《真核生物》PPT课件.ppt

第二章 真核微生物的形态、结构和功能,第一节 真核微生物概述 第二节 真核微生物一般结构 第三节 酵母菌 第四节 丝状真菌霉菌 第五节 产大型子实体的真菌蕈菌,第一节 真核微生物概述,1. 真核生物：是一大类细胞核具有核膜、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多细胞器的生物。,2. 真核微生物系统发育谱系树,双滴虫,滴虫,鞭毛虫,黏菌,纤毛虫,真菌,褐藻,3. 真核微生物的主要类群,植物界：显微藻类（绿藻、红藻和硅藻等）,动物界：原生动物（鞭毛虫类、变形虫类、纤 毛虫类、孢子虫类、丝孢虫类等）,菌物界,单细胞真菌：酵母菌,丝状真菌：霉菌,大型子实体真菌：覃菌（食用菌）,真菌,真核微生物,黏菌,卵菌,真菌特点,无叶绿素，不能进行光合作用； 一般具有发达的菌丝体，除酵母菌为单细胞外； 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。,4. 真核生物细胞结构,原核生物（细胞）,真核生物（细胞）,原核生物和真核生物结构的比较,4.1 细胞壁 4.1.1真菌的细胞壁:主要成分是多糖，另有少量蛋白质和脂类。 微纤维 ：（14）聚合物 多糖： 甘露聚糖 基质： 葡聚糖 少量蛋白质,4.1.2 藻类的细胞壁： 多数情况下是由纤维素组成，以微纤丝的方式层状排列，含量占细胞干重的50%80%，其余部分为间质多糖，主要是杂多糖，如果胶、木糖、甘露糖、藻酸或地衣酸。,绿藻,4.2 鞭毛与纤毛,真核细胞的鞭毛运动方式挥鞭论,真核生物与原核生物在质膜构造和功能上十分相似，具体组成和功能上有些差别。,4.3 细胞膜,4.4 细胞核,核被膜 染色质 核仁 核基质,不同的真菌染色体数目差别很大,4.5 细胞质和细胞器,细胞基质与细胞骨架 内质网和核糖体 高尔基体（Golgi body） 溶酶体 微体 线粒体 叶绿体 其他细胞器：液泡、膜边体、几丁质酶体、氢化酶体,细胞基质：细胞质中除细胞器以外的胶状溶液，含有细胞骨架、酶蛋白、各种内含物以及代谢产物等，是细胞代谢活动的重要场所。 细胞骨架：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，具有支持、运输和运动功能。,4.5.1 细胞基质和细胞骨架,微管：微管蛋白构成中空管状纤维，直径24nm。 功能：支持，构成纺锤体、鞭毛、纤毛 微丝（肌动蛋白丝）：肌动蛋白构成实心纤维。 功能：肌肉收缩，微绒毛，应变纤维，胞质环 流和阿米巴运动等。 中间丝：支持、运动功能。,细胞骨架,成纤维细胞微管,糙面内质网： 合成和运送胞外分泌蛋白,光面内质网： 脂类和钙代谢有关。,4.5.2 内质网和核糖体,内 质 网,核糖体（核蛋白体） 存在于一切细胞，无膜包被的颗粒状细胞器，具有蛋白质合成功能。 主要成分： 40%蛋白质，60%RNA。蛋白质和RNA通过共价键结合在一起，蛋白质位于RNA之外。 真核生物分布于细胞基质里的核糖体其沉降系数为80s（60s和40s），分布与线粒体、叶绿体的核糖体其沉降系数为70s（50s和30s）。,4.5.3 高尔基体,平行堆叠的扁平膜囊及囊泡组成; 形成糖脂蛋白分泌泡，并外排胞外; 对某些蛋白原酶切加工;,4.5.4 溶酶体,单层膜 内含多种酸性水解酶 功能是细胞内消化,4.5.5 微体,单层膜包裹、内含多种氧化酶和过氧化氢酶； 主要功能是使细胞免受H2O2毒害，并能氧化分解脂肪酸等。,外形和大小酷似杆菌 每个细胞有数百到数千个 能量加工厂,4.5.6 线粒体,4.5.7 叶绿体,外形多为扁平的圆形或椭圆形； 双层膜包裹、只存在于绿色植物的细胞中； 由三部分组成：叶绿体膜、类囊体、和基质；,单层膜包裹的细胞器；含有机酸、盐类、水溶液和水解酶类。 调节渗透压；与细胞 质进行物质交换；储藏物质 细胞成熟的标志。老龄细胞有大而明显的液泡。,4.5.8 液泡,4.5.9 其他细胞器 膜边体：真菌特有，位于质膜与细胞壁间，可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。 几丁质体：真菌菌丝体顶端微小泡囊，合成几丁质微纤丝。 氢化酶体：鞭毛基体附近，为鞭毛运动提供能量。,4.6 真核生物与原核生物的比较,结构合理、功能有序,原核生物与真核生物结构与功能的比较,原核生物与真核生物遗传装置与 基因表达方式的比较,DNA发生结构和数量上的变化,单倍性,多倍性,环状,线状,结构上的复杂化,基因表达调控的多层次性,转录前水平 转录水平 转录后水平 翻译水平,遗传信息传递的准确性和确定性,第二节 酵母菌,酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。通常具有以下几个特点： 个体一般以单细胞状态存在； 多数营养细胞出芽繁殖； 能发酵糖类产能； 细胞壁常含甘露聚糖； 常生活在含糖量较高、 酸度较大的水生环境中。,1. 与人类的关系,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。,重要的微生物资源；,重要的科研模式微生物；,啤酒酵母第一个完成全基因组序列测定的真核生物（1997）,有些酵母菌具有危害性；,酵母菌是人类的第一种“家养微生物”,有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。,2. 细胞的形态构造,2.1 形态：球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种。 2.2 大小：约为细菌体积的10倍，2.5-104.5-21m。 大小、形态随菌龄、环境条件、个体而异。,2.3细胞 结构,2.3.1细胞壁酵母纤维素,细胞壁结构：“三明治”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）赋予酵母机械强度的物质基础。 中间层：蛋白质（含6-8%，多为酶类）,细胞壁,2.3.2 细胞膜,蛋白质：包括一些酶,类脂,甘油的单、双、三酯,甘油磷酯,磷脂酰胆碱（卵磷脂）,磷脂酰乙醇胺,甾醇,麦角甾醇,酵母甾醇,糖类：甘露聚糖等,细胞膜,2.3.3 细胞核,遗传信息的主要贮存库（酿酒酵母基因组含有17条染色体，12052Mb，共有6500个基因）； 线粒体、2m质粒和少数菌中的线性质粒也含有DNA； 2m质粒，1967年发现，闭合环状超螺旋DNA分子。每个细胞大约含有60-100个，占总DNA的3%，复制受核基因组控制。,3. 酵母菌的繁殖方式和生活史,（假酵母）,（真酵母）,啤酒酵母的芽殖过程,3.1 无性繁殖 3.1.1芽殖（budding）:芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式,假菌丝,芽殖过程： 母细胞形成小突起（AD） 核裂（EG） 原生质分配（HI） 新膜形成（JK） 形成新细胞壁（L）,芽痕和蒂痕： 子、母细胞分离时，子、母细胞壁上留痕。 芽痕：母细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点。 蒂痕：子细胞壁上的位点。 多重出芽，致使酵母细胞表面有多个小突起。,3.1.2 裂殖:少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式。,裂殖酵母的裂殖过程,3.1.3产生无性孢子： 少数酵母菌可在卵圆形营养细胞上长出小梗，其上产生肾形的掷孢子。孢子成熟后，以喷射机制将孢子射出。,3.2 有性繁殖,细胞原生质体接触,质配,核配,减数分裂,3.3 酵母菌的生活史,又称生命周期，指上一代生物个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代的全部过程. 酵母菌单倍体和双倍体细胞均可独立存在，生活史有三种类型： （1）营养体既可以单倍体也可以双倍体形式存在，都可进行出芽繁殖。 （2）营养体只能以单倍体形式存在。 （3）营养体只能以双倍体形式存在。,特点： 1.营养体既能以单倍体（n）也能以二倍体(2n)形式存在; 2.营养体可进行出芽繁殖; 3.在特定的条件下才进行有性繁殖。,(1)单双倍体型,特点： 1.营养体为单倍体； 2.营养体的生殖方式为裂殖； 3.二倍体细胞不能独立生活，此期极短。,(2)单倍体型,特点： 1.营养体为二倍体，不断进行芽殖，此阶段较长； 2. 单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合； 3. 单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在，不能进行独立生活。,(3)双倍体型,菌落与细菌的相仿，但由于细胞比细菌的大，菌落较大、较厚、外观较稠和较不透明； 颜色呈 乳白色、矿烛色、红色； 存在酒精发酵，有酒香味。,4. 酵母菌的菌落,5.1 酵母菌属(Saccharomyces) ：细胞圆形、椭圆形、腊肠形。发酵力强，主要产物为乙醇及CO2。主要的种有：酿酒酵母(Saccharomyes cerevisiae)为酿造酒及酒精生产的主要菌种，还用于制造面包及医药工业；葡萄汁酵母(Saccharomyces uvarum)细胞椭圆形或长形，它能将棉子糖全部发酵，还可食用及用于医药工业。 5.2 裂殖酵母属(Schizosaccharomyces) ：细胞椭圆形、圆柱形，由营养细胞接合，形成子囊。有发酵能力，代表种为粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)，最早分离自非洲粟米酒，能使菊芋发酵产生酒精。 5.3 汉逊酵母属(Hansenula) 细胞圆形、椭圆形、腊肠形，多边芽殖，营养细胞有单倍体或二倍体，发酵或不发酵，可产生乙酸乙脂，同化硝酸盐。此菌能利用酒精为碳源在饮料表面形成皮膜，为酒类酿造的有害菌。代表种为异常汉逊酵母(Hansenula anomala)，因能产生乙酸乙脂，有时可用于食品的增香。,5. 酵母菌的主要代表(补充）,5.4 毕赤酵母属(Pichia)： 细胞形状多样，多边出芽；能形成假菌丝，常有油滴，表面光滑，发酵或不发酵，不同化硝酸盐，能利用正癸烷及十六烷，可发酵石油以生产单细胞蛋白，在酿酒业中为有害菌，代表种为粉状毕赤酵母(Pichia farinosa)。 5.5 假丝酵母属(Candida) ：细胞圆形、卵形或长形，多边芽殖，有些种有发酵能力；有些种能氧化碳氢化合物，用以生产单细胞蛋白，供食用或作饲料。少数菌能致病，代表种有：产朊假丝酵母(Candida utilis)，能利用工农业废液生产单细胞蛋白；热带假丝酵母(Candida tropicalis)能利用石油生产饲料酵母。 5.6 球拟酵母属(Torulopsis) ：细胞球形、卵形或长圆形。无假菌丝，多边芽殖，有发酵力，能将葡萄糖转化为多元醇，为生产甘油的重要菌种，利用石油生产饲料酵母，代表种为白色球拟酵母(Torulopsis candida)。 5.7 红酵母属(Rhodotorula) 细胞圆形、卵形或长形，多边芽殖，少数形成假菌丝。无发酵能力，但能同化某些糖类，有的能产生大量脂肪，对烃类有弱氧化力。常污染食品，少数为致病菌。代表种为粘红酵母(Rhodotorula glutinis)。,第三节 丝状真菌霉菌,1. 定义：霉菌,通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。,2. 分布及与人类的关系： 有用物品的生产：风味食品、酒精、抗生素（青霉素、灰黄霉素）、有机酸、酶制剂（淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等）、维生素、甾体激素等； 在农业上用于饲料发酵、植物生长激素（赤霉素）、杀虫农药（白僵菌剂）等； 腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用; 食物、工农业制品的霉变； 引起动植物疾病：植物真菌病稻瘟病等；动物真菌病脚气等。,在居家环境中大约有300种霉菌，它会严重影响人类的健康,3. 细胞的形态和构造,3.1菌丝及其延伸过程 菌丝:真菌营养体的基本单位。中空管状结构，直径310m，有分枝，有或无隔膜。比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。 菌丝体:许多菌丝分枝连接，相互交织构成。,根据菌丝中是否存在隔膜，将菌丝分为：无隔菌丝 有隔菌丝 通常无隔菌丝属低等真菌（鞭毛菌亚门和接合菌亚门），而有隔菌丝属高等真菌（子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门）两大类。,霉菌菌丝的生长,3.2 菌丝体（菌丝集团）及其各种分化形式,气生菌丝体,营养菌丝体,菌丝体的各种特化的构造,3.2.1 营养菌丝体的特化形态,（1）匍匐菌丝 （2）假根,（3）吸器,（4）附着胞,（5）附着枝,（6）菌核,（7）菌索,（8）菌环和菌网,3.2.2 气生菌丝体的特化形态,气生菌丝体主要特化成各种形态的子实体。 子实体是指在其里面或上面可产生孢子的、有一定形状的任何结构。,（1）结构简单的子实体,产生无性孢子的简单子实体：,产生有性孢子的简单子实体,（2）结构复杂的子实体,产生无性孢子的结构复杂的子实体,闭囊壳:呈球形，完全封闭，是不整囊菌纲,如部分青霉、曲霉所具有的特征。 子囊壳:似烧瓶形，部分封闭，但留有孔口，为核菌纲,真菌的典型构造。 子囊盘:盘状，开口，为盘菌纲,真菌的特有结构。,产生有性孢子的结构复杂的子实体,4.霉菌的繁殖方式,真菌菌丝断片在培养过程中，断片的幼龄端会重新形成新的生长点，通过顶端生长延长菌丝。,液体培养特征： 静止培养，菌丝在液面生长，形成菌膜。 震荡培养，菌丝相互缠绕在一起形成菌丝球，亦可形成絮片状，与震荡速度有关。 菌落特征：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。不同的真菌孢子含有不同色素，所以菌落可呈红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。菌落与培养基间的连接紧密，不易挑取，菌落下面与反面的颜色、构造，以及边缘与中心的颜色、构造常不一致等。,5. 霉菌的培养特征,第四节 产大型子实体的真菌蕈菌,那些能形成大型肉质子实体的真菌; 包括大多数担子菌属和极少数的子囊菌类。,1. 与人类的关系密切 食用菌; 药用真菌; 少数有毒或引起木材朽烂。,2. 蕈菌的结构,担孢子,3. 覃菌的菌丝分化过程,形成一级菌丝：担孢子沿长轴伸长，呈绒毛状单核菌丝，即一级菌丝，无子实体形成能力； 形成二级菌丝：不同性别的一级菌丝发生接合后，通过质配形成了由双核细胞构成的二级菌丝，它通过 “锁状联合”，使菌丝尖端不断向前延伸； 形成三级菌丝：到条件适宜时，大量的二级菌丝分化为多种菌丝束，即为三级菌丝； 形成子实体：菌丝束在适宜条件下会形成菌蕾，然后再分化、膨大成大型子实体； 产生担孢子：子实体成熟后，开始生成担孢子。,特点：小、轻、干、多以及形态色泽各异，休眠期长和较强的抗逆性。 无性孢子：主要方式，特点是分散，数量大。 孢囊孢子：内生孢子，毛、根、犁头霉 分生孢子：外生孢子，最普遍 节孢子：粉孢子，菌丝断裂形成 厚垣孢子：真菌休眠体 有性孢子