第二章 微生物主要类群的形态、结构和功能(三)
第二三四章微生物的类群
含量很高（30~95） 含量很低（5~20）
含量较高（<50）
无
一般无（<2）
含量较高（~20）
无
含量较高
细菌细胞壁的结构
革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成
磷壁酸：占40%。G+菌
所特有,其主链由数十个磷 酸甘油或磷酸核糖醇组成, 有的还有由D—Ala和还原 糖组成的侧链。
肽聚糖:
占30~70% ,不同菌种中 肽聚糖(肽链)组分不同。
危害：食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。
3 芽孢
概念： 某些细菌生长到一定阶段或在一定环
境条件下，细胞的正常生长和分裂停止， 细胞内细胞质浓缩，逐步行成一个圆形、 椭圆形或圆柱形的，对不良环境有较强抵 抗力的特殊结构，称为芽孢。芽孢成熟后 可自行从芽孢囊中释放出来。因芽孢的形 成都是在细胞内，故又称内生孢子。
2）革兰氏阴性菌的细胞壁 G-菌细胞壁分两层，厚约10nm,
外层为脂蛋白和脂多糖层，内层 为肽聚糖层。肽聚糖含量低，约 占细胞壁干重的5%～10%，且网状 结构疏松。
②细胞壁的化学组成
革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较
成分
肽聚糖 磷壁酸 类脂质 蛋白质
占细胞壁干重的%
革兰氏阳性细菌
革兰氏阴性细菌
糖被
（一）细菌细胞的基本结构
1、细胞壁 细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜
的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。 （1）细胞壁的功能
维持菌体外形； 协助鞭毛运动； 保护细胞免受外力损伤； 为正常细胞分裂所必需； 阻止有害物质进入细胞； 与细菌的抗原性．致病性和对噬菌体的敏感 性密切相关。
（2）细胞壁的化学组成与结 构
微生物的形态、结构和功能
细胞壁的基本骨架——肽聚糖
革兰氏阳性细菌肽聚糖单体
革兰氏阴性细菌肽聚糖单体
细胞壁的基本骨架——肽聚糖
肽聚糖网格状结构
细菌细胞壁的结构
革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成
磷壁酸：占40%。G+菌
所特有,其主链由数十个 磷酸甘油或磷酸核糖醇 组成,有的还有由D—Ala 和还原糖组成的侧链。
细胞质功能： 细胞质中含有丰富的酶系， 是营养物质合成、转化、 代谢的场所。
细胞质中的内含物：
①气泡：由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。 有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。
气泡的功能： 调节细胞比重，以使其漂 浮在合适的水层中。 气泡吸收空气，空气中的 氧气可供代谢需要。 例：许多光合细菌和水生 细菌、盐杆菌常含有气泡。
第二章 微生物的形态、结构和功能
第一节 原核胞核 无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA 的原始单细胞生物。
第一节 原核微生物部分
第一部分 细菌 第二部分 放线菌
第一节 细 菌
细菌是单细胞原核微生物，个 体微小，形态简单，以二分裂方 式繁殖。在自然界中，细菌分布 最广、数量最多。
（一）
细菌的形态
细菌的三种基本形态: 球状、杆状和螺旋状
(一) 细菌的形态
1. 球菌(coccus） 菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方 式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空 间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂后的 各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为 以下几种:
单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠 球菌、葡萄球菌等。
(一) 细菌的形态
2.杆菌
杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种 不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。 杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭 状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等； 按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、 “八”字状以及有鞘衣的丝状等。
第2章 微生物主要类群的形态、结构和功能
（Diplococcus pneumoniae）。 3．链球菌 如乳链球菌
（Streptococcus lactis） 4．四联球菌 如四联小球菌
（Micrococcus tetragenus）。 5．八叠球菌 如乳酪八叠球菌
（Sarcina casei） 6．葡萄球菌 如金黄色葡萄球菌
（1）细胞壁的结构
（1）细胞壁的结构
磷壁酸：为多元醇（核糖醇或甘油）和磷酸的复合物。根据多
元醇的种类不同可分为核糖醇型磷壁质和甘油型磷壁质两类。一 般只有G+菌的肽聚糖层网架结构中填充有磷壁酸。
（1）细胞壁的结构
2）革兰氏阴性菌的细胞壁
G-菌细胞壁分两层，厚约10nm,外层为脂蛋白和脂多糖层，内层 为肽聚糖层。肽聚糖含量低，约占细胞壁干重的5%～10%，且网状 结构疏松。
3．细胞质（cytoplasm）及其内含物
细胞质是细胞膜包裹的一团除拟核以外的胶状液态基质。 主要成分是蛋白质、核酸、脂类、多糖、水分和少量无机盐类。 细胞质中含有许多酶系，是新陈代谢的主要场所。 细胞质中无真核细胞的细胞器，但含有许多内含物，主要有： （1）核糖体(ribosome）。核糖体是分散在细胞质中的沉降系数 为70S的亚显微颗粒，由30S和50S两个亚基组成，是蛋白质合成 场所，化学成分为蛋白质（40%）和RNA（60%）。 （2）液泡（vacuole）气泡（gas vacuole）。一些细菌生长发 育一段时间，在细胞质中出现液泡。其内充满水分和盐类或一些 不溶性颗粒。主要功能是调节渗透压。一些好氧的水生细菌细胞 质中含有气泡，其作用可能是储存和提供氧气及调节浮力。 （3）储藏颗粒。 一些细胞中往往可见较大的颗粒状物体，随不 同的种类和培养条件而有很大变化。它们多是细胞生长期间形成 的储藏物质。
第二章 微生物主要类群的形态、结构和功能(三)
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孢囊孢子
授课老师：翁梁
（一）霉菌的无性繁殖
2、分生孢子： 是霉菌中常见的一类无性孢子,生于细胞外,所以又叫 外生孢子.是大多数子囊菌纲及全部半知菌的无性繁 殖方式. 分生孢子是由菌丝顶端细胞，或由分生孢子梗顶端细 胞经过分割或缩缢而形成的单个或成簇的孢子。 分生孢子的形状、大小、结构、着生方式、颜色、因 种而异。
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授课老师：翁梁
2、接合孢子
是由菌丝生出的结构基本相似、形态相同或略有不同 两个配子囊接合而成。 接合孢子的形态：厚壁、粗糙、黑壳。 接合过程：两个相邻的菌丝相遇，各自向对方生出极短的 侧枝，称原配子囊。原配子囊接触后，顶端各自膨大并形 成横隔，分隔形成两个配子囊细胞，配子囊下的部分称配 子囊柄。然后相接触的两个配子囊之间的横隔消失，发生 质配、核配，同时外部形成厚壁，即成接合孢子。
（一）细胞壁 功能与细菌相同，但是化学结构不同，其中不含有肽 聚糖，少数含有纤维素，大多数以几丁质为主。称为真菌 几丁质。 几丁质是由数百个N-乙酰葡萄糖胺分子以β -1,4糖苷 键连接而成的。几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌 细胞壁的网状结构——微纤丝。微纤丝使细胞壁具有坚韧 的机械性能。 组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质，主要是 一些蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖，它们填充于上述纤维状 物质构成的网。
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接合孢子
授课老师：翁梁
接合孢子形成的过程
配子囊柄
横隔消失
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授课老师：翁梁
根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为： 同宗配合：菌体自身可孕，不需要别的菌体帮助而能 独立进行有性生殖。 当同一菌体的两根菌丝甚至同一菌丝的分枝相互接触 时，便可产生接合孢子。 异宗配合：菌体自身不孕，需要借助别的可亲和菌体 的不同交配型来进行有性生殖。即它需要两种不同菌 系的菌丝相遇才能形成接合孢子。
真核微生物的形态、构造和功能3
蛋白质？ 几丁质
糖蛋白网
顶层 亚顶层
成熟区 无定形葡聚糖层
典型霉菌菌丝分 化及细胞壁成分
colony
霉菌的个体形态和结构
根霉（rhizopus） 毛霉(mucor) 曲霉(aspergillus) 青霉(penicillium)
Cncnc-micro
根霉（rhizopus）
囊轴 囊托
蒂痕（birth scar） 芽痕（bud scar）
掷孢子(ballistospore)的形成和射出过程
不同 酵母菌形成的子囊类型
酵母菌生活史的三类型
营养体以单倍体/双倍体两种形式存在 营养体只以单倍体形式存在 营养体只以双倍体形式存在
Cncnc-micro
子囊孢子发芽
n 自或 然人
工 破破 壁壁
酵母菌与人类
蕈菌
棉花枯萎病
病原 Fusarium oxysporum f. sp.vesinfectum (Atk.) Snyder et Hansen尖孢镰刀菌
生物防治(biological control)
黄曲霉毒素（aflatoxin）的理化性质
青贮饲料巧制作
原料来源 所需设备
制作步骤
饲喂方法 开窖取料 品质评定
适期刈割 调节水分含量 切碎 装填和压实 密封 管护
黄绿色、绿色，酸味浓， 有芳香味，柔软稍湿润。
生物工程产品柠檬酸
生物工程产品乳酸
生物工程产品酶制剂
淀粉酶 蛋白酶
酱油、大酱、食用醋生产发酵池
第二章 真核微生物的形态、构造和功能
孢子囊 孢囊梗
匍匐枝 假根
毛霉(mucor)
囊轴 孢子囊
孢子梗
孢子
微生物主要类群及其形态结构
细胞壁 位于菌体外表面，较坚韧而富有弹性。其功能主要有：①固定细胞外形；②保护细胞免受外力的损伤；③阻挡大分子物质进入细胞；④使细胞具有一定抗病性、致病性及对噬菌体的敏感性；⑤协助鞭毛运动。
细菌的构造
图1-3 细菌的结构
细菌细胞由外向里依次有鞭毛、菌（纤）毛、荚膜、细胞壁、细胞膜、细胞质，细胞质中又有液泡、储存性颗粒、核质等。
1.细胞壁
细胞壁缺陷细菌 用含青霉素的培养基培养G+细菌，或在G+细菌的培养物中加溶菌酶，即可抑制细胞壁的合成或破坏细胞壁。除去细胞壁后剩下的部分叫做原生质体。任何形态的菌体，成为原生质体后，均呈球形。原生质体对环境条件很敏感，且容易破裂。有的原生质体还保留着鞭毛，但不能运动。也不能被相应的噬菌体感染。其他生物活性基本不变，在适宜的条件下依旧生长繁殖，形成菌落。
在污染物的生化处理中，细菌的作用非常重要。例如，假单胞菌属（Pseudomonas）具有代谢多种化合物的能力，有些菌株可利用100多种化合物，故而对污染物有相当高的降解活性；棒杆菌属(Corynebacterium)是裂解杂环化合物和碳氢化合物链的主要菌种；节杆菌属(Arthrobacter)可氧化烃类化合物、甾（Zaí）体化合物等；产碱杆菌属(Alcaligenes)参与淡水、海水和陆地环境中物质的分解和矿化。
比较项目 真核 原核
第2章 微生物主要类群的形态、结构和功能
2原核微生物的形态、结构及其生理功能
2.2.1 细菌
细菌是单胞原核生物。
细菌细胞微小而透明，用显微镜也很难看清楚。通常用适当染料染色，增加标本与背景间折光率的差异，以便观察。不能染色的活体细胞，则可用相当显微镜进行观察。
螺旋菌
弧菌
弧菌：
菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，
第二章原核微生物的形态、构造和功能
第二章原核微生物的形态、构造和功能第二章原核微生物的形态、构造和功能三大类群：原核微生物、真核微生物、非细胞微生物。
原核微生物是单细胞生物，细胞核无核膜包裹。
三菌：细菌、放线菌、蓝细菌三体：立克次氏体、支原体、衣原体第一节细菌细菌：是一类细胞细短（直径约0.5μm，长度约0.5~5μm）、结构简单、细胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。
分布：自然界中分布最广，数量最多的M.B。
绝大多数是有益菌。
工业、农业、医药、冶金、科研等方面。
只有少数是病原菌或致病菌。
一、细菌的形态构造及其功能▲基本形态：球状、杆状、螺旋状三大类，分别称为球菌、杆菌、螺旋菌。
仅少数为其它形状，如丝状、三角形、方形等。
（1）球菌球菌：细胞呈球形或近似球形。
根据球菌间的相互联结形式又可分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌和葡萄球菌。
① 单球菌细胞分裂沿一个平面进行，分裂后的细胞分散而单独存在。
② 双球菌细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。
如肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）。
③ 四联球菌细胞分裂沿二个相互垂直的平面进行，分裂后每四个细胞在一起呈田字形。
④ 八叠球菌细胞分裂沿3个相互垂直的平面进行，分裂后每8个球菌叠在一起成一立方形。
如藤黄八叠球菌。
⑤ 葡萄球菌细胞分裂无定向，多个新个体堆积成葡萄状。
如金黄色葡萄球菌。
⑥ 链球菌细胞沿一个平面分裂，新个体排列成链状。
如乳酸链球菌（Streptococcus agalactiae）。
（2）杆菌杆菌：细胞呈杆状或圆筒状，是细菌中种类最多的。
工农业生产用杆菌：枯草杆菌、北京棒状杆菌（谷氨酸）、苏云金杆菌（杀虫剂）、根瘤菌（细菌肥料）、甲烷杆菌等。
致病杆菌：伤寒沙门氏菌，痢疾志贺氏菌以及炭疽杆菌等。
（3）螺旋菌（spirilla）螺旋菌：大多是病原菌。
不同种的菌体，在长度、弯曲度、螺旋数、螺旋形式和螺距等方面有显著差别，可分为弧菌、螺旋菌。
微生物类群形态、结构和功能
第二章微生物类群形态、结构和功能原核微生物：不具有真正细胞核的微生物。
主要包括细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌（有人将属于螺旋状细菌的螺旋体单独列出）。
第一节细菌细菌（bacteria,单数为bacterium）是一大类群结构简单、种类繁多、主要以二分裂繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。
不少细菌对人类有害，可使人和动物致病，使食品和物品腐烂变质；很多细菌对人类有益，如能生产味精等。
所以细菌与人类关系密切。
一、细菌细胞的形态（一）细菌的基本形状细菌有三种常见形状：球状、杆状和螺旋状。
分别称为球菌、杆菌和螺旋菌；杆菌最多，球菌次之，螺旋状细菌最少。
1.球菌（coccus,复数为cocci）:球状的细菌。
据细胞的分裂面和子细胞分离与否有不同的排列状态：单球菌（尿素微球菌）双球菌（肺炎双球菌）链球菌（酿脓链球菌、溶血链球菌）四联球菌（玫瑰色微球菌、四联微球菌）八叠球菌（藤黄八叠球菌）葡萄球菌（金黄色葡萄球菌）2.杆菌（bacillus,复数为bacilli）：杆状的细菌。
形态多样：短杆状：短杆菌或球杆菌（甲烷短杆菌属）长杆或棒杆状：长宽差别较大（枯草杆菌、北京棒杆菌、白喉棒杆菌）梭状：两端稍尖，（梭菌属：鼠疫巴斯德氏菌）分支杆状：有分支（结核分支杆菌）平截杆状：两端平截（炭疽芽孢杆菌）3.螺旋状细菌（有人称为螺菌，spirillum,复数为spirilla）:螺旋状的细菌。
弧菌（vibrio）：螺旋不到一周，菌体呈弧形或逗号状，霍乱弧菌。
螺菌：螺旋1-6周，外形坚挺的螺旋状细菌，红螺菌。
螺旋体(spirochaete)：螺旋6周以上，由原生质柱、轴丝、外鞘组成，柔软易曲的螺旋状菌体。
钩端螺旋体，梅毒密螺旋体。
4.特殊形状的细菌菌体分叉：双歧杆菌菌体末端有柄：柄杆菌菌体有附器：臂微菌（二）细菌的大小细菌大小一般用显微测微尺测量，单位为微米（μm）1μm＝10-3mm＝10-6m病毒多用纳米（nm）为单位，1μm＝103nm细菌的大小不一，球菌直径0.5-2μm,杆菌1-5×0.5-1μm螺旋菌大小差别较大，大肠杆菌平均长2μm，直径0.5μm，150个大肠杆菌细胞头尾相接等于3mm长的一粒芝麻；120个大肠杆菌捆在一起才有一根头发粗细（人发平均直径60μm），109个大肠杆菌才有1mg重（1个大肠杆菌10-12g）。
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几丁质是由数百个N-乙酰葡萄糖胺分子以β-1,4糖苷 键连接而成的。几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌 细胞壁的网状结构——微纤丝。微纤丝使细胞壁具有坚韧 的机械性能。
组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质，主要是 一些蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖，它们填充于上述纤维状 物质构成的网。
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菌丝的特化
4)附着枝:若干寄生真菌由菌丝细胞生出1-2个细胞 的短枝,以将菌丝附着于宿主上,这种特殊的结构即 附着枝。
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菌丝的特化
5)吸器:一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝,侵入 细胞内分化成指状、球状或丝状，用以吸收细胞内的营养
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菌丝的特化
6)附着胞:许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生 膨大,并分泌粘性物,借以牢固地粘附在宿主的表面,这一 结构就是附着胞,附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝,以 侵入宿主的角质层而吸取营养。
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菌丝的特化
7)菌核:是一种休眠的菌丝组织.由菌丝密集地交织在一起 ,其外层教坚硬、色深,内层疏松，大多呈白色。
第二章 微生物主要类群和 形态、结构和功能
第五节 丝状真菌——霉菌
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一、霉菌的概念
霉菌通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体 结构的真菌统称。 霉菌和酵母同属于真菌。会引起物品霉变。 概念：霉菌为丝状真菌的统称。凡是在营养基质上能形 成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌（除少数外），统 称为霉菌。
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二、霉菌与食品工业的关系
霉菌是酿造、工业发酵、抗菌素和酶制剂等生 产的重要菌种。
传统食品：如酿制酱、酱油、干酪等。 工业应用：生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸）、 酶制 剂（如淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶）、抗菌素、维生素、 生物碱、真菌多糖、植物生长刺激素（如赤霉素）、生产 甾体激素类药物和酿造食品等，另外在生物防治、污水处 理和生物测定等方面都有应用。
假菌核,是寄生性真菌与宿主共同形成,例如冬虫夏 草,真菌寄生于鳞翅目昆虫,使虫体转变为假菌核,当孢 子萌发,虫体死亡,菌自虫体内生长出子实体。含有虫草 酸,是名贵中药。
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菌丝的特化
8)子座:菌丝交织成垫状、壳状等,在子座外或内可 形成繁殖器官。
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四、霉菌菌丝特化形态
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三、霉菌的危害
引起霉变：可造成食品、生活用品以及一些工 具、仪器和工业原料等的霉变。 引起植物病害：真菌大约可引起3万种植物病害。 如水果、蔬菜、粮食等植物的病害。例如马铃 薯晚疫病、小麦的麦锈病和水稻的稻瘟病等等。
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引起动物疾病：不少致病真菌可引起人体和 动物病变。浅部病变如皮肤藓菌引起的各种 藓症，深部病变如既可侵害皮肤、粘膜，又 可侵犯肌肉、骨骼和内脏的各种致病真菌， 在当前已知道的约5万种真菌中，被国际确认 的人、畜致病菌或条件致病菌已有200余种。 产生毒素，引起食物中毒：霉菌能产生多种 毒素，目前已知有100种以上。例如：黄曲霉 毒素，毒性极强，可引起食物中毒及癌症。
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五、霉菌的菌丝细胞结构
（四）细胞核 具有完整的细胞核。较小，直径为0.7～3
µm。由核膜、核仁、染色体和核质组成。有核孔， 进行物质交换。
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六、霉菌的繁殖
繁 菌丝片段（无性）孢囊孢子
殖 方
分生孢子 无性孢子 节孢子
式 孢子
厚垣孢子
卵孢子
有性孢子 接合孢子 子囊孢子
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菌丝的特化
1）菌环：菌丝交织成套状 2）菌网：菌丝交织成网状
捕虫菌目 (Zoopagales)在长期的自 然进化中形成的特化结 构,特化菌丝构成巧妙 的网,可以捕捉小型原 生动物或无脊椎动物, 捕获物死后,菌丝伸入 体内吸收营养。
江附枝:匍匐菌丝、假根(类似树根,吸收营养),功 能是固着和吸收营养。
担孢子
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（一）霉菌的无性繁殖
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四、霉菌菌丝构成及其特点
霉菌的生物个体称为菌丝体，有营养部分和繁殖 部分组成。基本单位是菌丝。在形态结构上分为 两种
无有隔膜，是整长 个管菌状丝的有分枝支，成细串胞的内多含细有胞许组多成核，，每称 个为细无胞隔内菌含丝一。个其或 生多长个只核有，细称胞为核有的隔分菌裂丝和。原如生曲质霉的属增和长青，霉没属有等细大胞多数目霉的菌增。多，如 毛可霉分属为和单根核霉有属隔。菌丝和多核有隔菌丝
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五、霉菌的菌丝细胞结构
细胞膜 液泡
内质网
线粒体 细胞核
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细胞壁 核糖体
由细胞壁、细胞膜、 细胞质、细胞核、线 粒体、核糖体、内质 网及各种内含物（肝 糖、脂肪滴、异染粒 等）等组成。
幼龄菌往往液泡小而 少，老龄菌具有较大 的液泡。
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五、霉菌的菌丝细胞结构
（一）细胞壁
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四、霉菌菌丝构成及其特点
按分化程度分: 营养菌丝（基内菌丝）: 伸入到培养基内部，以吸 收养分为主的菌丝。 气生菌丝:向空中生长的 菌丝。 气生菌丝发育到一定阶段 可分化成繁殖菌丝。
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四、霉菌菌丝构成及其特点
霉菌菌丝特点： 1.具有细胞核,进行有丝分裂； 2.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； 3.以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖； 4.营养方式为化能有机营养（异养）、好氧； 5.不运动(少数种类的游动孢子有1-2根鞭毛); 6.种类繁多,形态各异、大小悬殊,细胞结构多样；
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五、霉菌的菌丝细胞结构
（二）细胞膜 典型的单位膜结构，主要由蛋白质、磷脂组成。作用是 对营养物质的吸收。 向内陷入、折叠形成的特殊构造，称为质膜体。
（三）细胞质 细胞膜内一种无色透明、均质的黏稠胶体。主要成分
是水、蛋白质、类脂类、多糖类、核糖酸和少量的无机 盐类。藏有细胞核和各种细胞器。是菌体新陈代谢的主 要场所。