(14)--第二章 真核微生物的形态、构造、功能.ppt
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1、1第第 二二 章章 真核微生物真核微生物2掌握放线菌及其它原核微生物的形态、构造及功能 教学目的教学目的:n n掌握酵母、霉菌的形态、细胞结构、主要繁殖方式以及培养特征n n掌握真核微生物与原核微生物的形态、构造的区别教学方法和手段:教学方法和手段:n n主要通过多媒体课件的讲授和生活中的案例分析来实现教学目的,通过提问、讨论等教学辅助手段促进学生的积极思考,激发学生的潜能。3第一节第一节 真核微生物概述真核微生物概述细胞核具有核膜;细胞核具有核膜;能进行有丝分裂;能进行有丝分裂;细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器具有上述特征的微小生物真菌、显
2、微藻类、原生动物4典型真核细胞构造模式图(动物细胞)典型真核细胞构造模式图(动物细胞)5典型真核细胞构造模式图(植物细胞)典型真核细胞构造模式图(植物细胞)6一、真核生物与原核生物的比较7二、真核微生物的主要类群二、真核微生物的主要类群真核微生物真核微生物植物界:显微藻类植物界:显微藻类动物界:原生动物,微型后生动物动物界:原生动物,微型后生动物菌物界:菌物界:假菌假菌真菌真菌单细胞真菌单细胞真菌酵母菌酵母菌丝状真菌丝状真菌霉菌霉菌大型真菌子实体真菌大型真菌子实体真菌蕈菌蕈菌粘菌粘菌8真菌是最重要的真核微生物,真菌是最重要的真核微生物,约有十几万种,它们的特点是它们的特点是无叶绿素,不能进行光
3、合作用无叶绿素,不能进行光合作用一般具有发达的菌丝体一般具有发达的菌丝体细胞壁多含有几丁质细胞壁多含有几丁质营养方式为异养吸收型营养方式为异养吸收型以产大量无性和(或)有性孢子的形式进行繁殖以产大量无性和(或)有性孢子的形式进行繁殖陆生性较强陆生性较强9(一)、细胞壁(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为主高等真菌的细胞壁的主要成分以几丁质为主真
4、核细胞构造真核细胞构造10(二)、鞭毛与纤毛(二)、鞭毛与纤毛1112(三)、细胞质膜(三)、细胞质膜 Plasma Membrane项项项项 目目目目原原原原 核核核核 生生生生 物物物物真真真真 核核核核 生生生生 物物物物甾甾甾甾 醇醇醇醇无(支原体例外)无(支原体例外)有(胆甾醇、麦角甾醇等)有(胆甾醇、麦角甾醇等)磷磷磷磷 脂脂脂脂 种种种种 类类类类磷脂酰甘油和磷脂酰乙醇磷脂酰甘油和磷脂酰乙醇胺等胺等磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺等胺等脂脂脂脂 肪肪肪肪 酸酸酸酸 种种种种 类类类类直链或分支、饱和或不饱直链或分支、饱和或不饱和脂酸;每一磷脂分子常和脂酸;每一磷脂分
5、子常含饱和与不饱和脂肪酸各含饱和与不饱和脂肪酸各一一高等真菌:含偶数碳原子高等真菌:含偶数碳原子的饱和或不饱和脂肪酸的饱和或不饱和脂肪酸低等真菌:含奇数碳原子低等真菌:含奇数碳原子的不饱和脂肪酸的不饱和脂肪酸糖糖糖糖 脂脂脂脂无无有(具有细胞间识别受体有(具有细胞间识别受体功能)功能)电电电电 子子子子 传传传传 递递递递 体体体体有有无无基基基基 团团团团 转转转转 移移移移 运运运运 输输输输有有无无胞胞胞胞 吞吞吞吞 作作作作 用用用用无无有有13(四)细胞核(四)细胞核v是细胞遗传信息(是细胞遗传信息(DNA)的贮存、)的贮存、复制和转录的主要部位复制和转录的主要部位v外形固定,有核膜
6、外形固定,有核膜v由核被膜、染色质、核仁和核基质由核被膜、染色质、核仁和核基质 组成组成14(五)细胞质和细胞器(五)细胞质和细胞器 位于细胞质膜和细胞核间的透明、粘稠、不断流动并位于细胞质膜和细胞核间的透明、粘稠、不断流动并充满各种细胞器的溶液,称为细胞质。充满各种细胞器的溶液,称为细胞质。1、细胞基质和细胞骨架、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)细胞骨架是由微管、肌动蛋白丝(微丝)和中间丝和中间丝3种蛋白质纤维构成的细胞支架种蛋白质纤维构成的细胞支架15糙面内质网:合成和运送胞外分泌蛋白Rough en
7、doplasmic reticulum(RER)Smooth endoplasmic reticulum(SER)光面内质网:脂类和钙代谢有关。2、内质网和核糖体、内质网和核糖体16n n核糖体(核蛋白体):存在于一切细胞中的无膜包裹的颗粒状细胞器,具有蛋白质合成功能。40%蛋白质,60%RNA。17Golgi apparatus3、高尔基体、高尔基体v 48个平行堆叠的扁平膜个平行堆叠的扁平膜 囊和大小不等的囊泡所组囊和大小不等的囊泡所组 成的膜聚合体成的膜聚合体v功能是协调细胞生化功能功能是协调细胞生化功能 和细胞内外环境的重要的和细胞内外环境的重要的 细胞器细胞器18Lysosymes4
8、、溶酶体、溶酶体v 单层膜单层膜v内含多种酸性水解酶内含多种酸性水解酶v功能是细胞内消化功能是细胞内消化195、微体、微体microbody 单层膜包裹、内含多种氧化酶和过氧化氢酶单层膜包裹、内含多种氧化酶和过氧化氢酶 主要功能是使细胞免受主要功能是使细胞免受H2 O2毒害,并毒害,并 能氧化分解脂肪酸等能氧化分解脂肪酸等20mitochondriav 两层膜两层膜v外形和大小酷似杆菌外形和大小酷似杆菌v每个细胞有数百到数千个每个细胞有数百到数千个v功能是把蕴藏在有机物中的化学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潜能转化成生命活动所需能量6、线粒体、线粒体217、叶绿体、叶
9、绿体chloroplastv双层膜包裹、只存在于绿色植物的细胞中双层膜包裹、只存在于绿色植物的细胞中v具有光合作用具有光合作用v外形多为扁平的圆形外形多为扁平的圆形 或椭圆形或椭圆形v构造由三部分组成:构造由三部分组成:叶绿体膜、类囊体、叶绿体膜、类囊体、和基质和基质228、液泡、液泡9、膜边体、膜边体10、几丁质体、几丁质体11、氢化酶体、氢化酶体真菌特有,位于质膜与细胞壁间,可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。真菌菌丝体顶端微小泡囊,合成几丁质微纤丝。鞭毛基体附近,为鞭毛运动提供能量。维持渗透压,贮存营养物质,还具溶酶体功能。23第二节第二节 酵母菌酵母菌(YeastYeast)酵母菌一般泛
10、指能发酵糖类的各种酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞单细胞真菌真菌特点:特点:个体一般以单细胞状态存在个体一般以单细胞状态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24一、分布及与人类的关系一、分布及与人类的关系分布:分布:偏酸性的含糖环境偏酸性的含糖环境,也称为也称为“糖菌糖菌”。水果、蔬水果、蔬菜、蜜饯、果园土壤中。菜、蜜饯、果园土壤中。种类:种类:据统计,已知的酵母有据统计,已知的酵母有56属,属,1000多种。多种。25关系密切关系密切(1)重要的微生
11、物资源;人类的第一种)重要的微生物资源;人类的第一种“家养微生物家养微生物”。单细胞蛋白(。单细胞蛋白(SCP)。)。(2)重要的科研模式微生物;啤酒酵母重要的科研模式微生物;啤酒酵母(Saccharomyces cerevisae)第一个完成)第一个完成全基因组序列测定的真核生物(全基因组序列测定的真核生物(1997)。)。(3)有些酵母菌具有危害性:有些酵母菌)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、泌尿生能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。殖道疾病。26二、细胞的形态构造、细胞的形态构造1典型的真核微生物,形态通常有球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种。2
12、构造:细胞壁、细胞膜、细胞核、其它构造。一、酵母菌的形状、大小基本特征:单细胞,椭圆形、圆形或柱形。宽1-5um,长5-30um。假菌丝、芽生孢子、厚垣孢子 特殊形态:假菌丝假菌丝是由酵母菌细胞与其子细胞连接而成的链状丝。29(一)、细胞壁(一)、细胞壁厚约厚约25nm,主要成分为酵母纤维素,它呈三明治状,主要成分为酵母纤维素,它呈三明治状外层为甘露聚糖,内层为葡聚糖,都是分枝状聚合物,中外层为甘露聚糖,内层为葡聚糖,都是分枝状聚合物,中间夹着一层蛋白质。间夹着一层蛋白质。磷酸甘露聚糖 甘露聚糖 蛋白质葡聚糖细胞质膜30(二)、细胞膜细胞膜 甾醇磷脂 球状蛋白蛋白质:包括一些酶蛋白质:包括一些
13、酶类脂类脂甘油的单、双、三酯甘油的单、双、三酯甘油磷酯甘油磷酯磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺甾醇甾醇麦角甾醇麦角甾醇酵母甾醇酵母甾醇糖类:甘露聚糖等糖类:甘露聚糖等31(三)、细胞核(三)、细胞核 遗传信息的主要遗传信息的主要贮存库。贮存库。真核核孔(四)、其它构造(四)、其它构造 液泡液泡 线粒体线粒体 叶绿体叶绿体 微体微体32三、酵母菌的繁殖方式和生活史三、酵母菌的繁殖方式和生活史只进行无性繁殖的酵母菌称假酵母只进行无性繁殖的酵母菌称假酵母具有有性繁殖的酵母菌称真酵母具有有性繁殖的酵母菌称真酵母酵母菌的繁殖方式无性繁殖有性繁殖芽殖、裂殖厚垣孢子、节孢子子
14、囊孢子繁殖方式34(一)无性繁殖(一)无性繁殖1、芽殖(、芽殖(budding)子细胞子细胞出芽痕出芽痕芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式a.多边出芽b.两端出芽c.三边出芽芽殖的方式36啤酒酵母(啤酒酵母(Saccharomycres cervisiae)的芽殖过程)的芽殖过程372、裂殖(、裂殖(fission)少数酵母(裂殖酵母)具有与细菌相似的二分少数酵母(裂殖酵母)具有与细菌相似的二分裂繁殖方式裂繁殖方式383、产生无性孢子、产生无性孢子少数酵母菌可在卵圆形营养细胞上长出小梗,其上产生少数酵母菌可在卵圆形营养细胞上长出小梗,其上产生肾形的掷孢子。孢子成熟
15、后,以喷射机制将孢子射出。肾形的掷孢子。孢子成熟后,以喷射机制将孢子射出。3、厚垣孢子假菌丝假菌丝40(二)有性繁殖(二)有性繁殖酵母菌是以形成子囊和酵母菌是以形成子囊和子囊孢子子囊孢子的方式进行有性繁殖的的方式进行有性繁殖的细胞原生质体接触细胞原生质体接触质配质配核配核配减数分裂减数分裂其繁殖过程为:其繁殖过程为:1)两个性别不)两个性别不同的单倍体细胞靠近,相互接同的单倍体细胞靠近,相互接触;触;2)接触处细胞壁消失,)接触处细胞壁消失,质配;质配;3)核配,形成二倍体)核配,形成二倍体核的接合子;有些以二倍体方核的接合子;有些以二倍体方式进行营养细胞生长繁殖,独式进行营养细胞生长繁殖,独
16、立生活;下次有性繁殖前进行立生活;下次有性繁殖前进行减数分裂。有些进行减数分裂,减数分裂。有些进行减数分裂,形成形成4个或个或8个子囊孢子,而原个子囊孢子,而原有的营养细胞就成为子囊。子有的营养细胞就成为子囊。子囊孢子萌发形成单倍体营养细囊孢子萌发形成单倍体营养细胞。胞。41(三)酵母菌的生活史(三)酵母菌的生活史又称生命周期,指上一代生物个体经一系列生长、又称生命周期,指上一代生物个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代的全部过程发育阶段而产生下一代的全部过程酵母菌单倍体和双倍体细胞均可独立存在,酵母菌单倍体和双倍体细胞均可独立存在,生活史有三种类型:生活史有三种类型:1)营养体既可以单倍体也
17、可以双倍体形式存在,都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。可进行出芽繁殖。42c.在特定的条件下才进行有性繁殖b.营养体既能以单倍体(n)也能以二倍体(2n)形式存在芽殖有性繁殖子囊孢子a.一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖特点:特点:4344n2)营养体只能以单)营养体只能以单倍体形式存在(核倍体形式存在(核配后立即进行减数配后立即进行减数分裂);分裂);特点:特点:a.营养细胞为单倍体营养细胞为单倍体b.无性繁殖为裂殖无性繁殖为裂殖c.二倍体细胞不能独立生活,此二倍体细胞不能独立生活,此期极短期极短45n3)营养体只)营养体只能以
18、双倍体形能以双倍体形式存在(核配式存在(核配后不立即进行后不立即进行减数分裂);减数分裂);46特点:特点:a.营养体为二倍体不断进行芽殖,此阶段较长营养体为二倍体不断进行芽殖,此阶段较长b.单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合c.单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在,不单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在,不能进行独立生活能进行独立生活47四、酵母菌的菌落四、酵母菌的菌落啤酒酵母啤酒酵母菌落与细菌的相仿,菌落与细菌的相仿,但由于细胞比细菌的但由于细胞比细菌的大,大,菌落较大、较厚、菌落较大、较厚、外观较稠和较不透明。外观较稠和较不透明。乳白色、矿烛色、红乳白色、矿烛色、红
19、色色48酵母菌的主要代表n n酵母菌属酵母菌属(Saccharomyces):啤酒酵母:啤酒酵母(S.cerevisiae)。除用于酿酒外,酵母)。除用于酿酒外,酵母菌还可产生维生素、蛋白质、核酸、辅菌还可产生维生素、蛋白质、核酸、辅酶酶A、ATP等,具有广泛的工业用途。等,具有广泛的工业用途。n n内孢霉属内孢霉属(Endomyces)n n拟内孢霉属拟内孢霉属(Endomycopsis)n n地霉属地霉属(Geotrichum)n n假丝酵母属假丝酵母属(Candida):如产朊假丝酵母:如产朊假丝酵母(Candida utilis)可用于制造食用酵母;有可用于制造食用酵母;有些种如解脂假
20、丝酵母些种如解脂假丝酵母(Candida lipolytica)用于石油脱蜡(除去正烷烃)。用于石油脱蜡(除去正烷烃)。1、处理高浓度的有机废水酵母菌在环境保护中的应用工业(糖蜜、酒精、淀粉、制药)农牧业(养殖、屠宰、水产品加工)生活(垃圾渗滤液、餐饮泔水)酵母菌的特点:(1)耐高糖(2)耐高油脂有机废水的资源化利用高浓度的有机废水酵母菌处理活性污泥法(1)高有机负荷(2)含油脂色拉油加工废水味精废水油田废水染料废水菌种选育酵母菌细胞(SCP)苯酚废水处理氧化分解(臭氧氧化、过氧化氢氧化、锰氧化物氧化)分离再生技术(多孔固体吸附、膜分离、溶剂萃取)生物处理苯酚降解菌:细菌、热带假丝酵母、利用酵
21、母菌处理含苯酚废水苯 酚 废 水(毒性、腐蚀性)染料合成树脂塑料合成纤维农药优先控制污染物51第三节第三节 丝状真菌丝状真菌霉菌霉菌霉菌(霉菌(mold)是丝状真菌的一个俗称,通常指那些菌)是丝状真菌的一个俗称,通常指那些菌丝体较为发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。丝体较为发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。一、分布及与人类的关系一、分布及与人类的关系工业上的有机酸、酶制剂抗生素、维生素、生物碱等工业上的有机酸、酶制剂抗生素、维生素、生物碱等 的发酵生产的发酵生产进行生物防治,污水处理和生物测定进行生物防治,污水处理和生物测定食品制造方面,如酱油的酿造和干酪的制造食品制造方面,如酱油的酿
22、造和干酪的制造在基础理论研究方面,霉菌是良好的实验材料在基础理论研究方面,霉菌是良好的实验材料52在居家环境中大约有在居家环境中大约有300种霉菌种霉菌它会严重影响人类的健康它会严重影响人类的健康53食物、工农业制品的食物、工农业制品的食物、工农业制品的食物、工农业制品的霉变霉变霉变霉变:有用物品有用物品有用物品有用物品的生产:风味食品、酒精、抗生素(青霉的生产:风味食品、酒精、抗生素(青霉的生产:风味食品、酒精、抗生素(青霉的生产:风味食品、酒精、抗生素(青霉素、灰黄霉素)、有机酸、酶制剂(淀粉酶、果素、灰黄霉素)、有机酸、酶制剂(淀粉酶、果素、灰黄霉素)、有机酸、酶制剂(淀粉酶、果素、灰黄
23、霉素)、有机酸、酶制剂(淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等)、维生素、甾体激素等;胶酶、纤维素酶等)、维生素、甾体激素等;胶酶、纤维素酶等)、维生素、甾体激素等;胶酶、纤维素酶等)、维生素、甾体激素等;在在在在农业农业农业农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素)上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素)上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素)上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素)、杀虫农药(白僵菌剂)等;、杀虫农药(白僵菌剂)等;、杀虫农药(白僵菌剂)等;、杀虫农药(白僵菌剂)等;引起动植物引起动植物引起动植物引起动植物疾病疾病疾病疾病:植物真菌病稻瘟病等。动物真菌:植物真菌病稻瘟病等。动物真菌:
24、植物真菌病稻瘟病等。动物真菌:植物真菌病稻瘟病等。动物真菌病脚气等。病脚气等。病脚气等。病脚气等。腐生型霉菌在自然界腐生型霉菌在自然界腐生型霉菌在自然界腐生型霉菌在自然界物质转化物质转化物质转化物质转化中也有十分重要的作中也有十分重要的作中也有十分重要的作中也有十分重要的作用。用。用。用。脚气真菌54二、细胞的形态和构造(一)菌丝及其延伸过程(一)菌丝及其延伸过程(一)菌丝及其延伸过程(一)菌丝及其延伸过程霉菌营养体的基本单位是菌丝霉菌营养体的基本单位是菌丝霉菌营养体的基本单位是菌丝霉菌营养体的基本单位是菌丝霉菌菌丝直径约为霉菌菌丝直径约为霉菌菌丝直径约为霉菌菌丝直径约为310um310um,
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