第三章 真核微生物
具有核膜包被的真正细胞核、能进行有丝
分裂、细胞质中有线粒体的微小生物,称为真
核微生物。
真核微生物主要包括:真菌中的酵母菌和
丝状真菌、微藻及原生动物。
因此,真核微生物实际上不是一个单系类群,而
是包含了属于不同生物界的几个类群。这其中,真菌是
种类较多、价值比较重要的一个类群。
定义及特点
真菌是一个自然的分类类群,其成员既有很微
小的酵母,也有较大型的蘑菇。生物学家通常使用
真菌(复数为 fungi;单数为 fungus,拉丁文意为蘑
菇)这一术语来包括那些真核、产孢子、吸收营养
物质、无叶绿体并以有性和无性方式繁殖的一类有
机体。随着生物的系统学特别是真菌的系统学研究
的深入,一些曾被认为属于真菌的类群现在已被划
入到其他的生物界中,例如过去在丝状真菌中涉及
到的以水霉、疫霉、霜霉等为代表卵菌以及丝壶菌
等已被归于 Chromista或 Straminipila界中;还有一直
存在分类学归属争议的粘菌、根肿菌等现在一般归
于 Protozoa界中。
真菌的主要特征:①具有真正细胞核;
②没有叶绿素,不能进行光合作用;③营养
体一般为发达的丝状、分枝结构,也有单细
胞;④能进行有性和无性繁殖,产生孢子;
⑤细胞壁含几丁质(甲壳质);⑥营养方式
为吸收式异养;⑦陆生性较强。
比较项目
真核微生物
原核微生物
细胞大小
较大 (通常 >5mm)
较小 (一般 <5mm)
细胞壁的主要成分
纤维素, 几丁质
肽聚糖
细胞质
线粒体
+

间体

+
溶酶体
+

高尔基体
+

微管
+

储藏物
淀粉等
聚- b-羟丁酸等
核糖体
80S
70S
细胞核
核膜
+

核仁
+

染色体 1~数条,与 RNA和
组蛋白结合
1条,不与 RNA和
组蛋白结合
一, 原核微生物与真核微生物的比较
二、真核微生物的细胞构造
1、细胞壁
酵母菌,甘露聚糖和葡聚糖
低等真菌:主纤维素;高等真菌:几丁质
2,鞭毛
3、细胞膜
4、细胞质和细胞核
“9+2”型:中间 1对微管,外围 9个微管二联体
甾醇、电子传递链
质膜与胞壁之间,可能与分泌水解酶或细胞壁
合成有关
1)溶酶体( lysosome)
2)微体( microbody)
3)膜边体( lomasome)
4)氢化酶体( hydrogenosome)
单膜包裹,内含 40多种酸性水解酶,
氧化酶和过氧化氢酶,保护细胞免受 H2O2毒害
厌氧性原生动物和真菌中。
氢化酶、铁氧还蛋白、氧化还原酶等
鞭毛基体附近,鞭毛运动提供能量
5)液泡
一般在老龄细胞中大而明显
内含各种 酶 (蛋白酶、纤维素酶等)
储藏物 (糖原、脂肪等)
液泡破碎,细胞自溶
( 6)微丝
酵母细胞表面,细如发丝,蛋白质。
与酵母凝聚性有关
( 7)线粒体
酵母:一般紧靠细胞四周,红酵母除外
厌氧条件下,回分解形成嵴很差的前线粒体
霉菌:低等管状嵴;高等板状嵴
第一节 丝状真菌 ( filamentous fungi) ——霉菌
绝大多数真菌的营养体是菌丝体,因此,丝状真菌是真
菌的最主要成员。霉菌是丝状真菌的一个通俗名称,这是因
为这类真菌通常会在生长基质表面呈现为发霉的特征。它们
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(霉状物),有较强的陆生性,在自
然条件下,常引起食物、工农业产品的霉变和植物的真菌病
害。
在地球上,几乎到处都有丝状真菌的踪迹,种类多、数
量大。
一、营养体 ( vegetative body)
(一)菌丝 ( hyphae):是真菌营养体的基本单位,
为分枝管状,有或无隔膜。它的直径一般为 3~
10μm,与酵母细胞类似,比细菌或放线菌的细胞约
粗 10倍。
1、真菌菌丝细胞的构造,其外由厚实、坚韧的
细胞壁所包裹,其内有细胞膜,再内就是充满着细
胞质的细胞腔。细胞核也由双层的核膜包裹,其上
有许多膜孔,核内有一核仁。在细胞质中存在着液
泡、线粒体、内质网、核糖体、泡囊和膜边体
( lomasome)等。膜边体是一种特殊的膜结构,位
于细胞壁和细胞膜之间,由单层膜包围而成,形状
变化很大,有管状、囊状、球状、卵圆状或为多层
折叠状等存在于细胞周围,有点类似于细菌中的间
体。其功能还不够清楚,可能与壁形成有关。
引自周茂繁著, 真菌属分类图索, ( 1983)
引自周茂繁著, 真菌属分类图索, ( 1983)
lomasome
引自邢来君、李明春著, 普通真菌学, ( 1999)
2、菌丝顶端的构造,包括延伸区、硬化区、次生壁
形成区、成熟区、隔膜区。
菌丝顶端延伸区和硬化区的内层是几丁质层,外
层为蛋白质层;次生壁形成区就是亚顶端部位,其由
内至外是几丁质层、蛋白质层和葡聚糖蛋白网层;再
下面就是成熟区,其由内至外相应地为几丁质层、蛋
白质层、葡聚糖蛋白质层和葡聚糖层;最后就是隔膜
区。
真菌细胞壁特征性地含有几丁质,使细胞壁坚韧;
也含有蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖等无定型物质,它
们混在上述纤维状物质构成的网内或网外,充实了细
胞壁的结构。
引自周德庆著, 微生物学教程, (1993)
菌丝结构
顶端(延伸区和硬化区),成熟区、隔膜区等
(二)菌丝组织和菌丝组织体
1、菌丝组织:在真菌生活史的某些阶段,菌丝
体进一步结合、组织化,形成疏松的或紧密地交织
的组织。
( 1)疏丝组织:比较疏松,菌丝体是长形的、多少
互相平行排列的细胞。
( 2)拟薄壁组织:有紧密排列的多角形或卵圆形的
菌丝细胞组成,类似于维管束植物的薄壁细胞。
引自周茂繁著, 真菌属分类图索, ( 1983)
2、菌丝组织体,
( 1)菌核( sclerotium):是一种休眠结构、表面颜色
黑或暗,颗粒状,由皮层、拟薄壁组织和疏丝组织组
成,贮藏养料,并可抵抗逆境、渡过不良环境,条件
合适时,可恢复生长,长出菌丝,或者产生子实体。
( 2)子座( stroma):结构、功能基本上与菌和相同,
但形态上为垫状。
( 3)菌索( rhizomorph):形态上为索状,由皮层和
髓部组成,具有延伸和生长能力,能够吸收营养,穿
透性强,并可形成子实体。
菌丝组织体
菌核 子座
菌索
引自周茂繁著, 真菌属
分类图索, ( 1983)
引自邢来君、李明春著
,普通真菌学, ( 1999)
三、菌丝的特化形式
营养体特化
子实体
假根、吸器、附着枝、菌核、菌环和菌网
无性:分生孢子头(座,盘)、孢子囊
有性:担子、子囊果等
营养体菌丝特化
假根 吸器
一, 营养体特化
营养体特化 营养体特化
菌核
营养体特化
1、游动孢子囊和游动孢子囊梗:存在于鞭毛菌中,有菌丝顶端
分化出孢子囊,其内原生质割裂产生具鞭毛的游动孢子,一般
着生在菌丝分化形成的游动孢子囊梗上。
2、孢子囊和孢子囊梗:存在于接合菌中,不同于游动孢子囊之
处在于,其内生的孢子成为孢囊孢子,无鞭毛、有细胞壁,还
常有囊轴。
3、分生孢子梗:存在于子囊菌或半知菌中,由菌丝分化而来,
直接外生于菌落表面或基质表面,外生分生孢子。单生或丛生。
形态、颜色等多样。
4、分生孢子梗束:是成束状,紧密联结在一起的分生孢子梗。
5、分生孢子器:是一个球形或瓶状的结构,在其内壁四周或底
部丛生有极短的分生孢子梗,在梗上产生分生孢子。
6、分生孢子盘:是一种盘状的结构,其表面簇生有分生孢子梗,
生与寄主的角质层或皮层下。
7、分生孢子座:是一种垫状的结构,在子座上紧密聚集成簇有
分生孢子梗。
(二), 无性子实体
无 性子实体 -高等真菌
无 性子实体 - 低等真菌
孢子囊
(三)有性子实体
1、担子果:产生担子的子实体。担子由双核菌丝的顶端细胞膨
大后形成的。其内进行核的融合和减数分裂,最终在表面外生
担孢子。有裸果型,被果型和半被果型三类。
2、子囊果:产生和含有子囊的子实体。
( 1)闭囊壳:是一个球形的,闭合无孔口的结构。
( 2)子囊壳:是一个具有孔口的球形或瓶状的结构。
( 3)子囊盘:是一个盘状,杯状或碗状的结构。
( 4)子囊座:含有子囊的子座,子囊生于子座内部的溶腔中。
有 性子实体 -高等真菌


3、真菌的孢子
1)无性孢子
低 等真菌:游动孢子、孢囊孢子
高 等真菌:分生、厚垣、掷孢子等










青霉分生孢子
曲霉无性孢子 -分生孢子 厚垣孢子
低 等霉菌, 卵孢子 (鞭毛菌亚门 )、接合 (接合菌亚门 )
高 等霉菌, 子囊 (子囊菌亚门 )、担孢子 (担子菌亚门 )
接合孢子
2)有性孢子
担子及担孢子 子囊孢子
2)有性孢子
四、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不同,而与放线菌
的接近。霉菌的菌落形态较大,质地一般比放线
菌疏松,外观干燥,不透明,呈现或紧或松的蛛
网状、绒毛状或棉絮状;菌落与培养基的连接紧
密,不易挑取,菌落正反面的颜色和边缘与中心
的颜色常不一致等。
霉菌菌落 (mould)
菌落
(colony)
构巢曲霉 A,nidulans 的孢子颜色突变体菌落形态
第二节 酵母菌
, 酵母纤维素,
外 ?内,
甘露聚糖( mannan)、葡聚糖
蛋白质,葡聚糖酶、甘露聚糖酶等
糖蛋白外层(磷酸化的甘露聚糖 -蛋白质复合物)
b葡聚糖中间层(碱可溶性),
b-葡聚糖内层(碱非溶性))
一、细胞形态与结构
1、细胞壁
麦角甾醇
2、细胞膜
3、细胞核
18~21%明胶培养基,相差显微镜观察
含 DNA,RNA及 20~40磷酸残基的链状聚磷酸盐
2mm质粒( 6kb),60~100个 /细胞,复制受核基
因组控制。功能不清。
二、酵母菌的繁殖方式和生活史
母细胞壁变薄 ? 新合成物质堆积 ?形成隔壁
? 子细胞脱离
(出)芽痕,母细胞; 蒂痕(诞生痕),子细胞
(一)无性繁殖
1、芽殖( budding)
2,裂殖( fission)
芽痕在细胞表面稍微隆起
一个酿酒酵母一般 20个芽,多达 40个
出芽位点
双倍体酵母:芽的分布或多或少随机
单倍体酵母:出芽痕多以排、环或
螺旋状出现
裂殖酵母
( Schizosaccharomyces)
(二)有性生殖
两个形态相同、性别不同的细胞经过质配、核配和减数分
裂,生成孢子的过程。
核配 ( 2N)
子囊孢子(有性,N) 营养体( N)
子代 ( N)
质配 ( N+N)
后代( 2N)




出芽
出芽
(三)酵母菌的生活史
1、单倍体和二倍体共存
萌发
特点
N 体细胞 子代( N) 质配
核配( 2N) 子囊孢子( N)
裂殖


1)无性:出芽生殖( N,2N体营养细胞)
2)有性,4个子囊孢子
代表,酿酒酵母 ( Saccharomyces cerevisiae)
2、单倍体( N)时间长,2倍体不能生存
八孢裂殖酵母 (Schizosaccharomyces octosporus)
3次分裂
特点,
1)营养细胞 N体,2N不能独立生活
2)无性繁殖:裂殖
3)有性,8个子囊孢子
3、营养体 2N体形式存在
2N营养体 子代( 2N)
4个子囊孢子 质配 核配


( 2N) ( N+N) ( N)
出芽
减数分裂
1)营养体 2N,2)无性:芽殖
3)有性,4个子囊孢子( N)
路得类酵母 ( Saccharomycodes ludwigii)
特点
Saccharomyces cerevisiae
引自邢来君、李明春著, 普通真菌学, ( 1999)
Schizosaccharomyces octosporus
引自邢来君、李明春著, 普通真菌学, ( 1999)
Sacchromycodes ludwigii
引自邢来君、李明春著, 普通真菌学, ( 1999)
三、酵母菌菌落
色单调:乳白或矿烛色
易挑取,边缘整齐或粗糙
酒香味
第四节 蕈菌
是指那些能形成大型肉质子实体的真菌,包
括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。
为什么是微生物?
进化历史
细胞构造
早期发育
生物学特性
研究方法
担子菌示意图
伞菌子实体结构 蘑菇生活史
蕈菌的发育
菌丝的分化阶段
1)形成一级菌丝
2)形成二级菌丝
3)形成三级菌丝
4)形成子实体
5)产生担孢子
害, 霉变:农副产品、食品、衣物等
引起疾病:灰指甲、皮癣
毒素:致癌
真菌的应用
益:工业应用
柠檬酸、葡萄糖酸等有机酸
酶制剂:纤维素酶、蛋白酶等
抗生素:青霉素、赤霉素
传统食品 — 酱油、腐乳等
真菌对于工农业生产、医疗实践、环境保护和生物学基本理
论研究等方面都具有重要意义:在有益方面①真菌是酶工业的重
要基础,可用于生产淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶等多种酶制剂;
②真菌还被用于多种有机化合物的生产:如柠檬酸、苹果酸和乳
酸等多种有机酸;③真菌在医药工业上可用于生产青霉素、头孢
霉素和灰黄霉素等抗生素,硫胺素、核黄素和抗坏血酸等维生素,
以及生物碱、免疫调节剂、激素类药物等;④真菌在发酵工业上
则具有传统的重要地位,用于生产酒、醋、酱、酱油、乳酪等,
酵母被称为人类的第一种“家养微生物”。⑤在农业生产上,真
菌可用来生产植物生长调节素,例如赤霉素,也可用于进行农田
病虫草害的生物防治,例如白僵菌;⑥在环境保护方面,真菌在
工业三废处理、农田秸秆降解和生物测定等也发挥着特别重要的
作用;⑦真菌在科学研究上常常被作为重要的实验或模式材料而
应用广泛、作用重要,例如在遗传学领域最著名的真菌俗称红色
面包霉的粗糙脉孢菌 Nurospora crassa等。⑧在自然生态系统中,
真菌不仅是物质和能量转换的重要中间体,而且还会与植物、昆
虫、藻类等共生,促进了整个生物圈的繁荣。
在有害方面:①食品、纺织品、皮革、木器、纸张、
光学仪器、等工农业产品和日常用品都易经常地因真
菌而霉变或腐败; ② 真菌是引起传染性植物病害的主
要病原微生物。仅就造成严重经济损失的就可以列出
一个很长的目录,如:众所周知的稻瘟病、小麦锈病、
小麦黑穗病、棉花枯萎病等等;③真菌感染也能引起
严重的动物真菌病( mycoses),如非常著名的俗称
“白念”的白色假丝酵母菌 Candida albicans,而有丝
状真菌引起的曲霉病,严重时可致深部感染,并在某
些条件下致命;不仅如此,许多霉菌产生毒素,污染
食品,给人类生活和健康带来巨大问题,如黄曲霉毒
素、赭曲霉素等;④丝状真菌也是木材腐烂的罪魁祸
首之一,从而给林业生产、日常生活以及其他经济活
动造成较大损害。
主要参考书,
1,周德庆著,微生物学教程,第二版,高等教育出版社,2002
2,沈萍主编,微生物学,高等教育出版社,2000
3,邢来君、李明春编著,普通真菌学,高等教育出版社,1999
4,Madigan,MT,Martinko,JM,Parker,J,Brock’s Biology of
Microorganisms,8th ed,Prentice-Hall Inc.,Upper Saddle River,
NJ.1997
5,Prescott,L,Harley,JP,Klein,DA,Microbiology,5rd ed,Wm C,
Brown Communications Inc,Dubuque,IA,2002
6,Alexopoulos,CJ.,Mims,CW.,Blackwell,M,Introductory
Mycology,4th,ed,Ney York,John Wiley &Sons,Inc,869pp,
1996