微生物细胞的结构与功能真核微生物.ppt
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1、第三章第三章 微生物细胞的结构与功能微生物细胞的结构与功能 第二节第二节 真核微生物真核微生物真核微生物真核微生物细胞核具有核膜;细胞核具有核膜;能进行有丝分裂;能进行有丝分裂;化能有机营养;化能有机营养;细胞质中存在线粒体或同时存在细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器;叶绿体等细胞器;具有上述特征的微小生物具有上述特征的微小生物菌体均不含叶绿素,营腐生或寄生生活,菌体均不含叶绿素,营腐生或寄生生活,有的与藻类共有的与藻类共生,有的与高等植物共生形成菌根。生,有的与高等植物共生形成菌根。种类繁多,广布于自然界。种类繁多,广布于自然界。它和细菌一起,共同分解自它和细菌一起,共同分解自然界的
2、有机物,对绿色植物的营养供给和自然界的物然界的有机物,对绿色植物的营养供给和自然界的物质循环起了重要作用。质循环起了重要作用。食品工业利用酵母菌进行发酵生产,医药业利用霉菌进食品工业利用酵母菌进行发酵生产,医药业利用霉菌进行抗生素的生产,行抗生素的生产,如青霉素就是青霉菌的产物。有些如青霉素就是青霉菌的产物。有些真菌如蘑菇、木耳等直接是人类的食品,有些如真菌如蘑菇、木耳等直接是人类的食品,有些如灵芝、灵芝、冬虫夏草冬虫夏草是重要的药材。也有很多真菌能引起动植物是重要的药材。也有很多真菌能引起动植物和人类的病害,有的真菌造成纺织品、皮革等霉烂、和人类的病害,有的真菌造成纺织品、皮革等霉烂、变质。
3、变质。真核微生物特点真核微生物特点真核细胞微生物分类真核细胞微生物分类 真真核核微微生生物物真菌真菌单细胞藻类单细胞藻类原生动物原生动物霉菌霉菌酵母菌酵母菌覃菌(蘑菇)覃菌(蘑菇)丝状真菌丝状真菌单细胞真菌单细胞真菌大型真菌大型真菌真核微生物的种类约占微生物总数的真核微生物的种类约占微生物总数的95%95%以上。从个体形态、群体以上。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。方面,真核微生物都展现出一幅多样化的画面。真菌门真菌门粘菌门粘菌门一一 真核微生物之一真核
4、微生物之一-真菌真菌(Fungus)1 特点:特点:具有细胞核,进行有丝分裂;具有细胞核,进行有丝分裂;细胞质中含有线粒体但没有叶绿体,不进行光合作用,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;无根、茎、叶的分化;以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖;以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖;营养方式为化能有机营养(异养)、好氧;营养方式为化能有机营养(异养)、好氧;不运动(仅少数种类的游动孢子有不运动(仅少数种类的游动孢子有1-21-2根鞭毛);根鞭毛);种类繁多,形态各异、大小悬殊,细胞结构多样;种类繁多,形态各异、大小悬殊,细胞结构多样;真菌是一类低等真核生
5、物真菌是一类低等真核生物2 真菌的形态结构及细胞结构(1 1)真菌:)真菌:是一类不含叶绿素,无根、茎、叶,是一类不含叶绿素,无根、茎、叶,营腐生或寄生生活的真核微生物,大多数呈丝状营腐生或寄生生活的真核微生物,大多数呈丝状体,能进行有性或无性繁殖。体,能进行有性或无性繁殖。包括酵母菌、霉菌、担子菌等。包括酵母菌、霉菌、担子菌等。l大多是纤细管状菌丝构成的菌丝体。大多是纤细管状菌丝构成的菌丝体。l低等真菌的菌丝无隔膜,高等真菌的菌丝都有隔低等真菌的菌丝无隔膜,高等真菌的菌丝都有隔膜,前者称为无隔菌丝,后者称有隔菌丝。膜,前者称为无隔菌丝,后者称有隔菌丝。l在多数真菌的在多数真菌的细胞壁中主要成
6、分是多糖,构成几细胞壁中主要成分是多糖,构成几丁质和纤维素(丁质和纤维素(P66P66)。)。l常见的真菌细胞器有:线粒体,微体,核糖体,常见的真菌细胞器有:线粒体,微体,核糖体,液泡,溶酶体,泡囊,内质网,微管,鞭毛等;液泡,溶酶体,泡囊,内质网,微管,鞭毛等;常见的内含物有肝糖,晶体,脂体等(常见的内含物有肝糖,晶体,脂体等(P65P65)。)。酵母菌细胞壁酵母菌细胞壁酵母细胞壁的厚度为酵母细胞壁的厚度为0.1-0.1-0.3m0.3m,重量占细胞干重的,重量占细胞干重的18%30%18%30%,主要由,主要由D-D-葡聚糖和葡聚糖和D-D-甘露聚糖两类多糖组成,含甘露聚糖两类多糖组成,含
7、有少量的蛋白质、脂肪、矿物有少量的蛋白质、脂肪、矿物质。质。外层为甘露聚糖,约占细胞壁外层为甘露聚糖,约占细胞壁干重的干重的40%45%40%45%。中间层是一。中间层是一层蛋白质分子,约占细胞壁干层蛋白质分子,约占细胞壁干重的重的10%10%。内层为葡聚糖。内层为葡聚糖。丝状真菌(霉菌)的细胞壁丝状真菌(霉菌)的细胞壁由多层半晶体壳多糖微原纤维镶嵌在无定型的由多层半晶体壳多糖微原纤维镶嵌在无定型的b-葡聚糖基质中而形成的坚硬结构,也含某些蛋白葡聚糖基质中而形成的坚硬结构,也含某些蛋白质。质。霉菌在菌丝的顶端的延伸区和硬化区中,细胞的霉菌在菌丝的顶端的延伸区和硬化区中,细胞的内层是几丁质,外层
8、为蛋白质;内层是几丁质,外层为蛋白质;成熟区由内至外相应地为;几丁质层,蛋白质层,成熟区由内至外相应地为;几丁质层,蛋白质层,和葡聚糖蛋白网层;和葡聚糖蛋白网层;隔膜区,它由菌丝内壁向内延伸而成的环片状构隔膜区,它由菌丝内壁向内延伸而成的环片状构造。造。真菌的菌丝体:真菌的菌丝体:单根丝状体称为菌丝单根丝状体称为菌丝(hypha)(hypha)。许多菌丝在一起统称菌丝体。许多菌丝在一起统称菌丝体(mycelium)(mycelium)。菌落菌落(colnny)(colnny):菌丝体在基质上生长的形菌丝体在基质上生长的形态称之。态称之。真菌菌落特点:真菌菌落特点:圆形或不规则,绒毛状或圆形或不
9、规则,绒毛状或絮状,酵母菌较光滑,具有各种颜色。絮状,酵母菌较光滑,具有各种颜色。(2)真菌的菌丝体和菌落)真菌的菌丝体和菌落(3)真菌的细胞结构)真菌的细胞结构(4)真菌菌丝的变态类型)真菌菌丝的变态类型附着胞(附着胞(附着胞(附着胞(appressoriumappressorium,appressoriaappressoria)()()()(P68P68)是植物病原真菌孢子萌发形成的芽管或菌丝顶端的膨大是植物病原真菌孢子萌发形成的芽管或菌丝顶端的膨大部分,可以牢固地附着在寄主体表面,其下方产生侵入部分,可以牢固地附着在寄主体表面,其下方产生侵入钉穿透寄主角质层和表层的细胞壁,起着附着和吸收
10、养钉穿透寄主角质层和表层的细胞壁,起着附着和吸收养分的功能。分的功能。附着枝:附着枝:若干寄生真菌由菌丝细胞生出若干寄生真菌由菌丝细胞生出1-2个细胞的短枝,个细胞的短枝,以将菌丝附着于宿主上,这种特殊的结构即附着以将菌丝附着于宿主上,这种特殊的结构即附着枝。枝。吸器(吸器(haustorium,haustoria)植植物物专专性性寄寄生生菌菌菌菌丝丝在在寄寄主主间间隙隙延延伸伸穿穿过过细细胞胞壁壁,在在植植物物细细胞胞内内形形成成的的膨膨大大或或分分枝枝状状的的结结构构吸吸器器,其其功功能能是是增增加加真真菌菌对对营营养养的的吸吸收收面面积积。形状不同。形状不同。假根(假根(rhizoid)
11、菌菌丝丝产产生生的的类类似似植植物物根根的的结结构构,深深入入基基质质吸吸收收营养;营养;并固定、支并固定、支撑撑菌体菌体。根霉根霉壶菌壶菌菌环和菌网(菌环和菌网(菌环和菌网(菌环和菌网(hyphae trap and network loops hyphae trap and network loops)菌丝组成的环状物及多个菌环形成的网。菌丝组成的环状物及多个菌环形成的网。均用于均用于捕食(套住或粘住)小动物(线虫)。捕食(套住或粘住)小动物(线虫)。(3)菌丝体的组织化菌核(菌核(sclerotiumsclerotium):):由由菌丝紧密交接形成的一种菌丝紧密交接形成的一种坚硬结构。外
12、为拟薄壁组坚硬结构。外为拟薄壁组织,内为疏丝组织。形状织,内为疏丝组织。形状不一,颜色较深,渡过不不一,颜色较深,渡过不良环境。良环境。菌核萌发菌核萌发菌核萌发菌核萌发 类类似似垫垫状状的的营营养养结结构构,常常在在其其中中或或其其上上长长生生子子实实体体,也也是是繁繁殖殖体体的的一一部部分分。柱柱状状、棒棒状状、头头状状等。等。假假子子座座(pseudostroma):由由菌菌丝丝组组织织和和寄寄主主组织共同形成的子座。组织共同形成的子座。子座(子座(stroma)菌菌丝丝组组织织形形成成的的绳绳状状物物,类类似似高高等等植植物物的的根根,又又称称根根状状菌菌索索。能能抵抵抗抗不不良良环环境
13、境,当环境转佳时,又从尖端继续生长延伸。当环境转佳时,又从尖端继续生长延伸。菌索(菌索(rhizomorph)(4)真菌的繁殖)真菌的繁殖 当营养生活进行到一定时期时,真当营养生活进行到一定时期时,真菌就开始转入繁殖阶段,形成各种菌就开始转入繁殖阶段,形成各种繁殖体即子实体繁殖体即子实体(fruitingbody)(fruitingbody)。真菌的繁殖体包括无性繁殖形成的真菌的繁殖体包括无性繁殖形成的无性孢子和有性生殖产生的有性孢无性孢子和有性生殖产生的有性孢子。子。A 无性繁殖无性繁殖(asexual reproduction):营养体菌丝营养体菌丝直接通过断裂、裂殖、芽殖、割裂等方式产生
14、孢子直接通过断裂、裂殖、芽殖、割裂等方式产生孢子的繁殖方式。的繁殖方式。无性繁殖产生的孢子称为无性孢子无性繁殖产生的孢子称为无性孢子。真菌无性繁殖产生的孢子真菌无性繁殖产生的孢子真菌无性繁殖产生的孢子真菌无性繁殖产生的孢子A.游动孢子(游动孢子(zoospore)B.孢囊孢子(孢囊孢子(sporangiospore)C.分生孢子分生孢子(conidiospora)D.节孢子(节孢子(arthrospore)E.厚垣孢子(厚垣孢子(chlamydospore)节孢子节孢子 厚垣孢子厚垣孢子断裂:断裂:菌丝断裂成短片段或菌丝菌丝断裂成短片段或菌丝细胞相互脱离产生孢子。细胞相互脱离产生孢子。裂殖:裂
15、殖:单单细胞的真菌的营养体一分为二,变成两细胞的真菌的营养体一分为二,变成两个菌体。个菌体。似细菌的裂殖似细菌的裂殖。如裂殖酵母菌。如裂殖酵母菌。芽芽殖殖:单单细细胞胞的的真真菌菌营营养养体体、孢孢子子或或丝丝状状真真菌菌的的产产孢细胞以芽生的方式产生孢细胞以芽生的方式产生无性无性孢子。如酵母菌。孢子。如酵母菌。原原生生质质割割裂裂:成成熟熟的的孢孢子子囊囊内内的的原原生生质质被被分分割割成成许许多多小小块块,每每小小块块的的原原生生质质连连同同其其中中的的细细胞胞核核共共同同形形成成一一个个孢孢子子。如如鞭鞭毛毛菌产生的游动孢子。菌产生的游动孢子。B B 有性生殖有性生殖(sexualrep
16、roduction)(sexualreproduction)有性孢子有性孢子 经过两个性细胞结合而形成的胞子称为有性孢子,其形经过两个性细胞结合而形成的胞子称为有性孢子,其形成过程相当复杂。成过程相当复杂。n 合子:合子:两个大小相似而性别不同的细胞结合而形成的两个大小相似而性别不同的细胞结合而形成的孢子叫合子。是真菌中最简单的有性孢子。孢子叫合子。是真菌中最简单的有性孢子。n 卵孢子:卵孢子:菌丝分化成不同的雄器和藏卵器,雄器与藏菌丝分化成不同的雄器和藏卵器,雄器与藏卵器结合后形成的有性孢子叫作卵孢子。卵器结合后形成的有性孢子叫作卵孢子。n 接合孢子:接合孢子:由两个形状相同,但性别不同的配
17、偶囊结由两个形状相同,但性别不同的配偶囊结合而形成的有性孢子。合而形成的有性孢子。n 子囊孢子:子囊孢子:真菌的菌丝可分化成为产囊器和雄器,二真菌的菌丝可分化成为产囊器和雄器,二者结合形成囊,称为子囊,在子囊内所形成的有性孢子者结合形成囊,称为子囊,在子囊内所形成的有性孢子即为子囊孢子。即为子囊孢子。n 担孢子:担孢子:真菌的菌丝经过特殊的分化和有性结合形成真菌的菌丝经过特殊的分化和有性结合形成担子,在担子上形成的有性孢子称为担孢子。担子,在担子上形成的有性孢子称为担孢子。真菌有性孢子类型真菌有性孢子类型真菌有性孢子类型真菌有性孢子类型C C 真菌的有性繁殖过程真菌的有性繁殖过程n三个阶段:即
18、:质配三个阶段:即:质配核配核配减数分裂。减数分裂。n质配质配即两个配偶细胞的原生质融合在同一个细即两个配偶细胞的原生质融合在同一个细胞中;胞中;n核配核配是两个细胞核结合成一个细胞核,此时染是两个细胞核结合成一个细胞核,此时染色体成双倍,成为双倍体细胞核。色体成双倍,成为双倍体细胞核。n减数分裂减数分裂具有双倍体的细胞核通过具有双倍体的细胞核通过减数分裂减数分裂,细胞中的染色体恢复到原来的数目,成为单倍细胞中的染色体恢复到原来的数目,成为单倍体细胞核,发育成为两个细胞,即真菌的有性体细胞核,发育成为两个细胞,即真菌的有性繁殖。繁殖。D 有性生殖的方式有性生殖的方式 游游动动配配子子配配合合(
19、planogametic copulation):两两个个游游动动配配子子可可以以是是同同形形的的,也也可可以以是是异异形形的的,后后者者两两个个配配子子中中一一个个能能动动一一个个不不能能动动(游游动动孢孢子子(精精子子)与与不不动动的的雌雌配配子子囊囊结合)。如低等鞭毛菌。结合)。如低等鞭毛菌。配子配子配子配子异异 型型 配配 子子 囊囊 接接 触触 交交 配配(gametangial contact):交交配配的的配配子子囊囊形形状状和和大大小小大大多多有有明明显显差差异异(异异型型配配子子囊囊),大大的的称称雌雌器器(雌雌配配子子囊囊),小小的的称称雄雄器器(雄雄配配子子囊囊)。雌雌、
20、雄雄配配子子囊囊交交配配时时,一一方方的的细细胞胞核核通通过过受受精精丝丝(管管)输输入入对对方方体体内内,随随后后无无核核的的配配子子囊囊消消解解。如如霜霜霉目真菌。霉目真菌。同同型型配配子子囊囊配配合合(gametangial copulation):两两个个配配子子囊囊相相接接触触的的壁壁消消解解,融融合合成成一一个个新新细细胞胞,并并在在其其中中进进行行质质配配、核核配配核核减减数数分裂,如接合菌。分裂,如接合菌。受受精精作作用用(spermatization):在在性性孢孢子子器器或或性性孢孢子子梗梗上上产产生生小小型型单单核核精精子子(性性孢孢子子),借借昆昆虫虫、风风和和水水等等
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