北工大微生物学 第3章.4ppt.ppt
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1、,第三章 微生物的形态结构,第一节:非细胞微生物 第二节:原核微生物 第三节:真核微生物,第三节:真核微生物,真核微生物,真核微生物与原核微生物的比较 真核微生物的主要类群 真核微生物的细胞构造,真核微生物,真菌,单细胞藻类,原生动物,霉菌,酵母菌,覃菌(蘑菇),丝状真菌,单细胞真菌,大型真菌,真核微生物的种类约占微生物总数的95%以上。从个体形态、群体 形态、营养吸收、代谢类型、代谢产物、遗传特性、和生态分布诸 方面,真核微生物都展现出一幅多样化的画面。,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(Eucarv
2、otic microbes),原核微生物与真核微生物的比较,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,大型真菌子实体真菌蕈菌,真菌 真菌是一个自然的分类类群,其成员既有很微小的酵母,也有较大型的蘑菇。生物学家通常使用真菌(复数为fungi;单数为fungus,拉丁文意为蘑菇)这一术语来包括那些真核、产孢子、吸收营养物质、无叶绿体并以有性和无性方式繁殖的一类有机体。随着生物的系统学特别是真菌的系统学研究的深入,一些曾被认为属于真菌的类群现在已被划入到其他的生物界中,例如过去在丝状真菌中涉及到的以水霉、疫霉、霜霉等为
3、代表卵菌以及丝壶菌等已被归于Chromista或Straminipila界中;还有一直存在分类学归属争议的粘菌、根肿菌等现在一般归于Protozoa界中。,真菌的主要特征:具有真正细胞核;没有叶绿素,不能进行光合作用;营养体一般为发达的丝状、分枝结构,也有单细胞;能进行有性和无性繁殖,产生孢子;细胞壁含几丁质(甲壳质);营养方式为吸收式异养;陆生性较强。,真菌的分类,Ainsworth分类系统,G.W.Martin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。,真菌的孢子与细菌芽孢的区别,真菌孢子的类型和特点,真菌是一类低等真
4、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;,真核微生物的细胞构造,(一)细胞壁 (二)鞭毛与纤毛 (三)细胞质膜 (四)细胞核 (五)细胞质和细胞器,(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
5、为主,(二)、鞭毛与纤毛,(三)、细胞质膜 Plasma Membrane,(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,(五)细胞质和细胞器,1、细胞基质和细胞骨架,除细胞器以外的胶状溶液,称细胞基质,细胞骨架是由微管、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,糙面内质网 Rough endoplasmic reticulum (RER),Smooth endoplasmic reticulum (SER) 光面内质网,2、内质网和核糖体,Golgi apparatus,3、高尔基体,48个平行堆
6、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,Lysosymes,4、溶酶体,单层膜 内含多种酸性水解酶 功能是细胞内消化,5、微体,microbody,单层膜包裹、内含多种酸性水解酶,主要功能是使细胞免受H2 O2毒害,并 能氧化分解脂肪酸等,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,6、线粒体,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
7、、类囊体、 和基质,小环 DNA,真核细胞的叶绿体(chloroplast),8、液泡,9、膜边体,10、几丁质体,11、氢化酶体,质膜与胞壁之间,可能与分泌水解酶或细胞壁合成有关,厌氧性原生动物和真菌中。氢化酶、铁氧还蛋白、氧化还原酶等鞭毛基体附近,鞭毛运动提供能量,一般在老龄细胞中,大而明显内含各种酶(蛋白酶、纤维素酶等)储藏物(糖原、脂肪等)液泡破碎,细胞自溶,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
8、较大的水生环境中生长。,二. 酵母菌yeast,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。,分布及与人类的关系,1、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。,2、重要的微生物资源;,3、重要的科研模式微生物;,啤酒酵母(Saccharomyces cerevisae)第一个完成全基因组 序列测定的真核生物(1997),4、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,细胞直径比细菌粗10倍左右,如Saccharomyces c
9、erevisiae 细胞的宽度为15m,长度为530m。 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,,(一).酵母菌的形态构造,酵母的细胞形态,酵母的细胞形态,酵母细胞,啤酒酵母,酵母菌的细胞构造,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,细胞壁,蛋白质,磷酸甘露聚糖,甘露聚糖,葡聚糖,细胞质膜,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。,细胞质,细胞质主要
10、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。 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。如图,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脂蛋白,液泡,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,微体,1.双层膜包
11、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。,细胞核,核膜: 核孔4070nm ,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),(二).酵母菌的菌落形态,1. 菌落形态特征:大而厚,
12、圆形,光滑湿润,粘稠,颜色单调。常见白色、土黄色、红色。,(二).酵母菌的菌落形态,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。,(三) 酵母菌的繁殖方式,(三) 酵母菌的繁殖方式,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,1、无性繁殖,芽殖 它是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
13、、三边出芽、单边出芽。 环境适宜时,可出现假菌丝,酵母菌的出芽繁殖,酵母菌的出芽繁殖,假菌丝:,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,并继续出芽,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。,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。,Bread Yeast with Bu
14、d,裂殖 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.,1、无性繁殖,酵母的裂殖,产生无性孢子 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。,1、无性繁殖,适宜的条件下,二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子殖。 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
15、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。,2、有性生殖,酵母的二倍体营养体细胞,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,减数分裂后产生四个单倍体的核,二倍体酵母细胞在一定条件下才能形成单倍体子囊孢子。 用营养充足的培养基和强壮活力旺盛的幼龄细胞(种子连续传代三次。) 培养时,温度:2530。须接触大量空气,促进细胞氧化作用。 选择适当的生孢子培养基(营养贫瘠的培养基),使细胞处于饥饿状态。常用石膏块
16、或醋酸钠琼脂斜面等。,实验室子囊孢子的获得,酵母菌的生活史,上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程,称为该生物的生活史或生命周期。 各种酵母的生活史可分为三种类型: 1. 单倍体型 2. 双倍体型 3. 单双倍体型,单倍体型,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,因为双倍体阶段短,一经生成立即减数分裂,双倍体型,双倍体型 以路德类酵母为代表 特点:营养体为双倍体,不断进行芽殖,双倍体营养阶段长,单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在,故不能独立生活。,单双倍体型,单双倍体型 以啤酒酵母
17、为代表 特点:单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可进行芽殖。营养体既可以单倍体形式也可以双倍体形式存在;在特定条件下进行有性生殖。 单倍体和双倍体两个阶段同等重要,形成世代交替如图,(四) 常见与常用的酵母菌,请同学们自己学习,三 霉菌(mold,mould),霉菌的形态结构 霉菌的菌落特征 霉菌的繁殖 霉菌的代表属,(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310m, 有分枝,有隔膜或无隔膜。,黄曲霉Aspergillus flavus,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)
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