酵母菌是一种单细胞真菌,酵母菌的直径约为细菌的十倍,是典型的真核微生物。
形态常呈圆形、卵圆形、柱状或香肠形,细胞大小约1~5*5~30A。分布在自然界分布很广,主要生长在偏酸的含糖环境中,如水果、蜜饯的表面和果园土壤。
与人类关系 酵母菌约有500多种(1982)是人类较早应用于制作面包、酿酒等的一类微生物。近年来的应用越来越广,在酿造、食品、医药等工业上占有重要的地位。
酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可作食用、药用和饲料用,又是提取核苷酸、辅酶A、细胞色素C、谷胱甘肽、三磷酸腺苷等多种生化产品的原料,还可用于生产维生素、氨基酸、有机酸等。解脂假丝酵母用于石油脱蜡。
少数种类的酵母菌能引起仪器腐败,如蜂蜜酵母等能使蜂蜜、果酱变质,汉逊酵母常使酒类饮料污染,也是酒精发酵工业的有害真菌。少数酵母菌也可以引起人类及动物的疾病,如白假丝酵母可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道以及泌尿系统等多种疾病。
结构 酵母菌的细胞桔构与细菌细胞的基本结构很相似,有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核及其内含物。 细胞壁主要成分为“酵母纤维素”--呈三明治状,由外到内分别是甘聚糖、蛋白质、葡聚糖。
细胞膜上含有丰富的维生素D前体--麦角淄醇,可作为维生素D来源。 酵母菌具有由多孔核膜包裹起来的定性细胞核。
繁殖方式 酵母菌的繁殖方式分为无性繁殖和有性繁殖两种,以无性繁殖为主。 酵母菌的无性繁殖 芽殖:酵母菌最常见的无性繁殖方式是芽殖。
芽殖发生在细胞壁的预定点上,此点被称为芽痕,每个酵母细胞有一至多个芽痕。成熟的酵母细胞长出芽体,母细胞的细胞核分裂成两个子核,一个随母细胞的细胞质进入芽体内,当芽体接近母细胞大小时,自母细胞脱落成为新个体,如此继续出芽。
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,最后形成假菌丝状。 裂殖:是少数酵母菌进行的无性繁殖方式,类似于细菌的裂殖。
其过程是细胞延长,核分裂为二,细胞中央出现隔膜,将细胞横分为两个具有单核的子细胞。 酵母菌的有性繁殖 酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的。
两个临近的酵母细胞各自伸出一根管状的原生质突起,随即相互接触、融合,并形成一个通道,两个细胞核在此通道内结合,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孢子,即为子囊孢子,形成子囊孢子的细胞称为子囊。
菌落形态与细菌相似,但较大较厚,呈乳白色或红色,表面湿润、粘稠,易被挑起。
1、酵母菌的细胞结构
酵母菌属于单细胞的微生物,一个细胞就是一个个体,从细胞结构上属于真核生物,即包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核。见下图:
2、酵母菌的生殖方式
酵母菌可以进行无性生殖,也可以进行有性生殖。无性繁殖包括芽殖、裂殖(即少数种类的酵母菌与细菌一样,借细胞横分裂而繁殖)、芽裂(这种方式很少)三种。其中最主要还是出芽生殖(简称芽殖),即成熟的酵母菌细胞先长出一个小芽体,芽体细胞长到一定程度脱离母细胞继续生长,而后形成一个新个体。有性生殖是以形成子囊孢子的方式进行。
3、酵母菌的新陈代谢类型
按照同化作用分酵母菌属于异养型生物,必须在培养液中才能生存和繁殖;按照异化作用类型分酵母菌属于兼性厌氧型生物,在有氧条件下进行需氧呼吸产生二氧化碳和水,在无氧条件下进行厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
4、酵母菌的应用
酵母菌主要应用在酿酒工业中,在酿酒时要通过控制通气情况来实现酒的最大产量,即先通气使酵母菌进行有氧呼吸,在有氧条件下进行出芽生殖,短时间内可繁殖出大量的个体;然后隔绝空气,在无氧条件下进行厌氧呼吸,分解葡萄糖产生酒精。
5、以酵母菌作为实验材料的相关实验
在必修三教材中有高考考纲要求的实验——探究培养液中酵母菌数量的动态变化,这是新教材新加入的实验,各地高考题纷纷以此实验作为出题对象或题干背景,全面考查学生有关酵母菌的多方面知识和实验技能。
酵母菌在有氧和无氧的环境中都能生长,即酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧的情况下,它把糖分解成二氧化碳和水,在有氧存在时,酵母菌生长较快。在缺氧的情况下,酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。用途 最常提到的酵母酿酒酵母(也称面包酵母)(Saccharomyces cerevisiae),自从几千年前人类就用其发酵面包和酒类,在酦酵面包和馒头的过程中面团中会放出二氧化碳。
因酵母属于简单的单细胞真核生物,易于培养,且生长迅速,被广泛用于现代生物学研究中。如酿酒酵母作为重要的模式生物,也是遗传学和分子生物学的重要研究材料。 酵母菌中含有环状DNA---质粒,可以用来作基因工程的载体。
酿造酱油过程中制曲的目的是培养米曲霉在原料上生长繁殖 和分泌各种酶类。
发酵则是利用所分泌的多种酶,其中最主要的 是蛋白酶和淀粉酶,蛋白酶把蛋白质分解成氨基酸,淀粉酶把淀 粉分解成糖。在制曲和发酵过程中,从空气中落人的酵母菌和细 菌也进行繁殖、发酵,如由酵母菌发酵生成乙醇,由乳酸菌发酵 生成乳酸。
所以发酵是利用这些酶在一定条件下的作用,分解合 成酱油的色、香、味、体。因此可以说酱油米曲霉、酵母菌和细 菌等微生物综合作用生成的产品,在发酵期间所发生的一系列变 化是很复杂的,它与微生物学和生物化学有着非常密切的关系。
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