微生物的形态、结构和功能 (2).ppt

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1、第二章 微生物的形态、结构和功能,第一节 原核微生物部分,原核生物即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。,第一部分 细菌 第二部分 放线菌,第一节 原核微生物部分,第一节 细 菌,细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，以二分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。,第一节 细菌,细菌的形态和大小 细菌的细胞结构 细菌的繁殖与群体形态 常见的细菌,一、 细菌的形态和大小,不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为球状、杆状与螺旋状三种.除了球茵、杆茵、螺旋菌三种基本形态外，还有许多具其他形态的细茵。例

2、如柄杆菌细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄；球衣菌能形成衣峭，杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状,而支原体由于只有细胞膜，没有细胞壁，故细胞柔软，形态多变，具有高度多形性。另外，人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌.,（一） 细菌的形态,细菌的三种基本形态: 球状、杆状和螺旋状,1. 球菌(coccus） 菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种: 单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。,(一) 细菌的形态,2

3、.杆菌 杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。 杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等；按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。,(一) 细菌的形态,2.杆 菌,短杆菌,长杆菌,梭状芽孢杆菌,链状杆菌,单杆菌,2.杆 菌,杆菌细胞两端的形态特征,2.杆 菌,一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。 杆菌举例： 大肠杆菌（Escherichia coli） 枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis） 北京棒杆菌（Corynebacteri

4、un Pekinensis）,2.杆 菌,3、螺旋菌 螺旋状的细菌称为螺旋菌。 根据其弯曲情况分为： 弧菌：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形 例：霍乱弧菌、逗号弧菌 螺旋菌：螺旋满26环，螺旋状 例：干酪螺菌 螺旋体：旋转周数在6环以上，菌体柔软。 例：梅毒密螺旋体,(一) 细菌的形态,螺旋菌,弧菌,螺旋体,3、螺旋菌,（一）细菌的形态,细菌的特殊形态： 柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。,细菌的特殊形态,影响细菌形态的因素： 培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、pH值等环境条件对细菌形态都有明显的影响。 一般处于幼龄

5、阶段和生长条件适宜时，细菌形态正常、整齐，表现出特定的形态。 在较老的培养物中，或不正常的条件下，细胞常出现不正常形态，尤其是杆菌，有的细胞膨大，有的出现梨形，有的产生分枝，有时菌体显著伸长以至呈丝状等异常形态。若将它们转移到新鲜培养基中或适宜的培养条件下又可恢复原来的形态。,（一）细菌的形态,（二）细菌的大小,细菌大小的测定： (1)测量： 测微尺 (2)长度单位：微米(m) (3)表示： 球菌：直径 杆菌： 宽长 螺菌： 宽、长、螺距,（二）细菌的大小,通常球菌直径：0.2 1.5 m， 杆菌:长1 5 m, 宽0.5 1 m。 例如：大肠杆菌：平均长度：2 m ； 宽度0.5m 1500

6、个大肠杆菌头尾相接等于3mm; 109个大肠杆菌重1 mg. 由于菌种不同，细菌的大小存在很大的差异；对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化。另外，对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或代表性数值。,（二）细菌的大小,细菌细胞的大小,二、细菌的细胞结构,基本结构包括： 细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、间体、核糖体、气泡和储藏物。 特殊结构包括： 荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。,细菌细胞结构,（一）细菌细胞的基本结构,1、细胞壁 细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%25%。 （1）细胞壁的功

7、能 保护细胞免受渗透压等外力损伤,维持菌体外形 协助鞭毛运动 与胞膜一起完成细胞内外物质交换 为正常细胞分裂所必需 与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。,（2）细胞壁的化学组成与结构 细胞壁化组学成与结构 革兰氏染色法 革兰氏染色的机理 青霉素的作用,细菌细胞壁的化学组成：,革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较,细胞壁的化学组成与结构,细菌细胞壁的结构： 细胞壁的基本骨架肽聚糖 肽聚糖：是由 N乙酰胞壁酸（NAM）和N乙酰葡糖胺（NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体。 肽聚糖单体：是由NAG 、 NAM 、肽尾、肽桥构成。,细胞壁的化学组成与结构

8、,革兰氏阳性细菌肽聚糖单体,革兰氏阴性细菌肽聚糖单体,细胞壁的基本骨架肽聚糖,肽聚糖网格状结构,细胞壁的基本骨架肽聚糖,细菌细胞壁的结构,革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成,磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由DAla和还原糖组成的侧链。,肽聚糖: 占3070% ,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。,细菌细胞壁的结构,革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。,内壁层：紧贴胞膜,仅由12层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5 10%,无磷壁酸。,外壁层：位于肽聚糖层的外部。 脂多糖; 脂蛋白、 包括: 蛋白质层: 基质蛋白、 外壁蛋白; 磷脂.,细菌的

9、染色,革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立。 基本步骤： 涂片固定 结晶紫初染1min 碘液媒染1min95%乙醇脱色0.5min 番红复染1min 结果: 革兰氏阳性菌紫色； 革兰氏阴性菌红色。,革兰氏染色法：,阳性菌,阴性菌,革兰氏染色法：,革兰氏染色的原理,青霉素的作用,作用于肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故仅对生长着的菌有效，主要是G+菌。,2、细胞膜 细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。 细胞膜的化学组成,蛋白质 主要包括 磷脂 糖类 少量核酸,细胞膜的结构 1972年Singer和

10、Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。,认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。,细胞膜液态镶嵌模型,细胞膜的功能 细胞内外物质交换和运送。 在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生。 与细胞壁及荚膜的合成有关。 是鞭毛着生的位点。,间体： 由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。,间体 间体的功能: 参与隔膜形成 与核分裂有关 类线粒体功能,3、拟核（或核质体、核区） 拟核：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。,细菌DN

11、A： 长度：一般为：13mm 例：大肠杆菌的DNA长约1mm。 生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有24个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有12个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。 功能：负载遗传信息。,拟核,质粒：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链DNA分子组成 分子量约为100 106 D.携带1100个基因, 一个菌细胞可有一至数个质粒。,质粒的特点： 可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。 不同质粒携带不同遗传信息。 无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。 例：细菌抗药性因子、大肠杆菌的F因子。 质粒

12、应用:基因工程，体外重组.,4、核糖体： 是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占60%）和蛋白质（占40%）组成。,细菌的核糖体 沉降系数为：70s，由50s大亚基和 30s 小亚基构成。 功能：是细胞合成蛋白质的机构。,5、细胞质及其内含物 细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。,细胞质功能： 细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。,细胞质中的内含物： 气泡：由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。 有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。,气泡的功能： 调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水

13、层中。 气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。 例：许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。,颗粒状内含物： 细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。 主要有：异染粒、聚羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。,细胞质中的内含物,（二）细菌细胞的特殊结构,1、荚膜：某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。,根据荚膜的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类： 荚膜或大荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度：0.2m。 微荚膜：粘液状物质较薄，厚度：0.2m ， 与细胞表面牢固结合。 粘液层：粘液物质

14、没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。 菌胶团： 多个细菌共有一个荚膜。,荚膜的组成：因种而异，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和异型多糖），此外还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。 荚膜的生理功能： 保护细胞，抗干燥。 贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质。 荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。 荚膜具有抗原性。 与致病力有关。,2、鞭毛：某些细菌表面由细胞内生出的细长、波曲、毛发状的结构。 鞭毛具有运动功能，一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动，它们是细菌的“运动器官”。 鞭毛的长度： 一般为1520 m，最长可达70 m 。 鞭毛的直径：为0.010.02 m. 不同细菌的鞭毛数

15、目和着生位置不同，鞭毛数目一般一至数十条。,鞭毛的着生方式：,周生,3、纤毛（或线毛、菌毛、伞毛） 某些菌体表面存在的短而多的附属物。 纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性吸附等有关。,4、芽孢 概念：某些菌生长到一定阶段，细胞内形成一个圆形、椭圆形或卵圆形的内生孢子，是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。,芽孢,细菌芽孢的各种类型,芽孢的特性: 具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。 含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。 新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。 一个芽孢萌发产生一个个体。 芽孢的抗热机制：渗透调节皮层膨胀学说 目前尚不清楚，但可能与

16、以下因素有关，如含水量低、壁厚而致密，芽孢中的酶分子量小，比较耐热。,三、细菌的繁殖和培养,（一）繁殖 一般为无性繁殖，二分裂法。 同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。 异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。 细菌分裂过程： 核分裂 形成横隔壁 子细胞分离,（二）群体形态 1. 固体培养,菌落：在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。 菌苔:大量细胞密集生长,结果长成的各“菌落”连接成一片。,(1)平板培养,不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。 菌落的特征： 包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、光泽、表面、湿润度等。,(2)

17、固体斜面培养 2. 液体培养基 3. 半固体培养,复习题,1、 概念： 肽聚糖、间体、质粒、异染粒、荚膜、鞭毛、芽孢、菌落、菌苔 2、问答题 （1）细菌的基本结构和特殊结构都包括那些？ （2）试绘出细菌细胞构造模式图，并注明一般结 构和特殊结构。 （3）试述细菌的三种基本形态 （4）什么是革兰氏染色法？它的主要步骤是什么？ 哪一步是关键？ （5）试述革兰氏染色的机理 （6）荚膜的化学成分如何？有何生理功能？,放线菌的概念： 放线菌(Actinomycetes)是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。,第二节 放线菌,放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物.

18、一方面,放线菌的细胞构造和细胞壁的化学组成与细菌相似,与细菌同属原核生物;另一方面,放线菌菌体呈纤细的菌丝状,而且分枝,又以外生孢子的形式繁殖,这些特征又与霉菌相似.放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长,因此叫放线菌.,放线菌分布： 主要存在于含有机质丰富的中性或偏碱性的土壤中，在空气、淡水和海水等处也有一定的分布。 放线菌的生活类型：腐生（多数） 寄生（少数）,放线菌的应用： 1、能产生大量的、种类繁多的抗生素。 2、生产维生素和酶 3、进行甾体转化、烃类发酵和污水处理,放线菌的危害： 1、有的放线菌能引起人和动植物病害，如人类的皮肤病等。 2、有的放线菌能使水和食品变味，或破坏棉

19、毛织品和纸张等。,本节提要： 放线菌的形态构造 放线菌的繁殖 放线菌的菌落特征,一、放线菌的形态构造,大部分放线菌由分枝状的菌丝组成，菌丝大多无隔膜，属单细胞。菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近（1m左右）。细胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸，不含几丁质、纤维素；革兰氏阳性。,(一)菌丝：,根据形态和功能不同可分为： 基内菌丝（营养菌丝） 气生菌丝 孢子丝。,一、放线菌的形态构造,1. 基内菌丝 培养基内匍匐生长的菌丝，无隔， 约 0.2-0.8m。 通常会产生水溶性或脂溶性色素. 功能：吸收营养，所以又称营养菌丝。,(一)菌丝,2. 气生菌丝,2. 气生菌丝 由营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝。

20、略粗于基丝0.5-1.2m，也有色素产生。 功能：气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构，即孢子丝。,3. 孢子丝 概念：可以形成孢子的菌丝（具分类价值）， 功能:繁殖。 形态：直、波曲、螺旋 着生方式：丛生、轮生,放线菌孢子丝类型：,垂直,单轮(无螺旋),弯曲,丛生,松环、初级螺旋 钩状,松螺旋,紧螺旋,单轮(有螺旋),双轮(无螺旋),双轮(有螺旋),孢子,形态： 有圆、卵圆、柱状等。 表面：或光滑或粗糙；有的还带有毛刺、鞭毛。 色素： 因种而异。,放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可借菌丝断片（液体培养时）进行繁殖。,无性孢子主要有以下三种： 分生孢子、孢囊孢子和横隔孢子。,二、

21、放线菌的繁殖,1.分生孢子(conidiospores):,在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，菌丝分裂形成。,在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊，在孢子囊内形成孢囊孢子。,孢囊：菌丝细胞在不同平面反复分裂，形成孢囊孢子.有的孢囊孢子可以丛毛运动。,2、孢囊孢子,3、横隔孢子,基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成，孢子常为球杆状，体积大小相似，又称节孢子或粉孢子。,放线菌的生活史,三、放线菌的菌落特征,1.液体静止培养 表面常形成一层膜,2、固体培养基培养 菌落特征：质地致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不易挑起，表面有放射状沟纹。,菌落形状：随菌种不同可有两类： （1）产生大量分枝状菌

22、丝的菌种： 如链霉菌属（Strptomyces)，菌丝发达、细、分枝多而且相互缠绕，和培养基结合紧密牢固，形成的菌落质地致密，表面呈绒状，坚实、干燥、多皱，菌落小而不蔓延，不易挑起或整个挑起。但当气生菌丝形成孢子丝、产生孢子后，菌落表面会发生变化 ，菌落呈絮状、粉状或颗粒状。,（2）不产生大量菌丝的菌种： 如诺卡氏菌属（Nocardia)形成的菌落，菌丝不发达，形成的菌落不致密，粘着力差，干燥，一般呈粉质，不易挑起，挑之易碎。,复习题： 1、什么是放线菌？放线菌有哪些应用？ 2、什么叫基内菌丝、气生菌丝和孢子丝？ 它们之间有何联系？ 3、放线菌如何繁殖？ 4、放线菌的菌落有何特点？,第一章 微

23、生物的形态和构造,第二节 真核微生物部分 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。,真核微生物,真菌,酵母菌 丝状真菌霉菌 担子菌,显微藻类 原生动物,真菌属于真核微生物,其细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器（线粒体、内质网、核糖体）等组成。,酵母菌,酵母菌（yeast）是一通俗名称，没有确切定义。 一般认为酵母菌具有以下五个特点： 个体一般以单细胞状态存在 多数出芽繁殖，也有的裂殖 能发酵糖类产能 细胞壁常含有甘露聚糖 喜在含糖量较高、酸度较大的环境中生长,酵母菌 种类较多，目前已知有500多种。 分布广，在水

24、果、蔬菜、花蜜和植物叶子表面以及果园的土壤里。在牛奶、动物的排泄物以及空气中也有酵母存在。大多数腐生，少数寄生。 与人类关系密切,酵母菌,酵母的应用 酵母菌是人类应用比较早的微生物。 在食品方面酿酒、制作面包、生产调味品等。 在医药方面生产酵母片、核糖核酸、核黄素、细胞色素C、B族维生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸等。 在化工方面使石油脱腊、以石油为原料生产柠檬酸等。 在农业方面生产饲料。 在生物工程方面作为基因工程的受体菌。,第一部分 酵母菌,酵母菌的危害： 腐生性酵母菌能使食物、纺织品和其他原料腐败变质； 少数耐高渗的酵母菌和鲁氏酵母、蜂蜜酵母可使蜂蜜和果酱等败坏； 有的酵母菌是发酵工业的污染

25、菌，影响发酵的产量和质量； 某些酵母菌会引起人和植物的病害，例如白假丝酵母可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道等多种疾病.,酵母菌,酵母菌的形态和大小 酵母菌的细胞结构 酵母菌的繁殖和生活史 酵母菌的代表属,本节内容,第三节 酵母菌,一、酵母菌的形态和大小,1、酵母菌形态： 酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态因种而异.通常为圆形、卵圆形或椭圆形。也有特殊形态，如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形，假菌丝等 。,酵母菌,假菌丝: 酵母菌在一定条件下培养，产生的芽体与母细胞不分离形成的特殊形态。,2、酵母菌大小： 酵母菌比细菌粗约10倍，其直径一般为25m，长度为530m，最长可达100m。 例如：酿

26、酒酵母（S.cerevisiae） 宽度：2.510m 长度：4.521m 酵母的大小、形态与菌龄、环境有关。一般成熟的细胞大于幼龄的细胞，液体培养的细胞大于固体培养的细胞。有些种的细胞大小、形态极不均匀，而有些种的酵母则较为均匀。,二、酵母菌的细胞结构,一般具有: 细胞壁、细胞膜、细胞核、液泡、线粒体、内质网、微体、微丝、及内含物等，有的菌体还有出芽痕、诞生痕。,酿酒酵母细胞结构,1、细胞壁 酵母细胞壁厚度0.10.3m，重量占细胞干重的18%25%。 化学组成：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂类、几丁质。 几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含12

27、%，有的假菌丝酵母含量超过了2%。,二、酵母菌的细胞结构,细胞壁结构： 酵母细胞壁呈“三明治”结构：,酵母细胞壁结构,外层：主要为甘露聚糖 内层：主要为葡聚糖 中间层：主要是蛋白质,细胞壁,1、细胞壁,葡聚糖和甘露聚糖都是复杂的分枝状聚合物，维持细胞壁强度的物质主要是位于内层的葡聚糖，此外，细胞壁上还含有少量的几丁质、脂类和无机盐。 几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含12%，有的假菌丝酵母含量超过了2%。 壁外成分： 有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。 如异多糖和淀粉类物质。,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、

28、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。 根据酵母细胞表面留下芽痕的数目，就可确定某细胞产生过的芽体数，因而可估计该细胞的菌龄。,2、细胞膜 酵母细胞膜是双磷脂层构造，其间镶嵌着蛋白质和甾醇。 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）,这在原核生物是罕见的。,酵母细胞膜构造,酵母细胞膜的功能： 调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障 细胞壁等大分子的生物合成和装配基地 部分酶的合成和作用场所,3、细胞核 酵母具有由多孔核膜包裹着的细胞核，核膜是一种双

29、层单位膜，上面有大量的核孔。（核膜包裹，轮廓分明）。,酵母菌细胞核,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。,4 .细胞器 细胞质主要是溶胶状物质,在细胞质中含有各种功能不同的结构细胞器 细胞器：核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等。 （1）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

30、质中或附着在内质网上。,核糖体,（2）线粒体: 1.双层单位膜包围的 细胞器；其中含脂 类、蛋白质、少量 RNA和环状DNA。 2.其DNA可自主复制， 不受核DNA控制。决 定线粒体的某些遗 传性状。 3.生物氧化中心。,（3）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,内质网结构示意图,（4）高尔基体 也是一种内膜结构。它是由扁平双层膜和小泡所构成。膜都是光滑的。 功能：为细胞提供一个内部的运输系

31、统。 5、液泡 由单层膜包裹的囊泡物，液泡中含水、有机酸、盐类、 和水解酶类，还有一些贮藏颗粒（如肝糖粒、脂肪粒、异染颗粒等）。液泡常在细胞发育后期出现，它的大小可做为衡量细胞成熟的标志。 功能：储藏营养物和水解酶类，与细胞质进行物质交换；调节渗透压,三、酵母菌培养的特征,固体培养 菌落特征：菌落大而厚，圆形，光滑湿润，粘性，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。,啤酒酵母菌落,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

32、态。,四、繁殖方式和生活史,（一）繁殖方式： 分无性繁殖和有性繁殖两大类，主要是无性繁殖。 无性繁殖：包括芽殖 、裂殖 、芽裂繁殖 和产生无性孢子 有性繁殖：主要是产生子囊孢子。 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 过程。,无性繁殖： 1、芽殖 是酵母菌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、三边出芽、单边出芽。 环境适宜时，可出现假菌丝。,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）,2、裂殖： 细胞横分裂法繁殖,与细菌类似. 如裂殖酵母。

33、进行裂殖的酵母菌种类很少. 3.芽裂 为芽殖、芽裂的中间类型，母细胞在出芽的同时产生横隔膜。,裂殖,芽殖,(二)有性生殖 酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖。 1、子囊和子囊孢子的形成：一般通过邻近的两个性别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。,酵母的二倍体营养体细胞,减数分裂后产生四个单倍体的核,原细胞发育

34、成子囊，里面有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞,子囊孢子的形成,2、实验室子囊孢子的获得 酵母菌在一定条件下才能形成子囊孢子。 供实验的酵母须营养好，活力旺盛。用营养充足的培养基和强壮的幼龄细胞连续传代三次。 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。常用石膏块或醋酸钠琼脂斜面等。,(二)、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 以八孢裂殖酵母为代

35、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。,(二)、酵母菌的生活史,2、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。,(二)、酵母菌的生活史,3、单双倍体型 以啤酒酵母为代表 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。,(二)、酵母菌的生活史,五、酵母菌的代表属,1、酵母菌属 例

36、：啤酒酵母和葡萄汁酵母 2、裂殖酵母属 3、假丝酵母属 例：热带假丝酵母、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,第二部分 霉菌,一、霉菌的形态和结构 二、霉菌的菌落特征 三、霉菌的繁殖 四、霉菌的代表属,霉菌和酵母同属于真菌。 霉菌：为丝状真菌的统称。凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌（除少数外），统称为霉菌。,霉菌的分布： 在自然界分布相当广泛，无所不在，而且种类和数量惊人。 在自然界中，霉菌是各种复杂有机物，尤其是数量最大的纤维素、半纤维素和木质素的主要分解菌。 一般情况下，霉菌在潮湿的环境下易于生长，特别是偏酸性的基质当中。,霉菌的应

37、用： 生产各种传统食品：如酿制酱、酱油、干酪等。 工业应用： 生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸）、 酶制剂（如淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶）、抗生素（如青霉素、头孢霉素）、维生素、生物碱、真菌多糖、植物生长刺激素（如赤霉素）、生产甾体激素类药物和酿造食品等，另外在生物防治、污水处理和生物测定等方面都有应用。,基本理论研究：霉菌在基本理论研究中应用很广，最著名的是利用粗糙脉胞菌进行生化遗传学方面的研究。 霉菌的危害： 引起霉变：可造成食品、生活用品以及一些工具、仪器和工业原料等的霉变。 引起植物病害：真菌大约可引起3万种植物病害。如水果、蔬菜、粮食等植物的病害。例如马铃薯晚疫病、小麦的麦锈病和水稻的稻

38、瘟病等等。,引起动物疾病：不少致病真菌可引起人体和动物病变。浅部病变如皮肤藓菌引起的各种藓症，深部病变如既可侵害皮肤、粘膜，又可侵犯肌肉、骨骼和内脏的各种致病真菌，在当前已知道的约5万种真菌中，被国际确认的人、畜致病菌或条件致病菌已有200余种（包括酵母菌在内）。 产生毒素，引起食物中毒：霉菌能产生多种毒素，目前已知有100种以上。例如：黄曲霉毒素，毒性极强，可引起食物中毒及癌症。,霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝构成。 许多分枝菌丝相互交织在一起构成菌丝体。 菌丝是中空管状结构，直径约2-10m。 霉菌菌丝类型： 按形态分：,无隔菌丝：为长管状单细胞，细胞质内含多个核。 其生长表现为菌丝的延长

39、和细胞核的增多。 这是低等真菌所具有的菌丝类型。,一、霉菌的形态和结构,有隔菌丝 菌丝中有隔膜，被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞，菌丝由多个细胞组成，每个细胞内有一至多个核。隔膜上有单孔或多孔，细胞质和细胞核可自由流通，每个细胞功能相同。这是高等真菌所具有的类型。,（一）霉菌的形态,按分化程度分: 营养菌丝（基内菌丝）:伸入到培养基内部，以吸收养分为主的菌丝。 气生菌丝:向空中生长的菌丝. 气生菌丝发育到一定阶段可分化成繁殖菌丝.,霉菌（青霉）的菌丝、,（二）霉菌的细胞结构,由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、核糖体、内质网及各种内含物（肝糖、脂肪滴、异染粒等）等组成。 幼龄菌往往液泡小

40、而少，老龄菌具有较大的液泡。,细胞膜,液泡,内质网,细胞壁,线粒体,细胞核,核糖体,细胞壁：除少数低等水生霉菌细胞壁含纤维素外,大部分霉菌细胞壁主要由几丁质组成. 几丁质是由数百个N-乙酰葡萄糖胺分子以-1，4糖苷键连接而成的。几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌细胞壁的网状结构微纤丝。微纤丝使细胞壁具有坚韧的机械性能。 组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质，主要是一些蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖，它们填充于上述纤维状物质构成的网内或网外，充实细胞壁的结构。 霉菌的细胞膜、细胞核、线粒体、核糖体等结构与其他真核生物（如酵母）基本相同。,菌落特征：霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明，有的呈绒毛状或絮

41、状或网状等，菌体可沿培养基表面蔓延生长，由于不同的真菌孢子含有不同的色素，所以菌落可呈现红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。,二、霉菌的菌落特征,液体培养时的特征： 如果是静止培养，霉菌往往在表面上生长，液面上形成菌膜。 如果是震荡培养，菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝球，菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底部。,三、霉菌的繁殖,繁殖方式,菌丝片段,无性孢子,有性孢子,孢囊孢子 分生孢子 节孢子 厚垣孢子,卵孢子 接合孢子 子囊孢子 担孢子,孢子,无性繁殖：不经过两个性细胞的结合，只是由营养细胞分裂或分化而形成同种新个体的过程。 霉菌的无性繁殖主要通过产生以下四种类型的无性孢子

42、来实现。 1、孢囊孢子 由于生于孢子囊内，又叫内生孢子。 它是由气生菌丝顶端膨大形成特殊囊状结构孢子囊，孢子囊逐渐长大，在囊中形成许多核，每一个核外包以原生质并产生细胞壁，形成孢囊孢子。带有孢子囊的梗称孢子囊梗，孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊轴或中轴。孢子囊成熟后释放出孢子。例藻状菌纲毛霉目及水霉目一些属以这种方式繁殖.,（一）霉菌的无性繁殖,孢囊孢子,2、分生孢子： 是霉菌中常见的一类无性孢子,生于细胞外,所以又叫外生孢子.是大多数子囊菌纲及全部半知菌的无性繁殖方式. 分生孢子是由菌丝顶端细胞，或由分生孢子梗顶端细胞经过分割或缩缢而形成的单个或成簇的孢子。 分生孢子的形状、大小、结构、着生

43、方式、颜色、因种而异。,例：曲霉属 分生孢子梗的顶端膨大成球形的顶囊，孢子着生于顶囊的小梗之上。 青霉属：分生孢子着生在帚状的多分支的小梗上。 还有些霉菌的分生孢子着生在分生孢子垫或分生孢子器等特殊构造上。,3、节孢子（又称粉孢子） 它是由菌丝断裂形成的外生孢子。 当菌丝长到一定阶段，出现许多横膈膜，然后从横膈膜处断裂，产生许多孢子。孢子是成串的短柱状、筒状或两端钝圆的细胞。 例：白地霉,节孢子,4、厚垣孢子 这类孢子具有很厚的壁，又叫厚壁孢子。 菌丝顶端或中间的个别细胞膨大、原生质浓缩、变圆，然后细胞壁加厚形成圆形、纺锤形或长方形的厚壁孢子。 厚垣孢子也是霉菌的休眠体，对热、干燥等不良环境抵

44、抗力很强。,厚垣孢子,有性繁殖：经过两个性细胞结合而产生新个体的过程。 有性繁殖一般包括三个阶段： 质配：两个性细胞的核共存于一个细胞中，形成双核细胞，每个核的染色体数目都是单倍的（即 n+n）。 核配：形成二倍体接合子，核的染色体数目是双倍的（即2n）。 减数分裂：形成单倍体有性孢子。核的染色体数目是单倍的（即n）,(二)霉菌的有性繁殖,大多数霉菌是单倍体，二倍体仅限于接合子。在霉菌中，有性繁殖不如无性繁殖普遍，有性繁殖多发生在特定的条件下，往往在自然条件下较多，在一般培养基上不常出现。 不同的霉菌有性繁殖的方式不同。多数霉菌是由菌丝分化形成特殊的性细胞（器官）配子囊或由配子囊产生的配子（雄

45、器和雌器）相互交配，形成有性孢子。 常见的有性孢子有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。,1、卵孢子 由大小不同的配子囊结合后发育而成。2n 小型的配子囊称雄器，大型的配子囊称藏卵器，藏卵器内有一个或数个称为卵球的原生质团，它相当于高等生物的卵。当雄器与藏卵器配合时，雄器中的细胞质和细胞核通过受精管进入藏卵器，并与卵球结合，受精卵球生出外壁，发育成卵孢子。,2、接合孢子 是由菌丝生出的结构基本相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合而成。 接合孢子的形态：厚壁、粗糙、黑壳。 接合过程：两个相邻的菌丝相遇，各自向对方生出极短的侧枝，称原配子囊。原配子囊接触后，顶端各自膨大并形成横隔，分隔形成两个配

46、子囊细胞，配子囊下的部分称配子囊柄。然后相接触的两个配子囊之间的横隔消失，发生质配、核配，同时外部形成厚壁，即成接合孢子。,接合孢子,接合孢子形成过程：,根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为：同宗配合：菌体自身可孕，不需要别的菌体帮助而能独立进行有性生殖。 当同一菌体的两根菌丝甚至同一菌丝的分枝相互接触时，便可产生接合孢子。 异宗配合：菌体自身不孕，需要借助别的可亲和菌体的不同交配型来进行有性生殖。即它需要两种不同菌系的菌丝相遇才能形成接合孢子。,3、子囊孢子 在子囊内形成的有性孢子。形成子囊孢子是子囊菌纲的主要特征。 子囊：两性细胞接触以后形成的囊状结构。子囊有球形、棒形、圆筒形、长

47、方形等，因种而异。 子囊内孢子通常是18个。 子囊孢子的形状、大小、颜色也各不相同。 不同的子囊菌形成子囊的方式不同 最简单的是两个营养细胞结合形成子囊，细胞核分裂形成子核，每一子核形成一个子囊孢子。例：酿酒酵母。,子囊形成的方式、形状、大小,子囊孢子,霉菌不同性别的菌丝，分化出雄器（小）和产囊器（大），两个性器官接触后，雄器的内含物通过受精丝进入产囊器，进行质配。质配后，产囊器生出许多短菌丝（称产囊丝），产囊丝顶端的细胞是双核的，在顶端细胞内发生核配，成子囊母细胞。再经有丝分裂和减数分裂产生1-8个子囊孢子。 子囊果：在子囊和子囊孢子发育过程中，雄器和雌器下面的细胞生出许多菌丝，形成保护组织

48、，整个结构成为一子实体。这种有性的子实体称为子囊果，子囊包在其中。 子囊果主要有三种类型：一种为完全封闭式，称闭囊壳。瓶形有孔口的称子囊壳。开口呈盘状的称子囊盘。,子囊果的形状,闭囊壳,子囊壳,子囊盘,4、担孢子 担子菌所特有，经两性细胞核配合后产生的外生孢子。因着生在担子上而得名。,四、霉菌的代表属,（一）毛霉属（Mucor) 在分类系统中属于接合菌纲、毛霉目。 分布:广泛分布于土壤、空气中，也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上，引起霉腐变质。 特征：低等真菌，菌丝发达、繁密，为白色、无隔多核菌丝，为单细胞真菌。菌落蔓延性强，多呈棉絮状。 代表种：高大毛霉、总状毛霉和梨形毛霉。,繁殖：

49、无性繁殖：产孢囊孢子。 有性繁殖：产生接合孢子。 无性繁殖： 孢子囊梗直接从菌丝体上发出，单生或分枝，顶端产生膨大的孢子囊，孢子囊为球形，囊壁上常有针状的草酸钙结晶。在囊轴与孢子囊梗相连处无囊托，但孢子囊壁破裂时，留有残迹囊领。,毛霉的孢子囊梗有单生的，也有分枝的。 分枝有单轴、假轴两种类型。 毛霉的菌丝多为白色，孢子囊黑色或褐色，孢子囊孢子大部分无色或浅兰色，因种而异。,毛霉的应用： 能产生蛋白酶，具有很强的蛋白质分解能力，多用于制作腐乳、豆豉。 有的可产生淀粉酶，把淀粉转化为糖。在工业上常用作糖化菌或生产淀粉酶。 有些毛霉还能产生柠檬酸、草酸等有机酸，有的也可用于甾体转化。,（二）根霉（Rhizopus)： 与毛霉同属接合菌纲毛霉目。 分布:分布于土壤、空气中，常见于淀粉食品上，可引起霉腐变质和水果、蔬菜的腐