第三章真核微生物的形态、构造和功能

第三章真核微生物的形态、构造和功能

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第三章 真核微生物的形态、构造和功能(图未显示)

真核微生物：凡是细胞核具有核膜、核仁，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。

原核与真核的区别：真核细胞核完整，核膜核仁全，内质网、线粒体，各种胞器均具有；原核细胞则原始，无核膜无核仁缺胞器；原核壁成分肽聚糖，真核壁多为几丁质；核糖（体）大小不相同，原核80S真核70S。

二、真核微生物的主要类群

真菌：指具有细胞壁，无根、茎、叶分化，不含叶绿素，寄生或腐生方式生活的一类真核微生物。主要包括酵母菌和霉菌。

真菌是最重要的真核微生物。

真菌的特点：

1）无叶绿素，不能进行光合作用；

2）一般具有发达的菌丝体；

3）细胞壁含有几丁质；

4）营养方式是异养吸收；

5）以产生大量的无性或有性孢子方式进行繁殖；

6）陆生性较强。

三、真核微生物的细胞构造

（一）细胞壁

1、真菌的细胞壁

主要成分：多糖，另有少量的蛋白质和脂类。

多糖构成细胞壁中有形的微纤维和无定形基质的成分。

多糖种类：低等真菌细胞壁成分以纤维素为主；

酵母菌细胞壁成分以葡聚糖为主； 高等陆生真菌细胞壁成分以几丁质为主。

2、藻类的细胞壁

厚度一般为10~20 nm，结构骨架主要是纤维素，以微纤丝的方式层状排列。

含量占干重的50%~80%。

（二）鞭毛与纤毛

鞭毛：形态较长，数量较少

纤毛：形态较短，数量较多 并无绝对界限

使真核细胞具有运动功能，这与原核生物一样，但是构造和运动机制差别很大。

鞭毛与纤毛均为被膜包裹的柱状体，构造：鞭杆、基体、过渡区三部分。

鞭毛的运动常采用波动的方式，即从鞭毛的基部到顶部的方向或以相反的方向进行波浪式运动。这种运动能推动机体前进。

纤毛的摆动。黑色箭头表示运动方向。

纤毛和鞭毛以约每秒10~40次的速度进行摆动或波动，并迅速推动微生物运动。最高纪录的保持者是鞭毛虫，它能以260μm/s的速度运动（大约每秒游动40个细胞长度）

（三）细胞（质）膜

细胞质膜即细胞膜。质膜是半透膜，把细胞的内外部分隔绝开来；还参与细胞间的识别、细胞内吞作用和胞吐作用，附着在细胞表面。

真核生物的质膜与原核生物在结构和功能上十分相似。真核生物的质膜含有甾醇，这种扁平分子使膜的硬度增强，使真核细胞更加稳定。

（四）细胞核（nucleus）

细胞核：是由双层核膜包裹的细胞器，是细胞遗传信息（DNA）的贮存、复制和转录的主要部位。

一般一个细胞只有一个细胞核，少数也有两个及以上。

细胞核由核膜、染色质、核仁和核基质等构成，其中核仁是核糖体RNA（rRNA）合成的场所。 有丝分裂 减数分裂

（五）细胞质和细胞器

细胞膜和细胞核之间的透明、粘稠、不断流动的溶胶称为细胞质。细胞质内的水分占70% ~ 85%，还有蛋白质、糖类和盐类。

细胞器悬浮在细胞质中，包括内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体、叶绿体、液泡等。

原生质：指细胞的全部活物质，包括细胞膜、细胞核、细胞质。

细胞质：指除细胞核以外，质膜以内的原生质。

1、细胞基质和细胞骨架

细胞基质：除细胞器以外的胶状溶液称为细胞基质，含有大量酶系统，是细胞代谢活动的重要场所。

细胞骨架：真核细胞是通过细胞骨架而得以稳定的。细胞骨架的构成包括微管、微丝和一种类似于收缩肌的肌动蛋白构成的中等纤维。

2、内质网和核糖体

内质网：是一个与细胞质隔离但彼此相通的囊腔和细管系统，由管状和盘状膜组成，与核膜相连。

内质网的外膜上附有核糖体颗粒的称为糙面型内质网；膜上不含核糖体颗粒的称为光面型内质网。

主要功能：

核糖体：又称核蛋白体，无膜包裹的颗粒状细胞器。

（1）化学组成：由40%蛋白质和60%RNA共价结合而成，蛋白质位于表层，RNA位于内层。

（2）电镜结构：是近似球形的致密颗粒，宽约为12nm，长约为25nm，由大亚单位（大亚基）和小亚单位（小亚基）结合而成。

真核生物的核糖体比原核生物的更大一些，由60 S和40 S两个小亚基组成，组成一个80 S的二聚体（原核细胞的核糖体大小为70

S）。

（3） 存在形式：

① 游离核糖体：游离于细胞基质中，主要参与合成细胞自身需要的内源性蛋白质； ②附着核糖体：附着于内质网表面，主要参与合成向细胞外输出的分泌性蛋白质。

③多聚核糖体：在进行蛋白质合成时，核糖体必须由信使核糖核酸分子（mRNA）连接成串株状结构，才具备蛋白质合成的活性。

（4）功能：合成蛋白质

核糖体结构模式图

3、高尔基体

高尔基体：是由一系列扁平的膜包裹的囊或囊泡堆积在一起而组成的膜聚合体，根据其发现者命名。

功能：

4、溶酶体

溶酶体呈囊泡状，其中含有40种以上的酸性水解酶（最适pH在5.0左右）。

所以，溶酶体的主要功能是细胞内的消化作用（消化作用仅在溶酶体内进行）。

5、微体

即过氧化物酶体。形状与溶酶体相似，但所含的酶与溶酶体不同，主要是氧化酶和过氧化氢酶。

过氧化物酶体的主要功能：可使细胞免受H2O2毒害，并能氧化分解脂肪酸等。

6、线粒体

线粒体是需氧生物呼吸作用、细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所，有细胞“动力工厂”之称。 线粒体外形呈囊状，由内外双层膜包裹，内层膜折叠成盘状或管状，称为嵴。ATP的产生部位就在附着于嵴上的颗粒中。嵴的存在，扩大了内膜上生物化学反应

的面积。

不同类型微生物的线粒体中嵴的形状差异很大：

Ø 低等真菌中线粒体的嵴呈盘状；

Ø 较高等真菌的线粒体是大的、高度分裂的扁平板状嵴； Ø 藻类则具有更多的膨大的嵴。

7、叶绿体

叶绿体：是由双层膜包被的、能将光能转化为化学能的细胞器，由叶绿体膜、类囊体和基质三部分组成。

叶绿体膜：分为外膜、内膜和类囊体膜3种。在类囊体膜上，分布着大量的光合色素和电子传递链。所以，叶绿体是光合作用的场所，能进行光合作用。 “炊事房”

8、液泡

存在于真菌和藻类的细胞中。它是由单层膜包裹的细胞器，含有机酸、盐类、水和水解酶类。液泡的形态、大小受细胞年龄而变化，一般在老龄细胞中的液泡大而明显。

液泡的特点：

（1）维持细胞渗透压。

（2）营养物和废物的储藏场所。

▲（3）是细胞成熟的标志。

9、膜边体

又称质膜外泡，为真菌所特有。其功能可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。

10、几丁质酶体

又称壳体，内含几丁质合成酶，功能是不断合成几丁质微纤维，保证菌丝不断向前延伸。

11、氢化酶体

在厌氧原生动物中发现，它是由单层膜包被的细胞器。氢化酶体通常存在于鞭毛基体附近，为鞭毛运动提供能量。

第二节 酵母菌

酵母菌：不是一个分类学上的名称，而是一个习惯上的名称，泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。

通常酵母菌具有以下5个特点：

（1）个体一般以单细胞状态存在； （2）多数是出芽繁殖；

（3）能消耗糖类产能；

（4）细胞壁常含甘露聚糖；

（5）常生活在含糖较高、酸度较大的水生环境中。

一、分布及与人类的关系

（一）分布

ü 酵母菌主要分布在偏酸的含糖环境中，在水果、蜜饯的表面和果园土壤中最为常见；

ü 油田和炼油厂附近的土层中也有分布；

ü 在牛奶和动物排泄物中也可找到。

（二）与人类的关系

酵母菌约有500多种，与人类关系密切，应用范围很广。

1、食品

酿酒、面包、馒头、单细胞蛋白。 “第一种家养微生物”

2、医药

有机酸、酶类、维生素。

3、化工

酵母菌利用石油中的多种烃类。

4、水处理

酵母菌处理含油、含酚、含柠檬酸废水效果好

5、酵母菌也常给人带来危害

l 腐生型酵母菌能使食物、纺织品和其它原料腐败变质。蜂蜜酵母可使蜂蜜、果酱败坏。

l 有的酵母是发酵工业的污染菌，影响产品质量。

l 有些还能引起人和植物病害，如引起皮肤粘膜、呼吸道、消化道以及泌尿系统多种疾病。

二、细胞的形态和构造

形态：因种而异，大多呈卵圆形、圆形或圆柱形。也有特殊形态，如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形，假菌丝等。

大小：约为细菌的10倍 宽约1～5μm， 长约5～30μm。 酵母菌的细胞结构：

（一）细胞壁

没有细菌的坚韧，厚约25 nm，占细胞干重的18~25%。

主要成分是葡聚糖（30~34％）和甘露聚糖（30％），此外脂类（8.5~13.5％）、蛋白质（6~8％），几丁质（芽痕附近）含量因种类而异，一般在2％左右。

进行过出芽繁殖的酵母菌，其细胞壁上还有芽痕（在母细胞上）和出生痕（在子细胞上）。

细胞壁的三层结构（三明治状）：

外层：甘露聚糖，约占30％，以α-糖苷键连接。赋予细胞壁机械强度。

内层：葡聚糖，约占30%，由D-葡萄糖以β-糖苷键连接。

中层：蛋白质，含6~8%，多为酶类。

细胞壁的少量组分——脂类和几丁质。

蜗牛消化酶可水解酵母菌的细胞壁

几丁质：聚乙酰氨基葡萄糖

几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含1～2%，有的假丝酵母含量超过了2%。

几丁质与纤维素分子结构

（二）细胞膜

酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相同，也有3层结构：蛋白质、类脂和糖类。

酿酒酵母中还含有VD的前体—麦角甾醇。

膜的功能主要是调节渗透压，吸收养分和分泌物质，并与细胞的合成作用有关。

（三）细胞核

酵母细胞核是有双层膜结构的细胞器（核膜包裹，轮廓分明）。