内容正文:
第三章
微生物主要包括病毒、细菌和真菌
3.3
真菌是真核生物
1
[填充]
1.写出下列序号所代表的名称。
[1]___________、[2]__________、[3]___________、[4]__________、[5]___________、[6]__________。
2.与番茄叶表皮细胞相比,细菌细胞没有_____________________,只有_______集中的区域。
荚膜
细胞壁
遗传物质
细胞质
细胞膜
鞭毛
成形的细胞核
DNA
知识回顾
3.图中各结构,有的细菌有、有的细菌没有的结构是_______和________,其作用分别是_______和________。
4.细菌没有___________,因此大多数细菌只能利用__________________生活。
鞭毛
荚膜
运动
保护
叶绿体
现成的有机物
5. 细菌的形态因种类不同而不同,一般有三种基本形态,它们是__________状、__________状和__________状。
球
杆
螺旋
1.为什么利用酵母菌制作的馒头、面包等面食比较松软?
2.从细胞结构看,酵母菌更接近乳酸菌还是根霉?
3.酿酒过程中,霉菌起什么作用?
新课导入
北方人喜欢面食,尤其偏爱馒头等发酵面食。将酵母加入温水混匀后,倒入面粉中,和成面团。在适当的温度下,面团会逐渐变得膨大、松软,内部充满小小的空腔,蒸熟后会飘散出清甜的麦香 (图2.3-14)。
图2.3-14 利用酵母制作的面食
新课讲解
真菌有成形的细胞核
酵母菌和霉菌是生活中常见的真菌( fungus)。大多数真菌为有分枝的丝状体,少数为单细胞个体。
观察酵母菌和霉菌
目的要求
1.观察酵母菌的形态结构。
2.观察青霉、根霉的形态结构。
材料器具
酵母菌培养液,发霉的橘子和面包;显微镜,放大镜,载玻片,盖玻片镊子,滴管,吸水纸,解剖针,培养皿;清水,碘液等。
方法步骤
1.观察酵母菌
(1)用滴管吸取酵母菌培养液,滴一滴到载玻片上,盖上盖玻片。先在低倍镜下找到酵母菌,再转换成高倍镜,观察酵母菌的结构 (图2.3-15)。
图2.3-15 酵母菌 (左,放大3000倍)及其结构示意图 (右)
(2)在盖玻片的一侧滴加一滴碘液,从另一侧用吸水纸吸引,可以观察到被染成棕褐色的细胞核。
2.观察青霉、根霉
(1)将发霉的橘子和面包移到培养皿中,用肉眼和放大镜观察青霉和根霉的形态和颜色。
(2)用解剖针挑取少许菌丝,放到载玻片的水滴中,再用解剖针将菌丝分散开,盖上盖玻片。在显微镜下观察菌丝的结构特点,以及孢子或孢子囊的颜色、着生部位等(图 2.3-16)。
图 2.3-16 橘子上的青霉 (上,放大 100倍)和面包上的根霉 (下,放大100倍)
图 2.3-16 橘子上的青霉 (上,放大 100倍)和面包上的根霉 (下,放大100倍)
问 题
1.酵母菌细胞与细菌细胞在结构上有何异同?
酵母菌是单细胞个体,呈椭圆形,其细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等组成,细胞质中有明显的液泡。细菌细胞无成形的细胞核。
2.橘子上青霉菌落的边缘与中央的颜色为何不同?
青霉菌落的边缘菌丝生长快,呈放射状,中央菌丝顶端着生孢子,孢子有一定的颜色,呈现为灰绿色或青色,颜色主要与孢子的颜色有关。
3.水果放置久了会发生霉变,有些人将霉变部分切除后食用,你赞成这种做法吗? 根据霉菌的特点说出你的理由。
不赞成。霉菌是由多细胞的菌丝构成的,尽管将霉变部分切除了,但一些菌丝可能已经深入到其他部分,或霉菌的代谢产物扩散到水果的其他部分,因此,不宜食用。
酵母菌等少数真菌属于单细胞真菌,霉菌是由许多细胞连接而成的丝状真菌。
真菌的种类
各种真菌的细胞结构基本相似,都有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核。
真菌的细胞核由核膜包被着,也就是说,真菌细胞具有成形的细胞核,真菌属于真核生物。
真菌细胞的结构
图 2.3-17 菇结构示意
除酵母菌、霉菌外,还有一些结构较为复杂的大型真菌,如蘑菇、木耳、灵芝等(图 2.3-17)。
真菌依靠现成的有机物进行生命活动
真菌不能利用无机物合成有机物,必须依靠现成的有机物进行生命活动酵母菌依靠吸收外界环境中的糖类等有机物营腐生生活;青霉、根霉等霉依靠蔓延到营养物质内部的菌丝吸收有机物营腐生生活;有的真菌生活在其他生物体上营寄生生活。
营养方式
真菌如何从外界获取营养物质?
酵母菌在有氧和无氧条件下均能分解体内的有机物,从而获得能量:在有氧条件下,酵母菌可将糖类彻底分解为二氧化碳和水,获得能量;在无条件下,酵母菌可将糖类分解为酒精和二氧化碳,获得能量。霉菌只有在有氧条件下,才能分解有机物,获得能量。
呼吸类型
在适宜的条件下,酵母菌长到一定大小时,细胞表面向外突起,形成芽体。芽体长到一定程度会脱离母体,形成新的个体这种繁殖方式称为出芽生殖(图2.3-18)。
图2.3-18 酵母菌的出芽生殖 (放大3000倍)
生殖方式
蘑菇、霉菌等真菌通过产生孢子进行繁殖,霉菌菌丝体的断裂片段也可以形成新个体。
出芽生殖
孢子生殖
发酵
生物学上习惯把微生物的无氧呼吸称为发酵,工业生产上则笼统地把一切依靠微生物生命活动而实现的产品生产称为发酵。根据发酵过程对氧气的需求情况,发酵可分为厌氧发酵和通风发酵;根据发酵生成的产物,则可分为乳酸发酵、酒精发酵、抗生素发酵等。
真菌可用于食品生产和医药工业
真菌种类繁多,可广泛应用于食品生产。制作腐乳、馒头和面包,以及酿酒、酿醋等工艺流程中,都离不开真菌的发酵作用。其中,酿造白酒要经过多种霉菌、酵母菌的复杂发酵过程,再配合其他工艺才能完成 (图2.3-19)。
有些真菌对人类是有益的
图2.3-19 白酒的酿造过程
制曲 在谷物中培养霉菌
糖化 霉菌把谷物中的淀粉分解成葡萄糖
图2.3-19 白酒的酿造过程
发酵 在无氧条件下,酵母菌把葡萄糖转变成酒精
蒸馏 将发酵的谷物加热,分离出其中的酒精等物质
某些真菌能产生抗生素,可用来治疗人类疾病如青霉产生的青霉素可通过抑制细菌细胞壁的合成起到杀菌作用。现代医药生产主要通过改造后的产黄青霉发酵产生青霉素 (图2.3-20)。
有些真菌对人类有益,如木耳、平菇、香菇等可以食用,灵芝、猴头菇是珍贵的中药材。
图2.3-20 产黄青霉
有些真菌会使动植物患病,如小麦的锈病、玉米的黑粉病、人的足癣等都是由真菌引起的,黄曲霉产生的黄曲霉毒素能使人和畜禽的肝发生癌变。
有些真菌对人类有害
营腐生生活的真菌、细菌等微生物,可将生物遗体、粪便中的有机物最终分解成二氧化碳和水等,在自然界中扮演着“清洁工”的角色。它们不仅净化了环境,而且促进了自然界中的物质循环。
作为分解者促进自然界的物质循环
1. 夏季,家中的食物和衣物容易出现霉变。解释发生这种现象的原因,并说说怎样避免食物和衣物霉变。
夏季气温高、湿度大,有利于真菌的生长和繁殖,从而导致食物和衣物霉变。为了防止霉变,可以清洗干净衣物,将食物和衣物晾晒干燥,或将食物放到冰箱中低温冷藏,或将食物蒸熟密封保存等。
2.冬季,发面蒸馒头时,人们通常将发面盆置于暖气旁或盛有温水的容器中,有时还会盖上棉被。说出其中的道理。
发面利用的是酵母菌发酵的原理。酵母菌的生活需要一定的温度条件,冬天气温比较低,不利于酵母菌进行生命活动,所以要把和好的面放在温暖的地方,有利于发酵。
3.2022年,科研人员在某地调查真菌时发现了一个新种。这种真菌的菌盖呈纯白色,胶质孔状,科研人员将其命名为半圆形胶孔菌 (见右图)。
(1)取这种真菌的菌丝制作装片,在显微镜下可观察到它的细胞具有__________、__________和____________等结构。
细胞壁
细胞质
细胞核
判断其为真核生物的依据是什么?
因为这种真菌具有核膜包被的细胞核,所以属于真核生物。
(2)如果要繁殖这种真菌,进一步研究其特性应如何培养? 这种真菌的外形与某些食用菌接近它是否可以直接食用?为什么?
可先配制培养基,高温灭菌,冷却到适宜温度时,将该菌的孢子接种到培养基中,放在恒温环境中培养。尽管该真菌与某些食用菌接近,但不确定其中是否含有毒素,因此不能直接食用。
青霉素的发现
在英国细菌学家弗莱明 (A . Fleming) 的实验室里,一排排的架子上整齐地排列着很多培养皿,上面分别贴着标签,如链球菌、葡萄球菌、脑膜炎球菌白喉杆菌等。弗莱明试图找到能杀灭它们的理想药品。
弗莱明
1928年9月的一天,弗莱明发现,培养葡萄球菌的培养基上长出了一个青霉菌落。让他惊奇的是在青霉的周围出现了一个无菌圈。弗莱明兴奋地用显微镜观察,发现青霉附近无葡萄球菌生长。于是,弗莱明用液体培养基培养青霉,得到了含有青霉分泌物的培养液,他把青霉培养液浇在固体培养基上,然后接种葡萄球菌等细菌,发现这些细菌无法在有青霉培养液的地方长出菌落。这说明,青霉培养液能杀死葡萄球菌等细菌。
弗莱明把青霉培养液注射进家免体内,结果家兔安然无恙,没有任何异常反应。弗莱明把这一发现写成科学论文并发表在1929年2月的《英国实验病理学杂志》上。在文章中,他将这种物质称为青霉素。
弗莱明发现青霉素的过程看似偶然,其实是必然,这是他细心观察、努力探索的结果。
1940年,英国病理学家弗洛里(H.W.Florey)在生物化学家钱恩(E.B.Chain)等人的帮助下,继续对青霉素进行研究。弗洛里定制了几百只玻璃瓶来培养青霉,然后让钱恩帮忙提炼……经过几十个昼夜的辛勤劳动,他们终于提炼出了一种纯度很高的青霉素,并用青霉素救活了一位患有败血症的危重病人。
在第二次世界大战中,由于青霉素的大量生产和广泛应用,成千上万的伤员得救了。1945年,弗莱明、弗洛里和钱恩三人共同获得诺贝尔奖。
课堂小结
1. 下列关于如图四种生物的叙述中,正确的是 ( )
A.①体内含多个细胞
B.①②④都属于真菌,③不属于真菌
C.①②③④都有细胞壁
D.③在结构上的特点是没有成形的细胞核
C
课堂练习
2. 如图阴影部分代表的共同特征是( )
A.进行孢子生殖 B.细胞内没有叶绿体
C.能产生抗生素 D.具有成形的细胞核
B
3. 细菌产生的芽孢与真菌产生的孢子的区别是( )
A.芽孢是细菌的休眠体,孢子是真菌的生殖细胞
B.芽孢是细菌的生殖细胞,孢子是真菌的休眠体
C.一个芽孢能产生大量的细菌,一个孢子只能生成一个真菌
D.一个芽孢只能产生一个细菌,一个孢子能生成大量的真菌
A
4. 下列有关微生物应用于生产生活的解释说明,错误的是 ( )
A.春天可以到野外采食真菌,野外的真菌鲜美,可以随意食用
B.发霉的花生、玉米不能食用,因为其中含有的黄曲霉素可能致癌
C.甲烷细菌能在无氧条件下分解秸秆和粪便中的有机物并产生甲烷
D.有些真菌可以产生杀死或抑制某些致病细菌的物质,这些物质称为抗生素
A
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