第二章真核微生物形态、构造和功能

第二章真核微生物的形态、

构造和功能本章的主要内容第一节真核微生物概述第二节酵母菌（yeast）第三节霉菌（Molds）第四节蕈菌（Mushroom）第一节真核微生物概述定义：是一大类具细胞核膜，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，称为真核生物。真核生物中微小的一类，称真核微生物。真核生物细胞结构模型真核生物细胞结构模型一、真核生物与原核生物的比较以列表比较了解原核细胞与真核细胞的比较

特性原核生物真核生物系统发育群细菌、古生菌藻类、真菌、原生动物、植物、动物核结构和功能核膜无有核仁无有DNA双链共价闭合环状；无组蛋白（有质粒DNA）线状，存在于几条染色体中通常有组蛋白与之结合分裂无有丝分裂有丝分裂，有丝分裂器具有微管纺缍体有性生殖不连续的过程，单向，无减数分裂，通常只是部分遗传互补体重组连续过程，减数分裂，整个染色体互补体重组基因内含子少普遍细胞质结构及组成质膜常缺少固醇，有类何帕烷常有固醇，无类何帕烷内膜相对简单；限于特定种群复杂，有内质网和高尔基体核糖体70S80S，而线粒体和叶绿体的核糖体为70S膜细胞器无有几种呼吸系统细胞质膜的一部分，无线粒体在线粒体中光合色素在内膜或绿色体中，无叶绿体在叶绿体中细胞壁存在（大多数），脂多糖组成（细菌），其它多糖、糖蛋白（古生菌）存在于植物、藻类、真菌中，多糖组成；动物和大多数原生动物没有细胞壁内生孢子某些存在，非常抗热无气泡某些存在无运动形式鞭毛运动鞭毛由单一类型蛋白质组成，纤维状，锚定于细胞膜和壁中，无“9+2”结构，鞭毛旋转鞭毛或纤毛；由微管组成，有“9+2”结构，不旋转，摆动非鞭毛运动滑动、气泡介导细胞质流动和变形虫运动，滑动含微管的细胞骨架无有，存在于鞭毛、纤毛、基体、有丝分裂纺缍体、中心粒中大小一般小，直径通常小于2μm通常大，直径2μm到大于100μm二、真核微生物的主要类群菌物界——1990年裘维蕃提出的，并已得到学术界的一定支持。菌物界是指与动物界、植物界相并列的一大群无叶绿素、依靠细胞表面吸收有机养料，细胞壁一般含有几丁质的真核微生物，一般包括真菌、粘菌和假菌3类。《安.贝氏菌物词典》第七版（1983年）《安.贝氏菌物词典》第八版（1995年）Anisworth分类系统1993年，中国真菌学会也正式更名为中国菌物学会.《安.贝氏菌物词典》第八版将广义上的真菌（即菌物）归入三个不同的界——多界菌物系统粘菌门粘菌门(Myxomycophyta)是介于动物和植物之间的一类生物，约有500种。生活史中，一段是动物性的，另一段是植物性的。营养体是一团裸露的原生质体，多核，无叶绿素，能作变形虫式运动（滑动），吞食固体食物，与原生动物的变形虫很相似。但在生殖时产生具纤维素细胞壁的孢子，这是植物的性状。变形体阶段的粘菌真菌定义真菌是指具有细胞壁、无根、茎、叶的分化，不含叶绿素，靠寄生或腐生方式生活的一类微生物。除少数是单细胞外，大多数菌体呈丝状。

真菌的特点真菌是最重要的真核微生物，他们的特点是：①无叶绿素，不能进行光合作用；②一般具发达的菌丝体；③细胞壁多数含几丁质；④营养方式为异养吸收型；⑤以产生大量无性和（或）有性孢子的方式进行繁殖；⑥陆生性较强。三、真核微生物的细胞构造（一）细胞壁（二）鞭毛与纤毛（一）细胞壁1、真菌的细胞壁2、藻类的细胞壁

1、真菌的细胞壁主要成分是多糖，另有少量的蛋白质和脂类低等真菌：以纤维素为主高等真菌：以几丁质为主酵母的细胞壁：以葡聚糖为主2、藻类的细胞壁结构骨架——纤维素，微纤丝层状排列基质——杂多糖：褐藻酸、岩藻酸、琼脂等（二）鞭毛与纤毛纤毛（cilia）和鞭毛（flagella）是细胞表面伸出的条状运动装置。二者在发生和结构上并没有什么差别（长短、多少）。纤毛和鞭毛都来源于中心粒。Humansperm鞭毛的结构鞭毛轴丝结构纤毛与鞭毛是相似的两种细胞外长物，前者较短，约5~10um；后者较长，约150um，两者直径相似，均为0.15~0.3um。鞭毛和纤毛均由基体和鞭杆两部分构成，鞭毛中的微管为9+2结构，即由9个二联微管和一对中央微管构成，其中二联微管由AB两个管组成，A管由13条原纤维组成，B管由10条原纤维组成，两者共用3条。A管对着相邻的B管伸出两条动力蛋白臂，并向鞭毛中央发出一条辐。基体的微管组成为9+0，并且二联微管为三联微管所取代，结构类似于中心粒。纤毛和鞭毛的运动是依靠动力蛋白（dynein）水解ATP，使相邻的二联微管相互滑动。（三）细胞膜项目原核生物真核生物甾醇无（支原体例外）有（胆甾醇、麦角甾醇等）磷脂种类磷脂酰甘油和磷脂酰乙醇胺等磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺等脂肪酸种类直链或分支、饱和或不饱和脂酸；每一磷脂分子常含饱和与不饱和脂肪酸各1个高等真菌：含偶数碳原子的饱和或不饱和脂肪酸低等真菌：含奇数碳原子的不饱和脂肪酸糖脂无有（具有细胞间识别受体功能）电子传递体有无基团转移运输有无胞吞作用无有（四）细胞核是细胞遗传信息（DNA）的贮存、复制和转录的主要部位外形固定，有核膜，核膜上有核孔由核膜、染色质、核仁和核基质组成细胞核结构异染色质（五）细胞质和细胞器1、细胞基质和细胞骨架2、内质网和核糖体3、高尔基体4、溶酶体5、微体6、线粒体7、叶绿体8、液泡9、膜边体10、几丁质体11、氢化酶体1、细胞基质和细胞骨架除细胞器以外的胶状溶液，称细胞基质细胞骨架是由微管、肌动蛋白丝（微丝）和中间纤维3种蛋白质纤维构成的细胞支架微管肌动蛋白丝中间纤维2、内质网和核糖体糙面内质网Roughendoplasmicreticulum(RER)——膜上附着有核糖体颗粒，具有合成和运送胞外分泌蛋白的功能。光面内质网Smoothendoplasmicreticulum(SER)——膜上不含核糖体颗粒，与脂类和钙代谢等密切相关。核糖体（ribosome）——存在于一切细胞中的无膜包裹的颗粒状细胞器，具有蛋白质合成功能。内质网粗面内质网光面内质网糙面内质网滑面内质网核糖体是细胞质和线粒体中无膜包裹的颗粒状细胞器，具蛋白质合成功能。核蛋白体包括RNA和蛋白质，直径为20-25nm。真核细胞的核蛋白体比原核细胞的大，其沉降系数一般为80S，它由60S和40S的2个小亚基组成。细胞质核蛋白体有的呈游离状态，有的和内质网及核膜结合。线粒体核蛋白体存在于线粒体内膜的嵴间，但沉降系数为70S。3、高尔基体（Golgiapparatus）1898年，Golgi（意大利）用银染法，在猫头鹰的神经细胞内观察到了清晰的结构，因此定名为高尔基体。20世纪50年代以后才正确认识它的存在和结构。4~8个平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体。功能：将粗面内质网合成的蛋白质进行浓缩，并与自身合成的糖类、脂类结合，形成糖蛋白、脂蛋白分泌泡，通过外排作用分泌到细胞外，是协调细胞生化功能和细胞内外环境的重要的细胞器。（蛋白加工、分泌等）高尔基体高尔基体高尔基体分泌功能示意图高尔基体分泌功能示意图4、溶酶体Lysosymes溶酶体（lysosome）为C.deDuve与B.Novikoff1955年首次发现。是单层膜围绕、内含多种（40种以上）酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。具有异质性，形态大小及内含的水解酶种类都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是标志酶。初级溶酶体

（primarylysosome）

次级溶酶体

（Secondarylysosome）

残体（肝细胞脂褐质）

（residualbody）5、微体microbody（过氧化物酶体）Rhodin1954发现于鼠肾小管上皮细胞。是一种具有异质性的细胞器。直径通常0.5um，呈圆形，椭圆形或哑呤形不等，由单层膜围绕而成。特点：含过氧化氢酶（标志酶）和一至多种依赖黄素（flavin）的氧化酶，已发现40多种氧化酶，各类氧化酶的共性是将底物氧化后生成过氧化氢。而过氧化氢酶又利用H2O2去氧化其它底物。RH2+O2→R+H2O2功能：可使细胞免受H2O2毒害，并能氧化分解脂肪酸（β-氧化）等。——解毒、肝细胞内过氧化物酶体

Peroxisomeofhepatocyte水仙叶肉细胞微体

烟草叶肉细胞的过氧化物酶体（中央具有尿酸氧化酶形成的晶体状核心）6、线粒体mitochondria两层膜外形和大小酷似杆菌（0.5~1.0×1.5~3.0um）每个细胞有数百到数千个功能：把蕴藏在有机物中的化学潜能转化成生命活动所需能量（ATP）——动力车间基粒——ATP合成酶复合体（内膜表面）电子传递链——内膜上脂蛋白复合物三羧酸循环酶系——基质闭合环状DNA链和核糖体——合成自身蛋白线粒体内膜结构模型

（迷宫式和连接式）管状嵴Tubularcristae在低等真菌中，含有与高等植物和藻类的线粒体相似的管状嵴板状嵴Lamellarcristae存在于较高等真菌（接合菌、子囊菌、担子菌）中7、叶绿体（chloroplast）双层膜包裹、只存在于绿色植物的细胞中。具有光合作用外形多为扁平的圆形或椭圆形状，如透镜，长径5~10um，短径2~4um，厚2~3um。叶肉细胞含50~200个叶绿体，占细胞质的40%。构造由三部分组成：叶绿体膜、类囊体和基质由外被（chloroplastenvelope）、类囊体（thylakoid）和基质（stroma）3部分组成。含有3种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜，3种彼此分开的腔：膜间隙、基质和类囊体腔。叶绿体结构基粒类囊体膜基质叶绿体膜（外膜和内膜）淀粉颗粒质膜8、液泡是在细胞质中由单层膜包围的充满水液的泡。其形态、大小受细胞年龄和生理状态而变化，一般在老龄细胞中液泡大而明显。真菌的液泡含有多种贮藏物和酶功能：有维持细胞渗透压和贮存营养物及溶酶体的功能。9、膜边体（lomasome）是某些真菌菌丝细胞中由单层膜包裹的细胞器，位于细胞壁和细胞膜之间。形态呈管状、囊状、球状、卵圆形或作多层折叠的膜，内含泡状物或颗粒状物。由高尔基体或内质网的特定部位形成，可以互相结合，有些膜边体与细胞器或细胞膜连接在一起。功能：分泌水解酶或与细胞壁的形成有关。10、几丁质体（chitosome）一种活跃于各种真菌菌丝体顶端细胞中的微小泡囊，直径40~70um，内含几丁质合成酶。功能：把其中所含的酶源源不断地运送到菌丝尖端细胞壁表面，使该处不断合成几丁质微纤维（骨架结构），从而保证菌丝不断向前延伸（保证了菌丝顶端延伸生长的物质供给）。11、氢化酶体一种由单层膜包裹的球状细胞器，内含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还蛋白和丙酮酸。通常存在于鞭毛基体附近，为基体运动提供能量。只存在于厌氧性的原生动物和真菌。特别说明由于显微藻类一般在植物学中有详细介绍；原生动物则在动物学中有较多描述；本章着重真菌进行介绍，分三节——酵母菌、霉菌、蕈菌三大类群。第二节酵母菌一、定义及概述二、细胞的形态和构造三、酵母菌的繁殖方式与生活史四、酵母菌的菌落一、酵母菌定义及概述“酵母”之意为“发酵之母”，国外用“yeast”等名称也具有发酵之意。现国际上用“酵母”一词来称呼一类结构较简单的单细胞真菌。“酵母菌”不是分类学上的名词，它在真菌分类系统中分属于子囊菌纲（亚门）、担子菌纲（亚门）与半知菌类（亚门）。现知酵母大约500多种，分属于56个属。泛指一类结构较简单的能发酵糖类单细胞真菌。1.酵母菌特点（1）个体一般以单细胞状态存在；（2）多数营出芽繁殖，也有的裂殖；（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。2.分布主要分布于含糖分较多的酸性环境中，如果品、蔬菜、花蜜和植物叶子上，特别是葡萄园和果园的土壤中，因而有人称其为糖菌（sugarfungus）。空气中和普通土壤中数量较少。注意：分离时的样品来源和选择?3.酵母菌的用途酵母菌与人类的关系十分密切。可以认为，酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。千百年来，酵母菌及其发酵产品大大改善和丰富了人类的生活。乙醇和有关饮料的生产，面包的制造，甘油的发酵，石油的脱蜡；饲用、药用或食用单细胞蛋白（SCP）的生产；提取核酸、麦角甾醇、辅酶A、细胞色素C、凝血质和维生素等生化药物；作为遗传工程的受体菌（真核表达系统——毕赤酵母、酿酒酵母）等；4.酵母菌的危害及致病性腐生型酵母菌：使食物、纺织品和其他原料腐败变质；鲁氏酵母、蜂蜜酵母：使蜂蜜、果酱败坏；——高渗酵母白假丝酵母（白色念珠菌）：可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道以及泌尿系统等多种疾病。二、酵母细胞的形态和构造（一）细胞的形态及大小（二）细胞的构造细胞的形态和构造1680年荷兰列文·虎克（Leeuwenhoek）第一个看到酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）的形态。酵母菌是典型的真核微生物，其细胞直径约为细菌的10倍，一般长5~20μm，宽1~10μm。在光学显微镜下，可模糊地看到酵母细胞内的种种结构分化。酵母菌细胞的形态通常有球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种，当它们进行一连串的芽殖后，如果长大的子细胞与母细胞并不分离，其间仅以狭小的面积相连，这种藕节状的细胞串就称假菌丝。（一）形态与大小单细胞，不能运动，圆形、椭圆形、柠檬形、卵圆形、腊肠形以及菌丝状。大小根据不同的种差别很大：2.5~10×4.5~21um

假菌丝酵母形态A酿酒酵母（Saccharomycescerevisae）B路德酵母（Saccharomycesludwigii）C白地霉（Geotrichumcandidum）D膜醭毕赤酵母（Pichiamembranaefaciens）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结构形态。假菌丝白假丝酵母（二）细胞的构造1、细胞壁2、细胞膜3、细胞核4、其他构造酵母菌细胞的模式构造（一）细胞壁细胞壁厚约25nm，约占细胞干重的25％，是一种坚韧的结构。其化学组分较特殊，主要由“酵母纤维素”组成。它的结构似“三明治”——外层为甘露聚糖（mannan），内层为葡聚糖（glucan），它们都是复杂的分枝状聚合物，其间夹有一层蛋白质分子。蛋白质约占细胞壁干重的10％，其中有些是以与细胞壁相结合的酶的形式存在，例如葡聚糖酶、甘聚糖酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和脂酶等。据试验，维持细胞壁强度的物质主要是位于内层的葡聚糖成分。此外，细胞壁上还含有少量类脂和以环状形式分布在芽痕周围的几丁质。1、细胞壁酵母菌细胞壁厚约25nm，约占细胞壁干重的25%，是一种坚韧的结构。其主要成分为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和几丁质，另有少量脂类。酵母细胞壁结构似“三明治”—外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖，它们都是复杂的分枝状聚合物，中间夹有一层蛋白质（葡聚糖酶、甘露聚糖酶等）。甘露聚糖（外层）酵母细胞壁结构图葡聚糖、甘露聚糖、纤维素和几丁质的化学结构

用玛瑙螺（Helixpomatia）的胃液制得的蜗牛消化酶，内含水解酵母菌细胞模式构造的纤维素酶、甘露聚糖酶、葡糖酸酶、几丁质酶和脂酶等30余种酶类，它对酵母菌的细胞壁具有良好的水解作用，因而可用来制备酵母菌的原生质体，也可用它来水解酵母菌的子囊壁，借以把能抗一般酶水解的子囊孢子分离出来。蜗牛酶的作用用玛瑙螺（Helixpomatia）的胃液制得的蜗牛消化酶，内含水解酵母菌细胞模式构造的纤维素酶、甘露聚糖酶、葡糖酸酶、几丁质酶和脂酶等30余种酶类，它对酵母菌的细胞壁具有良好的水解作用，因而可用来制备酵母菌的原生质体，也可用它来水解酵母菌的子囊壁，借以把能抗一般酶水解的子囊孢子分离出来。2、细胞膜三层结构。它的主要成分是蛋白质（约占干重50％）、类脂（约占40％）和少量糖类——双层磷脂+蛋白质。在酵母细胞膜上所含的各种甾醇中，尤以麦角甾醇居多。它经紫外线照射后，可形成维生素D2。据报道，发酵酵母（Saccharomycesfermentati

）所含的总甾醇量可达细胞干重的22％，其中的麦角甾醇达细胞干重的9.66％。——开发生物（生化）制品。细胞膜中的成分3、细胞核活细胞中的核可用相差显微镜加以观察；一般可以用碱性品红或姬姆萨染色法对固定的酵母细胞进行染色，还可观察到核内的染色体，其数目因种而异。酿（啤）酒酵母（S.cerevisiae）的基因组共由17条染色体组成，其全序列已于1996年公布，大小为12.052Mb，共有6500个基因。是第一个测出的真核生物基因组序列。核DNA外的其它DNA（环状）酵母线粒体DNA酵母线粒体内含有一个DNA片段，是长达25μm的环状结构，分子量为5.0×107Da，比高等动物线粒体中的DNA大5倍，类似于原核生物中的染色体。线粒体上的DNA量约占酵母细胞总DNA量的15-23%，它的复制是相对独立进行的，不受核DNA的控制。2μm质粒是1967年后才在S.cerevisiae中发现的，它可作外源DNA片段的载体，并通过转化而完成组建“工程菌”等重要的遗传工程研究。4、其他构造在成熟的酵母菌细胞中，有一个大形的液泡（Vacuole）。有多种代谢物和水解酶，其功能：营养物和水解酶类的贮藏库的作用；调节渗透压。在有氧条件下，酵母菌细胞内会形成许多线粒体。在缺氧条件下生长的酵母菌细胞，只能形成无嵴的、没有氧化磷酸化功能的线粒体。在有的酵母菌，例如白假丝酵母（Candidaalbicans）中存在微体（细胞器），它的功能可能是参与甲醇和烷烃的氧化（？）。三、酵母菌的繁殖方式与生活史（一）无性繁殖（二）有性繁殖（三）酵母菌的生活史酵母菌的繁殖方式真酵母——具有有性生殖的酵母菌假酵母——只进行无性生殖的酵母菌（一）无性繁殖1、芽殖（budding）2、裂殖（fisson)3、产生无性孢子——掷孢子、厚垣孢子等1、芽殖（budding）母细胞壁变薄→新合成物质堆积→形成隔壁→子细胞脱离芽痕：母细胞；蒂痕（诞生痕）：子细胞芽痕在细胞表面稍微隆起，一个酿酒酵母一般20个芽，多达40个；出芽位点：双倍体酵母——芽的分布或多或少随机；单倍体酵母——芽痕多以排、环或螺旋状出现2、裂殖（fisson)裂殖酵母属（Schizosaccharomyces）——具有与细菌相似的二分裂繁殖方式过程：细胞伸长，核分裂为二，然后细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个相等大小的、各具有一个核的子细胞。进行裂殖的酵母菌种类很少。

3、产生无性孢子掷孢子（ballistospore）是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Candidaalbicans等还能在假菌丝的顶端产生。（二）有性繁殖酵母菌是以形成子囊（ascus）和子囊孢子（ascospore）的方式进行有性繁殖的。过程：两个相邻近的酵母细胞→细胞质、细胞核在通道内融合，两个细胞为接合子→融合核进行1-3次分裂，形成2-8个子核→子核与附近的细胞质形成孢子→接合子变为子囊→子囊孢子促使酵母产生孢子的条件①营养充足的强壮幼龄细胞——一般接种于液体培养基，每隔一天移接一次，连续三天，待酵母强壮后，再接到产孢子培养基上培养。②空气要流通，必须给以充分的空气，从而提供足够的氧气。③适当的温度和湿度（足够的湿度，较高的温度）。温度为25－30℃（适温为25℃），湿度80％以上。④选择适当的生孢子培养基（缺乏氮源）

——常用醋酸盐、石膏，其他如胡萝卜、马铃薯、葡萄干。

——McClary培养基、Gorodkowa培养基、Kleyn培养基

生产上的意义①在啤酒生产上常利用酵母菌子囊孢子形成的速度和形状来检验培养酵母有无被野生酵母污染的问题。一般野生酵母形成孢子，用石膏培养基培养，40-48小时内形成孢子则为野生酵母，在72小时以上产孢子者为培养酵母——形成快慢。②利用子囊孢子进行杂交育种，人工定向培育所需特性的菌种，可提高产品的产量和质量或使其适应新的工艺要求。（三）酵母菌的生活史生活史（lifecycle）——指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（生命周期）。一般涉及有性生殖。有3种类型（根据营养体的存在形式——是否可以独立生活并产生子代）：1、营养体以单倍体/双倍体两种形式存在2、营养体只以单倍体形式存在3、营养体只以双倍体形式存在1、营养体以单倍体/双倍体两种形式存在——都能独立生活酿酒酵母是这类生活史的代表。特点：①营养体既可以单倍体形式存在，也能以二倍体形式存在；②一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖；③在特定条件下进行有性繁殖。S．cerevisiae的二倍体营养细胞因其体积大、生活力强（一般情况），故广泛地应用于工业生产、科学研究或是遗传工程实践中。酿酒酵母的生活史子囊的破壁有自然和人为破壁——蜗牛酶、研磨等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，有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞酵母菌子囊孢子的形成2、营养体只以单倍体形式存在以八孢裂殖酵母为代表。特点：①营养细胞是单倍体；②无性繁殖以裂殖方式进行；③双倍体细胞不能独立生活——双倍体阶段短，一经生成立即减数分裂。3、营养体只以双倍体形式存在以路德类酵母为代表特点：①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。②单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在，故不能独立生活。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（隆起或高耸），表面湿润，粘稠，易被挑起。颜色单调，多为乳白色，少数呈红色、黑色。边缘圆整，如产生假菌丝，则边缘可见丝状结构有愉快的酒香味。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。液体培养上面酵母与下面酵母并非分类学上的名称，而是在啤酒酿造业中根据酵母菌在容器内的情况而对酵母菌株进行的分类：上面酵母——在发酵过程中细胞浮游在液体上层，是较活跃的发酵剂（？）；下面酵母——在发酵过程中细胞沉于容器底层，是较缓慢的发酵剂（？）。第三节丝状真菌——霉菌一、定义与概述二、细胞的形态和构造三、真菌的孢子四、霉菌的菌落一、定义与概述霉菌（mould）不是一个分类学上的名词，它是丝状真菌的一个俗称，意即“会引起物品霉变的真菌”。——小型真菌（区别于大型真菌）在微生物学中，凡是在基质上长成绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状，但不形成大型子实体的丝状真菌统称霉菌。霉菌分属于鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门及半知菌亚门。繁殖：有性生殖和无性生殖（产生分生孢子），也可借助菌丝的片段繁殖。分布霉菌是微生物学中种类最多的一大类，有记载的已有40000种左右（每年还有大量新种发现）。霉菌在自然界中的分布极为广泛，它们以孢子和菌丝的片段大量存在于土壤中，因其绝大多数是好氧菌，所以主要生活在近地面的土层中。通常分离霉菌时取偏酸性、含有机质较丰富的接近表层的土壤。霉菌用途工业应用生产有机酸：柠檬酸、葡萄糖酸、苹果酸等；生产抗生素：青霉素、头孢菌素、灰黄霉素等；生产维生素：核黄素（VB2）等；生产生物碱：麦角碱等；生产酶制剂：淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶等；生产各种传统的食品：

制酱、酱油、干酪、腐乳、豆豉、甜白酒等。农业应用：

植物生长素（如赤霉素）；杀虫农药（如白僵菌剂）；除草剂（如鲁保一号）；基本理论的研究：霉菌在基本理论的研究中应用很广，最著名例子是粗糙脉孢菌等在建立生化遗传学中的作用。霉菌的危害引起工业产品的霉变

食品、纺织品、皮革、木器、纸张、光学仪器、电工器材和照相胶片等都易被霉菌所破坏、变质。引起植物病害可引起多种植物病害，如19世纪中叶在欧洲大流行的马铃薯晚疫病（致病疫霉）；我国于1950年发生的麦锈病和1974年发生的稻瘟病,使小麦和水稻分别减产了60亿kg，等等。引起动物病害

可引起人体和动物的浅部病变（皮肤癣菌引起的各种癣症）和深部病变（既可侵害皮肤、粘膜，又可侵犯肌肉、骨骼和内脏的各种器官）。霉菌毒素（真菌毒素）霉菌能产生多种毒素，严重威胁人畜健康。目前为止发现有100种以上，其中毒性最强的如黄曲霉产生的黄曲霉毒素、棕曲霉产生的棕曲霉毒素等。尤其是黄曲霉毒素有致癌作用。黄曲霉毒素:

黄曲霉毒素是某些霉菌所产生的代谢产物，是几种毒素的混合物，各种毒素的毒性差异很大，B1是已知黄曲霉毒素中毒性最大的一种（LD50=0.36mg/Kg，毒性为剧毒化学药品氰化钾的10倍，砒霜的68倍

）。大多数黄曲霉或其他霉菌所产生的混合黄曲霉毒素中，黄曲霉毒素B1是含量最多的一种。黄曲霉毒素对动物有明显毒性作用与致癌作用（目前发现的最强的致癌物质。其致癌力是奶油黄的900倍，比二甲基亚硝胺诱发肝癌的能力大75倍，比3,4苯并芘大4000倍），毒害器官主要是肝脏。联合国粮食和农业组织（FAO）及世界卫生组织（WHO）规定食品中黄曲霉毒素含量不得超过30ppb，1969年把规定降低到20ppb，1974年重新规定为15ppb。并不是所有黄曲霉都产黄曲霉毒素，据统计有30-70%黄曲霉产生毒素，产毒菌株必须在适宜温度、湿度下才产毒（24-30℃，相对湿度85%）。O2、CO2也有一定影响，O2含量低、CO2含量高时不产毒或产生毒素浓度低。最适培养基是花生，其次是玉米、小麦、大米等。黄曲霉毒素具有耐热的特点，即使用高温加热，也不能破坏其毒性。二、细胞的形态和构造（一）菌丝及其延伸过程（二）菌丝体及其各种分化形式（一）菌丝及其延伸过程真菌营养体的基本单位是菌丝（hyphae），直径一般为3～10μm，亦即与酵母细胞类似，但比细菌或放线菌的细胞约粗10倍。根据菌丝中是否存在隔膜，可把所有菌丝分成无隔菌丝和有隔菌丝两大类。菌丝细胞的构造与酵母菌类似。顶端延伸生长——细胞壁和细胞质的形态、成分由顶端向后逐渐变化、加厚并趋向成熟。！！无隔菌丝

菌丝分无隔菌丝和有隔菌丝。无隔菌丝是一个长管形细胞，有分枝或无分枝，大多数是多核的。有隔菌丝是有横隔壁把菌丝隔成许多细胞，每个细胞内含有一个或二个核。有隔菌丝黑曲霉的有隔菌丝Neurosporacrassa的菌丝尖端细胞各部位的成熟程度是不同的。在菌丝顶端有延伸区和硬化区，它们的内层是几丁质层，外层为蛋白质层；接着就是亚顶端部位（次生壁形成区），其由内至外是几丁质层、蛋白质层和葡聚糖蛋白网层；再下面就是成熟区，其由内至外相应地为几丁质层、蛋白质层、葡聚糖蛋白质层和葡聚糖层；最后就是隔膜区。菌丝顶端的构造：包括延伸区、硬化区、次生壁形成区、成熟区、隔膜区。细胞壁的成分真菌细胞壁特征性地含有几丁质，使细胞壁坚韧（网状微纤维骨架）；也含有蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖等无定型物质（基质），它们混在上述纤维状物质构成的网内或网外，充实了细胞壁的结构。从进化的角度来看，越是低等的、水生的真菌，其细胞壁成分就越与藻类接近，即含有较多的纤维素；较高等的、陆生的真菌，则主要含有几丁质成分。（二）菌丝体及其各种分化形式当真菌孢子落在适宜的固体营养基质上后，就发芽生长，产生菌丝和由许多分枝菌丝相互交织而成的一个菌丝集团即菌丝体（Mycelium）

菌丝体有两个基本类型：密布在营养基质内部主要执行吸取营养物功能的菌丝体，称为营养菌丝体（Vegetativemycelium），而伸展到空气中的菌丝体，则称为气生菌丝体（Aerialmycelium）。进化过程——生理功能和适应环境，产生了多种特化构造。菌丝体的特化结构1、营养菌丝体的特化形态黑根霉的形态、构造模式图（1）假根和匍匐菌丝（2）吸器是寄生在细胞间的真菌，特别是一些专性寄生菌在菌丝体上形成侵入寄主细胞内，具有吸收养分功能的器官，形状有球状、丝状、掌状、裂片状等。由专性寄生霉菌如锈菌、霜霉菌和白粉菌等产生的菌丝变态，它们是从菌丝上产生出来的旁枝，侵入细胞内分化成根状、指状、球状和佛手状等，用以吸收寄主细胞内的养料。部分菌丝体的特化结构

——吸器（3）附着胞和附着枝附着胞——许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大，并分泌粘状物，借以牢固地粘附在宿主的表面，这一结构就是附着胞。附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝，以侵入宿主的角质层而吸取养料。附着枝——若干寄生真菌例如Asteridiellahomalii-angustifolii（小光壳炱）和Irenina（秃壳炱属）等，由菌丝细胞生出1～2个细胞的短枝，以将菌丝附着于宿主上，这种特殊结构即附着枝。炱（tái）——

烟尘。烟气凝积而成的黑灰

附着枝和附着胞附着胞真菌禾生刺盘孢(C.Graminicola)的附着胞的压力为5.35Mpa，M.grisea附着胞的压力8.0Mpa，相当于我们用高压蒸汽灭菌压力0.1Mpa的50-80倍。附着胞胞外基质萌发管分生孢子黑色素层刺丝附着胞入射角距离波谱（6）菌核和子座菌核——是一种休眠的菌丝组织。其外层较坚硬、色深（拟薄壁组织）；内层疏松，大多呈白色（疏丝组织）。菌核的形状有大有小，大的如茯苓（大如小孩头），小的如油菜菌核（形如鼠粪）。

子座——由菌丝集结而成的、在其内部或外部形成繁殖细胞的褥座。部分菌丝体的特化结构

——组织体（菌核、子座）菌核——是一个坚硬的营养结构，多为黑褐色或黑色形状，大小各异；典型的菌核内部是疏丝组织，外层是拟薄壁组织。菌核萌发——形成子囊盘和子座菌核菌核的作用：抵抗不良环境，特别对高温、低温、干燥推抵抗力强；贮存养分；条件适宜时，萌发产生菌丝或产孢机构（不直接产孢）。说明：有的菌核是由菌组织和寄主组织结合在一起形成的，叫假菌核。子座：由菌丝集结而成的、在其内部或外部形成繁殖细胞的褥座。典型例子：冬虫夏草（5）菌索在树皮下或地下常可找到白色的根状菌丝组织，即为菌索。多种伞菌，例如Armillariamellea（假蜜环菌）等都有根状菌索。它们的生理功能为促进菌体蔓延和抵御不良环境。部分菌丝体的特化结构

——组织体（菌索）根状菌索：由菌丝集结而成的绳索装的结构。是强大的侵入机构、营养运输、不良条件下休眠结构。（6）菌环和菌网捕虫菌目（Zoopagales）的真菌和一些半知菌会产生菌环和菌网等特化菌丝，其功能是捕捉线虫，然后再从环或网上生出菌丝侵入线虫体内吸收养料。真菌的菌环（套）和菌网

——捕食器官

菌环（套）B.简单菌网C.复杂菌网捕食器官

——常见的结构有粘性菌丝、粘性分枝、粘性网、粘性球、非收缩环和收缩环等6种菌套（网）：菌丝分枝形成的环状或网状的结构，用于捕食线虫。2、气生菌丝体的特化形态气生菌丝体主要特化成各种形态的子实体（sporocarp，fructification或fruitingbody）。子实体是指由气生菌丝特化成，在其里面或上面可产生有性或无孢子，有一定形状或构造的任何菌丝体组织。（1）结构简单的子实体产生无性孢子的简单子实体有几种类型，常见的例如曲霉属（Aspergillus）或青霉属（Penicillium）等的分生孢子头（conidialhead），根霉属（Rhizopus）和毛霉属（Mucor）等的孢子囊（sporangium）。产生有性孢子的简单子实体如担子菌的担子（basidium）曲霉的形态、构造模式图黑曲霉的分生孢子头黑曲霉孢子头发育过程的显微照片曲霉的扫描电子显微照片青霉菌的形态、构造模式图青霉的帚状分枝的显微照片青霉菌的结构显微照片——帚状分枝（三种类型）单轮对称双轮对称非对称黑根霉的形态、构造模式图担子结构模型图（2）结构复杂的子实体产无性孢子的结构复杂的子实体有分生孢子器（Pycnidium）、分生孢子座（sporodochium）和分生孢子盘（acervulus）等几种结构。分生孢子器是一个球形或瓶形的结构，在器的内壁四周表面或底部长有极短的分生孢子梗，在梗上产生分生孢子。有很多真菌，它们的分生孢子梗紧密聚集成簇，分生孢子长在梗的顶端，形成一种垫状的结构，就称分生孢子座，瘤座孢科（Tuberculariaceae）真菌的共同特征。分生孢子盘则是一种在寄主的角质层或表皮下，由分生孢子梗簇生在一起而形成的盘状结构，有时其中还夹杂着刚毛。分生孢子器、分生孢子座和分生孢子盘子囊果能产有性孢子的、结构复杂的子实体称为子囊果（ascocarp）。①闭囊壳（cleistothecium），为完全封闭式，呈圆球形，它是不整囊菌纲（Plectomycetes）例如部分青霉、曲霉所具有的特征；②子囊壳（Perithecium），其子囊果多少有点封闭，但留有孔口，似烧瓶形，它是核菌纲（Pyrenomycetes）真菌的典型构造；③子囊盘（apothecium），开口的、盘状的子囊果可称为子囊盘，它是盘菌纲（ycetes）真菌的特有结构。子囊果的形状闭囊壳子囊壳子囊盘3、菌丝体在液体培养时的特化形态真菌在液体培养基中进行通气搅拌或振荡培养时，有时会产生菌丝球，Aspergillusniger（黑曲霉）的高产菌株进行柠檬酸发酵时，或是Agaricusbisporus（二孢蘑菇）等食用担子菌进行菌丝体液体培养时最易见到。以Aspniger发酵柠檬酸为例，它的几个高产菌株D353，5016，3008都有菌丝球状生长的特征。菌丝体相互紧密纠结，呈颗粒状，均匀地悬浮在发酵液中，且不会长得过密，因而发酵液的外观较稀薄，既有利于氧的传递，也可以提高糖的转化率和柠檬酸的浓度。相反，如果发酵条件控制不善，就会产生异常的菌丝球。这时，其内部产生一个空腔，并可见到退化细胞和许多孢子梗。故在生产实践上，只要观察菌丝球的各种特征，就有助于判断发酵条件是否正常。菌丝球大小、形态等都会有差异。菌丝球在振荡培养或机械搅拌罐中，霉菌或放线菌的菌丝体有时会缠绕在一起，形成紧密的小球，俗称菌丝球。菌丝球的形成，可以使发酵液黏度下降，因而在有限的空间内可以获得更多的菌体。但是形成的菌丝球会影响物料的传递，一般在球中央的细胞在生长和产物形成等方面均不如球表面的细胞。真菌在液体培养基中进行通气搅拌或振荡培养时，往往会产生菌丝球。三、真菌的孢子真菌有着极强的繁殖能力，它们可通过无性繁殖或有性繁殖的方式产生大量新个体。虽然真菌菌丝体上任一部分的菌丝碎片都能进行繁殖，但在正常自然条件下，真菌主要还是通过形形色色的无性或有性孢子来进行繁殖的。真菌的孢子与细菌芽孢的比较真菌孢子的类型和特点孢子名称染色体倍数*外形数量外或内生其它特点实例游动孢子n圆、梨、肾形多内有鞭毛、能游动壶菌无性孢子孢囊孢子n近圆形多内水生型有鞭毛根霉、毛霉分生孢子n极多样极多外少数为多细胞青霉、曲霉节孢子n柱形多外各孢子同时形成白地霉厚垣孢子n近圆形少外在菌丝顶端或中间形成总状毛霉芽孢子n近圆形较多外在酵母细胞上出芽形成假丝酵母掷孢子n镰、豆、肾形少外成熟后从母细胞射出掷孢酵母有性孢子卵孢子2n近圆形1至几内壁厚、休眠德氏腐霉接合孢子2n近圆形1内**壁厚、休眠、大、深色根霉、毛霉子囊孢子n近圆形一般8内长在各种子囊内脉孢菌、红曲担孢子n近圆形一般4外长在特有的担子上蘑菇、香茹*n为单倍体；2n为双倍体；**根据近代超显微结构的研究，发现接合孢子是在接合孢子囊中形成的，应属内生孢子孢子的类型真菌无性和有性孢子类型。无性孢子的形态特征真菌无性生殖产生的孢子统称。可分为芽孢子、掷孢子、厚垣孢子、游动孢子、孢囊孢子、节孢子、粉孢子和分生孢子等类型。霉菌的无性孢子厚垣孢子节孢子孢囊孢子芽生孢子分生孢子霉菌中几种常见的无性孢子厚垣孢子节孢子孢囊孢子芽生孢子分生孢子真菌有性孢子的形态特征真菌有性生殖产生的孢子统称，可分为卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子四种类型。1.

卵孢子（Oospore）：概念：由大小不同的配子囊结合后发育而成。2n配子囊(Gametangia)：由菌丝发育而来。藏卵器、雄器。2.接合孢子（Zygospore）:1）概念：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。2）形态：厚壁、粗糙、黑壳。3）特点：休眠体，2n。接合孢子形态和形成过程毛霉，根霉3.

子囊孢子（ascospore):概念：在子囊中形成的有性孢子。子囊：两性细胞接触以后形成的囊状结构。子囊果：

子实体（一种有性结构），多个子囊外部由菌丝体组成共同的保护组织结构，

称为子囊果。子囊包在其中。子囊和子囊孢子形成过程子囊形成的方式、形状、大小子囊果的形状闭囊壳子囊壳子囊盘4.担孢子（Basidiospore）概念：担子菌所特有，经两性细