微生物真核微生物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,资料仅供参考,不当之处，请联系改正。,真核生物（eukaryote）：,凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿素等细胞器的生物。,真核微生物的种类,真菌（fungi）,单细胞真菌：,酵母菌,丝状真菌：,霉菌,大型子实体真菌：,蕈菌,粘菌（Myxomycota）,假菌（Chromista）,显微藻类（algae）,原生动物（protozoa）,地衣（lichen）,广义真菌,原生动物-草履虫,假 菌,粘菌,微型藻类,真核微生物的种类约占微生物总数的95%以上。从个体形态、群体形态、营养吸收、代谢类型、代谢产物、遗传特性和生态分布诸方面，真核微生物都展现出一幅多样化的画面。,真核与原核微生物的区别：,细胞器（organelles),细胞核,繁殖方式,细胞大小,鞭毛粗且复杂，92型，挥鞭式运动,真核生物与原核生物的比较,比 较项 目,真 核 生 物,原 核 生 物,细胞大小,较大（通常直径2um）,较小（通常直径,2,u,m),若有壁，其主要成分,纤维素，几丁质等,多数为肽聚糖,细胞膜中甾醇,有,无（仅支原体例外）,细胞膜含呼吸或光合组分,无,有,细胞器,有,无,鞭毛结构,如有，则粗而复杂（9+2型）,如有，则细而简单,细,胞,质,线粒体,有,无,溶酶体,有,无,叶绿体,光合自养生物中有,无,真液泡,有些有,无,高尔基体,有,无,微管系统,有,无,流动性,有,无,核糖体,80S（指细胞质核糖体）,70S,间体,无,部分有,贮藏物,淀粉、糖原等,PHB等,真核生物与原核生物的比较(cont.),细,胞,核,核膜,有,无,DNA含量,低（5%）,高（10%）,组蛋白,有,少,核仁,有,无,染色体数,一般1,一般为1,有丝分裂,有,无,减数分裂,有,无,生,理,特,性,氧化磷酸化部位,线粒体,细胞膜,光合作用部位,叶绿体,细胞膜,生物固氮能力,无,有些有,专性厌氧生活,罕见,常见,化能合成作用,无,有些有,鞭毛运动方式,挥鞭式,旋转马达式,遗传重组方式,有性生殖、准性生殖等,转化、转导、接合等,繁殖方式,有性、无性等多种,一般为无性（二等分裂）,a,动物细胞,b,植物细胞,典型真核细胞构造的模式图,真核微生物的细胞构造,细胞壁,鞭毛和纤毛,细胞质膜,细胞核,细胞质与细胞器,一、细胞壁,1、真菌细胞壁,化学成分：多糖，少量蛋白质和脂类,多糖：,微纤维1，4单糖聚合物、无定形基质,微纤维,类似钢筋，,1，4键连接，使,细胞壁,坚韧,基质,类似混凝土填充其中,不同真菌,细胞壁,多糖不同,低等真菌：纤维素,酵母菌：葡聚糖,、（甘露聚糖）,高等陆生真菌：几丁质,不同生长阶段，真菌细胞壁化学成分明显不同,功能：,固定细胞外形，保护细胞免受外界不良因子的损伤,细胞壁多糖,真菌的分类地位,代 表 菌,纤维素，糖原,集孢粘菌目,盘基网柄菌(,Dictyostelium,discoideum,),纤维素，葡聚糖,卵菌亚纲,德巴利腐霉(,Pythium,debaryanum,),纤维素，几丁质,丝壶菌纲,一种根前毛菌(,Rhizidiomyces,sp),几丁质，壳多糖,接合菌亚纲,鲁氏毛霉(,Mucor rouxianus,),葡聚糖，甘露聚糖,子囊菌纲,酿酒酵母(,Saccharomyces cerevisiae,),同上,半知菌纲,产朊假丝酵母(,Candida,utilis,),几丁质，甘露聚糖,担子菌纲,掷孢酵母(,Sporobolomyces,roseus,),半乳聚糖，聚半乳糖胺,毛菌纲,寄生变形毛菌(,Amoebidium,parasiticum,),几丁质，葡聚糖,子囊菌纲,粗糙脉孢菌(,Neurospora,crassa,),同上,担子菌纲,群集裂褶菌,(Schizophyllum commune),同上,半知菌纲,黑曲霉(,Aspergillus niger,),同上,壶菌纲,一种异水霉(,Allomyces,sp),不同分类地位真菌的细胞壁多糖,1）酵母菌的细胞壁,厚度：2570nm,重量：25DW,成分：三明治状的“,酵母纤维素,”,外层：甘露聚糖 Mannan,内层：葡聚糖 Glucan，赋予细胞壁机械强度,中间：蛋白质、多种酶（葡聚糖酶和甘露聚糖酶）,芽痕周围有少许几丁质，,在形成芽体时合成,酵母细胞壁与子囊壁的水解：,蜗牛消化酶,（玛瑙螺的胃液）,-1,3 葡聚糖，链状，含量高,葡聚糖,-1,6 葡聚糖，分支，含量低,甘露聚糖,是甘露糖,-1,6 相连的分支聚合物。,蛋白,夹在两者之间，少数结构蛋白，多数是酶，如：葡聚糖酶、甘露聚糖酶、蔗糖酶、碱性磷酯酶等。,不同种、属酵母菌细胞壁差异较大，,且并非各种酵母都含有甘露聚糖,一些,裂殖酵母含,葡聚糖,和,较多几丁质,；,点滴酵母,和荚膜内孢霉(,Endomyces capsulata,),以葡聚糖为主，只含少量甘露聚糖。,2）丝状真菌的细胞壁,以粗糙脉孢菌为例,最外层由,-1,3 和,-1,6,葡聚糖,组成,中间是,糖蛋白,组成的粗糙网和,蛋白质层,最里层是,几丁质,微,纤维丝组成的壁,粗糙脉孢菌菌丝的细胞壁构造,真菌细胞壁多糖的主要成分,真菌类群,纤维结构部分,基质部分,卵菌,Oomycota,纤维素,-1,3-1,6-葡聚糖,葡聚糖,壶菌,Chytridiomycota,几丁质,葡聚糖,葡聚糖,接合菌,Zygomycota,几丁质,壳聚糖,多聚葡糖醛酸,葡糖醛酸甘露糖蛋白,子囊菌,Ascomycota,几丁质,-1,3-1,6-葡聚糖,-1,3-葡聚糖,半乳糖甘露糖蛋白,担子菌,Basidiomycota,几丁质,-1,3-1,6-葡聚糖,-1,3-葡聚糖,木糖甘露糖蛋白,纤维素、几丁质、葡聚糖和甘露聚糖的结构,产生巨大压力的真菌附着胞,许多植物病害是由真菌引起的，有些致病菌具有高度特化的感染结构,刺盘孢属（,Colletotrichum,）的一些种具有一种由坚硬的细胞壁组成的特殊的附着胞（appressoria），当感染植物的时候，这种附着胞牢牢地附着到宿主的叶片表面，并且通过提高附着胞内渗透压活性物质的浓度产生巨大的膨压，射出一钉状结构进入植物细胞，为真菌的感染炸开一条通道。,真菌的这种特殊的感染结构虽然早已为真菌学家所知，但它的感染机制，特别是它产生的巨大压力并不清楚。1999年Science周刊上报道了Bechingerts将物理和生物学的方法结合起来，测试了真菌禾生刺盘孢（,C.Graminicola,）的附着胞的压力为5.35Mpa，而,Magnaporthe grisea,附着胞的压力更大，为8.0Mpa，这相当于我们用高压蒸汽灭菌压力（0.1Mpa）的50-80倍。,这些植物致病真菌就是用如此巨大的压力，攻破单子叶和双子叶细胞壁的角质层和表层，以达到侵染的目的。,2、藻类的细胞壁,e.g.：蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidis）,细胞壁厚度,一般为1020nm，有时仅为35nm,细胞骨架：,以微纤丝方式层状排列的纤维素，5080 DW,间质多糖：,褐藻酸、岩藻素、琼脂,二、鞭毛与纤毛,表面毛发状细胞器，长（150200,m,）为鞭毛，短（510,m,）为纤毛,(cilium)。,鞭毛与纤毛构造基本相同：,鞭杆,（shaft）、,基体,（basal body）和,过渡区,。,鞭杆,“92”型,，2为中央微管，9为微管二联体，外包细胞膜,微管,二联体：AB两条中空亚纤维组成，A是完全微管，13个微管蛋白亚基组成，B是10个，与A共用3个亚基。,A上伸出两条,动力,蛋白臂，可为Ca,2+,、Mg,2+,激活的ATP水解酶水解ATP供运动。,A 向中央一对微管发出辐射状的连丝,放射辐,。放射辐的辐头是自由的，不与中央鞘相连。,基体,是“90”，9个三联体，中间没有微管和鞘。,鞭 毛 结 构,动力蛋白臂,放射辐条,中央鞘,中央微管桥,中央微管,真核微生物的“9+2”型鞭毛,左为鞭杆横切面，右为鞭杆的立体模型,某些已知与微管或微管蛋白相互作用的蛋白质,成 分 活 性,在鞭毛轴丝中：,动力蛋白 1 ATP 酶活性 动力蛋白 2 产生运动 连接蛋白 形成相邻二联体微管之间连接,在细胞质微管中：,高分子量蛋白质MAP1调控微管的起始和延伸 MAP2,tau蛋白激酶 促进环中和微管中微管蛋白的聚合 微管蛋白亚单位的磷酸化,9+2 型鞭毛,G,鞭毛,真核生物和,G,-,菌鞭毛结构,三、细胞质膜,真核生物的细胞都有细胞质膜的构造。,没有细胞壁的真核细胞，细胞质膜就是它的外部屏障。,真核细胞与原核细胞在其质膜的构造和功能上十分相似。,项 目,原 核 生 物,真 核 生 物,甾醇,无（支原体例外）,有（胆甾醇、麦角甾醇等）,磷脂种类,磷酯酰甘油和,磷酯酰乙醇胺,等,磷酯酰胆碱和,磷酯酰乙醇胺,等,脂肪酸种类,直链或分枝、饱和或不饱和脂肪酸；每一磷脂分子常含饱和和不饱和脂肪酸各一,高等真菌：,含偶数碳原子的饱和或不饱和脂肪酸,低等真菌：,含奇数碳原子的多不饱和脂肪酸,糖脂,无,有（细胞间识别受体功能）,电子传递链,有,无,基团转移运输,有,无,胞吞作用,*,无,有,*endocytosis，包括吞噬作用(phagocytosis)和胞饮作用(pinocytosis),真核生物与原核生物细胞质膜的差别,Cholesterol,cytoplasm,Transmission electron micrograph illustrating fungal cell(cw-cell wall;s-septum;n-nucleus;m-mitochondrion),1、核被膜,核被膜：包在细胞核外，由核膜和核纤层组成的外被，其上有许多核孔,（nuclear pores）。,核膜：,两层78nm膜组成，两膜间为核周间隙。,核纤层,：,核膜内层，核纤层蛋白（lamin）组成。,核孔,：,细胞核和细胞质物质交流通道。,四、细胞核,2、染色质,染色质：,分裂间期时，DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA 组成的线形物质，基本单位：核小体。可被碱性染料染色。,常染色质（euchromatin）：丝状,异染色质（heterochromatin）：凝缩,组蛋白,非组蛋白,进行分裂时，染色质盘绕、折叠形成棒状为,染色体。,核被膜电镜和结构模式图,核纤层,核孔,染色质,染色体,核小体和螺线管结构,染色体DNA结构示意图,a 30nm染色体结构图,b 双螺旋DNA经过一系列包装成为染色体的过程图示,核小体单体的存在及核心颗粒的形成,a 核小体结构示意图,b 电镜下的染色质结构,C 核小体单元的产生,3、核仁,细胞核中没有膜包裹的圆形或椭圆形小体。染色体一定位置出现。,分裂前期消失，后期出现。,富含RNA和蛋白质，是合成rRNA和装配核糖体部位。,核仁组织区,4、核基质(nuclear matrix),旧称核液,是由蛋白纤维组成的网状结构,具有支撑细胞核和提供染色质附着点的作用。,五、细胞质和细胞器,1、细胞基质和细胞骨架,细胞基质（细胞溶胶）：,在真核细胞质中，除可分辨的细胞器以外的胶体状溶液，,细胞代谢重要场所。,微管,：微管蛋白组成中空管,细胞骨架（cytoskeleton）,肌动蛋白丝,（微丝）,:肌动蛋白,中间丝,:中间纤维,微管功能：,支持和运输，细胞分裂时的纺锤体、鞭毛和纤毛。,微丝功能：,提供ATP，发生收缩。,中间丝功能：,支持和运动。,细胞骨架作用,以细胞核为中心向外放射状微管,2、内质网和核糖体,内质网,（endoplasmic reticulum）,：脂质双分子层，内侧与核被膜外膜相通，核周间隙也是内质网部分。,RER：合成运输分泌蛋白功能,SER：脂类代谢和钙代谢相关，存在动物细胞,核糖体（ribosomes）,：40蛋白质+60%RNA,大亚基：28S、5.8S、5S40多种蛋白质,小亚基：18S+30多种蛋白质,内质网,蛋白合成示意图,3、高尔基体,（Golgi body）,1898年意大利学者C.Golgi在神经细胞发现，48个平行的扁平膜囊和囊泡组成，无核糖体附着。,作用,RER合成蛋白质运到,高尔基体,与脂、糖形成,糖蛋白,或,脂蛋白,，外排到细胞外。,合成糖蛋白、脂蛋白及对某些蛋白质原酶切加工,合成新细胞壁和细胞膜提供原材料的重要场所。,高尔基体,4、溶酶体,（lysosome）,溶酶体：,由,单层膜包裹，内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。,功能：,细胞内消化作用。,分类,（根据所结合对象的性质分）,吞噬溶酶体,（与吞噬泡结合）,多泡体,（与胞饮泡结合）,自噬溶酶体,（与内源结构结合）,溶酶体,5、微体,微体：,单层膜包裹，类似溶酶体，但含的酶不同。,有两种：,过氧化物酶体,依赖FAD的氧化酶和过氧化氢酶，避免细胞受H,2,O,2,毒害。,乙醛酸循环体,植物细胞，使脂类转变为糖。,微 体,6、线粒体,线粒体：,化学能转变为ATP。两层膜包裹，内膜突出形成嵴。,真菌嵴形状,有两种：,与高等植物、藻类类似的,管状嵴,如：含纤维质CW和无壁的卵菌、前毛壶菌、粘菌等,板状嵴,如：含几丁质的壶菌、接合菌、子囊菌、担子菌,线粒体,ATP合酶,7、叶绿体,（chloroplast）,叶绿体：,由,双层膜包裹，能将光能转变为化学能的绿色颗粒状细胞器。只存在于绿色植物（包括藻类）的细胞中。,外膜：透性大,叶绿体膜,内膜：选择通透,类囊体膜,类囊体：,单位膜封闭成的扁平小囊，膜上有光合色素和e载体,基质：,含核糖体、DNA、淀粉粒、核酮糖二磷酸羧化酶等,光反应：类囊体膜，光能 化学能,主要功能：,光合作用,暗反应：基质进行，利用光反应产生的,ATP、NADPH等固定CO,2,。,叶绿体,类囊体摞在一起为基粒,8、其他细胞器,液泡（vacuole）,单位膜分隔的细胞器，老龄细胞大而明显。,含糖原、脂肪、多磷酸盐等贮藏物、各种酶类。,功能：,维持渗透压、贮藏营养物、溶酶体的作用,（将各种蛋白酶与CP隔离，防止细胞损伤）。,膜边体（lomasome）,又叫边缘体、质膜外泡等,是某些真菌细胞中的特殊膜结构，位于细胞壁和细胞膜之间，,由单层膜包被的小细胞器,可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关,其形状和位置,与,细菌中的中间体,相似,壳质体,或几丁质酶体（chitosome）,壳质体：,一种具有膜状外壳近似球形的小颗粒。,壳质体含有几丁质合成酶，它的功能,与菌丝细胞壁的合成有关,，它能运输几丁质合成酶到菌丝顶端细胞的表面，,参与细胞壁的合成,。,氢化酶体（hydrogenosome）,是一种由单层膜包裹的球状细胞器，内含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还蛋白和丙酮酸。,常存在于鞭毛基体附近，可为鞭毛运动提供能量。,只存在于厌氧真菌和原生动物细胞中，有类似线粒体作用。,结语,原核生物的细胞小，细胞核原始、无膜包裹核区，无细胞器的分化。含有各种内含物。,革兰氏染色,可将所有的原核生物,分成G,+,和G,-,两类。,真核生物细胞较大，细胞核有核膜包裹，染色质由DNA和组蛋白构成。有细胞器。鞭毛为“92”型。,真核生物,原核生物,细胞壁,含几丁质,含肽聚糖,细胞膜,有固醇,无固醇（支原体除外）,细胞器,有线粒体等细胞器,无线粒体等细胞器,核糖体,沉降系数为80S,沉降系数为70S,细胞核,有核膜、核仁,无核膜、核仁,真核生物与原核生物的比较,思考题,真核生物和原核生物细胞结构的比较。,试根据细菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。,试解释G,+,与G,-,菌对溶菌酶、青霉素、链霉素、碱性染料敏感性不同的原因。,