真核微生物專業(yè)專家講座

第三章真核微生物形態(tài)、結構和功效細胞核含有核膜；能進行有絲分裂；細胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器；第一節(jié)真核微生物概述含有上述特征微小生物一、真核生物：真核微生物專業(yè)專家講座第1頁二、類群菌物界假菌真核微生物真菌植物界：單細胞藻類動物界：原生動物霉菌酵母菌覃菌（蘑菇）絲狀真菌單細胞真菌大型真菌真核微生物種類約占微生物總數(shù)95%以上。從個體形態(tài)、群體形態(tài)、營養(yǎng)吸收、代謝類型、代謝產(chǎn)物、遺傳特征、和生態(tài)分布諸方面，真核微生物都展現(xiàn)出一幅多樣化畫面。粘菌真核微生物專業(yè)專家講座第2頁三、真核微生物細胞結構（一）細胞壁1、真菌細胞壁主要是多糖多糖葡聚糖：酵母菌甘露聚糖：酵母菌、高等真菌纖維素：低等真菌殼多糖-幾丁質(zhì)：高等真菌同一真菌不一樣生長階段，菌絲不一樣部位成份不一樣真核微生物專業(yè)專家講座第3頁2、藻類細胞壁-纖維素二、鞭毛和纖毛（flagellum/cillum)鞭毛鞭桿（9+2）基體（9+0）過渡區(qū)一對中央微管9個微管二聯(lián)體A亞纖維B亞纖維真核微生物專業(yè)專家講座第4頁三、細胞質(zhì)膜（略）四、細胞核（略）五、細胞質(zhì)和細胞器主要了解微體、液泡、膜邊體、幾丁質(zhì)酶體、氫化酶體概念和功效真核微生物專業(yè)專家講座第5頁本章主要內(nèi)容-真菌：1.真菌是一類低等真核生物,其特點以下：含有細胞核，進行有絲分裂；2.細胞質(zhì)中含有線粒體但沒有葉綠體，不進行光合作用，無根、莖、葉分化；3.以產(chǎn)生有性孢子和無性孢子二種形式進行繁殖；4.營養(yǎng)方式為化能有機營養(yǎng)（異養(yǎng)）、好氧；5.不運動（僅少數(shù)種類游動孢子有1-2根鞭毛）；6.種類繁多，形態(tài)各異、大小懸殊，細胞結構多樣。真核微生物專業(yè)專家講座第6頁第二節(jié)酵母菌一、概念酵母菌（yeast）是一群單細胞真核微生物。這個術語也是無分類學意義普通名稱，通慣用于以芽殖或裂殖來進行無性繁殖單細胞真菌，以與霉菌區(qū)分開。有些可產(chǎn)生子囊孢子進行有性繁殖。真核微生物專業(yè)專家講座第7頁二、分布及與人類關系1、多分布在含糖偏酸性環(huán)境，也稱為“糖菌”如水果、蔬菜、葉子、樹皮等處，及葡萄園和果園土壤中等。2、主要微生物資源3、主要科研模式微生物啤酒酵母（Saccharomycescerevisae）第一個完成全基因組序列測定真核生物（1997）4、有些酵母菌含有危害性酵母菌是人類第一個“家養(yǎng)微生物”有些酵母菌能引發(fā)皮膚、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病真核微生物專業(yè)專家講座第8頁二、酵母菌三、形態(tài)結構1、個體形態(tài)卵圓、圓、圓柱、梨形等單細胞，其細胞直徑普通比細菌粗10倍左右。有酵母菌子代細胞連在一起成為鏈狀，稱為假絲酵母。真核微生物專業(yè)專家講座第9頁2、細胞結構（1）細胞壁-三明治狀外層：甘露聚糖內(nèi)層：葡聚糖中間：蛋白質(zhì)蝸牛酶（2）細胞膜酵母菌細胞膜上有維生素D前體—麥角甾醇真核微生物專業(yè)專家講座第10頁（3）細胞核2μm質(zhì)粒，1967年在釀酒酵母中發(fā)覺閉合環(huán)狀超螺旋DNA分子，長約2μm，故名。復制受核基因控制，功效不清，但可用于基因調(diào)控、染色體復制，也可構建真核載體組建“工程菌”（4）液泡—成熟細胞真核微生物專業(yè)專家講座第11頁四、菌落特征與細菌菌落類似，但普通較細菌菌落大且厚，表面濕潤，粘稠，易被挑起，多為乳白色，少數(shù)呈紅色。真核微生物專業(yè)專家講座第12頁五、繁殖方式和生活史1、無性繁殖1）芽殖主要無性繁殖方式，成熟細胞長出一個小芽，到一定程度后脫離母體繼續(xù)長成新個體。少數(shù)酵母菌能夠象細菌一樣借細胞橫割分裂而繁殖，比如裂殖酵母。2）裂殖3）無性孢子擲孢酵母菌能夠產(chǎn)生腎形擲孢子，以噴射機制射出。有酵母如白假絲酵母在假菌絲頂端產(chǎn)生厚垣孢子。真核微生物專業(yè)專家講座第13頁假酵母：只能進行無性繁殖酵母菌真酵母：含有有性繁殖酵母菌假菌絲：酵母菌以芽殖方式繁殖，假如子細胞與母細胞不馬上分離，其間只以狹小面積相連，這種呈藕節(jié)狀細胞串稱為假菌絲。假如細胞相連間橫隔面積與細胞一致，這種竹節(jié)狀細胞串稱為真菌絲。五、繁殖方式和生活史1、無性繁殖真核微生物專業(yè)專家講座第14頁酵母菌芽殖過程1．泡；2．小管；3．核；4．液泡

酵母菌假菌絲形成圖中1、2、3、4·······是出芽次序

真核微生物專業(yè)專家講座第15頁五、繁殖方式和生活史2、有性繁殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子形式進行有性繁殖：1）兩個性別不一樣單倍體細胞靠近，相互接觸；2）接觸處細胞壁消失，質(zhì)配；3）核配，形成二倍體核接合子：A、以二倍體方式進行營養(yǎng)細胞生長繁殖，獨立生活；下次有性繁殖前進行減數(shù)分裂。B、進行減數(shù)分裂，形成4個或8個子囊孢子，而原有營養(yǎng)細胞就成為子囊。子囊孢子萌發(fā)形成單倍體營養(yǎng)細胞。真核微生物專業(yè)專家講座第16頁（五）繁殖方式和生活史3、生活史酵母菌單倍體和雙倍體細胞均可獨立存在，有三種類型：1）營養(yǎng)體只能以單倍體形式存在（核配后馬上進行減數(shù)分裂）2）營養(yǎng)體只能以雙倍體形式存在（核配后不馬上進行減數(shù)分裂）3）營養(yǎng)體既能夠單倍體也能夠雙倍體形式存在，都可進行出芽繁殖。酵母菌中還未發(fā)覺其有性階段被稱為假酵母真核微生物專業(yè)專家講座第17頁單雙倍體型(以啤酒酵母為代表)特點：單倍體營養(yǎng)細胞和雙倍體營養(yǎng)細胞均可進行芽殖。營養(yǎng)體既能夠單倍體形式也能夠雙倍體形式存在；在特定條件下進行有性生殖。單倍體和雙倍體兩個階段同等主要,形成世代交替真核微生物專業(yè)專家講座第18頁單倍體型(以八孢裂殖酵母為代表)特點:營養(yǎng)細胞是單倍體；無性繁殖以裂殖方式進行；雙倍體細胞不能獨立生活，因為雙倍體階段短，一經(jīng)生成馬上減數(shù)分裂。真核微生物專業(yè)專家講座第19頁雙倍體型(以路德類酵母為代表)特點：營養(yǎng)體為雙倍體，不停進行芽殖，雙倍體營養(yǎng)階段長，單倍體子囊孢子在子囊內(nèi)發(fā)生接合。單倍體階段僅以子囊孢子形式存在，故不能獨立生活。真核微生物專業(yè)專家講座第20頁第三節(jié)霉菌一、概念霉菌（mold）是一些“絲狀真菌”統(tǒng)稱，不是分類學上名詞。霉菌菌體均由分枝或不分枝菌絲（hypha）組成。許多菌絲交織在一起，稱為菌絲體（mycelium）。真核微生物專業(yè)專家講座第21頁二、分布特點及與人類關系在自然界分布極廣；霉菌同人類生產(chǎn)、生活關系親密，是人類實踐活動中最早認識和利用一類微生物。食物、工農(nóng)業(yè)制品霉變；全世界平均每年因為霉變而不能食（飼）用谷物約占2%。有用物品生產(chǎn)；風味食品、酒精、抗生素（青霉素、灰黃霉素）、有機酸（檸檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等）、酶制劑（淀粉酶、果膠酶、纖維素酶等）、維生素、甾體激素等。在農(nóng)業(yè)上用于飼料發(fā)酵、植物生長刺激素（赤霉素）、殺蟲農(nóng)藥（白僵菌劑）等。引發(fā)動植物疾?。晃覈?950年發(fā)生麥銹病和1974年發(fā)生稻瘟病，使小麥和水稻分別減產(chǎn)了60億千克。腐生型霉菌在自然界物質(zhì)轉化中也有十分主要作用；真核微生物專業(yè)專家講座第22頁三、形態(tài)結構1、菌絲細胞形態(tài)無隔膜菌絲有隔膜菌絲整個菌絲為長管狀單細胞，細胞質(zhì)內(nèi)含有多個核。其生長過程只表現(xiàn)為菌絲延長和細胞核裂殖增多以及細胞質(zhì)增加。菌絲由橫隔膜分隔成成串多細胞，每個細胞內(nèi)含有一個或多個細胞核。有些菌絲，從外觀看即使像多細胞，但橫隔膜上有小孔，使細胞質(zhì)和細胞核能夠自由流通，而且每個細胞功效也都相同。真核微生物專業(yè)專家講座第23頁1.菌絲菌絲功效營養(yǎng)菌絲氣生菌絲繁殖菌絲霉菌菌絲直徑約為2~10mm，比普通細菌和放線菌菌絲大幾到幾十倍。真核微生物專業(yè)專家講座第24頁2.菌絲特化

營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲對于不一樣真菌來說，在它們長久進化過程中，對于對應環(huán)境條件已經(jīng)有了高度適應性，并明顯地表現(xiàn)在產(chǎn)生各種形態(tài)和功效不一樣特化結構上。也稱菌絲變態(tài)。真核微生物專業(yè)專家講座第25頁1)營養(yǎng)菌絲特化（1）匍匐菌絲(stolon)、假根(rhizoid)：類似樹根，吸收營養(yǎng)，功效是固著和吸收營養(yǎng)。真核微生物專業(yè)專家講座第26頁（2）吸器(haustorium)：一些專性寄生真菌從菌絲上分化出來旁枝，侵入細胞內(nèi)分化成指狀、球狀或絲狀，用以吸收細胞內(nèi)營養(yǎng)。1)營養(yǎng)菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第27頁（3）附著胞(appressorium)

：許多植物寄生真菌在其芽管或老菌絲頂端發(fā)生膨大，分泌粘性物，借以牢靠地粘附在宿主表面，這一結構就是附著胞，附著胞上再形成纖細針狀感染菌絲，以侵入宿主角質(zhì)層而吸收營養(yǎng)。1)營養(yǎng)菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第28頁（4）附著胞：當感染植物時候，這種附著胞牢牢地附著到宿主葉片表面，而且經(jīng)過提升附著胞內(nèi)滲透壓活性物質(zhì)濃度產(chǎn)生巨大膨壓，射出一釘狀結構進入植物細胞，為真菌感染炸開一條通道。真菌禾生刺盤孢（C.Graminicola）附著胞壓力為5.35Mpa；M.grisea附著胞壓力8.0Mpa，相當于我們用高壓蒸汽滅菌壓力（0.1Mpa）50-80倍。1)營養(yǎng)菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第29頁（4）附著胞：1)營養(yǎng)菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第30頁（5）附著枝(hyphopodium)：若干寄生真菌由菌絲細胞生出1-2個細胞短枝，以將菌絲附著于宿主上，這種特殊結構即附著枝。1)營養(yǎng)菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第31頁（6）菌核(sclerotium)

：是一個休眠菌絲組織。由菌絲密集地交織在一起，其外層教堅硬、色深，內(nèi)層疏松，大多呈白色。1)營養(yǎng)菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第32頁（6）菌核：假菌核，是寄生性真菌與宿主共同形成，比如冬蟲夏草，真菌寄生于鱗翅目昆蟲，使蟲體轉變?yōu)榧倬?，當孢子萌發(fā)，蟲體死亡，菌自蟲體內(nèi)生長出子實體。含有蟲草酸，是名貴中藥。1)營養(yǎng)菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第33頁7）菌環(huán)(ring)：菌絲交織成套狀8）菌網(wǎng)(net)：菌絲交織成網(wǎng)狀捕蟲菌目（Zoopagales）在長久自然進化中形成特化結構，特化菌絲組成巧妙網(wǎng)，能夠捕捉小型原生動物或無脊椎動物，捕捉物死后，菌絲伸入體內(nèi)吸收營養(yǎng)。1)營養(yǎng)菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第34頁2）氣生菌絲特化（1）結構簡單子實體：分生孢子頭，孢子囊，擔子（有性）等。子實體(fruitingbody)：指在里面或上面可產(chǎn)生無性或有性孢子，有一定形狀和結構任何菌絲體組織。真核微生物專業(yè)專家講座第35頁2）氣生菌絲特化（2）結構復雜子實體：無性和有性兩類真核微生物專業(yè)專家講座第36頁子囊果：能產(chǎn)生有性孢子、結構復雜子實體。2）氣生菌絲特化真核微生物專業(yè)專家講座第37頁四、菌落由粗而長分枝狀菌絲組成，菌落疏松，呈絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀，比細菌菌落大幾倍到幾十倍，有沒有固定大小。各種霉菌，在一定培養(yǎng)基上形成菌落大小、形狀、顏色等相對穩(wěn)定，所以菌落特征也為分類依據(jù)之一。菌落正面菌絲顏色比反面深，菌落中心菌絲顏色比菌落邊緣深。真核微生物專業(yè)專家講座第38頁一、霉菌四、菌落真核微生物專業(yè)專家講座第39頁曲霉菌落病原真菌菌落青霉菌落真核微生物專業(yè)專家講座第40頁五、霉菌繁殖方式及生活史霉菌繁殖方式無性孢子有性孢子菌絲斷片1）無性孢子繁殖1、繁殖方式不經(jīng)兩性細胞配合，只是營養(yǎng)細胞分裂或營養(yǎng)菌絲分化（切割）而形成新個體過程。無性孢子有：厚垣孢子、節(jié)孢子、分生孢子、孢囊孢子等。真核微生物專業(yè)專家講座第41頁霉菌無性孢子厚垣孢子節(jié)孢子孢囊孢子芽生孢子分生孢子真核微生物專業(yè)專家講座第42頁霉菌無性孢子厚垣孢子節(jié)孢子孢囊孢子芽生孢子分生孢子真核微生物專業(yè)專家講座第43頁節(jié)孢子：菌絲生長到一定階段時出現(xiàn)橫隔膜，然后從隔膜處斷裂而形成細胞稱為節(jié)孢子。如白地霉產(chǎn)生節(jié)孢子。厚垣孢子：一些霉菌種類在菌絲中間或頂端發(fā)生局部細胞質(zhì)濃縮和細胞壁加厚，最終形成一些厚壁休眠孢子，稱為厚垣孢子。如毛霉屬中總狀毛霉。真核微生物專業(yè)專家講座第44頁孢囊孢子：在孢子囊內(nèi)形成孢子叫孢囊孢子。孢子囊是由菌絲頂端細胞膨大而成，膨大部分下方形成隔膜與菌絲隔開，膨大細胞原生質(zhì)分化成許多小塊，每小塊可發(fā)育成一個孢子。孢囊孢子有兩種類型，一個為生鞭毛，能游動叫游動孢子，如鞭毛菌亞門中綿霉屬；另一個是不生鞭毛，不能游動叫靜孢子，如接合菌亞門中根霉屬。真核微生物專業(yè)專家講座第45頁分生孢子：是在生殖菌絲頂端或已分化分生孢子梗上形成孢子，分生孢子有單生、成鏈或成簇等排列方式，是子囊菌和半知菌亞門霉菌產(chǎn)生一類無性孢子。真核微生物專業(yè)專家講座第46頁1、繁殖方式2）有性孢子繁殖兩個性細胞結合產(chǎn)生新個體過程：a）質(zhì)配：兩個性細胞結合，細胞質(zhì)融合，成為雙核細胞，每個核均含單倍染色體（n+n）。b）核配：兩個核融合，成為二倍體接合子核，此時核染色體數(shù)是二倍（2n）。c）減數(shù)分裂：含有雙倍體細胞核經(jīng)過減數(shù)分裂，核中染色體數(shù)目又恢復到單倍體狀態(tài)。真核微生物專業(yè)專家講座第47頁1、繁殖方式2）有性孢子繁殖霉菌有性孢子繁殖特點：a）霉菌有性繁殖不如無性繁殖那么經(jīng)常與普遍，多發(fā)生在特定條件下，往往在自然條件下較多，在普通培養(yǎng)基上不常見。b）有性繁殖方式因菌種不一樣而異，有兩條營養(yǎng)菌絲就能夠直接結合，有則由特殊性細胞（性器官）--------配子囊或由配子囊產(chǎn)生配子來相互交配，形成有性孢子。c）核配后普通馬上進行減數(shù)分裂，所以菌體染色體數(shù)目為單倍，雙倍體只限于接合子。d）霉菌有性繁殖存在同宗配合和異宗配合兩種情況。e）霉菌有性孢子包含接合孢子、卵孢子、子囊孢子、擔孢子等。真核微生物專業(yè)專家講座第48頁2、生活史無性繁殖階段；菌絲體（營養(yǎng)體）在適宜條件下產(chǎn)生無性孢子，無性孢子萌發(fā)形成新菌絲體，屢次重復。有性繁殖階段；在發(fā)育后期，在一定條件下，在菌絲體上分化出特殊性器官（細胞），質(zhì)配、核配、減數(shù)分裂后形成單倍體孢子，再萌發(fā)形成新菌絲體。有一些霉菌，至盡還未發(fā)覺其生活史中有有性繁殖階段，這類真菌稱為半知菌真核微生物專業(yè)專家講座第49頁卵孢子：菌絲分化成形狀不一樣雄器和藏卵器，雄器與藏卵器結合后所形成有性孢子叫卵孢子（oospore）。（徳氏腐霉）真核微生物專業(yè)專家講座第50頁接合孢子孢囊孢子接合孢子：由菌絲分化成兩個形狀相同、但性別不一樣配子囊結合而形成有性孢子叫接合孢子(zygospore)。（根霉、毛霉）真核微生物專業(yè)專家講座第51頁子囊孢子分生孢子子囊孢子：菌絲分化成產(chǎn)囊器和雄器，二者結合形成子囊，在子囊內(nèi)形成有性孢子即為子囊孢子(ascospore)

真核微生物專業(yè)專家講座第52頁擔孢子：菌絲經(jīng)過特殊