真菌的细胞结构与功能.ppt

第五章：真菌的细胞结构与功能 一、细胞壁 二、细胞质膜 三、细胞核 四、细胞质与细胞器 真核微生物的类型 真菌（fungi）：酵母和霉菌 假菌：在孢子的运动型、有性生殖的类 型、细胞壁的组成以及线粒体的形状区 别于真菌。 粘菌（粘质霉菌，slime mold） 介于真菌（可形成子实体）与原生动 物（无细胞壁、可运动）之间的一类真核 微生物； 区别于粘细菌（myxobacteria） 单细胞藻类（algae） 原生动物（protozoa） 真菌的主要特点 不含叶绿体、化能有机营养、具 有真正的细胞核、含有线粒体等细 胞器，通常以孢子进行繁殖、不运 动的真核微生物。其个体一般较原 核微生物大。 菌物界 在真核生物中与动物界和植物界相平行 的界，包括一大群无叶绿素，依靠细胞表 面吸收养料的真核微生物，它们在形态、 营养方式与生态上有许多相似之处，从而 构成了一个关系十分密切的生物类群。 真菌：酵母、霉菌； 假菌：卵菌、丝壶菌； 粘菌 酵母细胞 圆形或卵圆 形细胞 霉菌菌丝 顶端1-2m的顶 部区域含有大量 细胞质的泡囊， 而缺乏所有的细 胞器。在显微照 片中有些泡囊与 细胞膜融合的现 象。 菌丝内的原生 质从老的部位向 幼小的菌丝顶端 的生长点流动， 最后老的部位形 成一个死的空胞 。 一、细胞壁 功能与原核生物相似，但组成与结 构不同。 真菌细胞壁 葡聚糖是酵母细胞 壁的主要成分； 几丁质是其他高等 陆生真菌的主要成分 。 混凝土无定形的基质，如甘露聚糖和蛋白质等 ，混填在纤维状物质构成的网内或网外，充实细 胞壁的结构。 钢筋纤维状物质：主要是糖苷键连接成的微纤丝， 赋予细胞壁坚韧的机械性能。 钢筋混凝土结构： （1）酵母的细胞壁 结构呈“三明治”的特点，外层甘露聚糖和内 层葡聚糖都是复杂的分枝状聚合物，总量超过 细胞壁干重85%，其间夹有一层蛋白质分子， 其量约占细胞壁干重的10%。 酵母细胞壁的特点 稀酸可除去甘露聚糖及蛋白质，但细胞仍维持正常形态。 酵母细胞壁的厚度为25-70nm，重量为细胞干 重的25% 含有少量几丁质，集中在芽痕。 葡聚糖是赋予酵母细胞机械强度的重要物质基 础。分为两类。-（1-3）葡聚糖，有-（1- 6）键连接的分枝，MW240000，含量为85% ； 高度分枝的-（1-6）葡聚糖，分枝处以 -（1-3）连接。 几丁质的结构 酵母细胞壁 不同酵母的细胞壁成分差别较大。 蛋白质少数为结构蛋白，多数为酶，与细胞壁 的合成和细胞营养相关。 蛋白质夹在甘露聚糖与葡聚糖之间；并经常与 甘露聚糖共价结合，形成复合物，具抗原性。 蜗牛酶内含纤维素酶、甘露聚糖酶、几丁质 酶和脂酶等30余种酶、可用于水解酵母细胞壁 。 （2）霉菌的细胞壁 以粗糙脉孢霉为例： 最外层无定形的葡聚糖（87nm ） 中层为糖蛋白嵌埋在蛋白质基 质中，网状结构（49nm）。 内层为蛋白质层（9nm）。 最内层由几丁质微纤维组成。 （18nm） 霉菌菌丝 菌丝的结构与生长 具有极性； 菌丝可分为顶端 、亚顶端以及成熟 区；在顶端之后， 细胞壁逐渐加厚而 不再生长； 隔膜与菌丝细胞 壁成分相似。 菌丝在光学显微 镜下是均匀的，但 厚壁的休眠孢子， 如接合孢子、厚壁 孢子则有明显的纹 饰。 假菌的鞭毛与纤毛 游动孢子及配子； 功能与原核生物的鞭毛相同，但在构造、 运动机理、消耗能量形式及对细胞壁的依 赖性上有明显差别； 在真核微生物细胞表面上的毛发状细胞器 ；鞭毛长150-200m ，纤毛长5-10m； 鞭杆的横切面 呈“9+2”型 二、真核微生物细胞质膜与原核微生物的比较 甾醇：真核生物细胞膜含有甾醇（酵母中有麦 角甾醇），而原核生物没有（支原体除外），但 有的细菌细胞膜上有类何帕醇化合物； 磷脂种类：真核生物一般是磷脂酰乙醇胺和磷 脂酰胆碱；而原核生物一般是磷脂酰乙醇胺和磷 脂酰甘油； 古生菌细胞膜上有分支； 细菌细胞膜上的蛋白质含量比真核生物高，功能 也多；对于好氧细菌而言，其细胞膜上具有电子 传递链； 细菌细胞膜上存在特殊的物质运输系统基团 转移运输。 三、细胞核 真菌细胞核一般比较小，存在多核现象，而 在菌丝尖端细胞中常看不到细胞核。 核小体 染色体数 构巢曲霉：8 粗糙脉孢霉：7 酿酒酵母：17 真菌的细胞核 直径13 m 340条染色体 基因组大小： 13100 Mb (million base pairs) DNA ，编码 6,000 -13,000 个基因 质粒(Plasmids) 罕见 S. cerevisiae的2m 质粒 6300bp的环状DNA，周长2m，独立于染 色体 。 四、细胞质与细胞器 1、细胞骨架和细胞基质 2、内质网与核糖体 3、高尔基体 4、微体 5、线粒体 6、其它的细胞器 1、细胞骨架 微丝: 肌动蛋白 微管: 微管蛋白(鞭毛及纤毛) 中间丝: vimentin 功能: 细胞形状 细胞运动 细胞内物质运输 2、粗面内质网与滑面内质网 粗面内质网 ：合成、运 送胞外分泌 蛋白； 滑面内质网 ：脂类代谢 与钙代谢 3、高尔基体 蛋白加工及修饰 分泌包装 4、微体（Microbodies） 乙醛酸循环体与孢子萌发有关，将储存的 脂肪转化为糖类。 依赖黄素的氧化酶、过氧化氢酶 过氧化氢酶体含有一种或几种氧化酶；保护 细胞免受过氧化氢的毒害；数目受环境影响 过氧化氢酶体和乙醛酸循环体 单层膜，与溶酶体相似的球状细胞器 5、线粒体 氧化磷酸化； 大小、形状及数目受环境影响。 6、其它的细胞器 （1）液泡 （2）膜边体 （3）几丁质酶体 （4）氢化酶体 （1）Vacuoles液泡 液泡的特点 与溶酶体功能相似，内含各种酶（蛋白酶、 纤维素酶等）； 储藏物（糖原、脂肪、阳离子等） ，调节pH ； 液泡破碎，细胞自溶。 液泡可调节细胞渗透压，并与细胞质进行物质交换 。 在光学显微镜下可见，液泡的形态变化很大，大小 或数目随着年龄或菌丝老化而增加细胞成熟的标 志； （2）膜边体（lomasome） 真菌细胞膜的一个特殊现象在膜表面存在膜 折叠现象，位于膜的外表面，当被排挤到壁内时 ，则称为膜边体。膜边体可能由高尔基体或内质 网的特定部位形成，各膜边体能相互融合，也可 与其他细胞器或膜相结合。 （2）膜边体的特点 分泌水解酶或与细胞壁合成、分泌、膜的增 生、胞饮有关。 内含泡状物或颗粒物。 管状、囊状、球状、卵园状或多层折叠膜状。 位于菌丝细胞的膜壁之间，单层膜。 边缘体、须边体或质膜外泡，真菌细胞特有。 （3）几丁质酶体（chitosome） 含几丁质合成酶，壳体。 各种真菌菌丝顶端细胞中，40-70nm。 可将UDP-N-乙酰葡糖胺合成几丁质微纤 维。 运送几丁质合成酶，参与新细胞壁的合 成而使顶端延伸。 氢化酶体（Hydrogenosomes） 单层膜的球状细胞器 含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还蛋白 和丙酮酸 存在于厌氧性的真菌和原生动物中， 其功能类似线粒体。 淀粉颗粒 总结（1） （1）真菌细胞壁是由微纤丝成分的混合物镶 嵌在无定形的基质化合物组成的。微纤丝是由 不同的多糖链相互缠绕，嵌入蛋白质及类脂和 一些小分子的多糖基质中。因此，真菌细胞壁 看起来象钢筋混凝土，其中微纤丝作为钢筋支 架，基质作为周围的水泥。 （2）真菌菌丝的生长只限于顶端，顶端生长 的原材料多是通过膜包围的囊状物输送的。 总结（2） （3）真菌的鞭毛在结构、能量来源、运动方式 及对细胞壁的依赖性上区别于细菌的鞭毛。 （4）膜边体存在于许多真菌菌丝的细胞膜和细 胞壁之间，由单层膜组成，分泌水解