真菌細胞

真菌細胞

真菌是以吸收為主要營養方式的真核生物,有細胞壁,至少在生活史的某一階段是如此。細胞壁多含幾丁質,也有含纖維素的真菌細胞,沒有質體和光合色素。真菌細胞結構比細菌複雜,細胞壁缺乏構成細菌胞壁的肽聚糖,其堅韌性,主要依賴於多聚N-乙醯基葡萄糖構成的甲殼質(Chitin)。並含葡聚糖,甘露聚糖及蛋白質,某些酵母菌還含類脂體。細胞內有較為典型的核結構和細胞器。

細胞構造

真菌細胞真菌細胞
如果從形態上觀察各種真菌,可能有較大的差異,但是它們的細胞構造基本上是相同的。真菌細胞的基本構造有細胞壁、細胞膜、細胞核、內質網、線粒體等。

細胞壁

真核微生物細胞壁的功能與原核微生物類似,除具有固定外形外,還有保護細胞免受各種外界因子(滲透壓、病原微生物等)損傷等功能。

真菌細胞壁的主要成分是多糖,另有少量的蛋白質和脂類。許多研究發現,不同的真菌,其細胞壁所含多糖的種類也不同,在低等真菌中,以纖維素為主,酵母菌以葡聚糖為主,而高等陸生真菌則以幾丁質為主。

細胞質膜

細胞膜是所有細胞生物的重要細胞結構之一。真核細胞與原核細胞在其質膜的構造和功能上十分相似,兩者的主要差異可能僅是由於構成膜的磷脂和蛋白質種類不同而形成的。此外,在化學組成中,真菌細胞的質膜中具有甾醇,而在原核生物的質膜中很少和沒有甾醇。真核細胞中有細胞器存在,各種細胞器都有內膜包圍,這些膜叫做細胞內膜,其化學組成與細胞膜相同。

細胞核

細胞核是細胞內遺傳信息(DNA)的儲存、複製和轉錄的主要場所,外形為球狀或橢圓體狀。一切真核生物都有形態完整、有核膜包裹的細胞核,它對細胞的生長、發育、繁殖和遺傳、變異等起著決定性的作用。每個細胞通常只含一個核,有的含兩至多個,例如須霉屬(Phycomyces)和青黴屬(Penicillium)的真菌,有時每個細胞內竟含20~30個核,占了細胞總體積的20%~25%,而在真菌的菌絲頂端細胞中,常常找不到細胞核。真核生物的細胞核由核被膜、染色質、核仁和核基質等構成。

內質網

真菌細胞真菌·蘑菇子實體的觀察
內質網指細胞質中一個與細胞基質相隔離、但彼此相通的囊腔和細管系統,由脂質雙分子層圍成。其內側與核被膜的外膜相通。內質網分兩類,它們間相互連通,其中之一是在膜上附有核糖體顆粒,稱糙面內質網,具有合成和運送胞外分泌蛋白的功能;另一類為膜上不含核糖體的光面內質網,它與脂類代謝和鈣代謝等密切相關,主要存在於某些動物細胞中。

核糖體又稱核蛋白體,是存在於一切細胞中的無膜包裹的顆粒狀細胞器,具有蛋白質合成功能。真核細胞的核糖體較原核細胞的大,其沉降係數為80S。每個細胞含大量核糖體,核糖體除分布在內質網和細胞基質中,還分布於線粒體和葉綠體中,但它們都是與原核生物相同的70S核糖體

高爾基體

高爾基體也是一種內膜結構,由義大利學者高爾基(C.Golgi)於1898年發現,故名。它是由許多小盤狀的扁平雙層膜和小泡所組成,其上無核糖體顆粒附著。高爾基體是協調細胞生化功能和溝通細胞內外環境的一個重要細胞器,通過它的參與和對“膜流”的調控,就把細胞核被膜、內質網、高爾基體和分泌泡囊的功能聯成了一體。

線粒體

線粒體是含有DNA的細胞器。它的構造較為複雜,外形囊狀,由內外兩層膜包裹,囊內充滿液態的基質。外膜平整,內膜則向基質內伸展,從而形成了大量由雙層內膜構成的嵴。內膜是氧化磷酸化及電子傳遞產生ATP的場所,故線粒體是一切真核細胞的“動力車間”。不同細胞種類或在不同生理狀態下,其形態和長度變化很大。一般在光學顯微鏡下呈線狀、桿狀或顆粒狀。

液泡

在真核細胞中還有或大或小,含有液體的泡,這就是液泡。液泡中的液體叫做細胞液,主要成分是水,含有糖原、脂肪、多磷酸鹽等貯藏物,精氨酸、鳥氨酸和谷氨醯胺等鹼性胺基酸,以及蛋白酶、酸性和鹼性磷酸酯酶、纖維素酶和核酸酶等各種酶類。液泡不僅有維持細胞滲透壓、貯存營養物等功能,而且還有溶酶體的功能。

內含物

真菌細胞中有各種內含物,不同種類的真菌,其內含物的種類也不相同。常見的有異染粒、澱粉粒、肝糖粒、脂肪粒等。它們多是貯藏的養料,當營養豐富時其內含物顆粒較多,當營養缺乏時,可因菌體的利用而消失。

異染粒是真菌細胞中普遍存在的內含物,由偏磷酸及少量脂肪蛋白質和核酸所組成。最初在細胞質中形成,後來存在於液泡中。異染粒在老細胞中常形成較大的顆粒,折光性強。脂肪粒在真菌細胞中也是普遍存在的。

真菌營養

真菌細胞蘑菇
真菌是生物的一個重要的門類,現代分類學家將真菌與動物界和植物界並列。因為真菌從形態上看很像植物,但不能進行光合作用,不能自己製造有機物,只能從其他生物里獲得營養。真菌從營養攝入角度看很像動物,但又沒有動物那樣的運動系統和神經系統,不能運動。因而生物學家將其列為真菌界。

從真菌細胞對人類的營養健康角度可分為兩大類。一類為藥用或補晶真菌,如靈芝銀耳猴頭菇等,一類為食用真菌,如平菇金針菇香菇木耳等,事實上,二者之間也不能完全分開。中國自古以來就有“藥食同源”的觀念,隨著現代生活水平的提高和種植技術的革新,像銀耳、猴頭菇之類,也常成餐桌的菜餚。

真菌細胞可為人類提供豐富的微量元素,如銀耳、蘑菇、冬菇中含鉀豐富,木耳、松蘑、蓁蘑的良好來源,木耳、口蘑含量高,香菇、口蘑中元素豐富,口蘑含可算蔬菜中的冠軍,含也不少。松蘑是和鋅的良好來源,香菇、冬菇中錳的含量也不少。

共生關係

真菌細胞真菌污染
附生於其它細胞體內的胞內共生關係(Endosymbiotic relationships),通常被認為是一種寄生性的行為,不過最新的一項研究卻證實,一種真菌細胞里所發現的共生細菌,卻是真菌細胞進行生理活動所必須。

這個由德國自然產物與感染生物研究院(Natural Product Research and Infection Biology) Leibniz研究所(Leibniz Institute)科學家,Laila Partida和Christian Hertweck所共同參與的研究計畫,發現屬於真菌Rhizopus microsporus的細胞里,存在著一種稱為Burkholderia的細菌,研究人員深入的分析,發現這兩個共生在一起的微生物,居然可以共同的參與代謝,分解植物植株幼苗,造成所謂幼苗枯萎病(seedling blight)的發生,研究人員還發現,Burkholderia細菌所分泌的毒素rhizoxin,在真菌引發幼苗枯萎病的關鍵過程中,扮演著不可缺少的角色

此外研究人員如果施用抗生素,來截殺真菌里的細菌,結果雖然可以有效的防治細菌的存在,但原為宿主角的真菌,也失去了生殖複製的功能。

這些現象違反了長久以來科學家的觀點,認為寄生在他種生物細胞內的細菌,多為對宿主引發不良反應的作用,從沒想過寄生的細菌,也是參與宿主細胞代謝重要的一環,成為互利共生(mutualism)最好的一個例子。

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