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1、第三章 真核微生物,学习要求： 通过本章学习，要求学生掌握真核细胞的结构与功能及其与原核细胞的主要区别，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： 真菌的无性繁殖，有性繁殖和代表种类。 难 点： 真菌的各种无性繁殖和有性繁殖过程。 细菌鞭毛与真核生物鞭毛亚显微结构的比较。,真核生物(Eukaryotes) 是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(Eukaryotic microorganism) 属于真核生物类的微生物。,真核微生物的类群：,藻 类 （Algae） 原生动物（Protozoa
2、） 黏 菌 （slime mold）,丝状真菌,酵 母,真 菌 （Fungi）,大型真菌子实体真菌蕈 菌,真菌(fungus,复fungi):,特 点:,无叶绿素，不能进行光合作用 一般具有发达的菌丝体（酵母是单细胞真菌） 细胞壁多含有几丁质 营养方式为异养吸收型 以产大量无性和（或）有性孢子的形式进行繁殖 陆生性较强,真菌的形态：,单细胞：酵母菌,丝状真菌：霉菌、蕈菌,真菌的繁殖：,无性繁殖：不经过性细胞的结合便能产生新个体的繁殖方式。 包括菌丝繁殖、裂殖、芽殖、无性孢子繁殖,有性繁殖：不同性别的细胞或器官配合后产生不同类型的有性孢子 有性孢子繁殖,真菌的有性繁殖过程：,核配 (karyog
3、amy)：两个细胞核结合 在低等真菌中，质配后立即核配，而高等真菌常有双核阶段，质配后两个核并不立即结合，需经很长时间才能核配。在此期间，双核细胞甚至又可同时各自分裂。,质配 (plasmogamy):性细胞细胞质融合,减数分裂 (meiosis) 核中的染色体数目又恢复到单倍体状态。大多数真菌在核配以后一般都立即发生减数分裂，菌体核的染色体数都是单倍的。双倍体只限于接合子(zygote)。,真菌的分类地位：,无鞭毛菌类,接合菌纲 担子菌纲 子囊菌纲 半知菌纲,有鞭毛菌类,游动菌纲 藻菌纲,裸菌类,粘菌纲 聚粘菌纲,真菌的生活类型,腐生 寄生,有利 有害,第一节 酵母菌,本节内容： 酵母菌的形
4、态结构 酵母菌的培养特征 酵母菌的繁殖方式和生活史,一、酵母菌的形态结构,分类,子囊菌纲 裂殖菌纲 半知菌纲,酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌，形状为圆形、椭圆形或圆柱形，细胞宽约15m，长约530m。,特点：,个体一般以单细胞状态存在 膜中有固醇 细胞壁由葡聚糖、蛋白质和甘露聚糖三层组成 能发酵糖类产能 多数为出芽繁殖 常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中,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”。,分布及与人类的关系,5. 应用于环境保护。,3.重要的科研
5、模式微生物；,啤酒酵母（Saccharomyces cerevisae）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。,(一)形态大小,酵母菌的形态结构,酵母菌为单细胞。 1.形态：因种而异，多呈 圆形，卵圆形。也有特 殊形态，如柠檬形、三 角形、藕节状、腊肠形， 假菌丝等 。 2.大小：宽约15m, 长约530 m。发酵 培养中的细胞平均直径 45m.,假菌丝:,酵母菌的形态结构,酵母菌在一定条件下培养，产生的芽体与母细胞不分离形成的特殊形态。,（二）细胞结构,酵
6、母菌的形态结构,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。,真菌细胞壁主要成分是多糖，另有少量的蛋白质和脂类,低等真菌的细胞壁的主要成分以纤维素为主,酵母的细胞壁的主要成分以葡聚糖为主,高等真菌的细胞壁的主要成分以几丁质为主,藻类的细胞壁主要是纤维素、间质多糖,真核微生物的细胞壁,1 . 细胞壁(以酿酒酵母为例),酵母菌的形态结构,外层：甘露聚糖,约占30%，以-糖苷键联结（并非所有酵母菌都有）,（1）化学组成：,甘露聚糖 蛋白质、脂类、几丁质 葡聚糖,内层：葡聚糖,酵母菌的形态结构,约占30-40%，由D-葡萄糖以-糖苷键联结。,中层：蛋白质,酵母
7、菌的形态结构,含6-8%，多为酶类。,细胞壁的少量组分脂类和几丁质 几丁质（chitin)：为聚乙酰氨基葡萄糖,酵母菌的形态结构,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%，有的假丝酵母含量超过了2%。,（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）细胞壁的功能： 半透性； 保护性； 与细胞合成有关。,酵母菌的形态结构,2 . 细胞膜,酵母菌的形态结构,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。,真核生物
8、与原核生物细胞质膜的差别,细胞膜的功能： 调节渗透压； 吸收与分泌。,酵母菌的形态结构,是细胞遗传信息（DNA）的贮存、 复制和转录的主要部位,外形固定，有核膜、核仁,由核被膜、染色质、核仁和核基质 组成,3 . 细胞核,核膜,核仁,八聚体组蛋白 (H2A，H2B、H3和H4各一对) 组蛋白H1与连接DNA结合 DNA：盘绕八聚体,真核结构,核基质：由蛋白纤维组成的网状结构，有支撑细胞核和 提供染色质附着点的功能。,核仁,染色质,核被膜,RNA,蛋白质,核膜：由两层78nm的膜组成，中间有1050nm的核周间隙；上被核孔（4070nm），透性比任何生物膜都大。,核纤层：成分为核纤层蛋白,核小体
9、,RNA,非组蛋白：DNA聚合酶，RNA聚合酶,是真核细胞合成和组装核糖体的场所。,真核细胞细胞核的核小体构造模式图：,核小体,组蛋白八聚体,双链DNA,组蛋白H1,4、细胞质和细胞器,（1）细胞基质和细胞骨架,除细胞器以外的胶状溶液，称细胞基质,细胞骨架是由微管、肌动蛋白丝（微丝）和中间丝3种蛋 白质纤维构成的细胞支架,（2） 液泡,酵母菌的形态结构,1)单层膜包裹的细胞 器；含水、有机酸、 无机盐和水解酶类。 2)调节渗透压； 与细胞质进行物质 交换； 储藏物质。 3)为细胞成熟的标志。,液泡：,（3）线粒体,线粒体:,酵母菌的形态结构,1）双层单位膜包围的 细胞器；其中含脂 类、蛋白质、
10、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。,（4）微体（microbody）,1）单层膜包围的细胞器，内含多种酸性水解酶。 2）甲醇初级氧化的场所，间接与烷 烃的初级氧化有关。 3）当以葡萄糖为碳源时，细胞无微 体，其功能由线粒体替代。,酵母菌的形态结构,过氧化物酶体：由单层膜包裹的含一种或几种氧化酶类的细胞器。 乙醛酸循环体：主要存在于藻类细胞中，使细胞中的脂类转化为 糖类。,内质网首先是在动物细胞中发现的，但现在多数真核细胞中都有存在。内质网是交织分布在细胞质中的膜的管道系统。是单层的单位膜，由脂质双分子层围成
11、。 粗糙内质网：上面附着有核糖核蛋白体，是合成蛋白质场所。 光滑内质网：上面没有核糖核蛋白体，其功能是 运输蛋白质。合成脂质和固醇 内质网外与质膜相连，内与核模相连，在物质运输中起重要作用。,（5）内质网：(endoplasmic reticulum),糙面内质网 Rough endoplasmic reticulum (RER),Smooth endoplasmic reticulum (SER) 光面内质网,粗糙内质网（主要） 核膜外表面 细胞质中 线粒体，叶绿体中,（6）核糖核蛋白体（ribosome）,真核细胞中核糖体的存在部位,又称为核蛋白体，是存在于一切细胞中的无膜包裹的颗粒状细胞
12、器，具有合成蛋白质的功能。,25SrRNA 5.8SrRNA 5SrRNA,真核细胞的核糖核蛋白体为80S，由60S和40S两个亚基组成。,80S,60S,40S：18SrRNA + 30种蛋白质,+ 39-41种蛋白质,70S,原核细胞的核糖核蛋白体为70S，由50S和30S两个亚基组成,50S,30S：16SrRNA + 21种蛋白质,23SrRNA 5SrRNA 32种蛋白质,（7） 高尔基体（Golgi apparatus）,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 是协调细胞生化功能和 细胞内外环境的重要的 细胞器,（8） 溶酶体（Lysosymes）,单层膜 内
13、含多种酸性水解酶 功能是细胞内消化 消化外来的颗粒（正常） 溶酶体膜破裂，释放出水解酶，整个细胞被消 化即消化自身,溶酶体作用机理：,膜边体亦称边缘体或“真菌中体”，它只存在于真菌细胞中。是位于细胞膜和细胞壁之间的由单层膜包围的结构。其形状有管状、囊状、球状、卵圆形或多层折叠膜。边体既可出现在膜的外侧，也可出现在膜的内侧。,（9）膜边体(lomasome),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，DN
14、A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2m 直径从2-100m 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 结构为9+2型 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,真核细胞与原核细胞的比较,二、繁殖方式和生活史,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（Schizaccharomyces）中存在,产无性孢子,掷孢子,厚垣孢子,只进行无性繁殖的酵母菌称假酵母 具有有性繁殖的酵母菌称真酵母,（一）繁殖方式,节孢子,1、芽殖（budding）,芽殖是酵母菌
15、进行无性繁殖的主要方式。成熟的酵母菌细胞，先长出一个小芽，芽细胞长到一定程度，脱离母细胞继续生长，尔后出芽又形成新个体。如此循环往复。一个成熟的酵母菌通过出芽繁殖可平均产生24个子细胞,子细胞也称芽孢子。,可有多边芽殖、两端出芽、 三边出芽等。 环境适宜时，可出现芽簇、 假菌丝。,繁殖方式和生活史,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。,假菌丝,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。,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）,酵母菌（Saccharomycres cervisiae）的芽殖过程,2.裂殖：,借细胞横分裂法繁殖，与细菌类似，如裂殖酵母。 在快速生长期，细胞可以分裂而不分开形成细胞链假菌丝。,繁殖方式和生活史,3.产生无性孢子,繁殖方式和生活史,产生掷孢子（ballistospore） 产生节孢子和厚垣孢子,掷孢子是掷孢酵母属等少数酵母菌产生的无性孢子，外形呈肾状。这种孢子是在卵圆形的营养细胞上生出的小梗上形成的。孢子成熟后通过一种特有的喷射机制将孢子射出。,掷孢子（ballistospore）,厚垣孢子（chlamydospore）,细胞壁中的原生
