《真核微生物酵母菌》PPT课件

微 生 物 学 真 核 微 生 物 的 形 态构 造 和 功 能 真 核 生 物 （ Eukaryotes） ： 是 一 大 类 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 多 种 细 胞 器 的生 物 。 真 核 微 生 物 的 细 胞 构 造 比 较 项 目 真 核 生 物 原 核 生 物细 胞 大 小 较 大 （ 通 常 直 径 2 mm ） 较 小 （ 通 常 直 径 2mm ）若 有 壁 ， 其 主要 成 分 纤 维 素 、 几 丁 质 等 多 数 为 肽 聚 糖细 胞 膜 中 甾 醇 有 无 （ 仅 支 原 体 例 外 ）细 胞 膜 含 呼 吸或 光 合 成 分 无 有细 胞 器 有 无鞭 毛 结 构 如 有 ， 则 粗 而 复 杂（ 9 2型 ） 如 有 ， 则 细 而 简 单真 核 生 物 与 原 核 生 物 的 比 较 ： 细胞质 线 粒 体 有 无溶 酶 体 有 无叶 绿 体 光 合 自 养 生 物 中 有 无真 液 泡 有 些 有 无高 尔 基 体 有 无微 管 系 统 有 无流 动 性 有 无核 糖 体 80S（ 指 细 胞 质 核 糖 体 ） 70S间 体 无 部 分 有贮 藏 物 淀 粉 、 糖 原 等 PH B等 细胞核 核 膜 有 无DNA含 量 低 （ 约 5 ） 高 （ 约 10 ）组 蛋 白 有 无核 仁 有 无染 色 体 数 一 般 1 一 般 为 1有 丝 分 裂 有 无减 数 分 裂 有 无 生理特性 氧 化 磷 酸 化 部 位 线 粒 体 细 胞 膜光 合 作 用 部 位 叶 绿 体 细 胞 膜生 物 固 氮 能 力 无 有 些 有专 性 厌 氧 生 活 罕 见 常 见化 能 合 成 作 用 无 有 些 有鞭 毛 运 动 方 式 挥 鞭 式 旋 转 马 达 式遗 传 重 组 方 式 有 性 生 殖 、准 性 生 殖 等 转 化 、 转 导 、接 合 等繁 殖 方 式 有 性 、 无 性 等 多 种 一 般 为 无 性（ 二 等 分 裂 ） 真 核 微 生 物（ eukaryotic micro-organisms） : 真 菌 、 显 微 藻 类 和 原 生 动 物 等 是 属 于 真 核 生 物 类 的微 生 物 ， 故 称 之 为 。我 们 的 重 点 是 真 菌 ， 真 菌 包 括 酵 母 、 霉 菌 和 蕈 菌 。 真 核 微 生 物 植 物 界 ：动 物 界 ：菌 物 界 原 生 动 物粘 菌假 菌真 菌 单 细 胞 真 菌 酵 母 菌丝 状 真 菌 霉 菌大 型 子 实 体 真 菌 蕈 菌显 微 藻 类 第 一 节 酵 母 菌 （ Yeast） 酵 母 菌 ： 泛 指 能 发 酵 糖 类 的 各 种 单 细 胞 的 真 菌 。5个 特 点 ：（ 1） 个 体 一 般 以 单 细 胞 状 态 存 在（ 2） 多 数 营 出 芽 繁 殖（ 3） 能 发 酵 糖 类 产 能（ 4） 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 中 1. 多 分 布 在 含 糖 的 偏 酸 性 环 境 ， 也 称 为 “ 糖 菌 ” 如 水 果 、 蔬 菜 、 叶 子 、 树 皮 等 处 ， 及 葡 萄 园 和果 园 土 壤 中 等 。 有 的 酵 母 菌 可 利 用 烃 类 物 质如 ： 假 丝 酵 母 、 毕 赤 式 酵 母 是 正 烷 烃 发 酵 生 产 二 羧 酸的 高 产 微 生 物 。 为 石 油 化 工 开 发 出 许 多 崭 新 的 工 艺 过 程 和 生 产 出许 多 用 化 学 合 成 所 不 能 生 产 的 新 产 品 。一 、 分 布 及 与 人 类 的 关 系 2. 重 要 的 微 生 物 资 源酵 母 菌 是 人 类 的 第 一 种 “ 家 养 微 生 物 ”酿 造 工 业 ： 酒 类 的 生 产 、 果 汁 发 酵食 品 工 业 ： 面 包 、 馒 头 的 制 作医 药 工 业 ： 核 苷 酸 、 CoA、 细 胞 色 素 C、 凝 血 质 和 维 生 素 等 生 化 药 物 和 试 剂饲 料 工 业 ： 单 细 胞 蛋 白 （ SCP） “ 人 造 肉 ”化 学 工 业 ： 有 机 酸 、 酒 精 、 脂 肪 酸 和 甘 油 等 3. 重 要 的 科 研 模 式 微 生 物 啤 酒 酵 母 （ Saccharomyces cerevisae） 第 一 个完 成 全 基 因 组 序 列 测 定 的 真 核 生 物 （ 1996）表 达 外 源 蛋 白 功 能 的 优 良 “ 工 程 菌 ” 真 核 微 生物 4. 有 些 酵 母 菌 具 有 危 害 性 有 些 酵 母 菌 能 引 起 皮 肤 、 呼 吸 道 、 消 化 道 、泌 尿 生 殖 道 疾 病 。Eg.白 假 丝 酵 母 （ Candida albicans， 旧 称 白 色 念 珠 菌 ） 新 型 隐 球 菌 （ Cryptococcus neoformans） 引 起 鹅 口 疮 、 阴 道 炎 或 肺 炎 等 疾 病 酵 母 菌 细 胞 的 形 态 通 常 有 球 形 、 卵 圆 形 、 圆 柱 、 梨 形 、腊 肠 形 、 椭 圆 形 、 柠 檬 形 或 藕 节 形 等 。 其 细 胞 直 径 一 般 是细 菌 的 10倍 左 右 。 酵 母 菌 无 鞭 毛 ， 不 能 游 动 。酵 母 菌 的 细 胞 形 态二 、 酵 母 菌 的 形 态 和 构 造 细胞结构 1. 细 胞 壁细 胞 壁 的 化 学 组 成 ：厚 度 为 0.2 mm三 层 ： 内 外 两 层 是 电 子 致 密 层 ， 中 间 为 电 子 稀 疏 层甘 露 聚 糖 （ 外 层 ） 30脂 类 、 蛋 白 质 （ 中 间 层 ） 少 量葡 聚 糖 （ 内 层 ） 30 40几 丁 质 因 种 而 异酵 母 的 细 胞 壁 可 用由 玛 瑙 螺 的 胃 液 制成 的 蜗 牛 消 化 酶 水解 ， 从 而 形 成 酵 母原 生 质 体 。 2. 细 胞 膜酵母菌细胞膜成分 蛋 白 质(50 )类 脂(40 )糖 类 甘 油 的 单 、 双 、 三 酯甘 油 磷 脂甾 醇 磷 脂 酰 胆 碱 （ 卵 磷 脂 ）磷 脂 酰 乙 醇 胺麦 角 甾 醇 ： VitD的 前 体酵 母 甾 醇甘 露 聚 糖 等包 括 一 些 酶 3. 细 胞 核酵 母 菌 具 有 由 多 孔 核 膜 包 裹 起 来 的 定 形 细 胞 核 。（ 1） 用 相 差 显 微 镜 可 见 到 活 细 胞 内 的 核 ；（ 2） 用 碱 性 品 红 或 姬 姆 萨 染 色 法 对 固 定 后 的 酵 母 菌 细 胞 染 色 ， 还 可 观 察 到 核 内 的 染 色 体 。 除 细 胞 核 含 DNA外 ， 在 酵 母 菌 线 粒 体 、 “ 2mm质 粒 ” 及 少 数 酵 母 菌 线 状 质 粒 中 也 含 有 DNA。酵 母 菌 细 胞 核 是 其 遗 传 信 息 的 主 要 贮 存 库Eg.酿 酒 酵 母 （ Saccharomyces cerevisae） 基因 组 共 有 17条 染 色 体 ， 6500个 基 因 。 2mm 质 粒 ： 一 个 闭 合 环 状 超 螺 旋 DNA分 子 ， 用 于 研 究 基 因 调 控 、 染 色 体 复 制 的 理 想 系 统 ， 也 可 作 为 酵 母 菌 转 化 的 有 效 载 体 ， 并 由 此 组 建 “ 工 程 菌 ” 。1967年 后 在 S.cerevisiae中 发 现 的 ，是 一 个 闭 合 环 状 超 螺 旋 DNA分 子 ， 长 约 2mm （ 6kb） 。 4. 线 粒 体是 两 层 单 位 膜 包 围 的 一 种 细 胞 器 5. 液 泡是 单 层 膜 包 围 的 一 种 细 胞 器 6.内 质 网 核 糖 体 ： 包 括 酵 母 在 内 的 所 有 真 菌 的 核 糖 体 比 原 核微 生 物 的 核 糖 类 似 ， 也 是 由 核 糖 核 酸 和 蛋 白 质 组 成 ，但 其 结 构 更 复 杂 ， 真 核 微 生 物 的 核 糖 体 的 沉 降 系 数为 80S， 包 括 60S和 40S两 个 大 小 不 同 的 亚 基 ， 其 中60S大 亚 基 由 28S、 8S和 5S三 种 核 糖 核 酸 及 蛋 白 质 组成 ； 而 40S小 亚 基 包 括 18 S小 亚 基 和 蛋 白 质 。 同 样 ，真 核 微 生 物 的 核 糖 体 也 是 合 成 蛋 白 质 的 场 所 。 三 、 酵 母 菌 繁 殖 方 式 和 生 活 史酵 母 菌 的 繁 殖 方 式 多 样 ， 分 为 无 性 繁 殖 和 有 性 繁 殖 酵母菌的繁殖方式 无 性 有 性 （ 产 子 囊 孢 子 ） ： Saccharomyces（ 酵 母 属 ） Zygosaccharomyces（ 接 合 酵 母 属 ） 等芽 殖 ： 各 属 酵 母 菌 都 存 在裂 殖 ： Schizosaccharomyces（ 裂 殖 酵 母 菌 ）产 无 性 孢 子 节 孢 子 ： Geotricum（ 地 霉 属 ） 等掷 孢 子 ： Sporobolomyces （ 掷 孢 酵 母 属 ） 等厚 垣 孢 子 ： Candida ablicans等真 酵 母假 酵 母 or 拟 酵 母 假 酵 母 （ 拟 酵 母 ） ： 只 进 行 无 性 繁 殖 的 酵 母 菌真 酵 母 ： 具 有 有 性 繁 殖 的 酵 母 菌 1.芽 殖 （ budding） 主 要 的 无 性 繁 殖 方 式 ， 成 熟 细 胞 长 出 一 个 小 芽 ， 母细 胞 的 细 胞 核 分 裂 成 两 个 子 核 ， 一 个 随 母 细 胞 的 细 胞 质进 入 芽 体 内 ， 当 芽 体 接 近 母 细 胞 大 小 时 ， 自 母 细 胞 脱 落成 为 新 个 体 ， 如 此 继 续 出 芽 。(一 ) 无 性 繁 殖 成 熟 的 母 细 胞 在 其 形 成 芽 体 的 部 位 长 出 芽 细 胞 ， 芽 细胞 脱 离 母 体 ， 成 为 新 的 个 体 细 胞 。 如 果 不 脱 离 母 细 胞 ， 又长 出 新 芽 ， 子 细 胞 就 和 母 细 胞 连 接 在 一 起 ， 形 成 藕 节 状 或竹 节 状 的 细 胞 串 ， 称 为 假 菌 丝 。酵 母 菌 假 菌 丝 的 形 成图 中 1、 2、 3、 4 是 出 芽 的 顺 序 假 丝 酵 母 菌 （ Candida albican）(a)在 人 体 组 织 中 呈 假 菌 丝 ； (b)在 普 通 培 养 基 中 呈 球 状 成 熟 后 ， 芽 细 胞 和 母细 胞 分 离 ：在 母 细 胞 上 留 下 一 个芽 痕 （ bud scar） ；在 芽 细 胞 上 留 下 一 个诞 生 痕 或 称 蒂 痕（ birth scar） 。任 何 细 胞 上 的 蒂 痕 仅 一 个 ， 而 芽 痕 有 一 至 数 十 个 ， 根 据 它 的 多 少 还 可 测 定 该 细 胞 的 年 龄 。 酵 母 菌 的 出 芽 方 式 子 细 胞 的 形 态多 边 出 芽 圆 形 、 椭 圆 或 柱 状两 边 出 芽 柠 檬 形三 边 出 芽 三 角 形 2. 裂 殖 （ fission） 少 数 酵 母 菌 可 以 象 细 菌 一 样 借 细 胞 横 割 分 裂 而 繁 殖 ，其 过 程 是 细 胞 延 长 ， 核 分 裂 为 二 ， 细 胞 中 央 出 现 隔 膜 ，将 细 胞 横 分 为 两 个 具 有 单 核 的 子 细 胞 。Eg. 裂 殖 酵 母 属 3. 无 性 孢 子节 孢 子掷 孢 子厚 垣 孢 子少 数 酵 母 菌 如 Sporobolomyces（ 掷 孢 酵 母 属 ） 可在 卵 圆 形 营 养 细 胞 上 长 出 小 梗 ， 其 上 产 生 肾 形 的掷 孢 子 （ ballistospore） 。 孢 子 成 熟 后 ， 通过 一 种 特 有 的 喷 射 机 制 将 孢 子 射 出 。 酵 母 菌 以 形 成 子 囊 和 子 囊 孢 子 的 形 式 进 行 有 性 繁 殖 ：1. 两 个 性 别 不 同 的 单 倍 体 细 胞 靠 近 ， 相 互 接 触 ；2. 接 触 处 细 胞 壁 消 失 ， 质 配 ；3. 核 配 ， 形 成 二 倍 体 核 的 接 合 子 ：A、 以 二 倍 体 方 式 进 行 营 养 细 胞 生 长 繁 殖 ， 独 立 生 活 ； 下 次 有 性 繁 殖 前 进 行 减 数 分 裂 。B、 进 行 减 数 分 裂 ， 形 成 4个 或 8个 子 囊 孢 子 ， 而 原 有的 营 养 细 胞 就 成 为 子 囊 。 子 囊 孢 子 萌 发 形 成 单 倍 体 营养 细 胞 。(二 ) 有 性 繁 殖 （ 营 养 充 分 ）（ 营 养 贫 乏 ）有 丝 分 裂减 数 分 裂雄雌 质 配 核 配二 倍 体二 倍 体单 倍 体 酵 母 菌 子 囊 孢 子 的 形 成 过 程 1、 2、 3、 4： 两 个 细 胞 结 合 ；5： 接 合 子 ； 6、 7、 8、 9： 核 分 裂 ； 10、 11： 核 形 成 孢 子 产 有 性 孢 子 ： 子 囊 孢 子子 囊 孢 子 子 囊 子 囊 孢 子 各 种 类 型 酵 母 菌 的 子 囊 孢 子 生 活 史 又 称 生 命 周 期 ：指 上 一 代 生 物 个 体 经 一 系 列 生 长 、 发 育 阶 段 而 产 生下 一 代 个 体 的 全 部 过 程 。(三 ) 酵 母 菌 的 生 活 史 1. 营 养 体 既 能 以 单 倍 体 也 能 以 二 倍 体 形 式 存 在典 型 代 表 ： 酿 酒 酵 母特 点 ： （ 1） 一 般 情 况 下 都 以 营 养 体 状 态 进 行 出 芽 繁 殖 （ 2） 营 养 体 既 能 以 单 倍 体 （ n） 形 式 存 在 ， 也 能 以 二 倍 体 （ 2n） 形 式 存 在 （ 3） 在 特 定 的 条 件 下 进 行 有 性 繁 殖酵 母 生 活 史 按 其 单 倍 体 生 长 时 间 的 长 短 分 三 类 ： S.cerevisiae（ 酿 酒 酵 母 ） 的 生 活 史 2. 营 养 体 只 能 以 单 倍 体 形 式 存 在 （ 核 配 后 立 即 进 行 减 数 分 裂 ）典 型 代 表 ： 八 孢 裂 殖 酵 母特 点 ： （ 1） 营 养 细 胞 为 单 倍 体 （ 2） 无 性 繁 殖 为 裂 殖 （ 3） 二 倍 体 细 胞 不 能 独 立 生 活 ， 故 此 期 极 短 Schizosaccharomyces octosporus（ 八 孢 裂 殖 酵 母 ） 的 生 活 史 3. 营 养 体 只 能 以 二 倍 体 形 式 存 在 （ 核 配 后 不 立 即 进 行 减 数 分 裂 ） 典 型 代 表 ： 路 德 类 酵 母特 点 ： （ 1） 营 养 体 为 二 倍 体 ， 不 断 进 行 芽 殖 ， 此 阶 段 较 长 （ 2） 单 倍 体 的 子 囊 孢 子 在 子 囊 内 发 生 接 合 （ 3） 单 倍 体 阶 段 仅 以 子 囊 孢 子 的 形 式 存 在 ， 不 能 进 行 独 立 生 活 Saccharomycodes ludwigii（ 路 德 类 酵 母 ） 的 生 活 史 四 、 酵 母 菌 的 菌 落 与 细 菌 菌 落 类 似 ， 但 一 般 较 细 菌 菌 落 大 且 厚 ， 表 面 湿润 、 透 明 、 光 滑 、 易 被 挑 起 ， 多 为 乳 白 色 ， 少 数 呈 红 色 。啤 酒 酵 母 的 菌 落 红 酵 母 的 菌 落 各 种 酵 母 菌 的 菌 落 酵 母 菌 细 菌 比 较 酵 母 菌 和 细 菌 的 异 同 特 征 酵 母 菌 细 菌细 胞 形 态 一 般 为 单 细 胞 ， 呈 圆 形 、 单 细 胞 ， 呈 球 形 、 杆 形 卵 形 、 椭 圆 形 ， 也 有 的 螺 旋 形 呈 腊 肠 形 ， 有 的 有 假 菌 丝细 胞 大 小 一 般 细 胞 直 径 或 宽 度 为 一 般 细 胞 直 径 或 宽 度 约 为 2.510m ， 长 度 为 4.521m 0.5m ， 比 酵 母 小 得 多 菌 落 特 征 一 般 为 奶 油 状 的 集 群 ， 一 般 为 易 挑 起 的 单 细 有 光 泽 或 光 滑 ， 粘 稠 、 胞 集 群 ， 有 各 种 颜 色 ， 易 挑 起 ； 菌 落 较 大 表 面 特 征 各 异 ； 菌 落 较 小 繁 殖 方 式 主 要 分 为 无 性 繁 殖 （ 包 括 芽 殖 、 一 般 为 裂 殖 裂 殖 和 无 性 孢 子 ） 和 有 性 繁 殖 少 数 有 有 性 繁 殖 （ 子 囊 孢 子 ） 细 胞 结 构 具 有 完 整 的 细 胞 核 及 细 具 有 核 质 体 ， 细 胞 壁 的 胞 器 等 ， 细 胞 壁 的 组 成 组 成 为 肽 聚 糖 、 脂 多 糖 等 主 要 是 葡 聚 糖 和 甘 露 聚 糖 等 核 糖 体 沉 降 系 数 为 70S 核 糖 体 沉 降 系 数 为 80S 生 长 pH 偏 酸 性 中 性 偏 碱