(完整版)微生物学第三章真核微生物

第七授课单元一、教学目的通过该授课单元的学习，要求学生了解真核微生物和真菌所包括的主要类群，熟悉真核生物的细胞构造，掌握真核生物与原核生物的主要差别；熟悉单细胞真菌——酵母菌的细胞形态和大小、细胞结构、繁殖方式、生活史、菌落特征，并了解工业上常见的有益和有害的酵母菌。

二、教学内容第三章真核微生物的形态、构造和功能第一节真核微生物的概述第二节酵母菌一、分布及与人类关系二、细胞形态与构造三、酵母菌的繁殖方式和生活史四、酵母菌的菌落五、工业生产上常见的有益和有害的酵母菌三、教学重点、难点及其处理重点：1．真核生物的定义、细胞构造和生物学特性（1）定义：是一大类进化程度较高，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生物。

（2）真核生物的细胞结构：放在介绍酵母菌和霉菌相关章节中介绍。

（3）真核生物与原核生物的比较：真核生物在一系列生物学特性上均与原核生物有着明显的不同，主要差别如细胞核是真核或是原核；具膜细胞器的有无；细胞壁的成分是纤维素、几丁质还是肽聚糖、假肽聚糖；鞭毛的构造是复杂还是简单；以及细胞体积的大小等。

真核生物的细胞器都有完整的膜包围，如内质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体和叶绿体等，而其细胞核更是发展到有膜包裹、具精巧染色体构造，其中的双链DNA长链还与组蛋白密切结合，成为结构十分精巧的遗传功能单位（通过列表的方式比较真核生物与原核生物的主要差别）。

2．真核微生物和真菌所包括的主要类群真核微生物主要包括属于植物界的微藻、属于动物界的原生动物和属于菌物界的真菌等微小生物。

真菌主要包括酵母菌（单细胞真菌）、霉菌（小型丝状真菌）和蕈菌（能形成大型肉质子实体）。

本章重点讨论酵母菌和霉菌。

“菌物界”的概念由我国学者裘维蕃1990年提出，指与动物界、植物界相并列的一大群无叶绿体、依靠细胞表面吸收有机养料、细胞壁一般含几丁质的真核微生物。

一般包括真菌、粘菌和假菌三类。

3．酵母菌：（1）定义：是一类能发酵糖类、一般进行出芽繁殖的单细胞真菌，酵母菌不是分类学名词。

从进化途径来看，酵母菌是多元的，因此其分类地位有的属于子囊菌类、有的属于半知菌类或担子菌类。

酿酒酵母（Sacharomyces cerevisiae）是酵母菌的典型代表。

（2）分布及与人类的关系：多分布在含糖的偏酸性环境如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等，因此也称为“糖菌”。

酵母是人类的第一种“家养微生物”，用酵母菌酿酒、制作食品已有几千年的历史。

酵母菌大多是人类有益微生物，只有少数有害。

用于酿造酒类、发酵生产乙醇和甘油、石油脱蜡、单细胞蛋白（SCP）、提取生化药物（核酸、麦角甾醇、辅酶A、细胞色素C、核黄素）等。

（3）细胞形态与结构：常见的酵母形态为球状、卵圆、椭圆、圆柱单细胞，有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。

酵母菌具有典型的真核细胞结构，其细胞壁由甘露聚糖、葡聚糖、蛋白质组成三明治状的“酵母纤维素”，芽痕周围环状分布有几丁质。

其细胞膜的磷脂双分子层中嵌杂有甾醇（以麦角甾醇居多）。

除存在细胞核和常见的细胞器外，还有特殊的2um质粒。

（4）繁殖方式：除无性的芽殖或裂殖外，有的还产生各种无性孢子，在一定条件下还能产生子囊孢子进行有性繁殖。

酵母菌能否形成子囊孢子以及子囊孢子的数目和形状，除了是鉴定酵母种、属的依据外，在啤酒生产中还用于检验生产菌是否被野生酵母污染，另外，酵母通过杂交育种人工以定向培育新品种的操作中，首先要使二倍体细胞形成通过减数分裂产生单倍体的子囊孢子，并萌发为单倍体营养细胞，只有不同接合型的酵母单倍体细胞间才能发生接合。

（5）生活式：酵母菌的生活史存在三种类型：①营养细胞可以以单倍体也可以二倍体形成存在的单、双倍体型，如酿酒酵母；②营养体只能以单倍体形成存在的单倍体型，如八孢裂殖酵母；③营养体只能以双倍体形式存在的双倍体型，如，路德氏酵母。

要求学生重点掌握酿酒酵母的生活史。

（6）酵母菌的菌落特征：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，个别为黑色。

难点：1．酵母菌的三种生活史：说明每种生活史营养体细胞存在的形式，特点及代表菌。

四、教学方法、手段本授课单元采用教师讲授与多媒体教学相结合的授课方式。

五、板式设计第一节真核微生物的细胞结构真核微生物：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。

一、真核细胞与原核细胞的比较（p53表3-3）二、真核微生物的主要类群霉菌（丝状真菌）真菌（门）酵母菌（单细胞真菌）菌物界（广义的真菌）覃菌（大型真菌）粘菌（门）假菌（门）植物界：单细胞藻类动物界：原生动物本章主要内容----------真菌（酵母菌，霉菌）真菌是一类低等真核生物，特点：（1）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；（2）一般具发达的菌丝体；（3）细胞壁多数含几丁质；（4）营养方式为化能有机营养（异养吸收型）、好氧；（5）以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖；（6）陆生性较强；第二节酵母菌（yeast）定义：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。

该术语无分类学意义。

在分类学上归属于：子囊菌亚门，半知菌亚门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”。

（2）在发酵工业具重要作用（酿酒，乙醇，甘油，石油脱蜡，单细胞蛋白（SCP），酵母片，提取核酸、麦角甾醇、辅酶A、细胞色素C、核黄素等）。

单细胞蛋白（single cell protein，缩写SCP）：一般指来自各类微生物的蛋白，可饲用、药用或食用。

为什么说酵母菌是一种优良的单细胞蛋白？蛋白质含量高（50%以上），含人体必需的氨基酸；口味好，无毒，易消化吸收；制造容易，价格低廉（生长速度快，体积大）；（3）重要的模式微生物；（4）少数具危害性（白假丝酵母：泌尿生殖道感染；高渗酵母：果酱、蜂蜜变质）一、细胞形态与大小形态：球状、卵圆、椭圆、圆柱单细胞，有的形成假菌丝（酵母菌子代细胞连在一起成为链状）。

大小：（1~5）um×（5~30）um（比细菌粗10倍，高倍镜观察）二、细胞构造1. 细胞壁成分：“酵母纤维素”，三明治状内层：葡聚糖（赋予机械强度，85%为高分子扭曲长链状聚合物，少量为分支网状分子)外层：甘露聚糖（分支状聚合物，呈网状）中层：蛋白质（与甘露聚糖共价结合，少数为结构蛋白，多数是酶）几丁质（N-乙酰葡萄糖胺的β-1,4多聚物）：芽痕周围。

蜗牛酶（玛瑙螺胃液，混合酶）：酵母细胞壁原生质体子囊壁子囊孢子2.细胞膜含甾醇（多为麦角甾醇，多烯大环内酯类抗生素如制霉菌素的作用位点）3.细胞核典型的真核细胞的核结构，有核膜、核仁、染色体，进行有丝分裂和减数分裂。

2um质粒；酵母细胞质内的核外遗传物质结构：闭合环状双链DNA分子，周长2um(6kb)；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；4.细胞质和内含物（1）线粒体功能：氧化磷酸化作用的场所（把蕴藏在有机物中的化学潜能转化为生命活动所需的能量ATP，是真核生物的“动力车间”）内膜和嵴（电子传递和氧化磷酸化酶系），基粒（ATP合成酶）基质（TCA酶系，脂肪酸β–氧化的酶系）“小菌落”（呼吸缺陷型菌落）：p58酵母菌受理化因素刺激或自发突变而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。

三、繁殖方式和生活史1．繁殖方式芽殖（budding）:最普遍裂殖(fission)：裂殖酵母属无性繁殖芽裂节孢子产无性孢子掷孢子厚垣孢子有性繁殖：产子囊和子囊孢子（尚未发现有性阶段——假酵母）能否形成子囊孢子及子囊孢子的数目和形状，具理论和实际意义：理论意义：酵母种、属的分类鉴定依据。

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。

两亲本菌株（二倍体）的选择单倍体细胞的获得及接合型的验证（生孢子培养基）遗传标记的制作（诱变技术）不同接合型单倍体杂交（离心使细胞密切接触）杂合子检出（合适的选择性平板）优良性状个体的筛选（发酵性能测试）（2）检验生产菌是否被野生酵母污染（啤酒生产酵母：生成速度慢（72h），每个子囊中有4个子囊孢子，孢子圆形光滑。

野生酵母：生成速度快(40-48h)）2．生活史（life cycle）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（酿酒酵母）。

（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，八孢裂殖酵母）（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，路德氏酵母）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、发酵工业中常用的酵母菌1. 酿酒酵母（Sacharomyces cerevisiae）发酵工业上最常用（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）啤酒生产：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)：能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、马铃薯淀粉废料、木材水解液等生产SCP3. 异常汉逊酵母（Hansenula anomala）产乙酸乙酯，用于酱油和白酒等增香（增香菌）六、思考题1．名词解释：真核生物，真核微生物，酵母菌，酵母纤维素，假菌丝，2um质粒，酵母菌“小菌落”，单细胞蛋白（SCP）2．列表对原核生物和真核微生物的细胞形态、构造、成分和生理功能进行比较。

2. 试图示Sacharomyces cerevisiae的生活史，并说明各阶段的特点。

3.为什么酵母菌是一种优良的单细胞蛋白？第八授课单元一、教学目的该授课单元主要介绍丝状真菌——霉菌，通过学习要求学生熟悉霉菌菌丝的种类与构造、菌丝体的功能和特化形式、繁殖方式、生活史、菌落特征，了解工业生产中常用的霉菌。

二、教学内容第二章原核生物的形态、结构与功能第四节霉菌一、分布及与工业生产的关系二、细胞形态与构造三、真菌的繁殖方式四、霉菌的菌落三、教学重点、难点及其处理重点：1．霉菌的定义：“丝状真菌”的统称，不是分类学上的名词。