Ядерное вещество

У бактерий нет истинного ядра, представленного парным количеством хромосом (ДНК), окруженныхх ядерной оболочкой и имеющим ядрышки. Вместо этого у бактерий имеется ядерное вещество или ядроподобное образования или нуклеоид. Оно представлено одной молекулой ДНК (хромосомой), свернутой в кольцо и расположенной в центре клетки. В нем нет ядрышек, ядерной оболочки и поэтому оно может менять свою форму. Основная функция ядерного вещества – это передача наследственной информации дочерним клеткам. Информация заключена в генах, т.е. участках молек. ДНК, отвечающих за развитие определенного признака (формы, размера бактерий, спорообразование, подвижность).

Организмы, имеющие ядерное вещество вместо ядра называется прокариотами или доядерными организмами. Типичными представителями прокариотов являются бактерии.

Организмы, имеющие истинное ядро называются эукариотами или ядерными организмами.

Подвижность бактерий

Все кокки неподвижны. Извитые формы бактерий подвижны все за счет изгибов собственного тела. Палочки могут быть подвижны и неподвижны . Подвижность палочек обуславливается наличием жгутиков. Жгутики – длинные тонкие белковые нити, скрученные в канатик и берущие начало из цитоплазмы. Они легко ломаются и при утере больше не восстанавливаются. В зависимости от количества и места расположения жгутиков подвижные палочки делятся на 4 группы:

1. палочки, имеющие 1 жгутик с 1 конца – монотрихи; (трихи – нить)

2. палочки, имеющие пучок жгутиков с 1 конца – лофотрихи;

3. палочки, имеющие либо по жгутику, либо по пучку с обеих сторон (с полярных концов)– амфитрихи;

4. палочки, имеющие жгутики по всему периметру – перитрихи.

Скорость движения бактерий различна, но в среднем в 1 с бактерия проходит расстояние, равное длине собственного тела. Наиболее подвижный холерный вибрион. Его скорость в 2-3 раза выше, чем обычных бактерий.

Помимо жгутиков некоторые бактерии, как палочки так и кокки могут иметь реснички или фимбрии. Они представляют собой толстые, короткие, полые внутри трубочки и являются выростом клеточной стенки. Они увеличивают всасывающую поверхность тела и кроме того способствуют прикреплению бактерий друг к другу и к субстрату, т.е. выполняют функцию, противоположную функции жгутиков.

Спорообразование

В неблагоприятных условиях жизни (при нехватке питательных веществ, высушивании, действие высоких и низких температур, УФ, радиации, химич. веществ) некоторые бактерии могут начать образовывать спору. Процесс образования споры очень сложный, длительный и называется спорообразованием.

Вначале клетка теряет свободную воду, накапливает питательные вещества, цитоплазма сгущается в каком то месте клетки и покрывается плотной многослойной оболочкой, содержащей дипиколиновую кислоту, которая придает устойчивость споры к действию высоких температур. Затем вегетативная клетка, т.е. клетка в состоянии роста растворяется, образующаяся спора попадает в окружающую среду и может находиться в ней очень долго. При наступлении благоприятных условий спора очень быстро вновь превращается в вегетативную клетку. Бактерия может образовывать только одну спору, поэтому при спорообразовании не происходит увеличения количество особей, т.е. размножения бактерий и основное назначение спорообразования – перенесение клеткой неблагоприятных условий с целью выживания вида. Образовывать споры могут только некоторые палочки: бациллы и клостридии. При этом размер и месторасположение спор клетки могут быть различны. У бацилл размер образовавшейся споры меньше размеров самой клетки, поэтому спора не видоизменяет клетку. Она может находится в центре клетки, сдвинута к концу, полюсу. Такой тип расположения споры называется бациллярным.

У клостридий размер образовавшейся споры всегда больше самой клетки, поэтому клетка со спорой видоизменяется. Если спора располагается в центре клетки, то клетка приобретает вид веретена или челнока. Такой тип расположения споры называется клостридиальным.

Если спора сдвинута (смещена) к одному из концов клетки, то клетка приобретает вид либо теннисной ракетки, либо барабанной палочки. Такой тип расположения споры называется плектридиальным.

Размножение бактерий

Размножение – увеличение количества особей. Основной способ размножения – простое деление клетки пополам. Этому предшествует деление ядерного вещества, органоидов клетки, которые расходятся к разным полюсам клетки, а затем при помощи мезосом формируется клеточная перетяжка, образуется 2 идентичные клетки.

Палочки делятся поперек, кокки – в разных плоскостях. У кокков если перетяжка формируется в одной плоскости, то образуются диплококки, стрептококки. Если в двух взаимно перпендикулярных плоскостях – образуются тетракокки. Если в 3-х перпендикулярных плоскостях – сарцины. Если в разных плоскостях – стафилококки.

Второй способ размножения присущ только уксусно-кислым бактериям – почкование. При этом на материнской клетки образуется бугорок – почка, в который переходит часть разделившегося ядра, затем путем смыкания клеточной оболочки отшнуровывается от материнской клетки.

Скорость размножения бактерий огромна. За сутки у одной бактерии при благоприятных условиях сменяется столько поколений, сколько у человека за 5000 лет. Это необходимо клеткам для выживания в условиях массовой гибели.

Классификация и номенклатура бактерий

Под классификацией понимают объединение бактерий с общими признаками в определенные системн. группы: класс, порядок, семейство, род, вид. Минимальной системной единицей в биологии является вид. Под видом бактерий понимают группу бактерий, обладающей общими культуральными, морфологическими, физиологическими и др. признаками ( см. лаб.раб. №5).

-Культуральные признаки характеризуют особенности роста колоний на питательном субстрате (размер, форму, цвет и т.д.)

-Морфологические признаки характеризуют внешний вид, окрашивание по Граму, подвижность, способность образовывать споры бактериальной клеткой.

-Физиологические признаки характеризуют данные об обмене веществ бактерий (отношение к кислороду воздуха, способность сбраживать сахара, способность усваивать различные соединения, расщеплять белки и т.д.).

Номенклатура бактерий состоит из 2-х слов:

1-е – название рода ( с большой буквы) (сенная палочка)

2-е - название вида ( с малой буквы).

Для бактерий существует понятие штамма. Штамм – бактерии одного вида, но выделенные из различных источников.

Штамм записывается условным штрихом.

Атипичные формы бактерий:

Чаще всего атипичные формы бактерий образуются при несоответствии процессов размножения (деления ядра) процессам роста (биосинтез белка) Если процессы размножения отстают от процессов роста образуются гигантские формы бактерий. Если процессы размножения преобладают над процессами роста, то образуются очень мелкие бактерии, способные проходить через бактериальные поры, на которых задерживаются бактерии обычных размеров. Такие бактерии называются фильтрующимися формами бактерий.

Лекция 3. «Морфология лучистых грибков или актиномицетов»

Актиномицеты получили название за характерный рост колоний на питательном субстрате. Колонии имеют плотную центральную часть, от которой к переферии расходятся лучи (актин-луч). Актиномицеты – самостоятельная большая группа микроорганизмов, кот. Занимают промежуточное положение между бактериями и плесневыми грибами. С бактериями актиномицеты роднит:

1 – отсутствие истинного ядра; это прокариоты;

2- одинаковое строение клеточной оболочки (поэтому окрашиваются по Граму)

3 – наличие в клетках пигментов.

С грибами актиномицеты объединяет:

1 – строение тела в виде мицелия;

2 – размножение при помощи спор;

3 – колонии актиномицет очень прочно врастают в питательный субстрат.

Актиномицеты – одноклеточные, грамположительные, неподвижные органеллы. Тело актиномицет может быть ветвистым, в виде завитков , реже – в виде сильно искривленных палочек . От внешних гифов отходят споры, с помощью которых размножаются. На субстратах они образуют окрашенные колонии, внешне напоминающие колонии бактерий, но в отличие от них очень глубоко и прочно врастающие в субстрат.

Актиномицеты широко распространены в природе. Основное место обитания – почва. Продукты жизнедеятельности актиномицет имеют характерный землистый запах (весенний запах леса).

Значение актиномицетов

Положительное значение

1 – Поддерживают круговорот в природе

2 – Их используют для получения антибиотиков ( лучистый гриб Actynomyces streptomycini – стрептомицин)

Отрицательное значение

1 – Вызывает порчу пищевых продуктов (придают землистый запах), глубоко врастая в них;

2 – Вызывают инфекционные заболевания (туберкулез, дифтерия).

Морфология грибов

Грибы (по латыни Mycota, Fungi) – широко распространенная группа живых организмов, которые относятся к низшим споровым растениям, т.е растениям, размножающимся при помощи спор (хвощи и т.д.). Грибы не содержат пигмента хлорофилла, поэтому не осуществляют фотосинтез, т.е. не образ. Углеводы из СО₂ и Н₂О. Таким образом, грибы нуждаются в притоке готовых органических веществ извне, т.е. по типу питания они относятся к гетеротрофам.

Грибы растут только в присутствии кислорода воздуха, либо на поверхности субстрата, либо вдаваясь в субстрат, если там есть ходы, заполненные кислородом (например, плесневение зерновой массы),т.е. по типу дыхания –грибы относятся к строгим аэробам.

Различают грибы крупных размеров – макрофиты и грибы мельчайших размеров – микрофиты.

Наука о грибах – микология.

Микробиология изучает только микрофиты, которые иначе называют плесневыми грибами или плесенями. Плесневые грибы растут на поверхности субстратов в виде пушистых волокнистых налетов, ватообразных скоплений, в виде пленок. Некоторые грибы в ходе роста могут образовывать плодовые тела различной формы, в которых вызревают органы размножения.

Значение положительное и отрицательное

Строение тела гриба

Тело гриба называется грибницей или мицелием. Мицелий представляет собой совокупность тонких, белых неокрашенных, длинных сросшихся между собой нитей или гифов. Растет гриб концами своих гифов от центра к периферии, т.е. в центре колоний гифы более старые утолщаются, к периферии – тонкие. По характеру роста мицелий различают субстратным, который растет только на поверхности субстрата или слегка вдается и воздушным – кот. Поднимается над субстратом и несет на себе органы размножения.

По строению - мицелий может быть одноклеточным и многоклеточным, Одноклеточный мицелий представляет собой одну гигантскую, сильно разросшуюся клетку, у которой нет перегородки (септ). Его иначе называют несептированным. Он присущ наиболее просто организованным грибам.

Многоклеточный мицелий состоит из множества клеток, которые отделены друг от друга септами. Это септированный мицелий. Присущ наиболее организованным грибам (высшим).

В ходе жизни мицелий может изменяться и приобретать новые формы.

К видоизменениям мицелия относят:

1 – оидии

2 – склероции

3 – хламидоспоры

4 – мицеллиальные тяжи

Оидии - округлые или овальные клетки, на который распадается гиф, начиная с конца. В природе встречаются м.о., способные существовать в виде оидий (дрожжи)

Склероции – плотно сросшиеся гифы мицелия в виде шарика или рожка, темного цвета, на изломе – белые. Склероции в виде рожка присущи грибу-паразиту злаковых культур – спорынье.

Хламидоспоры – сгущение в цитоплазме гифа, покрытые темной оболочкой. В отличие от оидий распад гифа на хламидоспоры прерывистый.

Мицеллиальные тяжи – длинные параллельные друг другу, покрытые общей оболочкой, толщиной с карандаш, длиной несколько метров. Присущи домовым грибам, с помощью которых эти грибы распространяются на большие расстояния.

Строение клетки гриба

Грибы относятся к типичным эукариотам. В их клетке различают клеточную оболочку, цитоплазму с включениями и ядро, передающее наследственную информацию. Для грибов характерна многоядерность. Клеточная оболочка имеет иное строение, чем у бактерий, не окрашив. По Граму. В их состав входят различные вещества , но самое интересное - животный полисахарид (фунгин). Фунгин встречается в крыльях жуков, панцире рака. Вот почему грибы явл. Трудноперевариваемыми.

В цитоплазме обнаружены рибосомы ( в них – синтез белка). Вместо мезасом –имеются митохондрии, встречаются вакуоли, лизосомы, аппарат Гольджи.

Размножение грибов

Все грибы устроены однотипно. Тело их представлено мицелием. Главная особенность для различия – множество способов размножения:

1 – кусочками мицелия (фрагментация)

2 – склероциями 3 – хламидоспорами – позволяет переносить неблагоприятные условия

4 – почкованием

5 – деление клетки пополам

6 – при помощи спор – основной способ размножения.

Споры могут образовываться как бесполым, так и половым способом.

Бесполое спорообразование

Протекает по разному у низших и высших грибов.

У низших грибов, т.е. с одноклеточным мицелием на определенной стадии развития гриба перпендикулярно поверхности мицелия отрастает гиф, который наз. спорангионосец. На спорангиеносце вырастает крупная клетка – спорангия. Внутри клетки вырастают спорангиоспоры. Т.к. эти споры вызревают внутри клетки их наз. Эндоспорами или внутренними спорами. Иногда спорангиоспоры приобретают жгутики. Становятся подвижными. Такие спорангиоспоры наз. зооспоры. А спорангий, кот. Содержит зооспоры – зооспорангием

Высшие грибы (многоклеточный мицелий)

Размножаются бесполым путем с помощью наружных спор, кот. называются экзоспорами или конидиями. Конидии вызревают на спец. отростках перпендикулярных поверхности гифах – конидиеносцах. Конидиеносцы имеют разнообразное строение. Рассмотрим строение 2-х наиболее встречающихся конидиеносцев.

Первый случай строения конидиеносцев: конидиеносец одноклеточный неразветвленгнгый, на нем вызревают бутылочковидные клетки – стеригмы, от стеригм отходят конидии, соединенные в цепочку. Такой конидиеносец в микроскоп напоминает струйки воды, вылевшейся из лейки и он называется леечным грибом или леечной плесенью. Леечные грибы – грибы , относящиеся к роду аспергилус (Aspergilys)

Второй случай – конидиеносец многоклеточный, многократно разветвлен., без стеригм и сразу от него отходят конидии, соединенные в цепочки. Такой конидиеносец напоминает либо кисточку, либо кисть руки. Такие грибы наз. Кистевми грибами, кистевой плесенью или грибы-кистевики. Они относятся к роду пенецилиум (P necilium )

Обычно вызревшие конидии, спорангиоспоры преобретают пигменты. Это придает окраску бесцветным колониям грибов.

Половое созревание

Образуется после слияния двух клеток.При этом образуются споры 3 видов:

1 – аскоспоры

2 – базидиоспоры

3 – зиготоспоры

Аскоспоры образуются в специальных мешковидных вытянутых клетках, наз. асками (сумками) в них вызревает обычно 8 спор.

Базидиоспроры вызревают в специальных грушевидных клетках наз. Базидиями. Они могут быть одноклеточными и многоклеточными. Одноклеточная базидия состоит из одной клетки, от которой отрастают 4 стеригмы, заканчивающиеся базидиоспорами.

Многоклеточные базидии состоят из 4-х клеток, каждая из которых имеет стеригму с базидиоспорами.

Зиготоспоры возникают в месте слияния клеток 2-х гифов. При этом если сливаются две внешне одинаковые клетки, то образуются зигоспроры, а если сливаются отличные клетки, то образуется ооспора.

Классификация или систематика грибов

Mycota

Миксомикота(грибы-слизивики) Эумикота (настоящие грибы)

Настоящие грибы делятся на 6 классов:

1 – хитридиомицеты

2 – оомицеты

3 – зигомицеты

4 – аскомицеты

5 – базидиомицеты

6 – дейтеромицеты.

В основу деления настоящих грибов на классы положено 2 признака: тип мицелия, особенности полового и бесполого размножения. Первые три класса грибов имеют одноклеточный мицелий, т.е. это низшие грибы. Последние три класса высшие (многоклеточный мицелий)

По размножению первые пять классов – совершенные грибы, т.к. им присущи и половое и бесполое размнрожение.

Дейторомицеты утратили половое размножение – несовершенные грибы.

Каждый класс грибов делится на роды и виды. Название грибов двойное – состоит из названия рода и вида.

Хитридиомицеты

Мицелий слабо развит, одноклеточный. Бесполое размножение зооспорами с 1 жгутиком. Половое размножение – различными типами зиготоспор.

Представитель – Synchytrium endobioticum. Гриб-паразит клубней картофеля. Вызывает рак картофеля. При этом возле глазков образуются бурые наросты которые к осени увеличиваются, буреют, клубень приобретает вид цветной капусты. Наросты растрескиваются, споры из них попадают в почву и надолго могут сохранятся в ней. Клубень сгнивает.

Оомицеты

Мицелий одноклеточный развитый. Бесполое размножение – зооспорами с 2-мя жгутиками. Половое – ооспорами.

Представитель – гриб Phytophtрora infestаns – паразитирует на картофеле и томатах, вызывает заболевание – фитофтороз. Вначале инфецирования попадает на листы, затем созревшие споры – в почву, вместе с водой достигают клубня, внедряются в него и клубень сгнивает, причем гниль идет языками. Способствует заболеванию повышенная влажность. На томатах появляется бурое пятно, томат сгнивает.

Гриб Plasmjpara viticola – паразитирует на листьях, виноградной лозе и ягодах винограда. Вызывает заболевание – ложную мучнистую росу или мильдью винограда.

Зигомицеты

Мицелий одноклеточный, хорошо развитый. Бесполое размножение – неподвижными спорангиоспорами. Половое – зигоспорами

Представитель: типичные плесени (мукоровые грибы). Они включают в себя 3 основные роды.

1. Мукор(Mucor) – характерно 1-2 крупные спорангионосца с крупными спорангиями, хорошо развив. На хлебе – хлебная плесень.

2. Ризопус(Rhizopus) – спорангионосцы выходят кустиками, имеют более мелкие спорангии и подобие корневых волосков – ризы, с помощью которых гриб крепится к субстрату. Этот гриб называется головчатой плесенью за счет того, что созревшие спорагнгиоспоры хорошо видны в виде черных головок на питательном субстрате. Портит многие продукты питания, вызывает мягкую гниль ягод.

3. Тамнидиум(Thamnidium) – имеет крупный центральный спорангионосец со спорангием. От спорангионосца отходят более мелкие спрорангии – спорангиоли.

Значение класса грибов

Положительное

1. Грибы содержат ферменты брожения, поэтому используются народами востока для приготовления спиртных напитков.

2. Используются для получения ферментов

Отрицательное

1. Вызывают бурную порчу пищевых продуктов.

2. Споры, попадая в верхние дыхательные пути человека вызвают аллергическое заболевание – мукорозы.

Аскомицеты или сумчатые грибы

Мицелий многоклеточный, хорошо развитый. Бесполое размножение – конидиями. Половое – аскоспорами, созревшими в асках (сумках). В зависимости от места нахождения аск класс подразделяется на 2 подкласса – 1 плодосумчатые аскомицеты (аски вызревают в специальных плодовых телах, образовавшихся сросшимися гифами мицелия). Чаще всего плодовые тела – в виде шарика темного цвета. 2 – голосумчатые (аски вызревают непосредственно на мицелии, плодовые тела отсутствуют).

Плодосумчатые: 1 – леечные грибы или грибы относящиеся к роду Aspergillus ( строение конидиеносца см. в размножении)

Положительное значение 1. Гриб Aspergillus niger применяется для промышленного получения лимонной кислоты. 2. Aspergillus oryzae Aspergillus awamori, Aspergillys batatum применяются для получения ферментов плесневых грибов, которые используются в промышленности.

Отрицательное значение – 1.Вызывают бурную порчу пищевых продуктов. 2. вызывают аллергическое заболевание – аспергиллезы

2. Кистевые грибы, грибы рода Penicillium (строение конидиеносца см. выше)

положительное значение 1. Penicillium notatum используется для получения антибиотика пеницилина.

2. Penicillium roqueforti , Penicillium camemberti используются в получении сыра Рокфора и кaмaмбeр.

Отрицательное значение

1. вызывает плесневение пищевых продуктов

2. Вызывает аллергические заболевания – пенициллезы

3. Первые весенние грибы (сморчки, строчки, трюфели) – плодовое тело напоминает небольшой картофель и находится глубоко в почву.

4. Гриб – спорынья (Claviceps purpurea) или пурпурная булава. Паразитирует на злаковых культурах, на ржи и вместо нормально выполненных зерен образуют в колосе черные рожки – склероции спорыньи (видоизменения мицелия гриба). Эти склероции и содержат ядовитые алкоиды. В частности из нее выделен препарат LSD-50. Содержание склероций спорыньи строго нормируется и составляет не более 0,05% в зерне и муке. Гриб вызывает заболевание спорынью. Очень вредоносен, т.к. приводит к недобору урожая и способствует возникновению заболеваний микотоксикозов у человека и животных

!!. голосумчатые аскомицеты.

Основным представителем явл дрожжи. Дрожжи – одноклеточные грибы, утратившие способность образовывать мицелий и существующие в виде оидий. Широко распространены в природе, их много в нектаре цветов, почве садов, виноградников, на плодах и ягодах, в ротовой полости человека. Дрожжи широко используются в промышленности за счет их способности сбраживать сахара в этиловый спирт и углекислый газ. Их применяют при получении спирта, пива, вина, в хлебопечении, молочной промышленности.

Форма дрожжей: округлая, овальная, яйцевидная, реже – палочковидная, стреловидная, лимоннообразная.

Дрожжи неподвижны, как и все грибы – типичные эукариоты. размеры несколько крупнее бактерий. В клетке различают клеточную оболочку, цитоплазму с включениями, ядерное вещество. Оболочка не окрашивается по Граму, у некоторых дрожжей она может ослизняться. Такие дрожжи наз. Хлопьевидными, легко выпадающие в осадок. Дрожжи с неослизненной оболочкой наз. Пылевидными.

В цитоплазме встречаются все органоиды, что и в грибах, из ЗПВ преобладает гликоген. Содержат большое количество витаминов, особенно гр. В, Н, РР.

Размножение дрожжей

Дрожжи могут размножаться тремя путями. Основной способ- почкование, 2 -спорообразование, 3 – простое деление клетки пополам, как и у бактерий (встречается редко – лишь для некоторых представителей)

Почкование – присуще всем дрожжам. Происходит в благоприятных условиях, при достаточном количестве питательных веществ, доступе воздуха и оптимальной температуре 25⁰С. при этом на материнской клетке образуется бугорок, почка, в кот. содержится разделившееся ядро. почка растет. Затем образуется дочерняя клетка, кот. отпачковывается от материнской. Иногда дочерняя клетка, будучи самостоятельным организмом не отпачковывается от материнской клетки. Она начинает почковаться сама, продолжает почковаться материнская клетка и в результате получается образования, называемое сростками почкования, которое напоминает многоклеточный мицелийц гриба. Однако это не истинный прочный мицелий, а так называемый ложный , который легко разрушается при малейшем механическом воздействии. Дрожжи, имеющие относительно прочный ложный мицелий называются пленчатыми дрожжами. Они развиваются на поверхности пива, соков в виде пленки, вызывают их порчу.

Спорообразование

Происходит при нехватке питательных веществ, но хорошем доступе воздуха и температуре 25⁰С. могут протекать как бесполым, так и половом способе.

При бесполом спорообразовании ядро дрожжевой клетки образует столько частей ядра, сколько образуется спор (12-20 частей). Каждая часть разделившегося ядра покрывается оболочкой, образуя споры.

При половом спорообразовании делению ядра предшествует слияние ядер двух клеток. Слившееся ядро делится на 10-12 частей каждая из которых покрывается оболочкой и образуется споры. Но в любом случае споры находятся в дрожжевой клетке, как в сумке, поэтому они относятся к сумчатым грибам, т.к. плодового тела нет, сумки вызревают сразу на мицелии, их относят к голосумчатым.

Споры дрожжей устойчивее, чем вегетативные клетки, но менее стойки, чем споры бактерий. Дрожжи способны образовывать споры, называются истинными дрожжами, а не способные – ложными дрожжами или дрожжеподобными организмами или аспорогенными формами.

Классификация дрожжей

Существует несколько классификаций дрожжей, в основу которых положены различные признаки:

1. по способности образовывать споры (истинные и ложные)

2. по способности сбраживать сахара (сахаросбраживающие(сахаромицеты) и не сбраживающие сахара(несахаромицеты))

3. по использованию человеком – делятся на культурные , т.е. которые применяются человеком в его хозяйственной деятельности и дикие, которые не используются человеком и вызывают порчу пищевых продуктов

Объединенная классификация дрожжей

Истинные ложные(неспорообразующие)

Как правило истинные дрожжи способны сбраживать сахара, поэтому наз. Сахаромицетами и относятся к семейству Sacharomycetaceae

Ложные –не сбраживают сахара, их называют несахаромицеты и относятся к семейству Non-Sacharomycetaceae.

Семейство Sacharomycetaceae включает 17 родов, главный из которых род Sacharomyces, он включает как культурные, так и дикие дрожжи. К важнейшим культурам дрожжей относят дрожжи

1. Saccharomyces cerevisiae - различные расы этих дрожжей используются в хлебопечении, при производстве спирта, хлебного кваса, темных сортов пива. Под расами понимают дрожжи одного вида, которые отличаются по одному или нескольким технологическим признакам.

2. Saccharomyces ellipsoides(vini) дрожжи применяются в виноделии, причем от расы дрожжей зависит букет вина

3. Saccharomyces lactis - молочнокислые дрожжи.

Дикие дрожжи вызывают порчу пищевых продуктов.

Семейство Non-Saccharomycetaceae включает 2 основных рода: Candida и Torula.

Род Candida - бесцветные дрожжи. Культурные дрожжи этого вида способны при росте на отходах нефтеперабатыв. Промышленности накапливать в себе большое количество белка, используются для промышленного получения кормового белка. Дикие дрожжи этого рода вызывают порчу пищ. продуктов, вырастая в виде пленочки.

Род Torula. – пигментн. Окрашивание дрожжей, содержат каротиноиды и поэтому их используют для промышленного получения белково-витаминных концентратов на корм скоту, вызывают порчу пищевых продуктов, вырастая в виде окрашенных колоний.

Базидиомицеты

1. Мицелий многоклеточный, хорошо развит

2. Размножение бесполое, конидиями редко

3. Половое – базидиоспорами, которые вызревают на одноклеточных и многоклеточных базидиях. Класс делится на 2 подкласса: 1 – базидиальные грибы с одноклеточными базидиями (сюда относятся шляпочные грибы, трутовые, домовые. 2 - базидиальные грибы с многоклеточными базидиями (сюда относятся головневые, ржавченные грибы)

Шляпочные грибы – мицелий находится в почве, на земле развивается плодовое тело в форме шляпки, ножки, блюдца, которое образуется сросшимися гифами мицелия. С обратной стороны шляпки в трубочках или пластинках вызревают базидии с базидиоспорами. Шляпочные грибы растут по соседству со строго определенными деревьями. Это происходит потому, что мицелий гриба оплетает корни деревьев, образуя микоризу или грибокорень. Микориза это симбиотическое или взаимовыгодное сожительство гриба и дерева. Дерево поставляет грибу углеводы, которые гриб не может синтезировать, а грибы доставляют дереву воду с минеральными веществами, т.е. выполняет функцию корневых волосков, которые у дерева отсутствуют.

Трутовые грибы – паразитируют на живых деревьях. Мицелий находится глубоко в древесине, снаружи на стволе образуется плодовое тело. В них вызревают органы спороношения. Наносит большой урон народному хозяйству (древесина портится). Гриб поражает деревья только с нарушенной корой.

Домовые – активные разрушители мертвой древесины, т.е. деревянных конструкций, бочек, ящиков, полов и т.д. Для развития требует повышенной влажности воздуха, при этом на мицелии могут проступать капельки жидкости, создается впечатление, что гриб плачет, его наз. Плачущий гриб. Он быстро распростаняется на большие расстояния, за счет образования мицеллиальных тяжей.

Грибы с многоклеточными базидиями

Головневые – грибы, паражающие злаковые культуры и вызывают заболевание головню. Головня может быть твердой или мокрой, ее вызывает гриб телеция тритики (Tillecia tritiki ) и пыльной. Вызывает гриб Ustilago tritici (устиляга тритики). Головневые грибы образуют большое количество темных хламидоспор, поэтому либо отдельные разрушаются зерна принимают темный вид (при твердой), либо колос вообще не имеет зерен, весь черный (пыльная головня).

Наносят огромный урон н/х и придает зерну ядовитые свойства, содержание их строго нормируется. Не более 0,05%.

Ржавченные – паразиты как культурных, так и дикорастущих растений. Вызывают заболевание – ржавчину. При этом на листьях появляются бурые ржавые пятна за счет присутсвия в мицелии гриба специфического масла оранжевого цвета.

Дейтеромицеты (несовершенные грибы)

1. Мицелий многоклеточный, хорошо развитый.

2. Б/п размножение – конидиями.

3. Половое размножение отсутствует, поэтому грибы наз. Несовершенными.

4. Представители: 1. грибы родов Aspergillus и Penicylium, утратившие половое развитие. 2.грибы рoда Fusarium. Конидиеносец имеет 2 типа конидий:1) крупные многоклеточные серпоаидноизогнутые макроконидии и 2) мелкие обычные округлые связи в цепочки – микроконидии. Грибы этого рода вызывают гниль картофеля – фузариоз, а также болезни томатов, лука, злаков.

3. грибы рода Alternaria имеют короткие конидиеносцы с крупным бочковидным конидиеносцем, соединенные в цепочку или расположенные по одиночке.

Грибы этого рода вызывают заболевание растений – альтернариоз зерна, черную гниль моркови, а также вызывают порчу охлажденного мяса.

4. Грибы рода Cladosporium - гроздевидная плесень. На коротких конидиеносцах собраны конидии в виде грозди. Грибы этого рода вызывают порчу охлажденного мяса, порчу страниц книг, порчу сливочного масла, развиваясь на нем в виде темных пятен.

5. Молочная плесень Oidium lactis тело этого гриба сильно септировано на оидии. Единстенный гриб, который окрашивается по Граму, живет в кислой среде, вызывает порчу сметаны, творога в виде пушистой пленочки, а также порчу рассола квашеных овощей.

6. Древовидная плесень (Botrytis) Конидиеносец напоминае крону дерева на котором собраны бесцветные кондии. Грибы этого рода вызывают заболевание свеклы, моркови.

Морфология ультрамикробов

Ультрамикробы – обширная группа микроорганизмов, для которых характерны признаки:

1 – имеют чрезвычайно мелкие размеры, измеряются в миллимикронах 10^-3мк или нанометрах, 10^-9 м.

2 – благодаря мелким размерам они видны только в электронный микроскоп.

3 – проходят через поры бактериальных фильтров (как фильтрующиеся формы бактерий), на котором задерживаются обычные м.о.

4 – не растут на искусственных питательных средах. Их культивируют в зародышах куриного яйца.

К ультрамикробам относят: 1 вирусы и 2 фаги – это вирусы м.о.

Различают: вирусы – бактерии (бактериофаги)

• Вирусы актиномицетов (актинофаги)

• Вирусы грибов – микофаги.

Вирусы(вирус – яд)

Известны науке с 1892 г. когда их впервые открыл Н.И.Ивановский, будучи студентом 4 курса он изучал мозаичную болезнь листьев табака и пришел к выводу, что возбудителем этого заболевания является микроб, размеры которого значительно меньше размеров бактерий.

Вирусы – это уникальные организмы, которые стоят на границе между живой и неживой природой. С неживой природой их объединяют способность кристаллизоваться и отсутствие собственного обмена в-в. с живой природой их роднит наличие в их составе белков и нуклеиновых кислот, способность расти, размножаться только при внедрении в любую другую живую клетку, т.е. вирусы – строгие или облигатные, внутриклеточные паразиты. Они могут существовать, развиваться только в клетке организма хозяина, питаться, размножаться в ней и приводят живую клетку к гибели. Вне клетки они ведет себя как инертные вещества(безжизненные частицы)

Вирусы широко распространены в природе. Известно более 1500 различных вирусов, вызывающих – грипп, оспу, спид, гепатит и т.д. у животных – ящур, чуму; у растений – курчавости, пятнистости листьев.

Различают по размерам вирусы:

Крупные 100-150 нм (вирус бешенства)

Мелкие 10-15 нм (вирус ящура)

Средних размеров (вирус гриппа 80-90 нм, бактериофаг 75-100 нм).

Строение

Вирус – неоднородная частица, состоит из совокупности субъединиц – вирионов. В зависимости от способа укладки вирионов в вирусную частицу различают различные формы вирусов:

Сферическую

Палочковидные

Нитевидные

Булавовидные и т.д.

Строение вириона – вирион не имеет клеточного строения, т.е. нет цитоплазмы, ядра. Состоит из двух компонентов: белка и нуклеиновой кислоты. Нуклеиновая кислота ( либо ДНК либо РНК) находится в центре вириона. Снаружи они покрыты белковыми оболочками. Внутренняя белковая оболочка называется пеплосом., она состоит из совокупности субъединиц – пепломеров – и наружная белковая оболочка называется капсидой, которая состоит из совокупности капсомеров. Иногда внутрення оболочка может отсутствовать. В зависимости от нуклеиногвой кислоты входящей в вирион различают 2 типа вирусов: ДНК –содержащие или ДНКовые (вирусы бактерий) и РНКовые (вирусы растений)-Среди вирусов человека и животных встречается как ДНК- так и РНК –содержащие вирусы.

В вирусах найдены уникальные формы нуклеиновых кислот: однонитчатые ДНК и двухнитчатые РНК. Белки вируса отделяют нуклеиновую кислоту от внешней среды и повышают его устойчивость. Белки устойчивы к действию протолитических ферментов желудочно-кишечного тракта. Вирусы устойчивы к высушиванию, действию рентгеновских лучей, ультрафиолета, к действию антибиотиков. Они очень полиморфны, пластичны.

Взаимодействие вируса с живой клеткой

1 стадия-адсорбция.Вирус сорбируется на клеточной оболочке живой клетки.

2 стадия – проникновение вируса в клетку. При этом вирусная частица целиком проникает в клетку.

3 стадия – раздевание вируса – снятие белковой оболочки с нуклеиновой кислоты.

4 стадия – размножение – мгновенный синтез нуклеиновой кислоты, белковой оболочек вируса из материалов клетки.

5 стадия – сборка и выход готовых вирусных частиц из погибшей клетки. Клетка погибает

Бактериофаги

Это вирус бактерий. В дословном переводе – фаг означает пожиратель.

Впервые явление бактериофагии наблюдал Гамалея в 1898 г. в культуре палочки сибирской язвы, затем аналогичное явление у стафилококков. В 1917 г голландец Ф Эрель сообщил о гибели дизентерийной палочки под действием неизвестного агента. Явление гибели м.о. или их растворением было названо бактериофагией (бактериофаги 0- пожиратели бактерий)

Строение

Бактериофаги чаще всего имееют булавовидное строение.

В нем различают:

20-ти гранную головку, отросток, базальную пластинку, шипы. Все это белковые образования ( состоят из белка).

Внутри головки находится нуклеиновая кислота (ДНК), т.е. Бактериофаг как типичный вирус, не имеет клеточного строения, т.е. состоит из нуклеиновой кислоты и белка. Размеры Бактериофага от 75 - 100 нм- средний вирус.

По характеру взаимодействия на бактериальную клетку Бактериофаги делятся на 2 группы(типа):

1 – вирулентные Бактериофаги, которые всегда приводят клетку к гибели.

2 – умеренные Бактериофаги, которые(не приводят клетку к гибели) более сложно взаимодействуют с бактериальной клеткой.

Механизм действия вирулентного бактериофага с бактериальной клеткой

1 этап – адсорбция. Бактериофаг в ходе случайных столкновений находит бактериальную клетку и укрепляется на ее оболочке с помощью шипов.

2 – внедрение. Отросток Бактериофага сокращается и нуклеиновая кислота впрыскивается (инъекцируется) внутрь клетки. Белковая оболочка остается снаружи.

3 – Размножение. Начинается синтез ДНК(нуклеиновых кислот) белковых оболочек Бактериофага из материала самой клетки.

4 – сборка готовых фаговых частиц (созревание фагов), когда нуклеиновая кислота покрывает белковую головкой, к ней присоед. Шипы

5 – созревание –выход созревших Бактериофаг из погибшей клетки.

Механизм действия на клетку умеренного Бактериофага

Более сложен. 1 и 2 этапы проходят одинаково с вирулентным б/ф.

Затем нуклеиновая кислота б/ф встраивается в ДНК самой клетки. Клетка продолжает расти, размножаться и зачастую приобретать новые свойства, которые принес ей б/ф ( может стать подвижной, образовывать капсулу, продуцировать какие то вещества). Фаг находится в летке в виде про-фага (неактивного). Явление включения и встраивания ДНК фага в ДНК клетки, т.е. получение про-фага называется лизогенией. Сама культура, несущая в себе про-фаг называется лизогенной культурой. Она может приобретать новые свойства, принесенные ей Бактериофагом, т.е. может стать подвижной, может начать образовывать капсулу, синтезировать какие новые вещества. Изменение свойств в лизогенной культуре под действием б/ф называется лизогенной или фаговой конверсией.

Лизогения широко распространена в природе. Она носит защитный характер защищая клетку от последнего заражения б/ф. Но иногда в силу определенных причин нгуклеиновая кислота фага выщепляется из нуклеиновой кислоты клетка и начинает след этапы размножения б/ф в клетке. Клетка погибает., а фаг из умеренного превращается в вирулентный. Такое явление самопроизвольной гибели бактерий довольно распространено в природе. Наносит урон н/х, вызывая гибель хозяйственно-полезных м.о.. Положительное значение – гибель болезнетворных м.о.

ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Физиология изучает взаимодействие микроорганизмов с окружающей средой, в ходе этих процессов м/о питаются, дышат, растут, размножаются и выделяют в окружающую среду специфические продукты своей жизнедеятельности. Т.о., зная физиологию м/о можно регулировать жизнедеятельность микроба, либо ускоряя ее, либо угнетая в интересах человека.