真菌的细胞形态及繁殖方式.ppt
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1、第六章第六章:真菌的细胞形态与繁殖方式真菌的细胞形态与繁殖方式第一节:真菌的特点及分类第二节:真菌的作用第三节:常见真菌的形态特征与生殖第一节:真菌的主要特点 不含叶绿体、化能有机营养、具有真正的细胞核、含有线粒体等细胞器,通常以孢子进行繁殖、不运动的真核微生物。其个体一般较原核微生物大。真菌的特点()真菌的特点()细胞器 线粒体细胞核 核仁和核膜在核分裂中仍然保持,减数分裂和有丝分裂在核内进行。在一个细胞内有时可以包含多个核。真菌的特点()真菌的特点()一般通过孢子繁殖,可以产生各种有性和无性孢子,孢子不运动。酵母是单细胞结构的,而霉菌具有发达的菌丝体。菌丝与菌丝体菌丝与菌丝体真菌的菌丝是由
2、坚硬的细胞壁包围的管状结构,内含可流动的原生质,直径约 2-10 m。菌丝交织在一起共同组成菌丝体。菌丝的生长方式:顶端生长真菌的特点()真菌的特点()无隔菌丝和有隔菌丝 无隔菌丝:根霉、毛霉 有隔菌丝:青霉、曲霉真菌的特点(真菌的特点()真菌的细胞壁一般都含有几丁质,真菌一般以糖原的方式储存碳源。不含叶绿素,不能进行光合作用;由于细胞壁的存在,异养型的真菌通过分泌胞外水解酶的方式获得营养。真菌的分类地位真菌的分类地位类群庞大类群庞大的真菌的真菌已发现100000 种左右,小于总量的10%,每年新增1700。古老的真菌:起源早于动植物苏格兰的真菌化石,距今4亿年最大、最长寿的生命体,2400
3、岁,面积达2200英亩,重达20吨。三、真菌的分类三、真菌的分类(1)低等真菌:菌丝体没有横隔,多核,通过形成接合孢子进行有性生殖;(2)高等真菌:菌丝有横隔,通过形成子囊孢子、担孢子进行有性生殖,或有性生殖阶段不详;(1)(1)低等真菌低等真菌接合菌纲(Zygomycetes)陆生霉菌,有性生殖形成接合孢子(zygospores)(2)(2)高等真菌高等真菌子囊菌纲(Ascomycetes):有性生殖形成子囊孢子担子菌纲(Basidiomycetes):有性生殖形成担孢子半知菌纲(Deuteromycetes):不了解其有性生殖酵母酵母不具分类学意义;大多数是子囊菌(Ascomycetes)
4、和半知菌(Deuteromycetes),少数是担子菌(Basidiomycetes)和接合菌(Zygomycetes)第二节、真菌的作用第二节、真菌的作用1、真菌与人类2、真菌与植物3、真菌与其它生物的关系第一印象第一印象“.ruin your bread,rot your house and make your feet smell”“Fungi are a cursed tribe,an invention of the devil,devised by him to disturb the harmony of the rest of nature.”(Veillard,18th C)
5、1 1、真菌与人类、真菌与人类真菌的益处真菌的益处 酿造工业与食品若作酒醴,尔惟曲蘖食用真菌与药用真菌食用真菌与药用真菌医药工业:医药工业:弗莱明弗莱明与青霉素与青霉素第一第一个应用于临床的抗生素个应用于临床的抗生素 甾类激素药物甾类激素药物 11位的羟基才使得甾体具有抑制发炎的功效真菌的其他应用真菌的其他应用 单细胞蛋白以及核苷酸、辅酶A、核黄素等生化制剂 植物生长激素与杀虫剂其他有用的产品其他有用的产品Aspergillus niger生产柠檬酸真菌与人类真菌与人类真菌的害处真菌的害处物品的霉变真菌的致病性浅层感染真菌的致病性浅层感染浅部感染,主要侵犯毛发、皮肤、指甲,引起癣病。真菌的深层
6、感染真菌的深层感染1/10普通患者,80%AIDS患者感染白色假丝酵母抗真菌的药物及抗生素很少后起之秀:Cryptococcus neoformans机会感染与真菌毒素机会感染与真菌毒素真菌毒素:火鸡病与黄曲霉毒素模式微生物模式微生物Nobel Prize 2001,细胞周期一个基因一个酶(Neurospora,Beadle&Tatum)体积小,容易培养,繁殖迅速,周期短研究代谢途径研究生长、发育、细胞分裂及分化真菌的基因组大小Saccharomyces cerevisiae:13,389 kb 6000 genes21%人类疾病相关基因存在于酵母2 2、真菌与植物、真菌与植物关系密切每一种植
7、物至少有6种不同的真菌真菌数量:6 x 250000=1500000种 分解者 植物病菌植物的亲密合作者菌根菌根植物的根与真菌的共生体;70%的植物有菌根,包括谷类、豌豆、土豆、洋葱及苹果;“in agricultural field conditions plants do not,strictly speaking,have roots,they have mycorrhizas”“no fungi,no trees,no trees,no future”菌根菌根增强植物的抗逆性;促进植物对P、Fe、Cu、Zn 等矿物质营养元素的吸收和利用;能干扰病原菌对植物的侵染 真菌在其生长发育过程中
8、还能分泌生长素。菌根在陆生植物中非常重要,可能在水生植物到陆生植物的进化过程中发挥了重大作用真菌:植物的主要病原菌真菌:植物的主要病原菌70%的植物疾病由真菌引起,如稻瘟病、小麦锈病、马铃薯晚疫病等。分解者分解者纤维素及木质素的降解 碳素循环3 3、真菌与其它生物:、真菌与其它生物:地衣地衣(共生共生)地衣:蓝细菌或藻类与真菌的共生体 多数为子囊菌(Ascomycota),少数为担子菌(Basidiomycota)冬虫夏草(真菌的寄生)冬虫夏草(真菌的寄生)虫草真菌寄生在蝙蝠蛾幼虫体内 第三节:第三节:常见真菌的形态特征与生殖常见真菌的形态特征与生殖一、酵母二、丝状真菌霉菌一、酵母一、酵母1、
9、酵母的特点2、酵母的菌落特征3、酵母与人类4、繁殖方式与生活史1 1、酵母的特点、酵母的特点酵母菌(yeast)是一群单细胞的真核微生物。无分类学意义,通常用于以芽殖、少数裂殖来进行无性繁殖单细胞真菌,以此与霉菌区分。若有有性繁殖阶段,主要产生子囊孢子。酵母的特点酵母的特点卵圆、圆、圆柱等单细胞,其细胞直径一般比细菌粗10倍(1-5m)左右;多分布在含糖的偏酸性环境,也称为“糖菌”;能发酵糖类产能;有部分酵母可利用烃类。细菌用2xYT培养基(100ml):胰蛋白胨 2g酵母提取物 1gNaCl 0.5g酵母用YPD培养基(100ml):胰蛋白胨 2g酵母提取物 1g葡萄糖 2g多分布于如水果、
10、蔬菜、叶子、树皮等处,及葡萄园和果园土壤中等。酵母的特点酵母的特点无性繁殖的方式一般是出芽生殖,有的裂殖;细胞壁常含有甘露聚糖;2 2、酵母的菌落特征、酵母的菌落特征与细菌菌落类似,但一般较细菌菌落大且厚,表面湿润,粘稠,易被挑起,多为乳白色,少数呈红色。小菌落突变:线粒体中缺少几种呼吸系酶。3 3、酵母与人类、酵母与人类重要的微生物资源 酵母菌是人类的第一种“家养微生物”,有56属,500多种。重要的科研模式微生物 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisae)第一个完成全基因组序列测定的真核生物(1996)研究线粒体遗传、性的控制(营养生长 生殖生长)、有丝分裂机制和真核生物基
11、因表达调控。有些酵母菌具有危害性 有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病4 4、酵母的繁殖方式与生活史、酵母的繁殖方式与生活史 无性繁殖A 芽殖主要的无性繁殖方式5、形成新细胞壁。2、核裂3、原生质分配;4、新膜形成;1、母细胞形成小突起;芽殖的方式芽殖的方式单极 双极 多极子细胞与母细胞分离后,在母细胞的表面留下圆形突起的芽痕,子细胞留下蒂痕。芽痕上含有几丁质,母细胞可继续出芽,但决不会在旧的的芽痕上。一个酵母能形成的芽数是有限的(平均24个)芽痕芽痕假丝酵母假丝酵母酵母菌进行芽殖后,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。形成
12、假菌丝是重要的形态学特征,具有分类学上的意义。Dimorphism(Dimorphism(二型态二型态)二型态:在不同的生长条件下,一些真菌的营养体呈现两种不同的细胞形态,即丝状形态(M)和酵母状形态(Y);白色假丝酵母:含葡萄糖的丰富培养基 Y态多糖、血液、cAMP、较高的培养温度(40)M态引起深层感染的真菌,除了新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)外,其他都是二形态。裂殖酵母裂殖酵母B 裂殖:少数酵母菌可以象细菌一样借细胞横割分裂而繁殖。裂殖酵母与更高等的真核细胞有许多相似的性质,用于表达外源真核生物基因有非常好的应用前景。酵母其他的无性生殖方式酵母其他的无性生殖
13、方式C 掷孢子:掷孢酵母D 节孢子:地霉属E 厚垣孢子:白色假丝酵母 酵母的有性繁殖酵母的有性繁殖一般以子囊孢子的形式进行有性繁殖;也有一些以接合孢子或担孢子的方式进行有性繁殖。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。酵母的子囊孢子酵母的子囊孢子性别不同的单倍体细胞靠近,相互接触 接触处细胞壁消失,质配,核配,形成二倍体核的接合子。酵母的酵母的生活史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。营养体只能以单倍体形式存在(核配后立即进行减数分裂)营养体既可以单倍体也可以双倍体形式存在,都可进行出芽繁殖。营养体只能以双倍体
14、形式存在,单倍体只是配子(核配后不立即进行减数分裂)八孢裂殖八孢裂殖酵母的生活史酵母的生活史营养体为单倍体。二倍体阶段很短,不能独立生活;酿酒酵母的生活史酿酒酵母的生活史单倍体和二倍体两个阶段同等重要,形成世代交替;在特定条件下进行有性生殖;单倍体营养细胞和二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二倍体形式存在;二倍体细胞体积大,生活力强,广泛应用于工业生产及科学研究。路德类酵母路德类酵母的生活史的生活史单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在,不能独立生活。二倍体阶段长,不断进行芽殖,营养体为二倍体;二、丝状真菌二、丝状真菌霉菌霉菌1、菌丝的种类及特化(变态)2、霉菌的繁殖方式及生活史
15、3、常见霉菌1 1、霉菌菌丝的种类、霉菌菌丝的种类营养菌丝;气生菌丝;繁殖菌丝。霉菌菌丝直径约为210 m,比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。菌丝的横隔菌丝的横隔细胞壁向内作环状生长支持菌丝强度允许细胞质、细胞器、细胞核的流动 有孔隔膜 菌丝受损后,迅速堵塞以防止细胞质流失;也隔离衰老的菌丝。生殖细胞的隔离:细胞分化封闭隔膜无隔和有隔菌丝体无隔和有隔菌丝体对于无隔膜的菌丝体,整个菌丝为长管状单细胞,细胞质内含有多个核,其生长过程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。有隔膜的菌丝体,整个菌丝体为多细胞,每个细胞内含有一个或多个细胞核。虽然在外观上像是多细胞,但由于细胞质和细胞核
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