5、霉菌
5,1 概念
霉菌( mould)是一些, 丝状真菌, 的统称,不是分类学上
的名词。霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝( hypha)构成。
许多菌丝交织在一起,称为菌丝体( mycelium)。
5,2分布特点及与人类的关系
在自然界分布极广;
霉菌同人类的生产、生活关系密切,是人类实践活动中最早
认识和利用的一类微生物。
食物、工农业制品的霉变;
全世界平均每年由于霉变而不能食(饲)用的谷物约占 2%。
有用物品的生产;
风味食品、酒精、抗生素(青霉素、灰黄霉素),
有机酸(柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等),
酶制剂(淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等),维生素、甾体激素等。
在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素),
杀虫农药(白僵菌剂)等。
引起动植物疾病;
我国在 1950年发生的麦锈病和 1974年发生的稻瘟病,使小麦和
水稻分别减产了 60亿公斤。
腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用;
霉菌的 菌体由分枝或不分枝的菌丝
( hyphae)构成。菌丝是真菌营养体的基本单位。
菌丝是中空管状结构,直径一般 3~ 10μm,有
分枝,有隔膜或无隔膜。
根据菌丝有无隔膜,可以将真菌分成低等真
菌(鞭毛菌亚门和接合菌亚门)和高等真菌
(子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门)两
大类。
许多菌丝分枝连接,相互交织在一起所构成
的形态称菌丝体( mycelium)。
5,3 形态结构
一,霉菌
1、菌丝
细胞形态
无隔膜菌丝
有隔膜菌丝
整个菌丝为长管状单细胞,细胞质
内含有多个核。其生长过程只表现
为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多
以及细胞质的增加。
菌丝由横隔膜分隔成成串多细胞,
每个细胞内含有一个或多个细胞
核。有些菌丝,从外观看虽然像
多细胞,但横隔膜上有小孔,使
细胞质和细胞核可以自由流通,
而且每个细胞的功能也都相同。
霉菌菌丝类型
① 依形态分,
②按分化程度分,
?无隔菌丝,
?为长管状单细胞,细胞质内含多个核。
其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多。
这是 低等真菌所具有的菌丝类型。
?有隔菌丝
菌丝中有隔膜, 被隔膜隔开的 一段菌
丝就是一个细胞, 菌丝由 多个细胞组
成, 每个细胞内有一至多个核 。 隔膜
上有单孔或多孔, 细胞质和细胞核可
自由流通, 每个细胞功能相同 。 这是
高等真菌所具有的类型 。
菌丝功能
营养菌丝
气生菌丝
繁殖菌丝
霉菌菌丝直径约为 2~10mm,比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。
按分化程度分,
依 形 态 分,
1)营养菌丝 (Vegetatile hypha),
在固体培养基上伸入基内的
菌丝,行吸收养料之功能,
2)气生菌丝 (Aerial hypha),
向空中生长的菌丝, 发育到
一定阶段可分化成 孕育(繁殖)
菌丝( Reproductive hypha),
霉菌(青霉)的菌丝
菌丝的特化
营养菌丝和气生菌丝对于不同的真菌来说,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
显地表现在产生各种形态和功能不同的特化结构上。也称菌
丝的变态。
匍匐菌丝、假根
(类似树根,吸
收营养),功能
是固着 和吸收
营养。
子座:菌丝交织成垫状、壳状等,在子座外
或内可形成繁殖器官。
5,4 细胞结构
霉菌的细胞结构
★ 霉菌细胞壁
除少数低等水生霉菌的细胞壁中含有纤维素外,大多数霉菌的
细胞壁主要由几丁质构成。
几丁质和纤维素分别构成高等霉菌低等霉菌的细胞壁网状结
构 ----------微纤丝( Microfibril)。微纤丝使细胞壁具有
坚韧的机械性能
★ 霉菌的细胞膜、核线粒体和核糖体等成分与其它真核生物
(酵母)基本相同。
?可用蜗牛消化酶等消化真菌细胞壁,制备霉菌的原生质体。
?几丁质是由数百个 N-乙酰葡萄糖胺分子以 β -1,4糖苷键连接而成的。
?组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质,主要是一些
蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖,它们填充于上述纤维状物质构
成的网内或网外,充实细胞壁的结构。
真菌的鞭毛
5,5 霉菌的培养特征
由粗而长的分枝状菌丝组成,菌落疏松,呈绒毛状、絮状或
蜘蛛网状,比细菌菌落大几倍到几十倍,有的没有固定大小。
各种霉菌,在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色等相
对稳定,所以菌落特征也为分类依据之一。
液体培养时的特征,
如果是静止培养,菌丝往往在液体表面生长,液面上形成菌膜。
如果是震荡培养,菌丝可相互缠绕在一起形成菌丝球,亦可形成絮
片状,与震荡震荡速度有关。
菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,多呈绒毛状、絮
状或网状等,菌体可沿培养基表面蔓延生长,由于不同的真菌孢子
含有不同的色素,所以菌落可呈红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、
灰等多种颜色。
一,霉菌
黑曲霉
青霉
5,6 霉菌繁殖方式及生活史
霉菌的繁殖方式
无性孢子
有性孢子
菌丝断片
(1)无性孢子繁殖
5,6.1 繁殖方式
不经两性细胞配合,只是营养细胞的分裂或营养菌丝的
分化(切割)而形成新个体的过程。
无性孢子有:厚垣孢子、节孢子、分生孢子、孢囊孢子等。
卵孢子
接合孢子
子囊孢子
担孢子
有性孢子
孢囊孢子
分生孢子
节孢子
后垣孢子
无性孢子
孢子 菌丝片段
繁殖方式














厚垣孢子
节孢子
孢囊孢子
芽生孢子
分生孢子







厚垣孢子
节孢子
孢囊孢子
芽生孢子
分生孢子
A、孢囊孢子( sporangiospore)
形成特征:形成于菌丝的特化结
构 —— 孢子囊内。
孢子形态:近圆形。
举例:根霉、毛霉。
B、分生孢子 (Canidinm)
形成特征:由分生孢子梗顶端细胞特化而成的单个
或簇生的孢子。
孢子形态:极多样。
举例:曲霉、青霉。
☆ 无性孢子结构复杂的子实体
C,节孢子 (arthrospore,又称粉孢子 )
形成特征:由菌丝断裂而成。
孢子形态:常呈成串短柱状。
举例:白地霉。
( 2)有性孢子繁殖
两个性细胞结合产生新个体的过程,
a)质配:两个性细胞结合,细胞质融合,成为双核细胞
,每个核均含单倍染色体( n+n)。
b)核配:两个核融合,成为二倍体接合子核,此时核的
染色体数是二倍( 2n)。
c)减数分裂:具有双倍体的细胞核经过减数分裂,核中的
染色体数目又恢复到单倍体状态。
霉菌有性孢子繁殖的特点,
a)霉菌的有性繁殖不如无性繁殖那么经常与普遍,多发生在特定
条件下,往往在自然条件下较多,在一般培养基上不常见。
b)有性繁殖方式因菌种不同而异,有的两条营养菌丝就可以直接
结合,有的则由特殊的性细胞(性器官) --------配子囊或由配
子囊产生的配子来相互交配,形成有性孢子。
c)核配后一般立即进行减数分裂,因此菌体染色体数目为单倍,
双倍体只限于接合子。
d)霉菌的有性繁殖存在同宗配合和异宗配合两种情况。
e)霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等。
有性结构及其形态特征:
由大小不同的配子囊结
合后发育而成。
小配子囊称雄器;大配
子囊称藏卵器。
所属分类地位:卵菌纲。
A,卵孢子( oospore)
B,接合孢子( zygospore),
有性结构及其形态特征,
是由菌丝生出的结构大小相
似、形态相同或略有不同两
个配子囊接合后发育而成。
所属分类地位:接合菌纲
接合孢子形成过程,
根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同,可
将结合分为分为两种情况,
同宗配合 (Hemothallism),是单一的孢子囊
孢子萌发后形成的菌丝,甚至同一菌丝的分枝
相互接触,而形成接合孢子的过程。
异宗配合 (Heterothallism):是不同菌系的
菌丝相遇后,才能形成接合孢子,这两种有亲
和力的菌系在形态上并无区别。
接和孢子的同宗配合与异宗配合,
C、子囊孢子( ascospore),
有性结构及其形态特征,在子囊中形成。
子囊:两性细胞接触以后形成的囊状结构。子囊的形成有两种方
式,
①两个营养细胞直接交配而成,其外面无菌丝包裹;
② 从一个特殊的、来自产囊体菌丝(称为产囊丝)的结构
上产生子囊,多个子囊外面被菌丝包围形成子实体,称为子囊果。
所属分类地位:子囊菌纲
子囊果的形状,
子囊果 (Ascocarp),子实体(一种有性结构 ),多个子
囊外部由菌丝体组成共同的保护组织结构,称为子囊果。子
囊包在其中。子囊果有三种类型,
闭囊壳
(Cleistothecium)
子囊壳
(Perthecium)
子囊盘
(Apothecium)
D、担孢子 (basidiospore)
有性结构及其形态特征:
担子菌所特有,经两性细
胞核配合后产生的外生孢
子。因着生在担子上而得
名。
所属分类地位:担子菌纲
5,6,2 生活史
无性繁殖阶段;菌丝体(营养体)在适宜的条件下产生无性孢子,
无性孢子萌发形成新的菌丝体,多次重复。
有性繁殖阶段;在发育后期,在一定条件下,在菌丝体上分化出
特殊性器官(细胞),质配、核配、减数分裂后
形成单倍体孢子,再萌发形成新的菌丝体。
有一些霉菌,至尽尚未发现其生活史中有有性繁殖阶段,
这类真菌称为半知菌
接合孢子
孢囊孢子
子囊孢子
分生孢子
5,6.3、霉菌孢子与细菌芽孢的比较
5,7 工业上有重要用途的主要霉菌
5,7.1、根霉 (Rhizopus)
分类学上属于藻状菌纲,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
匍匐菌丝:是由营养菌丝产生的,靠近培养基表面横向
生长的,并连接假根
菌丝在与假根相对位臵,会向上生出孢囊梗(单生或
成簇),顶端形成孢子囊,内生孢囊孢子
Rhizopus
?分类:与毛霉同属接合菌纲毛霉目。
?分布,分布于土壤、空气中,常见于淀粉食品上,可
引起霉腐变质和水果、蔬菜的腐烂。
?形态特征,
很多特征与毛霉相似,菌丝也为白色、无隔多核的单
细胞真菌,多呈絮状。 —— 与毛霉主要区别在于根霉
有假根和匍匐枝,与假根相对处向上生出孢囊梗。孢
子囊梗与囊轴相连处有囊托,无囊领。
?繁殖:无性繁殖产孢囊孢子,有性繁殖产生接合孢子。
根霉的孢子囊和孢囊孢子多为黑色或褐色,有的颜色
较浅。
? 代表种:米根霉( R.oryzae)
黑根霉 (R.nigrican)等。
? 应用:①根霉能产生一些酶类,如淀粉酶
、果胶酶、脂肪酶等,是生产这些酶类的
菌种。在酿酒工业上常用做糖化菌。
? ②有些根霉还能产生乳酸、延胡索酸等
有机酸。③有的也可用于甾体转化
? 许多根霉,具有活力强大的淀粉糖化酶,多用来做糖化菌
应用特点,
并与酵母菌配合制成小曲,用于生产小曲米酒(白酒)
单独用根霉制成甜酒曲(酒药),以糯米为原料,可
酿制出风味甚佳的甜酒或黄酒等传统饮料酒。
? 含有糖化型淀粉酶与液化型淀粉酶的比例约为 3.3,1
根霉产生的糖化酶,再与 α 一淀粉酶配合,可用于酶
法生产葡萄糖。
? 生产酶制剂、生产有机酸, 发酵食品
? 在医药工业中根霉是转化甾族化合物的重要真菌。
代表种 — 总状毛霉、高大毛
霉、鲁氏毛霉、梨形毛霉
5,7.2 毛霉 (Mucar)
毛霉 (Mucar)
分类学上属于藻状菌纲,毛霉目,毛霉属
单细胞,菌丝无隔,多核。菌丝有分枝,主要有两个类型:
单轴式,假轴式。 1.单轴式孢囊
梗、总状分枝
(高大毛霉,
总状毛霉 )
2.假轴式孢囊

(鲁氏毛霉 )
3.孢子囊结构
孢囊梗顶端膨
大为孢子囊,
内生孢囊孢子
? 分布,广泛分布于土壤、空气中,也常见于水果、
蔬菜、各类淀粉食物、谷物上,引起霉腐变质。
? 形态特征:菌丝发达、繁密;白色无隔多核,为
单细胞真菌。
? 形态特征:毛霉 的孢子囊梗有单生的,也有分枝
的。
? 分枝有单轴、假轴两种类型。
? 毛霉的菌丝多为白色,孢子囊黑色或褐色,孢子
囊孢子大部分无色或浅兰色,因种而异。
? 繁殖:可形成孢囊孢子、厚垣孢子、接合孢子。
无性繁殖,
孢子囊梗直接从菌丝体上发出,单生或分枝,顶端产生膨大
的孢子囊,孢子囊为球形,囊壁上常有针状的草酸钙结晶。
在囊轴与孢子囊梗相连处无囊托,但孢子囊壁破裂时,留有
残迹 —囊领。
毛霉与根霉的形态结构差异


匍匐菌丝 孢子囊梗 中轴


无 无 菌丝的任何处,一般单生
并分枝(单轴式,假轴式)
球形,与孢子囊梗不分隔
(无囊托)


有 有 假根相对处,单生或成簇) 半球形,与孢子囊梗相连处
有分隔(有囊托)
经济价值:蛋白酶、淀粉酶,
有机酸、甾体转化
毛霉的应用,
能产生蛋白酶,具有很强的蛋白质分解能力,多用于制作腐
乳、豆豉。
有的可产生淀粉酶,把淀粉转化 为糖。在工业上常用作糖化
菌或生产淀粉酶。
有些毛霉还能产生柠檬酸、草酸等有机酸,有的也可用于甾
体转化。
5,7.3、曲霉 (Aspergillus)
子囊菌纲,曲霉属
分生孢子梗从厚壁而膨大的菌
丝细胞(足细胞)生出
曲霉为多细胞,菌丝有分隔。
营养菌丝大多匍匐生长,无假

分生孢子梗常顶端膨大而形成
棍棒形、椭圆形、半球形、球
形的顶囊
顶囊表面产生小梗,单层或双层
Aspergillus variecolor
? 分类:多数属于子囊菌亚门,少数属于半知菌亚
门。
? 分布:广泛分布于土壤、空气和谷物上,可引起
食物、谷物和果蔬的霉腐变质,有的可产生致癌
性的黄曲霉毒素。
? 形态特征,
? 菌丝发达多分枝,有隔多核,分生孢子梗由特化
了的厚壁而膨大的菌丝细胞 ——( foot cell足细
胞)上垂直生出;分生孢子头状如, 菊花, 。
? 曲霉的菌丝、孢子常呈现各种颜色,黑、棕、绿
、黄、橙、褐等,菌种不同,颜色各异。
? 繁殖:无性繁殖产分生孢子;大多数有性阶段不
明,归为半知菌类。少数种可形成子囊孢子,归
为子囊菌亚门。 ---大多数为无性世代产分生孢子;少数种可形成子囊孢子。
? 代表种:黑曲霉 (Asp, Niger)、黄曲霉
(Asp.flavus)
? 应用:①是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。
? ②是生产酶制剂(蛋白酶、淀粉酶、果胶
酶)的菌种。
? ③生产有机酸(如柠檬酸、葡萄糖酸等)
? ④农业上用作生产糖化饲料的菌种。
Aspergillus flavus 黄曲霉
Aspergillus 黑曲霉
Aspergillus fumigatus
曲霉的分生孢子穗扫描电镜图片
黄曲霉
米曲霉
酸性蛋白酶
淀粉酶
大豆发酵食品
酱油、豆酱等
曲霉属的菌种具有很多活力强大的酶,可制成酶制剂
淀粉酶, α -淀粉酶和糖化型淀粉酶
黑曲霉的糖化酶活性最为强大


蛋白酶
果胶酶
黄曲霉、黑曲霉等 酸性或中性蛋白酶
果汁和果酒的澄清 米曲霉、黄曲霉、黑曲霉等
柠檬酸生产 ③
主要菌种:黑曲霉
淀粉质原料 5016,3008及其变异株
糖蜜原料 川宁 19-1,G23-4及其变异株
5,7.4、青霉 (Penicillium)
子囊菌纲,青霉属
青霉也是多细胞,菌丝有分
隔,有分枝,与曲霉相似,
但大多无足细胞。
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
? 分生孢子结构与曲霉不
同。分生孢子梗顶端不膨
大,无顶囊。
? 多次分枝产生几轮小梗
? 小梗顶端产生成串分生
孢子,状如扫帚
? 小梗有单轮生,对称多
轮生,非对称多轮生
? 分类:多数属于子囊菌亚门,少数属于半知菌亚门。
? 分布:广泛分布于土壤、空气、粮食和水果上,可引起病
害或霉腐变质
? 形态特征,
? 与曲霉类似。但无足细胞,分生孢子梗从基丝或
气丝上生出,有横隔,顶端生有扫帚状的分生孢
子头。
? 形态特征:与曲霉类似,菌丝也是由有隔多核的多细胞构
成。但青霉无足细胞,分生孢子梗从基内菌丝或气生菌丝
上生出,有横隔,顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢
子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮,对称或不对
称。
? 繁殖:无性繁殖产分生孢子;大多数有性阶段不明,归为
半知菌类。少数种可形成子囊孢子,归为子囊菌亚门。
? 代表种:产黄青霉 (Pen.chrysogenum)
? 桔青霉( Pen.citrinum)
? 展青霉 (Pen.patulum)
? 应用:是生产抗生素的重要菌种,如产黄青霉
和点青霉都能生产青霉素。
? 生产有机酸,如葡萄糖酸、柠檬酸
? 危害:霉变、疾病
生产青霉素 产黄青霉
青霉素的发现和应用,被人们誉为科学史上的
一项奇迹,是二次大战中与原子弹和雷达并驾
齐驱的三大发现之一。
生产半合成新头孢霉素
生产其他抗生素
生产有机酸
生产多种酶类
自学
6,蕈菌 ——担子菌 (Basidimycetes)
担子菌纲是真菌中最高级的一个纲,包括人们熟悉的蘑
菇、木耳、马勃和鬼笔等。
特征:形成特殊的产孢器 ——“担子, ( Basidium),产生
,担孢子, ( Basidiospore)
担子菌及其担孢子
形态
( a)一种担子菌
的子实体,背部有菌
褶;
( b)担孢子的电
镜图片,担孢子的基
部为担子
(a)
(b)
6,1 担子菌的一般形态构造
担子菌菌丝多细胞且有分隔,菌丝体常呈白色、鲜黄色或橙黄色
菌丝体具三个明显的发育阶段,
初生菌丝 单核的担孢子萌发
初期为多核,而后即产生分隔,把菌丝体分成
单倍体(单核)
二生菌丝
单倍体( n)
双核体( n+n)
两个单核细胞进行异宗配合,发生质配后,
并不马上核配,成为双核细胞的次生菌丝。
从初生菌丝发育而成
两个核同时分裂,由, 锁状联合机制, 控制形成两个子细胞。
? 菌丝的双核细胞开始分裂之前,
两核之间生出一钩状分枝。
? 细胞内一个核进入钩中。
? 两核同时分裂成 4个核。
? 新分裂的两个核移入到细胞的
一端,一个核仍留在钩中。
? 钩向下弯曲与原细胞壁接触,
接触处的壁溶解而沟通,同时钩
的基部产生隔膜。
? 钩中的核向下移,在钩的垂直
方向产生一隔膜,一个细胞分成
二个细胞,每个细胞具两个不同
的子核。锁状联合完成。
三生菌丝 双核体( n+n) 二生菌丝特化形成
特化菌丝形成各种子实体
子实体
真菌产生孢子的构
造。由繁殖菌丝和
营养菌丝组成
菌褶处着生担子和担孢子
6,2 担子菌的繁殖方式 无性生殖和有性生殖
无性繁殖 芽殖、裂殖及产生分生孢子或粉孢子完成的
有性繁殖 产生担孢子
担子是担子菌中
产生担孢子的构
造,是完成核配
和减数分裂的细

1 双核菌丝的顶端
2 核配
3,4减数分裂
5 幼担孢子在小梗
上发育
6 带有四个单核
担孢子的担子
典型担子菌的生活史