真核微生物形态结构及功能

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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)、抗生素(如青霉素、 头孢霉素)、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。
基本理论研究:霉菌在基本理论研究中应用很广, 最著名的是利用粗糙脉胞菌进行生化遗传学方面的 研究。
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。
开的位点称芽痕,子细胞细胞壁上的位点称蒂痕。由 于多重 出芽,致使酵母细胞表面有多个小突起。
根据酵母细胞表面留下芽痕的数目,就可确定某细胞 产
生过的芽体数,因而可估计该细胞的菌龄。
(4) 产生无性孢子 掷孢子(Ballistospore):掷孢酵母属等少数酵母菌产生的
无性孢子,外形呈肾状。这种孢子是在卵圆形的营养细胞上
酵母菌(yeast)是一通俗名称,没有确切定义。 一般认为酵母菌具有以下五个特点:

个体一般以单细胞状态存在 多数出芽繁殖,也有的裂殖 能发酵糖类产能


细胞壁常含有甘露聚糖
喜在含糖量较高、酸度较大的环境中生长
(一)、酵母菌的分布及与人类的关系
酵母的应用
酵母菌是人类应用比较早的微生物。

• 与细菌菌落相似,如较湿润、较光滑、容易挑 起、正反面颜色一致等; • 但其菌落比细菌大、厚、外观较稠、较不透明, 颜色比较单调,有酒香味。
1. 固体培养
菌落大而厚,圆形,光滑湿润,粘性,颜
色单调。常见白色、土黄色、红色。
啤 酒 酵 母 菌 落
2. 液体培养
在液体培养基上,不同的酵母菌生长的情况不同: 好气性生长的酵母可在培养基表面上形成菌膜或菌醭,其厚 度因种而异;
隐球酵母属:
它们不产孢子,多侧出芽生殖。不能发酵 糖,菌体为透明、红色或橙色,产节孢子。 普遍存在植物、土壤、草莓以及其他水果、 海洋鱼类、河虾及新鲜的水牛肉中。
毕赤氏酵母属: 酵母中的大家族。以多侧芽殖方式繁殖, 子囊通常包含有4个椭圆球形子囊孢子, 子囊孢子呈帽子状或火星状等。可能会形 成假菌丝体和节孢子。在液体培养基中会 形成膜。可以在橄榄盐水中生长,引起泡 菜腐败。常作为真核基因表达受体。
质和甾醇。 酵母菌的细胞膜与原 核生物的基本相同。但有 的酵母菌如酿酒酵母中含
有固醇类(甾醇),这在原
核生物是罕见的,某些种 类酵母甾醇总含量达到22%, 可提取做医用。 酵母细胞膜构造
3、细胞核
酵母具有由多孔核膜包裹着的细胞核,核膜是一种双 层
单位膜,上面有大量的核孔(核膜包裹,轮廓分明)。
酵母菌细胞核
• 致病菌系一种嗜脂性酵 母,称为卵圆形糠秕孢 子菌或正圆形糠秕孢子 菌。此菌是正常皮肤的 腐生菌,仅在某些特殊 情况下如高温高潮,局 部多脂多汗,卫生条件 不佳等,糠秕孢子菌寄 生密度增加,由腐生酵 母菌转化为菌丝型方可 致病。
花斑藓
(二)酵母菌的形态和构造
1、酵母菌形态: 酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态因种而异。 通常为圆形、卵圆形或椭圆形。也有特殊形态,如柠檬形、 三角形、藕节状、腊肠形,假菌丝等 。
核膜:核孔40~70nm,透性比任何生物膜都大。
染色体:由DNA和组蛋白牢固结合而成,呈线状,数目
因种而异。
核仁:核内rRNA含量很高的区域为核仁,是合成核糖 体
的场所。 中心体:在核膜外,由蛋白质亚基组成的细丝状结构,在 细胞繁殖分裂中起作用。 细胞核的功能:携带遗传信息,控制细胞增殖和代谢。
(三)酵母菌的菌落
生出的小梗上形成的。孢子成熟后通过一种特有的喷射机制 将孢子射出。因此,如果用倒置培养皿培养掷孢酵母并使其 形成菌落,则常因其射出掷孢子而可在皿盖上见到由掷孢子 组成的菌落模糊镜像。 厚垣孢子(Chlamydospore): 有的酵母如Candida albicans 等能在假菌丝的顶端产生。 。
S. Cerevisiae
热带假丝酵母氧 化烃类的能力强, 是生产石油蛋白质 的重要菌种。 用农副产品和工 业废弃物也可培养 热带假丝酵母,如 用生产味精的废液 培养热带假丝酵母 作饲料 通过显色来区别不同念珠菌
解脂假丝酵母
• 细胞为卵形到长形,在加盖玻片的玉米 粉琼脂培养基上,可看到假菌丝或具有 横隔的真菌丝。在菌丝顶端或中间有单 个或成双的芽生孢子。 • 解脂假丝酵母能利用的糖类很少, 但它们分解脂肪和蛋白质的能力很强。 主要用于石油发酵,可用廉价的石油为 原料生产酵母蛋白,同时可使石油脱蜡, 降低石油分馏的凝固点。此外,还可利 用解脂假丝酵母生产柠檬酸、维生素、 谷氨酸和脂肪酸等。从黄油、石油井口 的油黑土中,炼油厂或生产油脂车间等 地方都可以分离到这种微生物。

• 酒香酵母属:

不产孢子,能在顶端发芽生殖,在有
氧 的条件下能利用葡萄糖发酵产乙酸。它
能引起啤酒、软饮料、腌渍品等的腐败,
同时与一些啤酒以及淡色啤酒的后发酵有 关
• 假丝酵母属:
• 大多数菌株存在于新鲜的碎牛肉或家禽
中,最常见的菌株是热带假丝酵母。该属
中一些菌株与发酵食品有关。
热带假丝酵母
2、酵母菌大小:
酵母菌比细菌粗约10倍,其直径一般为2~5μm,长度
为5~30μm,最长可达100μm。
例如:酿酒酵母(S. cerevisiae)
宽度:2.5~10μm 长度:4.5~21μm 酵母的大小、形态与菌龄、环境有关。一般成熟的 细 胞大于幼龄的细胞,液体培养的细胞大于固体培养的 细 胞。有些种的细胞大小、形态极不均匀,而有些种的 酵 母则较为均匀。
芽殖过程
裂殖过程
(2) 裂殖 借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似,如裂殖酵母。
(3) 芽裂
为芽殖、芽裂的中间类型,母细胞在出芽的同时产生 横隔膜。
2. 有性生殖
以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖。 (1) 子囊和子囊孢子的形成 一般通过邻近的两个性别不同的细胞各自伸出一根管状的原
生质突起,随即相互接触、局部融合并形成一个道,再经过
(五)食品中常见的酵母菌
1、酵母菌属 例:啤酒酵母和葡萄汁酵母 2、裂殖酵母属 3、假丝酵母属 例:热带假丝酵母、解脂假丝酵母和产朊假丝酵母 4、球拟酵母属
5、红酵母属
6、掷孢酵母属
• 酵母菌属 • 啤酒酵母

• • 应用于啤酒、白酒和面包制作 (长宽比为1-2) 葡萄酒和果酒酿造(长宽比为2) 酒精发酵(长宽比大于2)
在食品方面——酿酒、制作面包、生产调味品等。 在医药方面——生产酵母片、核糖核酸、核黄素、
细胞色素C、B族维生素、乳糖酶、脂肪酶、麦角甾醇、 氨基酸等。

在化工方面——使石油脱蜡、以石油为原料生产柠
在农业方面——生产饲料(例如SCP)。 在生物工程方面——作为基因工程的受体菌。
檬酸等。

酵母菌的危害:
1. 无性繁殖 (1) 芽殖 是酵母菌无性繁殖的主要方式。 一个酵母能形成的芽数是有限的。
(平均24个)
出芽方式: 多边出芽、两端出芽、三边出芽、 单边出芽。 环境适宜时,可出现假菌丝。
芽痕和蒂痕:
酵母出芽繁殖时,子细胞与母细胞分离,在子、母细 胞
壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分

腐生性酵母菌能使食物、纺织品和其他原料腐败变质;
少数耐高渗的酵母菌和鲁氏酵母、蜂蜜酵母可使蜂 蜜
有的酵母菌是发酵工业的污染菌,影响发酵的产量 和 某些酵母菌会引起人和植物的病害,例如白假丝酵 母
和果酱等败坏;

质量;

(白色念珠菌)可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化 道等 多种疾病.
白假丝酵母—— 引起白色连念珠菌
细胞壁的主要成分为几丁质; 陆生性较强;
霉菌的分布:
在自然界分布相当广泛,无所不在,而且种 类和数量惊人。

在自然界中,霉菌是各种复杂有机物,尤其 是数量最大的纤维素、半纤维素和木质素的 主要分解菌。

一般情况下,霉菌在潮湿的环境下易于生长, 特别是偏酸性的基质当中。

霉菌的应用:
生产各种传统食品:如酿制酱、酱油、干酪等。 工业应用:
酵母菌的细胞结构 一般具有: 细胞壁、细胞膜、 细胞核、液泡、线 粒体、内质网、微 体、微丝、及内含 物等,有的菌体还 有芽痕、蒂痕。
酿酒酵母细胞结构
1、细胞壁
酵母细胞壁厚度25nm,重 量占细胞干重的25%。 化学组成:葡聚糖、甘露聚糖、 蛋白质、脂类、几丁质。 细胞壁结构: 酵母细胞壁呈“三明治”结构: 外层:主要为甘露聚糖 细 胞 壁 中间层:主要是蛋白质
• •
葡萄汁酵母
全发酵棉籽糖,可供啤酒底层发酵
异常汉逊酵母
• 从土壤、树枝、树木中流出的汁液、储存的谷物、湖 水或溪水、污水中,都曾分离到异常汉逊酵母。 • 由于异常汉逊酵母能产生乙酸乙酯,故它常在调 节食品的风味中起到一定作用。如将其用于无盐发酵 酱油可增加香味,有的厂还用这种菌参与以薯干为原 料的白酒的酿造,采用浸香和串香法可酿造出比一般 薯干白酒味道醇和的白酒。 它氧化烃类的能力较强,能利用煤油;可以用乙 醇和甘油作为碳源;异常汉逊酵母还能积累L-色氨酸。
内层:主要为葡聚糖
Biblioteka Baidu
酵母细胞壁结构
葡聚糖和甘露聚糖都是复杂的分枝状聚合 物, 维持细胞壁强度的物质主要是位于内层 的葡聚糖,此外,细胞壁上还含有少量的几 丁质、脂类和无机盐。

壁外成分: 有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的 结构。 如异多糖和淀粉类物质。

2、细胞膜
酵母细胞膜是双磷脂
层构造,其间镶嵌着蛋白
细胞壁
真菌细胞壁的主要成分是多糖,另含少量的蛋 白质和脂类。
有形的微纤维部分:单糖的β (1,4)聚合物 多 糖 甘露聚糖:低等真菌 葡聚糖: 酵母菌
无定形的基质
几丁质: 高等陆生真菌 少量蛋白质
一、酵母菌
本节内容

酵母菌的分布及与人类的关系 酵母菌的形态和构造 酵母菌的菌落 酵母菌的繁殖和生活史 食品中常见的酵母菌
真核微生物
(Eukaryotes)
什么是真核微生物?
是一大类细胞核具有核膜,能进行
有丝分裂,细胞质内存在线粒体或同时
存在叶绿体等多种细胞器的生物。
真核微生物的概述
植物界:显微藻类
真的 核主 微要 生类 物群
动物界:原生动物 假菌 菌物界: 单细胞真菌——酵母菌 丝状真菌——霉菌
真菌
大型真菌子实体真菌——蕈菌
原细胞发育成子囊, 里面有四个子囊孢子
(2) 实验室子囊孢子的获得 供实验的酵母须营养好,活力旺盛。用营养充足的培养基 和强壮的幼龄细胞连续传代三次。
培养温度25~30℃。须接触大量空气,促进细胞氧化作用。
选择适当的生孢子培养基(营养贫瘠的培养基),使细胞 处于饥饿状态。常用石膏块或醋酸钠琼脂斜面等。
红酵母属:
细胞为球状或卵圆形,少数能形成假菌
丝,以多侧出芽生殖的方式繁殖,不具有
发酵性。能产生红色或黄色色素,常引起
基质着色,有的产生高浓度的脂肪(50
%~60%)
真菌的特点
二、霉菌 (mould) —是丝状真菌的俗称
不能进行光合作用;
以孢子进行繁殖;
具有发达的菌丝体和各种子实体构造;
营养方式为分解吸收型—扮演有机物分解者 的角色
有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部;
有的酵母菌在培养基中均匀生长,使培养基呈浑浊状态。
芽殖
四)繁殖方式
酵母菌的繁殖方式
厚垣孢子
无性
有性 (产子囊孢子) 产无性孢子
芽殖 (各属酵母都存在)
裂殖 (裂殖酵母属)
节孢子 (地霉属)
掷孢子 后垣孢子 (掷孢酵母属) (白假假丝酵母)
酵母菌属 A.单个细胞 B.出芽 C.假菌丝 D.子囊和子囊孢子 1.细胞核 2.液泡 3.芽孢子
质配、核配形成双倍体细胞——接合子。接合子进行减数分 裂,形成4个或8个子核,每一个子核和周围的细胞质一起, 在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子,形成子囊孢子的细 胞称为子囊。一般一个子囊可产生4~8个子囊孢子。孢子数
目、大小、形状因种而异。
子 囊 孢 子 的 形 成
酵母的二倍体 营养体细胞
减数分裂后产生 四个单倍体的核
产朊假丝酵母
• 有人曾从酒坊的酵母沉淀、牛的消化道、人 的唾液和花中分离出产朊假丝酵母。 • 在微生物蛋白中,人们研究得最多的是酵 母蛋白。其中以产朊假丝酵母和啤酒酵母是 最常用的,而产朊假丝酵母的蛋白质含量和 维生素B含量均比啤酒酵母高; • 它能利用五碳糖和六碳糖,既能利用造 纸工业的亚硫酸废液,也能利用糖蜜、马铃 薯淀粉废料、木材水解液等生产出人畜可食 的蛋白质。
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