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文档简介
第二章
微生物的形态、结构和功能第一节原核微生物部分原核生物即广义的细菌,指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。第二章微生物的形态、结构和功能第一节原核微生物部分原核生第一部分细菌第二部分放线菌第一节原核微生物部分第一部分细菌第一节原核微生物部分第一节细菌细菌是单细胞原核微生物,个体微小,形态简单,以二分裂方式繁殖。在自然界中,细菌分布最广、数量最多。第一节细菌细菌是单细胞原核微生物,个体微小,形态简单第一节细菌细菌的形态和大小细菌的细胞结构细菌的繁殖与群体形态食品中常见的细菌第一节细菌细菌的形态和大小一、细菌的形态和大小
不同细菌的形态可以说是千差万别,丰富多彩,但就单个有机体而言,其基本形态可分为球状、杆状与螺旋状三种.除了球茵、杆茵、螺旋菌三种基本形态外,还有许多具其他形态的细茵。例如柄杆菌细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物,细胞呈杆状或梭状,并有特征性的细柄;球衣菌能形成衣峭,杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状,而支原体由于只有细胞膜,没有细胞壁,故细胞柔软,形态多变,具有高度多形性。另外,人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌.一、细菌的形态和大小不同细菌的形态可以说是千差万(一)细菌的形态细菌的三种基本形态:
球状、杆状和螺旋状(一)细菌的形态细菌的三种基本形态:
1.球菌(coccus)菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。(一)细菌的形态1.球菌(coccus)(一)细菌的形态微生物的形态课件2.杆菌
杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态:短杆状、长杆状、棒杆状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等;按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。(一)细菌的形态2.杆菌(一)细菌的形态2.杆菌短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌2.杆菌短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌链状杆菌单杆菌2.杆菌链状杆菌单杆菌2.杆菌杆菌细胞两端的形态特征2.杆菌杆菌细胞两端的形态特征2.杆菌一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。杆菌举例:大肠杆菌(Escherichiacoli)枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)北京棒杆菌(CorynebacteriunPekinensis)2.杆菌一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时3、螺旋菌
螺旋状的细菌称为螺旋菌。
根据其弯曲情况分为:
弧菌:螺旋不满一圈,菌体呈弧形或逗号形
例:霍乱弧菌、逗号弧菌
螺旋菌:螺旋满2—6环,螺旋状
例:干酪螺菌
螺旋体:旋转周数在6环以上,菌体柔软。
例:梅毒密螺旋体(一)细菌的形态3、螺旋菌
螺旋状的细菌称为螺旋菌。
根据其弯曲情况分为:
螺旋菌弧菌螺旋体3、螺旋菌螺旋菌弧菌螺旋体3、螺旋菌(一)细菌的形态
细菌的特殊形态:
柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。(一)细菌的形态细菌的特殊形态:
细菌的特殊形态细菌的特殊形态影响细菌形态的因素:培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、pH值等环境条件对细菌形态都有明显的影响。一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时,细菌形态正常、整齐,表现出特定的形态。在较老的培养物中,或不正常的条件下,细胞常出现不正常形态,尤其是杆菌,有的细胞膨大,有的出现梨形,有的产生分枝,有时菌体显著伸长以至呈丝状等异常形态。若将它们转移到新鲜培养基中或适宜的培养条件下又可恢复原来的形态。(一)细菌的形态影响细菌形态的因素:(一)细菌的形态(二)细菌的大小细菌大小的测定:(1)测量:测微尺(2)长度单位:微米(μm)(3)表示:球菌:直径杆菌:宽×长
螺菌:宽、长、螺距(二)细菌的大小细菌大小的测定:(二)细菌的大小(二)细菌的大小
通常球菌直径:0.2—1.5
μm,
杆菌:长1—5μm,宽0.5—1μm。例如:大肠杆菌:平均长度:2μm;宽度0.5μm
1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm;109个大肠杆菌重1mg.
由于菌种不同,细菌的大小存在很大的差异;对于同一个菌种,细胞的大小也常随着菌龄变化。另外,对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以,有关细菌大小的记载,常是平均值或代表性数值。(二)细菌的大小通常球菌直径:0.2—1.5μm,(二)细菌的大小菌名直径或宽×长/
(μm×μm
)乳链球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌
0.5~10.8~10.5×(1~3)(0.8~1.2)×(
1.2~3)(0.2~0.6)×(1~3)
细菌细胞的大小菌名直径或宽×长/乳链球菌二、细菌的细胞结构基本结构包括:
细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、间体、核糖体、气泡和储藏物。特殊结构包括:荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。
二、细菌的细胞结构基本结构包括:
细胞壁、细胞膜、细胞质、核细菌细胞结构细菌细胞结构(一)细菌细胞的基本结构1、细胞壁
细胞壁是位于菌体的最外层,内侧紧贴细胞膜的一层无色透明,坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%—25%。(1)细胞壁的功能保护细胞免受渗透压等外力损伤,维持菌体外形协助鞭毛运动与胞膜一起完成细胞内外物质交换为正常细胞分裂所必需与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。(一)细菌细胞的基本结构1、细胞壁(2)细胞壁的化学组成与结构细胞壁化组学成与结构革兰氏染色法革兰氏染色的机理青霉素的作用(2)细胞壁的化学组成与结构细菌细胞壁的化学组成:
成分占细胞壁干重的%革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高(30~95)含量较高(<50)一般无(<2)无含量很低(5~20)无含量较高(~20)含量较高革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较①细胞壁的化学组成与结构细菌细胞壁的化学组成:细菌细胞壁的结构:细胞壁的基本骨架——肽聚糖
肽聚糖:是由N—乙酰胞壁酸(NAM)和N—乙酰葡糖胺(NAG)以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体。肽聚糖单体:是由NAG、NAM、肽尾、肽桥构成。①细胞壁的化学组成与结构细菌细胞壁的结构:①细胞壁的化学组成与结构革兰氏阳性细菌肽聚糖单体革兰氏阴性细菌肽聚糖单体细胞壁的基本骨架——肽聚糖革兰氏阳性细菌肽聚糖单体革兰氏阴性细菌肽聚糖单体细胞壁的基本
肽聚糖网格状结构细胞壁的基本骨架——肽聚糖肽聚糖网格状结构细胞壁的基本骨架——肽聚细菌细胞壁的结构革兰氏阳性菌细胞壁:由肽聚糖和磷壁酸组成
磷壁酸:占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由D—Ala和还原糖组成的侧链。
肽聚糖:占30~70%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。细菌细胞壁的结构革兰氏阳性菌细胞壁:由肽聚糖和磷壁酸组成磷壁细菌细胞壁的结构革兰氏阴性菌细胞壁:分内壁层和外壁层。
内壁层:紧贴胞膜,仅由1—2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5—10%,无磷壁酸。外壁层:位于肽聚糖层的外部。脂多糖;
脂蛋白、
包括:蛋白质层:基质蛋白、
外壁蛋白;
磷脂.细菌细胞壁的结构革兰氏阴性菌细胞壁:分内壁层和外壁层。内壁层细菌的染色细菌的染色微生物的形态课件革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法,由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立。基本步骤:涂片固定——结晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脱色0.5min——番红复染1min结果:
革兰氏阳性菌——紫色;
革兰氏阴性菌——红色。②革兰氏染色法:革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法,由丹麦医生Han阳性菌阴性菌②革兰氏染色法:阳性菌阴性菌②革兰氏染色法:革兰氏染色的原理革兰氏染色的原理青霉素的作用
作用于肽聚糖肽桥的联结,即抑制肽聚糖的合成,故仅对生长着的菌有效,主要是G+菌。青霉素的作用作用于肽聚糖肽桥的联结,即抑制肽聚糖的合成,2、细胞膜
细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。
①细胞膜的化学组成
蛋白质主要包括磷脂糖类少量核酸2、细胞膜
细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有②细胞膜的结构
1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。
认为:膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式,流动的脂类双分子层构成了膜的连续体,而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。细胞膜液态镶嵌模型②细胞膜的结构
1972年Singer和Nicolson提出③细胞膜的功能
*细胞内外物质交换和运送。
*在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生。
*与细胞壁及荚膜的合成有关。
*是鞭毛着生的位点。
③细胞膜的功能
*细胞内外物质交换和运送。
*在原核微生物间体:由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物,一般位于细胞分裂的部位或附近。间体间体的功能:参与隔膜形成与核分裂有关类线粒体功能间体:间体3、拟核(或核质体、核区)拟核:由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。
细菌DNA:
长度:一般为:1—3mm
例:大肠杆菌的DNA长约1mm。
生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有2—4个核,而生长缓慢的细菌细胞中一般只有1—2个核,不在染色体复制时期一般是单倍体。
功能:负载遗传信息。拟核
3、拟核(或核质体、核区)细菌DNA:
长度:一般为:1—3质粒:细菌染色体外的遗传物质,由共价闭合环状双链DNA分子组成.分子量约为2—100×106D.携带1—100个基因,一个菌细胞可有一至数个质粒。
质粒的特点:可自我复制,稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开,但同步进行。不同质粒携带不同遗传信息。无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得,不能自发产生。例:细菌抗药性因子、大肠杆菌的F因子。质粒应用:基因工程,体外重组.质粒:细菌染色体外的遗传物质,由共价闭合环状双链DNA分子组4、核糖体:是分散在细胞质中的颗粒状结构,由核糖体核酸(占60%)和蛋白质(占40%)组成。细菌的核糖体沉降系数为:70s,由50s大亚基和30s小亚基构成。功能:是细胞合成蛋白质的机构。4、核糖体:细菌的核糖体5、细胞质及其内含物细胞质:是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水,蛋白质,核酸,脂类、少量糖和无机盐。
细胞质功能:细胞质中含有丰富的酶系,是营养物质合成、转化、代谢的场所。5、细胞质及其内含物细胞质功能:细胞质中的内含物:①气泡:由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。气泡的功能:调节细胞比重,以使其漂浮在合适的水层中。气泡吸收空气,空气中的氧气可供代谢需要。例:许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。细胞质中的内含物:气泡的功能:②颗粒状内含物:细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物,它们大多数为细胞贮藏物,颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。主要有:异染粒、聚β-羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。细胞质中的内含物②颗粒状内含物:细胞质中的内含物(二)细菌细胞的特殊结构1、荚膜:某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。
(二)细菌细胞的特殊结构1、荚膜:某些细菌细胞壁外的一层粘液根据荚膜的形状和厚度的不同,将荚膜分为四类:荚膜或大荚膜:粘液状物质具有一定外形,相对稳定地附着在细胞壁外,厚度:>0.2µm。微荚膜:粘液状物质较薄,厚度:<0.2µm,与细胞表面牢固结合。粘液层:粘液物质没有明显的边缘,比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。菌胶团:多个细菌共有一个荚膜。根据荚膜的形状和厚度的不同,将荚膜分为四类:荚膜的组成:因种而异,除水外,主要是多糖(包括同型多糖和异型多糖),此外还有多肽,蛋白质,糖蛋白等。荚膜的生理功能:保护细胞,抗干燥。贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质。荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。荚膜具有抗原性。与致病力有关。荚膜的组成:因种而异,除水外,主要是多糖(包括同型多糖和异型2、鞭毛:某些细菌表面由细胞内生出的细长、波曲、毛发状的结构。鞭毛具有运动功能,一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动,它们是细菌的“运动器官”。鞭毛的长度:一般为15—20µm,最长可达70µm。鞭毛的直径:为0.01—0.02µm.不同细菌的鞭毛数目和着生位置不同,鞭毛数目一般一至数十条。2、鞭毛:某些细菌表面由细胞内生出的细长、波曲、毛发状的结构鞭毛的着生方式:周生鞭毛的着生方式:周生3、纤毛(或线毛、菌毛、伞毛)某些菌体表面存在的短而多的附属物。纤毛比鞭毛更短、更细,且又直又硬。数量很多,不具有运动功能,但与菌的致病性.吸附等有关。3、纤毛(或线毛、菌毛、伞毛)4、芽孢概念:某些菌生长到一定阶段,细胞内形成一个圆形、椭圆形或卵圆形的内生孢子,是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。芽孢4、芽孢芽孢
细菌芽孢的各种类型细菌芽孢的各种类型芽孢的特性:具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色。新陈代谢几乎停止,处于休眠状态。一个芽孢萌发产生一个个体。芽孢的抗热机制:渗透调节皮层膨胀学说目前尚不清楚,但可能与以下因素有关,如含水量低、壁厚而致密,芽孢中的酶分子量小,比较耐热。芽孢的特性:三、细菌的繁殖和培养(一)繁殖一般为无性繁殖,二分裂法。同形裂殖:裂殖后形成的子细胞大小相等。异形裂殖:分裂产生两个大小不等的子细胞。细菌分裂过程:①核分裂②形成横隔壁③子细胞分离三、细菌的繁殖和培养(一)繁殖(二)群体形态1.固体培养菌落:在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。菌苔:大量细胞密集生长,结果长成的各“菌落”连接成一片。
(1)平板培养(二)群体形态菌落:在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成的肉眼不同的微生物种类,其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。菌落的特征:包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、光泽、表面、湿润度等。不同的微生物种类,其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌微生物的形态课件(2)固体斜面培养2.液体培养基
3.半固体培养(2)固体斜面培养2.液体常见的主要的几个细菌属:1、假单胞杆菌属2、醋酸杆菌属3、埃希氏杆菌属4、沙门氏菌5、变形杆菌6、乳杆菌属7、双歧杆菌属8、芽孢杆菌属9、梭状芽孢杆菌属10、葡萄球菌属11、其它四、食品中常见的细菌常见的主要的几个细菌属:四、食品中常见的细菌复习题
1、
概念:肽聚糖、间体、质粒、异染粒、荚膜、鞭毛、芽孢、菌落、菌苔2、问答题(1)细菌的基本结构和特殊结构都包括那些?(2)试绘出细菌细胞构造模式图,并注明一般结构和特殊结构。(3)试述细菌的三种基本形态(4)什么是革兰氏染色法?它的主要步骤是什么?哪一步是关键?(5)试述革兰氏染色的机理(6)荚膜的化学成分如何?有何生理功能?复习题
1、
概念:放线菌的概念:
放线菌(Actinomycetes)是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。第二节放线菌放线菌的概念:
放线菌(Act放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物.一方面,放线菌的细胞构造和细胞壁的化学组成与细菌相似,与细菌同属原核生物;另一方面,放线菌菌体呈纤细的菌丝状,而且分枝,又以外生孢子的形式繁殖,这些特征又与霉菌相似.放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长,因此叫放线菌.放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物.一方面放线菌分布:主要存在于含有机质丰富的中性或偏碱性的土壤中,在空气、淡水和海水等处也有一定的分布。放线菌的生活类型:腐生(多数)寄生(少数)放线菌分布:放线菌的应用:1、能产生大量的、种类繁多的抗生素。2、生产维生素和酶3、进行甾体转化、烃类发酵和污水处理放线菌的应用:放线菌的危害:1、有的放线菌能引起人和动植物病害,如人类的皮肤病等。2、有的放线菌能使水和食品变味,或破坏棉毛织品和纸张等。放线菌的危害:本节提要:放线菌的形态构造放线菌的繁殖放线菌的菌落特征本节提要:
一、放线菌的形态构造大部分放线菌由分枝状的菌丝组成,菌丝大多无隔膜,属单细胞。菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近(1μm左右)。细胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸,不含几丁质、纤维素;革兰氏阳性。一、放线菌的形态构造大部分放线菌由分枝状的菌丝组成(一)菌丝:根据形态和功能不同可分为:
基内菌丝(营养菌丝)气生菌丝孢子丝。一、放线菌的形态构造(一)菌丝:根据形态和功能不同可分为:一、放线菌的形态构造1.基内菌丝培养基内匍匐生长的菌丝,无隔,约0.2-0.8μm。通常会产生水溶性或脂溶性色素.功能:吸收营养,所以又称营养菌丝。(一)菌丝1.基内菌丝(一)菌丝
2.气生菌丝2.气生菌丝由营养菌丝长出培养基外,伸向空间的菌丝。略粗于基丝0.5-1.2μm,也有色素产生。功能:气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构,即孢子丝。2.气生菌丝2.气生菌丝3.孢子丝概念:可以形成孢子的菌丝(具分类价值),功能:繁殖。形态:直、波曲、螺旋着生方式:丛生、轮生3.孢子丝放线菌孢子丝类型:垂直单轮(无螺旋)弯曲丛生松环、初级螺旋钩状松螺旋紧螺旋单轮(有螺旋)双轮(无螺旋)双轮(有螺旋)放线菌孢子丝类型:垂直单轮(无螺旋)弯曲丛生松环、初级螺旋松孢子形态:有圆、卵圆、柱状等。表面:或光滑或粗糙;有的还带有毛刺、鞭毛。
色素:因种而异。孢子形态:放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖,也可借菌丝断片(液体培养时)进行繁殖。无性孢子主要有以下三种:分生孢子、孢囊孢子和横隔孢子。二、放线菌的繁殖放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖,也可借菌丝断1.分生孢子(conidiospores):在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子,菌丝分裂形成。1.分生孢子(conidiospores):在气生菌丝顶端形
在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊,在孢子囊内形成孢囊孢子。孢囊:菌丝细胞在不同平面反复分裂,形成孢囊孢子.有的孢囊孢子可以丛毛运动。2、孢囊孢子在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊,3、横隔孢子
基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成,孢子常为球杆状,体积大小相似,又称节孢子或粉孢子。3、横隔孢子基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成,孢子常为放线菌的生活史放线菌的生活史三、放线菌的菌落特征1.液体静止培养
表面常形成一层膜2、固体培养基培养
菌落特征:质地致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不易挑起,表面有放射状沟纹。三、放线菌的菌落特征1.液体静止培养
表面常形成一层膜菌落形状:随菌种不同可有两类:(1)产生大量分枝状菌丝的菌种:
如链霉菌属(Strptomyces),菌丝发达、细、分枝多而且相互缠绕,和培养基结合紧密牢固,形成的菌落质地致密,表面呈绒状,坚实、干燥、多皱,菌落小而不蔓延,不易挑起或整个挑起。但当气生菌丝形成孢子丝、产生孢子后,菌落表面会发生变化,菌落呈絮状、粉状或颗粒状。菌落形状:随菌种不同可有两类:(2)不产生大量菌丝的菌种:
如诺卡氏菌属(Nocardia)形成的菌落,菌丝不发达,形成的菌落不致密,粘着力差,干燥,一般呈粉质,不易挑起,挑之易碎。(2)不产生大量菌丝的菌种:
如诺卡氏菌属(Nocardi复习题:1、什么是放线菌?放线菌有哪些应用?2、什么叫基内菌丝、气生菌丝和孢子丝?它们之间有何联系?3、放线菌如何繁殖?4、放线菌的菌落有何特点?复习题:第一章微生物的形态和构造第二节真核微生物部分凡是细胞核具有核膜、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细胞器的微小生物,都称为真核微生物。真核微生物真菌酵母菌丝状真菌—霉菌担子菌显微藻类原生动物第一章微生物的形态和构造第二节真核微生物部分真核微生物真真菌属于真核微生物,其细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器(线粒体、内质网、核糖体)等组成。真菌属于真核微生物,其细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞酵母菌酵母菌(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酵母菌酵母菌(yeast)是一通俗名称,没有确切定义。酵母菌种类较多,目前已知有500多种。分布广,在水果、蔬菜、花蜜和植物叶子表面以及果园的土壤里。在牛奶、动物的排泄物以及空气中也有酵母存在。大多数腐生,少数寄生。与人类关系密切酵母菌酵母菌酵母菌酵母的应用酵母菌是人类应用比较早的微生物。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、氨基酸等。在化工方面——使石油脱腊、以石油为原料生产柠檬酸等。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。第一部分酵母菌酵母的应用第一部分酵母菌酵母菌的危害: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、蜂蜜酵母可使蜂蜜和果酱等败坏;有的酵母菌是发酵工业的污染菌,影响发酵的产量和质量;某些酵母菌会引起人和植物的病害,例如白假丝酵母可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道等多种疾病.酵母菌酵母菌的危害:酵母菌酵母菌的形态和大小酵母菌的细胞结构酵母菌的繁殖和生活史酵母菌的代表属
本节内容第三节酵母菌酵母菌的形态和大小本节内容第三节酵母菌一、酵母菌的形态和大小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。酵母菌一、酵母菌的形态和大小1、酵母菌形态:酵母菌假菌丝:酵母菌在一定条件下培养,产生的芽体与母细胞不分离形成的特殊形态。假菌丝: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。2、酵母菌大小:二、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,有的菌体还有出芽痕、诞生痕。酿酒酵母细胞结构二、酵母菌的细胞结构一般具有:酿酒酵母细胞结构1、细胞壁酵母细胞壁厚度0.1—0.3μm,重量占细胞干重的18%—25%。化学组成:葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂类、几丁质。几丁质并不是所有的酵母菌中都有,其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质,酿酒酵母含1~2%,有的假菌丝酵母含量超过了2%。二、酵母菌的细胞结构1、细胞壁二、酵母菌的细胞结构细胞壁结构:酵母细胞壁呈“三明治”结构:
酵母细胞壁结构外层:主要为甘露聚糖内层:主要为葡聚糖中间层:主要是蛋白质细胞壁1、细胞壁细胞壁结构:酵母细胞壁结构外层:主要为甘露聚糖细胞壁1、细胞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。几丁质并不是所有的酵母菌中都有,其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质,酿酒酵母含1~2%,有的假菌丝酵母含量超过了2%。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。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出芽痕和诞生痕: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开的位点称出芽痕,子细胞细胞壁上的位点称诞生痕。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。出芽痕和诞生痕:
2、细胞膜
酵母细胞膜是双磷脂层构造,其间镶嵌着蛋白质和甾醇。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。酵母细胞膜构造2、细胞膜酵母细胞膜构造酵母细胞膜的功能:调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障细胞壁等大分子的生物合成和装配基地部分酶的合成和作用场所酵母细胞膜的功能: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3、细胞核酵母菌细胞核核膜: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:核内有一或几个区域rRNA含量很高,这一区域为核仁,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,控制细胞的增殖和代谢。核膜:核孔40~70nm,透性比任何生物膜都4.细胞器细胞质主要是溶胶状物质,在细胞质中含有各种功能不同的结构——细胞器细胞器:核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等。(1)核糖体酵母菌的核糖体为80S,由60S和40S大小亚基构成。它游离在细胞质中或附着在内质网上。核糖体4.细胞器核糖体(2)线粒体:1.双层单位膜包围的
细胞器;其中含脂
类、蛋白质、少量
RNA和环状DNA。2.其DNA可自主复制,
不受核DNA控制。决
定线粒体的某些遗
传性状。3.生物氧化中心。(2)线粒体:(3)内质网:是分布在整个细胞中的由膜构成的管道和网状结构。在细胞中和核膜或细胞膜相连在一起。根据表面结构分为:粗糙型内质网:膜外附着有核糖体。光滑型内质网:表面没有附着的颗粒。内质网功能:起物质传递的作用,另外还有合成脂类和脂蛋白内质网结构示意图(3)内质网:内质网结构示意图(4)高尔基体也是一种内膜结构。它是由扁平双层膜和小泡所构成。膜都是光滑的。功能:为细胞提供一个内部的运输系统。
5、液泡由单层膜包裹的囊泡物,液泡中含水、有机酸、盐类、和水解酶类,还有一些贮藏颗粒(如肝糖粒、脂肪粒、异染颗粒等)。液泡常在细胞发育后期出现,它的大小可做为衡量细胞成熟的标志。功能:储藏营养物和水解酶类,与细胞质进行物质交换;调节渗透压(4)高尔基体三、酵母菌培养的特征固体培养菌落特征: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。啤酒酵母菌落三、酵母菌培养的特征固体培养啤酒酵母菌落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。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。2.液体培养四、繁殖方式和生活史(一)繁殖方式:
分无性繁殖和有性繁殖两大类,主要是无性繁殖。无性繁殖:包括芽殖、裂殖、芽裂繁殖和产生无性孢子有性繁殖:主要是产生子囊孢子。假酵母:只有无性繁殖过程。真酵母:既有无性繁殖,又有有性繁殖
过程。四、繁殖方式和生活史(一)繁殖方式: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。无性繁殖:芽殖过程:母细胞形成小突起(A—D)核裂(E—G)原生质分配(H—I)新膜形成(J—K)形成新细胞壁(L)芽殖过程:2、裂殖:细胞横分裂法繁殖,与细菌类似.
如裂殖酵母。进行裂殖的酵母菌种类很少.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。裂殖芽殖2、裂殖:裂殖芽殖(二)有性生殖酵母菌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通道,再经过质配、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。(二)有性生殖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原细胞发育成子囊,里面有四个子囊孢子,将来发育成单倍体营养体细胞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原细胞发育2、实验室子囊孢子的获得酵母菌在一定条件下才能形成子囊孢子。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。培养时,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。2、实验室子囊孢子的获得(二)、酵母菌的生活史上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程,称为该生物的生活史或生命周期。各种酵母的生活史可分为三种类型:1.单倍体型2.双倍体型3.单双倍体型(二)、酵母菌的生活史单倍体型以八孢裂殖酵母为代表特点:营养细胞是单倍体;无性繁殖以裂殖方式进行;双倍体细胞不能独立生活,故双倍体阶段短,一经生成立即减数分裂。(二)、酵母菌的生活史单倍体型(二)、酵母菌的生活史2、双倍体型以路德类酵母为代表特点:营养体为双倍体,不断进行芽殖,双倍体营养阶段长,单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在,故不能独立生活。(二)、酵母菌的生活史2、双倍体型(二)、酵母菌的生活史3、单双倍体型以啤酒酵母为代表特点:单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可进行芽殖。营养体既可以单倍体形式也可以双倍体形式存在;在特定条件下进行有性生殖。单倍体和双倍体两个阶段同等重要,形成世代交替。(二)、酵母菌的生活史3、单双倍体型(二)、酵母菌的生活史五、酵母菌的代表属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、掷孢酵母属五、酵母菌的代表属1、酵母菌属第二部分霉菌一、霉菌的形态和结构二、霉菌的菌落特征三、霉菌的繁殖四、霉菌的代表属第二部分霉菌一、霉菌的形态和结构霉菌和酵母同属于真菌。霉菌:为丝状真菌的统称。凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌(除少数外),统称为霉菌。霉菌和酵母同属于真菌。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。霉菌的分布: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: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。霉菌的应用: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。基本理论研究:霉菌在基本理论研究中应用很广,最著名的是利用粗引起动物疾病:不少致病真菌可引起人体和动物病变。浅部病变如皮肤藓菌引起的各种藓症,深部病变如既可侵害皮肤、粘膜,又可侵犯肌肉、骨骼和内脏的各种致病真菌,在当前已知道的约5万种真菌中,被国际确认的人、畜致病菌或条件致病菌已有200余种(包括酵母菌在内)。产生毒素,引起食物中毒:霉菌能产生多种毒素,目前已知有100种以上。例如:黄曲霉毒素,毒性极强,可引起食物中毒及癌症。引起动物疾病:不少致病真菌可引起人体和动物病变。浅部病变如皮霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝构成。许多分枝菌丝相互交织在一起构成菌丝体。菌丝是中空管状结构,直径约2-10µm。霉菌菌丝类型:按形态分:无隔菌丝:为长管状单细胞,细胞质内含多个核。其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多。这是低等真菌所具有的菌丝类型。一、霉菌的形态和结构霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝构成。无隔菌丝:为长管状单细有隔菌丝菌丝中有隔膜,被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞,菌丝由多个细胞组成,每个细胞内有一至多个核。隔膜上有单孔或多孔,细胞质和细胞核可自由流通,每个细胞功能相同。这是高等真菌所具有的类型。(一)霉菌的形态有隔菌丝(一)霉菌的形态按分化程度分:营养菌丝(基内菌丝):伸入到培养基内部,以吸收养分为主的菌丝。气生菌丝:向空中生长的菌丝.气生菌丝发育到一定阶段可分化成繁殖菌丝.霉菌(青霉)的菌丝、按分化程度分:霉菌(青霉)的菌丝、(二)霉菌的细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、核糖体、内质网及各种内含物(肝糖、脂肪滴、异染粒等)等组成。幼龄菌往往液泡小而少,老龄菌具有较大的液泡。细胞膜液泡内质网细胞壁线粒体细胞核核糖体(二)霉菌的细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体细胞壁:除少数低等水生霉菌细胞壁含纤维素外,大部分霉菌细胞壁主要由几丁质组成.几丁质是由数百个N-乙酰葡萄糖胺分子以β-1,4糖苷键连接而成的。几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌细胞壁的网状结构—微纤丝。微纤丝使细胞壁具有坚韧的机械性能。组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质,主要是一些蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖,它们填充于上述纤维状物质构成的网内或网外,充实细胞壁的结构。霉菌的细胞膜、细胞核、线粒体、核糖体等结构与其他真核生物(如酵母)基本相同。细胞壁:除少数低等水生霉菌细胞壁含纤维素外,大部分霉菌细胞壁菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,有的呈绒毛状或絮状或网状等,菌体可沿培养基表面蔓延生长,由于不同的真菌孢子含有不同的色素,所以菌落可呈现红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色。二、霉菌的菌落特征菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,有的呈绒毛状或絮微生物的形态课件液体培养时的特征:如果是静止培养,霉菌往往在表面上生长,液面上形成菌膜。如果是震荡培养,菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝球,菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底部。液体培养时的特征:三、霉菌的繁殖繁殖方式菌丝片段无性孢子有性孢子孢囊孢子分生孢子节孢子厚垣孢子卵孢子接合孢子子囊孢子担孢子孢子三、霉菌的繁殖繁殖方式菌丝片段无性孢子有性孢子孢囊孢子卵无性繁殖:不经过两个性细胞的结合,只是由营养细胞分裂或分化而形成同种新个体的过程。霉菌的无性繁殖主要通过产生以下四种类型的无性孢子来实现。1、孢囊孢子由于生于孢子囊内,又叫内生孢子。它是由气生菌丝顶端膨大形成特殊囊状结构—孢子囊,孢子囊逐渐长大,在囊中形成许多核,每一个核外包以原生质并产生细胞壁,形成孢囊孢子。带有孢子囊的梗称孢子囊梗,孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊轴或中轴。孢子囊成熟后释放出孢子。例藻状菌纲毛霉目及水霉目一些属以这种方式繁殖.(一)霉菌的无性繁殖无性繁殖:不经过两个性细胞的结合,只是由营养细胞分裂或分化而孢囊孢子孢囊孢子2、分生孢子:是霉菌中常见的一类无性孢子,生于细胞外,所以又叫外生孢子.是大多数子囊菌纲及全部半知菌的无性繁殖方式.分生孢子是由菌丝顶端细胞,或由分生孢子梗顶端细胞经过分割或缩缢而形成的单个或成簇的孢子。分生孢子的形状、大小、结构、着生方式、颜色、因种而异。2、分生孢子:例:曲霉属分生孢子梗的顶端膨大成球形的顶囊,孢子着生于顶囊的小梗之上。青霉属:分生孢子着生在帚状的多分支的小梗上。还有些霉菌的分生孢子着生在分生孢子垫或分生孢子器等特殊构造上。例:曲霉属微生物的形态课件3、节孢子(又称粉孢子)它是由菌丝断裂形成的外生孢子。当菌丝长到一定阶段,出现许多横膈膜,然后从横膈膜处断裂,产生许多孢子。孢子是成串的短柱状、筒状或两端钝圆的细胞。例:白地霉节孢子3、节孢子(又称粉孢子)节孢子4、厚垣孢子这类孢子具有很厚的壁,又叫厚壁孢子。菌丝顶端或中间的个别细胞膨大、原生质浓缩、变圆,然后细胞壁加厚形成圆形、纺锤形或长方形的厚壁孢子。厚垣孢子也是霉菌的休眠体,对热、干燥等不良环境抵抗力很强。厚垣孢子4、厚垣孢子厚垣孢子有性繁殖:经过两个性细胞结合而产生新个体的过程。有性繁殖一般包括三个阶段:质配:两个性细胞的核共存于一个细胞中,形成双核细胞,每个核的染色体数目都是单倍的(即n+n)。核配:形成二倍体接合子,核的染色体数目是双倍的(即2n)。减数分裂:形成单倍体有性孢子。核的染色体数目是单倍的(即n)(二)霉菌的有性繁殖有性繁殖:经过两个性细胞结合而产生新个体的过程。(二)霉菌大多数霉菌是单倍体,二倍体仅限于接合子。在霉菌中,有性繁殖不如无性繁殖普遍,有性繁殖多发生在特定的条件下,往往在自然条件下较多,在一般培养基上不常出现。不同的霉菌有性繁殖的方式不同。多数霉菌是由菌丝分化形成特殊的性细胞(器官)——配子囊或由配子囊产生的配子(雄器和雌器)相互交配,形成有性孢子。常见的有性孢子有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。大多数霉菌是单倍体,二倍体仅限于接合子。在霉菌中,有性繁殖不1、卵孢子由大小不同的配子囊结合后发育而成。2n小型的配子囊称雄器,大型的配子囊称藏卵器,藏卵器内有一个或数个称为卵球的原生质团,它相当于高等生物的卵。当雄器与藏卵器配合时,雄器中的细胞质和细胞核通过受精管进入藏卵器,并与卵球结合,受精卵球生出外壁,发育成卵孢子。1、卵孢子2、接合孢子是由菌丝生出的结构基本相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合而成。接合孢子的形态:厚壁、粗糙、黑壳。接合过程:两个相邻的菌丝相遇,各自向对方生出极短的侧枝,称原配子囊。原配子囊接触后,顶端各自膨大并形成横隔,分隔形成两个配子囊细胞,配子囊下的部分称配子囊柄。然后相接触的两个配子囊之间的横隔消失,发生质配、核配,同时外部形成厚壁,即成接合孢子。接合孢子2、接合孢子接合孢子接合孢子形成过程:接合孢子形成过程:根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为:同宗配合:菌体自身可孕,不需要别的菌体帮助而能独立进行有性生殖。当同一菌体的两根菌丝甚至同一菌丝的分枝相互接触时,便可产生接合孢子。异宗配合:菌体自身不孕,需要借助别的可亲和菌体的不同交配型来进行有性生殖。即它需要两种不同菌系的菌丝相遇才能形成接合孢子。根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为:同宗配合:菌体3、子囊孢子在子囊内形成的有性孢子。形成子囊孢子是子囊菌纲的主要特征。子囊:两性细胞接触以后形成的囊状结构。子囊有球形、棒形、圆筒形、长方形等,因种而异。子囊内孢子通常是1—8个。子囊孢子的形状、大小、颜色也各不相同。不同的子囊菌形成子囊的方式不同最简单的是两个营养细胞结合形成子囊,细胞核分裂形成子核,每一子核形成一个子囊孢子。例:酿酒酵母。3、子囊孢子子囊形成的方式、形状、大小子囊形成的方式、形状、大小子囊孢子子囊孢子霉菌不同性别的菌丝,分化出雄器(小)和产囊器(大),两个性器官接触后,雄器的内含物通过受精丝进入产囊器,进行质配。质配后,产囊器生出许多短菌丝(称产囊丝),产囊丝顶端的细胞是双核的,在顶端细胞内发生核配,成子囊母细胞。再经有丝分裂和减数分裂产生1-8个子囊孢子。子囊果:在子囊和子囊孢子发育过程中,雄器和雌器下面的细胞生出许多菌丝,形成保护组织,整个结构成为一子实体。这种有性的子实体称为子囊果,子囊包在其中。子囊果主要有三种类型:一种为完全封闭式,称闭囊壳。瓶形有孔口的称子囊壳。开口呈盘状的称子囊盘。霉菌不同性别的菌丝,分化出雄器(小)和产囊器(大),两个性器子囊果的形状闭囊壳子囊壳子囊盘子囊果的形状闭囊壳子囊壳子囊盘4、担孢子担子菌所特有,经两性细胞核配合后产生的外生孢子。因着生在担子上而得名。4、担孢子四、霉菌的代表属(一)毛霉属(Mucor)在分类系统中属于接合菌纲、毛霉目。分布:广泛分布于土壤、空气中,也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上,引起霉腐变质。特征:低等真菌,菌丝发达、繁密,为白色、无隔多核菌丝,为单细胞真菌。菌落蔓延性强,多呈棉絮状。代表种:高大毛霉、总状毛霉和梨形毛霉。四、霉菌的代表属(一)毛霉属(Mucor)繁殖:无性繁殖:产孢囊孢子。有性繁殖:产生接合孢子。无性繁殖:孢子囊梗直接从菌丝体上发出,单生或分枝,顶端产生膨大的孢子囊,孢子囊为球形,囊壁上常有针状的草酸钙结晶。在囊轴与孢子囊梗相连处无囊托,但孢子囊壁破裂时,留有残迹—囊领。繁殖:毛霉的孢子囊梗有单生的,也有分枝的。分枝有单轴、假轴两种类型。毛霉的菌丝多为白色,孢子囊黑色或褐色,孢子囊孢子大部分无色或浅兰色,因种而异。毛霉的孢子囊梗有单生的,也有分枝的。毛霉的应用:能产生蛋白酶,具有很强的蛋白质分解能力,多用于制作腐乳、豆豉。有的可产生淀粉酶,把淀粉转化为糖。在工业上常用作糖化菌或生产淀粉酶。有些毛霉还能产生柠檬酸、草酸等有机酸,有的也可用于甾体转化。毛霉的应用:(二)根霉(Rhizopus):与毛霉同属接合菌纲毛霉目。分布:分布于土壤、空气中,常见于淀粉食品上,可引起霉腐变质和水果、蔬菜的腐烂。形态特征:很多特征与毛霉相似,菌丝也为白色、无隔多核的单细胞真菌,多呈絮状。主要区别在于根霉有假根和匍匐枝,与假根相对处向上生出孢囊梗。孢子囊梗与囊轴相连处有囊托,无囊领。(二)根霉(Rhizopus):微生物的形态课件繁殖:无性繁殖产孢囊孢子,有性繁殖产生接合孢子。根霉的孢子囊和孢囊孢子多为黑色或褐色,有的颜色较浅。代表种:米根霉(R.oryzae)
黑根霉(R.nigrican)等。应用:①根霉能产生一些酶类,如淀粉酶、果胶酶、脂肪酶等,是生产这些酶类的菌种。在酿酒工业上常用做糖化菌。②有些根霉还能产生乳酸、延胡索酸等有机酸。③有的也可用于甾体转化。繁殖:无性繁殖产孢囊孢子,有性繁殖产生接合孢子。根霉的孢子囊(三)曲霉(Aspergillus):多数属于子囊菌亚门,少数属于半知菌亚门。分布:广泛分布于土壤、空气和谷物上,可引起食物、谷物和果蔬的霉腐变质,有的可产生致癌性的黄曲霉毒素。形态特征:菌丝发达多分枝,有隔多核的多细胞真菌。分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞(足细胞)上垂直生出;分生孢子头状如“菊花”。曲霉(三)曲霉(Aspergillus):曲霉微生物的形态课件土曲霉菌落黑曲霉菌落土曲霉菌落黑曲霉菌落繁殖:无性繁殖产分生孢子;大多数有性阶段不明,归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子,归为子囊菌亚门。曲霉的菌丝、孢子常呈现各种颜色,黑、棕、绿、黄、橙、褐等,菌种不同,颜色各异。代表种:黑曲霉(Asp.Niger)、黄曲霉(Asp.flavus)应用:①是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。②是生产酶制剂(蛋白酶、淀粉酶、果胶酶)的菌种。③生产有机酸(如柠檬酸、葡萄糖酸等)④农业上用作生产糖化饲料的菌种。繁殖:无性繁殖产分生孢子;大多数有性阶段不明,归为半知菌类。(四)青霉(Penicillum):
多数属于子囊菌亚门,少数属于半知菌亚门。分布:广泛分布于土壤、空气、粮食和水果上,可引起病害或霉腐变质。形态特征:与曲霉类似,菌丝也是由有隔多核的多细胞构成。但青霉无足细胞,分生孢子梗从基内菌丝或气生菌丝上生出,有横隔,顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮,对称或不对称。(四)青霉(Penicillum):繁殖:无性繁殖产分生孢子;大多数有性阶段不明,归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子,归为子囊菌亚门。代表种:产黄青霉(Pen.citrinum)
展青霉(Pen.patulum)应用:是生产抗生素的重要菌种,如产黄青霉和点青霉都能生产青霉素。生产有机酸,如葡萄糖酸、柠檬酸。点青霉菌落繁殖:无性繁殖产分生孢子;大多数有性阶段不明,归为半知菌类。微生物类型菌落特征单细胞微生物菌丝状微生物细菌酵母菌放线菌霉菌主要特征菌落含水状态很湿或较湿较湿干燥或较干燥干燥外观形态小而突起或大而平坦大而突起小而紧密大而疏松或大而致密细胞相互关系单个分散或有一定排列方式单个分散或家菌丝丝状交织丝状交织形态特征小而均匀,个别有芽孢大而分化细而均匀粗而分化参考特征菌落透明度透明或稍透明稍透明不透明不透明菌落与培养基结合程度不结合不结合牢固结合较牢固结合菌落颜色多样单调,一般呈乳脂或矿烛色,少数红色或黑色十分多样十分多样菌落正反面颜色的差别相同相同一般不同一般不同菌落边缘一般看不到细胞可见球状、卵圆状或假丝状细胞有时可见细丝状细胞可见粗丝状细胞细胞生长速度一般很快较快慢一般较快气味一般有臭味多带酒香味带有泥腥味往往有霉味繁殖方式二分裂芽殖或子囊孢子有性繁殖孢子繁殖有性孢子或无性孢子微生物类型单细胞微生物菌丝状微生原核细胞真核细胞原核细胞和真核细胞的区别原核细胞真核细胞细胞核有明显核区,无核膜、核仁有核膜,核仁细胞器无线粒体,能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行有线粒体,能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行核糖体分布在细胞质中,沉降系数为70S分布在内质网膜上,沉降系数为80S原核细胞真核细胞原核细胞和真核细胞的区别原核细胞真核细病毒一、病毒的一般特性二、噬菌体病毒一、病毒的一般特性一、病毒的一般特性1、病毒的概念:病毒:是一类超显微的非细胞生物,每一种病毒只含有一种核酸;它们只能在活细胞内营专性寄生;在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在.病毒粒子:完整的、具有感染性的病毒颗粒。一、病毒的一般特性1、病毒的概念:2、病毒的基本特点个体极小(以nm计),能通过滤菌器,形态多样,有球状、杆状、复合型。无细胞结构,主要由蛋白质、核酸构成,一个病毒体内仅含一种核酸,核酸以单链或双链形式存在。生活方式为专性活细胞内寄生,病毒酶系不全,离开活体后无生命特征。病毒以复制的方式增殖,包括核酸复制、核酸蛋白质装配,是在分子水平上进行的。对抗生素不敏感,对干扰素敏感。2、病毒的基本特点个体极小(以nm计),能通过滤菌器,形态多3、病毒的形态构造及化学组成(1)、形态3、病毒的形态构造及化学组成(1)、形态(2)化学组成主要由核酸和蛋白质组成。较复杂的病毒还含有脂类、多糖等。(3)结构
核衣壳(基本构造)核心:由DNA或RNA构成病衣壳:由许多衣壳粒蛋白构成毒包膜(非基本结构):由类脂或脂蛋白构成刺突(非基本结构)衣壳粒是由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位,衣壳粒的排列组合方式不同,使病毒表现出不同的构型和形状。(2)化学组成衣壳核酸包膜刺突核衣壳病毒的基本结构:衣壳核酸包膜刺突核衣壳病毒的基本结构:三类典型形态的病毒:二十面体对称的结构(球状)螺旋对称的结构(杆状)复合对称的结构(蝌蚪状)
大肠杆菌的T4噬菌体是由椭圆形的二十面体头部和螺旋对称的尾部组合而成,是病毒中复合对称的代表。三类典型形态的病毒:二、噬菌体病毒种类很多,根据病毒寄生的对象来分,有植物病毒、动物病毒和微生物病毒。噬菌体:是病毒中的一种,一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。(把侵染真菌的病毒叫噬真菌体)噬菌体在自然界广泛存在,在1995年发表的ICTV的病毒分类与命名第六次报告中共报道了4000余种,分别划归为49个病毒科.据Bradley(1967)归纳,噬菌体共有六类形态。二、噬菌体病毒种类很多,根据病毒寄生的对象来分,有植物病毒1、组成:主要由蛋白质和核酸组成。2、基本形态:蝌蚪形、微球形和纤丝形。(一)噬菌体的形态结构与组成1、组成:主要由蛋白质和核酸组成。(一)噬菌体的形态结构与组以大肠杆菌T4噬菌体为例头部:廿面体对称结构,由蛋白质衣壳构成,内含一条DNA。颈部:薄盘状,附颈须。尾鞘:长95nm,衣壳粒螺旋对称;可伸缩。尾髓:中空,DNA可由此进入细胞。基板:
六角形盘状物,其上有刺突、尾丝。刺突:
有吸附功能。尾丝:
有识别吸附功能。大肠杆菌T4噬菌体构造2、蝌蚪形噬菌体的构造以大肠杆菌T4噬菌体为例大肠杆菌T4噬菌体构造2、蝌蚪形噬菌(二)噬菌体(phage)的繁殖噬菌体并没有个体的生长过程,而只有其基本成分的合成和装配,即首先将各个部件合成出来,然后装配,所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。根据噬菌体与宿主的关系:烈性噬菌体:指感染宿主细胞后,能够使宿主细胞裂解的噬菌体.温和噬菌体(或溶源性噬菌体):噬菌体感染细胞后,将其核酸整合(附着)到宿主的核DNA上,并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制,在一般情况下,不引起寄主细胞裂解的噬菌体。(二)噬菌体(phage)的繁殖噬菌体并没有个体的生长过程,烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段:即吸附、侵入、复制、装配和释放。1、烈性噬菌体的繁殖烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段:1、烈性噬菌体的繁殖①吸附:噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合,噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后,靠刺突“钉”在细胞表面上。②侵入:核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔,然后尾鞘收缩,尾髓刺入细胞壁,并将核酸注入细胞内,蛋白质外壳留在细胞外。③复制:包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细胞后,会控制宿主细胞的合成系统,然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。①吸附:噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合,噬④装配:主要步骤有:DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部的其它部件独立装配完成——头部与尾部相结合——最后装上尾丝,至此,一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。④装配:⑤释放:方式:裂解:多以裂解细胞的方式释放。分泌:噬菌体穿出细胞,细胞并不裂解。通常情况下,一个噬菌体通过上述五个过程能合成100——300个噬菌体。烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长,⑤释放:
2、温和噬菌体与溶源性细菌温和噬菌体:噬菌体感染细胞后,将其核酸整合(附着)到宿主的核DNA上,并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制,在一般情况下,不引起寄主细胞裂解的噬菌体。原噬菌体(或前噬菌体):即整合在宿主核DNA上的噬菌体的核酸。溶原性细菌:指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖,而不被裂解。2、温和噬菌体与溶源性细菌温和噬菌体:噬菌体感染细胞后溶原性细菌的特点:可稳定遗传:子代细菌都含有原噬菌体,均具有溶原性。可自发裂解:温和噬菌体的核酸也可从宿主DNA上脱落下来,恢复原来的状态,进行大量的复制,变成烈性噬菌体,自发裂解几率10-2~10-5。可诱导裂解:用化学、物理方法诱导具有“免疫性”:溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感,对同源噬菌体具免疫性,对非同源噬菌体没有免疫性。可复愈:自然遗失前噬菌体,但不发生自发裂解和诱导裂解溶源转变:由于溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。溶原性细菌的特点:(三)噬菌体的危害和应用噬菌体的危害:主要是引起发酵中的噬菌体污染例:丙酮、丁醇发酵中的噬菌体污染抗生素发酵中的噬菌体污染食品工业上的噬菌体污染防治:控制活菌排放选育抗性生产菌株生产中轮换使用菌种药物防治例如用金霉素、四环素等。(三)噬菌体的危害和应用噬菌体的危害:噬菌体的应用:1.作为分子生物学研究的工具2.用于鉴定未知菌,可到型。3.用于临床治疗传染病4.检验植物病原菌5.测定辐射剂量噬菌体的应用:微生物在食品制造中的作用第一节细菌在食品制造中的作用第二节酵母菌在食品制造中的作用第三节霉菌在食品制造中的作用第四节
微生物酶在食品工业中的应用微生物在食品制造中的作用第一节细菌在食品制造中的作用细菌在食品制造中的作用食醋发酵乳制品蔬菜和水果的乳酸发酵食品氨基酸细菌在食品制造中的作用食醋食醋菌种:
纹膜醋酸菌(Acetobacteraceti)、许氏醋酸菌(A.schutzenbachii)、恶臭醋酸菌(A.rances)混浊变种、巴氏醋酸菌(A.pasteurianus)巴氏亚种。反应过程:醋酸菌在充分供氧的情况下生长繁殖,将乙醇氧化为醋酸。依据菌种的不同,还可产生其它有机酸及有香味的酯类等。食醋生产的原料:高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、枣等含糖或含淀粉的果实等食醋菌种:发酵乳制品发酵乳制品的种类:酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳、马奶酒等。常用的乳酸菌:干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜热链球菌等。反应过程:乳酸菌分解乳糖进行同型乳酸发酵或异型乳酸发酵。注意事项:在整个加工过程中,对原料灭菌处理采用的温度较低,所以接种剂量要大,以防止污染。发酵乳制品发酵乳制品的种类:酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳蔬菜和水果的乳酸发酵食品主要的乳酸发酵果蔬品种:泡菜、酸菜榨菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄榄等。发酵方法:自然发酵、纯种发酵常用菌种:植物乳杆菌、黄瓜乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌、小片球菌、发酵乳杆菌等。亚硝酸问题蔬菜和水果的乳酸发酵食品主要的乳酸发酵果蔬品种:泡菜、酸菜榨氨基酸食品添加剂中常见的氨基酸种类:谷氨酸钠为鲜味剂、色氨酸和甘氨酸为甜味剂、赖氨酸为营养增强剂等生产用菌种:谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌等用于生产谷氨酸;北京棒杆菌的营养缺陷型菌株用于生产赖氨酸。常用原料:小麦、玉米、甘薯、大米等淀粉质物质;糖蜜等含糖丰富的物质。氨基酸食品添加剂中常见的氨基酸种类:谷氨酸钠为鲜味剂、色氨酸酵母菌在食品制造中的作用面包:酵母将面粉中的糖类化合物分解形成CO2、醇、醛、有机酸等产物。酿酒:葡萄酒酵母、啤酒酵母、绍兴酵母等将糖类化合物分解形成乙醇等化合物。酵母细胞的利用—单细胞蛋白的生产废酵母酵母菌在食品制造中的作用面包:酵母将面粉中的糖类化合物分解形单细胞蛋白的生产生产用原料:糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷氨酸发酵废液、稻草、稻壳、玉米芯、木榍等的水解液;天然气、乙醇、乙烷等;乳制品和啤酒生产的废弃物。发酵方法:深层通气发酵和固体通风发酵。主要用途:作为单细胞食品;提取核苷酸、辅酶A、乳糖酶等医药及生物试剂主要菌种:产元假丝酵母、解脂假丝酵母、嗜石油假丝酵母等单细胞蛋白的生产生产用原料:糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷氨酸发霉菌在食品制造中的应用淀粉的糖化酱油的酿造酱类(大豆酱、面酱、豆瓣酱等)的制作豆腐乳有机酸
(柠檬酸、乳酸、醋酸等的发酵生产)霉菌在食品制造中的应用淀粉的糖化微生物酶在食品工业中的应用微生物生产酶制剂的特点
优点:种类多、便于工业化生产、产量大可保证供应。缺点:一种微生物可同时产生多种酶,因此工序较复杂。微生物酶及其在食品中的应用(举例)微生物酶在食品工业中的应用微生物生产酶制剂的特点食用菌我国主要食用菌:黑木耳、银耳、猴头、双孢蘑菇、草菇、香菇等。食用菌的人工栽培:深层培养和固体基质栽培。食用菌我国主要食用菌:黑木耳、银耳、猴头、双孢蘑菇、草菇、香9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。2022/12/12022/12/1Thursday,December1,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/12/12022/12/12022/12/112/1/20225:00:33PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/12/12022/12/1202
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