第三章 真核微生物(1)

发布于:2021-10-14 08:59:53

第三章 真核微生物
教学内容 1.了解真菌的细胞结构; 2.掌握真菌的一般形态和菌丝特化; 3.掌握真菌的繁殖及其特点; 4.了解真菌各主要类群的特点及其与人类的关系。

真核微生物是指细胞核具有核膜、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。包括真菌、藻类和原生动物。
类型 特征 叶绿素和 光合作用 细胞壁 及成分 真 无 有 几丁质或纤维素 菌 藻 有 有 纤维素 类 原 生 动 物 无 无

获得营养 吸收 吸收 捕食和吸收 的方式 真核微生物的种类约占微生物总数的95%以上。从个体形态、群 化能 光能 化能 营养类型 体形态、营养吸收、代谢类型、代谢产物、遗传特性、和生态分布 有机营养型 无机营养型 有机营养型 诸方面,真核微生物都展现出一幅多样化的画面。

真菌与人类的关系
真菌在自然界分布广泛,与人类的生产、生活关系密切,是人 类实践活动中最早认识和利用的一类微生物。与人类的关系如下:

1.作为食物:不同的蘑菇和菌类。
2.引起物品霉变:如面包和果酱*咨蚧疑拿次铮甘车姆 霉;全世界*均每年由于霉变而不能食(饲)用的谷物约占2%。 3.引起动植物疾病:我国在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60亿公斤。

4.转化物质:腐生型霉菌在自然界物质转化中具有十分重要的作用, 有的可用于生产有用物品:风味食品、酒精、抗生素(青霉素、灰 黄霉素)、有机酸(柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等)、酶制剂 (淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等)、维生素、甾体激素等。 5.生产有用物质:在农业上用于生产发酵饲料发酵、植物生长刺激 素(赤霉素)、 杀虫农药(白僵菌剂)等。

第一节 真菌的形态结构
一.真菌的概念及特点

二.真菌的细胞结构
三.真菌的细胞形态 四.真菌的菌丝特化

一.真菌的概念及特点

真菌是具有细胞核,细胞壁含有几丁质和(或) 纤维素,不进行光合作用,以吸收方式获得营养, 以产生孢子的方式进行繁殖的丝状体生物。
丝状真菌 霉菌(Mold)

真菌

单细胞真菌
大型真菌

酵母菌(yeast)
蕈菌(蘑菇)

真菌是一类低等的真核生物,其特点如下: 1.有明确的核膜包围细胞核,可进行有丝分裂;

2.细胞质中含有线粒体但没有叶绿体,不进行光合作用,
无根、茎、叶的分化; 3.以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖; 4.营养方式为化能有机营养(异养)、好氧; 5.不运动(仅少数种类的游动孢子有1-2根鞭毛);

6.种类繁多,形态各异、大小悬殊,细胞结构多样。

二.真菌的细胞结构
真菌细胞属于真核细胞,具有细胞壁、细胞膜、线粒体等细胞 器,以及各种储藏物颗粒。有的真菌在生活周期的某个阶段细胞还 能形成鞭毛。

1.细胞壁
真菌细胞壁质地较坚硬,起固定细胞外形和维持原生质体膨 压的作用。

(1)细胞壁的化学组成 葡聚糖是构成细胞骨架的主要物质,以几丁质和纤维素为主。 葡聚糖占80—90%,还有脂类和蛋白质。不同真菌细胞壁的组 成有较大的差别,比较高等的、陆生真菌,如子囊菌、担子菌和半 知菌的细胞壁由几丁质—葡聚糖组成;而低等的、水生真菌,如鞭 毛菌则由纤维素组成。

(2)细胞壁的结构 对粗糙脉孢菌的研究表明生长中的菌丝细胞壁分为三层: 外层:不定形的β-葡聚糖,厚80—90nm; 中层:由糖蛋白构成的粗网状结构,厚25—40nm; 内层:由夹杂着蛋白质的几丁质微纤维构成,厚20nm。几丁质 的机械强度较大,在构建细胞形状上起重要作用。

2.细胞膜和内质网膜 真菌的细胞膜是典型的单位膜,主要由脂蛋白组成, 有的还含有甾醇。
质膜体

特殊处在于在细胞膜表面常可见膜的折叠部分,称为 质膜体(Plasmalemmasomes)。如同鞘一样包围着细 胞膜,但因受细胞壁的挤压而陷入细胞膜中。质膜体沿细 胞膜长达300nm,宽20—30nm。 内质网膜上有核糖体,大小为80S,而线粒体中的核 糖体大小则为70S,与细菌核糖体大小相似。

3.细胞核
核外由核膜包围,其中含有染色体、核仁和核质。 核膜与内质网相联,核膜上有核膜孔,是核内外物质交换 的通道。 染色体主要由DNA和蛋白质组成,DNA含量占细胞总 DNA量的80—99%,其余的DNA位于线粒体中。真菌染 色体常与组蛋白结合。组蛋白是一种碱性蛋白,由五种蛋 白质组成,即H1、H2A、H2B、H3、H4。真菌的染色体 也可进行有丝分裂和减数分裂。不同真菌的染色体数差别 很大,如构巢曲霉为8,酿*湍肝17等。 核仁富含RNA,核质在细胞分裂间期充满整个细胞核 的空间,有半流动性,主要成分是蛋白质。

4.细胞器

真菌的细胞器与其他真核生物相似,包括线粒体 (Mitochondria)、内质网(Endoplasmic reticulum)、液 泡(Vacuoles)、泡囊(Vesicle)、高尔基体(Dictyosome)、 微体(Microbodies)和结晶内含物等。

5.贮藏物质

主要是脂肪和糖原。

在较老的菌丝、孢子和游动孢子中可看到许多大小不等的脂球; 糖原一般在成熟的细胞中含量丰富,常在细胞某一特定部位积累。

6.鞭毛

鞭毛是水生 鞭毛菌形成的游 动孢子的运动器 官。真菌的鞭毛 有两种类型:即 茸鞭(Tinsel flagella)和尾鞭 (Whiplash flagella)。
游动孢子的鞭毛

结构: 由伸出胞 外的鞭杆、嵌埋在胞 膜上的基体及把这两 者相连的过渡区3部分 组成。鞭杆的横切面 呈“9+2”型结构。即 中心有一对包在中央 鞘中的相互*行的中 央微管,其外被9个微 管二联体围绕一圈, 整个微管由鞭毛外膜 包裹。每条微管二联 体由A、B两条中空的 亚纤维组成。基体与 线粒体连接,可保证 鞭毛获得运动所需的 能量。鞭毛的化学组 成主要为蛋白质。运 动方式为挥鞭式。

三.真菌的细胞形态
真菌的个体称为菌体(Thallus),由营养体和繁殖 体组成。菌体是由分枝或不分枝的菌丝构成的。
1.菌丝 菌丝(Hyphae)是一种管状细丝,是构成真菌营养体 的基本单位,单细胞或多细胞。 菌丝以尖端生长并可产生较多的分枝。菌丝多次分枝 则可形成菌丝体。

按细胞形态,真菌的菌丝分为无隔菌丝和有隔菌丝两 种类型。

无隔菌丝相当于单细胞菌丝,无隔膜,有分枝,多核; 仅在形成繁殖器、菌丝受到伤害或死亡时产生一个横隔。 一般低等的水生鞭毛菌和接合菌形成这种类型的菌丝。

有隔菌丝内形成隔膜将菌体分割为多细胞,每个细胞 内含有一个、两个或多个细胞核。大多数真菌属此类型。

2.菌丝体 菌丝体(mycelium)是由分枝菌丝互相交错缠绕形 成的一团菌丝,菌丝体是大多数真菌的营养体。

真菌的菌丝直径约为3~10mm,比一般细菌细胞和放 线菌菌丝大几到几十倍。 真菌的菌丝已经具有了形态与功能上的分化,根据功 能可分为三种类型:

菌 丝 类 型

营养菌丝 气生菌丝 繁殖菌丝

四.真菌菌丝的特化
真菌的菌体已经具有了形态和功能上的分化,在一定 生活阶段或一定的条件下可形成各种特殊的菌丝结构。

假根

吸收营养

吸器 附着胞

附着

附着枝 菌索

特化的 营养菌丝

休眠
菌核

延伸 捕捉线虫

匍匐枝 菌环 菌网

菌丝体
分生孢子头

无性 简单 有性
孢子囊 担子 分生孢子器

特化的 气生菌丝
复杂

无性

分生孢子座 闭囊壳

有性

子囊壳 子囊盘

1.营养菌丝的特化形态

(1)假根和匍匐枝
假根(Rhizoids): 菌丝向基质伸出的根 状结构。具有支撑和 吸收营养的作用。 匍匐枝(Stolon): 又称匍匐菌丝。在固 体基质上长出的与表 面*行、具延伸功能 的菌丝。

(2)吸器(吸胞) 吸器(Haustoria)是指有些寄生在植物上的病原真菌,当侵 入寄主后菌丝只在寄主细胞间蔓延,而自菌丝侧生出一个短分枝伸 进寄主细胞专门吸取营养用。

形态有拳头状、 丝状、手指状或不规则状,寄主细胞并未受 到破坏,吸胞不断吸取寄主的营养供真菌生长。

(3)附着胞 许多寄生型真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大,并分泌粘性 物,借以牢固地粘附在宿主的表面,这一结构称为附着胞。

附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝,可侵入宿主的角质层吸 取营养。

(4)附着枝
若干寄生真菌由菌 丝细胞生出1-2个细 胞的短枝,以将菌 丝附着于宿主上, 这种特殊的结构即 为附着枝。

(5)菌核 菌核(Sclerotia)是由菌丝密集地交织在一起而形成的一种休 眠的菌丝组织。

其外层较坚硬、色深,内层疏松,大多呈白色。在不良条件下 可保存数年生命力。

(6)菌丝束和菌索

菌丝束(Mycelial strands):是由许多未经任何特殊分化的菌 丝*行排列并聚集而成的一束菌丝。主要起运输水分和养分的作用。

菌索(Rhizomorphs)是大量菌丝*行聚集并高度分化而成的 根状特殊组织。分布于地面下或树皮下,起促进蔓延和抵御不良环 境的作用。

菌索

(7)菌丝陷阱 菌丝陷阱(Hyphal traps):包括菌环(Ring)和菌网(Net)。 指真菌中一些具有捕食能力的菌种所产生的菌丝特殊结构,呈圈环 或网状,可捕捉线虫或微小动物。

形成菌丝陷阱后进一步从这类环或网上生出菌丝侵入线虫体内, 吸收营养。

2.气生菌丝的特化形态
气生菌丝主要特化成各种形态的子实体。子实体是指在其里面 或上面可产生孢子的、有一定形状的任何构造。

(1)简单的子实体
分生孢子头
产生无 性孢子 孢子囊

子实体
产生有 性孢子

担子

(2)复杂的子实体

产生无 性孢子

分生孢子器 分生孢子座 分生孢子盘

复杂
子实体 产生有 性孢子

子囊果

闭囊壳 子囊壳 子囊盘

能产有性孢子的、结构复杂的子实体称子囊果。

在子囊和子囊孢子发育过程中,从原来的雌器和雄器下面的细胞上生出许多 菌丝,它们有规律地将产囊菌丝包围,就形成了有一定结构的子囊果。

第二节 真菌的繁殖
真菌的繁殖分为无性繁殖和有性繁殖两种方式。真菌繁殖以产 生各种孢子作为繁殖单位。

一.真菌的无性繁殖 二.真菌的有性繁殖

三.真菌的繁殖周期
四.真菌的菌落

一.真菌的无性繁殖
真菌不经过性细胞结合而只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化 (切割)产生新个体的过程称为无性繁殖。真菌的无性繁殖以形成各种 类型无性孢子为主。
游动孢子(Zoospore)

孢囊孢子(Sporangiospore)
分生孢子(Conidiospore)

无性繁殖

节孢子(Arthrospore) 芽孢子(Budding spore) 掷孢子

无性孢子

厚垣孢子(Chlamydospore)
裂殖

1.游动孢子
产生于水生真菌的游动孢子囊内,通常圆形、肾形或梨形, 单细胞,无细胞壁,具有1—2根鞭毛,可游动。

在游动一段时间后,其鞭毛发生收缩,形成细胞壁进入休眠 状态,在条件适宜的情况下,可萌发形成新个体。

2.孢囊孢子
陆生真菌产生的不能游动的孢子,圆形或*圆形,单细胞,有 细胞壁,不运动。

每个孢子囊内可形成1—数个孢囊孢子。气生菌丝上产生孢囊 梗,顶端膨大成孢子囊,囊内长出孢子。

3.分生孢子

最常见的无性孢子。分生孢子着生于已分化的分生孢子梗或具 有一定形状的小梗上,也有些直接着生在菌丝顶端。属于外生孢子。 分生孢子形态、颜色和大小多样,可作为真菌分类鉴定的依据。

4.节孢子

也叫粉孢子或裂 孢子。有的真菌菌丝 直接断裂形成柱形或 钝圆形的细胞。

5.厚垣孢子

又叫厚壁孢子,是由菌丝中间(少数在顶端)的个别细胞膨大, 原生质浓缩和细胞壁变厚而形成的休眠孢子。

它是霉菌度过不良环境的一种休眠细胞,寿命较长,菌丝体死 亡后,上面的厚壁孢子还活着,一旦环境好转则萌发成菌丝体。

6.芽孢子

是酵母菌(Yeast)通过芽殖(出芽)形成的无性孢子。

7.掷孢子 是掷孢酵母(Sporobolomyces roseus)无性繁殖产生 的能弹射的孢子。
8.裂殖

裂殖酵母菌可以裂殖方式进行无性繁殖。


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