酵母

第三节 酵母菌 Yeast
真核生物 Eukaryotes
凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、 凡是细胞核具有核膜、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。 的生物。
真菌 fungus/fungi
是不含叶绿体、化能有机营养、 是不含叶绿体、化能有机营养、具有真 正 的细胞核、含有线粒体、以孢子进行繁殖、 的细胞核、含有线粒体、以孢子进行繁殖、不 运动的真核微生物。 运动的真核微生物。
酵母菌 Yeast
酵母菌是指以芽殖为主并大多为单细胞的一类真菌。 酵母菌是指以芽殖为主并大多为单细胞的一类真菌。 特点： 特点： 1、个体一般以单细胞状态存在； 、个体一般以单细胞状态存在； 2、多数营出芽繁殖； 、多数营出芽繁殖； 3、能发酵糖类产能； 、能发酵糖类产能； 4、细胞壁常含甘露聚糖； 、细胞壁常含甘露聚糖； 5、常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境 、常生活在含糖量较高、
无性过程
有性过程
子囊孢子的形状
帽子型
肾型
针型
球型
• 酵母子囊孢子的主要形状
球形 半球形 半月形、 半月形、肾脏形 土星形 长方形 球形棘面， 球形棘面，油滴 球形棘面 针形，棍棒状子囊 针形， 酿酒酵母属 毕赤氏酵母属 多孢克鲁维酵母 土星汉逊酵母 长孢娄德氏酵母 汉逊得巴利酵母 拿逊酵母属 梅奇酵母属
原生质体： 原生质体： 破壁酶：蜗牛酶、 破壁酶：蜗牛酶、Zymolyase
甘露聚糖
细胞壁的结构
内层：葡聚糖 葡聚糖
形成壁的刚性结构
中间层：蛋白质
常与甘露聚糖共价 结合形成复合物
外层：磷酸甘露聚糖 磷酸甘露聚糖 决定壁的多孔性
2.细胞膜 2.细胞膜
• 基本同细菌 • 区别： 区别： 组成上含有固醇 结构上无特化的间体结构 功能上与能量形成无关
2.有性繁殖 2.有性繁殖——产子囊孢子 ascospore 有性繁殖 产
• 过程 单倍体(n) 单倍体(n) 单倍体(n) 单倍体
接合,质配 Ⅰ---接合 质配、核配 接合 质配、
Ⅰ
Ⅱ
二倍体 (2n)
子囊孢子 (n)
Ⅱ---减数分裂 减数分裂
配合类型：不同接合型的细胞、 配合类型：不同接合型的细胞、孢子
一. 酵母菌的形态与大小
• 形态： 形态： 球形、卵形、圆筒形、柠檬形、 球形、卵形、圆筒形、柠檬形、 尖形、 尖形、三角形等 • 大小： 大小： 1~5×5~30 µm ×
二. 酵母菌的细胞结构
1.细胞壁 1.细胞壁
位于细胞膜外侧，紧贴细胞膜。 位于细胞膜外侧，紧贴细胞膜。 功能 维持细胞外形。 维持细胞外形。 保护细胞免受机械损伤及渗透压损伤。 保护细胞免受机械损伤及渗透压损伤。 渗透屏障
(1)线粒体 mitochondria 线粒体
一种半自主的细 胞器， 胞器，呈球形或棒 状, 0.3-1×0.5— 3um，分散在细胞 ， 质中。 质中。
电镜下观察的线粒体
线粒体功能和结构Baidu Nhomakorabea
构造
外膜 内膜 嵴 膜间腔 嵴间腔
线粒体的功能
外膜： 外膜 含磷脂代谢的酶 内膜和嵴： 内膜和嵴 呼吸链组分， 合成酶、 呼吸链组分，ATP合成酶、 琥珀酸脱氢酶等。 合成酶 琥珀酸脱氢酶等。 膜间腔： 膜间腔 腺苷酸激酶、 腺苷酸激酶、磷酸腺苷酸激酶 嵴间腔： 嵴间腔 TCA循环的酶等 循环的酶等 生理功能 能量转换的基地、 能量转换的基地、 自我复制
(4) 高尔基体 Golgi apparatus(高尔基复合体 高尔基复合体) 高尔基复合体 一种由若干平行堆叠的扁平膜囊 (saccules)和大小不等的囊泡所组成的膜聚 和大小不等的囊泡所组成的膜聚 合体。 合体。
• 生理功能
对蛋白质起加工、浓缩、储藏及运输 对蛋白质起加工、浓缩、 作用, 为合成新的壁和膜提供原材料。 作用 为合成新的壁和膜提供原材料。
（5）细胞质及颗粒状内含物 ）
• 脂肪粒 脂肪粒(Lipia globules） • 聚磷酸盐 (polyphosphates） • 肝糖 肝糖(polysaccharide glycogen) • 海藻糖 海藻糖(trehalose)
5.出芽痕与诞生痕 出芽痕与诞生痕
birth and bud scars
• 卡氏酵母（Saccharomyces carlsbergensis） 卡氏酵母（ ） 现采用酿酒酵母的学名。 酿酒酵母的学名 现采用酿酒酵母的学名。啤酒酿造 • 特点
其它酵母 Hansenula anomala 异常汉逊氏酵母 Schizosaccharomyces pombe 粟酒裂殖酵母 Rhodotorula glutinis 粘红酵母 Candida tropicalis 热带假丝酵母 Candida utilis 产朊假丝酵母 Candida lipolytica 解脂假丝酵母 Nematospora gossypii 棉病针孔酵母 Geotrichum candidum 白地霉
五. 酵母菌的分类
分类依据 以形态特征和生理生化特征相结合 • 真菌分类系统：Smith，Alexopoulos， 真菌分类系统： ， ， Ainswoth 等 • 酵母菌的分类系统 The Yeasts------A Texonomic Study 第三版 56属500余种 属 余种
酵母菌的分类依据 • 营养性繁殖和生长特性 • 有性特征 • 生理生化特征 酵母菌的分类形态特征和生理生化特征相结合
*
仅在少数低等真菌中存在
（4） 液泡 vacuole ）
存在于真菌和藻类等植物细胞中的一种由 单位膜分隔的细胞器。 单位膜分隔的细胞器。 一般呈球形， 一般呈球形，φ0.3—3um。 。 内含物质： 内含物质： 异染颗粒、肝糖粒、脂肪粒、 氨基酸、 异染颗粒、肝糖粒、脂肪粒、 氨基酸、核酸 蛋白酶、脂酶等。 酶、蛋白酶、脂酶等。 生理功能： 生理功能： 胞内的物质储藏 维持细胞的渗透压 将水解酶与细胞质分开
3. 细胞核 Nucleus
位于细胞质中的由双层膜包围 的内有染色体及核仁的球形体。
构造
核膜 Nucleus envelope 其上有核孔 核仁 Nucleolus 每个核内有一至几个 是核糖体RNA的合成位点 是核糖体 的合成位点 染色质Chromatin 染色质 是存在与细胞核中的一种嗜碱性 很强的物质。 很强的物质。
子囊孢子形成的培养基
各类酿酒酵母产子囊孢子能力
3.酵母菌的生活史 3.酵母菌的生活史
单倍体型 八孢裂殖酵母 二倍体型 路德酵母 单双倍体型 酿酒酵母
胞 在 其 生 活 史 中 是 主 要 存 在 形 式 细 体 倍 双 的 生 产 母 酵 体 倍 双 由 接
直
酿 酒 酵 母 的 生 活 史
•鞭毛
三.酵母菌的繁殖方式及生活史 酵母菌的繁殖方式及生活史
1. 无性繁殖
细胞核进行典型的有丝分裂。 细胞核进行典型的有丝分裂。 • 方式 芽殖、裂殖、 芽殖、裂殖、芽裂
有丝分裂过程
1). 芽殖budding
芽殖中核分裂行为
芽殖
• 酵母的出芽数 • 酵母细胞的出芽位 点
• 假菌丝 pseudohypha ： 由单细胞连接形 成的集合体。 成的集合体。
染色体
染色质的化学组成： 染色质的化学组成： 成分 DNA RNA 组蛋白 非组蛋白 1 1 比例 很少 很少 染色体 Chromosome ： 在细胞分裂期间，由染色质丝经盘曲、 在细胞分裂期间，由染色质丝经盘曲、折 浓缩后， 叠、浓缩后，变成在光学显微镜下可见 的棒状 结构 染色体组与生物的倍性 单倍体、 单倍体、二倍体
化学组成 葡聚糖 （glucan）35~45% ） 甘露聚糖 （mannan） 40~45% ） 蛋白质 5~10% 脂类物质 3~8% 磷酸盐 1~3% 因种而异（裂殖酵母， 几丁质 因种而异（裂殖酵母，无；酿酒 酵母1~2%，假丝酵母＞2%） 酵母 ，假丝酵母＞ ）
葡聚糖
主链β-（ 主链 （1→3）葡萄糖 ） 支链β-（ 支链 （1→6） ） 碱可溶性的葡聚糖 碱非溶性的葡聚糖 *几丁质 一种线状的N-乙酰氨基葡萄糖的多聚体， 一种线状的N 乙酰氨基葡萄糖的多聚体， 其单体间以ß(1 4)键相结合 (1一 键相结合。 其单体间以 (1一4)键相结合。
• 假菌丝类型
2）裂殖 fission
• 裂殖酵母属 • 类似与细菌的二分裂殖
横隔
3）芽裂 芽裂
• 界于芽殖和裂殖之间的一种 很少见繁殖方法。 很少见繁殖方法。 • 首先以出芽的方式在母细胞 一个芽,当芽长到一定 上长出 一个芽 当芽长到一定 大小后,在芽基处产生一横隔 在芽基处产生一横隔, 大小后 在芽基处产生一横隔 将母细胞与子细胞分开,形成 将母细胞与子细胞分开 形成 独立的细胞. 独立的细胞 • 类酵母属 (Saccharomycodes)、拿逊 拿逊 酵母属(Nadsonia） 和瓶形 酵母属 酵母属（ 酵母属（pityrosporum）中 中 出现。 出现
• 前线粒体 前线粒体：
在无氧条件下线粒体的临时存在状态， 在无氧条件下线粒体的临时存在状态，其 嵴发育很差，缺乏cyta3、cytb等 组分；当细 嵴发育很差，缺乏 等 组分； 胞转移到有氧条件下， 胞转移到有氧条件下，它则会转变为正常的线 粒体。 粒体。
（2）内质网和核糖体 内质网 endoplasmic reticulum： ： 是存在于细胞质中的、由膜构成的、 是存在于细胞质中的、由膜构成的、 呈游离或广泛互相连续的囊泡状的结构。 呈游离或广泛互相连续的囊泡状的结构。 种类: 种类
粗糙型内质网 （rough ER） ） 光滑型内质网（ 光滑型内质网（smooth ER） ）
生理功能： 生理功能：
输出蛋白质 与出芽起始有关
核糖体 ribosome
位于游离的细胞质中或附着在内质网上 • 化学组成：与细菌类似 化学组成： • 结构： 结构： * 核糖体的沉降系数为 核糖体的沉降系数为80s，它由 ，它由60s和40s 和 的两个亚基组成。 的两个亚基组成。
四. 酵母菌的培养特征
1.酿酒酵母 2.产肮假丝酵母 3.出芽短梗霉 4.多孢丝抱酵母 5.荚复膜孢酵母 6.解脂复膜孢酵母 7.季也蒙有孢汉逊酵母 8.碎囊汉逊酵母 9.卡氏酵母 10.鲁氏酵母 11.深红酵母 12.玫红法佛酵母 13.大型罗伦隐球酵母 14.美极梅奇酵母 15.浅红酵母
• 巨大菌落特征
• 酵母菌在真菌中的地位 子囊菌纲 内孢霉目 内孢霉科 酵母科 蚀精霉科 担子菌纲 黑粉菌科 掷孢酵母科 半知菌类 隐球酵母科
酵 母 菌 的 简 捷 分 类
六. 工业上常见常用的酵母
1.Saccharomyces cerevisiae 酿酒酵母
饮料酒酿造,面包发酵 面包发酵,酒精发酵 长∶宽＜2 饮料酒酿造 面包发酵 酒精发酵 啤酒、葡萄酒、 长∶宽 = 2 啤酒、葡萄酒、精馏酒的酿造 长∶宽＞2 糖蜜酒精发酵
6.其他结构 6.其他结构
• 质粒 质粒(plasmid)： ： 2µm质粒是一个环状、周长 质粒是一个环状、 质粒是一个环状 周长2µm的6kb双链 的 双链 DNA分子 分子 • 微丝 微丝(fimbriae)： ： 存在于部分酵母的细胞表面， 存在于部分酵母的细胞表面， 5~7×100nm, 由蛋白质组成。与酵母的凝聚性有关。 由蛋白质组成。与酵母的凝聚性有关。 • 荚膜物质： 荚膜物质： 部分酵母由细胞内分泌出的粘性物质， 部分酵母由细胞内分泌出的粘性物质，主要 成分为磷酸甘露聚糖、甘露聚糖、 成分为磷酸甘露聚糖、甘露聚糖、杂合多糖及鞘 脂类等。 脂类等。
DNA + 蛋白质 → 染色质纤维 → 粗纤维 → 超粗纤维 → 染色体
1/ 7
螺旋1 / 6
卷曲1 / 40
再卷曲1 / 5
染色质的结构
4. 细胞质和细胞器
• 细胞质 Cyctoplasm 位于细胞膜和核膜间的透明、粘稠、 位于细胞膜和核膜间的透明、粘稠、不 断流动并充满各种细胞器的溶胶， 断流动并充满各种细胞器的溶胶，由 细胞基质 和细胞器组成。 和细胞器组成。 细胞基质cytomatrix ：真核细胞中，除可分 真核细胞中， 细胞基质 细胞器以外的胶体状溶液。 辩的 细胞器以外的胶体状溶液。 细胞器cell organelle：膜所包围的，行一定 细胞器 ：膜所包围的， 生理功能的小体。 生理功能的小体。