章真核微生物.pptx

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1、第三节 酵母菌第1页/共49页 酵母菌（酵母菌（yeast)酵母菌为一群单细胞真菌的总称，无分类学上的意义。在分类学上分别归属于子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门。酵母菌是腐生性生物腐生性生物，主要以葡萄糖等单糖为碳源单糖为碳源和能源。主要生长于植物体上主要生长于植物体上，尤其是花蜜、树汁、果实及叶尤其是花蜜、树汁、果实及叶片的表面，以及在菜园和果园的土中片的表面，以及在菜园和果园的土中。个体一般为单细胞个体一般为单细胞 通常以出芽方式进行无性繁殖通常以出芽方式进行无性繁殖 能发酵糖产能能发酵糖产能 细胞壁常苷露聚糖细胞壁常苷露聚糖 常生活于高糖与酸性的环境常生活于高糖与酸性的环境酵母菌酵母菌

2、的特点的特点第2页/共49页第3页/共49页 一、概述一、概述一、概述一、概述 1 1、酵母菌的应用、酵母菌的应用 1 1）食品加工）食品加工 大量用酵母菌酿酒、发酵果汁酿酒、发酵果汁、面包面包、馒头馒头和制造某些美味、营养的食品食品。2 2）单细胞蛋白）单细胞蛋白 有些国家已进行酵母菌体商品化生产，用作食物或饲料食物或饲料等。酵母菌细胞蛋白质蛋白质含量高达细胞干重的50%50%以上以上，并含有人体必需的氨基酸，有人体必需的氨基酸，据估计，如果每天生产450万千克酵母菌体，其蛋白质含量相当于一万头肉用牛。3 3）制药制药 酵母菌体可提取核苷酸、辅酶A、细胞色素c、凝血质、核黄素等贵重药品贵重药

3、品；有的酵母菌体能大量产生维生素维生素、有机酸；有机酸；第4页/共49页 4 4）化工）化工 有的具有氧化石蜡降低石油凝固点的作用，或者以烃类为原料发酵以烃类为原料发酵制取柠檬酸、反丁烯二酸、脂肪酸、甘油、甘露醇、酒精等。5 5）科学研究）科学研究 酵母菌具有与动、植物基本的细胞结构外，还具有世代时间短、可在简单的培养基上生长、单个细胞可完成全部生命活动、可以获得各个生长阶段的细胞等特点，因而十分有利于进行分子生物学、分子遗传学等重要因而十分有利于进行分子生物学、分子遗传学等重要基础理论方面的研究。基础理论方面的研究。第5页/共49页 2 2、酵母菌的危害、酵母菌的危害 1）腐生型酵母菌使食物

4、、纺织品和其他物品的腐败变质，少数嗜高渗压酵母菌如鲁氏本母(Saccharomyces rouxii)、蜂蜜酵母(Saccharomyces mellis)可使蜂蜜、果酱败坏；2）有的是发酵工业的污染菌，消耗酒精降低产量或产生不良气味，影响产品质量。3）某些酵母菌为人和植物的病原菌。如白假丝酵母，如白假丝酵母，又名白色念珠菌又名白色念珠菌(Candida albicansCandida albicans)，可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道，以及泌尿系统等多种疾病。新型隐球酵母新型隐球酵母(Cryptococcus neoformansCryptococcus neoformans)可引起慢性脑

5、膜炎、肺炎等。第6页/共49页二、酵母菌的形态结构 1 1、酵母菌的形态和大小、酵母菌的形态和大小 酵母菌多为单细胞单细胞，少数少数的细胞可连成链状连成链状，形态大形态大多为孵圆形、圆形或圆柱形多为孵圆形、圆形或圆柱形；长约长约5-20m5-20m，最长的可达50m，宽宽1-5m1-5m，最在达10m。第7页/共49页Saccharomyces cerevisiae第8页/共49页 2 2、细胞壁（、细胞壁（cell wallcell wall）细胞壁的糖类糖类主要成分葡聚糖，含量主要成分葡聚糖，含量30-34%、甘、甘露糖，含量露糖，含量30%，此外，有的还有小量壳多糖；蛋白质6-8%、脂类

6、8.5-13.5%，和酶等。1 1）葡聚糖）葡聚糖细胞壁的内层，是细胞壁的主要成分，若用葡聚糖酶处理会使其发发生溶菌作用；2 2）甘露聚糖）甘露聚糖是以甘露糖为单位的复杂分支聚合物，主要分布在细胞壁的外层，除去甘露聚糖后并不改变细胞的形状，表明甘露糖层对保持细胞壁的完整性并非必要；3 3）壳多糖）壳多糖是N-乙酰葡萄糖胺的多聚体，壳多糖常分布于芽痕的周围。第9页/共49页 4 4）蛋白质）蛋白质占细胞壁干重的10%，大多与多糖结合，也有以酶的形式与细胞壁结合；5 5）酶）酶 细胞壁内有转化酶、-半乳糖苷酶、酸性磷酸脂酶等多种酶；细胞壁细胞壁分三层分三层内层葡聚糖层内层葡聚糖层（单体葡萄糖）（单

7、体葡萄糖）外层的甘露糖层外层的甘露糖层（单体苷露糖）（单体苷露糖）中间的蛋白质层中间的蛋白质层（含酶类）（含酶类）第10页/共49页 3 3、细胞膜（、细胞膜（cell membrane)cell membrane)细胞膜结构和成分与原核生物基本相同，但已有膜分化为细胞器。主要成分主要成分是几乎等量的脂类和蛋白质，及少量糖类：1 1）脂类主要是甘油酯、甘油磷脂及甾（固）醇；2 2）蛋白质中含有参与吸收糖和氨基酸的酶；3 3）糖的成分多为甘露聚糖。膜有壳多糖合成酶壳多糖合成酶、1,3-葡聚糖合成酶葡聚糖合成酶等合成细胞合成细胞壁碳骨架的酶等壁碳骨架的酶等。第11页/共49页4、细胞核（nucle

8、us）形状形状球状，直径约2m mm，双层的核膜包围，内外膜间隔15-75nm。核内的染色体，数量因种而异，酿（啤）酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）单倍体的染色体为17条，总长度为14000kb、6500个基因；有染色质，基本结构是核小体。第12页/共49页、线粒体（mitochondria)线粒体球状或杆状，双层膜构成，内外膜间间距6-8nm；内膜向内折叠形成嵴(crista)，嵴偏向基质中央。外膜的通透性强，可通过相对分子质量1105以下的大分子，内膜仅能透过小分子及不带电荷的稍大的分子。第13页/共49页 线粒体含有磷酸钙大颗粒有磷酸钙大颗粒（图红点）。线粒体内

9、的核糖体核糖体比细胞质核糖体小，而与细菌的核与细菌的核糖体糖体的大小、亚单位组分有些类似有些类似。线粒体内含有一个DNADNA片 段（图蓝色闭环），线粒体内 的 DNA与细菌 DNA一样为闭闭 合环状合环状，为长度达25um。第14页/共49页剑头表示剑头表示剑头表示剑头表示Trypanosoma cruziTrypanosoma cruziTrypanosoma cruziTrypanosoma cruzi线粒体的基动体的位置线粒体的基动体的位置线粒体的基动体的位置线粒体的基动体的位置有基动体的线有基动体的线有基动体的线有基动体的线粒体；基动体粒体；基动体粒体；基动体粒体；基动体含有编码线粒

10、含有编码线粒含有编码线粒含有编码线粒体体体体RNARNARNARNA和蛋白和蛋白和蛋白和蛋白质的质的质的质的DNADNADNADNA 厌氧条件下的细胞，只能形成厌氧条件下的细胞，只能形成无嵴无嵴的简单的的简单的线粒体线粒体。有的酵有的酵母菌、单细胞藻类只形成结构简单的、大管状的线粒体，而且弯母菌、单细胞藻类只形成结构简单的、大管状的线粒体，而且弯曲为网络状，细胞质能透过。曲为网络状，细胞质能透过。第15页/共49页5、其它细胞器 1 1、内质网 2 2、高尔基体 3 3、微体 4 4、液泡 5 5、核糖体 6 6、贮藏物质主要有多糖、脂质和多磷酸3 3类物质，作为C C源和能源的特殊贮备物，显

11、微镜观察到呈颗粒状内含物。第16页/共49页第17页/共49页 芽殖：芽殖：各属酵母菌 裂殖：裂殖：裂殖酵母 节孢子：节孢子：地霉属 产无性孢子产无性孢子 掷孢子：掷孢子：掷孢酵母属 厚垣孢子：厚垣孢子：（产子囊孢子）：接合酵母属、酵母属 Saccharomyces等。三、酵母菌的繁殖方式和生活史无性无性有性有性繁繁殖殖第18页/共49页 假酵母假酵母只具有无性繁殖的酵母菌。真酵母真酵母具有无性繁殖和有性繁殖的酵母菌。1 1 1 1、无性繁殖、无性繁殖 酵母菌的营养细胞生长到一定时候，直接产生子细胞的繁殖过程，称为无性繁殖，无性繁殖过程中没有 2 2 个不同性别细胞的结合。单倍体细胞单倍体细胞

12、的无性繁殖和二倍体细胞二倍体细胞的无性繁殖。无性繁殖方式：无性繁殖方式：芽殖、裂殖和产生无性孢子，第19页/共49页 1 1 1 1）芽殖（）芽殖（buddingbuddingbuddingbudding）酵母菌无性繁殖的主要方式是芽殖，芽殖时首先在成熟的细胞上长出芽体，芽体生长至最大的体积时，形成隔膜与母细胞分离，并可继续生长为新个体。第20页/共49页第21页/共49页 芽殖过程芽殖过程 在芽体形成的初始阶段初始阶段，水解酶分解细胞壁多糖酶分解细胞壁多糖，引起细胞壁某一特定部位变薄变薄，形成小突起小突起；与此同时，细胞核内DNADNA复制结束复制结束，核延伸成细长的葫芦状，一部分进入突起内

13、进入突起内；同时伸长的核分裂核分裂、接着细胞质也分裂细胞质也分裂，并一部分留在母细胞和另一部分进入芽体内；之后在芽体的基部形成隔壁层形成隔壁层，最后隔壁层分离隔壁层分离，使子细胞从母细胞上脱落脱落。第22页/共49页 芽殖的类型芽殖的类型 ：1 1、多边芽殖、多边芽殖 大多数从母细胞壁的不同部位出芽从母细胞壁的不同部位出芽；2 2、两端芽殖、两端芽殖 有的只在细胞的两端出芽只在细胞的两端出芽；3 3、三边出芽、三边出芽 个别的在细胞表面呈三角形三角形出芽。两端芽殖两端芽殖两端芽殖两端芽殖多边芽殖多边芽殖多边芽殖多边芽殖第23页/共49页 芽痕（芽痕（bud scar)bud scar)母细胞芽

14、殖产生的子细胞从母细胞上脱落后，脱落后，在母细胞表面留下母细胞表面留下的痕迹，称为芽痕。蒂痕蒂痕（birth scar)birth scar)子细胞子细胞从母细胞上脱落而留下的痕留下的痕迹迹，称为蒂痕。1个酵母细胞上的蒂痕只有一个，而芽痕可以是数个。但是，蒂痕与芽痕难以区分。第24页/共49页 假菌丝假菌丝(pseudohyphae)(pseudohyphae)某些酵母菌芽殖中，母菌细胞与子细胞没立即分离，而连接成藕节状、链生的芽生孢子，类似菌丝体，称为假菌丝。如毕亦酵母菌，假丝酵母菌。真菌丝真菌丝 (euhyphae)(euhyphae)若链生的芽生孢子，其母菌细胞与其子细胞间的横隔直径与细

15、胞的直径无明显差异，称为真菌丝。第25页/共49页 2 2）裂殖（）裂殖（fissionfission）少数酵母菌通过在母细胞的中部以横分裂中部以横分裂产生子细胞。母细胞进入繁殖时细胞核先分裂细胞核先分裂，并在细胞的中间产中间产生隔膜生隔膜，形成形成2 2个子细胞个子细胞，新的子细胞分离时未端变圆。当繁殖的速度很快时，子细胞间在尚未分离时就进行繁殖子细胞间在尚未分离时就进行繁殖，也可形成类似菌丝的细胞链。少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式第26页/共49页 3 3）产生无性孢子）产生无性孢子 无性生殖还产生掷孢子掷孢子、厚垣孢子厚垣孢子、节孢子节孢子或梗上形成分生孢子分生孢子等。厚垣孢子第

16、27页/共49页2 2、有性繁殖、有性繁殖 酵母菌有性生殖分为质配和核配、子囊孢子的形成两个独立的阶段 1 1）质配和核配）质配和核配 当细胞发育到一定阶段时，分化出两个不同性别的a a细胞细胞和a a a a细胞；细胞；a a细胞细胞在a a a a 细胞细胞激素的刺激下激素的刺激下成为粘性的梨形细胞，然后然后a a细胞细胞分泌激素使a a a a 细胞细胞成为粘性的梨形细胞；2个梨形的细胞相互象对方伸长至彼此接触，在接触点的细胞壁变薄、细胞壁及膜溶解，两个细胞的原生质融合在一起，完成质配完成质配（n+n)n+n)。第28页/共49页第29页/共49页 质配后双核细胞中的两个核结合（融合）在

17、一起质配后双核细胞中的两个核结合（融合）在一起形成接合子核，此时核的染色体形成接合子核，此时核的染色体由单倍变为双倍由单倍变为双倍由单倍变为双倍由单倍变为双倍，用，用2n2n2n2n表示。表示。第30页/共49页 核配后的 2n 2n 细胞伸出芽体，DNA同时复制，分裂后的1个2n2n 的核进入芽体内，芽体继续生长成熟后脱落，即形成新的2n2n细胞。新产生2n2n细胞可以不断以出芽方式进行无性繁殖。第31页/共49页 2 2）子囊）子囊(ascus)(ascus)及子囊孢子及子囊孢子 当二倍体细胞移入营养贫乏的产孢培养基后，便停止营养生长而进入繁殖阶段，转变为子囊。子囊内进行减数分子囊内进行减

18、数分裂，最终形成裂，最终形成子囊孢子（子囊孢子（n n），成熟的子囊从子囊释放出来后，可萌发为单倍体的酵母细胞。子囊孢子有性繁殖第32页/共49页二倍体二倍体二倍体二倍体酿酒酵母的繁殖酿酒酵母的繁殖单倍体单倍体单倍体单倍体转化转化转化转化转化单倍体融合单倍体融合单倍体融合单倍体融合第33页/共49页酵母的二倍体酵母的二倍体营养体细胞营养体细胞减数分裂后产生减数分裂后产生四个单倍体的核四个单倍体的核原细胞发育成子囊原细胞发育成子囊(ascus)(ascus)，里面有四个子囊孢，里面有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞子，将来发育成单倍体营养体细胞第34页/共49页四、酵母菌的生活史 真菌生

19、活史真菌生活史真菌从一种孢子萌发开始种孢子萌发开始，经过生长与发育，最后又产生同一种孢子产生同一种孢子的过程，称为真菌的生活史。真菌生活史中可形成无性无性孢子和有性有性孢子。第35页/共49页 酵母菌生活史的类型酵母菌生活史的类型 1）营养体既能以单倍体单倍体，也能以二倍体二倍体形式存在；2）营养体只能以单倍体单倍体形式存在；2）营养体只能以二倍体二倍体存在。第36页/共49页 特点：特点：一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖；营养体既能以单倍体(n)也能以二倍体(2n)形式存在；在特定的条件下才进行有性繁殖S.Cerevisiae S.Cerevisiae(酿酒酵母酿酒酵母)的生活史的生活史

20、1）营养体既能以单倍体，也能以二倍体形式存在第37页/共49页 第38页/共49页 2 2）营养体）营养体只能以单倍体只能以单倍体形式存在形式存在 特点：特点：a、营养细胞为单倍体 b、无性繁殖为裂殖 c、二倍体细胞不能独立 生活，此期极短Schizosaccharomces octosporus（八孢裂殖酵母）的生活史第39页/共49页 特点：特点：a、营养体为二倍体不断进行芽殖，此阶段较长 b、单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合 c、单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在，不能进行独立生活Saccharomycodes ludwigiiSaccharomycodes ludwigii(路德氏酵母路

21、德氏酵母)的生活史的生活史3）营养体只能以二倍体形式存在第40页/共49页1.1.八孢裂殖酵母八孢裂殖酵母;2.;2.路得氏酵母路得氏酵母;3.;3.啤酒酵母啤酒酵母第41页/共49页 固体培养基上大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。但是比细菌菌落大而厚、菌落颜色较为单调。会有酒香。五、酵母菌的菌落第42页/共49页酵母菌菌落酵母菌菌落第43页/共49页 啤酒酵母的菌落红酵母的菌落各种酵母菌的菌落第44页/共49页 在液体培养基中，有的长在培养基底部并产生沉淀底部并产生

22、沉淀；有的在培养基中均匀生长均匀生长；有的在培养基表面生长并形成菌膜或菌醭菌膜或菌醭，其厚薄因种而异，有的甚至干而变皱。菌醭的形成及特征具有分类意义。以上生长情况，与它们同氧的关系有联系。第45页/共49页六、生产上常用的酵母菌 啤酒酵母啤酒酵母啤酒酵母啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵工业，食药用，提取多种生物活性物质。假丝酵母假丝酵母假丝酵母假丝酵母（Candida）饲料 白地霉白地霉白地霉白地霉（Geotrichum candidum）饲料，食用，或药物提取。酿酒酵母酿酒酵母酿酒酵母酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)酿酒酿酒酿酒酿酒第46页/共49页第47页/共49页END第48页/共49页感谢您的观看！第49页/共49页