第二章真核微生物(二)

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 现一个大的液泡。
液泡功能： 调节渗透压； 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） 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。 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 孢子生成时在子囊内积累，在孢子成熟时被利用。
（二）生活史（life cycle） 指上代个体经一系列生长发育阶段而产生下一代个体全部历史。
酵母菌生活史有三种类型：
1）单、双倍体型：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。 2）单倍体型：营养体只能以单倍体形式存在（核配后立即 进行减数分裂） 3）双倍体型：营养体只能以双倍体形式存在（核配后不立 即进行减数分裂）
特点： 营养细胞为 单倍体； 以裂殖方式 进行无性繁殖； 二倍体细胞 不能独立生活 （只是生活史中 一部分，阶段很 短）
（3）双倍体型 代表：路德氏酵母（Saccharomycodes ludwigii） 特点： 营养体为双 倍体形，以出芽 方式繁殖； 单倍体子囊 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，不能独 立生活，阶段很 短。
2. 大小 一般：（1~5）μm × （5~30） μ m （比细菌粗10倍左右） 发酵工业用酵母平均直径4~6 μ m
一般用高倍镜（40×10）观察
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； -----菌体在液体培养基中比在固体培养基中大。
二、细胞构造
典型真核细胞结构：细胞壁，细胞膜，细胞质，细胞核， 液泡，线粒体等内含物。 1.细胞壁 厚：25nm，占细胞干重25%。 成分：“酵母纤维素” 内层：葡聚糖(主要结构成分) 三明治状 外层：甘露聚糖 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）
2m质粒 结构： 闭合环状双链DNA分子，周长2m (6318bp)； 高拷贝存在（每个单倍体基因组含60~100个拷贝）； 只携带与复制和重组有关的4个蛋白质基因， 不赋予宿主任何遗传表型，属隐秘性质粒。 用途： 酵母菌分子克隆和基因工程的重要载体； 研究真核基因调控和染色体复制的理想模型。
成分
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）
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。
3.细胞质和内含物
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。 和原核生物不同的是，酵母细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。 酵母细胞线粒体： 1~20个/细胞，在缺氧情况下只形成无嵴的简单线粒体 “小菌落”（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TCA循环产生能 量，不能在以甘油为唯一碳源的培养基上生长。
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30多种 酶类。 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。 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。
细胞壁的功能：与原核生物类似
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1. 单双倍体型 代表：酿酒酵母（ Sacharomyces cerevisiae ）
特点： 一般情况以 营养体状态进行 出芽繁殖； 营养体既可 以单倍体（n）也 可以双倍体(2n) 形式存在； 在特定条件 下进行有性繁殖。
（2）单倍体型 代表：八孢裂殖酵母(Schizosaccharomyces octosporus)
本节重点
一、酵母菌的形态和大小 二、酵母菌的细胞结构 三、繁殖方式 四、生活史（比较三种生活史，图示并说明酿酒酵母 生活史及特点） 五、原核生物与真核微生物的比较
形成子囊孢子的条件：
1) 首先必须是二倍体细胞 2) 营养充足的强壮幼龄细胞； 3) 适当的温度（25℃ ）和湿度（80%以上）；通风良好； 4）适当的生孢子培养基，营养贫瘠；（棉子糖醋酸钠培 养基，石膏块） 实践意义： 1）利用形成单倍体进行杂交育种，人工定向培育新品种 2）检验生产菌是否被野生酵母污染（依据：子囊孢子的形 成速度，子囊中子囊孢子的数目和形状）
多边出芽（最普遍）， 两端出芽，三端出芽。
假菌丝 藕节状细胞串，即细胞间连接 处面积小于细胞直径 真菌丝
竹节状细胞串，即细胞间横隔 面与细胞直径一致
（2）裂殖 裂殖是少数酵母进行的繁殖方式。即酵母细胞延长，核分 裂为二，细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个具有单核的 子细胞，如八孢裂殖酵母(Schizosaccaromyces octosporus)。 （3）芽裂 以芽裂方式繁殖的酵母很少见。母细胞总在一端出芽， 同时在芽基处又形成隔膜，这种在出芽的同时又产生横隔的 方式为芽裂或半裂殖。
（3）重要的科研模式微生物 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisae）第一个完成全基因 组序列测定的真核生物（1997）
（4）有些酵母菌具有危害性 皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道 （白念珠菌）疾病； 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、 产酸臭— —醭膜酵母）
2、酵母菌的有性繁殖 （1）方式：形成子囊和子囊孢子 （2）过程： 1）两个不同接合型的单倍体细胞靠近，各伸出原生质 突起相互接触； 2）接触处细胞壁消失，质配； 3）核配，形成二倍体核的接合子： A、以二倍体方式进行营养细胞生长繁殖，独立生 活；下次有性繁殖前进行减数分裂。 B、进行减数分裂，形成4个或8个子囊孢子，而原有 的营养细胞就成为子囊。子囊孢子萌发形成单 倍体营养细胞。
固定外形； 保护作用； 存在酶和性结合物质，利于营养物质透过 及细胞间性识别； 抗原性。
2.细胞膜
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 蛋白质（包括吸收糖和氨基酸的酶） 甘油的单、双、三酯 甘油磷脂 磷脂酰胆碱 脂类 磷脂酰乙醇胺 甾醇 麦角甾醇（居多） 酵母甾醇 糖类（少量，多为甘露聚糖）
√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。
√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。
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 单细胞真菌。这个术语无分类学意义。 凡是生活史中大部分以单细胞生活的、主要以出芽繁殖的 一类低等真菌，统称为酵母菌。 5个特点：
四、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，个别为黑色。
五、工业上常用的酵母菌
1. 啤酒生产 酿酒酵母（ Sacharomyces cerevisiae ）
上面啤酒酵母（S. cerevisiae ）：不易凝集沉淀而浮在上面。 发酵特性 下面啤酒酵母(S. carlsbergensis，卡尔斯伯酵母)： 易凝集沉淀， 发酵度低。 区别：根据棉子糖发酵 半乳糖+葡萄糖+果糖 = 棉子糖（三糖） 蜜二糖 蔗糖 上面啤酒酵母：不含蜜二糖酶，只能发酵1/3棉子糖 下面啤酒酵母：能发酵全部棉子糖
一、酵母菌细胞形态与大小
1. 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 代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。 六种 1）圆形 圆球酵母； 2）椭圆形 3）卵圆形 啤酒酵母； 4）柠檬形 5）腊肠形 巴斯德酵母； 6）圆柱状 假菌丝 藕节状细胞串，即细胞间连接 处面积小于细胞直径 真菌丝 竹节状细胞串，即细胞间横隔 面与细胞直径一致 葡萄酒酵母； 汉逊氏酵母； 裂殖酵母。

在分类学上归属于： 子囊菌亚门 担子菌亚门 个体一般以单细胞存在； 半知菌亚门 多数以出芽繁殖；
能发酵糖类产能； 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。
分布及与人类的关系 （1）多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”。 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CO2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属化能异养型。 （2）重要的微生物资源 酵母是人类的第一种“家养微生物” 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： 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A、细胞色素C、维生素和凝血质等 生化药物；生产单细胞蛋白等等。
用途：啤酒，葡萄酒，白酒，酒精，面包，食用、药用和饲 用酵母，提取核酸、麦角甾醇和维生素C等。
五、工业上常用的酵母菌
2. 假丝酵母属（Candida） 热带假丝酵母（C. tropicalis）：氧化烃类能力强， 利用石油生产 SCP。 产朊假丝酵母(C. utilis)：利用五碳糖和六碳糖，既 可利用造纸工业的亚硫酸 纸浆废液，也能利用糖蜜 和木材水解液等生产SCP。 3. 异常汉逊氏酵母 产乙酸乙酯， 用于酱油和 白酒等增香（增香菌）
4.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 染色体。核膜外具有中心体，中心体可能和酵母菌出芽繁殖 有关。 酿酒酵母基因组有17条染色体，这些染色体从245到 2200个碱基对不等，DNA总长度为12052Kb，包含了约6500个 基因。 酵母还存在核外的遗传物质，如酵母细胞线粒体中的 DNA，细胞质中病毒样颗粒的反转录转座子，嗜杀酵母的 dsRNA嗜杀质粒，典型的2m质粒等。
（4）产生无性孢子 厚垣孢子：有些酵母，如白假丝酵母可以在假菌丝的顶端形成 厚壁的厚垣孢子，具有较强的抗逆特性。 节孢子：地霉属的菌可以形成节孢子，菌丝依靠隔膜裂断而产 生的孢子,故又称裂生孢子。 掷孢子：掷孢酵母属可以在其营养细胞上生出的小梗上形成小 孢子，孢子成熟后通过一种特殊的喷射方式将孢子射出，这种 孢子称为掷孢子。