微生物学-第三章-真核微生物酵母-霉菌-大型真菌
真核微生物 具有真正细胞核 具有核膜与核仁分化的较高等的微生物 其细胞质中有线粒体等细胞器和肉质网等内膜结构 具有上述特征的微小生物 真核微生物特点 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微小生物 都称为真核微生物 Eucarvoticmicrobes 真菌是一类低等真核生物 特点 1 具有细胞核 进行有丝分裂 2 细胞质中含有线粒体但没有叶绿体 不进行光合作用 无根 茎 叶的分化 3 以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖 4 营养方式为化能有机营养 异养 好氧 5 不运动 仅少数种类的游动孢子有1 2根鞭毛 6 种类繁多 形态各异 大小悬殊 细胞结构多样 糙面内质网Roughendoplasmicreticulum RER Smoothendoplasmicreticulum SER 光面内质网 内质网 内质网 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 根据表面结构分为 粗糙型内质网 膜外附着有核糖体 光滑型内质网 表面没有附着的颗粒 内质网功能 起物质传递的作用 另外还有合成脂类和蛋白质 mitochondria 两层膜外形和大小酷似杆菌每个细胞有数百到数千个功能是把蕴藏在有机物中的化学能转化成生命活动所需能量 ATP 线粒体 真核微生物 真核微生物分类 真菌的分类 Ainsworth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 第一节酵母菌 yeast 酵母菌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 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 一 酵母菌的形态和大小 细胞直径比细菌大10倍左右 如Saccharomycescerevisiae细胞的宽度为2 5 10 m 长度为4 5 21 m 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 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 二 繁殖方式 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 真酵母 既有无性繁殖 又有有性繁殖过程 1 芽殖 是yeast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 芽殖过程 母细胞形成小突起 A D 核裂 E G 原生质分配 H I 新膜形成 J K 形成新细胞壁 L 出芽痕和诞生痕 酵母出芽繁殖时 子细胞与母细胞分离 在子 母细胞壁上都会留下痕迹 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 由于多重出芽 致使酵母细胞表面有多个小突起 芽痕 BreadYeastwithBud 假菌丝 Saccharomycescerevisiae的芽殖过程 有的酵母菌进行芽殖后 长大的子细胞不与母细胞立即分离 并继续除芽 细胞成串排列 这种菌丝状的细胞串就称为假菌丝 假菌丝的各细胞间仅以狭小的面积相连 呈藕节状 而霉菌的菌丝为真菌丝 即相连细胞间的横隔面积与细胞直径一致 呈竹节状的细胞串 称为真菌丝 借细胞横分裂法繁殖 与细菌类似 如Schizosaccharomycesoctosporus 八孢裂殖酵母 进行裂殖的酵母菌种类较少 2 裂殖 掷孢子 ballistospore 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 因此 如果用倒置培养皿培养掷孢酵母并使其形成菌落 则常因其射出掷孢子而可在皿盖上见到由掷孢子组成的菌落模糊镜像 此外 有的酵母如Candidaalbicans等还能在假菌丝的顶端产生厚垣孢子 chlamydospore 产生掷孢子等无性孢子 适宜的条件下 二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子 1 有性繁殖的过程 一般通过邻近的两个性亲和性不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起 随即相互接触 局部融合并形成一个通道 再经过质配 核配形成双倍体细胞 接合子 接合子进行减数分裂 形成4个或8个子核 每一个子核和周围的细胞质一起 在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子 形成子囊孢子的细胞称为子囊 一般一个子囊可产生4 8个子囊孢子 孢子数目 大小 形状因种而异 酵母的二倍体营养体细胞 减数分裂后产生四个单倍体的核 原细胞发育成子囊 ascus 里面有四个子囊孢子 将来发育成单倍体营养体细胞 有性生殖 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 三 细胞结构 外层 甘露聚糖 约占30 以 糖苷键联结 并非所有酵母菌都有 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 1 酵母细胞的细胞壁 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1 2 有的假菌丝酵母含量超过了2 2 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 3 细胞核 核膜 核孔40 70nm 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 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 4 细胞质 1 核糖体 2 线粒体 3 液泡 4 微体 5 内质网 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 核糖体 线粒体 内质网 高尔基体等 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 核糖体 线粒体 1 双层单位膜包围的细胞器 其中含脂类 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 1 单层膜包裹的细胞器 含有机酸 盐类水溶液和水解酶类 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 微体 1 双层膜包围的细胞器 内含颗粒状物质及DNA 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 微体 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 根据表面结构分为 粗糙型内质网 膜外附着有核糖体 光滑型内质网 表面没有附着的颗粒 内质网功能 起物质传递的作用 另外还有合成脂类和脂蛋白 内质网 啤酒酵母 1 菌落形态特征 大而厚 圆形 光滑湿润 粘性 颜色单调 常见白色 土黄色 红色 四 酵母菌培养的特征 2 液体培养在液体培养基上 不同的酵母菌生长的情况不同 好气性生长的酵母可在培养基表面上形成菌膜或菌醭 其厚度因种而异 有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部 有的酵母菌在培养基中均匀生长 使培养基呈浑浊状态 五 上面酵母与下面酵母 并非分类学上的名称 而是在啤酒酿造业中根据酵母菌在容器内的情况而对酵母菌株进行的分类 上面酵母 在发酵过程中细胞浮游在液体上层 是较活跃的发酵剂 下面酵母 在发酵过程中细胞沉于容器底层 是较缓慢的发酵剂 酵母菌的代表属 1 酵母菌属例 啤酒酵母 Saccharomycescerevisiae 2 裂殖酵母属 Schizosaccharomycesspp 3 假丝酵母属 Candidaspp 例 热带假丝酵母 Candidatropicalis 解脂假丝酵母和产朊假丝酵母4 球拟酵母属5 红酵母属6 掷孢酵母属 第三节霉菌 molds 本节提要 霉菌的形态结构霉菌的菌落特征霉菌的繁殖及生活史霉菌的代表属 概念分类位置分布应用危害 一 霉菌的形态结构 霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝 hyphae 构成 菌丝是真菌营养体的基本单位 菌丝是中空管状结构 直径一般3 10 m 有分枝 有隔膜或无隔膜 根据菌丝有无隔膜 可以将真菌分成低等真菌 鞭毛菌亚门和接合菌亚门 和高等真菌 子囊菌亚门 担子菌亚门和半知菌亚门 两大类 许多菌丝分枝连接 相互交织在一起所构成的形态称菌丝体 mycelium 霉菌菌丝类型 按分化程度分 依形态分 1 营养菌丝 Vegetatilehypha 在固体培养基上伸入基内的菌丝 行吸收养料之功能 2 气生菌丝 Aerialhypha 向空中生长的菌丝 发育到一定阶段可分化成孕育 繁殖 菌丝 Reproductivehypha 霉菌 青霉 的菌丝 霉菌菌丝类型 依形态分 按分化程度分 无隔菌丝 为长管状单细胞 细胞质内含多个核 其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多 这是低等真菌所具有的菌丝类型 有隔菌丝菌丝中有隔膜 被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞 菌丝由多个细胞组成 每个细胞内有一至多个核 隔膜上有单孔或多孔 细胞质和细胞核可自由流通 每个细胞功能相同 这是高等真菌所具有的类型 霉菌的细胞结构 霉菌细胞壁的成分 霉菌的细胞膜 核线粒体和核糖体等成分与其它真核生物 酵母 基本相同 菌落特征 霉菌的菌落大 疏松 干燥 不透明 多呈绒毛状 絮状或网状等 菌体可沿培养基表面蔓延生长 由于不同的真菌孢子含有不同的色素 所以菌落可呈红 黄 绿 青绿 青灰 黑 白 灰等多种颜色 液体培养时的特征 如果是静止培养 菌丝往往在液体表面生长 液面上形成菌膜 如果是震荡培养 菌丝可相互缠绕在一起形成菌丝球 亦可形成絮片状 与震荡震荡速度有关 二 霉菌的培养特征 霉菌的繁殖方式 无性孢子 1 孢囊孢子 sporangiospore 形成特征 形成于菌丝的特化结构 孢子囊内 孢子形态 近圆形 举例 根霉 毛霉 2 分生孢子 Canidinm 形成特征 由分生孢子梗顶端细胞特化而成的单个或簇生的孢子 孢子形态 极多样 举例 曲霉 青霉 3 节孢子 arthrospore 又称粉孢子 形成特征 由菌丝断裂而成 孢子形态 常呈成串短柱状 举例 白地霉 厚垣孢子 4 厚垣孢子 Chlamydospore 形成特征 部分菌丝细胞质浓缩 变圆 周围生出厚壁而成 孢子形态 圆形 柱形等 举例 总状毛霉 有性结构及其形态特征 由大小不同的配子囊结合后发育而成 小配子囊称雄器 大配子囊称藏卵器 所属分类地位 卵菌纲 有性孢子1 卵孢子 oospore 2 接合孢子 zygospore 有性结构及其形态特征 是由菌丝生出的结构大小相似 形态相同或略有不同两个配子囊接合后发育而成 所属分类地位 接合菌纲 接合孢子形成过程 根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同 可将结合分为分为两种情况 同宗配合 Hemothallism 是单一的孢子囊孢子萌发后形成的菌丝 甚至同一菌丝的分枝相互接触 而形成接合孢子的过程 异宗配合 Heterothallism 是不同菌系的菌丝相遇后 才能形成接合孢子 这两种有亲和力的菌系在形态上并无区别 同宗配合与异宗配合 3 子囊孢子 ascospore 有性结构及其形态特征 在子囊中形成 子囊 两性细胞接触以后形成的囊状结构 子囊的形成有两种方式 两个营养细胞直接交配而成 其外面无菌丝包裹 从一个特殊的 来自产囊体菌丝 称为产囊丝 的结构上产生子囊
