Section G Eukaryotic microbes,an overview
真核微生物，概述
1,Eukaryotic microbes taxonomy（ 真核微生物的分类）
Fungi（ 真菌）
Algae（ 藻类）
protozoa（ 原生动物）
Eukaryotes microbes
真核微生物
Fungi and chlorophyta
Protista Amitochondrial protists无线粒体的原生生物
mitochondrial protists
线粒体的原生生物
2,Eukaryotic cell structure（ 真核生物细胞的结构）
? 2.1 General structure
3,Fungi（ 真菌）
? 3.1 Fungal structure
? 真菌是丝状的、无光合作用、异养型的真核微生物。
? 真菌细胞的基本单位是 菌丝,一种管状细胞，有坚硬的几丁质的
细胞壁包被。菌丝通过顶端生长进行延伸，并多次重复分支形成
微细的网络结构称为 菌丝体 。
? 真菌原生质膜包被着细胞质，细胞质中有核、线粒体、核糖体、
高尔基体和囊泡。亚细胞结构有微管和内织网支持。
? 菌丝较老的部位有大量液泡，并且与较幼嫩的区域以隔膜分开。
? 有一些真菌是单细胞，称为酵母菌。他们的生长以二分裂或者出
芽生殖的方式进行。
气生菌丝
孢子
（分生孢子） 萌
发
培养基 繁殖萌发
菌丝分为,基内菌丝 气生菌丝
基内菌丝
典型酵母菌（ Saccaharomyces cerevisiae）
子细胞
出芽痕
１
２
酵母菌的形态和大小
酵母菌（ Saccharomycres cervisiae） 的芽殖过程
假丝酵母菌（ Candida albican）
厚
壁
孢
子
在人体组织中呈假菌丝态 在普通培养基中呈球状
假菌丝
3,Fungi（ 真菌）
? 3.2 The main groups and features of fungi （ page 205）
3,Fungi（ 真菌）
? 3.3 Colonial growth
? 菌丝顶端的生长使得真菌可以从一个点或者一个接种物向新的区
域延伸。老的菌丝通常缺乏内含物，因为细胞质流向生长点，这
使得琼脂板上的菌落成放射状。
colony
3,Fungi（ 真菌）
? 3.4 Fungal nutrition
? 碳营养：利用有机碳，营养模式有 腐生型（ saprotrophy）,寄
生型（ parasitism）,共生型（ symbiosis） 。 真菌有坚硬的细
胞壁，无法吞噬有机物，只能吸收消化溶解的碳水化合物。对于
腐生菌来讲，环境中的有机碳大多是纤维素、几丁质和木质素等
不可溶的碳。真菌可释放多种降解酶到环境中，分解这些碳。真
菌的碳和能量的代谢是通过糖酵解和柠檬酸循环途径进行。在氧
浓度较低的环境中，酵母用发酵途径进行。在厌氧污泥处理池中
发现有厌氧真菌。
? 氮营养：通过菌丝细胞膜直接吸收硝酸盐、氨和一些氨基酸，多
肽和蛋白质可以通过胞外蛋白酶将它们降解成氨基酸被利用。
3,Fungi（ 真菌）
? 3.4 Fungal nutrition
? 大量营养元素、微量营养元素和生长因子：磷、钾、钙、硫是真
菌需要的大量营养。微量元素包括铁、铜、锰、钠、锌、钼。一
些真菌还需要一些维生素前体，如硫胺素和生物素等。
? 水,pH和温度：真菌需要用水来摄取营养物，所以只能生活在极
端潮湿的环境中，一些真菌完全是水生的。真菌适合在酸性环境
中生活，最适 pH值为 4~6。绝大所数真菌是中温生物，生长的温
度范围是 5~40℃,也由嗜冷和嗜热的种类。
3,Fungi（ 真菌）
? 3.5 真菌的繁殖
? 真菌都有一个营养生长时期，使他们的生物量增加，然后以孢子
繁殖，孢子分为无性孢子和有性孢子。
? 壶菌繁殖,壶菌有简单的枝和游动的孢子。生活周期如下图所示。
3,Fungi（ 真菌）
? 3.5 真菌的繁殖
? 接合菌的繁殖：无性繁殖起始于气生菌丝 ……,核反复进行有丝
分裂产生无性孢子。有性生殖包括同宗配合和异宗配合，接合孢
子减数分裂,3个核退化，一个留在菌丝体中。
3,Fungi（ 真菌）
? 3.5 真菌的繁殖
? 子囊菌的繁殖：无性繁殖形成体殖孢子、芽孢子、分生孢子聚集
体等。有性繁殖需要菌丝体细胞融合，减数分裂形成子囊孢子。
接合菌亚门
麵包黴的黑色孢子囊
接合菌 亚门
子囊菌亚门
酵母菌，箭头指子囊 枝状地衣
片状地衣 冬虫夏草
担子菌亚门
半知菌类的黄曲霉
根霉（ rhizopus）
接合菌亚门
毛霉 (mucor)
孢子
孢子梗
孢子囊
囊轴
接合菌亚门
曲霉 Aspergillus
足细胞
分生孢子梗
分生孢子
顶囊Q
C c
半知菌类
青霉 (penicillium)
半知菌类
3,Fungi（ 真菌）
? 3.6 Effects of fungi in their environment
? Decomposers（ 分解者）：真菌及其胞外酶的降解过程对陆地生物圈
是必不可少的，热带雨林中的植物纤维废物可达 12000公斤 /公顷 /年，
真菌嗜这些废物分解的主力，这些物质被分解成二氧化碳、水和真菌
的生物量，然后真菌又被其它生物分解，使矿质元素 N,P,K等返回
到生物圈。
? Bioremediaton（ 生物修补）：人工合成的化合物，如石油等也可被真
菌降解，对污染区加入真菌可以对土地污染区域进行有效的生物除污。
另外真菌具有协同代谢作用，如杀虫剂等难降解化合物可被真菌的协
同代谢作用改变它们的毒性。
4,Chlorophyta and Protista 绿藻和原生生物
? 4.1 Chlorophyta and protista taxonomy
? 过去，真核光合型和非光合型的微生物根据它们是否有叶绿体将
它们分为藻类和原生动物。还可以继续根据藻类的颜色、鞭毛的
数量和其它结构特征分成亚类。同样，根据原生动物相似的特征
将其分为四个不同起源的类群：纤毛类、鞭毛类、孢子虫类、变
形虫类。
? 现在，由于分子生物学的进步，我们已经可以绘制一张, 一源,
分类图，这里，我们仅讨论属于微生物的绿藻和原生生物，红藻
和褐藻是多细胞生物，在此不予考虑。
ancestor
Bacteria
Archaea
Euglenid（ 眼虫）
Kinetoplastid（ 动基体）
Ciliates（ 纤毛虫）
Dinoflagellate（ 腰鞭毛虫）
Apicomplexa（ 顶复门）
Water molds（ 水霉）
Diatoms（ 硅藻）
Brown algae（ 褐藻）
Red algae（ 红藻）
Chlorophyta（ 绿藻）
Other green algae
Plants
Fungi
Animals
Euglenozoa裸藻
Alveolata?
Staramenopila?
Rhodophyta红藻
Chlorophyta+green plants绿藻 +绿色植物
领鞭毛虫
Characteristics of the major monophyletic groups of the Chlorophyta and protista
? 类群 俗称 特征 例子
? 裸藻类 鞭毛 单细胞
? 裸藻门 大多数能够光合作用 眼虫
? 动基体门 一个较大的线粒体 锥虫
? Alveolata类 单细胞，细胞表面下有蜂窝状的板片和小泡
? 甲藻门 腰鞭毛虫 金褐色的藻 多甲藻属
? 顶复门 顶端复杂，利于入侵寄主 疟原虫属
? 纤毛门 纤毛虫 纤毛，有大小核 草履虫属
? Stramenopila类 用两种不同的鞭毛运动，一种似发状
? 硅藻门 硅藻 单细胞，光合，硅细胞 舟形藻属
? 金藻门 金褐藻 多细胞，光合，海产 角藻属
? 卵菌门 水霉 异养多核体 水霉
? 绿藻门 绿藻 叶绿素 ab,纤维素细胞壁 衣藻
裸藻门 -眼虫 锥形多甲藻
动基体门 -锥虫
甲藻门 -多甲藻属
疟原虫晚期滋养体
顶复门 -疟原虫属
纤毛门 -草履虫属
硅藻门 -舟形藻属
绿藻门 -衣藻属
金藻门 -角藻属 卵菌门 -水霉属
4,Chlorophyta and Protista 绿藻和原生生物
? 4.2 Chlorophytan and protistan nutrition
? Carbon metabolism:象真菌一样，绿藻通过糖酵解和三羧酸循环
完成细胞内的碳和能量代谢。几乎所有的藻类都是好氧的，利用
线粒体呼吸，以氧作为末端电子受体。少数生长在厌氧湖底淤泥
的绿藻可利用其它的电子受体，如硝酸盐。
? Oxygen and carbon dioxide,水中的氧气随温度升高而降低，而
绿藻对氧的利用随温度升高而增加。在温暖的水域能否获得氧气
成为绿藻生长的限制因素。 二氧化碳是绿藻光合作用的碳源，大
多数绿藻利用碳酸，少数专性厌氧光合作用利用二氧化碳和硫化
氢作为最终电子受体。 光对于绿藻是必不可少的。
? Nitrogen nutrition,绿藻和原生生物是氮异养的，只能利用硝酸
盐、氨或氨基酸，复杂的有机氮化合物如多肽和蛋白质在降解后
利用。
4,Chlorophyta and Protista 绿藻和原生生物
? Macro-,micro-nutrients and growth factors,在藻类的生长过程
中很少缺乏碳，而是缺乏氮和磷。能否获得磷往往限制淡水中的
产率。在缺乏营养的湖里，硅通常是硅藻生长的限制因素。还有
很多藻类需要外源维生素、嘌呤、嘧啶等其他生长因子，这种需
求称为营养缺陷。在水环境中，大多数其它营养是过剩的。
? Water,pH,and temperature,几乎所有的绿藻核原生生物生活在
潮湿的环境，进行吞噬作用的藻类需要在水中摄食。大多数藻类
可以忍受较宽范围的 pH。 一些藻类在休眠期可以忍受 100℃ 数小
时。大多数藻类的最适温度在 5~50℃ 。
4,Chlorophyta and Protista 绿藻和原生生物
? 4.4 绿藻和原生生物对环境的影响
? 藻类是初级生产力。在海洋中，每年藻类净生成总量 50× 109吨，
藻类细胞、溶解的有机质和细菌群体组成了水环境中的食物链。
? 藻类 大量繁殖会造成氧气的需求超过供给，导致好氧生物死亡。
? 一些有毒的藻类的大量繁殖会对鱼类等生物造成毒害，这些毒素
在生物体中蓄积，通过食物链影响人类的身体健康。如某些硅藻
能生成软骨藻酸，它在贻贝中积累，被人食用后导致失忆性贝类
中毒，造成短期的失忆，偶然会导致死亡。
Exercise
? 1,How is fungi classified? What characteristics do every group have?
? 2,What are characteristics of the major monophyletic groups the
chlorophyta and protista?
? 3,State Fungal nutrition.
? 4,Give an example to state reproduction in fungi.
真核微生物，概述
1,Eukaryotic microbes taxonomy（ 真核微生物的分类）
Fungi（ 真菌）
Algae（ 藻类）
protozoa（ 原生动物）
Eukaryotes microbes
真核微生物
Fungi and chlorophyta
Protista Amitochondrial protists无线粒体的原生生物
mitochondrial protists
线粒体的原生生物
2,Eukaryotic cell structure（ 真核生物细胞的结构）
? 2.1 General structure
3,Fungi（ 真菌）
? 3.1 Fungal structure
? 真菌是丝状的、无光合作用、异养型的真核微生物。
? 真菌细胞的基本单位是 菌丝,一种管状细胞，有坚硬的几丁质的
细胞壁包被。菌丝通过顶端生长进行延伸，并多次重复分支形成
微细的网络结构称为 菌丝体 。
? 真菌原生质膜包被着细胞质，细胞质中有核、线粒体、核糖体、
高尔基体和囊泡。亚细胞结构有微管和内织网支持。
? 菌丝较老的部位有大量液泡，并且与较幼嫩的区域以隔膜分开。
? 有一些真菌是单细胞，称为酵母菌。他们的生长以二分裂或者出
芽生殖的方式进行。
气生菌丝
孢子
（分生孢子） 萌
发
培养基 繁殖萌发
菌丝分为,基内菌丝 气生菌丝
基内菌丝
典型酵母菌（ Saccaharomyces cerevisiae）
子细胞
出芽痕
１
２
酵母菌的形态和大小
酵母菌（ Saccharomycres cervisiae） 的芽殖过程
假丝酵母菌（ Candida albican）
厚
壁
孢
子
在人体组织中呈假菌丝态 在普通培养基中呈球状
假菌丝
3,Fungi（ 真菌）
? 3.2 The main groups and features of fungi （ page 205）
3,Fungi（ 真菌）
? 3.3 Colonial growth
? 菌丝顶端的生长使得真菌可以从一个点或者一个接种物向新的区
域延伸。老的菌丝通常缺乏内含物，因为细胞质流向生长点，这
使得琼脂板上的菌落成放射状。
colony
3,Fungi（ 真菌）
? 3.4 Fungal nutrition
? 碳营养：利用有机碳，营养模式有 腐生型（ saprotrophy）,寄
生型（ parasitism）,共生型（ symbiosis） 。 真菌有坚硬的细
胞壁，无法吞噬有机物，只能吸收消化溶解的碳水化合物。对于
腐生菌来讲，环境中的有机碳大多是纤维素、几丁质和木质素等
不可溶的碳。真菌可释放多种降解酶到环境中，分解这些碳。真
菌的碳和能量的代谢是通过糖酵解和柠檬酸循环途径进行。在氧
浓度较低的环境中，酵母用发酵途径进行。在厌氧污泥处理池中
发现有厌氧真菌。
? 氮营养：通过菌丝细胞膜直接吸收硝酸盐、氨和一些氨基酸，多
肽和蛋白质可以通过胞外蛋白酶将它们降解成氨基酸被利用。
3,Fungi（ 真菌）
? 3.4 Fungal nutrition
? 大量营养元素、微量营养元素和生长因子：磷、钾、钙、硫是真
菌需要的大量营养。微量元素包括铁、铜、锰、钠、锌、钼。一
些真菌还需要一些维生素前体，如硫胺素和生物素等。
? 水,pH和温度：真菌需要用水来摄取营养物，所以只能生活在极
端潮湿的环境中，一些真菌完全是水生的。真菌适合在酸性环境
中生活，最适 pH值为 4~6。绝大所数真菌是中温生物，生长的温
度范围是 5~40℃,也由嗜冷和嗜热的种类。
3,Fungi（ 真菌）
? 3.5 真菌的繁殖
? 真菌都有一个营养生长时期，使他们的生物量增加，然后以孢子
繁殖，孢子分为无性孢子和有性孢子。
? 壶菌繁殖,壶菌有简单的枝和游动的孢子。生活周期如下图所示。
3,Fungi（ 真菌）
? 3.5 真菌的繁殖
? 接合菌的繁殖：无性繁殖起始于气生菌丝 ……,核反复进行有丝
分裂产生无性孢子。有性生殖包括同宗配合和异宗配合，接合孢
子减数分裂,3个核退化，一个留在菌丝体中。
3,Fungi（ 真菌）
? 3.5 真菌的繁殖
? 子囊菌的繁殖：无性繁殖形成体殖孢子、芽孢子、分生孢子聚集
体等。有性繁殖需要菌丝体细胞融合，减数分裂形成子囊孢子。
接合菌亚门
麵包黴的黑色孢子囊
接合菌 亚门
子囊菌亚门
酵母菌，箭头指子囊 枝状地衣
片状地衣 冬虫夏草
担子菌亚门
半知菌类的黄曲霉
根霉（ rhizopus）
接合菌亚门
毛霉 (mucor)
孢子
孢子梗
孢子囊
囊轴
接合菌亚门
曲霉 Aspergillus
足细胞
分生孢子梗
分生孢子
顶囊Q
C c
半知菌类
青霉 (penicillium)
半知菌类
3,Fungi（ 真菌）
? 3.6 Effects of fungi in their environment
? Decomposers（ 分解者）：真菌及其胞外酶的降解过程对陆地生物圈
是必不可少的，热带雨林中的植物纤维废物可达 12000公斤 /公顷 /年，
真菌嗜这些废物分解的主力，这些物质被分解成二氧化碳、水和真菌
的生物量，然后真菌又被其它生物分解，使矿质元素 N,P,K等返回
到生物圈。
? Bioremediaton（ 生物修补）：人工合成的化合物，如石油等也可被真
菌降解，对污染区加入真菌可以对土地污染区域进行有效的生物除污。
另外真菌具有协同代谢作用，如杀虫剂等难降解化合物可被真菌的协
同代谢作用改变它们的毒性。
4,Chlorophyta and Protista 绿藻和原生生物
? 4.1 Chlorophyta and protista taxonomy
? 过去，真核光合型和非光合型的微生物根据它们是否有叶绿体将
它们分为藻类和原生动物。还可以继续根据藻类的颜色、鞭毛的
数量和其它结构特征分成亚类。同样，根据原生动物相似的特征
将其分为四个不同起源的类群：纤毛类、鞭毛类、孢子虫类、变
形虫类。
? 现在，由于分子生物学的进步，我们已经可以绘制一张, 一源,
分类图，这里，我们仅讨论属于微生物的绿藻和原生生物，红藻
和褐藻是多细胞生物，在此不予考虑。
ancestor
Bacteria
Archaea
Euglenid（ 眼虫）
Kinetoplastid（ 动基体）
Ciliates（ 纤毛虫）
Dinoflagellate（ 腰鞭毛虫）
Apicomplexa（ 顶复门）
Water molds（ 水霉）
Diatoms（ 硅藻）
Brown algae（ 褐藻）
Red algae（ 红藻）
Chlorophyta（ 绿藻）
Other green algae
Plants
Fungi
Animals
Euglenozoa裸藻
Alveolata?
Staramenopila?
Rhodophyta红藻
Chlorophyta+green plants绿藻 +绿色植物
领鞭毛虫
Characteristics of the major monophyletic groups of the Chlorophyta and protista
? 类群 俗称 特征 例子
? 裸藻类 鞭毛 单细胞
? 裸藻门 大多数能够光合作用 眼虫
? 动基体门 一个较大的线粒体 锥虫
? Alveolata类 单细胞，细胞表面下有蜂窝状的板片和小泡
? 甲藻门 腰鞭毛虫 金褐色的藻 多甲藻属
? 顶复门 顶端复杂，利于入侵寄主 疟原虫属
? 纤毛门 纤毛虫 纤毛，有大小核 草履虫属
? Stramenopila类 用两种不同的鞭毛运动，一种似发状
? 硅藻门 硅藻 单细胞，光合，硅细胞 舟形藻属
? 金藻门 金褐藻 多细胞，光合，海产 角藻属
? 卵菌门 水霉 异养多核体 水霉
? 绿藻门 绿藻 叶绿素 ab,纤维素细胞壁 衣藻
裸藻门 -眼虫 锥形多甲藻
动基体门 -锥虫
甲藻门 -多甲藻属
疟原虫晚期滋养体
顶复门 -疟原虫属
纤毛门 -草履虫属
硅藻门 -舟形藻属
绿藻门 -衣藻属
金藻门 -角藻属 卵菌门 -水霉属
4,Chlorophyta and Protista 绿藻和原生生物
? 4.2 Chlorophytan and protistan nutrition
? Carbon metabolism:象真菌一样，绿藻通过糖酵解和三羧酸循环
完成细胞内的碳和能量代谢。几乎所有的藻类都是好氧的，利用
线粒体呼吸，以氧作为末端电子受体。少数生长在厌氧湖底淤泥
的绿藻可利用其它的电子受体，如硝酸盐。
? Oxygen and carbon dioxide,水中的氧气随温度升高而降低，而
绿藻对氧的利用随温度升高而增加。在温暖的水域能否获得氧气
成为绿藻生长的限制因素。 二氧化碳是绿藻光合作用的碳源，大
多数绿藻利用碳酸，少数专性厌氧光合作用利用二氧化碳和硫化
氢作为最终电子受体。 光对于绿藻是必不可少的。
? Nitrogen nutrition,绿藻和原生生物是氮异养的，只能利用硝酸
盐、氨或氨基酸，复杂的有机氮化合物如多肽和蛋白质在降解后
利用。
4,Chlorophyta and Protista 绿藻和原生生物
? Macro-,micro-nutrients and growth factors,在藻类的生长过程
中很少缺乏碳，而是缺乏氮和磷。能否获得磷往往限制淡水中的
产率。在缺乏营养的湖里，硅通常是硅藻生长的限制因素。还有
很多藻类需要外源维生素、嘌呤、嘧啶等其他生长因子，这种需
求称为营养缺陷。在水环境中，大多数其它营养是过剩的。
? Water,pH,and temperature,几乎所有的绿藻核原生生物生活在
潮湿的环境，进行吞噬作用的藻类需要在水中摄食。大多数藻类
可以忍受较宽范围的 pH。 一些藻类在休眠期可以忍受 100℃ 数小
时。大多数藻类的最适温度在 5~50℃ 。
4,Chlorophyta and Protista 绿藻和原生生物
? 4.4 绿藻和原生生物对环境的影响
? 藻类是初级生产力。在海洋中，每年藻类净生成总量 50× 109吨，
藻类细胞、溶解的有机质和细菌群体组成了水环境中的食物链。
? 藻类 大量繁殖会造成氧气的需求超过供给，导致好氧生物死亡。
? 一些有毒的藻类的大量繁殖会对鱼类等生物造成毒害，这些毒素
在生物体中蓄积，通过食物链影响人类的身体健康。如某些硅藻
能生成软骨藻酸，它在贻贝中积累，被人食用后导致失忆性贝类
中毒，造成短期的失忆，偶然会导致死亡。
Exercise
? 1,How is fungi classified? What characteristics do every group have?
? 2,What are characteristics of the major monophyletic groups the
chlorophyta and protista?
? 3,State Fungal nutrition.
? 4,Give an example to state reproduction in fungi.
