第二章 真核微生物第一节 真核微生物的概述概述１、１真核微生物与原核微生物的比较１、２真核微生物的主要类群１、３真菌的主要类群和特点１、４真核微生物的细胞构造一、 真核微生物与原核微生物比较真核微生物定义：指一大类具有真正细胞核，即具有核膜、核仁分化 ,能进行有丝分裂,细胞质中存粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，就称为真核微生物真核微生物与原核微生物之间在细胞构造、功能、生理特性、运动方式、遗传重组方式、繁殖方式等方面均存在不同二、真核微生物的主要类群 植物界：显微藻类 真 动物界：原生动物 核 单细胞真菌：酵母菌 微 真菌 丝状真菌：霉菌 生 大型子实体真菌：覃菌（食用菌）物 菌物界 黏菌 卵菌 三、 真菌的主要类群 粘菌门 真 鞭毛菌亚门菌 接合菌亚门界 真菌门 子囊菌亚门 担子菌亚门 半知菌亚门１、安思沃思（G. C. Ainsworth 1971、1973 、）1983安思沃思将真菌界分为菌物界。
界下仍分为粘菌门和真菌门，真菌门仍分为原来的五个亚门：即鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门、担子菌亚门、半知菌亚门 2、真菌字典的分类系统 壶菌门 真菌界 接合菌门 子囊菌门 担子菌门 藻界 原生动物界 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；细胞壁多数含几丁质；营养方式为异养吸收型；繁殖方式为产生大量的无性和有性孢子繁殖；陆生性较强四、真核微生物的细胞构造真核微生物的细胞结构一般包括细胞壁、细胞质膜、细胞质及细胞器、细胞核细胞壁真菌细胞壁厚约100～250nm,它占细胞干物质的３０％．细胞壁的主要成分为多糖，其次为蛋白质、脂类不同真菌，其细胞壁多糖类型不同，主要有几丁（甲壳质）、纤维素、葡聚糖、甘露糖等低等真菌（如卵菌）细胞壁成分以纤维素为主；酵母菌以葡聚糖为主；高等真菌以几丁质为主细胞质膜细胞质膜主要由蛋白质和脂类组成；细胞膜中具有甾醇真核细胞的内膜系统除细胞质膜外，还有细胞核膜、线粒体膜和液泡膜等细胞质和细胞器细胞质：位于细胞质膜的透明、粘稠、不断流动并充满各细胞器的溶胶。
细胞质内水分占７０～８５％，溶液中有蛋白质、糖类和盐类细胞骨架由微管、微丝、和中间纤维３种蛋白质纤维构成细胞器悬浮在细胞质中，并具有溶胶的特点细胞质内含有丰富的酶蛋白、各种内含物以及中间代谢物等，是细胞代谢活动的重要基地 内质网内质网：是细胞质中折叠的膜系统由脂质双分子层围成典型的内质网是成对的平行膜，由狭窄的腔分隔成封闭的管道系统粗面内质网：膜上附有核糖体颗粒具有合成和运送胞外物质分泌蛋白的功能，核糖体的翻译和蛋白质的修饰作用在此进行光面内质网：膜上没有被核糖附着，它与脂类和钙代谢密切相关，内质网是细胞中物质运转的一种循环系统，同时，它还供给细胞质中所有细胞器的膜线粒体线粒体：由双层膜包被且含有ＤＮＡ的细胞器，内层膜折叠成盘状，或管状，称为嵴；线粒体是氧化磷酸化作用和ＡＴＰ形成的场所 线粒体内含有一个小的环状ＤＮＡ分子，负责编码部分线粒体线粒体蛋白和７０Ｓ核糖体；线粒体内膜上含有一个ＡＴＰ／ＡＤＰ转运子，可以将线粒体内合成的ＡＴＰ运送到细胞质中ＡＴＰ产生于附着线粒体嵴上的颗粒中，此膜由线粒体内膜折叠而成高尔基体高尔基体：是一种由４－８个平行堆叠的扁平，有膜包被并具孔的膜囊和囊泡组成的膜聚合体真菌的高尔基体不如藻类发达，仅腐霉属等少数低等种类发现有高尔基体高尔基体加工并包装物质使之分泌到其它亚细胞器或细胞膜上。
将粗面内质网合成的蛋白质浓缩、并与自身合成的糖类、脂类结合，形成糖蛋白、脂蛋白分泌泡通过外排作用分泌到细胞外，是调节细胞生化功能和沟通细胞内外环境的重要细胞器核糖体（核蛋白体）核糖体：是细胞质和线粒体中无膜包裹的颗粒状细胞器，具有蛋白质合成功能，是DNA翻译和蛋白质合成场所核糖体包括ＲＮＡ（６０％）和蛋白质（４０％），蛋白质位于表层，而ＲＮＡ则位于内层沉降系数为８０Ｓ，由６０Ｓ和４０Ｓ的两个小亚基组成细胞质核糖体有的呈游离状态，有的与内质网及核膜结合线粒体核糖体存在于线粒体内膜的嵴间，但沉降系数为７０Ｓ，除此，还存在叶绿体中（沉降系数为７０Ｓ）溶酶体和过氧化物酶体溶酶体和过氧化物酶体：是由高尔基体分泌的，有单层膜包被的小球形囊泡状细胞器；溶酶体含有多种酸性水解酶参与胞内的消化作用过氧化物酶体含有氨基酸和脂肪酸降解酶，后者对降解过程中产生的过氧化氢有解毒作用即可把此过氧化物降解成水和氧气，从而保护了细胞边体边体：是某些真菌菌丝细胞质中由单层膜包裹的细胞器，位于细胞壁和细胞膜之间有些边体与细胞膜连接在一起；形态呈管状、囊状、球状、卵圆形或多层折叠的膜，内含泡状物或颗粒状物；边体能分泌水解酶，可能与细胞壁形成有关。
叶绿体叶绿体：是双层膜包裹，能转化光能为化学能的绿色颗粒状细胞器；叶绿体内含光合色素，能进行光合作用，能把ＣＯ２和Ｈ２Ｏ合成葡萄糖并释放Ｏ２一般只存在于绿色植物（包括藻类）细胞中；叶绿体外形多为扁平的圆形或椭圆形，略呈凸透镜状；叶绿体构造由３部分组成： 外膜 叶绿体膜 内膜 类囊体膜 叶绿体 类囊体 基 体 几丁质酶体几丁质酶体：是一种活跃于各真菌菌丝体顶端细胞中的微小泡囊，内含几丁质合成酶功能是把其中所含的酶源源不断的地运送到菌丝顶端细胞壁表面，使该处不断合成几丁质微纤维，从而保证菌丝不断向前延伸液泡液泡：由单位膜分隔而成，其形态、大小受细胞年龄和生理状态影响而变化，一般在老龄细胞中液泡大而明显真菌液泡中主要含糖原、脂肪和多磷酸盐等贮藏物碱性氨基酸以及各种酶类功能：维持细胞渗透压，贮存营养物质，还有溶酶体的功能，它可把蛋白酶等到水解酶与细胞隔离，防止细胞损伤细胞核细胞核：是细胞遗传信息ＤＮＡ的贮存、复制和转录的主要部位。
细胞核一般为球形或椭圆形，真菌细胞核常为椭圆形真核生物细胞核由核膜、染色体、核仁、核质组成主要化学成分为ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白质和脂核膜一般为两层，膜上有小孔，以利核内外物质交换核膜与内质网膜相连，核膜外膜常有核蛋白附着，真菌核膜在核分裂过程中一些直存在核仁除ＤＮＡ外，还富含ＲＮＡ，但在细胞核分裂时消失真菌染色体主要由ＤＮＡ和蛋白质组成，染色体中的ＤＮＡ占细胞总ＤＮＡ量的８０～９０％，其余存粒体中核质在细胞分裂时充满整个细胞核空间，有半流动性，主要成分为蛋白质鞭毛在低等水生真菌游动孢子和配子表面能运动的细胞附属器称鞭毛；真菌的鞭毛由鞭杆和基体构成鞭杆的横切面呈“９＋２”型真菌的鞭毛运动为均匀的波动；基体结构与鞭杆接近，但其横切面呈 “９＋０”；鞭毛的化学成分主要为蛋白质，在二联体的侧臂上存在ＡＴＰ酶，称动力蛋白，它可水解ＡＴＰ；二联体之间横桥中，有维管连丝蛋白，其作用可能是在鞭毛运动时限制两相邻二联体间的滑行量第二节 酵母菌 概述2.1酵母菌细胞的形态结构2.2酵母菌的繁殖方式和生活史2.3 酵母菌的菌落定义酵母菌（yeast）是一类能发酵糖类、以芽殖和裂殖进行无性繁殖的单细胞真菌具有以下几个特点（1）个体一般以单细胞状态存在；（2）多数营出芽繁殖，也有的裂殖（3）能发酵糖类产能（4）细胞壁常含甘露聚糖（5）喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长（6）酵母菌最适温度为２５～３０，酵母菌超过600种，分属于39个属，主要分布是在含糖量较高的、偏酸性的环境中； 酵母菌的最适温度是25--30℃；是人类实践中应用较早的微生物。
一、酵母菌的形态、结构球形、卵圆形、椭圆形、柱形、香肠形等 大小：2.5-10×4.5-21μm细胞壁： “三明治”结构：25nm，占细胞干重25%；外层为甘露糖：不是所有的酵母都有（α1-6， α1-2）；中层为蛋白质：内层是葡聚糖：酵母细胞机械强度主要物质基础：β1-6，β1-3 蜗牛酶消化细胞壁的主要成分（物质组成）葡聚糖：30-40%；甘露聚糖：30-40%；蛋白质：10%左右；几丁质：1-2%（芽痕）；无机盐：1-3% 细胞膜是典型的单位膜，由上下两层甘油磷脂构成双分子层，甾醇和蛋白质分子镶嵌其间；细胞膜的主要成分：蛋白质、类脂和少量糖类；蛋白质：50%；类脂：40%（甘油酯、甘油磷脂、甾醇：麦角甾醇（D2）、酵母甾醇）；糖类：少量甘露聚糖等细胞核核膜、核仁（真核） 酿酒酵母：17条染色体，1996年公布，6500个基因，第一个真核生物基因组序列质粒（2μm） ，60---100个/细胞，占总DNA3%，可作为外源ＤＮＡ载体其它结构液泡、线粒体、微体、内质网、核糖体、高尔基体二、酵母菌繁殖方式 芽殖------最普遍方式 假菌丝 无性繁殖 裂殖：具有与细菌和相似的二分裂繁殖少数（裂殖酵母） 无性孢子：芽孢子、节孢子、掷孢子、 厚垣孢子 有性繁殖------子囊孢子 1、无性繁殖芽殖 最常见的一种繁殖方式；母细胞——出芽痕------------多个；子细胞-------诞生痕（蒂痕）1个假菌丝：当芽殖形成的子细胞不脱离母细胞，又在子细胞上长出新芽，从而形成成串的酵母细胞，这种藕节状的细胞串称为“假菌丝”。
如热带假丝酵母真菌丝：如果细胞相连，且期间的横隔膜面积与细胞直径一致，这种竹节状的细胞串称为真菌丝2、有性繁殖性别不同的细胞（质配------核配------减数分裂4个------有丝分裂8个) ;子囊------（蜗牛酶）------子囊孢子3、酵母菌的生活史生活史即整个生命周期：上一代-------下一代 不同的酵母生活史：有3类（1）. 营养体即可以是单倍体（n），也可以是二倍体（2n）代表酵母：酿酒酵母（2.） 营养体只能以单倍体（n）形式存在，代表酵母：八孢裂殖酵母（3.） 营养体只能以二倍体（2n）形式存在，代表属：路德氏酵母三、酵母菌的群体形态（菌落形态）固体培养的菌落：与细菌相似 ，较大、湿润 、 光滑、较厚、较稠、质地均匀，易挑起、正反面和边缘、中央部位颜色一致多为乳白色、少数红色、个别黑色 有假菌丝是酵母边缘粗糙 液体培养：多为均匀浑浊，有的下沉第三节 丝状真菌—霉菌概述3.1霉菌的形态结构3.2 菌丝体及其各种分化形式3.3霉菌的繁殖方式3.4霉菌的菌落3. ５霉菌的代表属定义霉菌（mould）是丝状真菌（filamentous fungi）的一个通俗名称，通常指菌丝体比较发达而又不产生大型子实体的真菌。
往往在潮湿的气候下大量生长繁殖，长出肉眼可见的丝状、绒状或蛛网状的菌丝体在自然界中，真菌主要扮演着分解者的角色子实体: 指在其里面或上面可产生有性或无性孢子,有一定形状和构造的任何菌丝体组织.霉菌与人类的关系：1.工业生产中多种有机酸、酶、抗生素的生产菌株；2.生产各种传统食品，如酿制酱、酱油、干酪等；3.基础理论研究中的模式菌株，如Neurospora crassa（粗糙脉孢菌）；4.工业产品的霉变；5 植物主要的病原菌；6.引起动物和人体传染病, 有些可产生毒素.一、霉菌的形态和结构１、菌丝与菌丝体菌丝（hyphae） 真菌营养体的基本单位是菌丝，典型的菌丝呈管状、多分枝的丝状体,其直径一般为3~10µm根据菌丝中是否存在隔膜，可将所有菌丝分成两大类：无隔菌丝：低等真菌(如:毛霉和根霉等)为无隔菌丝有隔菌丝：而高等真菌(如曲霉和青霉等)为有隔菌丝 霉菌菌丝细胞的构造与酵母菌类似, 其生长都是由菌丝顶端细胞的不断延伸而实现的.菌丝体（mycelium）许多菌丝交织在一起称为菌丝体菌丝体有两个基本类型：营养菌丝体（vegetative mycelium）、气生菌丝体（aerial mycelium）对不同的真菌来说，在它们的长期进化过程中对于相应的环境条件已有了高度的适应性，并明显地表现在产生种种形态和功能不同的特化构造上。
霉菌的细胞壁厚100～250nm， 最外层：无定形的葡聚糖 次外层：葡聚糖蛋白网层 次内层：蛋白质层 内层：几丁质层-----主要的机械强度支撑纤维（低等水生真菌含有较多的纤维素） 营养菌丝体的特化形态假根（rhizoid）：是霉菌匍匐枝与基质接触处分化出来的根状结构功能是固着和吸取养料，如根霉（Rhizopus）匍匐菌丝（stolon）：毛霉目的真菌在固体培养基上常形成与表面平行, 并具有延伸功能的菌丝,称为匍匐菌丝如根霉属（Rhizopus）吸器（haustorium）：由专性寄生真菌所固有，它们是从营养菌丝上产生出来的旁枝，侵入细胞内分化成指状、球状或丝状，用以吸收细胞内的养料如锈菌、霜霉菌和白粉菌4.附着胞（appressorium）：许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端膨大，并分泌粘状物，借以牢固地粘附在寄主的表面这就膨大的菌丝叫附着胞 附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝，以侵入宿主的角质层而吸取养料如玉米小斑病菌5.附着枝（hyphopodium）：由菌丝细胞生出1~2个细胞的短枝，将菌丝附着在寄主上若干寄生真菌如Asteridiella homalii-angustifolii（小光壳炱）和Irenina（秃壳炱属）等，6.菌核（sclerotium）：一种休眠的菌丝组织。
在不良外界条件下, 可存活数年，其外层较坚硬、色深，内层疏松，大多呈白色如茯苓、油菜菌核等 7.菌索（rhizomorph）：白色由菌丝平行的根状菌丝组织，生理功能为促进菌体蔓延和抵御不良环境一般在树皮下或地下常可找到如Armillaria mellea（假蜜环菌）的根状菌索8.菌环和菌网（ring and net）：有些捕食性真菌如捕虫菌目（Zoopagales）的真菌和一些半知菌会在菌丝分枝上产生环状菌丝和网眼组织，每一网眼都极富粘性，其功能是捕捉线虫，然后再从菌环或菌网上生出菌丝侵入线虫体内吸收养料 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（sporocarp , fructification or fruiting body）子实体是指由气生菌丝体分化的有一定形态的并在其里面或上面可产生孢子的结构①产生无性孢子的子实体：孢子囊（sporangium）：根霉属（Rhizopus）和毛霉属（Mucor）等分生孢子头（conidial head）：曲霉属（Aspergillus）或青霉属（Penicillium）等分生孢子座（sporodochium）：分生孢子梗紧密聚集成簇，分生孢子长在梗的顶端，形成一种垫状的结构。
镰孢属（Fusarium）分生孢子器（pycnidium）：球状或瓶状的结构，在器的内壁四周表面或底部长有极短的分生孢子梗，在梗上产生分生孢子茎点霉属（Phoma）分生孢子盘（acervulus）：一种在寄主的角质层或表皮下，由分生孢子梗簇生在一起而形成的盘状结构，有时还夹杂着刚毛炭疽菌属（Colletotrichunm） ②产生有性孢子的子实体：担子菌的担子（basidium）：由双核菌丝的顶端细胞膨大后而形成的担子上可产生4个外生的单倍体担孢子（basidiospore）在子囊和子囊孢子发育过程中，从原来的雌器与雄器下面的细胞上长出许多菌丝，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（ascocarp）子囊果按其外形可分三类：闭囊壳（cleistothecium）——呈球形，完全封闭，是不整囊菌纲（Plectomycetes）如部分青霉属（ Penicillium ）、曲霉属（ Aspergillus ）所具有的特征；子囊壳（perithecium）——似烧瓶形，部分封闭，但留有孔口，为核菌纲（Pyrenomycetes）真菌的典型构造如赤霉属（Ｇibbrella）； 子囊盘（apothecium）——盘状，开口，为盘菌纲（Discomycetes）真菌的特有结构。
如核盘菌属（Sclerothium）二、霉菌的繁殖真菌有着极强的繁殖能力，可通过无性繁殖或有性繁殖的方式产生大量新个体虽然真菌菌丝体上任一部分的菌丝碎片都能进行繁殖，但在正常自然条件下，真菌主要通过形形色色的无性或有性孢子来进行繁殖的（无性孢子、有性孢子、菌丝体断裂）１、无性繁殖游动孢子、孢囊孢子、分生孢子、厚垣孢子、节孢子（粉孢子）、芽孢子、掷孢子２、有性繁殖卵孢子、接合孢子、子囊孢子、担子孢子质配、核配、减数分裂三、霉菌的菌落霉菌的细胞呈丝状，在固体培养基上有营养菌丝和气生菌丝的分化气生菌丝间没有毛细管水，故它们的菌落与细菌和酵母的菌落不同，而与放线菌的接近霉菌的菌落形态较大，大多圆形，质地一般比放线菌疏松，不透明，呈绒毛状、棉絮状或蛛网状、干燥、不透明，菌落与培养基连接紧密，不易挑取，菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致四大类微生物的菌落特征比较（见Ｐ５９） 单细胞微生物 菌丝状微生物 细 菌 酵 母 菌 放线菌 霉 菌 外观形态含水状态透明度与培养基结合程度菌落颜色正反面颜色差别细胞生长速度气味 四、几种霉菌的代表 1、青霉属（ Penicillium ）分类：属于半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，青霉属； 青霉是多细胞，菌丝有分隔，有分枝，无足细胞。
分生孢子梗具横隔； 分生孢子梗经多次分枝产生１～几轮小梗，小梗上着生成串的分生孢子； 分生孢子多为青绿色或灰绿色； 自然分布广；用途：青霉素等抗生素；；害处：柑桔等贮藏病害，也是实验室常见病害青霉的孢子穗类型 1.单轮生；2.对称两轮生；3.多轮生；4.不对称生 2、曲霉属（ Aspergillus ）分类：半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，曲霉属；曲霉为多细胞，菌丝有分隔； 营养菌丝大多匍匐生长，无假根，有足细胞； 分生孢子梗从厚壁而膨大的菌丝细胞（足细胞）生出；分生孢子梗常顶端膨大成顶囊（球形），其表面产生小梗，单层或双层，最上面小梗瓶状；其上串生单胞球形的分生孢子顶囊小梗及分生孢子链称分生孢子头；应用：多种酶有机酸的产生菌；害处：黄曲霉毒素 具有单层和双层小梗的分生孢子梗；足细胞；具隔膜、多核的菌丝 3、毛霉属（Mucor）分类：属于接合菌亚门，接合菌纲，毛霉目，毛霉属； 菌丝体发达，呈棉絮状，无隔，多核，无假根和匍匐丝；无性：孢囊孢子；有性：接合孢子；用途：分解蛋白能力强，制腐乳；糖化能力强，酒精发酵原料的糖化； 害处：引起谷物、果品、食物腐败 4、根霉属（Rhizopus）分类：上属于接合菌亚门，毛霉目，根霉属； 根霉因有假根（Rhizoid）而得名。
假根的功能是在培养基上固着，并吸收营养； 根霉属于单细胞生物，菌丝无分隔，具假根和弧形匍匐菌丝；孢囊梗（单生或成簇），顶端形成孢子囊，内生孢囊孢子孢子囊的囊轴明显，囊轴基部与柄相连处成囊托；无性：孢囊孢子；有性：接合孢子；用途：制曲酿酒，产生有机酸，用作糖化菌； 第四节 产大型子实体的真菌—覃菌覃菌，又称伞菌，是一个通俗名称，通常指那些能形成大型肉质子实体的真菌，包括绝大多数担子菌类和极少数的子囊菌类如食用真菌和药用真菌覃菌广泛分布于地球各处，它们与人类的关系密切，其中可供食用的种类有2000种，目前已利用的食用菌有400种，其中约50种已进行人工栽培覃菌菌丝体的分化过程1 形成一级菌丝：单核细胞2 形成二级菌丝：双核细胞3 形成三级菌丝：形成菌丝束4 形成子实体5 产生担孢子藻类（algae）藻类的大小、形态有很大差别，许多是单细胞的，也有些藻类是单细胞的群体有些群体可以是由分裂后单个的、相似的细胞互相粘连而成的简单聚集，也可能是由具有特殊功能的，分化了的不同细胞所组成，它们变得很复杂，而且表面结构类似于高等植物藻类是指除苔藓植物和维管束植物以外，基本上有叶绿素，可进行光合作用，并伴随放出氧气的一大类真核生物，如：绿藻、褐藻、红藻等。
原生动物（Protozoa）原生动物是一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物如：变形虫、草履虫等由于原生动物具有结构复杂、真核、不含叶绿体、无细胞壁、能运动、不产子实体等较突出的特征，因此，与原核生物的细菌、真核生物的藻类、真菌、粘菌有着明显的区别它们个体微小，大多数都需要显微镜才能看见原生动物在自然界，特别是海水、淡水中大量存在，也与各种动植物在不同组织水平上形成共生体，有些对宿主无害，有些对宿主有利，有些对宿主有害也有一些原生动物能引起人类疾病，如鞭毛虫纲的寄生虫等 10。