真核微生物多样性

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2. 真菌⑴
• 真菌是与人类关系比较密切的生物类群， 目前已定名的真菌约有8万种，但据估计地 球上真菌的数量约为150万种，也就是说人 们已经知道的真菌仅为估计数的5％。
• 中国已知的真菌约8000种，世界已知的真 菌约72000种，中国已知种数占世界种数的 11.6％。
2. 真菌⑵
• 特征：真菌是典型的真核微生物，不含叶绿体、化能有机 异养、具有真正的细胞核、含有线粒体、以孢子进行繁殖 及不运动（仅少数种类的游动孢子有1～2根鞭毛）。 • 数量：真菌的种类庞大而多样，估计有10万多种，目前人 类已了解的真菌约4万多种。 • 分布：真菌在自然界中的分布极其广泛。一些水生的种类 生活在湖泊、河流中，少数种类栖息在海洋中（红酵母）； 大多数真菌则主要生活在土壤中或死亡的植物残体上。 • 系统发育：除卵菌纲外，在真核生物的系统发育树中，真 菌是亲缘关系密切的类群，它们之间仅在形态特征和有性 生活史中呈现出有差异的多样性。
曲霉和青霉的分生孢子头
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脉胞菌（旧称链霉菌）
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赤霉菌
藤仓赤霉——水稻恶苗病
• Gibberella fujikuroi(Sawada)Wr．病原菌形态 特征：病菌有性阶段产生球形子囊壳，深蓝色， 表面粗糙，子囊圆筒形，含4～8个子囊孢子，子 囊孢子椭圆形有一个分隔。无性阶段为镰刀菌， 产生分生孢子，有大小两种，大孢子镰刀形，有 3～5个分隔，小孢子卵形或椭圆形，无色单胞， 间或双胞。 • 症状：1.健苗 2.明苗 3.病株后期及其病部放大 • 病原菌：4.分生孢子梗及小型分生孢子 5.大、小 型分生孢子 6.大型分生孢子梗 7.子囊孢子 8.子囊 及子囊孢子 9.子囊壳
真菌之霉菌
• 霉菌：是丝状真菌，有节孢子、后垣孢子、孢囊孢子和分 生孢子四种无性孢子。孢囊孢子多呈黑褐色，而分生孢可 呈黑、黄绿、红、黄或褐色。 • 不同霉菌的有性孢子为：卵孢子、接合孢子、子囊孢子和 担孢子 • 霉菌的任何一种有性和无性孢子在适宜环境中均能萌发并 发育成菌丝和菌丝体。 • 与人类生产活动和日常生活相关的霉菌有：毛霉属、根霉 属、曲霉属、青霉属、脉胞菌属和赤霉菌属。
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平菇
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香菇
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双孢蘑菇
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草菇
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Байду номын сангаас
猴头菇
• 猴头（Hericium erinaceus）又称为猴头菇、猴 头蘑、菜花菌、刺猬菌、对脸蘑、山伏菌，日本 称为山伏茸。 • 隶属真菌门、担子菌亚门、非褶菌目、猴头菌科、 猴头菌属。
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盘基网柄菌
美国奥林匹克国家公园的 原生质体黏菌
草地上的细胞性黏菌及其运动轨迹
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3. 黏菌
• 黏菌，又称黏质霉菌，其特征是：非光合营养、不含叶绿 素、吞噬方式摄食、产孢子和子实体。但从系统发育上， 其比真菌和某些原生动物（纤毛虫）更为古老。 • 分类：黏菌分为细胞黏菌和非细胞黏菌两个类群。细胞黏 菌的营养体由单个变形虫状的细胞组成；非细胞黏菌的营 养体是大小和形状都不固定的原质团。 • 生境：在自然界中，黏菌生活在腐烂的枯枝落叶、木头和 土壤中。 • 食物：是以细菌为主的微生物，以吞噬方式摄食。 • 黏菌可在潮湿的培养皿中培养，以腐烂的木片为培养基。 • 黏菌相关：太岁
下一节
褐藻
褐藻——海带
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硅藻 硅 藻
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卵菌
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红藻
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绿藻
• 绿藻门(Chlorophyta)是藻类植物中最大的一门， 约有430属，6700种。关于绿藻门的分纲，意见 不一，此处沿用两个纲：绿藻纲(Chlorophyceae) 和轮藻纲(Charophyceae)。绿藻的分布很广，以 淡水中为最多，流水和静水中都可见到。陆地上 的阴湿处和海水中也有绿藻生长，有的和真菌共 生形成地衣。
本节主要内容
• 一、真核微生物系统发育总观
1. 真核微生物的起源——内共生假说 2. 真核微生物的进化——真核生物系统发育树
• 二、真核微生物的类群
1. 藻类 2. 真菌 3. 黏菌 4. 原生动物
内共生假说
• 该学说认为:线粒体祖先原线粒体(一种可进行三羧酸循环 和电子传递的革兰氏阴性菌)被原始真核生物吞噬后与宿 主间形成共生关系。在共生关系中,对共生体和宿主都有 好处：原线粒体可从宿主处获得更多的营养,而宿主可借 用原线粒体具有的氧化分解功能获得更多的能量。由美国 生物学家马古利斯（LynnMargulis）于1970年出版的 《真核细胞的起源》一书中正式提出。她认为，好气细菌 被变形虫状的原核生物吞噬后、经过长期共生能成为线粒 体，蓝藻被吞噬后经过共生能变成叶绿体，螺旋体被吞噬 后经过共生能变成原始鞭毛。
生物多样性
生物多样性的层次
• • • • 遗传多样性 生态系统多样性 物种多样性 景观多样性
遗传多样性
遗传的多样性 指同一个物种 内基因型的多 样性。是衡量 种内变异性的 概念。
由DNA双螺旋长链组成染色体 (左上） DNA序列测定的电泳凝胶分析图（右上） 几种生物部分同源片段DNA序列比较（下）
• 特点：庞大多样的类群，是系统发育离散性明显的异质类群（种 类多样、亲缘关系较远）。如眼虫藻可以自发地失去叶绿体而成 为一种异养生物，与具有鞭毛的原生动物显示出较密切的亲缘关 系。褐藻与硅藻比绿藻和红藻更为古老。只有绿藻和一些红藻与 绿色植物有非常亲密的亲缘关系。 • 大小：差别很大，有单细胞微小生物，也有长达30多米的藻类 （海带）。 • 形态：多为群体，呈丝状或栅状；有的丝状藻不分支，有的具有 复杂分支。 • 颜色：大多藻类含有叶绿素，呈绿色；少数藻类呈褐色或红色， 原因是其含有的类胡萝卜素（如叶黄素）掩盖了叶绿素的绿色。 • 叶绿体数目：藻类细胞中均含有一个或多个叶绿体，叶绿素分布 在叶绿体膜中。
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4. 原生动物
• 特征：无色、无细胞壁、能运动、单细胞、个体大、 真核、不含叶绿体及不产子实体。
• 摄食方式与食物：吞噬作用捕食其它生物或有机物 颗粒；也以胞饮作用获得溶液中的大分子物质。 • 运动方式：肉足纲（阿米巴变形虫）的原生动物以 变形虫方式运动，鞭毛纲（锥形虫）的用鞭毛运动， 纤毛纲（草履虫）的用纤毛运动。 • 原生动物的运动方式以及在自然界中的分布是区分 各类群的特征。
13.3 真核微生物的多样性
• 即真核微生物的物种多样性
你知道吗？
• 你知道多少种真核微生物？ • 真核微生物与原核微生物及动植物的亲缘 关系如何？ • 目前真核微生物到底有多少种？ • 真核微生物如何发育而来？它们的进化路 线如何？ • 真核微生物又可以被分为几个类群？ • 真核微生物的多样性体现在哪些方面？
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真核生物的进化路线——系统发育谱系树 Domain Eukaryote
①
双滴虫
微孢子虫
②
鞭毛虫 锥形虫 眼虫
③ ④
腰鞭毛虫
黏质霉菌 纤毛虫
动物 绿藻
真核微生物四类：
藻类——绿色 字体 真菌——黄色 字体 黏菌——红色 字体 原生动物——紫色 字体
卵菌 硅藻 褐藻
植物 真菌 红藻
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1. 藻类
• 生境：酵母分布在自然界含糖的环境，如水果、花、树皮。
真菌之蕈菌
• 又称蘑菇，是大型真菌，属于丝状真菌。担孢子 在适宜的基质上萌发长出菌丝。单倍体菌丝经融 合形成双核菌丝，一定时期形成小的类似菌蕾的 结构。菌蕾在地下可保留很长时间，适宜条件下 吸收大量水分膨大，形成子实体。
• 常见的有香菇、双孢蘑菇、草菇、猴头菇、灵芝。 蕈菌中的多糖类物质可抑制肿瘤细胞的恶性增生， 作为佐剂可增强人体免疫功能。
真菌之酵母菌
• 大小：大小1～5μm×5～30μm • 形状：单细胞真菌，圆形、卵圆形或圆柱形。 • 繁殖：多以出芽方式进行无性繁殖。有些，如裂殖酵母进 行二分分裂繁殖。 • 菌丝：酵母不形成菌丝和菌丝体。所见到的酵母丝状体是 酵母芽殖时，芽细胞长成后未脱离母细胞，芽细胞又产生 新的芽体。由单细胞连接形成的集合体，称为假菌丝。
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玉米丝黑穗病
• 玉米丝黑穗病由担子菌亚门丝轴团散黑粉 菌属病原真菌侵染致病。穗内的黑粉是病 菌冬孢子。成熟的冬孢子在适宜条件下萌 发产生担孢子，担孢子又可芽生次生担孢 子。担孢子萌发后侵入寄主。 返回
小麦锈病
• 担子菌中几种锈 菌寄生在小麦上 所引起的病害
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毛霉
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根霉
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曲霉
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青霉
生态系统的多样性
景观多样性
• 景观多样性 （landscape diversity）：景 观多样性是指由不 同类型的景观要素 或生态系统构成的 景观在空间结构、 功能机制和时间动 态方面的多样化或 多样性。
物种多样性
• 物种多样性是用一 定空间范围内物种 数量的分布频率来 衡量的，它通常包 括整个地球的空间 范围。
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对人有益及有害的原生动物
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双滴虫
• 双滴虫类是迄今所知的 现存最原始的真核生物 类群。以蓝氏贾第虫 (Giadia)作为双滴虫类 的代表。寄生人体小肠、 胆囊，主要在十二指肠， 可引起腹痛、腹泻和吸 收不良等症状，致贾第 虫病（giardiasis）， 本病世界性分布，由于 在旅游者中发病率较高， 故又称旅游者腹泻。
夏腊梅
第十三章
微生物物种的多样性
全球物种数目
• • • • • • • • • • • • • • • 类群 病毒 细菌 真菌 原生动物 藻类 高等植物 线虫 甲壳动物 蜘蛛类 昆虫 软体动物 脊椎动物 其他 总计 已描述数目(万种) 0.4 0.4 7.2 4.0 4.0 27.0 2.5 4.0 7.5 95.0 7.0 4.5 11.5 175.0 估计数目(万种) 40 100 150 20 40 32 40 15 75 800 20 5 25 1362
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啤酒酵母
啤酒酵母
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假丝酵母其假菌丝的形成
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真菌——牛肝菌Boletus
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灵芝
• 为多孔菌科真菌赤芝 Ganoderma lucidum（Leyss.ex Fr.） Karst．或紫芝 Ganoderma sinense Zhao，Xu et Zhang的干燥子实体。全年采收，除去杂质，剪除附有朽 木、泥沙或培养基质的下端菌柄，阴干或在40～50℃烘 干。 • 灵芝自古以来就被认为是吉祥、富贵、美好、长寿的象征， 有“仙草”、“瑞草”之称，中华传统医学长期以来一直 视为滋补强壮、固本扶正的珍贵中草药。民间传说灵芝有 起死回生、长生不老之功效。
各生物占总物种的比例
• 如此多的物种，如何对它们进行分群归类以研 究其多样性？ • 可以根据细胞色素C分子的氨基酸顺序绘制出 系统树 • 但最为广泛接受的是Woese根据16S rRNA绘 制的全生命系统树
修正的全生命系统树（Woese的三域系统）
本章主要内容
• • • • 13.1 真细菌的多样性 13.2 古生菌的多样性 13.3 真核微生物的多样性 13.4 微生物资源的开发利用和保护
2. 真菌⑶
• 有益作用：在生态系统中对自然界的碳素循环和氮素循环起 主要作用。真菌参与有机物的分解，生成CO2,为植物的光 合作用提供碳源。真菌分解蛋白质和其它含氮化合物而释放 出NH3，一部分供植物和微生物吸收固化（铵同化），另一 部分可转化成硝酸盐（硝化作用），成为氮素循环中不可替 代的一步。 • 有害作用：一些真菌是引起许多重要经济作物病害的病原菌， 如玉米黑穗病（蕈菌）、小麦锈病（蕈菌）；少数真菌是人 类和动物的致病菌，如白色假丝酵母引起的鹅口疮，由表皮 癣菌、毛癣菌引起的癣症。 • 真菌中的霉菌、酵母和蕈菌与人类的生产和生活密切相关。
多头绒泡黏菌的子实体 Physarum_fruitbody
黏菌
黏菌——太岁
• 太岁是古代民间对“木星”的一个别称，木星每12年要围绕太阳 转一圈，它每一年有一个位置，地下相对应的就有一个太岁出现。 民间传说盖房子兴土木的时候门不能正对着它在天上的星位。不 然地上的太岁就会动怒。久而久之就出现了“太岁头上不能动土 “的说法。 • 中国传统的纪年方法叫干支纪年法，它是由十个天干（甲、乙、 丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）和十二地支（子、丑、寅、 卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥）依次轮流搭配而成。始 于甲子，终于癸亥。一个轮回需要60年，称为六十甲子。传说在 这60年里面，每一年天上都会派一位神仙出来值年，他负责掌管 这一年人间的福与祸，也掌管这一年出生的人一生的旦夕祸福， 老百姓尊称这些神仙为值年太岁，60年就有60位太岁，所以统 称为60甲子神。