31第三章真核微生物酵母菌ppt课件

1、微生物学 真核生物真核生物EukaryotesEukaryotes）：）： 是一大类细胞核具有核膜，能进行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。存在叶绿体等多种细胞器的生物。真核微生物的细胞构造真核微生物的细胞构造比较项目比较项目真核生物真核生物原核生物原核生物细胞大小细胞大小较大（通常直径较大（通常直径2 2 m mm ）较小（通常直径较小（通常直径2 2m mm m ）若有壁，其主若有壁，其主要成分要成分纤维素、几丁质等纤维素、几丁质等多数为肽聚糖多数为肽聚糖细胞膜中甾醇细胞膜中甾醇有有无（仅支原体例

2、外）无（仅支原体例外）细胞膜含呼吸细胞膜含呼吸或光合成分或光合成分无无有有细胞器细胞器有有无无鞭毛结构鞭毛结构如有，则粗而复杂如有，则粗而复杂（92型）型）如有，则细而简单如有，则细而简单真核生物与原核生物的比较：真核生物与原核生物的比较：细细胞胞质质线粒体线粒体有有无无溶酶体溶酶体有有无无叶绿体叶绿体光合自养生物中有光合自养生物中有无无真液泡真液泡有些有有些有无无高尔基体高尔基体有有无无微管系统微管系统有有无无流动性流动性有有无无核糖体核糖体80S（指细胞质核糖体）指细胞质核糖体）70S间体间体无无部分有部分有贮藏物贮藏物淀粉、糖原等淀粉、糖原等PHB等等细细胞胞核核核膜核膜有有无无DNA含

3、量含量低（约低（约5）高（约高（约10）组蛋白组蛋白有有无无核仁核仁有有无无染色体数染色体数一般一般1 1一般为一般为1有丝分裂有丝分裂有有无无减数分裂减数分裂有有无无生生理理特特性性氧化磷酸化部位氧化磷酸化部位线粒体线粒体细胞膜细胞膜光合作用部位光合作用部位叶绿体叶绿体细胞膜细胞膜生物固氮能力生物固氮能力无无有些有有些有专性厌氧生活专性厌氧生活罕见罕见常见常见化能合成作用化能合成作用无无有些有有些有鞭毛运动方式鞭毛运动方式挥鞭式挥鞭式旋转马达式旋转马达式遗传重组方式遗传重组方式有性生殖、有性生殖、准性生殖等准性生殖等转化、转导、转化、转导、接合等接合等繁殖方式繁殖方式有性、无性等多种有性、无

4、性等多种一般为无性一般为无性（二等分裂）（二等分裂） 真核微生物真核微生物（eukaryotic micro-organismseukaryotic micro-organisms）: : 真菌、显微藻类和原生动物等是属于真菌、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。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。我们的重点是真菌，真菌包括酵母、霉菌和蕈菌。真核微生物真核微生物植物界：植物界：动物界：动物界：菌物界菌物界原生动物原生动物粘菌粘菌假菌假菌真菌真菌单细胞真菌单细胞真菌酵母菌酵母菌丝状真菌丝状真菌霉菌霉菌大型子实体真菌大型子实体真菌蕈菌蕈菌显

5、微藻类显微藻类第一节第一节 酵母菌酵母菌YeastYeast）酵母菌：泛指能发酵糖类的各种单细胞的真酵母菌：泛指能发酵糖类的各种单细胞的真菌。菌。5 5个特点：个特点：（1 1个体一般以单细胞状态存在个体一般以单细胞状态存在（2 2多数营出芽繁殖多数营出芽繁殖（3 3能发酵糖类产能能发酵糖类产能（4 4细胞壁常含甘露聚糖细胞壁常含甘露聚糖（5 5常生活在含糖量较高、酸度较大的常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中水生环境中1. 1. 多分布在含糖的偏酸性环境，也称为多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌糖菌” 如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果

6、园土壤中等。果园土壤中等。 有的酵母菌可利用烃类物质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。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。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一、分布及与人类的关系2. 2. 重要的微生物资源重要的微生物资源酵母菌是人类的第一种酵母菌是人类的第一种“家养微生物家养微生物”酿造工业：酒类的生产、果汁发酵酿造工业：酒类的生产、果汁发酵食品工业：面包、馒头的制作食品工业：面

7、包、馒头的制作医药工业：核苷酸、医药工业：核苷酸、CoACoA、细胞色素、细胞色素C C、凝血质和维生素等、凝血质和维生素等 生化药物和试剂生化药物和试剂饲料工业：单细胞蛋白饲料工业：单细胞蛋白SCPSCP） “人造肉人造肉”化学工业：有机酸、酒精、脂肪酸和甘油等化学工业：有机酸、酒精、脂肪酸和甘油等3. 3. 重要的科研模式微生物重要的科研模式微生物 啤酒酵母啤酒酵母Saccharomyces cerevisaeSaccharomyces cerevisae第一个第一个完成全基因组序列测定的真核生物完成全基因组序列测定的真核生物20192019）表达外源蛋白功能的优良表达外源蛋白功能的优良“

8、工程菌工程菌”真核微生真核微生物物4. 4. 有些酵母菌具有危害性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、有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。泌尿生殖道疾病。Eg.Eg.白假丝酵母白假丝酵母Candida albicansCandida albicans，旧称白色念珠菌），旧称白色念珠菌） 新型隐球菌新型隐球菌Cryptococcus neoformansCryptococcus neoformans） 引起鹅口疮、阴道炎或肺炎等疾病引起鹅口疮、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、酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、圆柱、梨

9、形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。其细胞直径一般是腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。其细胞直径一般是细菌的细菌的1010倍左右。酵母菌无鞭毛，不能游动。倍左右。酵母菌无鞭毛，不能游动。酵母菌的细胞形态酵母菌的细胞形态二、酵母菌的形态和构造二、酵母菌的形态和构造细细胞胞结结构构1. 1. 细胞壁细胞壁细胞壁的化学组成：细胞壁的化学组成：厚度为厚度为0.2 mm0.2 mm三层：内外两层是电子致密层，中间为电子稀疏层三层：内外两层是电子致密层，中间为电子稀疏层甘露聚糖（外层）甘露聚糖（外层）3030脂类、蛋白质（中间层）脂类、蛋白质（中间层）少量少量葡聚糖（内层）葡聚糖（内层）30304040

10、几丁质几丁质因种而异因种而异酵母的细胞壁可用酵母的细胞壁可用由玛瑙螺的胃液制由玛瑙螺的胃液制成的蜗牛消化酶水成的蜗牛消化酶水解，从而形成酵母解，从而形成酵母原生质体。原生质体。2. 2. 细胞膜细胞膜酵母菌细胞膜成分酵母菌细胞膜成分蛋白质蛋白质(50(50) )类脂类脂(40(40) )糖类糖类甘油的单、双、三酯甘油的单、双、三酯甘油磷脂甘油磷脂甾醇甾醇磷脂酰胆碱卵磷脂）磷脂酰胆碱卵磷脂）磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺麦角甾醇：麦角甾醇：VitDVitD的前体的前体酵母甾醇酵母甾醇甘露聚糖等甘露聚糖等包括一些酶包括一些酶3. 3. 细胞核细胞核酵母菌具有由多孔核膜包裹起来的定形细胞核。酵母菌具有由多

11、孔核膜包裹起来的定形细胞核。（1 1用相差显微镜可见到活细胞内的核；用相差显微镜可见到活细胞内的核；（2 2用碱性品红或姬姆萨染色法对固定后的酵母菌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。细胞染色，还可观察到核内的染色体。 除细胞核含除细胞核含DNADNA外，在酵母菌线粒体、外，在酵母菌线粒体、“2mm“2mm质质粒及少数酵母菌线状质粒中也含有粒及少数酵母菌线状质粒中也含有DNADNA。酵母菌细胞核是其遗传信息的主要贮存库酵母菌细胞核是其遗传信息的主要贮存库Eg.Eg.酿酒酵母酿酒酵母Saccharomyces cerevisaeSaccharomyces

12、cerevisae基因基因组共有组共有1717条染色体，条染色体，65006500个基因。个基因。2mm2mm质粒：一个闭合环状超螺旋质粒：一个闭合环状超螺旋DNADNA分子，用于研究分子，用于研究 基因调控、染色体复制的理想系统，也可基因调控、染色体复制的理想系统，也可 作为酵母菌转化的有效载体，并由此组建作为酵母菌转化的有效载体，并由此组建 “ “工程菌工程菌”。19671967年后在年后在S.cerevisiaeS.cerevisiae中发现的，中发现的，是一个闭合环状超螺旋是一个闭合环状超螺旋DNADNA分子，长约分子，长约2mm2mm6kb6kb）。）。4. 4. 线粒体线粒体是两层

13、单位膜包围的一种细胞器是两层单位膜包围的一种细胞器5. 5. 液液 泡泡是单层膜包围的一种细胞器是单层膜包围的一种细胞器6.6.内质网内质网 核糖体：包括酵母在内的所有真菌的核糖体比原核核糖体：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，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但其结构更复杂，真核微生物的核糖体的沉降系数为为80S，包括，包括60S和和40S两个大小不同的亚基，其中两个大小不同的亚基，其中60S大亚基由大亚基由28S、8S和和5S三种核糖核酸及蛋白质组三种核糖核酸及蛋白质组成；而成；而40S

14、小亚基包括小亚基包括18 S小亚基和蛋白质。同样，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。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多样，分为无性繁殖和有性繁殖酵母菌的繁殖方式酵母菌的繁殖方式无性无性有性产子囊孢子）：有性产子囊孢子）：SaccharomycesSaccharomyces酵母属）酵母属） ZygosaccharomycesZygosaccharomyces接合酵母属等接合酵母属等芽殖：各属酵母菌都存在芽殖：各属酵母菌都存在裂殖：裂殖：Schizos

15、accharomycesSchizosaccharomyces裂殖酵母菌）裂殖酵母菌）产无性孢子产无性孢子节孢子：节孢子：GeotricumGeotricum地霉属等地霉属等掷孢子：掷孢子：SporobolomycesSporobolomyces （掷孢酵母属等（掷孢酵母属等厚垣孢子：厚垣孢子：Candida ablicansCandida ablicans等等真酵母真酵母假酵母假酵母 or or 拟酵母拟酵母假酵母拟酵母）：只进行无性繁殖的酵母菌假酵母拟酵母）：只进行无性繁殖的酵母菌真酵母：具有有性繁殖的酵母菌真酵母：具有有性繁殖的酵母菌1.1.芽殖芽殖buddingbudding） 主要的

16、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。( (一一) ) 无性繁殖无性繁殖 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。竹节状的细胞串，称为假菌丝。酵母菌假菌丝的形成酵母菌假菌丝的形成图中图中1、2、3、

17、4 是出芽的顺序是出芽的顺序假丝酵母菌假丝酵母菌Candida albican）(a)在人体组织中呈假菌丝；在人体组织中呈假菌丝；(b)在普通培养基中呈球状在普通培养基中呈球状 成熟后，芽细胞和母成熟后，芽细胞和母细胞分离：细胞分离：在母细胞上留下一个在母细胞上留下一个芽痕芽痕bud scarbud scar）；）；在芽细胞上留下一个在芽细胞上留下一个诞生痕或称蒂痕诞生痕或称蒂痕（birth scarbirth scar）。）。任何细胞上的蒂痕仅一个，而芽痕有一至数十个，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。根据它的多少还可测定该细胞的年龄。酵母菌的出芽

18、方式酵母菌的出芽方式子细胞的形态子细胞的形态多边出芽多边出芽圆形、椭圆或柱状圆形、椭圆或柱状两边出芽两边出芽柠檬形柠檬形三边出芽三边出芽三角形三角形2. 2. 裂殖裂殖fissionfission） 少数酵母菌可以象细菌一样借细胞横割分裂而繁殖，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，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。将细胞横分为两个具有单核的子细胞。Eg. 裂殖酵母属裂殖酵母属3. 3. 无性孢子无性孢子节孢子节孢子掷孢子掷孢子厚垣孢子厚垣孢子少数酵母菌如少数酵母菌如Sporobolomyc

19、esSporobolomyces掷孢酵母属可掷孢酵母属可在卵圆形营养细胞上长出小梗，其上产生肾形的在卵圆形营养细胞上长出小梗，其上产生肾形的掷孢子掷孢子ballistosporeballistospore）。孢子成熟后，通过）。孢子成熟后，通过一种特有的喷射机制将孢子射出。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：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；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；接触处细胞壁消失，质配；3. 核配，形成二倍体核的接合子：核配，形成二倍体核的接合子：A

20、、以二倍体方式进行营养细胞生长繁殖，独立生活；、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。下次有性繁殖前进行减数分裂。B、进行减数分裂，形成、进行减数分裂，形成4个或个或8个子囊孢子，而原有个子囊孢子，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。养细胞。( (二二) ) 有性繁殖有性繁殖（营养充分）（营养充分）（营养贫乏）（营养贫乏）有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂雄雌质配质配核配核配二倍体二倍体二倍体二倍体单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

21、：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孢子子囊子囊子囊孢子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：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。下一代个体的全部过程。( (三三) ) 酵母菌的生活史酵母菌的生活史1. 1. 营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在典型代表：酿酒酵母典型代表：酿酒酵母特点：（特点：（1一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖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营养体既能以单倍体n形式

22、存在，形式存在， 也能以二倍体也能以二倍体2n形式存在形式存在 （3在特定的条件下进行有性繁殖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：酵母生活史按其单倍体生长时间的长短分三类：S.cerevisiaeS.cerevisiae酿酒酵母的生活史酿酒酵母的生活史2. 2. 营养体只能以单倍体形式存在营养体只能以单倍体形式存在 （核配后立即进行减数分裂）（核配后立即进行减数分裂）典型代表：八孢裂殖酵母典型代表：八孢裂殖酵母特点：（特点：（1营养细胞为单倍体营养细胞为单倍体 （2无性繁殖为裂殖无性繁殖为裂殖 （3二倍体细胞不能独立生活，故此期极短二倍体细胞不能独立生活，故此期

23、极短Schizosaccharomyces Schizosaccharomyces octosporusoctosporus（八孢裂殖酵母的生活史（八孢裂殖酵母的生活史3. 3. 营养体只能以二倍体形式存在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（核配后不立即进行减数分裂） 典型代表：路德类酵母典型代表：路德类酵母特点：（特点：（1营养体为二倍体，不断进行芽殖，营养体为二倍体，不断进行芽殖， 此阶段较长此阶段较长 （2单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合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，单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在， 不能进行独立生活不能进行