《真核生物的形态、构造与功能-工业微生物学课件-03》由会员分享，可在线阅读，更多相关《真核生物的形态、构造与功能-工业微生物学课件-03（100页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 真菌的 形态、构造与功能,是指细胞核具有核膜，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。,真核微生物：,真核生物的细胞结构,真核微生物的主要类群:,植物界：显微藻类 动物界：原生动物 菌物界：粘菌、假菌和真菌。 真菌三个分支为：酵母、霉菌、蕈菌。,真菌的习性,大部分真菌为陆生，生长在土壤或死亡的植物材料上。 有些为水生，生活在淡水或海水中。 对于自然界中有机碳的矿化起重要作用。 真菌也能引起谷类植物疾病，少部分真菌寄生在包括人类在内的动物体内。,真核生物细胞结构,真核细胞中细胞器的功能,第一节 真核微生物的细胞结构,所有的真核微生物细胞都具有细胞膜、细胞核和
2、细胞质，除动物界的原生动物外，其他真核微生物一般都具有细胞壁。,真核细胞质中细胞器包括：微丝、中间丝、微管结构、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体、核糖体、叶绿体、液泡、壳质体、膜边体、氢化酶体等。 细胞外还有一些特殊的器官如鞭毛、纤毛等。,并非所有的真核细胞都具有以上全部细胞器。真核细胞中除细胞核外，所含细胞器的种类和数量很大程度上取决于细胞类型。例如，线粒体在真核细胞中普遍存在，而叶绿体则仅存在于光养型细胞。,一、真核细胞质中的细胞器,微丝（microfilaments）：分散存在于几乎所有真核细胞细胞质中的细小蛋白丝，直径在47纳米，也可呈网状或平行分布。微丝参与细胞的运动和形状改变
3、。,1. 微丝、中间丝和微管结构,微管(microtubules)：存在于细胞质中形状类似于细圆柱体，呈管状的丝状细胞器。 直径大约25纳米，微管由两种球蛋白亚基组成，称微管蛋白微管。微管还存在于有丝分裂的纺锤体中以及参与细胞或细胞器运动的结构中 。微管至少具有三种功能：（1）有助于维持细胞形状；（2）与微丝一起参与细胞运动；（3）参与胞内物质运输。,中间丝（intermediate filaments）：基质中另一种丝状结构，直径约810纳米。,微丝、微管和中间丝是构成细胞内部一个相互关联、巨大、复杂、丝状网络的细胞骨架。细胞骨架在保持细胞形态和细胞运动方面均具重要作用。,细胞质基质中存在的
4、一种具有封闭膜系统及由该膜围成的腔形或互相沟通的网状结构。分粗糙内质网和光滑内质网,2. 内质网(Endoplasmic Reticulum, ER),功能：脂类和蛋白质是由内质网结合的酶和核糖体合成的。内质网可以运输蛋白质、脂类和其它物质进出细胞。与粗糙内质网结合的核糖体合成的多肽链可以穿过内质网膜或进入其内腔，再传输到别处。内质网也是细胞膜合成的主要场所。,一种膜状细胞器，是由一些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。,3. 高尔基体(Golgi Apparutus),许多真菌的高尔基体结构形成不完全。高尔基体参与细胞膜形成和细胞产物的包装。当高尔基体将内质网合成的物质运至真
5、菌菌丝体尖端的细胞壁上时，就实现了菌丝体的生长。大多数从内质网进入高尔基体的蛋白质为糖蛋白，带有短的糖基链。高尔基体能够根据其用途的不同，通过添加特定基团对蛋白质进行修饰，然后将蛋白质运送到适当的场所。,4. 溶酶体(lysosomes),溶酶体为球形或囊泡状，由单层膜包裹，平均直径为500nm，参与胞内消化，含有在pH值为3.55.0微酸性条件下作用最强的各种水解酶类，主要功能是细胞内的消化作用。 溶酶体是由高尔基体和内质网合成的一种细胞器。其内部的消化酶由粗面内质网合成，并被高尔基体包装形成溶酶体。靠近高尔基体的光滑内质网也可出芽形成溶酶体。,5. 微体(microbody),一种与溶酶体
6、相似的球形细胞器，由单层膜包围，其内部所含的酶为氧化酶和过氧化氢酶，又称过氧化物酶体(peroxisome)。其功能是避免细胞遭受过氧化氢毒害，同时具有氧化分解脂肪酸的功能等。,6. 真核核糖体（ribosome）,真核核糖体可以游离形式存在于细胞质基质中，也可与内质网紧密相连，比70S的细菌核糖体大。它是由60S和40S两个亚单位构成的二聚体，沉降系数为80S。 内质网结合的核糖体合成的蛋白质可进入内质网腔被运送到其他场所，并被分泌到胞外，也可以插入内质网膜成为整合膜蛋白。 游离核糖体合成的蛋白质为非分泌蛋白和非膜蛋白质，可插入细胞核、线粒体和叶绿体等细胞器。 蛋白质合成后的正常折叠需要一种
7、成为分子伴侣的蛋白帮助，分子伴侣也能协助蛋白质运至线粒体等真核细胞器。 许多核糖体通常串连在一条mRNA上，并高效地进行肽链合成。mRNA和核糖体形成的复合体称为多聚核糖体。,7. 线粒体(mitochondria),完整的线粒体由内外两层膜包裹，两层膜由68nm的膜间隙分开。内膜向内折叠形成嵴(cristae)，增加线粒体内膜的表面积。嵴的形状和数量与细胞种类及生理状态密切相关，真菌具有板层状嵴。,浓稠的基质中含有其自身的核糖体和DNA。三羧酸循环和脂肪酸-氧化途径所需的酶系则存在于线粒体基质中。,参与电子传递及氧化磷酸化的电子载体和酶只存在于线粒体内膜上。,基粒(elementary pa
8、rticle)或F1粒子：成串存在于线粒体内膜表面上的许多直径约为8.5nm的球状小体。具有在细胞呼吸过程中合成ATP的功能。,8. 叶绿体(chloroplast),叶绿体是含有叶绿素的细胞器，是进行光合作用的场所，存在于能进行光合作用的真核生物细胞中。由双层膜包裹。外膜通透性好，内膜对物质透过的选择性强。叶绿体还含有双链环状DNA以及RNA、70S核糖体、脂滴、淀粉粒和进行光合作用的酶等成分。,由CO2和水形成碳水化合物的暗反应发生在基质内,捕获光能产生ATP、NADPH和O2的光反应定位在类囊体膜上,9. 液泡(vocuole),真核微生物细胞中出现的由单层膜包围的泡状细胞器。 液泡大小
9、、形态及其所含的化学组成随细胞年龄和生理状态而异。一般微生物旺盛生长时，液泡较小，而且其中内含物少。但随着细胞老化，其中出现异染粒、肝糖粒、脂肪滴、一些碱性氨基酸以及DNA酶、蛋白酶、脂酶等多种水解酶类。 液泡不仅具有溶酶体的功能，同时还可调节细胞渗透压以及贮藏营养物质。,10. 壳质体(chitosome),一种活跃于丝状真菌菌丝顶端的微小泡囊，直径约4070nm，内含几丁质合成酶，所以又称几丁质酶体。 功能和真菌菌丝的细胞壁合成和生长延伸有关。,位于真菌细胞壁和细胞膜之间的由单层膜包围而成的一种特殊膜结构。形状变化很大，有管状、囊状、球状、卵圆状或为多层折叠状，功能可能与细胞壁形成有关。,
10、11. 膜边体(lomasome),12. 氢化酶体(hydrogenosome),一种由单层膜包围的球状细胞器，一般存在于专性或兼性厌氧的真核生物中，是这些真核生物的呼吸器官，结构和功能与线粒体大不相同，氢化酶体缺少DNA和核糖体以及线粒体向内延伸的膜系统。氢化酶体内含氢化酶、铁氧环蛋白、氧化还原酶和丙酮酸等。其功能是为细胞运动提供能量。,一类较小的球状细胞器，直径约为200nm，由一个单层膜包围的电子密集的基质构成。伏鲁宁体一般与丝状真菌菌丝中隔膜孔相关联，具有塞子的功能，当菌丝受伤后，它可以堵塞隔膜孔而防止原生质流失，正常情况下可以调节两个相邻细胞间细胞质的流动。,13. 伏鲁宁体(wo
11、ronin body),二、纤毛(cilia)与鞭毛(flagella),真核微生物的纤毛和鞭毛是与运动有关的最重要的细胞器。纤毛平均长度仅为520m，而鞭毛长度则为100200m。尽管它们都是鞭子状的，都通过击打推动微生物向前运动（即“挥鞭式”驱动），但二者不完全相同。,鞭毛,纤毛,尾鞭型鞭毛,茸毛型鞭毛,鞭毛侧丝,真核微生物中的原生动物、藻类和低等水生真菌的游动孢子或配子才有鞭毛，而纤毛只有纤毛纲的原生动物才有。酵母菌和陆生性的霉菌一般不具有鞭毛和纤毛。 鞭毛和纤毛的超微结构基本相同。都是膜包裹的圆柱体。位于细胞外部的鞭杆的横截面呈“9+2”型，由九对微管二联体围绕着两个中央微管组成。其化
12、学组成为蛋白质。,鞭毛或纤毛的基部嵌埋于细胞质内膜上，是一个短圆柱体，称为基体。 基体超微结构不同于鞭杆，它被膜包裹的内部没有中央管，只有外围的九组微管三联体组成，而不是二联体。,三、细胞核和细胞分裂,细胞核(nucleus)是细胞遗传信息被核膜包裹而形成球形体。包括核膜、核仁和染色体等结构,1. 细胞核的结构,遗传物质：染色质（常染色质、异染色质）、染色体。 核膜结构 ：由内外两层单位膜构成，两层膜间被核周隙所分隔。外层膜表面常有核糖体颗粒，与粗面内质网相连，核周隙与内质网腔相通；内核膜表面光滑，紧贴一层致密的纤维网状结构，对核膜起支撑作用，称为核纤层。染色质通常与内膜相连。 核孔：核膜上存
13、在的由内、外膜融合而成的小孔。每个核孔边缘以复杂环状排列着称为孔环的颗粒状和纤维状物质。核孔是细胞核与细胞质的运输通道。孔环可以调节或协助物质通过核孔。 核仁：无被膜包裹，一个核中可包含一个或多个核仁，其中富含RNA，是合成rRNA和装配核糖体的场所。 在非分裂细胞内存在核仁，但在有丝分裂期间核仁消失。核糖体蛋白在细胞质中合成后被运输到核仁，与rRNA结合形成真核细胞核糖体的两个大小亚基，再被运输到细胞质中，结合形成完整的核糖体。,2. 有丝分裂和减数分裂,有丝分裂: 真核微生物进行繁殖时，其遗传物质所进行的复制和平均分离的过程，使每个新的细胞都有一套完整的染色体，分裂前后细胞核中染色体数目相
14、等。这一细胞核分裂和染色体分配过程称为有丝分裂。,细胞周期是指细胞在生长分裂循环中，由第一次分裂结束至下一次分裂结束期间所经历的过程。细胞周期包括细胞分裂间期和有丝分裂期。,分裂间期：第一次有丝分裂结束到第二次有丝分裂开始之间的周期部分，细胞生长发生在分裂间期。,微生物细胞周期长短主要决定于G1期长短,可看到包含两条染色单体（又称姐妹染色体或姊妹染色体）的染色体，并向细胞的赤道板移动，同时纺锤体形成，核仁消失，核膜开始溶解。,染色体排列在纺锤体中央，核膜消失。,每个染色体的两条染色单体分开并移向两极,核仁重现 ， 形成两个新核,有丝分裂期,在许多真菌、一些原生动物及藻类中，有丝分裂过程中其核膜
15、并不消失，新细胞的形成是通过亲代细胞的细胞质分裂（即胞质分裂）来完成，这一过程通常开始于后期，结束于末期末。,还有些真核微生物在有丝分裂过程并无胞质分裂，只产生多核形成多核体细胞。,几个概念： 单倍体：指在一个细胞核中同一性状的染色体数目只有一套。 二倍体：指在一个细胞核中具有同一性状的染色体数目存在两套。 同源染色体：二倍体中的两套染色体一个来自父本，一个来自母本，二者遗传性状相同，这样的染色体称为同源染色体。 减数分裂：细胞分裂后染色体数目减半，每个子细胞只得到一套完整的染色体的过程称为减数分裂。,减数分裂过程：包括两次分裂，但染色体只复制一次。经过两次分裂，1个二倍体细胞变成了4个单倍体
16、子细胞。 第一次分裂与有丝分裂明显不同，首先二倍体中的两条同源染色体配对，并紧密相连，这一过程称为联会。然后染色体复制，每一同源染色体均形成双链的姐妹染色体，这时同源染色体之间的遗传信息可能发生交换。最后由着丝粒连接的双链姐妹染色体分别向相反的两极运动，两条染色单体由一个着丝粒连接。 第二次分裂与有丝分裂过程基本相同，只是染色体不再复制，分裂过程中，由纺锤丝牵引每条染色体的两条姊妹染色单体向两极运动，着丝点分裂，姊妹染色体分开，并移到两极，纺锤丝消失，核膜出现，形成两个子细胞。,四、细胞壁,真核生物（如植物）的细胞壁主要成分是纤维素，但具体组分随生物种类不同而有所变化。 在低等真菌中以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，而高等陆生真菌以几丁质为主。真菌细胞壁通常含有80%90%的多糖，它与蛋白质、脂类、聚磷酸盐及无机离子结合在一起共同组成了坚固的壁。,五、原核细胞与真核细胞的比较,真核生物中存在线粒体和叶绿体，其核糖体为70S,特征,原核生物,真核生物,原核生物,真核
