微生物學(xué)：第四章真核微生物

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1、主要內(nèi)容 真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及功能 細(xì)胞壁、鞭毛、細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞器 細(xì)胞核 原核與真核細(xì)胞比較 真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能 真菌的主要類群及進(jìn)化關(guān)系真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)概述 細(xì)胞核具核膜 具行使特別功能的有膜細(xì)胞器 在結(jié)構(gòu)上比原核細(xì)胞更加復(fù)雜 通常比原核細(xì)胞大真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁 許多真核細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁 有些具有堅(jiān)韌細(xì)胞壁 組成成分多變 真菌 幾丁質(zhì)，纖維素和葡聚糖 藻類 纖維素和多糖類物質(zhì)（果膠，瓊脂） 硅藻 硅膠, CaCO2 原生動(dòng)物：表膜 (Pellicle)，纖毛和鞭毛 纖毛(cillia)長(zhǎng)5-20m，數(shù)量多兩邊拍打，像平槳一樣工作 鞭毛(flagella)長(zhǎng)100-200m，數(shù)量多

2、分尾鞭，茸鞭兩類以揮鞭方式運(yùn)動(dòng) 纖毛和鞭毛結(jié)構(gòu)一樣鞭毛和纖毛的運(yùn)動(dòng)模式與機(jī)制鞭毛和纖毛的運(yùn)動(dòng)模式與機(jī)制鞭毛和纖毛的結(jié)構(gòu) 圓管狀、具膜結(jié)構(gòu)、直徑約0.2m 鞭桿微管呈9+2 排列 基體(basal body)微管呈9+0 排列直接形成鞭毛和纖毛外動(dòng)力蛋白臂外動(dòng)力蛋白臂鞭毛和纖毛的生長(zhǎng)細(xì)胞膜 結(jié)構(gòu)與功能與原核細(xì)胞膜相似細(xì)胞質(zhì)(Cytoplasm) 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 水 70-85% 提供細(xì)胞活動(dòng)所需要的復(fù)雜環(huán)境 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的細(xì)胞器 1. 細(xì)胞骨架(cytoskeleton) 由 微絲，微管和 中間絲形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 微絲： 4-7 nm,由肌動(dòng)蛋白組成 微管：中空?qǐng)A柱體，25 nm，由微管蛋白a

3、和b通過(guò)螺旋纏繞組成。 中間絲：8-10 nm 在維持細(xì)胞形狀，胞內(nèi)運(yùn)輸和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)中起作用ab2. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (Endoplasmic Reticulum) 由彼此相通的膜結(jié)構(gòu)細(xì)管和扁囊 組成的不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)( rough ER) 附著有核糖體 合成分泌蛋白 滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smooth ER) 無(wú)核糖體 脂質(zhì)合成主要部位內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能 蛋白質(zhì)，磷脂和細(xì)胞內(nèi)一些其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn) 細(xì)胞膜合成的主要場(chǎng)所3. 高爾基體(Golgi Apparatus) 由多個(gè)相連囊泡組成的膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器 以意大利學(xué)者高爾基命名 其主要功能是參與分泌物質(zhì)的修飾包裝cis 面與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)4. 溶酶體和胞吞作用

4、 溶酶體(Lysosome) 有膜囊泡狀結(jié)構(gòu) 含有分解大分子物質(zhì)所需要的水解酶 胞吞作用(Endocytosis) 質(zhì)膜內(nèi)陷，將胞外物質(zhì)包裹成囊泡，然后從質(zhì)膜分離，形成內(nèi)體（Endosome)兩種類型胞吞作用 吞噬作用(Phagocytosis) 吞噬大顆粒物質(zhì) 吞噬小體(phagosome) 含被吞噬顆粒的囊泡 胞飲作用(Pinocytosis) 吞飲小量的液體和溶質(zhì)分子 胞飲泡(pinosome) 含被吞飲的液體及溶質(zhì)的囊泡. 內(nèi)體(Endosomes) 吞噬小體和胞飲泡的總稱溶酶體功能 獲取營(yíng)養(yǎng) 宿主防御 比如：白細(xì)胞破壞細(xì)菌 消除自體廢物 初級(jí)溶酶體 新合成的溶酶體 次級(jí)溶酶體 由初級(jí)

5、溶酶體和內(nèi)體融合形成 自噬泡 能夠選擇消化細(xì)胞自身部分原生質(zhì)體的次級(jí)溶酶體 殘余體 堆積有大量未消化物質(zhì)的溶酶體5. 液泡系(Vacuome) 由高爾基體，溶酶體，內(nèi)體和一些相關(guān)結(jié)構(gòu)組成的一個(gè)功能單位 胞外物質(zhì)通過(guò)胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞，然后從液泡系的一個(gè)組分流到另一個(gè)成分 胞內(nèi)物質(zhì)從液泡系的一個(gè)部分分到另一個(gè)部分，然后通過(guò)分泌泡流出體外6. 蛋白酶體（Proteasomes） 非溶酶體蛋白降解系統(tǒng) 發(fā)現(xiàn)存在于真核生物，一些細(xì)菌和古生菌中7. 真核細(xì)胞核糖體 80S 60S + 40S 亞單位 附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上或游離在細(xì)胞質(zhì)中 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)核糖體 合成膜整合蛋白 合成分泌蛋白 游離核糖體 合成非分泌蛋白

6、和非膜整合蛋白8. 線粒體（Mitochondria） 形狀大小與桿菌相似 三羧酸循環(huán)、電子傳遞，氧化磷酸化產(chǎn)生ATP 的場(chǎng)所線粒體結(jié)構(gòu) 外膜 內(nèi)膜 高度內(nèi)陷、折疊形成脊：管狀、盤狀、片層狀脊 線粒體基質(zhì) 包含核糖體，線粒體DNA 和磷酸鈣顆粒 包含三羧酸循環(huán)和脂肪酸-氧化路徑所需要的酶線粒體結(jié)構(gòu)線粒體復(fù)制及功能 線粒體復(fù)制 二分裂 線粒體的功能 通過(guò)三羧酸循環(huán)、脂肪酸-氧化等路徑產(chǎn)生ATP，是細(xì)胞的能量工廠9. 葉綠體（Chloroplasts） 存在高等植物和藻類中 光合作用場(chǎng)所 形態(tài)大小 卵圓形，3-7 um葉綠體結(jié)構(gòu) 雙層膜結(jié)構(gòu) 基質(zhì)（Stroma） 包含 DNA，核糖體，脂滴和淀粉粒

7、 光合作用暗反應(yīng)場(chǎng)所 (水和二氧化物形成碳水化合物) 類囊體（thylakoids） ） 扁平囊狀結(jié)構(gòu)，由2至多個(gè)基粒組成 基粒（Grana）由5-10個(gè)扁平類囊體堆積而成 光反應(yīng)場(chǎng)所 (捕獲光能，形成ATP，NADPH和氧氣)真核細(xì)胞的起源 細(xì)胞膜內(nèi)陷形成學(xué)說(shuō) 內(nèi)共生學(xué)說(shuō) 厭氧、類變形蟲原核生物（古菌）吞噬細(xì)菌并形成共生關(guān)系逐漸演化形成 吞噬好氧細(xì)菌形成線粒體，吞噬藍(lán)細(xì)菌形成葉綠體 證據(jù) 外觀大小相似 遺傳物質(zhì)：密碼子偏好，核糖體大小結(jié)構(gòu)等其它細(xì)胞器 液泡（Vacuole）：調(diào)節(jié)參透壓、儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)物、溶酶體功能 微體或過(guò)氧化物酶體（peroxisome） 與溶酶體相似，包含氧化酶和過(guò)氧化物酶，

8、有H2O2解毒，分解脂肪酸等功能 膜邊體（Lomasome）：許多真菌特有，與分泌和細(xì)胞壁合成有關(guān) 幾丁質(zhì)酶體（Chitosome） 存在于菌絲頂端細(xì)胞的小泡囊，內(nèi)含幾丁質(zhì)酶。 氫化酶體（Hydrogenosome） 存在于厭氧菌中，提供鞭毛運(yùn)動(dòng)能量細(xì)胞核及細(xì)胞分裂 細(xì)胞核（nucleus） 含有真核細(xì)胞遺傳物質(zhì)的有膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞核結(jié)構(gòu) 染色質(zhì)（Chromatin） 含有DNA和組蛋白 細(xì)胞核內(nèi)密集的纖維狀物質(zhì) 在細(xì)胞分裂中濃縮形成染色體（chromosome）細(xì)胞核功能 核膜 將細(xì)胞核與外界分隔開(kāi)的雙層膜結(jié)構(gòu) 核孔（nuclear pore）穿插其中 核孔允許物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核 核基質(zhì)核仁（Nucl

9、eolus） 1 核仁/細(xì)胞核 無(wú)膜 核糖體合成的重要場(chǎng)所 直接合成和加工 rRNA 裝配 rRNA和核糖體蛋白形成核糖體原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較 在結(jié)構(gòu)和功能上有重要差別 生化水平上非常相似 化學(xué)組成 遺傳密碼 代謝過(guò)程原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較主要內(nèi)容 真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及功能 細(xì)胞壁、鞭毛、細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞器 細(xì)胞核 原核與真核細(xì)胞比較 真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能 真菌的主要類群及進(jìn)化關(guān)系真菌的形態(tài) 營(yíng)養(yǎng)體 酵母菌 (yeast) 霉菌(mold)：絲狀真菌 真核微生物主要類群簡(jiǎn)介酵母菌(Yeast) 單細(xì)胞真菌，比細(xì)菌大 不形成菌絲，有些形成假菌絲 無(wú)性生殖，通常為芽殖(budding)和裂殖

10、 (fission), 以形成孢囊孢子方式進(jìn)行有性生殖 不是分類單位，500多種，大多屬于子囊菌門 主要存在于自然界含糖環(huán)境中，如水果、花等，少數(shù)為致病菌，如白色假絲酵母 釀酒酵母霉菌(Mold) 絲狀真菌(filamentous fungi) 菌絲(hyphae) 多核菌絲：含多個(gè)核 有隔菌絲多核菌絲(coenocytic hypha)有隔菌絲(septate hypha)二型性(Dimorphism) 一些真菌能夠從酵母菌形態(tài)(Y)變成霉菌形態(tài)(M) YM 變換 在動(dòng)物中，Y 在宿主內(nèi)，而 M 在宿主之外 在植物中， M 在宿主內(nèi)而Y 在宿主外Rhizoid and stolon假根和匍匐

11、菌絲假根和匍匐菌絲haustorium吸器吸器菌核菌核 (sclerotium) 和菌索和菌索(rhizomorph) 菌環(huán)和菌網(wǎng)菌環(huán)和菌網(wǎng)繁殖 無(wú)性繁殖 形成無(wú)性孢子 有性繁殖 有性孢子形成之后親和性核的結(jié)合 接合孢子(zygospores), 子囊孢子(ascospores) 擔(dān)子孢子(basidiospores) 雙核體階段 無(wú)性孢子和有性孢子均為重要的分類特征有性繁殖(Sexual reproduction) 合子(zygote)形成：多種機(jī)制 配子融合 fusion of gametes 配子囊融合，形成配子形成體 菌絲融合 fusion of hyphae 過(guò)程： 質(zhì)配、核配、減數(shù)

12、分裂 類型： 卵孢子、接合孢子、子囊孢子、 擔(dān)孢子 各種子囊果及子囊果的剖面圖各種子囊果及子囊果的剖面圖 各種擔(dān)子果及擔(dān)子各種擔(dān)子果及擔(dān)子真菌的菌落特征 菌落：在自然基質(zhì)或人工培養(yǎng)基上由一段 菌絲或一個(gè) ( 或一堆 ) 孢子發(fā)展而成的菌絲體的整體 霉菌和放線菌菌落比較 較疏松，呈絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀，比放線菌菌落大幾倍到幾十倍 有霉味 酵母菌與細(xì)菌的菌落比較 較細(xì)菌菌落大而厚，一般呈油脂或蠟脂狀，表面光滑、濕潤(rùn)、呈乳白色或紅色。有些種表面皺縮。 酵母菌菌落往往有“酒香味” 菌落特征是鑒定真菌的重要依據(jù)之一主要內(nèi)容 真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及功能 細(xì)胞壁、鞭毛、細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞器 細(xì)胞核 原核與真核

13、細(xì)胞比較 真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能 真菌的主要類群及進(jìn)化關(guān)系真核微生物的多樣性 真核微生物分類系統(tǒng) 真核微生物的主要類群 原生動(dòng)物 單細(xì)胞藻類 菌物（廣義真菌） 真真菌門 假菌（卵菌）門 粘菌門 菌物分類系統(tǒng) 最常用安-貝氏菌物詞典 E7，1983；E8，1995；E9，2001 各版本差別大，原因，壺菌門( Chytridiomycota) 壺菌 (chytrids)，最原始真菌，僅一綱 是具多種形式的微小真菌 單細(xì)胞、大部分為多核 菌絲體 以形成游動(dòng)孢子(zoospore)進(jìn)行無(wú)性繁殖 有性繁殖主要通過(guò)形成孢囊孢子(sporangium)或休眠孢子(resting spore)進(jìn)行. 多數(shù)水生

14、 一些為腐生性 一些是藻類，其它真菌和植物的寄生物接合菌門接合菌門 (Zygomycota)接合菌(zygomycete)菌絲為包含多個(gè)單倍體細(xì)胞核的多核菌絲無(wú)性繁殖：孢囊孢子，有性繁殖：接合孢子毛霉屬、根霉屬多數(shù)為腐生菌，少數(shù)是植物和動(dòng)物的寄生菌有些種類具有工業(yè)價(jià)值，食物，抗生素和其它的一些藥物，嫩肉粉和食物添色劑葡枝根霉生活史子囊菌門子囊菌門(Ascomycota) 子囊菌(ascomycetes) 在有性繁殖中產(chǎn)生含單倍體子囊孢子 與人類關(guān)系密切 引起食物腐敗和植物疾病 作為食用蘑菇，食物和生產(chǎn)飲料 用于研究 可以是絲狀或酵母形式 絲狀體形式具有有隔菌絲，通過(guò)分生孢子行無(wú)性繁殖.羊肚菌緋

15、紅肉杯菌冬塊菌擔(dān)子菌門擔(dān)子菌門(Basidiomycota) 擔(dān)子菌擔(dān)子菌(basidiomycete) club fungi 有性繁殖形成擔(dān)孢子 對(duì)人類影響 分解者（木質(zhì)素等難分解物質(zhì)） 食用蘑菇（毒蘑菇，如毒鵝膏） 人類，其它動(dòng)物和植物的病原體 新型隱球菌 (Cryptococcus neoformans)隱球菌病，組織系統(tǒng)感染，尤其是肺和中樞神經(jīng)系統(tǒng) 銹菌、黑粉菌，重要植物病原菌粘菌門(Myxomycota) 原生質(zhì)體黏菌 以原生質(zhì)團(tuán)形式存在 多核原生質(zhì)，無(wú)細(xì)胞壁 呈現(xiàn)變形蟲運(yùn)動(dòng) 吞噬取食細(xì)菌和有機(jī)顆粒 形成子實(shí)體，產(chǎn)生孢子原質(zhì)團(tuán)原質(zhì)團(tuán)半網(wǎng)菌；發(fā)網(wǎng)菌；多頭絨泡菌；暗紅團(tuán)網(wǎng)菌集胞粘菌門(A

16、crasiomycota) 也稱細(xì)胞型粘菌 類變形蟲細(xì)胞，吞噬其它微生物，分裂繁殖 食物匱乏時(shí)，分泌cAMP，聚集形成假原質(zhì)團(tuán) 假原質(zhì)團(tuán)細(xì)胞分化，形成子實(shí)體復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題1. 試比較細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌細(xì)胞壁成分的異同，并討論它們的原生質(zhì)體制備方法。*2. 試圖示并說(shuō)明真核微生物“9+2”型鞭毛的構(gòu)造和生理功能。*3. 試簡(jiǎn)介真核細(xì)胞所特有的幾種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)及主要功能4. 試簡(jiǎn)介菌絲、菌絲體、菌絲球、真酵母、假酵母、芽痕、蒂痕、真菌絲、假菌絲等名詞。5. 霉菌的營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌絲各有何特點(diǎn)？它們分別可分化成哪些特化構(gòu)造？6. 試列表比較各種真菌孢子的特點(diǎn)。*7. 細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌四大類微生物的菌落有何不同？*8. 什么叫鎖狀聯(lián)合？其生理意義如何？試圖示其過(guò)程。*謝謝！謝謝！