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本课件讲真核微生物,介绍真菌细胞壁、细胞膜、细胞核与细胞器等真核细胞构造,重点讲解酵母菌与霉菌的菌丝形态、无性与有性繁殖方式及菌落特征,并延伸到蕈菌等大型真菌的形态结构与经济价值。
第三章真核微生物
第三章真核微生物教学目标与要求:1.了解酵母菌、霉菌和大型真菌的主要特征及其生物学特性;2.重点掌握,酵母菌与霉菌的形态结构和繁殖方式;3.掌握常见霉菌的主要特征及区别;4.了解酵母菌在生产实践中的应用及原核微生物与真核微生物的主要区别。
一、真核微生物的主要类群真核微生物植物界:显微藻类动物界:原生动物菌物界:假菌真菌单细胞真菌——酵母菌丝状真菌——霉菌大型真菌——蕈菌
(一)、细胞壁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三、真菌的细胞结构
(二)、鞭毛与纤毛
(三)、细胞质膜Plasma Membrane项目原核生物真核生物甾醇无(支原体例外)有(胆甾醇、麦角甾醇等)磷脂种类磷脂酰甘油和磷脂酰乙醇胺等磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺等脂肪酸种类直链或分支、饱和或不饱和脂酸;每一磷脂分子常含饱和与不饱和脂肪酸各一高等真菌:含偶数碳原子的饱和或不饱和脂肪酸低等真菌:含奇数碳原子的不饱和脂肪酸糖脂无有(具有细胞间识别受体功能)电子传递体有无基团转移运输有无胞吞作用无有
(四)细胞核 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 由核被膜、染色质、核仁和核基质组成
糙面内质网Rough endoplasmic reticulum (RER)Smooth endoplasmic reticulum (SER)滑(光)面内质网2、内质网和核糖体
核糖体(ribosomes)
Golgi apparatus3、高尔基体 4~8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 功能是协调细胞生化功能和细胞内外环境的重要的细胞器
Lysosymes4、溶酶体 单层膜 内含多种酸性水解酶 功能是细胞内消化
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潜能转化成生命活动所需能量(能量转换中心)6、线粒体4.14figure 04-14.jpg
7、叶绿体chloroplast 双层膜包裹、只存在于绿色植物的细胞中 具有光合作用 外形多为扁平的圆形或椭圆形 构造由三部分组成:叶绿体膜、类囊体、和基质
酱油、大酱、食用醋生产发酵池
生物防治(biological control)用虫霉菌使“吊死瘟”在蝗虫中流行,用白僵菌防治松毛虫等
生物工程产品柠檬酸
生物工程产品乳酸
蛋白酶淀粉酶生物工程产品酶制剂
酵母菌与人类
棉花枯萎病病原Fusarium oxysporum f. sp.vesinfectum (Atk.) Snyder et Hansen尖孢镰刀菌霉菌与人类——植物疾病
曲霉病(aspergillosis)肺囊虫病(aspergillosis)(pcp)霉菌与人类——动物和人类疾病引起表层、皮肤和皮下真菌病
和黄曲霉毒素Aspergillus flavus霉菌与人类——真菌毒素
黄曲霉毒素(aflatoxin)的理化性质
黄曲霉毒素的去除:物理吸附法------活性碳加水搓洗、淘洗去除剔除霉粒法,排除破碎的花生粒植物油强碱处理碾压加工法紫外线法微生物法臭氧法
酵母菌与人类的关系:“第一个家养微生物”酵母菌传统食品发酵生长单细胞蛋白石油脱腊生化药物基因工程的表达系统
(一)酵母菌的形态和大小球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种二、酵母菌的形态结构酵母菌细胞的大小,由于种类不同,差别很大,一般长2~3μm,有些种类可长达20~50μm,其宽度变化较小,通常为1~10μm。子细胞芽痕
酵母菌的形态构造模式图细胞壁细胞膜细胞核其他细胞构造线粒体芽体液泡细胞壁核芽体液泡膜细胞膜
2 酵母菌细胞膜有甾醇:以麦角甾醇多有糖脂无电子传递链磷脂种类不同细胞膜位于细胞壁内侧,厚约7.5nm,结构与于原核微生物基本相似,其差异主要是构成细胞膜的磷脂和蛋白质的种类不同,此外,细胞膜上还具有固醇,主要是麦
酵母菌的内含物(贮藏颗粒)异染颗粒、脂肪粒、糖(原)粒、海藻糖OHPO HnHO On=300-500
(一)无性繁殖1、芽殖(budding)子细胞出芽痕假菌丝芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式
Saccharomyces cerevisiae的芽殖过程芽殖
2、裂殖(fission)少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式
借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似.如Schizosaccharomyces octosporus(八孢裂殖酵母)。进行裂殖的酵母菌种类较少.2裂殖
(二)有性繁殖酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的细胞原生质体接触质配核配(2n)减数分裂
适宜的条件下,二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子。酵母的二倍体营养体,细胞接合质配核配经2次分裂其中1次为减数分裂后产生四个单倍体的子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即子囊孢子有性生殖
(三) 酵母菌生活史的三种类型营养体以单倍体/双倍体两种形式存在营养体只以单倍体形式存在营养体只以双倍体形式存在
1.单倍体型以八孢裂殖酵母为代表特点:营养细胞是单倍体;无性繁殖以裂殖方式进行;双倍体细胞不能独立生活,故双倍体阶段短,一经生成立即减数分裂。酵母菌的生活史-1
酵母菌的代表属1、酵母菌属例:啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)2、裂殖酵母属(Schizosaccharomyces spp.)3、假丝酵母属(Candida spp.)例:热带假丝酵母(Candida tropicalis)、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
一、霉菌的菌丝与形态构造(一)无隔菌丝和有隔菌丝——进化程度
(二)真菌菌丝横隔类型
(三)菌丝及其延伸过程
1、营养菌丝体的特化形态(3)吸器:只在宿主细胞间隙蔓延的营养菌丝上分化出来的短枝,可侵入细胞内以吸收宿主细胞的养料而不使其致死。
(5)附着枝:若干寄生真菌由菌丝细胞生出1~2个细胞的短枝,将菌丝附着于宿主体上
(6)菌核:由菌丝聚集和粘附而形成的一种休眠体,同时它又是糖类和脂类等营养物质的储藏体。
(8)菌环和菌网:捕虫类真菌常由菌丝分枝组成环状或网状组织来捕捉线虫类原生动物,然后从环上或网上生出菌丝,侵入线虫体内吸收养料。
(2)结构复杂的子实体a)产无性孢子的构造分生孢子器分生孢子座分生孢子盘
3、菌丝体在液体培养时的特化形态真菌在液体培养基中进行振荡培养时,往往会产生菌丝球 有利于氧的传递以及营养物和代谢物的输送,对菌丝的生长代谢产物有利。
二、真菌的孢子真菌的繁殖能力极强,主要是通过产生无性孢子或有性孢子来完成的(一)无性孢子1.厚垣孢子:这类孢子具很厚的壁,是真菌的休眠体,可抵抗热、干燥等不良环境。
二、真菌的孢子(二)有性孢子1、卵孢子:由两个大小不同的配子囊结合后发育而成,小型配子囊叫雄器,大型配子囊叫藏卵器。它们均由菌丝分化而来,当雄器与藏卵器配合时,雄器中的内含物通过授精管进入藏卵器与卵球结合,随后卵球生出外壁即成为卵孢子。
3、子囊孢子:真菌的菌丝可分化为产囊器和雄器,然后二者结合形成子囊,再于子囊内产生有性孢子,即子囊孢子。二、真菌的孢子-----------(二)有性孢子
各种类型的子囊孢子
担子菌产生有性孢子的担子双核菌丝的顶端细胞膨大后而形成,担子内的两性细胞经过核配后形成一个双倍体的细胞核,再经过减数分裂便产生4个单倍体的核,这时担子顶端长出4个小梗,小梗顶端稍微膨大,最后4个单倍体的核就分别进入小梗的膨大部位,从而形成4个外生的单倍体担孢子。4、担孢子
根霉(rhizopus)毛霉(mucor)曲霉(aspergillus)青霉(penicillium)三、与人类关系密切的常见霉菌
霉菌生活史——根霉黑根霉的生活史
根霉的用途:酿酒工业常用的糖化菌种发酵饲料转化甾族化合物的生产菌
毛霉的用途:生产有机酸生产酶制剂生产腐乳、豆豉对甾族化合物具转化作用甾族
曲霉Aspergillus分类:子囊菌纲(亚门)曲霉属;形态:菌丝有隔,具有足细胞分生孢子梗及膨大顶囊;繁殖:分生孢子;应用:酿造产业,有机酸发酵酶制剂生产。
青霉(Penicillium)分类:子囊菌纲(亚门)青霉属;形态:多细胞,菌丝分隔,有分枝;分生孢子梗具隔,分生孢子梗顶端不膨大,无顶囊,经多次分枝产生几轮对称或不对称的小梗,小梗顶端产生成串分生孢子;分生孢子穗:状如扫帚;应用:抗生素。
青霉的用途青霉素发明者、英国科学家弗莱明爵士澳大利亚病理学家霍华德.弗罗里,因进行青霉素化学制剂的研究,而与弗莱明于1945年诺贝尔生理学和医学奖.图中央是青霉菌,周围是致病菌。
霉菌与放线菌的特征比较霉菌与酵母菌的特征比较特征放线菌霉菌菌体形态呈菌丝体,有的有气生菌丝营养菌丝分化,菌丝直径0.2-1.0um呈菌丝体,有分化,菌丝直径3-10um细胞壁肽聚糖,革兰氏阳性一般为几丁质(壳多糖),有的含有纤维素细胞器原核,无线粒体真核,有线粒体等细胞器菌落形态表面干燥、粉状或颗粒状,菌落紧密,有褶皱,不易挑起
菌落三霉菌的培养特征与菌落液体培养特性和固体培养特性
菌落形态较大,质地一般比放线菌疏松,外观干燥,不透明,呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状;
第四节产大型子实体的真菌——蕈菌蕈菌(mushroom)又称伞菌,通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌,包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。与人类的关系密切,其中可供食用的种类有2000种,
蕈菌的发育过程中,菌丝的分化:形成一级菌丝形成二级菌丝形成三级菌丝形成子实体产生担孢子
原核微生物与真核微生物的主要区别结构原核微生物真核微生物细胞壁除少数外都含有肽聚糖没有肽聚糖细胞膜一般没有固醇常有固醇内膜简单,有中体复杂,有内质网等细胞器无有液泡、溶酶体、微体、线粒体、内质网等核糖体70S(50S+30S)80S(60S+40S),线粒体和叶绿体里面的为70S细胞核无核膜、核仁,单个染色体,DNA不与组蛋白结合,没有有丝分裂有核膜,核仁,多条染色体,DNA与组蛋白结合。分裂通过有丝分裂大小直径通常小于2微米直径从2微米到大于100微米
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