膜包裹，轮廓分明）,40,（四）其他构造,细胞质：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：液泡、核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等。,41,（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。,1.核糖体,42,2.线粒体:,1.双层单位膜包围的 细胞器；其中含脂 类
14、、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。,43,Shown here is an electron micrograph of a mitochondrion（线粒体）. Mitochondira are surrounded by two membranes; the inner membrane folds inward to make a series of chelves called cristae(嵴). These cristae play important roles in the e
15、nergy-releasing chemical reactions of cellular respiration that occur in the mitochondria.,44,1)单层膜包裹的细胞器；含有机酸、盐类、水溶液和水解酶类，还有一些贮藏颗粒（如肝糖粒、脂肪粒、异染颗粒等）。 2)调节渗透压； 与细胞质进行物质交换； 储藏营养物质和水解酶类。 3)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。,3.液泡,45,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。,4.内质网,根据表面结构分为： 粗糙型内质网：膜外附着有核糖体。 光滑
16、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，还有合成脂类和脂蛋白的作用,46,三、酵母菌的繁殖方式和生活史,根据能否进行有性繁殖，可将酵母菌分为： 假酵母：只有无性繁殖过程，也叫拟酵母。 真酵母：既有无性繁殖，又有有性繁殖过程。,芽殖,（各属酵母都存在）,裂殖,（裂殖酵母属）,节孢子,（地霉属）,掷孢子,（掷孢酵母属）,厚垣孢子,（白假丝酵母）,产无性孢子,无性,有性,（产子囊孢子）,酵母菌的繁殖方式,酵母属,接合酵母属,47,（一）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。,48,芽殖过程： 母细胞形成小突起（AD） 核裂（EG）
