真核微生物医学知识

第三章真核微生物

教学目标与要求：1.了解酵母菌、霉菌和大型真菌的主要特征及其生物学特性；2.重点掌握，酵母菌与霉菌的形态结构和繁殖方式；3.掌握常见霉菌的主要特征及区别；4.了解酵母菌在生产实践中的应用及原核微生物与真核微生物的主要区别。

原核微生物细胞结构的主要特征是细胞核没有核膜；而真核微生物的细胞核具有核膜，并且进行有丝分裂，细胞质中有线粒体，有些还有内质网等细胞器。真核微生物包括：真菌（fungi）

、单细胞藻类(singlecellalgae)和原生动物(protozoon)等

。

第一节真核微生物概述一、真核微生物的主要类群真核微生物植物界：显微藻类动物界：原生动物菌物界：假菌真菌单细胞真菌——酵母菌丝状真菌——霉菌大型真菌——蕈菌真菌是一类低等真核微生物的通称过去真菌在分类上分为三纲一类藻状菌纲子囊菌纲担子菌纲半知菌类真菌的种类很多，既包括大型真菌，如蘑菇、马勃，也包括小型的霉菌和酵母菌等。目前在真菌界分类上仍有许多不同看法，大体可分为真菌门（Eumycota）和粘菌门（Myxomycota）

真菌门依据其形成有性孢子的情况又分为:鞭毛菌亚门

接合菌亚门

子囊菌亚门

担子菌亚门半知菌亚门二、真菌的特点无叶绿素，不能进行光合作用一般具有发达的菌丝体细胞壁多含有几丁质（壳多糖）营养方式为异养吸收型只能靠渗透自体外吸取营养以产大量无性（或）有性孢子的形式进行繁殖陆生性较强基于上述特点把真菌独立于动、植物之外而成为单独的一类真核微生物。（一）、细胞壁真菌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的细胞壁的主要成分以纤维素为主酵母的细胞壁的主要成分以葡聚糖为主高等真菌的细胞壁的主要成分以几丁质为主三、真菌的细胞结构（二）、鞭毛与纤毛（三）、细胞质膜PlasmaMembrane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一高等真菌：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，有核膜由核被膜、染色质、核仁和核基质组成（五）细胞质和细胞器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）和中间丝3种蛋白质纤维构成的细胞支架糙面内质网Roughendoplasmicreticulum(RER)Smoothendoplasmicreticulum(SER)

滑（光）面内质网2、内质网和核糖体核糖体（ribosomes）Golgiapparatus3、高尔基体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是协调细胞生化功能和细胞内外环境的重要的细胞器Lysosymes4、溶酶体单层膜内含多种酸性水解酶功能是细胞内消化5、微体microbody单层膜包裹、内含多种酸性水解酶

主要功能是使细胞免受H2O2毒害，并能氧化分解脂肪酸等mitochondria两层膜外形和大小酷似杆菌每个细胞有数百到数千个功能是把蕴藏在有机物中的化学潜能转化成生命活动所需能量(能量转换中心)6、线粒体4.14figure04-14.jpg7、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构造由三部分组成：叶绿体膜、类囊体、和基质四、真菌的分布及与人类的关系真菌的种类很多，真菌的分布很广，土壤、水、空气和动植物体中均有其存在，而且与人类关系极为密切。①工业上有机酸、酶制剂、抗生素、维生素、生物碱等发酵生产②进行生物防治，污水处理和生物测定③参与自然界的物质循环④在基础理论研究方面，真菌是良好的实验材料有益方面：有害方面：

植物病害动物和人类疾病真菌性中毒酱油、大酱、食用醋生产发酵池蕈菌生物防治(biologicalcontrol)用虫霉菌使“吊死瘟”在蝗虫中流行，用白僵菌防治松毛虫等

生物工程产品柠檬酸生物工程产品乳酸蛋白酶淀粉酶生物工程产品酶制剂酵母菌与人类棉花枯萎病病原Fusariumoxysporumf.sp.vesinfectum(Atk.)SnyderetHansen尖孢镰刀菌霉菌与人类——植物疾病曲霉病(aspergillosis)肺囊虫病(aspergillosis)(pcp)霉菌与人类——动物和人类疾病引起表层、皮肤和皮下真菌病和黄曲霉毒素Aspergillusflavus霉菌与人类——真菌毒素黄曲霉毒素（aflatoxin）的理化性质黄曲霉毒素的去除:物理吸附法------活性碳加水搓洗、淘洗去除

剔除霉粒法，排除破碎的花生粒

植物油强碱处理碾压加工法紫外线法微生物法

臭氧法第二节酵母菌什么是酵母菌酵母菌的形态构造酵母菌的繁殖方式和生活史酵母菌的菌落酵母菌与人类的关系什么是酵母菌(yeast)？一类单细胞真菌的统称。无分类学的意义，广义上凡单细胞时代时间较长、通常以出芽方式进行无性繁殖的低等真菌。

②多数出芽繁殖少数裂殖或产生子囊孢子；③能发酵糖类产能；④细胞壁常含葡聚糖和甘露聚糖；分属于子囊菌纲、担子菌纲及半知菌类（亚门）⑤喜在含糖量高、酸性的水生环境生长酵母菌的共性：①个体一般以单细胞状态存在；一、分布及与人类的关系分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表面，果园土壤中。种类：据1982年的资料，已知的酵母有56属，500多种。酵母菌与人类的关系极其密切。酵母菌与人类的关系：“第一个家养微生物”

酵母菌传统食品发酵生长单细胞蛋白石油脱腊生化药物基因工程的表达系统（一）酵母菌的形态和大小

球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种二、酵母菌的形态结构酵母菌细胞的大小，由于种类不同，差别很大，一般长2~3μm，有些种类可长达20~50μm,其宽度变化较小，通常为1~10μm。

子细胞芽痕出生痕１23子细胞母细胞（二）酵母菌的细胞结构

酵母菌属真核微生物，其细胞结构类似于高等生物。酵母菌细胞中有细胞器、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体、微体、核糖体、内质网、类脂颗粒和异染粒等，不存在具有分化的高尔基体。有些种类还具有荚膜、菌毛等。酵母菌的形态构造模式图细胞壁细胞膜细胞核其他细胞构造线粒体芽体液泡细胞壁核芽体液泡膜细胞膜1细胞壁细胞的最外层为细胞壁，幼龄时较薄，具有弹性，以后逐渐变硬厚,但不及细菌细胞壁坚韧。有些进行出芽繁殖的酵母菌，因在细胞壁上有芽痕及出生痕，其壁粗糙。芽痕是芽脱落后，在母细胞上留下的瘢痕。出生痕是子细胞从母细胞脱落时所带的瘢痕。厚约25nm，主要成分为酵母纤维素，它呈三明治状——外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖，都是分枝状聚合物，中间夹着一层蛋白质。2酵母菌细胞膜

有甾醇：以麦角甾醇多有糖脂无电子传递链磷脂种类不同细胞膜位于细胞壁内侧，厚约7.5nm,结构与于原核微生物基本相似，其差异主要是构成细胞膜的磷脂和蛋白质的种类不同，此外，细胞膜上还具有固醇，主要是麦角固醇。其功能主要是调节渗透压，吸收营养及分泌物质等，并与细胞的合成有关。

3、细胞核真核核孔4、其它构造液泡线粒体内质网微体核糖体、贮藏颗粒等酵母菌的内含物（贮藏颗粒）异染颗粒、脂肪粒、糖（原）粒、海藻糖OHPOHnHOOn=300－500三、酵母菌的繁殖方式和生活史酵母菌的繁殖方式无性有性（产子囊孢子）芽殖：各属都存在裂殖：在裂殖酵母菌（Schizaccharomyces）中存在产无性孢子节孢子掷孢子厚垣孢子只进行无性繁殖的酵母菌称假酵母具有有性繁殖的酵母菌称真酵母（一）无性繁殖1、芽殖（budding）子细胞出芽痕假菌丝芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式Saccharomycescerevisiae的芽殖过程芽殖2、裂殖（fission）少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似.如Schizosaccharomycesoctosporus（八孢裂殖酵母）。进行裂殖的酵母菌种类较少.2裂殖掷孢子（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。3.掷孢子4.厚垣孢子-------是真菌的一种休眠体（二）有性繁殖酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的细胞原生质体接触质配核配（2n）减数分裂适宜的条件下，二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子。酵母的二倍体营养体，细胞接合质配核配经2次分裂其中1次为减数分裂后产生四个单倍体的子核原细胞发育成子囊(ascus)，里面有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞即子囊孢子有性生殖(三)酵母菌生活史的三种类型营养体以单倍体/双倍体两种形式存在营养体只以单倍体形式存在营养体只以双倍体形式存在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。酵母菌的生活史-1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。酵母菌的生活史-2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。酵母菌的生活史-3啤酒酵母菌落形态特征：大而厚，圆形，光滑湿润，粘稠性，颜色单调。常见灰（乳）白色、土黄色、红色。四、酵母菌的培养特征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。上面酵母与下面酵母并非分类学上的名称，而是在啤酒酿造工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（或发酵终了）细胞悬浮在液体上层，是较活跃的发酵剂；下面酵母——在发酵过程中（或发酵终了）细胞沉于容器底层，是较缓慢的发酵剂（我国大部分厂家均为该种酵母）。噬杀酵母——是指某些在其生长繁殖过程能向菌体外分泌一种称作噬杀毒素的毒性蛋白的酵母菌株。噬杀酵母对噬杀毒素具有免疫力。噬杀酵母能杀死同族及亲缘酵母，这种特性为一般抗生物质所没有。中性菌株——既不能杀死别的酵母，也不能被噬杀酵母杀死的酵母菌株。敏感酵母——可以被噬杀酵母杀死的酵母菌株。酵母菌的代表属1、酵母菌属例：啤酒酵母（Saccharomycescerevisiae)2、裂殖酵母属(Schizosaccharomycesspp.)3、假丝酵母属(Candidaspp.)例：热带假丝酵母(Candidatropicalis)、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、掷孢酵母属第三节霉菌

霉菌（mold）不是一个分类学上的名词，而是一些丝状真菌的通称。即凡是在基质上长成绒毛状、棉絮状、或蜘蛛网状的丝状真菌通称霉菌。藻状菌纲分属于真菌界的子囊菌纲半知菌类或分属于鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门、半知菌亚门一、霉菌的菌丝与形态构造（一）无隔菌丝和有隔菌丝——进化程度（二）真菌菌丝横隔类型（三）菌丝及其延伸过程（四）菌丝类型及其各种分化形式：丝状真菌的菌丝体，虽然没有根、茎、叶的分化，但其菌丝功能有一定程度的分化。生长在固体培养基内部，具有吸收营养物质能力的菌丝称营养菌丝或基质菌丝；由营养菌丝向上生长，伸展在空气中的菌丝称为气生菌丝。由许多菌丝相互交织而成的一个菌丝集团称菌丝体这两类菌丝体在长期的进化中，因其自身的生理功能和对不同环境的高度适应，已明显地发展出各种特化的构造。（2）匍匐菌丝：毛霉目真菌在固体基质上常形成与表面平行、具有延伸功能的菌丝，又称匍匐枝。1、营养菌丝体的特化形态（1）假根：是根霉属(Rhizopus)等低等真菌匍匐菌丝与固体基质接触处分化出来的根状结构，具有固着和吸取养料等功能。1、营养菌丝体的特化形态（3）吸器：只在宿主细胞间隙蔓延的营养菌丝上分化出来的短枝，可侵入细胞内以吸收宿主细胞的养料而不使其致死。1、营养菌丝体的特化形态（4）附着胞：许多寄生于植物的真菌在其芽管或老菌丝顶端会发生膨大，分泌粘状物，借以牢固地粘附在宿主的表面（5）附着枝：若干寄生真菌由菌丝细胞生出1~2个细胞的短枝，将菌丝附着于宿主体上（6）菌核：由菌丝聚集和粘附而形成的一种休眠体，同时它又是糖类和脂类等营养物质的储藏体。（7）菌索：能在缺少营养的环境中为菌体生长提供基本的营养来源，尤其是在高等担子菌中较为常见。在树皮下或地下的白色根状菌丝组织，促进菌丝蔓延和抵御不良环境。（8）菌环和菌网：捕虫类真菌常由菌丝分枝组成环状或网状组织来捕捉线虫类原生动物，然后从环上或网上生出菌丝，侵入线虫体内吸收养料。

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。（1）结构简单的子实体产无性孢子分生孢子头(穗)

：曲霉属、青霉属孢子囊：根霉属、毛霉属产有性孢子：担子菌的担子（2）结构复杂的子实体产无性孢子

的构造分生孢子器分生孢子座分生孢子盘b)产有性孢子的子囊果闭囊壳子囊壳子囊盘（2）结构复杂的子实体子囊果(Ascocarp)：是能产生有性孢子，结构复杂的子实体。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。子囊果有三种类型：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振荡培养时，往往会产生菌丝球

有利于氧的传递以及营养物和代谢物的输送，对菌丝的生长代谢产物有利。二、真菌的孢子真菌的繁殖能力极强，主要是通过产生无性孢子或有性孢子来完成的（一）无性孢子1.厚垣孢子：这类孢子具很厚的壁，是真菌的休眠体，可抵抗热、干燥等不良环境。2、节孢子：由菌丝断裂形成。菌丝生长到一定阶段，出现许多横隔膜，然后从横隔膜处断裂，产生很多单个孢子。二、真菌的孢子-----------（一）无性孢子3、分生孢子：菌丝分枝顶端细胞或菌丝分化来的分生孢子梗的顶端细胞分割而成的单个或成簇孢子。二、真菌的孢子------（一）无性孢子4、孢囊孢子：形成于一个特殊的囊状结构的孢子囊内。游动孢子:是有鞭毛能游动的一种孢囊孢子。二、真菌的孢子------（一）无性孢子二、真菌的孢子（二）有性孢子1、卵孢子：由两个大小不同的配子囊结合后发育而成，小型配子囊叫雄器，大型配子囊叫藏卵器。它们均由菌丝分化而来，当雄器与藏卵器配合时，雄器中的内含物通过授精管进入藏卵器与卵球结合，随后卵球生出外壁即成为卵孢子。2、接合孢子：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的两个配子囊接合而成。二、真菌的孢子-----------（二）有性孢子

3、子囊孢子：真菌的菌丝可分化为产囊器和雄器，然后二者结合形成子囊，再于子囊内产生有性孢子，即子囊孢子。二、真菌的孢子-----------（二）有性孢子各种类型的子囊孢子担子菌产生有性孢子的担子双核菌丝的顶端细胞膨大后而形成，担子内的两性细胞经过核配后形成一个双倍体的细胞核，再经过减数分裂便产生4个单倍体的核，这时担子顶端长出4个小梗，小梗顶端稍微膨大，最后4个单倍体的核就分别进入小梗的膨大部位，从而形成4个外生的单倍体担孢子。4、担孢子：真菌的菌丝经过特殊分化和有性结合形成担子，再在担子上形成的有性孢子。-----------------------------------------→根霉（rhizopus）毛霉(mucor)曲霉(aspergillus)青霉(penicillium)三、与人类关系密切的常见霉菌根霉（rhizopus）分类：藻状菌纲（接合菌亚门）

毛霉目根霉属；形态：菌丝发达、繁密；属于单细胞微生物，菌丝无分隔；具有弧形匍匐菌丝和假根；孢子囊的囊轴明显，囊轴基部与柄相连处形成囊托；应用：糖化酶（淀粉酶）也会引起食物腐败孢囊梗孢子囊囊轴囊托霉菌生活史——根霉黑根霉的生活史根霉的用途:酿酒工业常用的糖化菌种发酵饲料转化甾族化合物的生产菌

毛霉（Mucar）分类：藻状菌纲（接合菌亚门）毛霉目毛霉属；形态：菌丝发达，繁密，白色无隔多核，单细胞真菌；繁殖：孢囊孢子。厚垣孢子。接合孢子；应用：糖化能力强，用于糖化和发酵，腐乳生产等。也会引起食物腐败毛霉的用途:生产有机酸生产酶制剂生产腐乳、豆豉对甾族化合物具转化作用

甾族曲霉Aspergillus分类：子囊菌纲（亚门）曲霉属；形态：菌丝有隔，具有足细胞分生孢子梗及膨大顶囊；繁殖：分生孢子；应用：酿造产业，有机酸发酵酶制剂生产。曲霉的用途:是做酱、酿酒、制醋的主要菌种有机酸、酶制剂生产糖化饲料食用色素

青霉（Penicillium）分类：子囊菌纲（亚门）青霉属；形态：多细胞，菌丝分隔，有分枝；分生孢子梗具隔，分生孢子梗顶端不膨大，无顶囊，经多次分枝产生几轮对称或不对称的小梗，小梗顶端产生成串分生孢子；分生孢子穗：状如扫帚；应用：抗生素。青霉的用途青霉素发明者、英国科学家弗莱明爵士

澳大利亚病理学家霍华德.弗罗里，因进行青霉素化学制剂的研究，而与弗莱明于1945年诺贝尔生理学和医学奖.图中央是青霉菌，周围是致病菌。葡萄球菌：青霉素的敏感菌一般特征隔膜菌丝无性繁殖无性繁殖器有性繁殖所在的属较粗的丝状菌丝体，一般单倍体菌落大而疏松，喜偏酸性无隔膜，单细胞，多核，菌丝蔓延疏松，呈蜘蛛网状弧形匍匐菌丝，有假根孢子囊孢子，厚垣孢子膨大半球形囊轴，有囊托，孢子囊梗着生于假根处向上长出接合孢子藻状菌纲接合菌亚门根霉属白色毛状，无匍匐菌丝，无假根孢子囊孢子，厚垣孢子球形囊轴、无囊托，孢囊梗着生菌丝任何处，单生或分支接合孢子藻状菌纲接合菌亚门毛霉属有隔膜，多细胞，菌落绒毛状、棉絮状足细胞分生孢子膨大顶囊，分生孢子梗无分隔单或双轮，孢子穗呈辐射状形成闭囊壳产生子囊孢子（8枚）半知菌亚门曲霉属大多无足细胞分生孢子蓝绿色无顶囊，分生孢子梗单、多轮分枝似帚，分生孢子梗有分隔形成闭囊壳产生子囊孢子（8枚）半知菌亚门青霉属四种霉菌的比较霉菌与放线菌的特征比较霉菌与酵母菌的特征比较特征放线菌霉菌菌体形态呈菌丝体，有的有气生菌丝营养菌丝分化，菌丝直径0.2－1.0um呈菌丝体，有分化，菌丝直径3－10um细胞壁肽聚糖，革兰氏阳性一般为几丁质（壳多糖），有的含有纤维素细胞器原核，无线粒体真核，有线粒体等细胞器菌落形态表面干燥、粉状或颗粒状，菌落紧密，有褶皱，不易挑起一般为绒毛状，毡状或蜘蛛网状，孢子和菌丝易沾起繁殖方式无性繁殖有无性繁殖和有性繁殖特征酵母菌霉菌菌体形态一般为单细胞，呈球形、椭圆形，有的具有假菌丝呈菌丝体，有分化，菌丝直径3－10um具有具有真菌丝菌落形态一般为奶油状单细胞集落，有光泽，光滑，粘稠状，易挑起一般为绒毛状，毡状或蜘蛛网状，孢子和菌丝易沾起细胞壁组成主要为甘露聚糖和葡聚糖，少量几丁质（壳多糖）一般为几丁质（