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文檔簡介
第二章
微生物的形態、結構和功能第一節原核微生物部分原核生物即廣義的細菌,指一大類細胞核無核膜包裹,只存在稱作核區的裸露DNA的原始單細胞生物。第二章微生物的形態、結構和功能第一節原核微生物部分原核生第一部分細菌第二部分放線菌第一節原核微生物部分第一部分細菌第一節原核微生物部分第一節細菌細菌是單細胞原核微生物,個體微小,形態簡單,以二分裂方式繁殖。在自然界中,細菌分布最廣、數量最多。第一節細菌細菌是單細胞原核微生物,個體微小,形態簡單第一節細菌細菌的形態和大小細菌的細胞結構細菌的繁殖與群體形態食品中常見的細菌第一節細菌細菌的形態和大小一、細菌的形態和大小
不同細菌的形態可以說是千差萬別,豐富多彩,但就單個有機體而言,其基本形態可分為球狀、桿狀與螺旋狀三種.除了球茵、桿茵、螺旋菌三種基本形態外,還有許多具其他形態的細茵。例如柄桿菌細胞上有柄、菌絲、附器等細胞質伸出物,細胞呈桿狀或梭狀,并有特征性的細柄;球衣菌能形成衣峭,桿狀的細胞呈鏈狀排列在衣鞘內而成為絲狀,而支原體由于只有細胞膜,沒有細胞壁,故細胞柔軟,形態多變,具有高度多形性。另外,人們還發現了細胞呈星形和方形的細菌.一、細菌的形態和大小不同細菌的形態可以說是千差萬(一)細菌的形態細菌的三種基本形態:
球狀、桿狀和螺旋狀(一)細菌的形態細菌的三種基本形態:
1.球菌(coccus)菌體呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后產生的新細胞常保持一定的空間排列方式.根據細胞分裂的方向及分裂后的各子細胞的空間排列狀態不同,可將球菌分為以下幾種:單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。(一)細菌的形態1.球菌(coccus)(一)細菌的形態微生物的形態課件2.桿菌
桿菌是細菌中種類最多的類型,因菌種不同,菌體細胞的長短、粗細等都有所差異。桿菌的形態:短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀、梭桿狀、月亮狀、分枝狀、竹節狀等;按桿菌細胞的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。(一)細菌的形態2.桿菌(一)細菌的形態2.桿菌短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌2.桿菌短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌鏈狀桿菌單桿菌2.桿菌鏈狀桿菌單桿菌2.桿菌桿菌細胞兩端的形態特征2.桿菌桿菌細胞兩端的形態特征2.桿菌一般情況下,同一種桿菌的寬度比較穩定,但它的長度經常隨培養時間、培養條件的不同而有較大的變化。桿菌舉例:大腸桿菌(Escherichiacoli)枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)北京棒桿菌(CorynebacteriunPekinensis)2.桿菌一般情況下,同一種桿菌的寬度比較穩定,但它的長度經常隨培養時3、螺旋菌
螺旋狀的細菌稱為螺旋菌。
根據其彎曲情況分為:
弧菌:螺旋不滿一圈,菌體呈弧形或逗號形
例:霍亂弧菌、逗號弧菌
螺旋菌:螺旋滿2—6環,螺旋狀
例:干酪螺菌
螺旋體:旋轉周數在6環以上,菌體柔軟。
例:梅毒密螺旋體(一)細菌的形態3、螺旋菌
螺旋狀的細菌稱為螺旋菌。
根據其彎曲情況分為:
螺旋菌弧菌螺旋體3、螺旋菌螺旋菌弧菌螺旋體3、螺旋菌(一)細菌的形態
細菌的特殊形態:
柄細菌、腎形菌、臂微菌、網格硫細菌、貝日阿托氏菌(絲狀)、具有子實體的粘細菌、三角形、方形等特殊形態的細菌。(一)細菌的形態細菌的特殊形態:
細菌的特殊形態細菌的特殊形態影響細菌形態的因素:培養時間、培養溫度、培養基成分、濃度、pH值等環境條件對細菌形態都有明顯的影響。一般處于幼齡階段和生長條件適宜時,細菌形態正常、整齊,表現出特定的形態。在較老的培養物中,或不正常的條件下,細胞常出現不正常形態,尤其是桿菌,有的細胞膨大,有的出現梨形,有的產生分枝,有時菌體顯著伸長以至呈絲狀等異常形態。若將它們轉移到新鮮培養基中或適宜的培養條件下又可恢復原來的形態。(一)細菌的形態影響細菌形態的因素:(一)細菌的形態(二)細菌的大小細菌大小的測定:(1)測量:測微尺(2)長度單位:微米(μm)(3)表示:球菌:直徑桿菌:寬×長
螺菌:寬、長、螺距(二)細菌的大小細菌大小的測定:(二)細菌的大小(二)細菌的大小
通常球菌直徑:0.2—1.5
μm,
桿菌:長1—5μm,寬0.5—1μm。例如:大腸桿菌:平均長度:2μm;寬度0.5μm
1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm;109個大腸桿菌重1mg.
由于菌種不同,細菌的大小存在很大的差異;對于同一個菌種,細胞的大小也常隨著菌齡變化。另外,對于同一個菌種染色前后其細胞大小都有所不同。所以,有關細菌大小的記載,常是平均值或代表性數值。(二)細菌的大小通常球菌直徑:0.2—1.5μm,(二)細菌的大小菌名直徑或寬×長/
(μm×μm
)乳鏈球菌金黃色葡萄球菌大腸桿菌枯草芽孢桿菌霍亂弧菌
0.5~10.8~10.5×(1~3)(0.8~1.2)×(
1.2~3)(0.2~0.6)×(1~3)
細菌細胞的大小菌名直徑或寬×長/乳鏈球菌二、細菌的細胞結構基本結構包括:
細胞壁、細胞膜、細胞質、核區、間體、核糖體、氣泡和儲藏物。特殊結構包括:莢膜、鞭毛、纖毛、芽孢。
二、細菌的細胞結構基本結構包括:
細胞壁、細胞膜、細胞質、核細菌細胞結構細菌細胞結構(一)細菌細胞的基本結構1、細胞壁
細胞壁是位于菌體的最外層,內側緊貼細胞膜的一層無色透明,堅韌而有彈性的結構。細胞壁約占細胞干重的10%—25%。(1)細胞壁的功能保護細胞免受滲透壓等外力損傷,維持菌體外形協助鞭毛運動與胞膜一起完成細胞內外物質交換為正常細胞分裂所必需與細菌的抗原性、致病性和對噬菌體的敏感性密切相關。(一)細菌細胞的基本結構1、細胞壁(2)細胞壁的化學組成與結構細胞壁化組學成與結構革蘭氏染色法革蘭氏染色的機理青霉素的作用(2)細胞壁的化學組成與結構細菌細胞壁的化學組成:
成分占細胞壁干重的%革蘭氏陽性細菌革蘭氏陰性細菌肽聚糖磷壁酸類脂質蛋白質含量很高(30~95)含量較高(<50)一般無(<2)無含量很低(5~20)無含量較高(~20)含量較高革蘭氏陽性細菌與革蘭氏陰性細菌細胞壁成分比較①細胞壁的化學組成與結構細菌細胞壁的化學組成:細菌細胞壁的結構:細胞壁的基本骨架——肽聚糖
肽聚糖:是由N—乙酰胞壁酸(NAM)和N—乙酰葡糖胺(NAG)以及少數氨基酸短肽鏈組成的亞單位聚合而成的大分子復合體。肽聚糖單體:是由NAG、NAM、肽尾、肽橋構成。①細胞壁的化學組成與結構細菌細胞壁的結構:①細胞壁的化學組成與結構革蘭氏陽性細菌肽聚糖單體革蘭氏陰性細菌肽聚糖單體細胞壁的基本骨架——肽聚糖革蘭氏陽性細菌肽聚糖單體革蘭氏陰性細菌肽聚糖單體細胞壁的基本
肽聚糖網格狀結構細胞壁的基本骨架——肽聚糖肽聚糖網格狀結構細胞壁的基本骨架——肽聚細菌細胞壁的結構革蘭氏陽性菌細胞壁:由肽聚糖和磷壁酸組成
磷壁酸:占40%。G+菌所特有,其主鏈由數十個磷酸甘油或磷酸核糖醇組成,有的還有由D—Ala和還原糖組成的側鏈。
肽聚糖:占30~70%,不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同。細菌細胞壁的結構革蘭氏陽性菌細胞壁:由肽聚糖和磷壁酸組成磷壁細菌細胞壁的結構革蘭氏陰性菌細胞壁:分內壁層和外壁層。
內壁層:緊貼胞膜,僅由1—2層肽聚糖分子構成,占細胞壁干重5—10%,無磷壁酸。外壁層:位于肽聚糖層的外部。脂多糖;
脂蛋白、
包括:蛋白質層:基質蛋白、
外壁蛋白;
磷脂.細菌細胞壁的結構革蘭氏陰性菌細胞壁:分內壁層和外壁層。內壁層細菌的染色細菌的染色微生物的形態課件革蘭氏染色法是細菌細胞的復合染色法,由丹麥醫生HansChristianGram于1884年創立。基本步驟:涂片固定——結晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脫色0.5min——番紅復染1min結果:
革蘭氏陽性菌——紫色;
革蘭氏陰性菌——紅色。②革蘭氏染色法:革蘭氏染色法是細菌細胞的復合染色法,由丹麥醫生Han陽性菌陰性菌②革蘭氏染色法:陽性菌陰性菌②革蘭氏染色法:革蘭氏染色的原理革蘭氏染色的原理青霉素的作用
作用于肽聚糖肽橋的聯結,即抑制肽聚糖的合成,故僅對生長著的菌有效,主要是G+菌。青霉素的作用作用于肽聚糖肽橋的聯結,即抑制肽聚糖的合成,2、細胞膜
細胞膜是緊貼細胞壁內側包圍細胞質的一層柔軟、富有彈性的半透明薄膜。
①細胞膜的化學組成
蛋白質主要包括磷脂糖類少量核酸2、細胞膜
細胞膜是緊貼細胞壁內側包圍細胞質的一層柔軟、富有②細胞膜的結構
1972年Singer和Nicolson提出的細胞膜液態鑲嵌模型。
認為:膜是由球形蛋白與磷脂按照二維排列方式構成的流體鑲嵌式,流動的脂類雙分子層構成了膜的連續體,而蛋白質象孤島一樣無規則地漂流在磷脂類的海洋當中。細胞膜液態鑲嵌模型②細胞膜的結構
1972年Singer和Nicolson提出③細胞膜的功能
*細胞內外物質交換和運送。
*在原核微生物中,參與生物氧化和能量產生。
*與細胞壁及莢膜的合成有關。
*是鞭毛著生的位點。
③細胞膜的功能
*細胞內外物質交換和運送。
*在原核微生物間體:由細胞膜內褶形成的一種管狀、層狀或串狀物,一般位于細胞分裂的部位或附近。間體間體的功能:參與隔膜形成與核分裂有關類線粒體功能間體:間體3、擬核(或核質體、核區)擬核:由大型環狀雙鏈DNA纖絲不規則地折疊或纏繞而構成的無核膜、核仁的區域。
細菌DNA:
長度:一般為:1—3mm
例:大腸桿菌的DNA長約1mm。
生長迅速的細菌在核分裂之后細胞往往來不及分裂,所以細胞中常有2—4個核,而生長緩慢的細菌細胞中一般只有1—2個核,不在染色體復制時期一般是單倍體。
功能:負載遺傳信息。擬核
3、擬核(或核質體、核區)細菌DNA:
長度:一般為:1—3質粒:細菌染色體外的遺傳物質,由共價閉合環狀雙鏈DNA分子組成.分子量約為2—100×106D.攜帶1—100個基因,一個菌細胞可有一至數個質粒。
質粒的特點:可自我復制,穩定遺傳。對生存不是必要的。復制與染色體分開,但同步進行。不同質粒攜帶不同遺傳信息。無質粒細菌可通過接合、轉化、轉導等方式獲得,不能自發產生。例:細菌抗藥性因子、大腸桿菌的F因子。質粒應用:基因工程,體外重組.質粒:細菌染色體外的遺傳物質,由共價閉合環狀雙鏈DNA分子組4、核糖體:是分散在細胞質中的顆粒狀結構,由核糖體核酸(占60%)和蛋白質(占40%)組成。細菌的核糖體沉降系數為:70s,由50s大亞基和30s小亞基構成。功能:是細胞合成蛋白質的機構。4、核糖體:細菌的核糖體5、細胞質及其內含物細胞質:是在細胞膜內除核區以外的細胞物質。細胞質是無色、透明、粘稠狀物質。主要成分為水,蛋白質,核酸,脂類、少量糖和無機鹽。
細胞質功能:細胞質中含有豐富的酶系,是營養物質合成、轉化、代謝的場所。5、細胞質及其內含物細胞質功能:細胞質中的內含物:①氣泡:由蛋白質膜構成的充滿氣體的泡狀物。有些細菌細胞質中含有幾個或多個氣泡。氣泡的功能:調節細胞比重,以使其漂浮在合適的水層中。氣泡吸收空氣,空氣中的氧氣可供代謝需要。例:許多光合細菌和水生細菌、鹽桿菌常含有氣泡。細胞質中的內含物:氣泡的功能:②顆粒狀內含物:細菌細胞質中含有各種顆粒狀內含物,它們大多數為細胞貯藏物,顆粒狀內含物的多少因細菌的種類、菌齡及培養條件不同而改變。主要有:異染粒、聚β-羥丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。細胞質中的內含物②顆粒狀內含物:細胞質中的內含物(二)細菌細胞的特殊結構1、莢膜:某些細菌細胞壁外的一層粘液性物質。
(二)細菌細胞的特殊結構1、莢膜:某些細菌細胞壁外的一層粘液根據莢膜的形狀和厚度的不同,將莢膜分為四類:莢膜或大莢膜:粘液狀物質具有一定外形,相對穩定地附著在細胞壁外,厚度:>0.2μm。微莢膜:粘液狀物質較薄,厚度:<0.2μm,與細胞表面牢固結合。粘液層:粘液物質沒有明顯的邊緣,比莢膜松散,可向周圍環境中擴散,增大黏性。菌膠團:多個細菌共有一個莢膜。根據莢膜的形狀和厚度的不同,將莢膜分為四類:莢膜的組成:因種而異,除水外,主要是多糖(包括同型多糖和異型多糖),此外還有多肽,蛋白質,糖蛋白等。莢膜的生理功能:保護細胞,抗干燥。貯藏養料,是細胞外碳源和能源的儲備物質。莢膜可以抵御外界細胞對菌體的吞噬作用。莢膜具有抗原性。與致病力有關。莢膜的組成:因種而異,除水外,主要是多糖(包括同型多糖和異型2、鞭毛:某些細菌表面由細胞內生出的細長、波曲、毛發狀的結構。鞭毛具有運動功能,一般認為鞭毛靠鞭毛絲旋轉而動,它們是細菌的“運動器官”。鞭毛的長度:一般為15—20μm,最長可達70μm。鞭毛的直徑:為0.01—0.02μm.不同細菌的鞭毛數目和著生位置不同,鞭毛數目一般一至數十條。2、鞭毛:某些細菌表面由細胞內生出的細長、波曲、毛發狀的結構鞭毛的著生方式:周生鞭毛的著生方式:周生3、纖毛(或線毛、菌毛、傘毛)某些菌體表面存在的短而多的附屬物。纖毛比鞭毛更短、更細,且又直又硬。數量很多,不具有運動功能,但與菌的致病性.吸附等有關。3、纖毛(或線毛、菌毛、傘毛)4、芽孢概念:某些菌生長到一定階段,細胞內形成一個圓形、橢圓形或卵圓形的內生孢子,是對不良環境有較強抵抗力的休眠體。芽孢4、芽孢芽孢
細菌芽孢的各種類型細菌芽孢的各種類型芽孢的特性:具有很強的抗熱、抗干燥、抗輻射、抗化學藥物能力。含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易著色。新陳代謝幾乎停止,處于休眠狀態。一個芽孢萌發產生一個個體。芽孢的抗熱機制:滲透調節皮層膨脹學說目前尚不清楚,但可能與以下因素有關,如含水量低、壁厚而致密,芽孢中的酶分子量小,比較耐熱。芽孢的特性:三、細菌的繁殖和培養(一)繁殖一般為無性繁殖,二分裂法。同形裂殖:裂殖后形成的子細胞大小相等。異形裂殖:分裂產生兩個大小不等的子細胞。細菌分裂過程:①核分裂②形成橫隔壁③子細胞分離三、細菌的繁殖和培養(一)繁殖(二)群體形態1.固體培養菌落:在固體培養基上,由單個細胞繁殖形成的肉眼可見的子細胞群體。菌苔:大量細胞密集生長,結果長成的各“菌落”連接成一片。
(1)平板培養(二)群體形態菌落:在固體培養基上,由單個細胞繁殖形成的肉眼不同的微生物種類,其菌落特征不同。同一種菌在不同培養條件下菌落特征也不盡相同。菌落的特征:包括大小、形狀、顏色、邊緣、質地、透明度、光澤、表面、濕潤度等。不同的微生物種類,其菌落特征不同。同一種菌在不同培養條件下菌微生物的形態課件(2)固體斜面培養2.液體培養基
3.半固體培養(2)固體斜面培養2.液體常見的主要的幾個細菌屬:1、假單胞桿菌屬2、醋酸桿菌屬3、埃希氏桿菌屬4、沙門氏菌5、變形桿菌6、乳桿菌屬7、雙歧桿菌屬8、芽孢桿菌屬9、梭狀芽孢桿菌屬10、葡萄球菌屬11、其它四、食品中常見的細菌常見的主要的幾個細菌屬:四、食品中常見的細菌復習題
1、
概念:肽聚糖、間體、質粒、異染粒、莢膜、鞭毛、芽孢、菌落、菌苔2、問答題(1)細菌的基本結構和特殊結構都包括那些?(2)試繪出細菌細胞構造模式圖,并注明一般結構和特殊結構。(3)試述細菌的三種基本形態(4)什么是革蘭氏染色法?它的主要步驟是什么?哪一步是關鍵?(5)試述革蘭氏染色的機理(6)莢膜的化學成分如何?有何生理功能?復習題
1、
概念:放線菌的概念:
放線菌(Actinomycetes)是一類具有絲狀分枝細胞和無性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射狀而得名。第二節放線菌放線菌的概念:
放線菌(Act放線菌是一類介于細菌和真菌之間的單細胞生物.一方面,放線菌的細胞構造和細胞壁的化學組成與細菌相似,與細菌同屬原核生物;另一方面,放線菌菌體呈纖細的菌絲狀,而且分枝,又以外生孢子的形式繁殖,這些特征又與霉菌相似.放線菌菌落中的菌絲常從一個中心向四周輻射狀生長,因此叫放線菌.放線菌是一類介于細菌和真菌之間的單細胞生物.一方面放線菌分布:主要存在于含有機質豐富的中性或偏堿性的土壤中,在空氣、淡水和海水等處也有一定的分布。放線菌的生活類型:腐生(多數)寄生(少數)放線菌分布:放線菌的應用:1、能產生大量的、種類繁多的抗生素。2、生產維生素和酶3、進行甾體轉化、烴類發酵和污水處理放線菌的應用:放線菌的危害:1、有的放線菌能引起人和動植物病害,如人類的皮膚病等。2、有的放線菌能使水和食品變味,或破壞棉毛織品和紙張等。放線菌的危害:本節提要:放線菌的形態構造放線菌的繁殖放線菌的菌落特征本節提要:
一、放線菌的形態構造大部分放線菌由分枝狀的菌絲組成,菌絲大多無隔膜,屬單細胞。菌絲的粗細與細菌中的桿菌寬度相近(1μm左右)。細胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸,不含幾丁質、纖維素;革蘭氏陽性。一、放線菌的形態構造大部分放線菌由分枝狀的菌絲組成(一)菌絲:根據形態和功能不同可分為:
基內菌絲(營養菌絲)氣生菌絲孢子絲。一、放線菌的形態構造(一)菌絲:根據形態和功能不同可分為:一、放線菌的形態構造1.基內菌絲培養基內匍匐生長的菌絲,無隔,約0.2-0.8μm。通常會產生水溶性或脂溶性色素.功能:吸收營養,所以又稱營養菌絲。(一)菌絲1.基內菌絲(一)菌絲
2.氣生菌絲2.氣生菌絲由營養菌絲長出培養基外,伸向空間的菌絲。略粗于基絲0.5-1.2μm,也有色素產生。功能:氣生菌絲生長到一定階段可分化出繁殖結構,即孢子絲。2.氣生菌絲2.氣生菌絲3.孢子絲概念:可以形成孢子的菌絲(具分類價值),功能:繁殖。形態:直、波曲、螺旋著生方式:叢生、輪生3.孢子絲放線菌孢子絲類型:垂直單輪(無螺旋)彎曲叢生松環、初級螺旋鉤狀松螺旋緊螺旋單輪(有螺旋)雙輪(無螺旋)雙輪(有螺旋)放線菌孢子絲類型:垂直單輪(無螺旋)彎曲叢生松環、初級螺旋松孢子形態:有圓、卵圓、柱狀等。表面:或光滑或粗糙;有的還帶有毛刺、鞭毛。
色素:因種而異。孢子形態:放線菌主要通過形成無性孢子的方式進行繁殖,也可借菌絲斷片(液體培養時)進行繁殖。無性孢子主要有以下三種:分生孢子、孢囊孢子和橫隔孢子。二、放線菌的繁殖放線菌主要通過形成無性孢子的方式進行繁殖,也可借菌絲斷1.分生孢子(conidiospores):在氣生菌絲頂端形成成串或單個孢子,菌絲分裂形成。1.分生孢子(conidiospores):在氣生菌絲頂端形
在氣生菌絲頂端或基內菌絲頂端膨大或盤卷纏繞形成孢子囊,在孢子囊內形成孢囊孢子。孢囊:菌絲細胞在不同平面反復分裂,形成孢囊孢子.有的孢囊孢子可以叢毛運動。2、孢囊孢子在氣生菌絲頂端或基內菌絲頂端膨大或盤卷纏繞形成孢子囊,3、橫隔孢子
基內菌絲或氣生菌絲橫隔分裂形成,孢子常為球桿狀,體積大小相似,又稱節孢子或粉孢子。3、橫隔孢子基內菌絲或氣生菌絲橫隔分裂形成,孢子常為放線菌的生活史放線菌的生活史三、放線菌的菌落特征1.液體靜止培養
表面常形成一層膜2、固體培養基培養
菌落特征:質地致密、干燥、多皺、小而不蔓延、不易挑起,表面有放射狀溝紋。三、放線菌的菌落特征1.液體靜止培養
表面常形成一層膜菌落形狀:隨菌種不同可有兩類:(1)產生大量分枝狀菌絲的菌種:
如鏈霉菌屬(Strptomyces),菌絲發達、細、分枝多而且相互纏繞,和培養基結合緊密牢固,形成的菌落質地致密,表面呈絨狀,堅實、干燥、多皺,菌落小而不蔓延,不易挑起或整個挑起。但當氣生菌絲形成孢子絲、產生孢子后,菌落表面會發生變化,菌落呈絮狀、粉狀或顆粒狀。菌落形狀:隨菌種不同可有兩類:(2)不產生大量菌絲的菌種:
如諾卡氏菌屬(Nocardia)形成的菌落,菌絲不發達,形成的菌落不致密,粘著力差,干燥,一般呈粉質,不易挑起,挑之易碎。(2)不產生大量菌絲的菌種:
如諾卡氏菌屬(Nocardi復習題:1、什么是放線菌?放線菌有哪些應用?2、什么叫基內菌絲、氣生菌絲和孢子絲?它們之間有何聯系?3、放線菌如何繁殖?4、放線菌的菌落有何特點?復習題:第一章微生物的形態和構造第二節真核微生物部分凡是細胞核具有核膜、能進行有絲分裂、細胞質中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器的微小生物,都稱為真核微生物。真核微生物真菌酵母菌絲狀真菌—霉菌擔子菌顯微藻類原生動物第一章微生物的形態和構造第二節真核微生物部分真核微生物真真菌屬于真核微生物,其細胞結構由細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核、細胞器(線粒體、內質網、核糖體)等組成。真菌屬于真核微生物,其細胞結構由細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞酵母菌酵母菌(yeast)是一通俗名稱,沒有確切定義。一般認為酵母菌具有以下五個特點:個體一般以單細胞狀態存在多數出芽繁殖,也有的裂殖能發酵糖類產能細胞壁常含有甘露聚糖喜在含糖量較高、酸度較大的環境中生長酵母菌酵母菌(yeast)是一通俗名稱,沒有確切定義。酵母菌種類較多,目前已知有500多種。分布廣,在水果、蔬菜、花蜜和植物葉子表面以及果園的土壤里。在牛奶、動物的排泄物以及空氣中也有酵母存在。大多數腐生,少數寄生。與人類關系密切酵母菌酵母菌酵母菌酵母的應用酵母菌是人類應用比較早的微生物。在食品方面——釀酒、制作面包、生產調味品等。在醫藥方面——生產酵母片、核糖核酸、核黃素、細胞色素C、B族維生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸等。在化工方面——使石油脫臘、以石油為原料生產檸檬酸等。在農業方面——生產飼料(例如SCP)。在生物工程方面——作為基因工程的受體菌。第一部分酵母菌酵母的應用第一部分酵母菌酵母菌的危害:腐生性酵母菌能使食物、紡織品和其他原料腐敗變質;少數耐高滲的酵母菌和魯氏酵母、蜂蜜酵母可使蜂蜜和果醬等敗壞;有的酵母菌是發酵工業的污染菌,影響發酵的產量和質量;某些酵母菌會引起人和植物的病害,例如白假絲酵母可引起皮膚、粘膜、呼吸道、消化道等多種疾病.酵母菌酵母菌的危害:酵母菌酵母菌的形態和大小酵母菌的細胞結構酵母菌的繁殖和生活史酵母菌的代表屬
本節內容第三節酵母菌酵母菌的形態和大小本節內容第三節酵母菌一、酵母菌的形態和大小1、酵母菌形態:酵母菌是一群單細胞的真核微生物,其形態因種而異.通常為圓形、卵圓形或橢圓形。也有特殊形態,如檸檬形、三角形、藕節狀、臘腸形,假菌絲等。酵母菌一、酵母菌的形態和大小1、酵母菌形態:酵母菌假菌絲:酵母菌在一定條件下培養,產生的芽體與母細胞不分離形成的特殊形態。假菌絲:2、酵母菌大小:
酵母菌比細菌粗約10倍,其直徑一般為2—5μm,長度為5—30μm,最長可達100μm。例如:釀酒酵母(S.cerevisiae)寬度:2.5—10μm
長度:4.5—21μm酵母的大小、形態與菌齡、環境有關。一般成熟的細胞大于幼齡的細胞,液體培養的細胞大于固體培養的細胞。有些種的細胞大小、形態極不均勻,而有些種的酵母則較為均勻。2、酵母菌大小:二、酵母菌的細胞結構一般具有:細胞壁、細胞膜、細胞核、液泡、線粒體、內質網、微體、微絲、及內含物等,有的菌體還有出芽痕、誕生痕。釀酒酵母細胞結構二、酵母菌的細胞結構一般具有:釀酒酵母細胞結構1、細胞壁酵母細胞壁厚度0.1—0.3μm,重量占細胞干重的18%—25%。化學組成:葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質、脂類、幾丁質。幾丁質并不是所有的酵母菌中都有,其含量也因種而異。裂殖酵母一般不含幾丁質,釀酒酵母含1~2%,有的假菌絲酵母含量超過了2%。二、酵母菌的細胞結構1、細胞壁二、酵母菌的細胞結構細胞壁結構:酵母細胞壁呈“三明治”結構:
酵母細胞壁結構外層:主要為甘露聚糖內層:主要為葡聚糖中間層:主要是蛋白質細胞壁1、細胞壁細胞壁結構:酵母細胞壁結構外層:主要為甘露聚糖細胞壁1、細胞葡聚糖和甘露聚糖都是復雜的分枝狀聚合物,維持細胞壁強度的物質主要是位于內層的葡聚糖,此外,細胞壁上還含有少量的幾丁質、脂類和無機鹽。幾丁質并不是所有的酵母菌中都有,其含量也因種而異。裂殖酵母一般不含幾丁質,釀酒酵母含1~2%,有的假菌絲酵母含量超過了2%。壁外成分:有些菌壁外含有由多糖構成的類似莢膜的結構。如異多糖和淀粉類物質。葡聚糖和甘露聚糖都是復雜的分枝狀聚合物,維持細胞壁強度的物質出芽痕和誕生痕:酵母出芽繁殖時,子細胞與母細胞分離,在子、母細胞壁上都會留下痕跡。在母細胞的細胞壁上出芽并與子細胞分開的位點稱出芽痕,子細胞細胞壁上的位點稱誕生痕。由于多重出芽,致使酵母細胞表面有多個小突起。根據酵母細胞表面留下芽痕的數目,就可確定某細胞產生過的芽體數,因而可估計該細胞的菌齡。出芽痕和誕生痕:
2、細胞膜
酵母細胞膜是雙磷脂層構造,其間鑲嵌著蛋白質和甾醇。酵母菌的細胞膜與原核生物的基本相同。但有的酵母菌如釀酒酵母中含有固醇類(甾醇),這在原核生物是罕見的。酵母細胞膜構造2、細胞膜酵母細胞膜構造酵母細胞膜的功能:調節細胞外溶質運送到細胞內的滲透屏障細胞壁等大分子的生物合成和裝配基地部分酶的合成和作用場所酵母細胞膜的功能:3、細胞核酵母具有由多孔核膜包裹著的細胞核,核膜是一種雙層單位膜,上面有大量的核孔。(核膜包裹,輪廓分明)。酵母菌細胞核3、細胞核酵母菌細胞核核膜:核孔40~70nm,透性比任何生物膜都大。染色體:由DNA和組蛋白牢固結合而成,呈線狀,
數目因種而異。核仁:核內有一或幾個區域rRNA含量很高,這一區域為核仁,是合成核糖體的場所。中心體:
在核膜外,由蛋白質亞基組成的細絲狀結構,在細胞繁殖分裂中起作用。細胞核的功能:攜帶遺傳信息,控制細胞的增殖和代謝。核膜:核孔40~70nm,透性比任何生物膜都4.細胞器細胞質主要是溶膠狀物質,在細胞質中含有各種功能不同的結構——細胞器細胞器:核糖體、線粒體、內質網、高爾基體等。(1)核糖體酵母菌的核糖體為80S,由60S和40S大小亞基構成。它游離在細胞質中或附著在內質網上。核糖體4.細胞器核糖體(2)線粒體:1.雙層單位膜包圍的
細胞器;其中含脂
類、蛋白質、少量
RNA和環狀DNA。2.其DNA可自主復制,
不受核DNA控制。決
定線粒體的某些遺
傳性狀。3.生物氧化中心。(2)線粒體:(3)內質網:是分布在整個細胞中的由膜構成的管道和網狀結構。在細胞中和核膜或細胞膜相連在一起。根據表面結構分為:粗糙型內質網:膜外附著有核糖體。光滑型內質網:表面沒有附著的顆粒。內質網功能:起物質傳遞的作用,另外還有合成脂類和脂蛋白內質網結構示意圖(3)內質網:內質網結構示意圖(4)高爾基體也是一種內膜結構。它是由扁平雙層膜和小泡所構成。膜都是光滑的。功能:為細胞提供一個內部的運輸系統。
5、液泡由單層膜包裹的囊泡物,液泡中含水、有機酸、鹽類、和水解酶類,還有一些貯藏顆粒(如肝糖粒、脂肪粒、異染顆粒等)。液泡常在細胞發育后期出現,它的大小可做為衡量細胞成熟的標志。功能:儲藏營養物和水解酶類,與細胞質進行物質交換;調節滲透壓(4)高爾基體三、酵母菌培養的特征固體培養菌落特征:菌落大而厚,圓形,光滑濕潤,粘性,顏色單調。常見白色、土黃色、紅色。啤酒酵母菌落三、酵母菌培養的特征固體培養啤酒酵母菌落2.液體培養在液體培養基上,不同的酵母菌生長的情況不同。好氣性生長的酵母可在培養基表面上形成菌膜或菌醭,其厚度因種而異。有的酵母菌在生長過程中始終沉淀在培養基底部。有的酵母菌在培養基中均勻生長,使培養基呈渾濁狀態。2.液體培養四、繁殖方式和生活史(一)繁殖方式:
分無性繁殖和有性繁殖兩大類,主要是無性繁殖。無性繁殖:包括芽殖、裂殖、芽裂繁殖和產生無性孢子有性繁殖:主要是產生子囊孢子。假酵母:只有無性繁殖過程。真酵母:既有無性繁殖,又有有性繁殖
過程。四、繁殖方式和生活史(一)繁殖方式:無性繁殖:1、芽殖是酵母菌無性繁殖的主要方式。一個酵母能形成的芽數是有限的。(平均24個)出芽方式:多邊出芽、兩端出芽、三邊出芽、單邊出芽。環境適宜時,可出現假菌絲。無性繁殖:芽殖過程:母細胞形成小突起(A—D)核裂(E—G)原生質分配(H—I)新膜形成(J—K)形成新細胞壁(L)芽殖過程:2、裂殖:細胞橫分裂法繁殖,與細菌類似.
如裂殖酵母。進行裂殖的酵母菌種類很少.3.芽裂為芽殖、芽裂的中間類型,母細胞在出芽的同時產生橫隔膜。裂殖芽殖2、裂殖:裂殖芽殖(二)有性生殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式進行有性繁殖。1、子囊和子囊孢子的形成:一般通過鄰近的兩個性別不同的細胞各自伸出一根管狀的原生質突起,隨即相互接觸、局部融合并形成一個通道,再經過質配、核配形成雙倍體細胞——接合子。接合子進行減數分裂,形成4個或8個子核,每一個子核和周圍的細胞質一起,在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子,形成子囊孢子的細胞稱為子囊。一般一個子囊可產生4-8個子囊孢子。孢子數目、大小、形狀因種而異。(二)有性生殖酵母的二倍體營養體細胞減數分裂后產生四個單倍體的核原細胞發育成子囊,里面有四個子囊孢子,將來發育成單倍體營養體細胞子囊孢子的形成酵母的二倍體營養體細胞減數分裂后產生四個單倍體的核原細胞發育2、實驗室子囊孢子的獲得酵母菌在一定條件下才能形成子囊孢子。供實驗的酵母須營養好,活力旺盛。用營養充足的培養基和強壯的幼齡細胞連續傳代三次。培養時,溫度:25~30℃。須接觸大量空氣,促進細胞氧化作用。選擇適當的生孢子培養基(營養貧瘠的培養基),使細胞處于饑餓狀態。常用石膏塊或醋酸鈉瓊脂斜面等。2、實驗室子囊孢子的獲得(二)、酵母菌的生活史上代個體經一系列生長、發育階段而產生下一代個體的全部過程,稱為該生物的生活史或生命周期。各種酵母的生活史可分為三種類型:1.單倍體型2.雙倍體型3.單雙倍體型(二)、酵母菌的生活史單倍體型以八孢裂殖酵母為代表特點:營養細胞是單倍體;無性繁殖以裂殖方式進行;雙倍體細胞不能獨立生活,故雙倍體階段短,一經生成立即減數分裂。(二)、酵母菌的生活史單倍體型(二)、酵母菌的生活史2、雙倍體型以路德類酵母為代表特點:營養體為雙倍體,不斷進行芽殖,雙倍體營養階段長,單倍體的子囊孢子在子囊內發生接合。單倍體階段僅以子囊孢子形式存在,故不能獨立生活。(二)、酵母菌的生活史2、雙倍體型(二)、酵母菌的生活史3、單雙倍體型以啤酒酵母為代表特點:單倍體營養細胞和雙倍體營養細胞均可進行芽殖。營養體既可以單倍體形式也可以雙倍體形式存在;在特定條件下進行有性生殖。單倍體和雙倍體兩個階段同等重要,形成世代交替。(二)、酵母菌的生活史3、單雙倍體型(二)、酵母菌的生活史五、酵母菌的代表屬1、酵母菌屬例:啤酒酵母和葡萄汁酵母2、裂殖酵母屬3、假絲酵母屬例:熱帶假絲酵母、解脂假絲酵母和產朊假絲酵母4、球擬酵母屬5、紅酵母屬6、擲孢酵母屬五、酵母菌的代表屬1、酵母菌屬第二部分霉菌一、霉菌的形態和結構二、霉菌的菌落特征三、霉菌的繁殖四、霉菌的代表屬第二部分霉菌一、霉菌的形態和結構霉菌和酵母同屬于真菌。霉菌:為絲狀真菌的統稱。凡是在營養基質上能形成絨毛狀、網狀或絮狀菌絲體的真菌(除少數外),統稱為霉菌。霉菌和酵母同屬于真菌。霉菌的分布:在自然界分布相當廣泛,無所不在,而且種類和數量驚人。在自然界中,霉菌是各種復雜有機物,尤其是數量最大的纖維素、半纖維素和木質素的主要分解菌。一般情況下,霉菌在潮濕的環境下易于生長,特別是偏酸性的基質當中。霉菌的分布:霉菌的應用:生產各種傳統食品:如釀制醬、醬油、干酪等。工業應用:生產有機酸(如檸檬酸、葡萄糖酸)、酶制劑(如淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶)、抗生素(如青霉素、頭孢霉素)、維生素、生物堿、真菌多糖、植物生長刺激素(如赤霉素)、生產甾體激素類藥物和釀造食品等,另外在生物防治、污水處理和生物測定等方面都有應用。霉菌的應用:基本理論研究:霉菌在基本理論研究中應用很廣,最著名的是利用粗糙脈胞菌進行生化遺傳學方面的研究。霉菌的危害:引起霉變:可造成食品、生活用品以及一些工具、儀器和工業原料等的霉變。引起植物病害:真菌大約可引起3萬種植物病害。如水果、蔬菜、糧食等植物的病害。例如馬鈴薯晚疫病、小麥的麥銹病和水稻的稻瘟病等等。基本理論研究:霉菌在基本理論研究中應用很廣,最著名的是利用粗引起動物疾病:不少致病真菌可引起人體和動物病變。淺部病變如皮膚蘚菌引起的各種蘚癥,深部病變如既可侵害皮膚、粘膜,又可侵犯肌肉、骨骼和內臟的各種致病真菌,在當前已知道的約5萬種真菌中,被國際確認的人、畜致病菌或條件致病菌已有200余種(包括酵母菌在內)。產生毒素,引起食物中毒:霉菌能產生多種毒素,目前已知有100種以上。例如:黃曲霉毒素,毒性極強,可引起食物中毒及癌癥。引起動物疾病:不少致病真菌可引起人體和動物病變。淺部病變如皮霉菌的菌體由分枝或不分枝的菌絲構成。許多分枝菌絲相互交織在一起構成菌絲體。菌絲是中空管狀結構,直徑約2-10μm。霉菌菌絲類型:按形態分:無隔菌絲:為長管狀單細胞,細胞質內含多個核。其生長表現為菌絲的延長和細胞核的增多。這是低等真菌所具有的菌絲類型。一、霉菌的形態和結構霉菌的菌體由分枝或不分枝的菌絲構成。無隔菌絲:為長管狀單細有隔菌絲菌絲中有隔膜,被隔膜隔開的一段菌絲就是一個細胞,菌絲由多個細胞組成,每個細胞內有一至多個核。隔膜上有單孔或多孔,細胞質和細胞核可自由流通,每個細胞功能相同。這是高等真菌所具有的類型。(一)霉菌的形態有隔菌絲(一)霉菌的形態按分化程度分:營養菌絲(基內菌絲):伸入到培養基內部,以吸收養分為主的菌絲。氣生菌絲:向空中生長的菌絲.氣生菌絲發育到一定階段可分化成繁殖菌絲.霉菌(青霉)的菌絲、按分化程度分:霉菌(青霉)的菌絲、(二)霉菌的細胞結構由細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核、線粒體、核糖體、內質網及各種內含物(肝糖、脂肪滴、異染粒等)等組成。幼齡菌往往液泡小而少,老齡菌具有較大的液泡。細胞膜液泡內質網細胞壁線粒體細胞核核糖體(二)霉菌的細胞結構由細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核、線粒體細胞壁:除少數低等水生霉菌細胞壁含纖維素外,大部分霉菌細胞壁主要由幾丁質組成.幾丁質是由數百個N-乙酰葡萄糖胺分子以β-1,4糖苷鍵連接而成的。幾丁質和纖維素分別構成高等和低等霉菌細胞壁的網狀結構—微纖絲。微纖絲使細胞壁具有堅韌的機械性能。組成真菌細胞壁的另一類成分為無定型物質,主要是一些蛋白質、甘露聚糖和葡聚糖,它們填充于上述纖維狀物質構成的網內或網外,充實細胞壁的結構。霉菌的細胞膜、細胞核、線粒體、核糖體等結構與其他真核生物(如酵母)基本相同。細胞壁:除少數低等水生霉菌細胞壁含纖維素外,大部分霉菌細胞壁菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,有的呈絨毛狀或絮狀或網狀等,菌體可沿培養基表面蔓延生長,由于不同的真菌孢子含有不同的色素,所以菌落可呈現紅、黃、綠、青綠、青灰、黑、白、灰等多種顏色。二、霉菌的菌落特征菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,有的呈絨毛狀或絮微生物的形態課件液體培養時的特征:如果是靜止培養,霉菌往往在表面上生長,液面上形成菌膜。如果是震蕩培養,菌絲有時相互纏繞在一起形成菌絲球,菌絲球可能均勻地懸浮在培養液中或沉于培養液底部。液體培養時的特征:三、霉菌的繁殖繁殖方式菌絲片段無性孢子有性孢子孢囊孢子分生孢子節孢子厚垣孢子卵孢子接合孢子子囊孢子擔孢子孢子三、霉菌的繁殖繁殖方式菌絲片段無性孢子有性孢子孢囊孢子卵無性繁殖:不經過兩個性細胞的結合,只是由營養細胞分裂或分化而形成同種新個體的過程。霉菌的無性繁殖主要通過產生以下四種類型的無性孢子來實現。1、孢囊孢子由于生于孢子囊內,又叫內生孢子。它是由氣生菌絲頂端膨大形成特殊囊狀結構—孢子囊,孢子囊逐漸長大,在囊中形成許多核,每一個核外包以原生質并產生細胞壁,形成孢囊孢子。帶有孢子囊的梗稱孢子囊梗,孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊軸或中軸。孢子囊成熟后釋放出孢子。例藻狀菌綱毛霉目及水霉目一些屬以這種方式繁殖.(一)霉菌的無性繁殖無性繁殖:不經過兩個性細胞的結合,只是由營養細胞分裂或分化而孢囊孢子孢囊孢子2、分生孢子:是霉菌中常見的一類無性孢子,生于細胞外,所以又叫外生孢子.是大多數子囊菌綱及全部半知菌的無性繁殖方式.分生孢子是由菌絲頂端細胞,或由分生孢子梗頂端細胞經過分割或縮縊而形成的單個或成簇的孢子。分生孢子的形狀、大小、結構、著生方式、顏色、因種而異。2、分生孢子:例:曲霉屬分生孢子梗的頂端膨大成球形的頂囊,孢子著生于頂囊的小梗之上。青霉屬:分生孢子著生在帚狀的多分支的小梗上。還有些霉菌的分生孢子著生在分生孢子墊或分生孢子器等特殊構造上。例:曲霉屬微生物的形態課件3、節孢子(又稱粉孢子)它是由菌絲斷裂形成的外生孢子。當菌絲長到一定階段,出現許多橫膈膜,然后從橫膈膜處斷裂,產生許多孢子。孢子是成串的短柱狀、筒狀或兩端鈍圓的細胞。例:白地霉節孢子3、節孢子(又稱粉孢子)節孢子4、厚垣孢子這類孢子具有很厚的壁,又叫厚壁孢子。菌絲頂端或中間的個別細胞膨大、原生質濃縮、變圓,然后細胞壁加厚形成圓形、紡錘形或長方形的厚壁孢子。厚垣孢子也是霉菌的休眠體,對熱、干燥等不良環境抵抗力很強。厚垣孢子4、厚垣孢子厚垣孢子有性繁殖:經過兩個性細胞結合而產生新個體的過程。有性繁殖一般包括三個階段:質配:兩個性細胞的核共存于一個細胞中,形成雙核細胞,每個核的染色體數目都是單倍的(即n+n)。核配:形成二倍體接合子,核的染色體數目是雙倍的(即2n)。減數分裂:形成單倍體有性孢子。核的染色體數目是單倍的(即n)(二)霉菌的有性繁殖有性繁殖:經過兩個性細胞結合而產生新個體的過程。(二)霉菌大多數霉菌是單倍體,二倍體僅限于接合子。在霉菌中,有性繁殖不如無性繁殖普遍,有性繁殖多發生在特定的條件下,往往在自然條件下較多,在一般培養基上不常出現。不同的霉菌有性繁殖的方式不同。多數霉菌是由菌絲分化形成特殊的性細胞(器官)——配子囊或由配子囊產生的配子(雄器和雌器)相互交配,形成有性孢子。常見的有性孢子有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和擔孢子。大多數霉菌是單倍體,二倍體僅限于接合子。在霉菌中,有性繁殖不1、卵孢子由大小不同的配子囊結合后發育而成。2n小型的配子囊稱雄器,大型的配子囊稱藏卵器,藏卵器內有一個或數個稱為卵球的原生質團,它相當于高等生物的卵。當雄器與藏卵器配合時,雄器中的細胞質和細胞核通過受精管進入藏卵器,并與卵球結合,受精卵球生出外壁,發育成卵孢子。1、卵孢子2、接合孢子是由菌絲生出的結構基本相似、形態相同或略有不同兩個配子囊接合而成。接合孢子的形態:厚壁、粗糙、黑殼。接合過程:兩個相鄰的菌絲相遇,各自向對方生出極短的側枝,稱原配子囊。原配子囊接觸后,頂端各自膨大并形成橫隔,分隔形成兩個配子囊細胞,配子囊下的部分稱配子囊柄。然后相接觸的兩個配子囊之間的橫隔消失,發生質配、核配,同時外部形成厚壁,即成接合孢子。接合孢子2、接合孢子接合孢子接合孢子形成過程:接合孢子形成過程:根據產生接合孢子的菌絲來源或親和力不同可分為:同宗配合:菌體自身可孕,不需要別的菌體幫助而能獨立進行有性生殖。當同一菌體的兩根菌絲甚至同一菌絲的分枝相互接觸時,便可產生接合孢子。異宗配合:菌體自身不孕,需要借助別的可親和菌體的不同交配型來進行有性生殖。即它需要兩種不同菌系的菌絲相遇才能形成接合孢子。根據產生接合孢子的菌絲來源或親和力不同可分為:同宗配合:菌體3、子囊孢子在子囊內形成的有性孢子。形成子囊孢子是子囊菌綱的主要特征。子囊:兩性細胞接觸以后形成的囊狀結構。子囊有球形、棒形、圓筒形、長方形等,因種而異。子囊內孢子通常是1—8個。子囊孢子的形狀、大小、顏色也各不相同。不同的子囊菌形成子囊的方式不同最簡單的是兩個營養細胞結合形成子囊,細胞核分裂形成子核,每一子核形成一個子囊孢子。例:釀酒酵母。3、子囊孢子子囊形成的方式、形狀、大小子囊形成的方式、形狀、大小子囊孢子子囊孢子霉菌不同性別的菌絲,分化出雄器(小)和產囊器(大),兩個性器官接觸后,雄器的內含物通過受精絲進入產囊器,進行質配。質配后,產囊器生出許多短菌絲(稱產囊絲),產囊絲頂端的細胞是雙核的,在頂端細胞內發生核配,成子囊母細胞。再經有絲分裂和減數分裂產生1-8個子囊孢子。子囊果:在子囊和子囊孢子發育過程中,雄器和雌器下面的細胞生出許多菌絲,形成保護組織,整個結構成為一子實體。這種有性的子實體稱為子囊果,子囊包在其中。子囊果主要有三種類型:一種為完全封閉式,稱閉囊殼。瓶形有孔口的稱子囊殼。開口呈盤狀的稱子囊盤。霉菌不同性別的菌絲,分化出雄器(小)和產囊器(大),兩個性器子囊果的形狀閉囊殼子囊殼子囊盤子囊果的形狀閉囊殼子囊殼子囊盤4、擔孢子擔子菌所特有,經兩性細胞核配合后產生的外生孢子。因著生在擔子上而得名。4、擔孢子四、霉菌的代表屬(一)毛霉屬(Mucor)在分類系統中屬于接合菌綱、毛霉目。分布:廣泛分布于土壤、空氣中,也常見于水果、蔬菜、各類淀粉食物、谷物上,引起霉腐變質。特征:低等真菌,菌絲發達、繁密,為白色、無隔多核菌絲,為單細胞真菌。菌落蔓延性強,多呈棉絮狀。代表種:高大毛霉、總狀毛霉和梨形毛霉。四、霉菌的代表屬(一)毛霉屬(Mucor)繁殖:無性繁殖:產孢囊孢子。有性繁殖:產生接合孢子。無性繁殖:孢子囊梗直接從菌絲體上發出,單生或分枝,頂端產生膨大的孢子囊,孢子囊為球形,囊壁上常有針狀的草酸鈣結晶。在囊軸與孢子囊梗相連處無囊托,但孢子囊壁破裂時,留有殘跡—囊領。繁殖:毛霉的孢子囊梗有單生的,也有分枝的。分枝有單軸、假軸兩種類型。毛霉的菌絲多為白色,孢子囊黑色或褐色,孢子囊孢子大部分無色或淺蘭色,因種而異。毛霉的孢子囊梗有單生的,也有分枝的。毛霉的應用:能產生蛋白酶,具有很強的蛋白質分解能力,多用于制作腐乳、豆豉。有的可產生淀粉酶,把淀粉轉化為糖。在工業上常用作糖化菌或生產淀粉酶。有些毛霉還能產生檸檬酸、草酸等有機酸,有的也可用于甾體轉化。毛霉的應用:(二)根霉(Rhizopus):與毛霉同屬接合菌綱毛霉目。分布:分布于土壤、空氣中,常見于淀粉食品上,可引起霉腐變質和水果、蔬菜的腐爛。形態特征:很多特征與毛霉相似,菌絲也為白色、無隔多核的單細胞真菌,多呈絮狀。主要區別在于根霉有假根和匍匐枝,與假根相對處向上生出孢囊梗。孢子囊梗與囊軸相連處有囊托,無囊領。(二)根霉(Rhizopus):微生物的形態課件繁殖:無性繁殖產孢囊孢子,有性繁殖產生接合孢子。根霉的孢子囊和孢囊孢子多為黑色或褐色,有的顏色較淺。代表種:米根霉(R.oryzae)
黑根霉(R.nigrican)等。應用:①根霉能產生一些酶類,如淀粉酶、果膠酶、脂肪酶等,是生產這些酶類的菌種。在釀酒工業上常用做糖化菌。②有些根霉還能產生乳酸、延胡索酸等有機酸。③有的也可用于甾體轉化。繁殖:無性繁殖產孢囊孢子,有性繁殖產生接合孢子。根霉的孢子囊(三)曲霉(Aspergillus):多數屬于子囊菌亞門,少數屬于半知菌亞門。分布:廣泛分布于土壤、空氣和谷物上,可引起食物、谷物和果蔬的霉腐變質,有的可產生致癌性的黃曲霉毒素。形態特征:菌絲發達多分枝,有隔多核的多細胞真菌。分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌絲細胞(足細胞)上垂直生出;分生孢子頭狀如“菊花”。曲霉(三)曲霉(Aspergillus):曲霉微生物的形態課件土曲霉菌落黑曲霉菌落土曲霉菌落黑曲霉菌落繁殖:無性繁殖產分生孢子;大多數有性階段不明,歸為半知菌類。少數種可形成子囊孢子,歸為子囊菌亞門。曲霉的菌絲、孢子常呈現各種顏色,黑、棕、綠、黃、橙、褐等,菌種不同,顏色各異。代表種:黑曲霉(Asp.Niger)、黃曲霉(Asp.flavus)應用:①是制醬、釀酒、制醋的主要菌種。②是生產酶制劑(蛋白酶、淀粉酶、果膠酶)的菌種。③生產有機酸(如檸檬酸、葡萄糖酸等)④農業上用作生產糖化飼料的菌種。繁殖:無性繁殖產分生孢子;大多數有性階段不明,歸為半知菌類。(四)青霉(Penicillum):
多數屬于子囊菌亞門,少數屬于半知菌亞門。分布:廣泛分布于土壤、空氣、糧食和水果上,可引起病害或霉腐變質。形態特征:與曲霉類似,菌絲也是由有隔多核的多細胞構成。但青霉無足細胞,分生孢子梗從基內菌絲或氣生菌絲上生出,有橫隔,頂端生有掃帚狀的分生孢子頭。分生孢子多呈藍綠色。掃帚枝有單輪、雙輪和多輪,對稱或不對稱。(四)青霉(Penicillum):繁殖:無性繁殖產分生孢子;大多數有性階段不明,歸為半知菌類。少數種可形成子囊孢子,歸為子囊菌亞門。代表種:產黃青霉(Pen.citrinum)
展青霉(Pen.patulum)應用:是生產抗生素的重要菌種,如產黃青霉和點青霉都能生產青霉素。生產有機酸,如葡萄糖酸、檸檬酸。點青霉菌落繁殖:無性繁殖產分生孢子;大多數有性階段不明,歸為半知菌類。微生物類型菌落特征單細胞微生物菌絲狀微生物細菌酵母菌放線菌霉菌主要特征菌落含水狀態很濕或較濕較濕干燥或較干燥干燥外觀形態小而突起或大而平坦大而突起小而緊密大而疏松或大而致密細胞相互關系單個分散或有一定排列方式單個分散或家菌絲絲狀交織絲狀交織形態特征小而均勻,個別有芽孢大而分化細而均勻粗而分化參考特征菌落透明度透明或稍透明稍透明不透明不透明菌落與培養基結合程度不結合不結合牢固結合較牢固結合菌落顏色多樣單調,一般呈乳脂或礦燭色,少數紅色或黑色十分多樣十分多樣菌落正反面顏色的差別相同相同一般不同一般不同菌落邊緣一般看不到細胞可見球狀、卵圓狀或假絲狀細胞有時可見細絲狀細胞可見粗絲狀細胞細胞生長速度一般很快較快慢一般較快氣味一般有臭味多帶酒香味帶有泥腥味往往有霉味繁殖方式二分裂芽殖或子囊孢子有性繁殖孢子繁殖有性孢子或無性孢子微生物類型單細胞微生物菌絲狀微生原核細胞真核細胞原核細胞和真核細胞的區別原核細胞真核細胞細胞核有明顯核區,無核膜、核仁有核膜,核仁細胞器無線粒體,能量代謝和許多物質代謝在質膜上進行有線粒體,能量代謝和許多合成代謝在線粒體中進行核糖體分布在細胞質中,沉降系數為70S分布在內質網膜上,沉降系數為80S原核細胞真核細胞原核細胞和真核細胞的區別原核細胞真核細病毒一、病毒的一般特性二、噬菌體病毒一、病毒的一般特性一、病毒的一般特性1、病毒的概念:病毒:是一類超顯微的非細胞生物,每一種病毒只含有一種核酸;它們只能在活細胞內營專性寄生;在離體條件下,它們以無生命的化學大分子狀態存在.病毒粒子:完整的、具有感染性的病毒顆粒。一、病毒的一般特性1、病毒的概念:2、病毒的基本特點個體極小(以nm計),能通過濾菌器,形態多樣,有球狀、桿狀、復合型。無細胞結構,主要由蛋白質、核酸構成,一個病毒體內僅含一種核酸,核酸以單鏈或雙鏈形式存在。生活方式為專性活細胞內寄生,病毒酶系不全,離開活體后無生命特征。病毒以復制的方式增殖,包括核酸復制、核酸蛋白質裝配,是在分子水平上進行的。對抗生素不敏感,對干擾素敏感。2、病毒的基本特點個體極小(以nm計),能通過濾菌器,形態多3、病毒的形態構造及化學組成(1)、形態3、病毒的形態構造及化學組成(1)、形態(2)化學組成主要由核酸和蛋白質組成。較復雜的病毒還含有脂類、多糖等。(3)結構
核衣殼(基本構造)核心:由DNA或RNA構成病衣殼:由許多衣殼粒蛋白構成毒包膜(非基本結構):由類脂或脂蛋白構成刺突(非基本結構)衣殼粒是由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質亞單位,衣殼粒的排列組合方式不同,使病毒表現出不同的構型和形狀。(2)化學組成衣殼核酸包膜刺突核衣殼病毒的基本結構:衣殼核酸包膜刺突核衣殼病毒的基本結構:三類典型形態的病毒:二十面體對稱的結構(球狀)螺旋對稱的結構(桿狀)復合對稱的結構(蝌蚪狀)
大腸桿菌的T4噬菌體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋對稱的尾部組合而成,是病毒中復合對稱的代表。三類典型形態的病毒:二、噬菌體病毒種類很多,根據病毒寄生的對象來分,有植物病毒、動物病毒和微生物病毒。噬菌體:是病毒中的一種,一般把侵染細菌、放線菌的病毒叫噬菌體。(把侵染真菌的病毒叫噬真菌體)噬菌體在自然界廣泛存在,在1995年發表的ICTV的病毒分類與命名第六次報告中共報道了4000余種,分別劃歸為49個病毒科.據Bradley(1967)歸納,噬菌體共有六類形態。二、噬菌體病毒種類很多,根據病毒寄生的對象來分,有植物病毒1、組成:主要由蛋白質和核酸組成。2、基本形態:蝌蚪形、微球形和纖絲形。(一)噬菌體的形態結構與組成1、組成:主要由蛋白質和核酸組成。(一)噬菌體的形態結構與組以大腸桿菌T4噬菌體為例頭部:廿面體對稱結構,由蛋白質衣殼構成,內含一條DNA。頸部:薄盤狀,附頸須。尾鞘:長95nm,衣殼粒螺旋對稱;可伸縮。尾髓:中空,DNA可由此進入細胞。基板:
六角形盤狀物,其上有刺突、尾絲。刺突:
有吸附功能。尾絲:
有識別吸附功能。大腸桿菌T4噬菌體構造2、蝌蚪形噬菌體的構造以大腸桿菌T4噬菌體為例大腸桿菌T4噬菌體構造2、蝌蚪形噬菌(二)噬菌體(phage)的繁殖噬菌體并沒有個體的生長過程,而只有其基本成分的合成和裝配,即首先將各個部件合成出來,然后裝配,所以一般將噬菌體的繁殖稱做復制。根據噬菌體與宿主的關系:烈性噬菌體:指感染宿主細胞后,能夠使宿主細胞裂解的噬菌體.溫和噬菌體(或溶源性噬菌體):噬菌體感染細胞后,將其核酸整合(附著)到宿主的核DNA上,并且可以隨宿主DNA的復制而進行同步復制,在一般情況下,不引起寄主細胞裂解的噬菌體。(二)噬菌體(phage)的繁殖噬菌體并沒有個體的生長過程,烈性噬菌體的繁殖過程一般分為五個階段:即吸附、侵入、復制、裝配和釋放。1、烈性噬菌體的繁殖烈性噬菌體的繁殖過程一般分為五個階段:1、烈性噬菌體的繁殖①吸附:噬菌體和宿主細胞上的特異性吸附部位進行特異性結合,噬菌體以尾絲牢固吸附在受體上后,靠刺突“釘”在細胞表面上。②侵入:核酸注入細胞的過程。噬菌體尾部所含酶類物質可使細胞壁產生一些小孔,然后尾鞘收縮,尾髓刺入細胞壁,并將核酸注入細胞內,蛋白質外殼留在細胞外。③復制:包括核酸的復制和蛋白質合成。噬菌體核酸進入宿主細胞后,會控制宿主細胞的合成系統,然后以噬菌體核酸中的指令合成噬菌體所需的核酸和蛋白質。①吸附:噬菌體和宿主細胞上的特異性吸附部位進行特異性結合,噬④裝配:主要步驟有:DNA分子的縮合——通過衣殼包裹DNA而形成頭部——尾絲及尾部的其它部件獨立裝配完成——頭部與尾部相結合——最后裝上尾絲,至此,一個個成熟的形狀、大小相同的噬菌體裝配完成。④裝配:⑤釋放:方式:裂解:多以裂解細胞的方式釋放。分泌:噬菌體穿出細胞,細胞并不裂解。通常情況下,一個噬菌體通過上述五個過程能合成100——300個噬菌體。烈性噬菌體的這種生長繁殖方式也稱為一步生長,⑤釋放:
2、溫和噬菌體與溶源性細菌溫和噬菌體:噬菌體感染細胞后,將其核酸整合(附著)到宿主的核DNA上,并且可以隨宿主DNA的復制而進行同步復制,在一般情況下,不引起寄主細胞裂解的噬菌體。原噬菌體(或前噬菌體):即整合在宿主核DNA上的噬菌體的核酸。溶原性細菌:指在核染色體上整合有原噬菌體的細菌。可進行正常生長繁殖,而不被裂解。2、溫和噬菌體與溶源性細菌溫和噬菌體:噬菌體感染細胞后溶原性細菌的特點:可穩定遺傳:子代細菌都含有原噬菌體,均具有溶原性。可自發裂解:溫和噬菌體的核酸也可從宿主DNA上脫落下來,恢復原來的狀態,進行大量的復制,變成烈性噬菌體,自發裂解幾率10-2~10-5。可誘導裂解:用化學、物理方法誘導具有“免疫性”:溶原菌對其本身產生的噬菌體或外來的同源的噬菌體不敏感,對同源噬菌體具免疫性,對非同源噬菌體沒有免疫性。可復愈:自然遺失前噬菌體,但不發生自發裂解和誘導裂解溶源轉變:由于溶原菌整合了溫和噬菌體的核酸而使自己產生一些新的生理特征。溶原性細菌的特點:(三)噬菌體的危害和應用噬菌體的危害:主要是引起發酵中的噬菌體污染例:丙酮、丁醇發酵中的噬菌體污染抗生素發酵中的噬菌體污染食品工業上的噬菌體污染防治:控制活菌排放選育抗性生產菌株生產中輪換使用菌種藥物防治例如用金霉素、四環素等。(三)噬菌體的危害和應用噬菌體的危害:噬菌體的應用:1.作為分子生物學研究的工具2.用于鑒定未知菌,可到型。3.用于臨床治療傳染病4.檢驗植物病原菌5.測定輻射劑量噬菌體的應用:微生物在食品制造中的作用第一節細菌在食品制造中的作用第二節酵母菌在食品制造中的作用第三節霉菌在食品制造中的作用第四節
微生物酶在食品工業中的應用微生物在食品制造中的作用第一節細菌在食品制造中的作用細菌在食品制造中的作用食醋發酵乳制品蔬菜和水果的乳酸發酵食品氨基酸細菌在食品制造中的作用食醋食醋菌種:
紋膜醋酸菌(Acetobacteraceti)、許氏醋酸菌(A.schutzenbachii)、惡臭醋酸菌(A.rances)混濁變種、巴氏醋酸菌(A.pasteurianus)巴氏亞種。反應過程:醋酸菌在充分供氧的情況下生長繁殖,將乙醇氧化為醋酸。依據菌種的不同,還可產生其它有機酸及有香味的酯類等。食醋生產的原料:高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、棗等含糖或含淀粉的果實等食醋菌種:發酵乳制品發酵乳制品的種類:酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳、馬奶酒等。常用的乳酸菌:干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、瑞士乳桿菌、乳酸乳桿菌、乳酸乳球菌、乳脂乳球菌、嗜熱鏈球菌等。反應過程:乳酸菌分解乳糖進行同型乳酸發酵或異型乳酸發酵。注意事項:在整個加工過程中,對原料滅菌處理采用的溫度較低,所以接種劑量要大,以防止污染。發酵乳制品發酵乳制品的種類:酸制奶油、干酪、酸牛乳、嗜酸菌乳蔬菜和水果的乳酸發酵食品主要的乳酸發酵果蔬品種:泡菜、酸菜榨菜、冬菜、酸藏蘑菇、橄欖等。發酵方法:自然發酵、純種發酵常用菌種:植物乳桿菌、黃瓜乳桿菌、短乳桿菌、腸膜明串珠菌、小片球菌、發酵乳桿菌等。亞硝酸問題蔬菜和水果的乳酸發酵食品主要的乳酸發酵果蔬品種:泡菜、酸菜榨氨基酸食品添加劑中常見的氨基酸種類:谷氨酸鈉為鮮味劑、色氨酸和甘氨酸為甜味劑、賴氨酸為營養增強劑等生產用菌種:谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌等用于生產谷氨酸;北京棒桿菌的營養缺陷型菌株用于生產賴氨酸。常用原料:小麥、玉米、甘薯、大米等淀粉質物質;糖蜜等含糖豐富的物質。氨基酸食品添加劑中常見的氨基酸種類:谷氨酸鈉為鮮味劑、色氨酸酵母菌在食品制造中的作用面包:酵母將面粉中的糖類化合物分解形成CO2、醇、醛、有機酸等產物。釀酒:葡萄酒酵母、啤酒酵母、紹興酵母等將糖類化合物分解形成乙醇等化合物。酵母細胞的利用—單細胞蛋白的生產廢酵母酵母菌在食品制造中的作用面包:酵母將面粉中的糖類化合物分解形單細胞蛋白的生產生產用原料:糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液、谷氨酸發酵廢液、稻草、稻殼、玉米芯、木榍等的水解液;天然氣、乙醇、乙烷等;乳制品和啤酒生產的廢棄物。發酵方法:深層通氣發酵和固體通風發酵。主要用途:作為單細胞食品;提取核苷酸、輔酶A、乳糖酶等醫藥及生物試劑主要菌種:產元假絲酵母、解脂假絲酵母、嗜石油假絲酵母等單細胞蛋白的生產生產用原料:糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液、谷氨酸發霉菌在食品制造中的應用淀粉的糖化醬油的釀造醬類(大豆醬、面醬、豆瓣醬等)的制作豆腐乳有機酸
(檸檬酸、乳酸、醋酸等的發酵生產)霉菌在食品制造中的應用淀粉的糖化微生物酶在食品工業中的應用微生物生產酶制劑的特點
優點:種類多、便于工業化生產、產量大可保證供應。缺點:一種微生物可同時產生多種酶,因此工序較復雜。微生物酶及其在食品中的應用(舉例)微生物酶在食品工業中的應用微生物生產酶制劑的特點食用菌我國主要食用菌:黑木耳、銀耳、猴頭、雙孢蘑菇、草菇、香菇等。食用菌的人工栽培:深層培養和固體基質栽培。食用菌我國主要食用菌:黑木耳、銀耳、猴頭、雙孢蘑菇、草菇、香9、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。2022/12/12022/12/1Thursday,December1,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/12/12022/12/12022/12/112/1/20225:00:33PM11、越是沒有本領的就越加自命不凡。2022/12/12022/12/1202
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