真核微生物1

1、第三章:真核微生物,,第一節(jié):真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造,教學(xué)目標(biāo):掌握:真核微生物主要細(xì)胞器的構(gòu)造與功能了解:真核微生物次要細(xì)胞器的構(gòu)造與功能真核微生物與原核微生物的比較,一、真核微生物概述,真核微生物的概念：真核微生物(Eukaryotic micro-organisms)是一類細(xì)胞核具有核膜，能進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體（或同時(shí)存在葉綠體）等多種細(xì)胞器的生物。 真核微生物的類群：主要包括藻類、原生動(dòng)物和真菌三類

2、生物；其中真菌又主要由酵母菌、霉菌和蕈類組成。,多種多樣的真核生物。從上至下依次為草履蟲、硅藻、青霉菌落、青霉菌絲、喇叭蟲、毒傘肽菌。,一、真核微生物概述,表1—真核微生物的主要類群：,真核微生物,原生動(dòng)物,顯微藻類,菌物界,動(dòng)物界,植物界,真菌,假菌,黏菌,大型真菌,絲狀真菌,單細(xì)胞真菌,,,,,,酵母菌,霉菌,蕈菌,,,,二、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造,真核細(xì)胞的構(gòu)造比原核細(xì)胞要復(fù)雜很多,包括了很多有各自獨(dú)立功能的細(xì)胞器以及縱橫交織、互相

3、連通的膜結(jié)構(gòu)，顯示出更高水平的分化。,,圖1—真核微生物細(xì)胞模式圖見下頁,類囊體,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),附著核糖體,細(xì)胞質(zhì),微 絲,微 管,液 泡,鞭毛基體,鞭 毛,滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),無核糖體附著,細(xì)胞壁,細(xì) 胞 膜,核糖體,高爾基體,溶酶體,核被膜,核 仁,中心體,線粒體,葉綠體,液 泡,,三、真核微生物與原核微生物的比較,真核微生物細(xì)胞與原核微生物細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能等多方面都有很大區(qū)別，詳見下表。,表6—真核微生物與原

4、核微生物的比較,本節(jié)完,二、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造,（一）普通細(xì)胞構(gòu)造,1、細(xì)胞壁(1)概述： 成分：多糖為主，另含有少量蛋白質(zhì)和脂類；,多糖,無定型基質(zhì),微纖維,Β(1-4)糖苷鍵連接的長(zhǎng)直鏈多糖,含各種糖苷鍵的支鏈多糖,幾丁質(zhì),纖維素,甘露聚糖,葡聚糖,,,,蛋白質(zhì),,起連接作用的蛋白質(zhì)或是酶,表2—真核微生物細(xì)胞壁的成分,1、細(xì)胞壁(1)概述： 特點(diǎn)：極大的可變性。(2)酵母菌的細(xì)胞壁：,三明治結(jié)構(gòu),1、細(xì)胞壁(3)

5、霉菌的細(xì)胞壁,,,2、鞭毛與纖毛(1)概念：指某些真核微生物細(xì)胞表面或長(zhǎng)或短的，具有運(yùn)動(dòng)功能的毛發(fā)狀附屬物。較長(zhǎng)者(150-200 μm)稱鞭毛(Flagellum)；較短者(5-10 μm)稱纖毛(cillum)。(2)分布： 鞭毛：真菌中一般沒有；某些原生動(dòng)物或藻類具有。 纖毛：僅限于纖毛蟲類。,二、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造,（一）普通細(xì)胞構(gòu)造,2、鞭毛與纖毛(3)構(gòu)造（兩者相似）： 鞭桿 +

6、 基體 + 過度區(qū)（鞭毛絲） （基體） （鞭毛鉤） 鞭桿橫斷面呈典型的 “ 9 + 2 ” 型結(jié)構(gòu)。 特殊的鞭毛：茸式鞭毛(Tinsel Flagella)(4)產(chǎn)生與功能： 鞭毛和纖毛皆由中心粒衍生而來。 鞭毛和纖毛的功能都是運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)力來自鞭毛或纖毛內(nèi)的動(dòng)力蛋白。,,,,,,鞭毛和纖毛的運(yùn)動(dòng)方式,Paramecium 圍繞體表的纖毛協(xié)調(diào)擺動(dòng)，SEM (×1500),鞭毛運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性

7、,,,茸式鞭毛(Tinsel Flagella)和鞭式鞭毛(Whiplash Flagella),,中央微管,中央微管鞘,微管二聯(lián)體,外部動(dòng)力蛋白臂,內(nèi)部動(dòng)力蛋白臂,亞纖維B,亞纖維A,連絲蛋白,放射輻條頭,放射輻條,,放大160,000倍電鏡照片,3、細(xì)胞膜 構(gòu)造和功能均類似于原核微生物的細(xì)胞膜，但組成成分略有區(qū)別。主要區(qū)別有：(1)真核微生物細(xì)胞膜中含有甾醇；(2)磷脂種類不同；(3)膜蛋白不同。,二、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)

8、造,（一）普通細(xì)胞構(gòu)造,,4、細(xì)胞核 由核被膜（核膜）、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)（核液）四部分組成，直徑可達(dá)10 μm。(1)核被膜(內(nèi)襯核纖層)： 核被膜是將核質(zhì)與胞質(zhì)分成結(jié)構(gòu)和功能不同的兩部分的雙層單位膜結(jié)構(gòu)。 核被膜的最大特點(diǎn)是其組成和結(jié)構(gòu)有很大程度的可變性。,二、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造,（一）普通細(xì)胞構(gòu)造,圖1—細(xì)胞核的基本結(jié)構(gòu),核 基 質(zhì),核 纖 層,核孔復(fù)合物,核 仁,核 被 膜,核孔復(fù)合物蝕刻電鏡圖

9、(×44600),圖2—核孔復(fù)合物的結(jié)構(gòu),細(xì) 胞 質(zhì),異 染 色 質(zhì),核 纖 層,1膜間隙,整 和 蛋 白,核 糖 體,外 膜,內(nèi) 膜,核孔復(fù)合物,4、細(xì)胞核(1)核被膜 核被膜的生理功能：主要是選擇透過性和附著功能。,表3—核被膜的生理功能,核被膜的生理功能,選擇透過性,附著功能,輸入：,輸出：,生成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，附著核糖體,核孔復(fù)合物,例如核糖體,例如組蛋白,外層：,內(nèi)層：,附著異染色質(zhì),

10、,,,,4、細(xì)胞核(2)染色質(zhì)和染色體 當(dāng)細(xì)胞處于分裂間期時(shí)，胞內(nèi)由DNA、組蛋白、其他蛋白以及少量的RNA組成的線形復(fù)合物稱為“染色質(zhì)”。 染色質(zhì)的組成單位是核小體，它由組蛋白八聚體與纏繞其上的DNA組成。 染色體是染色質(zhì)在細(xì)胞分裂期經(jīng)4-5級(jí)折疊、壓縮而成的，長(zhǎng)度僅為原來萬分之一，光鏡下可見的高度分化的超螺旋DNA復(fù)合物結(jié)構(gòu)。,核小體和組蛋白,表4—染色質(zhì)的分類,染色質(zhì),異染色質(zhì),絲狀，常交織成網(wǎng)，顏色淺：,常染

11、色質(zhì),較粗，常附著與核被膜內(nèi)側(cè)，顏色深：,是染色質(zhì)的基本存在形式,由常染色質(zhì)緊縮而形成，常位于著絲粒、端粒、縊痕等結(jié)構(gòu)上，是遺傳惰性區(qū),,,,,,4、細(xì)胞核(3)核仁 核仁指的是間期核中一個(gè)或幾個(gè)濃密的深染色 區(qū)域。 核仁的形狀、數(shù)目、大小均具有高度可變性。 核仁的成分：DNA、RNA、蛋白質(zhì)。 核仁的結(jié)構(gòu)： 顆粒區(qū)、原纖維區(qū)、核仁染色質(zhì)、基質(zhì)。 核仁的功能： a.轉(zhuǎn)錄rRNA

12、 b.組裝核糖體亞單位,大鼠淋巴母細(xì)胞圖(×17500)，示核仁,4、細(xì)胞核(4)核基質(zhì)（核液） 核基質(zhì)是細(xì)胞核空間的由蛋白質(zhì)纖維組成的空間三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 核基質(zhì)的功能： 支撐：支撐細(xì)胞核外型； 附著：附著染色質(zhì)以及DNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制中的各種酶及蛋白質(zhì)輔因子。,,1、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞骨架和中心體(1)細(xì)胞質(zhì):位于質(zhì)膜與細(xì)胞核間粘稠透明,不斷流動(dòng)并充滿各種細(xì)胞器的溶膠。主要成分：水分、蛋白

13、質(zhì)骨架系統(tǒng)、酶、各種中間代謝物等。(2)細(xì)胞骨架：由微管、微絲和中間纖維構(gòu)成的細(xì)胞支架系統(tǒng)。,二、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造,（二）細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器,1、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞骨架和中心體(2)細(xì)胞骨架 a.微管：?jiǎn)蝸喕肿訉訕?gòu)成管壁的中空纖維管； 作用：支持、胞間運(yùn)輸、協(xié)助微絲運(yùn)動(dòng)。 b.微絲：兩股肌動(dòng)蛋白纖維絲互相盤繞構(gòu)成的實(shí) 心纖維； 作用：運(yùn)動(dòng) c.中間纖維：介于二

14、者之間，兼具二者作用。(3)中心體 動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞中都有中心體，它通常位于細(xì)胞核一側(cè)的細(xì)胞質(zhì)中。在光學(xué)顯微鏡下可以看到，每個(gè)中心體主要含有兩個(gè)中心粒，這兩個(gè)中心粒互相垂直排列，中心體與細(xì)胞分裂有關(guān)。,,某種原生動(dòng)物偽足中的微管組織(×65000),某種原生動(dòng)物偽足中的微管組織橫斷面(×48000),利用抗體標(biāo)記技術(shù)拍攝的哺乳動(dòng)物細(xì)胞微絲系統(tǒng)(×400),利用抗體標(biāo)記技術(shù)拍攝的哺乳動(dòng)物細(xì)胞微管

15、系統(tǒng)(×400),2、細(xì)胞器(1)細(xì)胞器的分類： 真核細(xì)胞中含有很多細(xì)胞器，它們總的來說可以分成有單位膜包裹的細(xì)胞器和沒有單位膜包裹的細(xì)胞器兩大類。 在所有細(xì)胞器中，有兩類是最重要的，一類是所謂“內(nèi)膜系統(tǒng)”包括的細(xì)胞器；另一類是所謂的“半自主”細(xì)胞器。,二、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造,（二）細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器,表5—真核微生物細(xì)胞器的分類,細(xì)胞器,細(xì)胞骨架系統(tǒng),中心體,核糖體,內(nèi)膜系統(tǒng)衍生細(xì)胞器,半自主細(xì)胞器,內(nèi)膜系統(tǒng)（狹

16、義）,不具膜,具膜,次要,主要,葉綠體,線粒體,高爾基體,內(nèi)質(zhì)網(wǎng),氫化酶體,幾丁質(zhì)酶體,膜邊體,液泡,微體,溶酶體,,,,,,,,,,2、細(xì)胞器(2)核糖體(Ribosome)核糖體概述： a.概念：又稱核糖核蛋白體，是存在于一切真核 細(xì)胞中的顆粒狀細(xì)胞器。 b.組成：40%蛋白質(zhì)+60%rRNA c.亞基：80s(60s+40s)或者70s(50s+30s) d.數(shù)目：差異很大102-1

17、07 e.產(chǎn)生： 見下頁圖。,,,,合成蛋白質(zhì)單體,胞質(zhì)中,將蛋白質(zhì)單體和rRNA組裝成大小兩個(gè)亞基,合成rRNA,核孔復(fù)合物,細(xì)胞核中（核仁）,核孔復(fù)合物,圖3—核糖體的產(chǎn)生過程,,,,組裝成完整的核糖體，合成蛋白質(zhì),,,,,,,2、細(xì)胞器(2)核糖體核糖體分布： 不同部位的核糖體合成不同功能的蛋白質(zhì)。 a.游離于胞質(zhì)中； 合成胞質(zhì)、線粒體、葉綠體等中的可溶蛋白。 b.結(jié)合于粗面內(nèi)

18、質(zhì)網(wǎng)(rER)上； 合成各種分泌蛋白、細(xì)胞骨架蛋白等。 c.游離于線粒體、葉綠體基質(zhì)中； 合成這些半自主細(xì)胞器自身的一些蛋白質(zhì)。,2、細(xì)胞器(2)核糖體核糖體的作用模式：,,大亞基,小亞基,mRNA,tRNA,,,,,2、細(xì)胞器(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(Endoplasmic Reticulum, ER) 真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng) 在真核細(xì)胞中，除線粒體和葉綠體無連續(xù)性外，還含有許多由生物膜構(gòu)成的管狀、泡

19、狀或扁囊狀的結(jié)構(gòu)，主要包括核被膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體三部分，統(tǒng)稱為真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)。 內(nèi)膜系統(tǒng)各部分間彼此連通或通過“囊泡”為媒介互相聯(lián)系，在空間上有連續(xù)性，而且其膜組分也可以流動(dòng)，所以說內(nèi)膜系統(tǒng)是一個(gè)整體。,2、細(xì)胞器(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)膜系統(tǒng)的功能： a.房室分隔 b.物質(zhì)運(yùn)輸 c.附著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)概述： 概念：真核細(xì)胞中由兩層單位膜圍成的管狀、片狀、泡狀等的空腔，相互連通、纏繞、卷曲而形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

20、 成分：脂類1/3+蛋白質(zhì)2/3 分域：胞質(zhì)面、腔面 分類：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)、滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER),2、細(xì)胞器(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能： a.與蛋白質(zhì)的合成、加工、轉(zhuǎn)運(yùn)、輸出等關(guān)系密 切。 b.內(nèi)膜系統(tǒng)的生長(zhǎng)。 c.某些小分子物質(zhì)的運(yùn)輸。,透射電鏡拍攝的人卵巢細(xì)胞(×26500),,2、細(xì)胞器(4)高爾基體(Golgi body) a.概念：真核細(xì)胞中

21、由4-8個(gè)平行堆砌的囊泡構(gòu)成 雙層膜圍繞的細(xì)胞器。 b.功能：將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)形成“分泌小泡” 分泌于胞外。 c.分布：多細(xì)胞高等真核生物中普遍存在，但在 真菌中很少見。,,2、細(xì)胞器(5)溶酶體(Lysosome) a.概念：真核細(xì)胞中單層膜包圍的，內(nèi)含有許多 水解酶的球形細(xì)胞器。 b.產(chǎn)生：于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體上“出芽”產(chǎn)生。

22、 c.功能：溶酶體是真核細(xì)胞的消化器官，主要功 能如下： 內(nèi)吞 自體吞噬 自溶 d.分布：高等真核生物和原生動(dòng)物。,溶酶體的作用機(jī)制圖,真核細(xì)胞內(nèi)的囊泡運(yùn)輸系統(tǒng),,2、細(xì)胞器(6)微體(Microbody)單層膜包裹、含過氧化氫酶和過氧化物酶等，使細(xì)胞免受H2O2毒害。(7)液泡(Vacuole)真菌、藻類中廣泛存在，單層膜，有儲(chǔ)存養(yǎng)料、調(diào)節(jié)滲透壓和部分溶

23、酶體的功能。(8)膜邊體(Lomasome)某些真菌特有的泡囊結(jié)構(gòu)，其功能與胞外酶的分泌以及細(xì)胞壁的合成有關(guān)。(9)幾丁質(zhì)酶體(Chitosome)常見于生長(zhǎng)旺盛的真菌菌絲頂端，亦為泡囊結(jié)構(gòu)，功能為運(yùn)送幾丁質(zhì)酶至菌絲頂端。,,2、細(xì)胞器(10)氫化酶體(Hydrogenosome)單層膜包裹的球形細(xì)胞器，通常存于鞭毛基體附近，功能是為其提供ATP。(11)線粒體(Mitochondria) 概念：線粒體是所有真

24、核生物都有的雙層膜包圍的產(chǎn)能細(xì)胞器。 a.外形：橢球形，直徑0.5-1 μm，長(zhǎng)1.5-3 μm， 較一般細(xì)胞器略大。 b.數(shù)目：變動(dòng)很大，一般幾百至幾千。 c.在細(xì)胞中的分布：亦高度可變。一般集中在需 要能量的部位周圍。 d.結(jié)構(gòu)和成分：雙層膜包圍，內(nèi)部為多“嵴”結(jié) 構(gòu)，成分復(fù)雜。,線粒體剖面掃描電鏡圖(×70000),圖4—線粒體結(jié)構(gòu)模式圖,外 膜,內(nèi)

25、 膜,嵴,基質(zhì),,2、細(xì)胞器(11)線粒體 線粒體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,,,,膜 間 隙,基質(zhì),外 膜,內(nèi) 膜,嵴,核糖體,ATP合成酶(基粒),2、細(xì)胞器(12)葉綠體(Chloroplast) 概念：葉綠體是自養(yǎng)真核生物具有的雙層膜包圍的光合作用細(xì)胞器。 a.外形：大多為扁球形，直徑2-3 μm，長(zhǎng)4-6 μm，較一般細(xì)胞器略大。 b.數(shù)目：較少，一般50-200個(gè)，有一定可變性。

26、 c.在細(xì)胞中的分布：有運(yùn)動(dòng)性，集中在光合作用旺盛的部位。 d.結(jié)構(gòu)和成分：內(nèi)部為多“嵴”結(jié)構(gòu)，成分復(fù)雜。 e.存在物種：一般只存在與綠色植物和藻類中。,一種裸藻的葉綠體電鏡圖(40000倍),Paramylon granule 淀粉粒,Lipid droplets 脂肪粒,Pellicular strips 薄膜條帶,,2、細(xì)胞器(12)葉綠體(Chloroplast) 葉綠體的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制：,