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酵母菌     

酵母菌

来源:“赵祥来 “公众号

 

在我们的日常生活中,几乎天天都离不开酵母菌。为了让学生对酵母菌有一个全面的了解,本文将有关酵母菌的知识做一个简单的汇总。

1酵母菌的分布

酵母菌在自然界中分布很广,尤其喜欢在偏酸性、温暖潮湿且含糖较多的环境中生长。例如,在水果、蔬菜、花蜜的表面和果园土壤中最为常见,因而有人称其为糖菌。在牛奶和动物排泄物中也可找到。但它们既怕过冷又怕过热,所以市场上出售的鲜酵母一般要保存在10~25℃之间。

2酵母菌的形态、大小、结构

酵母菌是一种显微镜下可见的单细胞微生物,是微生物王国中的“大个子”,细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠型、椭圆形、柠檬形或藕节形等。酵母菌细胞核与细胞质有明显的分化,个体直径比细菌大几倍到十几倍。一般为1~5μm×5~30μm,最长的可达100μm。酵母菌无鞭毛,不能游动。

酵母菌属于真核生物,具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体、核糖体等,有的还具有微体,如白假丝酵母。酵母菌细胞壁的厚度为25~70nm。重量约占细胞干重的25%,主要成分为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和几丁质(总共超过90%)

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(转自秦磊,张胜《高中生物疑点通》)

 

3酵母菌的分类、生态学地位

酵母菌不是分类学上的名称,而是一个形态学类群,酵母菌只是一个俗称,是指以芽殖为主,并大多数为单细胞的一类真菌,在分类上大部分属于真菌门的子囊菌纲,也有一些属于半知菌纲,如假丝酵母。已知的酵母菌有370多种。

从生态系统的成分上看,除个别酵母菌营寄生生活外,绝大多数酵母菌能利用无生命的有机物或从死亡的机体及残余部分获取能量,因此在生态系统中属于分解者,在生态系统的物质循环中起到非常重要的作用。

4酵母菌的代谢

由于酵母菌只能利用现成的有机物,因此在同化作用方面属于异养型。在异化作用方面,酵母菌属于兼性厌氧型生物。有氧气存在时,酵母菌可通过有氧呼吸,把糖类分解成二氧化碳和水,并获得较多能量;在无氧环境下,酵母菌又可以通过无氧呼吸,把糖类分解成酒精和二氧化碳,无氧呼吸产生的能量较少。

5酵母菌的应用

工业酿酒就是利用酵母菌的无氧呼吸原理,在无氧条件下通过酵母菌的无氧发酵把果汁或麦芽汁酿制成美味可口的酒类。另外,它还能使面粉中游离的糖类发酵,产生二氧化碳气体。在蒸煮过程中,二氧化碳受热膨胀,于是馒头就变得松软,所以被称为发酵之母。

利用酵母菌发酵还可以生产维生素、有机酸、脂肪等。也可以从酵母菌细胞中提取多种贵重药物,如核苷酸、辅酶A、细胞色素c、凝血质、核黄素等等。自1980年以来,酵母菌一直被用来大规模生产人、动物以及植物来源的蛋白质。

在基因工程中,可以将酵母菌的染色体改造后作为运载体,携带目的基因进入受体细胞。但是与其他环状质粒载体不同的是,酵母人工染色体(YAC)是一种线状载体,可用于克隆大片段DNA(>100Kb),它高度稳定,已在制作生物体的基因组DNA的物理图谱、大转录单位的分析、构建生物体的单个染色体的特殊文库等方面普遍应用。

6酵母菌的培养与菌落

由于酵母菌是异型的生物,因此在酵母菌的培养基中除了水、无机盐、氮源物质、生长因子外,还要有丰富的碳源物质,比如蔗糖等。另外,还要保证酵母菌生长所需的适宜pH值在5.0~6.0之间。

由于酵母菌对青霉素不敏感,因此当需要酵母菌时,可以在培养基中加入青霉素制成选择培养基,以抑制细菌、放线菌等的生长,从而分离到酵母菌。

大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似,但比细菌菌落大而厚,菌落表面光滑、湿润、粘稠,容易挑起,菌落质地均匀,正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一,菌落颜色较单调,多为乳白色,少数为红色(如红酵母),个别为黑色。

7酵母菌的繁殖

酵母菌的繁殖方式有两种:无性生殖和有性生殖。有人把只进行无性生殖的酵母菌称作“假酵母”,而把具有有性生殖的酵母菌称作“真酵母”。

繁殖方式对酵母菌的鉴定极为重要。在营养条件充足的情况下,酵母菌进行无性生殖的方式;在营养不足的情况下,它则倾向于采取有性生殖的方式。新西兰奥克兰大学生物学院的马修·戈达德实验结果显示,当面临新环境挑战的时候,有性生殖的种群要比无性生殖的种群进化更为迅速。在艰苦的环境中,有性生殖的酵母菌增长速度为94%,而无性生殖的酵母菌只有80%,这主要是由于经过有性生殖产生的酵母菌具有更大的变异性和生活力。

7.1酵母菌的无性生殖

大多数酵母菌以无性生殖为主。无性生殖包括芽殖、裂殖和产生无性孢子。

芽殖,又叫做出芽生殖,是酵母菌最常见的一种无性生殖方式。当环境条件适宜时,酵母菌生长繁殖迅速,几乎所有成熟的酵母细胞上都长有芽体。

芽体形成过程:水解酶分解母细胞形成芽体部位的细胞壁多糖,使细胞壁变薄;母细胞的细胞核分裂成两个子核,一个随母细胞的细胞质在芽体起始部位堆积,芽体逐步长大接近母细胞大小时,就在与母细胞连接的位置形成由葡聚糖、甘露聚糖和几丁质组成的隔壁。成熟后两者分离,芽体自母细胞脱落成为新个体,如此继续出芽。芽体脱落后在母细胞上留下一个芽痕,在子细胞上相应部位留下一个蒂痕。每个酵母细胞有一至多个芽痕。只有在有芽痕的位置上才能进行芽殖。如果酵母菌生长旺盛,在芽体尚未自母细胞脱落前,即可在芽体上又长出新的芽体,这样会形成成串的细胞,最后形成假菌丝状,样子很像盆栽仙人掌的出芽生长。

裂殖,又叫做分裂生殖,是少数酵母菌进行的无性繁殖方式,类似于细菌的二分裂。其过程是,首先细胞伸长,细胞核分裂为二,然后细胞中央出现隔膜,将细胞横分为两个大小相等、各具有一个细胞核的子细胞。进行裂殖的酵母菌种类很少,裂殖酵母属的八孢裂殖酵母就是其中一种。

少数酵母菌(如掷孢酵母)可以产生无性孢子。掷抱酵母可在卵圆形营养细胞上生出小梗,其上产生掷孢子。掷孢子成熟后通过特有喷射机制射出。用倒置培养器培养掷孢酵母时,器盖上会出现掷孢子发射形成的酵母菌落的模糊镜像。

有的酵母菌如白假丝酵母等还能在假菌丝的顶端产生具有厚壁的厚垣孢子。

7.2酵母菌的有性生殖

酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性生殖的。其过程是,临近的两个形态相同而性别不同的酵母细胞各自伸出一根管状的原生质突起,相互接触、融合,并形成一个通道,细胞质结合(质配),两个细胞核在此通道内结合(核配),形成双倍体细胞核,然后进行减数分裂,形成4个或8个细胞核。每一子核与其周围的原生质形成抱子,即为子囊孢子,形成子囊孢子的细胞称为子囊。酵母菌的子囊和子囊孢子形状,因菌种不同而异,是酵母菌分类鉴定的重要依据之一。通常处于幼龄的酵母细胞,在适宜的培养基和良好的环境下,才易形成子囊抱子。在合适的条件下,子囊孢子又可萌发成新的菌体。

8酵母菌的遗传学特点

酵母菌既可以是单倍体也可以是二倍体,例如酿酒酵母的单倍体细胞含16条染色体,二倍体含32条染色体,单倍体和二倍体细胞都可以生长。不同酵母菌的单倍体和二倍体所占时间长短不同,比如,八抱裂殖酵母的单倍体营养阶段长,二倍体营养阶段短;路德酵母却是单倍体营养阶段短,二倍体营养阶段长;而酿酒酵母的单倍体和二倍体阶段同等重要,因此形成了明显的世代交替。

9酵母菌的感染与防治

酵母菌虽然给人类的生活带来了很多的益处,但是有的酵母菌却是人和动植物的病原体,如白假丝酵母可引起皮肤、黏膜、口腔、腋窝、消化道、呼吸道和泌尿系统等处患多种疾病;有的则导致食物、纺织品及其他原材料腐烂变质,如蜜蜂酵母可使蜂蜜、果酱败坏。

酵母菌常生长在温暖潮湿的地方,如皮肤皱褶部以及黏膜里,酵母菌感染可能使人感到非常不舒适,但这种感染很容易治疗。

抵御任何一种酵母菌感染的第一步就是控制好血糖水平,因为血糖水平高就缺乏对真菌感染的抵抗力。应尽量避免或减少精神压力,心胸开阔,保持良好的心态,并获得充足的休息。还要使受感染的部位保持清洁和干燥。同时,可用一些抗真菌的药物来杀灭酵母菌。

 

文章出处:丁红.酵母菌[J].生物学教学,200934(05)74

 

 0  已被阅读了148次  楼主 2020-07-30 07:01:27
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