《真核生物》PPT課件.ppt

第二章 真核微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能,第一節(jié) 真核微生物概述 第二節(jié) 真核微生物一般結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 酵母菌 第四節(jié) 絲狀真菌霉菌 第五節(jié) 產(chǎn)大型子實(shí)體的真菌蕈菌,第一節(jié) 真核微生物概述,1. 真核生物：是一大類細(xì)胞核具有核膜、能進(jìn)行有絲分裂、細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體或同時(shí)存在葉綠體等多細(xì)胞器的生物。,2. 真核微生物系統(tǒng)發(fā)育譜系樹(shù),雙滴蟲(chóng),滴蟲(chóng),鞭毛蟲(chóng),黏菌,纖毛蟲(chóng),真菌,褐藻,3. 真核微生物的主要類群,植物界：顯微藻類（綠藻、紅藻和硅藻等）,動(dòng)物界：原生動(dòng)物（鞭毛蟲(chóng)類、變形蟲(chóng)類、纖 毛蟲(chóng)類、孢子蟲(chóng)類、絲孢蟲(chóng)類等）,菌物界,單細(xì)胞真菌：酵母菌,絲狀真菌：霉菌,大型子實(shí)體真菌：覃菌（食用菌）,真菌,真核微生物,黏菌,卵菌,真菌特點(diǎn),無(wú)葉綠素，不能進(jìn)行光合作用； 一般具有發(fā)達(dá)的菌絲體，除酵母菌為單細(xì)胞外； 細(xì)胞壁多含有幾丁質(zhì)； 營(yíng)養(yǎng)方式為異養(yǎng)吸收型； 以產(chǎn)大量無(wú)性和（或）有性孢子的形式進(jìn)行繁殖； 陸生性較強(qiáng)。,4. 真核生物細(xì)胞結(jié)構(gòu),原核生物（細(xì)胞）,真核生物（細(xì)胞）,原核生物和真核生物結(jié)構(gòu)的比較,4.1 細(xì)胞壁 4.1.1真菌的細(xì)胞壁:主要成分是多糖，另有少量蛋白質(zhì)和脂類。 微纖維 ：（14）聚合物 多糖： 甘露聚糖 基質(zhì)： 葡聚糖 少量蛋白質(zhì),4.1.2 藻類的細(xì)胞壁： 多數(shù)情況下是由纖維素組成，以微纖絲的方式層狀排列，含量占細(xì)胞干重的50%80%，其余部分為間質(zhì)多糖，主要是雜多糖，如果膠、木糖、甘露糖、藻酸或地衣酸。,綠藻,4.2 鞭毛與纖毛,真核細(xì)胞的鞭毛運(yùn)動(dòng)方式揮鞭論,真核生物與原核生物在質(zhì)膜構(gòu)造和功能上十分相似，具體組成和功能上有些差別。,4.3 細(xì)胞膜,4.4 細(xì)胞核,核被膜 染色質(zhì) 核仁 核基質(zhì),不同的真菌染色體數(shù)目差別很大,4.5 細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器,細(xì)胞基質(zhì)與細(xì)胞骨架 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體 高爾基體（Golgi body） 溶酶體 微體 線粒體 葉綠體 其他細(xì)胞器：液泡、膜邊體、幾丁質(zhì)酶體、氫化酶體,細(xì)胞基質(zhì)：細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞器以外的膠狀溶液，含有細(xì)胞骨架、酶蛋白、各種內(nèi)含物以及代謝產(chǎn)物等，是細(xì)胞代謝活動(dòng)的重要場(chǎng)所。 細(xì)胞骨架：由微管、肌動(dòng)蛋白絲（微絲）和中間絲3種蛋白質(zhì)纖維構(gòu)成的細(xì)胞支架，具有支持、運(yùn)輸和運(yùn)動(dòng)功能。,4.5.1 細(xì)胞基質(zhì)和細(xì)胞骨架,微管：微管蛋白構(gòu)成中空管狀纖維，直徑24nm。 功能：支持，構(gòu)成紡錘體、鞭毛、纖毛 微絲（肌動(dòng)蛋白絲）：肌動(dòng)蛋白構(gòu)成實(shí)心纖維。 功能：肌肉收縮，微絨毛，應(yīng)變纖維，胞質(zhì)環(huán) 流和阿米巴運(yùn)動(dòng)等。 中間絲：支持、運(yùn)動(dòng)功能。,細(xì)胞骨架,成纖維細(xì)胞微管,糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)： 合成和運(yùn)送胞外分泌蛋白,光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)： 脂類和鈣代謝有關(guān)。,4.5.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體,內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng),核糖體（核蛋白體） 存在于一切細(xì)胞，無(wú)膜包被的顆粒狀細(xì)胞器，具有蛋白質(zhì)合成功能。 主要成分： 40%蛋白質(zhì)，60%RNA。蛋白質(zhì)和RNA通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合在一起，蛋白質(zhì)位于RNA之外。 真核生物分布于細(xì)胞基質(zhì)里的核糖體其沉降系數(shù)為80s（60s和40s），分布與線粒體、葉綠體的核糖體其沉降系數(shù)為70s（50s和30s）。,4.5.3 高爾基體,平行堆疊的扁平膜囊及囊泡組成; 形成糖脂蛋白分泌泡，并外排胞外; 對(duì)某些蛋白原酶切加工;,4.5.4 溶酶體,單層膜 內(nèi)含多種酸性水解酶 功能是細(xì)胞內(nèi)消化,4.5.5 微體,單層膜包裹、內(nèi)含多種氧化酶和過(guò)氧化氫酶； 主要功能是使細(xì)胞免受H2O2毒害，并能氧化分解脂肪酸等。,外形和大小酷似桿菌 每個(gè)細(xì)胞有數(shù)百到數(shù)千個(gè) 能量加工廠,4.5.6 線粒體,4.5.7 葉綠體,外形多為扁平的圓形或橢圓形； 雙層膜包裹、只存在于綠色植物的細(xì)胞中； 由三部分組成：葉綠體膜、類囊體、和基質(zhì)；,單層膜包裹的細(xì)胞器；含有機(jī)酸、鹽類、水溶液和水解酶類。 調(diào)節(jié)滲透壓；與細(xì)胞 質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)交換；儲(chǔ)藏物質(zhì) 細(xì)胞成熟的標(biāo)志。老齡細(xì)胞有大而明顯的液泡。,4.5.8 液泡,4.5.9 其他細(xì)胞器 膜邊體：真菌特有，位于質(zhì)膜與細(xì)胞壁間，可能與分泌水解酶或合成細(xì)胞壁有關(guān)。 幾丁質(zhì)體：真菌菌絲體頂端微小泡囊，合成幾丁質(zhì)微纖絲。 氫化酶體：鞭毛基體附近，為鞭毛運(yùn)動(dòng)提供能量。,4.6 真核生物與原核生物的比較,結(jié)構(gòu)合理、功能有序,原核生物與真核生物結(jié)構(gòu)與功能的比較,原核生物與真核生物遺傳裝置與 基因表達(dá)方式的比較,DNA發(fā)生結(jié)構(gòu)和數(shù)量上的變化,單倍性,多倍性,環(huán)狀,線狀,結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜化,基因表達(dá)調(diào)控的多層次性,轉(zhuǎn)錄前水平 轉(zhuǎn)錄水平 轉(zhuǎn)錄后水平 翻譯水平,遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性和確定性,第二節(jié) 酵母菌,酵母菌一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌。通常具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 個(gè)體一般以單細(xì)胞狀態(tài)存在； 多數(shù)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞出芽繁殖； 能發(fā)酵糖類產(chǎn)能； 細(xì)胞壁常含甘露聚糖； 常生活在含糖量較高、 酸度較大的水生環(huán)境中。,1. 與人類的關(guān)系,多分布在含糖的偏酸性環(huán)境，也稱為“糖菌”。,如水果、蔬菜、葉子、樹(shù)皮等處，及葡萄園和果園土壤中等。,重要的微生物資源；,重要的科研模式微生物；,啤酒酵母第一個(gè)完成全基因組序列測(cè)定的真核生物（1997）,有些酵母菌具有危害性；,酵母菌是人類的第一種“家養(yǎng)微生物”,有些酵母菌能引起皮膚、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。,2. 細(xì)胞的形態(tài)構(gòu)造,2.1 形態(tài)：球狀、卵圓狀、橢圓狀、柱狀或香腸狀等多種。 2.2 大?。杭s為細(xì)菌體積的10倍，2.5-104.5-21m。 大小、形態(tài)隨菌齡、環(huán)境條件、個(gè)體而異。,2.3細(xì)胞 結(jié)構(gòu),2.3.1細(xì)胞壁酵母纖維素,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)：“三明治”結(jié)構(gòu),外層：甘露聚糖（約占30%，以-糖苷鍵聯(lián)結(jié)（并非所有酵母菌都有） 內(nèi)層：葡聚糖（約占30-40%，由D-葡萄糖以-糖苷鍵聯(lián)結(jié)）賦予酵母機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)基礎(chǔ)。 中間層：蛋白質(zhì)（含6-8%，多為酶類）,細(xì)胞壁,2.3.2 細(xì)胞膜,蛋白質(zhì)：包括一些酶,類脂,甘油的單、雙、三酯,甘油磷酯,磷脂酰膽堿（卵磷脂）,磷脂酰乙醇胺,甾醇,麥角甾醇,酵母甾醇,糖類：甘露聚糖等,細(xì)胞膜,2.3.3 細(xì)胞核,遺傳信息的主要貯存庫(kù)（釀酒酵母基因組含有17條染色體，12052Mb，共有6500個(gè)基因）； 線粒體、2m質(zhì)粒和少數(shù)菌中的線性質(zhì)粒也含有DNA； 2m質(zhì)粒，1967年發(fā)現(xiàn)，閉合環(huán)狀超螺旋DNA分子。每個(gè)細(xì)胞大約含有60-100個(gè)，占總DNA的3%，復(fù)制受核基因組控制。,3. 酵母菌的繁殖方式和生活史,（假酵母）,（真酵母）,啤酒酵母的芽殖過(guò)程,3.1 無(wú)性繁殖 3.1.1芽殖（budding）:芽殖是酵母菌最常見(jiàn)的一種繁殖方式,假菌絲,芽殖過(guò)程： 母細(xì)胞形成小突起（AD） 核裂（EG） 原生質(zhì)分配（HI） 新膜形成（JK） 形成新細(xì)胞壁（L）,芽痕和蒂痕： 子、母細(xì)胞分離時(shí)，子、母細(xì)胞壁上留痕。 芽痕：母細(xì)胞壁上出芽并與子細(xì)胞分開(kāi)的位點(diǎn)。 蒂痕：子細(xì)胞壁上的位點(diǎn)。 多重出芽，致使酵母細(xì)胞表面有多個(gè)小突起。,3.1.2 裂殖:少數(shù)酵母具有與細(xì)菌相似的二分裂繁殖方式。,裂殖酵母的裂殖過(guò)程,3.1.3產(chǎn)生無(wú)性孢子： 少數(shù)酵母菌可在卵圓形營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞上長(zhǎng)出小梗，其上產(chǎn)生腎形的擲孢子。孢子成熟后，以噴射機(jī)制將孢子射出。,3.2 有性繁殖,細(xì)胞原生質(zhì)體接觸,質(zhì)配,核配,減數(shù)分裂,3.3 酵母菌的生活史,又稱生命周期，指上一代生物個(gè)體經(jīng)一系列生長(zhǎng)、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代的全部過(guò)程. 酵母菌單倍體和雙倍體細(xì)胞均可獨(dú)立存在，生活史有三種類型： （1）營(yíng)養(yǎng)體既可以單倍體也可以雙倍體形式存在，都可進(jìn)行出芽繁殖。 （2）營(yíng)養(yǎng)體只能以單倍體形式存在。 （3）營(yíng)養(yǎng)體只能以雙倍體形式存在。,特點(diǎn)： 1.營(yíng)養(yǎng)體既能以單倍體（n）也能以二倍體(2n)形式存在; 2.營(yíng)養(yǎng)體可進(jìn)行出芽繁殖; 3.在特定的條件下才進(jìn)行有性繁殖。,(1)單雙倍體型,特點(diǎn)： 1.營(yíng)養(yǎng)體為單倍體； 2.營(yíng)養(yǎng)體的生殖方式為裂殖； 3.二倍體細(xì)胞不能獨(dú)立生活，此期極短。,(2)單倍體型,特點(diǎn)： 1.營(yíng)養(yǎng)體為二倍體，不斷進(jìn)行芽殖，此階段較長(zhǎng)； 2. 單倍體的子囊孢子在子囊內(nèi)發(fā)生接合； 3. 單倍體階段僅以子囊孢子的形式存在，不能進(jìn)行獨(dú)立生活。,(3)雙倍體型,菌落與細(xì)菌的相仿，但由于細(xì)胞比細(xì)菌的大，菌落較大、較厚、外觀較稠和較不透明； 顏色呈 乳白色、礦燭色、紅色； 存在酒精發(fā)酵，有酒香味。,4. 酵母菌的菌落,5.1 酵母菌屬(Saccharomyces) ：細(xì)胞圓形、橢圓形、臘腸形。發(fā)酵力強(qiáng)，主要產(chǎn)物為乙醇及CO2。主要的種有：釀酒酵母(Saccharomyes cerevisiae)為釀造酒及酒精生產(chǎn)的主要菌種，還用于制造面包及醫(yī)藥工業(yè)；葡萄汁酵母(Saccharomyces uvarum)細(xì)胞橢圓形或長(zhǎng)形，它能將棉子糖全部發(fā)酵，還可食用及用于醫(yī)藥工業(yè)。 5.2 裂殖酵母屬(Schizosaccharomyces) ：細(xì)胞橢圓形、圓柱形，由營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞接合，形成子囊。有發(fā)酵能力，代表種為粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)，最早分離自非洲粟米酒，能使菊芋發(fā)酵產(chǎn)生酒精。 5.3 漢遜酵母屬(Hansenula) 細(xì)胞圓形、橢圓形、臘腸形，多邊芽殖，營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞有單倍體或二倍體，發(fā)酵或不發(fā)酵，可產(chǎn)生乙酸乙脂，同化硝酸鹽。此菌能利用酒精為碳源在飲料表面形成皮膜，為酒類釀造的有害菌。代表種為異常漢遜酵母(Hansenula anomala)，因能產(chǎn)生乙酸乙脂，有時(shí)可用于食品的增香。,5. 酵母菌的主要代表(補(bǔ)充）,5.4 畢赤酵母屬(Pichia)： 細(xì)胞形狀多樣，多邊出芽；能形成假菌絲，常有油滴，表面光滑，發(fā)酵或不發(fā)酵，不同化硝酸鹽，能利用正癸烷及十六烷，可發(fā)酵石油以生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，在釀酒業(yè)中為有害菌，代表種為粉狀畢赤酵母(Pichia farinosa)。 5.5 假絲酵母屬(Candida) ：細(xì)胞圓形、卵形或長(zhǎng)形，多邊芽殖，有些種有發(fā)酵能力；有些種能氧化碳?xì)浠衔?，用以生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，供食用或作飼料。少數(shù)菌能致病，代表種有：產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilis)，能利用工農(nóng)業(yè)廢液生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白；熱帶假絲酵母(Candida tropicalis)能利用石油生產(chǎn)飼料酵母。 5.6 球擬酵母屬(Torulopsis) ：細(xì)胞球形、卵形或長(zhǎng)圓形。無(wú)假菌絲，多邊芽殖，有發(fā)酵力，能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為多元醇，為生產(chǎn)甘油的重要菌種，利用石油生產(chǎn)飼料酵母，代表種為白色球擬酵母(Torulopsis candida)。 5.7 紅酵母屬(Rhodotorula) 細(xì)胞圓形、卵形或長(zhǎng)形，多邊芽殖，少數(shù)形成假菌絲。無(wú)發(fā)酵能力，但能同化某些糖類，有的能產(chǎn)生大量脂肪，對(duì)烴類有弱氧化力。常污染食品，少數(shù)為致病菌。代表種為粘紅酵母(Rhodotorula glutinis)。,第三節(jié) 絲狀真菌霉菌,1. 定義：霉菌,通常指那些菌絲體較發(fā)達(dá)又不產(chǎn)生大型肉質(zhì)子實(shí)體結(jié)構(gòu)的真菌。,2. 分布及與人類的關(guān)系： 有用物品的生產(chǎn)：風(fēng)味食品、酒精、抗生素（青霉素、灰黃霉素）、有機(jī)酸、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(zhǎng)激素（赤霉素）、殺蟲(chóng)農(nóng)藥（白僵菌劑）等； 腐生型霉菌在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中也有十分重要的作用; 食物、工農(nóng)業(yè)制品的霉變； 引起動(dòng)植物疾?。褐参镎婢〉疚敛〉?；動(dòng)物真菌病腳氣等。,在居家環(huán)境中大約有300種霉菌，它會(huì)嚴(yán)重影響人類的健康,3. 細(xì)胞的形態(tài)和構(gòu)造,3.1菌絲及其延伸過(guò)程 菌絲:真菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位。中空管狀結(jié)構(gòu)，直徑310m，有分枝，有或無(wú)隔膜。比一般細(xì)菌和放線菌菌絲大幾到幾十倍。 菌絲體:許多菌絲分枝連接，相互交織構(gòu)成。,根據(jù)菌絲中是否存在隔膜，將菌絲分為：無(wú)隔菌絲 有隔菌絲 通常無(wú)隔菌絲屬低等真菌（鞭毛菌亞門和接合菌亞門），而有隔菌絲屬高等真菌（子囊菌亞門、擔(dān)子菌亞門和半知菌亞門）兩大類。,霉菌菌絲的生長(zhǎng),3.2 菌絲體（菌絲集團(tuán)）及其各種分化形式,氣生菌絲體,營(yíng)養(yǎng)菌絲體,菌絲體的各種特化的構(gòu)造,3.2.1 營(yíng)養(yǎng)菌絲體的特化形態(tài),（1）匍匐菌絲 （2）假根,（3）吸器,（4）附著胞,（5）附著枝,（6）菌核,（7）菌索,（8）菌環(huán)和菌網(wǎng),3.2.2 氣生菌絲體的特化形態(tài),氣生菌絲體主要特化成各種形態(tài)的子實(shí)體。 子實(shí)體是指在其里面或上面可產(chǎn)生孢子的、有一定形狀的任何結(jié)構(gòu)。,（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的子實(shí)體,產(chǎn)生無(wú)性孢子的簡(jiǎn)單子實(shí)體：,產(chǎn)生有性孢子的簡(jiǎn)單子實(shí)體,（2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實(shí)體,產(chǎn)生無(wú)性孢子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實(shí)體,閉囊殼:呈球形，完全封閉，是不整囊菌綱,如部分青霉、曲霉所具有的特征。 子囊殼:似燒瓶形，部分封閉，但留有孔口，為核菌綱,真菌的典型構(gòu)造。 子囊盤:盤狀，開(kāi)口，為盤菌綱,真菌的特有結(jié)構(gòu)。,產(chǎn)生有性孢子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實(shí)體,4.霉菌的繁殖方式,真菌菌絲斷片在培養(yǎng)過(guò)程中，斷片的幼齡端會(huì)重新形成新的生長(zhǎng)點(diǎn)，通過(guò)頂端生長(zhǎng)延長(zhǎng)菌絲。,液體培養(yǎng)特征： 靜止培養(yǎng)，菌絲在液面生長(zhǎng)，形成菌膜。 震蕩培養(yǎng)，菌絲相互纏繞在一起形成菌絲球，亦可形成絮片狀，與震蕩速度有關(guān)。 菌落特征：大、疏松、干燥、不透明，多呈絨毛狀、絮狀或網(wǎng)狀等，菌體可沿培養(yǎng)基表面蔓延生長(zhǎng)。不同的真菌孢子含有不同色素，所以菌落可呈紅、黃、綠、青綠、青灰、黑、白、灰等多種顏色。菌落與培養(yǎng)基間的連接緊密，不易挑取，菌落下面與反面的顏色、構(gòu)造，以及邊緣與中心的顏色、構(gòu)造常不一致等。,5. 霉菌的培養(yǎng)特征,第四節(jié) 產(chǎn)大型子實(shí)體的真菌蕈菌,那些能形成大型肉質(zhì)子實(shí)體的真菌; 包括大多數(shù)擔(dān)子菌屬和極少數(shù)的子囊菌類。,1. 與人類的關(guān)系密切 食用菌; 藥用真菌; 少數(shù)有毒或引起木材朽爛。,2. 蕈菌的結(jié)構(gòu),擔(dān)孢子,3. 覃菌的菌絲分化過(guò)程,形成一級(jí)菌絲：擔(dān)孢子沿長(zhǎng)軸伸長(zhǎng)，呈絨毛狀單核菌絲，即一級(jí)菌絲，無(wú)子實(shí)體形成能力； 形成二級(jí)菌絲：不同性別的一級(jí)菌絲發(fā)生接合后，通過(guò)質(zhì)配形成了由雙核細(xì)胞構(gòu)成的二級(jí)菌絲，它通過(guò) “鎖狀聯(lián)合”，使菌絲尖端不斷向前延伸； 形成三級(jí)菌絲：到條件適宜時(shí)，大量的二級(jí)菌絲分化為多種菌絲束，即為三級(jí)菌絲； 形成子實(shí)體：菌絲束在適宜條件下會(huì)形成菌蕾，然后再分化、膨大成大型子實(shí)體； 產(chǎn)生擔(dān)孢子：子實(shí)體成熟后，開(kāi)始生成擔(dān)孢子。,特點(diǎn)：小、輕、干、多以及形態(tài)色澤各異，休眠期長(zhǎng)和較強(qiáng)的抗逆性。 無(wú)性孢子：主要方式，特點(diǎn)是分散，數(shù)量大。 孢囊孢子：內(nèi)生孢子，毛、根、犁頭霉 分生孢子：外生孢子，最普遍 節(jié)孢子：粉孢子，菌絲斷裂形成 厚垣孢子：真菌休眠體 有性孢子