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真菌细胞结构

细胞是真菌生命活动和形态结构的基本单位。多数真菌的菌体由多细胞组成,邻近细胞间有不同类型孔口的隔膜,少数真菌的菌体是单细胞。真菌细胞在许多方面有其自身的特点。构成真菌细胞的各个组成部分,主要有细胞壁、细胞质、细胞器、细胞核等(见图)。 真菌细胞的结构 细胞壁细胞的最外层结构,集中细胞30%左右的干物质,可以保持细胞的形状。主要成分是己糖或氨基已糖构成的多糖链β1,3-β1,6-葡聚糖。

细胞是真菌生命活动和形态结构的基本单位。多数真菌的菌体由多细胞组成,邻近细胞间有不同类型孔口的隔膜,少数真菌的菌体是单细胞。真菌细胞在许多方面有其自身的特点。构成真菌细胞的各个组成部分,主要有细胞壁、细胞质、细胞器、细胞核等(见图)。

真菌细胞的结构

细胞壁

细胞的最外层结构,集中细胞30%左右的干物质,可以保持细胞的形状。主要成分是己糖或氨基已糖构成的多糖链β1,3-β1,6-葡聚糖。多数真菌的细胞壁由几丁质组成,不同于植物细胞壁多为纤维素组成,但卵菌细胞壁是纤维素组成的,酵母菌细胞壁的主要成分是甘露聚糖。不同纲的真菌细胞壁组分不同,细胞壁的组成成分与真菌的分类有一定的相关性。

细胞质

由细胞膜包裹着的水溶性物质,内有多种细胞器和酶类。细胞器分离的方法是首先将菌丝体打碎成单个细胞,然后用机械法或酶法破壁,使细胞器释放,再用差速离心法或密度梯度离心法纯化各种细胞器。由于可溶性物质,特别是蛋白质的存在,使细胞质具有溶胶—凝胶的转换能力,呈半固体状(凝胶状),或液体状(溶胶状)。近年通过电镜观察到细胞中有微小的蛋白质微丝和较大的微管。随着新技术的广泛应用,在细胞质中将会发现更多的细微结构。

质膜

细胞质周围的膜,在电镜下观察类似生物的单位膜,具有典型的三层结构。主要成分为磷脂分子,规则地排列成两层,不恒定,常呈微团构型。蛋白质是无定形分子,非对称地排列在磷脂两边,蛋白质颗粒分布不均匀,呈镶嵌状。固醇夹杂在磷脂之间,与磷脂比例为1∶5到1∶10,真菌细胞膜含有类脂、蛋白质、碳水化合物和核酸,与动物细胞膜组分相近。但真菌细胞膜的碳水化合物含量高,如白色假丝酵母,其含量为菌丝干重的25%,一般生物的含量低于10%。

线粒体

含有DNA的细胞器,封闭式环状,周长19~26微米。根据形态学和生物化学研究证实真菌线粒体的功能和动植物相似,是细胞呼吸和产生能量的场所。圆形或椭圆形,有时呈分枝状。线粒体具有双层膜,内膜较厚,向内延伸成不同数量和形状的嵴。嵴的外形与真菌的类群有关,细胞壁为几丁质的真菌,如壶菌、接合菌、子囊菌和担子菌,具有板状的嵴。细胞壁为纤维素和无壁的真菌如卵菌,前毛壶菌具有管状嵴,与高等植物和多数藻类相似。

核蛋白体

蛋白质合成场所。有的呈游离状态,为单粒蛋白体,有时结合成多聚蛋白体,有的与内质网或核膜结合。真菌细胞有两种核蛋白体,即细胞质核蛋白体和线粒体核蛋白体。细胞质核蛋白体的RNA通常由于沉降系数不同而分为25S,16S,5.8S和5S RNA分子,而25S RNA分子的分子量在各类真菌中有一定差别。几丁质细胞壁的真菌与纤维素细胞壁的真菌25S RNA的分子量比粘菌的小,所有真菌的25S RNA分子量介于人和大场杆菌之间。真菌的18S RNA的分子量也与人类和植物的不同。

内质网

细胞中各种物质运转的循环系统,并且供给细胞质中所有细胞器的膜,常与核膜相连。多形态的结构,是由狭窄的腔分隔或封闭的管道系统,有时是分枝的管道。主要组分是脂蛋白,游离蛋白和其他物质。它的形状和大小与环境条件、发育阶段和生理状态有关,一般在幼嫩的细胞中较多。被核蛋白体附着的内质网,称为粗糙型内质网,没有被核蛋白质附着的内质网,称为光滑型内质网。

高尔基体

一堆平滑的池,并具有泡囊状的边缘。目前有高尔基体的真菌种类不多,仅在根肿菌、前毛壶菌、卵菌和腐霉菌中常见,接合菌、子囊菌和担子菌中尚未见到。由于真菌中高尔基体的发现,进一步肯定真菌是真核生物。

泡囊

双层膜包围而形成的结构,含有蛋白质、多糖和磷脂酶等,大量存在生长的菌丝顶端细胞中,泡囊有多种功能、与菌丝顶端生长有关,有些寄生性真菌的泡囊与高等植物寄生关系有关。有人认为泡囊来源于高尔基体,但高尔基体仅在少数真菌中发现,所以认为泡囊可能是由内质网的特殊部位形成的。

液泡

一种由不同细胞组分集结的细胞器。液泡的形态变化很大,大小和数目随菌龄或菌丝老化而增加,小液泡可聚集成大液胞,大液泡可分成许多小液泡。液泡的膜组分尚未了解,但液泡内含物十分特殊,有许多贮藏物质,如各种碱性氨基酸常游离到液泡外,多磷酸也贮藏在液泡中,还含有多种酶,如蛋白酶,酸性和碱性磷酸酶,反录酶、纤维素酶等。

细胞核

为膜包裹的含有细胞遗传物质的细胞结构。一般直径为2~3微米,比动植物的细胞核小。细胞核的形状和大小变化很大,通常为椭圆形,可通过菌丝隔膜上的小孔。不同真菌的细胞核数目变化很大,最多的达20~30个核。真菌的营养细胞一般是单核的或双核的。真菌细胞核内的染色质比较小,不易染色,含有组蛋白和DNA与其他生物一致的。DNA的大小为6~30×109道尔顿,比高等植物和哺乳动物的小得多。

核膜

细胞核表层的双层膜,核膜的外膜常有核蛋白体附着。核膜上有小孔,使核质和细胞质互相交流。

核仁

细胞核的中心稠密区。含有大量核糖核蛋白体RNA和其他合成核糖核蛋白体的前体。核膜和核仁在真菌核的分裂中永久存在,纺锤体在核内形成,与其他高等动、植物不同。

膜边体

真菌细胞中的一种特殊的细胞微结构,位于细胞膜和细胞壁之间的单层膜包围的细胞器。膜边体(losasomes)的形状和位置与细菌的中体相似,又称为“真菌中体”,尚未在真菌菌丝细胞以外的其他生物细胞中发现。膜边体的形状变化很大,可分管状、囊状、球状、卵圆形或多层折迭的膜,内中含有泡状物或颗粒状物,有时膜边体与其他细胞器或细胞膜相结合。一般认为膜边体含有水解酶,能水解多糖、蛋白质和核酸,也有人认为与细胞壁的合成有关。

此外,微体普遍存在于真菌细胞中,常呈圆形或椭圆形,与代谢功能有关。伏鲁宁体圆形或卵圆形,由单位膜包围着,是一种电子密度高的结晶体,在子囊菌和半知菌中常与隔膜结合形成孔塞。真菌细胞中的油滴和动植物中的一样,是贮藏脂肪的场所。又如结晶体是钙盐贮藏场所,在植物细胞中也普遍存在。