真核生物形态构造与功能工业微生物学.pptx

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1、 是指细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线是指细胞核具有核膜，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。粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物。真核微生物：真核生物的细胞结构真核微生物的主要类群:植物界：显微藻类植物界：显微藻类动物界：原生动物动物界：原生动物菌物界：粘菌、假菌和真菌。菌物界：粘菌、假菌和真菌。真菌三个分支为：酵母、霉菌、蕈菌。真菌三个分支为：酵母、霉菌、蕈菌。第1页/共100页真菌的习性 大部分真菌为陆生，生长在土壤或死亡的植物材料上。大部分真菌为陆生，生长在土壤或死亡的植物材料上。大部分真菌为陆生，生长在土壤或死亡的植物材料上。大部分真

2、菌为陆生，生长在土壤或死亡的植物材料上。有些为水生，生活在淡水或海水中。有些为水生，生活在淡水或海水中。有些为水生，生活在淡水或海水中。有些为水生，生活在淡水或海水中。对于自然界中有机碳的矿化起重要作用。对于自然界中有机碳的矿化起重要作用。对于自然界中有机碳的矿化起重要作用。对于自然界中有机碳的矿化起重要作用。真菌也能引起谷类植物疾病，少部分真菌寄生在包括人类真菌也能引起谷类植物疾病，少部分真菌寄生在包括人类真菌也能引起谷类植物疾病，少部分真菌寄生在包括人类真菌也能引起谷类植物疾病，少部分真菌寄生在包括人类在内的动物体内。在内的动物体内。在内的动物体内。在内的动物体内。第2页/共100页真核生

3、物细胞结构 第3页/共100页真核细胞中细胞器的功能 细胞器细胞器功能功能细胞膜细胞膜细胞选择通透性屏障，细胞之间相互作用及分泌等功能有关。细胞选择通透性屏障，细胞之间相互作用及分泌等功能有关。细胞质细胞质提供其他细胞器存在环境以及大量代谢过程的场所。提供其他细胞器存在环境以及大量代谢过程的场所。微丝、中间丝和微管微丝、中间丝和微管形成细胞的骨架，维持细胞结构，和细胞运动有关。形成细胞的骨架，维持细胞结构，和细胞运动有关。内质网内质网蛋白质和脂肪的合成场所，负责物质的转运。蛋白质和脂肪的合成场所，负责物质的转运。核糖体核糖体蛋白质合成场所。蛋白质合成场所。高尔基体高尔基体各种物质的组装和分泌场

4、所，负责溶酶体的形成。各种物质的组装和分泌场所，负责溶酶体的形成。溶酶体溶酶体胞内消化作用。胞内消化作用。线粒体线粒体TCATCA、电子传递、氧化磷酸化等途径发生场所，细胞能量来源。、电子传递、氧化磷酸化等途径发生场所，细胞能量来源。叶绿体叶绿体利用光能固定二氧化碳合成糖，是光合作用的场所。利用光能固定二氧化碳合成糖，是光合作用的场所。细胞核细胞核细胞的控制中心，遗传信息的贮藏位置。细胞的控制中心，遗传信息的贮藏位置。核仁核仁rRNA rRNA 合成和组装的场所。合成和组装的场所。细胞壁细胞壁 赋予细胞的坚韧性和形态。赋予细胞的坚韧性和形态。纤毛和鞭毛纤毛和鞭毛细胞的运动。细胞的运动。液泡液泡

5、营养物质临时贮藏和转运场所，有时有溶酶体作用，能调节细营养物质临时贮藏和转运场所，有时有溶酶体作用，能调节细胞渗透压。胞渗透压。第4页/共100页第一节 真核微生物的细胞结构 所有的真核微生物细胞都具有细胞膜、细胞核和细胞所有的真核微生物细胞都具有细胞膜、细胞核和细胞所有的真核微生物细胞都具有细胞膜、细胞核和细胞所有的真核微生物细胞都具有细胞膜、细胞核和细胞质，除动物界的原生动物外，其他真核微生物一般都具有质，除动物界的原生动物外，其他真核微生物一般都具有质，除动物界的原生动物外，其他真核微生物一般都具有质，除动物界的原生动物外，其他真核微生物一般都具有细胞壁。细胞壁。细胞壁。细胞壁。真核细胞

6、质中细胞器包括：微丝、中间丝、微管结构、内真核细胞质中细胞器包括：微丝、中间丝、微管结构、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体、核糖体、叶绿体、质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体、核糖体、叶绿体、液泡、壳质体、膜边体、氢化酶体等。液泡、壳质体、膜边体、氢化酶体等。细胞外还有一些特殊的器官如鞭毛、纤毛等。细胞外还有一些特殊的器官如鞭毛、纤毛等。并非所有的真核细胞都具有以上全部细胞器。并非所有的真核细胞都具有以上全部细胞器。真核细胞中除细真核细胞中除细胞核外，所含细胞器的种类和数量很大程度上取决于细胞类型。胞核外，所含细胞器的种类和数量很大程度上取决于细胞类型。例如，线粒体在真核细胞中普遍存在

7、，而叶绿体则仅存在于光例如，线粒体在真核细胞中普遍存在，而叶绿体则仅存在于光养型细胞。养型细胞。第5页/共100页一、真核细胞质中的细胞器 微丝（microfilaments）：分散存在于几乎所有真核细胞细胞质中的细小蛋白丝，直径在47纳米，也可呈网状或平行分布。微丝参与细胞的运动和形状改变。1.微丝、中间丝和微管结构微管(microtubules)：存在于细胞质中形状类似于细圆柱体，呈管状的丝状细胞器。直径大约25纳米，微管由两种球蛋白亚基组成，称微管蛋白微管。微管还存在于有丝分裂的纺锤体中以及参与细胞或细胞器运动的结构中。微管至少具有三种功能：（1）有助于维持细胞形状；（2）与微丝一起参与

8、细胞运动；（3）参与胞内物质运输。中间丝（intermediate filaments）：基质中另一种丝状结构，直径约810纳米。微丝、微管和中间丝是构成细胞内部一个相互关联、巨大、复杂、丝状网络的细胞骨架。细胞骨架在保持细胞形态和细胞运动方面均具重要作用。第6页/共100页细胞质基质中存在细胞质基质中存在的一种具有封闭膜的一种具有封闭膜系统及由该膜围成系统及由该膜围成的腔形或互相沟通的腔形或互相沟通的网状结构。分粗的网状结构。分粗糙内质网和光滑内糙内质网和光滑内质网质网 2.内质网(Endoplasmic Reticulum,ER)功能：脂类和蛋白质是由内质网结合的酶和核糖体合成的。内质网可

9、以运输蛋白质、脂类和其它物质进出细胞。与粗糙内质网结合的核糖体合成的多肽链可以穿过内质网膜或进入其内腔，再传输到别处。内质网也是细胞膜合成的主要场所。第7页/共100页一种膜状细胞器，是由一些平行堆叠的扁平膜囊和大小不一种膜状细胞器，是由一些平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体。等的囊泡所组成的膜聚合体。3.高尔基体(Golgi Apparutus)许多真菌的高尔基体结构形成不完全。高尔基体参与细胞膜形成和细胞产物的包装。当高尔基体将内质网合成的物质运至真菌菌丝体尖端的细胞壁上时，就实现了菌丝体的生长。大多数从内质网进入高尔基体的蛋白质为糖蛋白，带有短的糖基链。高尔基体能够根据其

10、用途的不同，通过添加特定基团对蛋白质进行修饰，然后将蛋白质运送到适当的场所。第8页/共100页4.溶酶体溶酶体(lysosomes)溶酶体为球形或囊泡状，由单层膜包裹，平均直溶酶体为球形或囊泡状，由单层膜包裹，平均直径为径为500nm，参与胞内消化，含有在，参与胞内消化，含有在pH值为值为3.55.0微酸性条件下作用最强的各种水解酶类，微酸性条件下作用最强的各种水解酶类，主要功能是细胞内的消化作用。主要功能是细胞内的消化作用。溶酶体是由高尔基体和内质网合成的一种细胞器。溶酶体是由高尔基体和内质网合成的一种细胞器。其内部的消化酶由粗面内质网合成，并被高尔基其内部的消化酶由粗面内质网合成，并被高尔

11、基体包装形成溶酶体。靠近高尔基体的光滑内质网体包装形成溶酶体。靠近高尔基体的光滑内质网也可出芽形成溶酶体。也可出芽形成溶酶体。第9页/共100页5.微体微体(microbody)一种与溶酶体相似一种与溶酶体相似的球形细胞器，由的球形细胞器，由单层膜包围，其内单层膜包围，其内部所含的酶为氧化部所含的酶为氧化酶和过氧化氢酶，酶和过氧化氢酶，又称过氧化物酶体又称过氧化物酶体(peroxisome)。其功能是避免细胞其功能是避免细胞遭受过氧化氢毒害，遭受过氧化氢毒害，同时具有氧化分解同时具有氧化分解脂肪酸的功能等。脂肪酸的功能等。第10页/共100页6.真核核糖体（真核核糖体（ribosome）真核核

12、糖体可以游离形式存在于细胞质基质中，也可与内真核核糖体可以游离形式存在于细胞质基质中，也可与内质网紧密相连，比质网紧密相连，比70S的细菌核糖体大。它是由的细菌核糖体大。它是由60S和和40S两个亚单位构成的二聚体，沉降系数为两个亚单位构成的二聚体，沉降系数为80S。内质网结合的核糖体内质网结合的核糖体合成的蛋白质可进入内质网腔被运送合成的蛋白质可进入内质网腔被运送到其他场所，并被分泌到胞外，也可以插入内质网膜成为到其他场所，并被分泌到胞外，也可以插入内质网膜成为整合膜蛋白。整合膜蛋白。游离核糖体游离核糖体合成的蛋白质为非分泌蛋白和非膜蛋白质，可合成的蛋白质为非分泌蛋白和非膜蛋白质，可插入细胞

13、核、线粒体和叶绿体等细胞器。插入细胞核、线粒体和叶绿体等细胞器。蛋白质合成后的正常折叠需要一种成为蛋白质合成后的正常折叠需要一种成为分子伴侣分子伴侣的蛋白帮的蛋白帮助，分子伴侣也能协助蛋白质运至线粒体等真核细胞器。助，分子伴侣也能协助蛋白质运至线粒体等真核细胞器。许多核糖体通常串连在一条许多核糖体通常串连在一条mRNA上，并高效地进行肽上，并高效地进行肽链合成。链合成。mRNA和核糖体形成的复合体称为和核糖体形成的复合体称为多聚核糖体多聚核糖体。第11页/共100页7.线粒体线粒体(mitochondria)完整的线粒体由内外完整的线粒体由内外两层膜包裹，两层膜两层膜包裹，两层膜由由68nm6

14、8nm的膜间隙分的膜间隙分开。内膜向内折叠形开。内膜向内折叠形成嵴成嵴(cristae)(cristae)，增加线，增加线粒体内膜的表面积。粒体内膜的表面积。嵴的形状和数量与细嵴的形状和数量与细胞种类及生理状态密胞种类及生理状态密切相关，真菌具有板切相关，真菌具有板层状嵴。层状嵴。浓稠的基质中浓稠的基质中含有其自身的含有其自身的核糖体和核糖体和DNADNA。三羧酸循环。三羧酸循环和脂肪酸和脂肪酸-氧氧化途径所需的化途径所需的酶系则存在于酶系则存在于线粒体基质中。线粒体基质中。参与电子参与电子传递及氧传递及氧化磷酸化化磷酸化的电子载的电子载体和酶只体和酶只存在于线存在于线粒体内膜粒体内膜上。上。

15、基粒基粒(elementary(elementary particle)particle)或或F1F1粒子：粒子：成串存在于线粒成串存在于线粒体内膜表面上的体内膜表面上的许多直径约为许多直径约为8.5nm8.5nm的球状小体。的球状小体。具有在细胞呼吸具有在细胞呼吸过程中合成过程中合成ATPATP的的功能。功能。第12页/共100页8.叶绿体叶绿体(chloroplast)叶绿体是含有叶绿素的叶绿体是含有叶绿素的细胞器，是进行光合作细胞器，是进行光合作用的场所，存在于能进用的场所，存在于能进行光合作用的真核生物行光合作用的真核生物细胞中。由双层膜包裹。细胞中。由双层膜包裹。外膜通透性好，内膜对

16、外膜通透性好，内膜对物质透过的选择性强。物质透过的选择性强。叶绿体还含有双链环状叶绿体还含有双链环状DNA以及以及RNA、70S核核糖体、脂滴、淀粉粒和糖体、脂滴、淀粉粒和进行光合作用的酶等成进行光合作用的酶等成分。分。由由CO2CO2和水形和水形成碳水成碳水化合物化合物的暗反的暗反应发生应发生在基质在基质内内 捕获光能产生捕获光能产生ATPATP、NADPHNADPH和和O2O2的光反的光反应定位在类囊体膜应定位在类囊体膜上上 第13页/共100页9.液泡液泡(vocuole)真核微生物细胞中出现的由单层膜包围的泡状细胞器。真核微生物细胞中出现的由单层膜包围的泡状细胞器。液泡大小、形态及其所

17、含的化学组成随细胞年龄和生液泡大小、形态及其所含的化学组成随细胞年龄和生理状态而异。一般微生物旺盛生长时，液泡较小，而理状态而异。一般微生物旺盛生长时，液泡较小，而且其中内含物少。但随着细胞老化，其中出现异染粒、且其中内含物少。但随着细胞老化，其中出现异染粒、肝糖粒、脂肪滴、一些碱性氨基酸以及肝糖粒、脂肪滴、一些碱性氨基酸以及DNA酶、蛋酶、蛋白酶、脂酶等多种水解酶类。白酶、脂酶等多种水解酶类。液泡不仅具有溶酶体的功能，同时还可调节细胞渗透液泡不仅具有溶酶体的功能，同时还可调节细胞渗透压以及贮藏营养物质。压以及贮藏营养物质。第14页/共100页10.壳质体壳质体(chitosome)一种活跃于

18、丝状真菌菌丝顶端的微小泡囊，直径约一种活跃于丝状真菌菌丝顶端的微小泡囊，直径约4070nm，内含几丁质合成酶，所以又称几丁质酶体。，内含几丁质合成酶，所以又称几丁质酶体。功能和真菌菌丝的细胞壁合成和生长延伸有关。功能和真菌菌丝的细胞壁合成和生长延伸有关。位于真菌细胞壁和细胞膜之间的由单层膜包围而成的一种特殊膜结构。形状变化很大，有管状、囊状、球状、卵圆状或为多层折叠状，功能可能与细胞壁形成有关。11.膜边体(lomasome)第15页/共100页12.氢化酶体氢化酶体(hydrogenosome)一种由单层膜包围的球状细胞器，一般存在于专性或兼性一种由单层膜包围的球状细胞器，一般存在于专性或兼

19、性厌氧的真核生物中，是这些真核生物的呼吸器官，结构和厌氧的真核生物中，是这些真核生物的呼吸器官，结构和功能与线粒体大不相同，氢化酶体缺少功能与线粒体大不相同，氢化酶体缺少DNA和核糖体以和核糖体以及线粒体向内延伸的膜系统。氢化酶体内含氢化酶、铁氧及线粒体向内延伸的膜系统。氢化酶体内含氢化酶、铁氧环蛋白、氧化还原酶和丙酮酸等。其功能是为细胞运动提环蛋白、氧化还原酶和丙酮酸等。其功能是为细胞运动提供能量。供能量。一类较小的球状细胞器，直径约为200nm，由一个单层膜包围的电子密集的基质构成。伏鲁宁体一般与丝状真菌菌丝中隔膜孔相关联，具有塞子的功能，当菌丝受伤后，它可以堵塞隔膜孔而防止原生质流失，正

20、常情况下可以调节两个相邻细胞间细胞质的流动。13.伏鲁宁体(woronin body)第16页/共100页二、纤毛(cilia)与鞭毛(flagella)真核微生物的纤毛和鞭毛是与运动有关的最重要的细胞器。真核微生物的纤毛和鞭毛是与运动有关的最重要的细胞器。纤毛平均长度仅为纤毛平均长度仅为520m，而鞭毛长度则为，而鞭毛长度则为100200m。尽管它们都是鞭子状的，都通过击打推。尽管它们都是鞭子状的，都通过击打推动微生物向前运动（即动微生物向前运动（即“挥鞭式挥鞭式”驱动），但二者不完全驱动），但二者不完全相同。相同。鞭毛纤毛尾鞭型鞭毛茸毛型鞭毛鞭毛侧丝第17页/共100页真核微生物中的原生动

21、物、藻类和低等水生真菌的游动孢真核微生物中的原生动物、藻类和低等水生真菌的游动孢子或配子才有鞭毛，而纤毛只有纤毛纲的原生动物才有。子或配子才有鞭毛，而纤毛只有纤毛纲的原生动物才有。酵母菌和陆生性的霉菌一般不具有鞭毛和纤毛。酵母菌和陆生性的霉菌一般不具有鞭毛和纤毛。鞭毛和纤毛的超微结构基本相同。都是膜包裹的圆柱体。鞭毛和纤毛的超微结构基本相同。都是膜包裹的圆柱体。位于细胞外部的鞭杆的横截面呈位于细胞外部的鞭杆的横截面呈“9+2”型，由九对微管型，由九对微管二联体围绕着两个中央微管组成。其化学组成为蛋白质。二联体围绕着两个中央微管组成。其化学组成为蛋白质。第18页/共100页鞭毛或纤毛的基部嵌埋于

22、细胞质内膜上，是一个短鞭毛或纤毛的基部嵌埋于细胞质内膜上，是一个短圆柱体，称为基体。圆柱体，称为基体。基体超微结构不同于鞭杆，它被膜包裹的内部没有基体超微结构不同于鞭杆，它被膜包裹的内部没有中央管，只有外围的九组微管三联体组成，而不是中央管，只有外围的九组微管三联体组成，而不是二联体。二联体。第19页/共100页三、细胞核和细胞分裂细胞核细胞核(nucleus)是细胞遗传信息被核膜包裹而形成球形是细胞遗传信息被核膜包裹而形成球形体。包括核膜、核仁和染色体等结构体。包括核膜、核仁和染色体等结构1.1.细胞核的结构细胞核的结构第20页/共100页遗传物质：染色质（常染色质、异染色质）、染色体。遗传

23、物质：染色质（常染色质、异染色质）、染色体。核膜结构核膜结构：由内外两层单位膜构成，两层膜间被核周隙所分：由内外两层单位膜构成，两层膜间被核周隙所分隔。外层膜表面常有核糖体颗粒，与粗面内质网相连，核周隔。外层膜表面常有核糖体颗粒，与粗面内质网相连，核周隙与内质网腔相通；内核膜表面光滑，紧贴一层致密的纤维隙与内质网腔相通；内核膜表面光滑，紧贴一层致密的纤维网状结构，对核膜起支撑作用，称为核纤层。染色质通常与网状结构，对核膜起支撑作用，称为核纤层。染色质通常与内膜相连。内膜相连。核孔：核膜上存在的由内、外膜融合而成的小孔。每个核孔核孔：核膜上存在的由内、外膜融合而成的小孔。每个核孔边缘以复杂环状排

24、列着称为孔环的颗粒状和纤维状物质。核边缘以复杂环状排列着称为孔环的颗粒状和纤维状物质。核孔是细胞核与细胞质的运输通道。孔环可以调节或协助物质孔是细胞核与细胞质的运输通道。孔环可以调节或协助物质通过核孔。通过核孔。核仁：无被膜包裹，一个核中可包含一个或多个核仁，其中核仁：无被膜包裹，一个核中可包含一个或多个核仁，其中富含富含RNA，是合成，是合成rRNA和装配核糖体的场所。和装配核糖体的场所。在非分裂细在非分裂细胞内存在核仁，但在有丝分裂期间核仁消失。核糖体蛋白在胞内存在核仁，但在有丝分裂期间核仁消失。核糖体蛋白在细胞质中合成后被运输到核仁，与细胞质中合成后被运输到核仁，与rRNA结合形成真核细

25、胞核结合形成真核细胞核糖体的两个大小亚基，再被运输到细胞质中，结合形成完整糖体的两个大小亚基，再被运输到细胞质中，结合形成完整的核糖体。的核糖体。第21页/共100页2.2.有丝分裂和减数分裂有丝分裂和减数分裂有丝分裂和减数分裂有丝分裂和减数分裂有丝分裂有丝分裂:真核微生物进行繁殖时，其遗传物质所进行的真核微生物进行繁殖时，其遗传物质所进行的复制和平均分离的过程，使每个新的细胞都有一套完整的复制和平均分离的过程，使每个新的细胞都有一套完整的染色体，分裂前后细胞核中染色体数目相等。这一细胞核染色体，分裂前后细胞核中染色体数目相等。这一细胞核分裂和染色体分配过程称为有丝分裂。分裂和染色体分配过程称

26、为有丝分裂。细胞周期是指细胞在生长分裂循环中，由第一次分裂结束至下一次分裂结束期间所经历的过程。细胞周期包括细胞分裂间期和有丝分裂期。第22页/共100页分裂间期：第一次有丝分裂结束到第二次有丝分裂开始之间的周期部分，细胞生长发生在分裂间期。微生物细胞周期长短主要决定于G1期长短 可看到包含两条染色单体（又称姐妹染色体或姊可看到包含两条染色单体（又称姐妹染色体或姊妹染色体）的染色体，并向细胞的赤道板移动，妹染色体）的染色体，并向细胞的赤道板移动，同时纺锤体形成，核仁消失，核膜开始溶解。同时纺锤体形成，核仁消失，核膜开始溶解。染色体排列在纺锤体染色体排列在纺锤体中央，核膜消失。中央，核膜消失。每

27、个染色每个染色体的两条体的两条染色单体染色单体分开并移分开并移向两极向两极核仁核仁重现重现，形成形成两个两个新核新核 有丝分裂期 第23页/共100页在许多真菌、一些原生动在许多真菌、一些原生动物及藻类中，有丝分裂过物及藻类中，有丝分裂过程中其核膜并不消失，新程中其核膜并不消失，新细胞的形成是通过亲代细细胞的形成是通过亲代细胞的细胞质分裂（即胞质胞的细胞质分裂（即胞质分裂）来完成，这一过程分裂）来完成，这一过程通常开始于后期，结束于通常开始于后期，结束于末期末。末期末。还有些真核微生物在有丝分裂过程并无胞质分裂，只产生多核形成多核体细胞。第24页/共100页几个概念：几个概念：单倍体：指在一个

28、细胞核中同一性状的染色体数目只有一单倍体：指在一个细胞核中同一性状的染色体数目只有一套。套。二倍体：指在一个细胞核中具有同一性状的染色体数目存二倍体：指在一个细胞核中具有同一性状的染色体数目存在两套。在两套。同源染色体：二倍体中的两套染色体一个来自父本，一个同源染色体：二倍体中的两套染色体一个来自父本，一个来自母本，二者遗传性状相同，这样的染色体称为同源染来自母本，二者遗传性状相同，这样的染色体称为同源染色体。色体。减数分裂：细胞分裂后染色体数目减半，每个子细胞只得减数分裂：细胞分裂后染色体数目减半，每个子细胞只得到一套完整的染色体的过程称为减数分裂。到一套完整的染色体的过程称为减数分裂。第2

29、5页/共100页减数分裂过程：包括两次分裂，但染色体只复制一次。经减数分裂过程：包括两次分裂，但染色体只复制一次。经过两次分裂，过两次分裂，1个二倍体细胞变成了个二倍体细胞变成了4个单倍体子细胞。个单倍体子细胞。第一次分裂与有丝分裂明显不同，首先二倍体中的第一次分裂与有丝分裂明显不同，首先二倍体中的两条同源染色体配对，并紧密相连，这一过程称为联会。两条同源染色体配对，并紧密相连，这一过程称为联会。然后染色体复制，每一同源染色体均形成双链的姐妹染色然后染色体复制，每一同源染色体均形成双链的姐妹染色体，这时同源染色体之间的遗传信息可能发生交换。最后体，这时同源染色体之间的遗传信息可能发生交换。最后

30、由着丝粒连接的双链姐妹染色体分别向相反的两极运动，由着丝粒连接的双链姐妹染色体分别向相反的两极运动，两条染色单体由一个着丝粒连接。两条染色单体由一个着丝粒连接。第二次分裂与有丝分裂过程基本相同，只是染色体第二次分裂与有丝分裂过程基本相同，只是染色体不再复制，分裂过程中，由纺锤丝牵引每条染色体的两条不再复制，分裂过程中，由纺锤丝牵引每条染色体的两条姊妹染色单体向两极运动，着丝点分裂，姊妹染色体分开，姊妹染色单体向两极运动，着丝点分裂，姊妹染色体分开，并移到两极，纺锤丝消失，核膜出现，形成两个子细胞。并移到两极，纺锤丝消失，核膜出现，形成两个子细胞。第26页/共100页四、细胞壁真核生物（如植物）

31、的细胞壁主要成分是纤维素，但具体组分随生物种类不同而有所变化。真核生物（如植物）的细胞壁主要成分是纤维素，但具体组分随生物种类不同而有所变化。在低等真菌中以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，而高等陆生真菌以几丁质为主。真菌细胞壁通常含有在低等真菌中以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，而高等陆生真菌以几丁质为主。真菌细胞壁通常含有80%90%的多糖，它与蛋白质、脂类、聚磷酸盐及无机离子结合在一起共同组成了坚固的壁。的多糖，它与蛋白质、脂类、聚磷酸盐及无机离子结合在一起共同组成了坚固的壁。第27页/共100页五、原核细胞与真核细胞的比较特征特征原核生物原核生物真核生物真核生物系统发育群系统发育群细菌（

32、包括放线菌、蓝细细菌（包括放线菌、蓝细菌和支原体、衣原体、立菌和支原体、衣原体、立克次氏体等）、古生菌克次氏体等）、古生菌藻类、真菌、原生藻类、真菌、原生动物、植物、动物动物、植物、动物大小大小普遍小，通常直径小于普遍小，通常直径小于2um普遍大，直径普遍大，直径2-100um细胞壁细胞壁大部分有，通常化学组成大部分有，通常化学组成复杂并含肽聚糖复杂并含肽聚糖植物、藻类和真菌植物、藻类和真菌有壁，化学组成简有壁，化学组成简单，不含肽聚糖，单，不含肽聚糖，通常由其他多糖构通常由其他多糖构成，动物和大部分成，动物和大部分原生动物无壁原生动物无壁第28页/共100页细细胞胞质质中中的的细细胞胞器器

33、细胞膜细胞膜通常无甾醇，存在通常无甾醇，存在hopanoids有甾醇，无有甾醇，无hopanoids线粒体线粒体无无有有叶绿体叶绿体无无有有内质网内质网无无有有高尔基体高尔基体无无有有核糖体核糖体70S80S溶酶体和过氧溶酶体和过氧物酶体物酶体无无有有微管微管无或很少无或很少有有细胞骨架细胞骨架可能无可能无有有内生孢子内生孢子有（一些），抗热有（一些），抗热 无无 气泡气泡 有（一些）有（一些）无无 磁小体磁小体一些物种中有一些物种中有 很少有很少有真核生物中存在线粒体和叶绿体，其核糖体为70S特征 原核生物 真核生物 第29页/共100页运运动动性性鞭毛鞭毛细而简单细而简单粗，粗，9+2结构

34、结构鞭毛运动方式鞭毛运动方式旋转旋转鞭毛或纤毛在一个平鞭毛或纤毛在一个平面上进行的摆动面上进行的摆动非鞭毛运动非鞭毛运动滑行游动；气泡滑行游动；气泡传递传递细胞质流动和阿米巴细胞质流动和阿米巴样运动；滑行样运动；滑行遗遗传传物物质质结结构构真正的膜界定的细真正的膜界定的细胞核胞核 无无有有DNA与组蛋白结合与组蛋白结合不结合不结合结合结合染色体数目染色体数目1两个以上两个以上基因内的内含子基因内的内含子几乎没有几乎没有常见常见核仁核仁无无有有分裂方式分裂方式二分裂，不进行二分裂，不进行有丝分裂有丝分裂 有丝分裂，具有有丝有丝分裂，具有有丝分裂器分裂器 原核生物 真核生物 特征 第30页/共10

35、0页基因重组基因重组 部分的、单向的部分的、单向的DNA转移（转化、转导、转移（转化、转导、接合）接合）减数分裂及配子融合减数分裂及配子融合（有性杂交、准性杂（有性杂交、准性杂交）交）呼吸系统呼吸系统 细胞质膜细胞质膜 在线粒体，在特定的在线粒体，在特定的无氧呼吸中利用氢化无氧呼吸中利用氢化酶酶 光合作用色光合作用色素素 在细胞内膜或绿色在细胞内膜或绿色体中，无叶绿体体中，无叶绿体 在叶绿体中在叶绿体中 含有微管的含有微管的细胞骨架细胞骨架 无无 有，微管存在于鞭毛、有，微管存在于鞭毛、纤毛、基体、有丝分纤毛、基体、有丝分裂器、中心粒裂器、中心粒分化分化未发展的未发展的组织和器官组织和器官原核

36、生物 真核生物 特征 第31页/共100页第二节 酵母菌（yeast）泛指能发酵糖类并以芽殖或裂殖方式进行无性繁殖的一类泛指能发酵糖类并以芽殖或裂殖方式进行无性繁殖的一类单单细胞真菌细胞真菌。这个术语无分类学意义。这个术语无分类学意义。在分类学上归属于：子囊菌亚门 担子菌亚门 半知菌亚门 凡是生活史中大部分以单细胞生活的、主要营出芽繁殖的一凡是生活史中大部分以单细胞生活的、主要营出芽繁殖的一类低等真菌，统称为酵母菌。类低等真菌，统称为酵母菌。5 5个特点：个特点：个体一般以单细胞存在；个体一般以单细胞存在；多数营出芽繁殖；多数营出芽繁殖；能发酵糖类产能；能发酵糖类产能；细胞壁常含甘露聚糖；细胞

37、壁常含甘露聚糖；常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中。常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中。第32页/共100页分布及与人类的关系分布及与人类的关系（1 1）多分布在含糖的偏酸性环境，也称为）多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌糖菌”。如：水果、蔬菜、叶子、树皮等处，以及葡萄园和果园土如：水果、蔬菜、叶子、树皮等处，以及葡萄园和果园土壤中等。不能以壤中等。不能以COCO2 2为主要碳源，必须以有机碳化合物，主为主要碳源，必须以有机碳化合物，主要是葡萄糖等单糖为碳源和能源要是葡萄糖等单糖为碳源和能源属化能异养型。属化能异养型。（2 2）重要的微生物资源）重要的微生物资源酵母是人类的第一

38、种酵母是人类的第一种“家养微生物家养微生物”酿酒，发面。酿酒，发面。医药、化工和食品发酵工业的重要原料和生产菌种：医药、化工和食品发酵工业的重要原料和生产菌种：乙醇和甘油发酵；石油脱蜡；菌体蛋白、酵母片、提取乙醇和甘油发酵；石油脱蜡；菌体蛋白、酵母片、提取核酸、麦角甾醇、辅酶核酸、麦角甾醇、辅酶A A、细胞色素、细胞色素C C、维生素和凝血质等、维生素和凝血质等生化药物；生产单细胞蛋白等等。生化药物；生产单细胞蛋白等等。第33页/共100页（3 3）重要的科研模式微生物）重要的科研模式微生物 啤酒酵母（啤酒酵母（Saccharomyces cerevisaeSaccharomyces cere

39、visae）第一个完成全基因组）第一个完成全基因组序列测定的真核生物（序列测定的真核生物（19971997）（4 4）有些酵母菌具有危害性）有些酵母菌具有危害性 皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道 （白念珠菌）疾病；（白念珠菌）疾病；果酱、蜂蜜变质（高渗酵母）；果酱、蜂蜜变质（高渗酵母）；污染发酵工业（酱油、酱类、腐乳表面生白花、污染发酵工业（酱油、酱类、腐乳表面生白花、产酸臭产酸臭醭膜酵母）醭膜酵母）第34页/共100页一、酵母菌细胞形态与大小一、酵母菌细胞形态与大小1.1.个体形态个体形态 大多数为球状、卵圆、椭圆、圆柱等单细胞，有的酵母菌子大多数为球状、卵圆

40、、椭圆、圆柱等单细胞，有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。六种六种 1 1）圆形）圆形 圆球酵母；圆球酵母；2 2）椭圆形）椭圆形 葡萄酒酵母；葡萄酒酵母；3 3）卵圆形）卵圆形 啤酒酵母；啤酒酵母；4 4）柠檬形）柠檬形 汉逊氏酵母；汉逊氏酵母；5 5）腊肠形）腊肠形 巴斯德酵母；巴斯德酵母；6 6）圆柱状）圆柱状 裂殖酵母。裂殖酵母。假菌丝假菌丝藕节状细胞串，即细胞间连接藕节状细胞串，即细胞间连接处面积小于细胞直径处面积小于细胞直径真菌丝真菌丝竹节状细胞串，即细胞间横隔竹节状细胞串，即细胞间横隔面与细胞直径一致面与细胞直径一致第35页/共

41、100页 细胞大小与培养方式、菌龄、制片方式有关。细胞大小与培养方式、菌龄、制片方式有关。-成熟细胞比幼龄细胞大；成熟细胞比幼龄细胞大；-菌体在液体培养基中比在固体培养基中大。菌体在液体培养基中比在固体培养基中大。一般：（一般：（1515）um um （530530）umum （比细菌粗（比细菌粗1010倍左右）倍左右）发酵工业用酵母平均直径发酵工业用酵母平均直径46 um46 um 一般用高倍镜（一般用高倍镜（4040 1010）观察）观察2.2.大小大小第36页/共100页二、细胞构造二、细胞构造 典型真核细胞结构：细胞壁，典型真核细胞结构：细胞壁，细胞膜，细胞质，细胞核，液泡，细胞膜，细

42、胞质，细胞核，液泡，线粒体等内含物。线粒体等内含物。成分：成分：“酵母纤维素酵母纤维素”内层：葡聚糖内层：葡聚糖(主要结构成分主要结构成分)三明治状三明治状 外层：甘露聚糖外层：甘露聚糖 中层：蛋白质（大多与多糖结合，也有以酶的中层：蛋白质（大多与多糖结合，也有以酶的 形式与细胞壁结合）形式与细胞壁结合）1.1.细胞壁细胞壁厚：厚：25nm25nm，占细胞干重，占细胞干重25%25%。以葡萄糖为单体，主链通过-1,6糖苷键结合，支链则以-1,3糖苷键结合 以甘露糖为单体，主链通过-1,6糖苷键结合，支链则通过-1,2或-1,3糖苷键结合 第37页/共100页 酵母原生质体的制备：需要蜗牛酶（混

43、合酶），包括甘酵母原生质体的制备：需要蜗牛酶（混合酶），包括甘露聚糖酶、葡聚糖酶、几丁质酶、脂酶和纤维素酶等露聚糖酶、葡聚糖酶、几丁质酶、脂酶和纤维素酶等3030多种多种酶类。酶类。由于酵母子囊壁主要成分也是酵母纤维素，也可通过由于酵母子囊壁主要成分也是酵母纤维素，也可通过蜗牛酶水解而获得子囊孢子。蜗牛酶水解而获得子囊孢子。酵母细胞壁除酵母纤维素外，其它化学成分还有脂类酵母细胞壁除酵母纤维素外，其它化学成分还有脂类8.513.5%8.513.5%。有些酵母细胞壁中还含有少量几丁质，一般存。有些酵母细胞壁中还含有少量几丁质，一般存在于出芽后的芽痕处，如酿酒酵母细胞壁中的几丁质约占细在于出芽后的芽

44、痕处，如酿酒酵母细胞壁中的几丁质约占细胞干重的胞干重的12%12%，假丝酵母大于，假丝酵母大于2%2%，而裂殖酵母中不含几丁，而裂殖酵母中不含几丁质。质。有些酵母菌如隐球酵母属，在细胞壁外还覆盖有类似细有些酵母菌如隐球酵母属，在细胞壁外还覆盖有类似细菌的荚膜多糖物质。菌的荚膜多糖物质。第38页/共100页 固定外形；固定外形；保护作用；保护作用；存在酶和性结合物质，利于营养物质透过存在酶和性结合物质，利于营养物质透过 及细胞间性识别；及细胞间性识别；抗原性。抗原性。细胞壁的功能：细胞壁的功能：与原核生物类似与原核生物类似第39页/共100页结构类似原核生物，磷脂双分子层中间嵌杂甾醇和蛋白质分子

45、结构类似原核生物，磷脂双分子层中间嵌杂甾醇和蛋白质分子 多烯大环内酯类抗生素（制霉菌素）与甾醇作用，可破坏膜多烯大环内酯类抗生素（制霉菌素）与甾醇作用，可破坏膜的稳定性。对原核生物膜无作用（支原体例外）的稳定性。对原核生物膜无作用（支原体例外）蛋白质蛋白质（包括吸收糖和氨基酸的酶）（包括吸收糖和氨基酸的酶）甘油的单、双、三酯甘油的单、双、三酯 甘油磷脂甘油磷脂 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱成分成分 脂类脂类 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 甾醇甾醇 麦角甾醇（居多）麦角甾醇（居多）酵母甾醇酵母甾醇 糖类糖类（少量，多为甘露聚糖）（少量，多为甘露聚糖）2.2.细胞膜细胞膜功能：不及原核细胞膜那样具有多样性，主

46、要用于调节渗透压、功能：不及原核细胞膜那样具有多样性，主要用于调节渗透压、吸收营养和分泌物质，并参与细胞的一些合成作用。吸收营养和分泌物质，并参与细胞的一些合成作用。第40页/共100页3.3.细胞质和内含物细胞质和内含物120120个个/细胞，在缺氧情况下只形成无嵴的简单线粒体细胞，在缺氧情况下只形成无嵴的简单线粒体。幼龄细胞的细胞质较稠密、均匀，老细胞的细胞质常出现幼龄细胞的细胞质较稠密、均匀，老细胞的细胞质常出现大的液泡和各种贮藏物质，如异染粒、肝糖粒和脂肪滴。大的液泡和各种贮藏物质，如异染粒、肝糖粒和脂肪滴。和原核生物不同的是，酵母细胞质中还增加了一些细胞器，和原核生物不同的是，酵母细

47、胞质中还增加了一些细胞器，如线粒体、微体、内质网等，但不含叶绿体。如线粒体、微体、内质网等，但不含叶绿体。“小菌落小菌落”（呼吸缺陷型菌落）：（呼吸缺陷型菌落）：酵母菌受理化因素刺激或自发突变会导致线粒体酵母菌受理化因素刺激或自发突变会导致线粒体丢失或功能丧失，在固体培养基上由于能量代谢受阻而丢失或功能丧失，在固体培养基上由于能量代谢受阻而生长缓慢，形成的菌落较小，习惯上将这种呼吸缺陷型生长缓慢，形成的菌落较小，习惯上将这种呼吸缺陷型的菌株形成的菌落称为小菌落。这种呼吸缺陷株只能通的菌株形成的菌落称为小菌落。这种呼吸缺陷株只能通过发酵过程获取少量能量，由于不能进行过发酵过程获取少量能量，由于不

48、能进行TCATCA循环产生循环产生能量，不能在以甘油为唯一碳源的培养基上生长。能量，不能在以甘油为唯一碳源的培养基上生长。酵母细胞线粒体：酵母细胞线粒体：第41页/共100页液泡液泡 液泡的大小及其所含的化学组成随菌龄和生理状态液泡的大小及其所含的化学组成随菌龄和生理状态而异。生长旺盛的细胞中液泡较小，成熟酵母细胞中出而异。生长旺盛的细胞中液泡较小，成熟酵母细胞中出现一个大的液泡。现一个大的液泡。液泡功能：液泡功能：调节渗透压；调节渗透压；储存营养物（异染粒）；储存营养物（异染粒）；储存水解酶类（蛋白酶，核酸酶，磷酸酯酶等）储存水解酶类（蛋白酶，核酸酶，磷酸酯酶等）贮藏物中的异染粒一般形成于细

49、胞质，然后随着细胞贮藏物中的异染粒一般形成于细胞质，然后随着细胞的生长，定位于液泡中。的生长，定位于液泡中。肝糖粒在营养良好时于细胞中大量积累；而当营养缺肝糖粒在营养良好时于细胞中大量积累；而当营养缺乏时，肝糖粒减少至消失。另外，肝糖粒还在酵母子囊乏时，肝糖粒减少至消失。另外，肝糖粒还在酵母子囊孢子生成时在子囊内积累，在孢子成熟时被利用。孢子生成时在子囊内积累，在孢子成熟时被利用。第42页/共100页4.4.细胞核细胞核 贮存酵母菌细胞的遗传信息。具有完整的核膜、核仁和贮存酵母菌细胞的遗传信息。具有完整的核膜、核仁和染色体。核膜外具有中心体，中心体可能和酵母菌出芽繁殖染色体。核膜外具有中心体，

50、中心体可能和酵母菌出芽繁殖有关。有关。酿酒酵母基因组有酿酒酵母基因组有1717条染色体，这些染色体从条染色体，这些染色体从245245到到22002200个碱基对不等，个碱基对不等，DNADNA总长度为总长度为12052Kb12052Kb，包含了约，包含了约65006500个个基因。基因。酵母还存在核外的遗传物质，如酵母细胞线粒体中的酵母还存在核外的遗传物质，如酵母细胞线粒体中的DNADNA，细胞质中病毒样颗粒的反转录转座子，嗜杀酵母的，细胞质中病毒样颗粒的反转录转座子，嗜杀酵母的dsRNAdsRNA嗜嗜杀质粒，典型的杀质粒，典型的2 2 m m质粒等。质粒等。第43页/共100页2 2 m