2 酵母菌

nullnull第三节 酵母菌 Yeast 江南大学生物工程学院null 真核生物 Eukaryotes 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 在叶绿体等细胞器的生物叫真核生物。 null真菌 fungus/fungi 是不含叶绿体、化能有机营养、 具有真 正的细胞核、含有线粒体、以 孢子进行繁殖、不运动的真核微生物。酵母菌的分类地位酵母菌的分类地位null第三节 酵母菌 Yeast 指以芽殖为主并大多为单细胞的一类真菌。 特点 个体一般以单细胞状态存在； 多数营出芽繁殖； 能发酵糖类产能； 细胞壁常含甘露聚糖； 常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境null一. 酵母菌的形态与大小 细胞形态： 大小： 1~5×5~30 mmnull二. 酵母菌的细胞结构 酵母菌细胞结构模式图null1. 细胞壁 位于细胞膜外侧，紧贴细胞膜 功能 化学组成 葡聚糖 （glucan）35~45% 甘露聚糖 （mannan） 40~45% 蛋白质 5~10% 脂类物质 3~8% 磷酸盐 1~3% 几丁质 （因种而异） null 结构 Saccharomyces cerevisiae CW的三层模型 原生质体 破壁酶：蜗牛酶、Zymolyase 外层 内层中间层 null 2. 细胞膜 基本同细菌 区别： 组成上含有固醇（甾醇） 结构上无特化的间体结构 功能上与能量形成无关null 3. 细胞核 Nucleus 位于细胞质中的由双层膜包围的内有染色体及核仁的球形或椭圆体状的结构。 构造 ▲ 核膜 Nucleus envelope 其上有核孔 ▲ 核仁 Nucleolus 每个核内有一至几个 其功能是组装核糖体 ▲ 染色质Chromatin 是存在与细胞核中 的一种嗜碱性很强的物质 ▲ 核基质：核液null 染色质的化学组成 成分 DNA，组蛋白，RNA，非组蛋白 染色体 Chromosome 在细胞分裂期间，由染色质纤维经盘绕、折叠、浓缩而成的在光学显微镜下可见的棒状结构 。 染色体组与生物的倍性： 生理功能：贮存、复制和转录遗传信息，控制细胞的生长、发育、繁殖、遗传和变异。 核小体构造的模式图 核小体构造的模式图 null 4. 细胞质和细胞器 细胞质 Cytoplasm: 位于细胞膜和核膜间的透明、粘稠、不断流动并充满各种细胞器的溶胶，由 细胞基质和细胞器组成 细胞基质 cytomatrix：真核细胞中，除可分辩的细器以外的胶体状溶液。 细胞器 cell organelle：由膜所包围的，行一定生理功能的小体。null(1)线粒体 mitochondria： 一种半自主的细胞器，呈球形或棒状 0.3-1×0.5—3um，分散在细胞质中。 线粒体的构造 外膜 内膜 嵴 膜间腔 嵴间腔null 生理功能 能量转换的基地 自我复制 前线粒体 在无氧条件下线粒体的临时存在状态，其嵴发育很差，缺乏cytaa3、cytb等 组分；当细胞转移到有氧条件下，它则会转变为正常的线粒体。null（2）内质网endoplasmic reticulum，ER 是存在于细胞质中的、由膜构成的、呈游离或广泛互相连续的囊泡状的结构。 种类 粗糙型内质网 （rough ER） 光滑型内质网（smooth ER） 生理功能 输出蛋白质 与出芽起始有关 粗糙型内质网与核糖体粗糙型内质网与核糖体null (3) 核糖体 ribosome 游离于细胞质中或附着在内质网上 化学组成 结构 由60s和40s的两个亚基组成， 沉降系数为80s 功能：合成蛋白质 null(4) 高尔基体 Golgi apparatus (高尔基复合体) 存在于细胞质中的由扁平囊泡、小泡（输送泡）和大泡（浓缩泡）三部分构成的膜结构 。 生理功能 对蛋白质起浓缩、加工、储藏及运输作用高尔基复合体高尔基复合体null细胞合成过程中细胞器的协同作用细胞核→RER →高尔基体→泡null（5） 液泡 vacuole ： 液泡是存在于细胞质中的由单层膜包围的泡状结构，一般呈球形， f0.3~3mm 内含物质 异染颗粒、肝糖粒、脂肪球、 氨基酸、核酸酶、蛋白酶、脂酶等 生理功能 胞内的物质储藏 维持细胞的渗透压 将水解酶与细胞质分开 酵母细胞液泡酵母细胞液泡null5. 质粒 (plasmid) 2m，MW 5×106d，cccDNA， 占酵母总DNA的1~5% 6. 微丝 (fimbriae) 存在于部分酵母的细胞面， 5~7×100nm,由蛋白质组成。与酵母的 凝聚性有关。null7. 诞生痕与出芽痕 存在于芽殖酵母8. 荚膜物质8. 荚膜物质部分酵母由细胞内分泌出的粘性物质， 主要成分为磷酸甘露聚糖、甘露聚糖、 杂合多糖及鞘脂类等。 null三.酵母菌的繁殖方式及生活史 1. 无性繁殖： 细胞核进行典型的有丝分裂 ①芽殖 budding 不同的出芽方式 null 出芽的过程及核行为母细胞→表面长出小突起（芽）→芽生长→芽成熟后脱离母细胞null假菌丝 pseudohyphae 酵母菌出芽形成的子细胞尚未与母细胞分离开便又长出新芽，形成的成串的细胞称为假菌丝 酵母的假菌丝 null假菌丝的类型 1-Mycotorula型，2-Mycotoruloides型，3-Candida型（假丝酵母属型），4-Mycocondida型，5- Blastodenrion型 null ②裂殖fission 裂殖酵母属 过程：细胞拉长→形成横隔→在横隔处两细胞分离→末端变圆，形成两个子细胞裂殖酵母的裂殖 null③芽裂 首先以出芽的方式在母细胞上长出 一个芽,当芽长到一定大小后,在芽基处产生一横隔,将母细胞与子细胞分开,形成独立的细胞。Saccharomycodes sp.类酵母的芽裂繁殖null 2. 有性繁殖 产生子囊孢子 ascospore 过程有性繁殖的过程nullSaccharomyces cerevisiae有性繁殖过程null配合类型 ①异宗配合（heterothallism） ：发生接合的两个单倍体在形态上无差别，在生理上不同，称为不同接合型。在S. cerevisiae中分别称为a型和a型。 ②同宗配合（homothallism） ：发生接合的两个单倍体是由同一个细胞而来，在形态和生理上均无任何差别，无接合型之分。 如：S. chivalieri 子囊孢子膨大→单倍体核分裂成两个核→两个单倍体核在发芽的子囊孢子中接合形成双倍体核→所长出的第一个芽即为双倍体细胞。 null酵母的子囊孢子 A.八孢裂殖酵母，B.汉逊酵母，C.土星汉逊酵母，D.菜豆针孢酵母，E.蚀精霉null几种典型子囊孢子 null三. 酵母菌的生活史 life history/cycle①营养细胞只能以单倍体形式存在 -----------------单倍体型 ②营养细胞只能以二倍体形式存在 -----------------双倍体型 ③营养细胞既能以单倍体也能以二倍体形式存在 ----------------单双倍体型 nullSchizosaccharomyces octosporus 八孢裂殖酵母nullSaccharomycodes ludwigii 路德类酵母nullSaccharomyces cerevisiae 酿酒酵母null四. 酵母菌的培养特征 菌落特征 普通菌落 巨大菌落 液体培养特征null麦汁平板上的巨大菌落形态 A. 典型的lager啤酒酵母，B. 典型的ale啤酒酵母 nullnull五. 酵母菌的分类 分类依据 经典分类法中以形态特征和生理生化特征相结合 真菌分类系统： Smith，Alexopoulos， Ainswoth 等 酵母菌的分类系统 The Yeasts — A Texonomic Study 第三版 56属500余种null 酵母菌在真菌中的地位(Smith 分类系统） 子囊菌纲 内孢霉目 内孢霉科 酵母科 蚀精霉科 担子菌纲 黑粉菌科 掷孢酵母科 半知菌类 隐球酵母科null六. 工业上常见常用的酵母 Saccharomyces cerevisiae 酿酒酵母 长∶宽＜2 饮料酒酿造,面包发酵,酒精发酵 长∶宽 = 2 啤酒、葡萄酒、精馏酒的酿造 长∶宽＞2 糖蜜酒精发酵 Saccharomyces carlsbergensis 卡氏酵母 啤酒酿造 null 其它酵母 Hansenula anomala 异常汉逊氏酵母 Schizosaccharomyces pombe 粟酒裂殖酵母 Rhodotorula glutinis 粘红酵母 Candida tropicalis 热带假丝酵母 Candida utilis 产朊假丝酵母 Candida lipolytica 解脂假丝酵母 Nematospora gossypii 棉病针孔酵母 Geotrichum candidum 白地霉