第二章真核微生物形態(tài)、構造和功能

第二章真核微生物的形態(tài)、

構造和功能本章的主要內容第一節(jié)真核微生物概述第二節(jié)酵母菌（yeast）第三節(jié)霉菌（Molds）第四節(jié)蕈菌（Mushroom）第一節(jié)真核微生物概述定義：是一大類具細胞核膜，能進行有絲分裂，細胞質中存在線粒體或同時存在葉綠體等多種細胞器的生物，稱為真核生物。真核生物中微小的一類，稱真核微生物。真核生物細胞結構模型真核生物細胞結構模型一、真核生物與原核生物的比較以列表比較了解原核細胞與真核細胞的比較

特性原核生物真核生物系統(tǒng)發(fā)育群細菌、古生菌藻類、真菌、原生動物、植物、動物核結構和功能核膜無有核仁無有DNA雙鏈共價閉合環(huán)狀；無組蛋白（有質粒DNA）線狀，存在于幾條染色體中通常有組蛋白與之結合分裂無有絲分裂有絲分裂，有絲分裂器具有微管紡綞體有性生殖不連續(xù)的過程，單向，無減數(shù)分裂，通常只是部分遺傳互補體重組連續(xù)過程，減數(shù)分裂，整個染色體互補體重組基因內含子少普遍細胞質結構及組成質膜常缺少固醇，有類何帕烷常有固醇，無類何帕烷內膜相對簡單；限于特定種群復雜，有內質網(wǎng)和高爾基體核糖體70S80S，而線粒體和葉綠體的核糖體為70S膜細胞器無有幾種呼吸系統(tǒng)細胞質膜的一部分，無線粒體在線粒體中光合色素在內膜或綠色體中，無葉綠體在葉綠體中細胞壁存在（大多數(shù)），脂多糖組成（細菌），其它多糖、糖蛋白（古生菌）存在于植物、藻類、真菌中，多糖組成；動物和大多數(shù)原生動物沒有細胞壁內生孢子某些存在，非?？篃釤o氣泡某些存在無運動形式鞭毛運動鞭毛由單一類型蛋白質組成，纖維狀，錨定于細胞膜和壁中，無“9+2”結構，鞭毛旋轉鞭毛或纖毛；由微管組成，有“9+2”結構，不旋轉，擺動非鞭毛運動滑動、氣泡介導細胞質流動和變形蟲運動，滑動含微管的細胞骨架無有，存在于鞭毛、纖毛、基體、有絲分裂紡綞體、中心粒中大小一般小，直徑通常小于2μm通常大，直徑2μm到大于100μm二、真核微生物的主要類群菌物界——1990年裘維蕃提出的，并已得到學術界的一定支持。菌物界是指與動物界、植物界相并列的一大群無葉綠素、依靠細胞表面吸收有機養(yǎng)料，細胞壁一般含有幾丁質的真核微生物，一般包括真菌、粘菌和假菌3類?！栋?貝氏菌物詞典》第七版（1983年）《安.貝氏菌物詞典》第八版（1995年）Anisworth分類系統(tǒng)1993年，中國真菌學會也正式更名為中國菌物學會.《安.貝氏菌物詞典》第八版將廣義上的真菌（即菌物）歸入三個不同的界——多界菌物系統(tǒng)粘菌門粘菌門(Myxomycophyta)是介于動物和植物之間的一類生物，約有500種。生活史中，一段是動物性的，另一段是植物性的。營養(yǎng)體是一團裸露的原生質體，多核，無葉綠素，能作變形蟲式運動（滑動），吞食固體食物，與原生動物的變形蟲很相似。但在生殖時產(chǎn)生具纖維素細胞壁的孢子，這是植物的性狀。變形體階段的粘菌真菌定義真菌是指具有細胞壁、無根、莖、葉的分化，不含葉綠素，靠寄生或腐生方式生活的一類微生物。除少數(shù)是單細胞外，大多數(shù)菌體呈絲狀。

真菌的特點真菌是最重要的真核微生物，他們的特點是：①無葉綠素，不能進行光合作用；②一般具發(fā)達的菌絲體；③細胞壁多數(shù)含幾丁質；④營養(yǎng)方式為異養(yǎng)吸收型；⑤以產(chǎn)生大量無性和（或）有性孢子的方式進行繁殖；⑥陸生性較強。三、真核微生物的細胞構造（一）細胞壁（二）鞭毛與纖毛（一）細胞壁1、真菌的細胞壁2、藻類的細胞壁

1、真菌的細胞壁主要成分是多糖，另有少量的蛋白質和脂類低等真菌：以纖維素為主高等真菌：以幾丁質為主酵母的細胞壁：以葡聚糖為主2、藻類的細胞壁結構骨架——纖維素，微纖絲層狀排列基質——雜多糖：褐藻酸、巖藻酸、瓊脂等（二）鞭毛與纖毛纖毛（cilia）和鞭毛（flagella）是細胞表面伸出的條狀運動裝置。二者在發(fā)生和結構上并沒有什么差別（長短、多少）。纖毛和鞭毛都來源于中心粒。Humansperm鞭毛的結構鞭毛軸絲結構纖毛與鞭毛是相似的兩種細胞外長物，前者較短，約5~10um；后者較長，約150um，兩者直徑相似，均為0.15~0.3um。鞭毛和纖毛均由基體和鞭桿兩部分構成，鞭毛中的微管為9+2結構，即由9個二聯(lián)微管和一對中央微管構成，其中二聯(lián)微管由AB兩個管組成，A管由13條原纖維組成，B管由10條原纖維組成，兩者共用3條。A管對著相鄰的B管伸出兩條動力蛋白臂，并向鞭毛中央發(fā)出一條輻?；w的微管組成為9+0，并且二聯(lián)微管為三聯(lián)微管所取代，結構類似于中心粒。纖毛和鞭毛的運動是依靠動力蛋白（dynein）水解ATP，使相鄰的二聯(lián)微管相互滑動。（三）細胞膜項目原核生物真核生物甾醇無（支原體例外）有（膽甾醇、麥角甾醇等）磷脂種類磷脂酰甘油和磷脂酰乙醇胺等磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺等脂肪酸種類直鏈或分支、飽和或不飽和脂酸；每一磷脂分子常含飽和與不飽和脂肪酸各1個高等真菌：含偶數(shù)碳原子的飽和或不飽和脂肪酸低等真菌：含奇數(shù)碳原子的不飽和脂肪酸糖脂無有（具有細胞間識別受體功能）電子傳遞體有無基團轉移運輸有無胞吞作用無有（四）細胞核是細胞遺傳信息（DNA）的貯存、復制和轉錄的主要部位外形固定，有核膜，核膜上有核孔由核膜、染色質、核仁和核基質組成細胞核結構異染色質（五）細胞質和細胞器1、細胞基質和細胞骨架2、內質網(wǎng)和核糖體3、高爾基體4、溶酶體5、微體6、線粒體7、葉綠體8、液泡9、膜邊體10、幾丁質體11、氫化酶體1、細胞基質和細胞骨架除細胞器以外的膠狀溶液，稱細胞基質細胞骨架是由微管、肌動蛋白絲（微絲）和中間纖維3種蛋白質纖維構成的細胞支架微管肌動蛋白絲中間纖維2、內質網(wǎng)和核糖體糙面內質網(wǎng)Roughendoplasmicreticulum(RER)——膜上附著有核糖體顆粒，具有合成和運送胞外分泌蛋白的功能。光面內質網(wǎng)Smoothendoplasmicreticulum(SER)——膜上不含核糖體顆粒，與脂類和鈣代謝等密切相關。核糖體（ribosome）——存在于一切細胞中的無膜包裹的顆粒狀細胞器，具有蛋白質合成功能。內質網(wǎng)粗面內質網(wǎng)光面內質網(wǎng)糙面內質網(wǎng)滑面內質網(wǎng)核糖體是細胞質和線粒體中無膜包裹的顆粒狀細胞器，具蛋白質合成功能。核蛋白體包括RNA和蛋白質，直徑為20-25nm。真核細胞的核蛋白體比原核細胞的大，其沉降系數(shù)一般為80S，它由60S和40S的2個小亞基組成。細胞質核蛋白體有的呈游離狀態(tài)，有的和內質網(wǎng)及核膜結合。線粒體核蛋白體存在于線粒體內膜的嵴間，但沉降系數(shù)為70S。3、高爾基體（Golgiapparatus）1898年，Golgi（意大利）用銀染法，在貓頭鷹的神經(jīng)細胞內觀察到了清晰的結構，因此定名為高爾基體。20世紀50年代以后才正確認識它的存在和結構。4~8個平行堆疊的扁平膜囊和大小不等的囊泡所組成的膜聚合體。功能：將粗面內質網(wǎng)合成的蛋白質進行濃縮，并與自身合成的糖類、脂類結合，形成糖蛋白、脂蛋白分泌泡，通過外排作用分泌到細胞外，是協(xié)調細胞生化功能和細胞內外環(huán)境的重要的細胞器。（蛋白加工、分泌等）高爾基體高爾基體高爾基體分泌功能示意圖高爾基體分泌功能示意圖4、溶酶體Lysosymes溶酶體（lysosome）為C.deDuve與B.Novikoff1955年首次發(fā)現(xiàn)。是單層膜圍繞、內含多種（40種以上）酸性水解酶類的囊泡狀細胞器，其主要功能是進行細胞內消化。具有異質性，形態(tài)大小及內含的水解酶種類都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是標志酶。初級溶酶體

（primarylysosome）

次級溶酶體

（Secondarylysosome）

殘體（肝細胞脂褐質）

（residualbody）5、微體microbody（過氧化物酶體）Rhodin1954發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細胞。是一種具有異質性的細胞器。直徑通常0.5um，呈圓形，橢圓形或啞呤形不等，由單層膜圍繞而成。特點：含過氧化氫酶（標志酶）和一至多種依賴黃素（flavin）的氧化酶，已發(fā)現(xiàn)40多種氧化酶，各類氧化酶的共性是將底物氧化后生成過氧化氫。而過氧化氫酶又利用H2O2去氧化其它底物。RH2+O2→R+H2O2功能：可使細胞免受H2O2毒害，并能氧化分解脂肪酸（β-氧化）等?！舛?、肝細胞內過氧化物酶體

Peroxisomeofhepatocyte水仙葉肉細胞微體

煙草葉肉細胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核心）6、線粒體mitochondria兩層膜外形和大小酷似桿菌（0.5~1.0×1.5~3.0um）每個細胞有數(shù)百到數(shù)千個功能：把蘊藏在有機物中的化學潛能轉化成生命活動所需能量（ATP）——動力車間基?！狝TP合成酶復合體（內膜表面）電子傳遞鏈——內膜上脂蛋白復合物三羧酸循環(huán)酶系——基質閉合環(huán)狀DNA鏈和核糖體——合成自身蛋白線粒體內膜結構模型

（迷宮式和連接式）管狀嵴Tubularcristae在低等真菌中，含有與高等植物和藻類的線粒體相似的管狀嵴板狀嵴Lamellarcristae存在于較高等真菌（接合菌、子囊菌、擔子菌）中7、葉綠體（chloroplast）雙層膜包裹、只存在于綠色植物的細胞中。具有光合作用外形多為扁平的圓形或橢圓形狀，如透鏡，長徑5~10um，短徑2~4um，厚2~3um。葉肉細胞含50~200個葉綠體，占細胞質的40%。構造由三部分組成：葉綠體膜、類囊體和基質由外被（chloroplastenvelope）、類囊體（thylakoid）和基質（stroma）3部分組成。含有3種不同的膜：外膜、內膜、類囊體膜，3種彼此分開的腔：膜間隙、基質和類囊體腔。葉綠體結構基粒類囊體膜基質葉綠體膜（外膜和內膜）淀粉顆粒質膜8、液泡是在細胞質中由單層膜包圍的充滿水液的泡。其形態(tài)、大小受細胞年齡和生理狀態(tài)而變化，一般在老齡細胞中液泡大而明顯。真菌的液泡含有多種貯藏物和酶功能：有維持細胞滲透壓和貯存營養(yǎng)物及溶酶體的功能。9、膜邊體（lomasome）是某些真菌菌絲細胞中由單層膜包裹的細胞器，位于細胞壁和細胞膜之間。形態(tài)呈管狀、囊狀、球狀、卵圓形或作多層折疊的膜，內含泡狀物或顆粒狀物。由高爾基體或內質網(wǎng)的特定部位形成，可以互相結合，有些膜邊體與細胞器或細胞膜連接在一起。功能：分泌水解酶或與細胞壁的形成有關。10、幾丁質體（chitosome）一種活躍于各種真菌菌絲體頂端細胞中的微小泡囊，直徑40~70um，內含幾丁質合成酶。功能：把其中所含的酶源源不斷地運送到菌絲尖端細胞壁表面，使該處不斷合成幾丁質微纖維（骨架結構），從而保證菌絲不斷向前延伸（保證了菌絲頂端延伸生長的物質供給）。11、氫化酶體一種由單層膜包裹的球狀細胞器，內含氫化酶、氧化還原酶、鐵氧還蛋白和丙酮酸。通常存在于鞭毛基體附近，為基體運動提供能量。只存在于厭氧性的原生動物和真菌。特別說明由于顯微藻類一般在植物學中有詳細介紹；原生動物則在動物學中有較多描述；本章著重真菌進行介紹，分三節(jié)——酵母菌、霉菌、蕈菌三大類群。第二節(jié)酵母菌一、定義及概述二、細胞的形態(tài)和構造三、酵母菌的繁殖方式與生活史四、酵母菌的菌落一、酵母菌定義及概述“酵母”之意為“發(fā)酵之母”，國外用“yeast”等名稱也具有發(fā)酵之意?，F(xiàn)國際上用“酵母”一詞來稱呼一類結構較簡單的單細胞真菌?！敖湍妇辈皇欠诸悓W上的名詞，它在真菌分類系統(tǒng)中分屬于子囊菌綱（亞門）、擔子菌綱（亞門）與半知菌類（亞門）?，F(xiàn)知酵母大約500多種，分屬于56個屬。泛指一類結構較簡單的能發(fā)酵糖類單細胞真菌。1.酵母菌特點（1）個體一般以單細胞狀態(tài)存在；（2）多數(shù)營出芽繁殖，也有的裂殖；（3）能發(fā)酵糖類產(chǎn)能；（4）細胞壁常含甘露聚糖；（5）常生活在含糖量較高、酸度較大的水生環(huán)境中。2.分布主要分布于含糖分較多的酸性環(huán)境中，如果品、蔬菜、花蜜和植物葉子上，特別是葡萄園和果園的土壤中，因而有人稱其為糖菌（sugarfungus）?？諝庵泻推胀ㄍ寥乐袛?shù)量較少。注意：分離時的樣品來源和選擇?3.酵母菌的用途酵母菌與人類的關系十分密切?？梢哉J為，酵母菌是人類的第一種“家養(yǎng)微生物”。千百年來，酵母菌及其發(fā)酵產(chǎn)品大大改善和豐富了人類的生活。乙醇和有關飲料的生產(chǎn)，面包的制造，甘油的發(fā)酵，石油的脫蠟；飼用、藥用或食用單細胞蛋白（SCP）的生產(chǎn)；提取核酸、麥角甾醇、輔酶A、細胞色素C、凝血質和維生素等生化藥物；作為遺傳工程的受體菌（真核表達系統(tǒng)——畢赤酵母、釀酒酵母）等；4.酵母菌的危害及致病性腐生型酵母菌：使食物、紡織品和其他原料腐敗變質；魯氏酵母、蜂蜜酵母：使蜂蜜、果醬敗壞；——高滲酵母白假絲酵母（白色念珠菌）：可引起皮膚、粘膜、呼吸道、消化道以及泌尿系統(tǒng)等多種疾病。二、酵母細胞的形態(tài)和構造（一）細胞的形態(tài)及大?。ǘ┘毎臉嬙旒毎男螒B(tài)和構造1680年荷蘭列文·虎克（Leeuwenhoek）第一個看到釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）的形態(tài)。酵母菌是典型的真核微生物，其細胞直徑約為細菌的10倍，一般長5~20μm，寬1~10μm。在光學顯微鏡下，可模糊地看到酵母細胞內的種種結構分化。酵母菌細胞的形態(tài)通常有球狀、卵圓狀、橢圓狀、柱狀或香腸狀等多種，當它們進行一連串的芽殖后，如果長大的子細胞與母細胞并不分離，其間僅以狹小的面積相連，這種藕節(jié)狀的細胞串就稱假菌絲。（一）形態(tài)與大小單細胞，不能運動，圓形、橢圓形、檸檬形、卵圓形、臘腸形以及菌絲狀。大小根據(jù)不同的種差別很大：2.5~10×4.5~21um

假菌絲酵母形態(tài)A釀酒酵母（Saccharomycescerevisae）B路德酵母（Saccharomycesludwigii）C白地霉（Geotrichumcandidum）D膜醭畢赤酵母（Pichiamembranaefaciens）酵母菌在一定條件下培養(yǎng)，產(chǎn)生的芽體與母細胞不分離形成的特殊結構形態(tài)。假菌絲白假絲酵母（二）細胞的構造1、細胞壁2、細胞膜3、細胞核4、其他構造酵母菌細胞的模式構造（一）細胞壁細胞壁厚約25nm，約占細胞干重的25％，是一種堅韌的結構。其化學組分較特殊，主要由“酵母纖維素”組成。它的結構似“三明治”——外層為甘露聚糖（mannan），內層為葡聚糖（glucan），它們都是復雜的分枝狀聚合物，其間夾有一層蛋白質分子。蛋白質約占細胞壁干重的10％，其中有些是以與細胞壁相結合的酶的形式存在，例如葡聚糖酶、甘聚糖酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶和脂酶等。據(jù)試驗，維持細胞壁強度的物質主要是位于內層的葡聚糖成分。此外，細胞壁上還含有少量類脂和以環(huán)狀形式分布在芽痕周圍的幾丁質。1、細胞壁酵母菌細胞壁厚約25nm，約占細胞壁干重的25%，是一種堅韌的結構。其主要成分為葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質和幾丁質，另有少量脂類。酵母細胞壁結構似“三明治”—外層為甘露聚糖，內層為葡聚糖，它們都是復雜的分枝狀聚合物，中間夾有一層蛋白質（葡聚糖酶、甘露聚糖酶等）。甘露聚糖（外層）酵母細胞壁結構圖葡聚糖、甘露聚糖、纖維素和幾丁質的化學結構

用瑪瑙螺（Helixpomatia）的胃液制得的蝸牛消化酶，內含水解酵母菌細胞模式構造的纖維素酶、甘露聚糖酶、葡糖酸酶、幾丁質酶和脂酶等30余種酶類，它對酵母菌的細胞壁具有良好的水解作用，因而可用來制備酵母菌的原生質體，也可用它來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離出來。蝸牛酶的作用用瑪瑙螺（Helixpomatia）的胃液制得的蝸牛消化酶，內含水解酵母菌細胞模式構造的纖維素酶、甘露聚糖酶、葡糖酸酶、幾丁質酶和脂酶等30余種酶類，它對酵母菌的細胞壁具有良好的水解作用，因而可用來制備酵母菌的原生質體，也可用它來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離出來。2、細胞膜三層結構。它的主要成分是蛋白質（約占干重50％）、類脂（約占40％）和少量糖類——雙層磷脂+蛋白質。在酵母細胞膜上所含的各種甾醇中，尤以麥角甾醇居多。它經(jīng)紫外線照射后，可形成維生素D2。據(jù)報道，發(fā)酵酵母（Saccharomycesfermentati

）所含的總甾醇量可達細胞干重的22％，其中的麥角甾醇達細胞干重的9.66％?！_發(fā)生物（生化）制品。細胞膜中的成分3、細胞核活細胞中的核可用相差顯微鏡加以觀察；一般可以用堿性品紅或姬姆薩染色法對固定的酵母細胞進行染色，還可觀察到核內的染色體，其數(shù)目因種而異。釀（?。┚平湍福⊿.cerevisiae）的基因組共由17條染色體組成，其全序列已于1996年公布，大小為12.052Mb，共有6500個基因。是第一個測出的真核生物基因組序列。核DNA外的其它DNA（環(huán)狀）酵母線粒體DNA酵母線粒體內含有一個DNA片段，是長達25μm的環(huán)狀結構，分子量為5.0×107Da，比高等動物線粒體中的DNA大5倍，類似于原核生物中的染色體。線粒體上的DNA量約占酵母細胞總DNA量的15-23%，它的復制是相對獨立進行的，不受核DNA的控制。2μm質粒是1967年后才在S.cerevisiae中發(fā)現(xiàn)的，它可作外源DNA片段的載體，并通過轉化而完成組建“工程菌”等重要的遺傳工程研究。4、其他構造在成熟的酵母菌細胞中，有一個大形的液泡（Vacuole）。有多種代謝物和水解酶，其功能：營養(yǎng)物和水解酶類的貯藏庫的作用；調節(jié)滲透壓。在有氧條件下，酵母菌細胞內會形成許多線粒體。在缺氧條件下生長的酵母菌細胞，只能形成無嵴的、沒有氧化磷酸化功能的線粒體。在有的酵母菌，例如白假絲酵母（Candidaalbicans）中存在微體（細胞器），它的功能可能是參與甲醇和烷烴的氧化（？）。三、酵母菌的繁殖方式與生活史（一）無性繁殖（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——只進行無性生殖的酵母菌（一）無性繁殖1、芽殖（budding）2、裂殖（fisson)3、產(chǎn)生無性孢子——擲孢子、厚垣孢子等1、芽殖（budding）母細胞壁變薄→新合成物質堆積→形成隔壁→子細胞脫離芽痕：母細胞；蒂痕（誕生痕）：子細胞芽痕在細胞表面稍微隆起，一個釀酒酵母一般20個芽，多達40個；出芽位點：雙倍體酵母——芽的分布或多或少隨機；單倍體酵母——芽痕多以排、環(huán)或螺旋狀出現(xiàn)2、裂殖（fisson)裂殖酵母屬（Schizosaccharomyces）——具有與細菌相似的二分裂繁殖方式過程：細胞伸長，核分裂為二，然后細胞中央出現(xiàn)隔膜，將細胞橫分為兩個相等大小的、各具有一個核的子細胞。進行裂殖的酵母菌種類很少。

3、產(chǎn)生無性孢子擲孢子（ballistospore）是擲孢酵母屬等少數(shù)酵母菌產(chǎn)生的無性孢子，外形呈腎狀。這種孢子是在卵圓形的營養(yǎng)細胞上生出的小梗上形成的。孢子成熟后，通過一種特有的噴射機制將孢子射出。因此，如果用倒置培養(yǎng)皿培養(yǎng)擲孢酵母并使其形成菌落，則常因其射出擲孢子而可在皿蓋上見到由擲孢子組成的菌落模糊鏡像。厚垣孢子（chlamydospore）

——有的酵母如Candidaalbicans等還能在假菌絲的頂端產(chǎn)生。（二）有性繁殖酵母菌是以形成子囊（ascus）和子囊孢子（ascospore）的方式進行有性繁殖的。過程：兩個相鄰近的酵母細胞→細胞質、細胞核在通道內融合，兩個細胞為接合子→融合核進行1-3次分裂，形成2-8個子核→子核與附近的細胞質形成孢子→接合子變?yōu)樽幽摇幽益咦哟偈菇湍府a(chǎn)生孢子的條件①營養(yǎng)充足的強壯幼齡細胞——一般接種于液體培養(yǎng)基，每隔一天移接一次，連續(xù)三天，待酵母強壯后，再接到產(chǎn)孢子培養(yǎng)基上培養(yǎng)。②空氣要流通，必須給以充分的空氣，從而提供足夠的氧氣。③適當?shù)臏囟群蜐穸龋ㄗ銐虻臐穸?，較高的溫度）。溫度為25－30℃（適溫為25℃），濕度80％以上。④選擇適當?shù)纳咦优囵B(yǎng)基（缺乏氮源）

——常用醋酸鹽、石膏，其他如胡蘿卜、馬鈴薯、葡萄干。

——McClary培養(yǎng)基、Gorodkowa培養(yǎng)基、Kleyn培養(yǎng)基

生產(chǎn)上的意義①在啤酒生產(chǎn)上常利用酵母菌子囊孢子形成的速度和形狀來檢驗培養(yǎng)酵母有無被野生酵母污染的問題。一般野生酵母形成孢子，用石膏培養(yǎng)基培養(yǎng)，40-48小時內形成孢子則為野生酵母，在72小時以上產(chǎn)孢子者為培養(yǎng)酵母——形成快慢。②利用子囊孢子進行雜交育種，人工定向培育所需特性的菌種，可提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量或使其適應新的工藝要求。（三）酵母菌的生活史生活史（lifecycle）——指上代個體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個體的全部過程（生命周期）。一般涉及有性生殖。有3種類型（根據(jù)營養(yǎng)體的存在形式——是否可以獨立生活并產(chǎn)生子代）：1、營養(yǎng)體以單倍體/雙倍體兩種形式存在2、營養(yǎng)體只以單倍體形式存在3、營養(yǎng)體只以雙倍體形式存在1、營養(yǎng)體以單倍體/雙倍體兩種形式存在——都能獨立生活釀酒酵母是這類生活史的代表。特點：①營養(yǎng)體既可以單倍體形式存在，也能以二倍體形式存在；②一般情況下都以營養(yǎng)體狀態(tài)進行出芽繁殖；③在特定條件下進行有性繁殖。S．cerevisiae的二倍體營養(yǎng)細胞因其體積大、生活力強（一般情況），故廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)、科學研究或是遺傳工程實踐中。釀酒酵母的生活史子囊的破壁有自然和人為破壁——蝸牛酶、研磨等酵母的二倍體營養(yǎng)體細胞減數(shù)分裂后產(chǎn)生四個單倍體的核原細胞發(fā)育成子囊，有四個子囊孢子，將來發(fā)育成單倍體營養(yǎng)體細胞酵母菌子囊孢子的形成2、營養(yǎng)體只以單倍體形式存在以八孢裂殖酵母為代表。特點：①營養(yǎng)細胞是單倍體；②無性繁殖以裂殖方式進行；③雙倍體細胞不能獨立生活——雙倍體階段短，一經(jīng)生成立即減數(shù)分裂。3、營養(yǎng)體只以雙倍體形式存在以路德類酵母為代表特點：①營養(yǎng)體為雙倍體，不斷進行芽殖，雙倍體營養(yǎng)階段長，單倍體的子囊孢子在子囊內發(fā)生接合。②單倍體階段僅以子囊孢子形式存在，故不能獨立生活。四、酵母菌的菌落與細菌菌落類似，但一般較細菌菌落大（？）且厚（隆起或高聳），表面濕潤，粘稠，易被挑起。顏色單調，多為乳白色，少數(shù)呈紅色、黑色。邊緣圓整，如產(chǎn)生假菌絲，則邊緣可見絲狀結構有愉快的酒香味。在液體培養(yǎng)基上，不同的酵母菌生長的情況不同。好氣性生長的酵母可在培養(yǎng)基表面上形成菌膜或菌醭，其厚度因種而異。有的酵母菌在生長過程中始終沉淀在培養(yǎng)基底部。有的酵母菌在培養(yǎng)基中均勻生長，使培養(yǎng)基呈渾濁狀態(tài)。液體培養(yǎng)上面酵母與下面酵母并非分類學上的名稱，而是在啤酒釀造業(yè)中根據(jù)酵母菌在容器內的情況而對酵母菌株進行的分類：上面酵母——在發(fā)酵過程中細胞浮游在液體上層，是較活躍的發(fā)酵劑（？）；下面酵母——在發(fā)酵過程中細胞沉于容器底層，是較緩慢的發(fā)酵劑（？）。第三節(jié)絲狀真菌——霉菌一、定義與概述二、細胞的形態(tài)和構造三、真菌的孢子四、霉菌的菌落一、定義與概述霉菌（mould）不是一個分類學上的名詞，它是絲狀真菌的一個俗稱，意即“會引起物品霉變的真菌”?！⌒驼婢▍^(qū)別于大型真菌）在微生物學中，凡是在基質上長成絨毛狀、棉絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀，但不形成大型子實體的絲狀真菌統(tǒng)稱霉菌。霉菌分屬于鞭毛菌亞門、接合菌亞門、子囊菌亞門及半知菌亞門。繁殖：有性生殖和無性生殖（產(chǎn)生分生孢子），也可借助菌絲的片段繁殖。分布霉菌是微生物學中種類最多的一大類，有記載的已有40000種左右（每年還有大量新種發(fā)現(xiàn)）。霉菌在自然界中的分布極為廣泛，它們以孢子和菌絲的片段大量存在于土壤中，因其絕大多數(shù)是好氧菌，所以主要生活在近地面的土層中。通常分離霉菌時取偏酸性、含有機質較豐富的接近表層的土壤。霉菌用途工業(yè)應用生產(chǎn)有機酸：檸檬酸、葡萄糖酸、蘋果酸等；生產(chǎn)抗生素：青霉素、頭孢菌素、灰黃霉素等；生產(chǎn)維生素：核黃素（VB2）等；生產(chǎn)生物堿：麥角堿等；生產(chǎn)酶制劑：淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶等；生產(chǎn)各種傳統(tǒng)的食品：

制醬、醬油、干酪、腐乳、豆豉、甜白酒等。農(nóng)業(yè)應用：

植物生長素（如赤霉素）；殺蟲農(nóng)藥（如白僵菌劑）；除草劑（如魯保一號）；基本理論的研究：霉菌在基本理論的研究中應用很廣，最著名例子是粗糙脈孢菌等在建立生化遺傳學中的作用。霉菌的危害引起工業(yè)產(chǎn)品的霉變

食品、紡織品、皮革、木器、紙張、光學儀器、電工器材和照相膠片等都易被霉菌所破壞、變質。引起植物病害可引起多種植物病害，如19世紀中葉在歐洲大流行的馬鈴薯晚疫?。ㄖ虏∫呙梗?；我國于1950年發(fā)生的麥銹病和1974年發(fā)生的稻瘟病,使小麥和水稻分別減產(chǎn)了60億kg，等等。引起動物病害

可引起人體和動物的淺部病變（皮膚癬菌引起的各種癬癥）和深部病變（既可侵害皮膚、粘膜，又可侵犯肌肉、骨骼和內臟的各種器官）。霉菌毒素（真菌毒素）霉菌能產(chǎn)生多種毒素，嚴重威脅人畜健康。目前為止發(fā)現(xiàn)有100種以上，其中毒性最強的如黃曲霉產(chǎn)生的黃曲霉毒素、棕曲霉產(chǎn)生的棕曲霉毒素等。尤其是黃曲霉毒素有致癌作用。黃曲霉毒素:

黃曲霉毒素是某些霉菌所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，是幾種毒素的混合物，各種毒素的毒性差異很大，B1是已知黃曲霉毒素中毒性最大的一種（LD50=0.36mg/Kg，毒性為劇毒化學藥品氰化鉀的10倍，砒霜的68倍

）。大多數(shù)黃曲霉或其他霉菌所產(chǎn)生的混合黃曲霉毒素中，黃曲霉毒素B1是含量最多的一種。黃曲霉毒素對動物有明顯毒性作用與致癌作用（目前發(fā)現(xiàn)的最強的致癌物質。其致癌力是奶油黃的900倍，比二甲基亞硝胺誘發(fā)肝癌的能力大75倍，比3,4苯并芘大4000倍），毒害器官主要是肝臟。聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織（FAO）及世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定食品中黃曲霉毒素含量不得超過30ppb，1969年把規(guī)定降低到20ppb，1974年重新規(guī)定為15ppb。并不是所有黃曲霉都產(chǎn)黃曲霉毒素，據(jù)統(tǒng)計有30-70%黃曲霉產(chǎn)生毒素，產(chǎn)毒菌株必須在適宜溫度、濕度下才產(chǎn)毒（24-30℃，相對濕度85%）。O2、CO2也有一定影響，O2含量低、CO2含量高時不產(chǎn)毒或產(chǎn)生毒素濃度低。最適培養(yǎng)基是花生，其次是玉米、小麥、大米等。黃曲霉毒素具有耐熱的特點，即使用高溫加熱，也不能破壞其毒性。二、細胞的形態(tài)和構造（一）菌絲及其延伸過程（二）菌絲體及其各種分化形式（一）菌絲及其延伸過程真菌營養(yǎng)體的基本單位是菌絲（hyphae），直徑一般為3～10μm，亦即與酵母細胞類似，但比細菌或放線菌的細胞約粗10倍。根據(jù)菌絲中是否存在隔膜，可把所有菌絲分成無隔菌絲和有隔菌絲兩大類。菌絲細胞的構造與酵母菌類似。頂端延伸生長——細胞壁和細胞質的形態(tài)、成分由頂端向后逐漸變化、加厚并趨向成熟。??！無隔菌絲

菌絲分無隔菌絲和有隔菌絲。無隔菌絲是一個長管形細胞，有分枝或無分枝，大多數(shù)是多核的。有隔菌絲是有橫隔壁把菌絲隔成許多細胞，每個細胞內含有一個或二個核。有隔菌絲黑曲霉的有隔菌絲Neurosporacrassa的菌絲尖端細胞各部位的成熟程度是不同的。在菌絲頂端有延伸區(qū)和硬化區(qū)，它們的內層是幾丁質層，外層為蛋白質層；接著就是亞頂端部位（次生壁形成區(qū)），其由內至外是幾丁質層、蛋白質層和葡聚糖蛋白網(wǎng)層；再下面就是成熟區(qū)，其由內至外相應地為幾丁質層、蛋白質層、葡聚糖蛋白質層和葡聚糖層；最后就是隔膜區(qū)。菌絲頂端的構造：包括延伸區(qū)、硬化區(qū)、次生壁形成區(qū)、成熟區(qū)、隔膜區(qū)。細胞壁的成分真菌細胞壁特征性地含有幾丁質，使細胞壁堅韌（網(wǎng)狀微纖維骨架）；也含有蛋白質、甘露聚糖和葡聚糖等無定型物質（基質），它們混在上述纖維狀物質構成的網(wǎng)內或網(wǎng)外，充實了細胞壁的結構。從進化的角度來看，越是低等的、水生的真菌，其細胞壁成分就越與藻類接近，即含有較多的纖維素；較高等的、陸生的真菌，則主要含有幾丁質成分。（二）菌絲體及其各種分化形式當真菌孢子落在適宜的固體營養(yǎng)基質上后，就發(fā)芽生長，產(chǎn)生菌絲和由許多分枝菌絲相互交織而成的一個菌絲集團即菌絲體（Mycelium）

菌絲體有兩個基本類型：密布在營養(yǎng)基質內部主要執(zhí)行吸取營養(yǎng)物功能的菌絲體，稱為營養(yǎng)菌絲體（Vegetativemycelium），而伸展到空氣中的菌絲體，則稱為氣生菌絲體（Aerialmycelium）。進化過程——生理功能和適應環(huán)境，產(chǎn)生了多種特化構造。菌絲體的特化結構1、營養(yǎng)菌絲體的特化形態(tài)黑根霉的形態(tài)、構造模式圖（1）假根和匍匐菌絲（2）吸器是寄生在細胞間的真菌，特別是一些專性寄生菌在菌絲體上形成侵入寄主細胞內，具有吸收養(yǎng)分功能的器官，形狀有球狀、絲狀、掌狀、裂片狀等。由專性寄生霉菌如銹菌、霜霉菌和白粉菌等產(chǎn)生的菌絲變態(tài)，它們是從菌絲上產(chǎn)生出來的旁枝，侵入細胞內分化成根狀、指狀、球狀和佛手狀等，用以吸收寄主細胞內的養(yǎng)料。部分菌絲體的特化結構

——吸器（3）附著胞和附著枝附著胞——許多植物寄生真菌在其芽管或老菌絲頂端發(fā)生膨大，并分泌粘狀物，借以牢固地粘附在宿主的表面，這一結構就是附著胞。附著胞上再形成纖細的針狀感染菌絲，以侵入宿主的角質層而吸取養(yǎng)料。附著枝——若干寄生真菌例如Asteridiellahomalii-angustifolii（小光殼炱）和Irenina（禿殼炱屬）等，由菌絲細胞生出1～2個細胞的短枝，以將菌絲附著于宿主上，這種特殊結構即附著枝。炱（tái）——

煙塵。煙氣凝積而成的黑灰

附著枝和附著胞附著胞真菌禾生刺盤孢(C.Graminicola)的附著胞的壓力為5.35Mpa，M.grisea附著胞的壓力8.0Mpa，相當于我們用高壓蒸汽滅菌壓力0.1Mpa的50-80倍。附著胞胞外基質萌發(fā)管分生孢子黑色素層刺絲附著胞入射角距離波譜（6）菌核和子座菌核——是一種休眠的菌絲組織。其外層較堅硬、色深（擬薄壁組織）；內層疏松，大多呈白色（疏絲組織）。菌核的形狀有大有小，大的如茯苓（大如小孩頭），小的如油菜菌核（形如鼠糞）。

子座——由菌絲集結而成的、在其內部或外部形成繁殖細胞的褥座。部分菌絲體的特化結構

——組織體（菌核、子座）菌核——是一個堅硬的營養(yǎng)結構，多為黑褐色或黑色形狀，大小各異；典型的菌核內部是疏絲組織，外層是擬薄壁組織。菌核萌發(fā)——形成子囊盤和子座菌核菌核的作用：抵抗不良環(huán)境，特別對高溫、低溫、干燥推抵抗力強；貯存養(yǎng)分；條件適宜時，萌發(fā)產(chǎn)生菌絲或產(chǎn)孢機構（不直接產(chǎn)孢）。說明：有的菌核是由菌組織和寄主組織結合在一起形成的，叫假菌核。子座：由菌絲集結而成的、在其內部或外部形成繁殖細胞的褥座。典型例子：冬蟲夏草（5）菌索在樹皮下或地下?？烧业桨咨母鶢罹z組織，即為菌索。多種傘菌，例如Armillariamellea（假蜜環(huán)菌）等都有根狀菌索。它們的生理功能為促進菌體蔓延和抵御不良環(huán)境。部分菌絲體的特化結構

——組織體（菌索）根狀菌索：由菌絲集結而成的繩索裝的結構。是強大的侵入機構、營養(yǎng)運輸、不良條件下休眠結構。（6）菌環(huán)和菌網(wǎng)捕蟲菌目（Zoopagales）的真菌和一些半知菌會產(chǎn)生菌環(huán)和菌網(wǎng)等特化菌絲，其功能是捕捉線蟲，然后再從環(huán)或網(wǎng)上生出菌絲侵入線蟲體內吸收養(yǎng)料。真菌的菌環(huán)（套）和菌網(wǎng)

——捕食器官

菌環(huán)（套）B.簡單菌網(wǎng)C.復雜菌網(wǎng)捕食器官

——常見的結構有粘性菌絲、粘性分枝、粘性網(wǎng)、粘性球、非收縮環(huán)和收縮環(huán)等6種菌套（網(wǎng)）：菌絲分枝形成的環(huán)狀或網(wǎng)狀的結構，用于捕食線蟲。2、氣生菌絲體的特化形態(tài)氣生菌絲體主要特化成各種形態(tài)的子實體（sporocarp，fructification或fruitingbody）。子實體是指由氣生菌絲特化成，在其里面或上面可產(chǎn)生有性或無孢子，有一定形狀或構造的任何菌絲體組織。（1）結構簡單的子實體產(chǎn)生無性孢子的簡單子實體有幾種類型，常見的例如曲霉屬（Aspergillus）或青霉屬（Penicillium）等的分生孢子頭（conidialhead），根霉屬（Rhizopus）和毛霉屬（Mucor）等的孢子囊（sporangium）。產(chǎn)生有性孢子的簡單子實體如擔子菌的擔子（basidium）曲霉的形態(tài)、構造模式圖黑曲霉的分生孢子頭黑曲霉孢子頭發(fā)育過程的顯微照片曲霉的掃描電子顯微照片青霉菌的形態(tài)、構造模式圖青霉的帚狀分枝的顯微照片青霉菌的結構顯微照片——帚狀分枝（三種類型）單輪對稱雙輪對稱非對稱黑根霉的形態(tài)、構造模式圖擔子結構模型圖（2）結構復雜的子實體產(chǎn)無性孢子的結構復雜的子實體有分生孢子器（Pycnidium）、分生孢子座（sporodochium）和分生孢子盤（acervulus）等幾種結構。分生孢子器是一個球形或瓶形的結構，在器的內壁四周表面或底部長有極短的分生孢子梗，在梗上產(chǎn)生分生孢子。有很多真菌，它們的分生孢子梗緊密聚集成簇，分生孢子長在梗的頂端，形成一種墊狀的結構，就稱分生孢子座，瘤座孢科（Tuberculariaceae）真菌的共同特征。分生孢子盤則是一種在寄主的角質層或表皮下，由分生孢子梗簇生在一起而形成的盤狀結構，有時其中還夾雜著剛毛。分生孢子器、分生孢子座和分生孢子盤子囊果能產(chǎn)有性孢子的、結構復雜的子實體稱為子囊果（ascocarp）。①閉囊殼（cleistothecium），為完全封閉式，呈圓球形，它是不整囊菌綱（Plectomycetes）例如部分青霉、曲霉所具有的特征；②子囊殼（Perithecium），其子囊果多少有點封閉，但留有孔口，似燒瓶形，它是核菌綱（Pyrenomycetes）真菌的典型構造；③子囊盤（apothecium），開口的、盤狀的子囊果可稱為子囊盤，它是盤菌綱（ycetes）真菌的特有結構。子囊果的形狀閉囊殼子囊殼子囊盤3、菌絲體在液體培養(yǎng)時的特化形態(tài)真菌在液體培養(yǎng)基中進行通氣攪拌或振蕩培養(yǎng)時，有時會產(chǎn)生菌絲球，Aspergillusniger（黑曲霉）的高產(chǎn)菌株進行檸檬酸發(fā)酵時，或是Agaricusbisporus（二孢蘑菇）等食用擔子菌進行菌絲體液體培養(yǎng)時最易見到。以Aspniger發(fā)酵檸檬酸為例，它的幾個高產(chǎn)菌株D353，5016，3008都有菌絲球狀生長的特征。菌絲體相互緊密糾結，呈顆粒狀，均勻地懸浮在發(fā)酵液中，且不會長得過密，因而發(fā)酵液的外觀較稀薄，既有利于氧的傳遞，也可以提高糖的轉化率和檸檬酸的濃度。相反，如果發(fā)酵條件控制不善，就會產(chǎn)生異常的菌絲球。這時，其內部產(chǎn)生一個空腔，并可見到退化細胞和許多孢子梗。故在生產(chǎn)實踐上，只要觀察菌絲球的各種特征，就有助于判斷發(fā)酵條件是否正常。菌絲球大小、形態(tài)等都會有差異。菌絲球在振蕩培養(yǎng)或機械攪拌罐中，霉菌或放線菌的菌絲體有時會纏繞在一起，形成緊密的小球，俗稱菌絲球。菌絲球的形成，可以使發(fā)酵液黏度下降，因而在有限的空間內可以獲得更多的菌體。但是形成的菌絲球會影響物料的傳遞，一般在球中央的細胞在生長和產(chǎn)物形成等方面均不如球表面的細胞。真菌在液體培養(yǎng)基中進行通氣攪拌或振蕩培養(yǎng)時，往往會產(chǎn)生菌絲球。三、真菌的孢子真菌有著極強的繁殖能力，它們可通過無性繁殖或有性繁殖的方式產(chǎn)生大量新個體。雖然真菌菌絲體上任一部分的菌絲碎片都能進行繁殖，但在正常自然條件下，真菌主要還是通過形形色色的無性或有性孢子來進行繁殖的。真菌的孢子與細菌芽孢的比較真菌孢子的類型和特點孢子名稱染色體倍數(shù)*外形數(shù)量外或內生其它特點實例游動孢子n圓、梨、腎形多內有鞭毛、能游動壺菌無性孢子孢囊孢子n近圓形多內水生型有鞭毛根霉、毛霉分生孢子n極多樣極多外少數(shù)為多細胞青霉、曲霉節(jié)孢子n柱形多外各孢子同時形成白地霉厚垣孢子n近圓形少外在菌絲頂端或中間形成總狀毛霉芽孢子n近圓形較多外在酵母細胞上出芽形成假絲酵母擲孢子n鐮、豆、腎形少外成熟后從母細胞射出擲孢酵母有性孢子卵孢子2n近圓形1至幾內壁厚、休眠德氏腐霉接合孢子2n近圓形1內**壁厚、休眠、大、深色根霉、毛霉子囊孢子n近圓形一般8內長在各種子囊內脈孢菌、紅曲擔孢子n近圓形一般4外長在特有的擔子上蘑菇、香茹*n為單倍體；2n為雙倍體；**根據(jù)近代超顯微結構的研究，發(fā)現(xiàn)接合孢子是在接合孢子囊中形成的，應屬內生孢子孢子的類型真菌無性和有性孢子類型。無性孢子的形態(tài)特征真菌無性生殖產(chǎn)生的孢子統(tǒng)稱?？煞譃檠挎咦?、擲孢子、厚垣孢子、游動孢子、孢囊孢子、節(jié)孢子、粉孢子和分生孢子等類型。霉菌的無性孢子厚垣孢子節(jié)孢子孢囊孢子芽生孢子分生孢子霉菌中幾種常見的無性孢子厚垣孢子節(jié)孢子孢囊孢子芽生孢子分生孢子真菌有性孢子的形態(tài)特征真菌有性生殖產(chǎn)生的孢子統(tǒng)稱，可分為卵孢子、接合孢子、子囊孢子和擔孢子四種類型。1.

卵孢子（Oospore）：概念：由大小不同的配子囊結合后發(fā)育而成。2n配子囊(Gametangia)：由菌絲發(fā)育而來。藏卵器、雄器。2.接合孢子（Zygospore）:1）概念：接合孢子是由菌絲生出的結構基本相似、形態(tài)相同或略有不同兩個配子囊接合而成。2）形態(tài)：厚壁、粗糙、黑殼。3）特點：休眠體，2n。接合孢子形態(tài)和形成過程毛霉，根霉3.

子囊孢子（ascospore):概念：在子囊中形成的有性孢子。子囊：兩性細胞接觸以后形成的囊狀結構。子囊果：

子實體（一種有性結構），多個子囊外部由菌絲體組成共同的保護組織結構，

稱為子囊果。子囊包在其中。子囊和子囊孢子形成過程子囊形成的方式、形狀、大小子囊果的形狀閉囊殼子囊殼子囊盤4.擔孢子（Basidiospore）概念：擔子菌所特有，經(jīng)兩性細