Тема 1.1. Морфологія мікроорганізмів

Питання самостійного вивчення:

1. Характеристика плісеневих грибів.

2. Характеристика дріжджів.

3. Характеристика ультрамікробів.

Література: Л.1 ст. 18-27; 27-33.

Л. 4. ст. 23-27

Методичні рекомендації

Загальна характеристика плісеневих грибів: будова тіла плісеневого гриба, форма і особливості будови клітин, розмноження, характеристика окремих представників, систематика.

Дріжджі. Особливості використання, будова і форма клітини, способи розмноження, систематика.

Ультрамікроби (віруси і бактеріофаги), їх основні властивості і значення.

Вивчивши дане питання студенти повинні знати:

• форму і особливості будови клітин плісеневих грибів;

• особливості розмноження плісеневих грибів;

• форму і особливості будови клітин дріжджів;

• особливості розмноження дріжджів;

• систематику дріжджів і плісеневих грибів;

• характерні властивості і значення ультрамікробів.

Вивчивши дане питання студенти повинні вміти:

• проводити мікроскопіювання плісеневих грибів і дріжджів;

• розпізнавати окремих представників плісеневих грибів і дріжджів;

• попередити їх розвиток на харчових продуктах.

Питання для самоконтролю:

• Яку форму мають клітини плісеневих грибів?

• Які особливості будови клітин плісеневих грибів?

• Які особливості розмноження плісеневих грибів?

• Яку форму мають клітини дріжджів?

• Які особливості розмноження дріжджів?

• Які особливості систематику дріжджів і плісеневих грибів?

• Які особливості вірусів?

• Які особливості бактеріофагів?

Завдання для самостійної роботи

- Розробити конспект за планом:

1. Характеристика плісеневих грибів.

2. Характеристика дріжджів.

3. Характеристика ультрамікробів.

• Провести дослідження видового складу плісеневих грибів на поживному середовищі.

Форми контролю самостійної роботи:

• Поточний контроль:

Перевірка конспектів по матеріалу теми.

• Підсумковий контроль:

Опитування на семінарському занятті.

Заслуховування результатів досліджень на семінарському занятті.

Питання теми контролюється на екзамені з дисципліни.

Лекційний матеріал Плісеневі гриби

Плісеневі гриби ,як і бактерії, відносяться до нищих спорових рослин, які не мають хлорофілу. Для своєї життєдіяльності гриби потребують готових органічних речовин в зв'язку з нездатністю самостійно здійснювати фотосинтез. Потребують вони і повітря , так як без кисню розвиватися не можуть. По будові клітин плісеневі гриби принципово не відрізняються від клітин бактерій і дріжджів, але мають одне, а іноді і декілька диференційованих ядер. В цитоплазмі їх клітин часто утворюється одна або декілька порожнин – вакуоль, заповнених клітинною рідною. Утворення вакуоль обумовлено старінням білкових колоїдів цитоплазми і пониженням здатності в зв'язку з цим утримувати воду в зв'язаному стані. Невелика кількість надлишкової вологи утворює вакуоль. Вакуолі відіграють і деяку позитивну роль, являючись резервуаром, який збирає ті шкідливі для клітин продукти життєдіяльності, які по деяких причинах не можуть бути виділені в навколишнє середовище.

Клітини мають сильно витягнуту форму, що нагадує нитки – гіфи. Товщина їх 1 – 15 мкм. Сукупність гіфів утворює міцелій, або грибницю. Міцелій є тілом плісеневого гриба. Серед плісеневих грибів зустрічаються одноклітинні і багатоклітинні.

Плісеневі гриби розвиваються на поживних середовищах і утворюють пухнастий наліт різного кольору. Споживаючи речовини субстрату, гриби приводять до глибоких змін всі його складові частини. Від цього харчові продукти набувають специфічного запаху і смаку, а іноді стають навіть отруйними.

Характерною особливістю плісеневих грибів є можливість їх розвитку при низькій вологості субстрату – близько 15 % , в зв'язку з чим вони можуть пошкоджувати сухофрукти, сухарі, а із непродовольчих товарів – папір , шкіру, пряжу, тканини, міцність яких при цьому значно понижується.

Розмноження плісеневих грибів

Гриби можуть розмножуватися різними способами. Найбільш простим, властивим всім грибам, є розмноження частинами міцелію. Кожна частина міцелію, попавши на нову частину субстрату, при сприятливих умовах стає самостійною і розвивається як цілий організм, а частина міцелію, яка занурена в поживний субстрат, відіграє роль в забезпеченні плісеневого грибу поживними речовинами, вологою і мінеральними речовинами. Повітряна частина міцелію, що піднімається над поверхнею субстрату, як правило, служить для утворення різних тілець, при допомозі яких плісеневі гриби розмножуються (оідії, спори, конідії і ін.).

Оідії – це тільця, які являють собою частини міцелію. Утворюються вони деякими багатоклітинними грибами, у яких зрілий міцелій розпадається на велику кількість мілких частин, які набувають щільної оболонки.

Спори – тільця різної форми, розміри яких декілька мікрон; знаходяться на кінцях гіфів повітряної частини міцелію, всередині особливих утворень овальної і напівкруглої форми – спорангій.

Нитки повітряного міцелію, які несуть спорангії, називаються спорангієносцями. Таке утворення спор характерне для одноклітинних грибів. У багатоклітинних формуються – екзоспори, які називають конідіями, а повітряні гіфи, що їх несуть – конідієносцями.

Конідії утворюються шляхом відділення безпосередньо від конідієносців або особливих клітин, розміщених на їх вершині. ЦІ клітину здебільшого мають продовгувату форму і називаються стерігмами. Конідії розміщуються на конідієносцях (або на стерігмах) поодинці, ланцюжками і тд.

Спорангієносці і конідієносці на поверхні матеріалів, ушкоджених грибами, утворюють пухнастий наліт.

Багато видів грибів. Розмножуючись тим чи іншим вегетативним способом, при відповідних умовах розвитку розмножуються і статевим шляхом. При цьому утворюються особливі плодові тіла, в окремих випадках досягаючі великих розмірів (шапочкові, пластинчасті, трубчасті і ін. )

Статеві спори розміщуються на пластинках або в сумках. Гриби здатні розмножуватися статевим шляхом називають дійсними. Деякі гриби зовсім не розмножуються статевим шляхом . Їх відносять до недійсних (незавершених)

Багато грибів з заступленням несприятливих умов здібні утворювати стадії спокою у вигляді склероцій. Це міцні, тверді, темні зовні, а в середині білі утворення із щільно переплетених гіф. Склероції потрапляючи в сприятливі для розвитку умови, проростають і утворюють ті чи інші органи розмноження. Вони часто утворюються в колосках злаків.

Іншою стадією спокою є хламідоспори.

СИСТЕМАТИКА ПЛІСЕНЕВИХ ГРИБІВ

В залежності від особливостей будови міцелію, органів розмноження, характеру плодових тіл всі гриби, які є поширеними збудниками харчових товарів, діляться на шість класів.

1.Хітродіоміцети – гриби, які розвиваються без утворення міцелію або утворюють слаборозвинений міцелій. Розмножуються переважно безстатевим шляхом, утворюючи джгутикові рухомі спори. Представники цього класу є паразитами вищих форм живих організмів. Так гриб синхітруум ендобіотікум пошкоджує коренеплоди картоплі, утворюючи на їх поверхні вирости.

2.Ооміцети мають добре розвинений одноклітинний міцелій; розмноження з допомогою спор. Гриби цього класу пошкоджують рослини. Так фітофтора пошкоджує картоплю, томати, баклажани. На пошкоджених плодах утворюються вдавленні плями, поступово пошкоджується увесь плід.

Інший представник цього класу – плазмопара – викликає захворювання винограду, пошкоджує листя і ягоди. Побуріле листя звертається і обпадає, ягоди буріють і обсипаються.

3.Зігоміцети мають розвинений одноклітинний міцелій. Розмноження нестатеве та статеве. Найбільш поширеними представниками цього класу є мукор, ризопус.

Мукор(сіра плісень) пошкоджує плоди, овочі, готові кулінарні вироби, товари і матеріали.

Гриби із роду ризопус розмножуються спорами. Викликають м'яку гниль ягід, коренеплодів. Деякі мукорові гриби викликають захворювання людини, слабке спиртове бродіння.

4. Аскоміцети – сумчаті гриби з гіллястим міцелієм. Розмноження здійснюється конідіями , а при статевому розмноженні – аскоспорами.

Клас аскоміцетів нараховує багато видів грибів. Серед них найбільш поширеними є гриби із родів аспергіллус, пеніциліум. Гриби із роду пеніциліум стійкі до умов навколишнього середовища. Проростають у вигляді білого, а потім матового нальоту майже на всіх матеріалах з достатньою вологістю. Вони є збудниками пліснявіння харчових продуктів і різних органічних матеріалів.

Деякі види цих грибів широко поширюються в техніці: аспергілові гриби, наприклад, - при виробництві лимонної кислоти із цукру, при виробництві спирту, пива. Деякі види пеніцилліумів вирощують для отримання лікарського препарату пеніцилліна, інші відіграють важливу роль при дозріванні сиру Рокфора.

5.Базідіоміцети мають гіллястий міцелій; розмноження статеве, нестатеве.

До цього класу відноситься велика кількість грибів,які пошкоджують плодові дерева, ягоди, городні і польові культури. Найбільш відомі сажкові гриби.

Сажкові гриби пошкоджують злакові рослини, викликають захворювання мокру , пилову і пухирцеву сажку. -

Рослини при таких захворюваннях покриваються чорним кольором, стають начебто обвугленими. Спори сажки, потрапивши в значній кількості в організм людини з продуктами харчування, стають причиною розладу кишечнику і ін. хвороб.

6. Дейтероміцети (недійсні гриби) мають багатоклітинний міцелій; розмноження відбувається при допомозі конідій і оідій. Найбільш поширеними є наступні роди цих грибів: альтернарія, ботрітіс, фузаріум.

Фузаріум викликає хворобу картоплі – суху гниль. Пошкодженні ділянки зморщуються, перетворюючись в суху крохмалисту масу. Цей гриб пошкоджує корені бобових і ін. рослин, внаслідок чого вони швидко засихають. Інші види пошкоджують злаки.

Альтеонарія пошкоджує коренеплоди в період зберігання, викликаючи чорну гниль у вигляді сухих вдавлених темно – сірих плям.

Оідіум утворюють сильно розгалужений міцелій, який у дорослих грибів розпадається на оідії. Гриби цього роду часто розвиваються в вигляді білої або кремової плівки на поверхні кисло-молочних і інших продуктів; можуть пошкоджувати вершкове масло.

ДРІЖДЖІ

Дріжджі відносяться до класу сумчастих грибів. Виділення їх в окрему групу пояснюється їх широким застосуванням в різних галузях виробництва – хлібопекарному, виноробному, спиртовому, пивоварному та ін. Дріжджі можна розглядати як одомашнені організми. Велика кількість дріжджів може перетворювати різні вуглеводи в етиловий спирт, вуглекислий газ, на чому і базується їх використання.

Деякі дріжджі застосовують як харчовий і кормовий продукт у зв'язку із здатністю нагромаджувати в клітинах велику кількість білків, жирів, різноманітних вітамінів, мінеральних речовин.

Кормові дріжджі вирощують на відходах спиртових виробництв, різних гідролізатах і ін. Добавка 1 т дріжджів в корм тваринам збільшує приріст на 1-1,6 т. У великих кількостях виробляються хлібопекарські дріжджі.

ФОРМА, РОЗМІРИ І БУДОВА

Клітини дріжджів мають в основному сферичну форму – еліпсоподібну або яйцеподібну. Зустрічаються круглі, циліндричні, лимоноподібні клітини. Форма дріжджів може змінюватися в залежності від умов розвитку.

Розміри клітини дріжджів досить великі порівняно із бактеріями. Вони коливаються в межах 1-5 мкм по найменшому діаметру і до 15 мкм по найбільшому діаметру.

В кожній клітині є чітко відокремлене від цитоплазми ядро.

У всіх дріжджів відсутні джгутики, тому вони нерухомі. В цитоплазмі дріжджів є крупні вакуолі, мітохондрії ( тільця аналогічні по функціях мезосомам), рибосоми; запасні поживні речовини.

РОЗМНОЖЕННЯ ДРІЖДЖІВ

Більша частина дріжджів розмножуються брунькуванням (пупкуванням). При цьому на клітині дріжджів утворюється один або декілька пухірців, в котрі із материнської клітини поступають половина ядра, частина цитоплазми і інші структурні елементи. Потім брунька відділяється від клітини. Іноді брунька, ще не відділившись, в свою чергу починає брунькуватися. В результаті утворюється цілий нагромадження дріжджових клітин.

У деяких дріжджів розмноження здійснюється діленням. Утворюється перегородка, в результаті чого клітина ділиться на дві, не завжди рівні частини. При послідовному діленні може утворюватися цілий ланцюг, який в кінцевому випадку розпадається на окремі клітини дріжджів. В сприятливих умовах процес розмноження відбувається протягом декількох годин.

Деякі дріжджі, розвиваючись на поверхні рідких субстратів, утворюють досить щільні зморшкуваті плівки, під якими субстрат псується або його речовини перетворюються у вуглекислий газ і воду; в результаті понижується вихід корисних продуктів. Особливо великі втрати від таких дріжджів у виноробстві, пивоварінні, при збереженні квашених овочів.

Є дріжджі, які крім брунькування і ділення , розмножуються ще спороутворенням. Кількість спор в клітині дріжджів від1 до 2, але частіше 4. Спори мають круглу. Овальну або іншу форму. Утворення спор може відбуватися статевим і безстатевим шляхом.

У багатьох культурних дріжджів , які давно використовує людина, здатність утворювати спори послаблена, а іноді і зовсім втрачена.

Спори більш стійкі до шкідливих факторів, ніж вегетативні клітини. Спороутворення наступає завжди після деякого періоду вегетативного розмноження, тобто після деяких змін в складі середовища, які приводять до спороутворення.

КЛАСИФІКАЦІЯ ДРІЖДЖІВ

Дріжджі по здатності утворення спор поділяють на дві родини –істинні (сахароміцети) і не дійсні (несахароміцети).

До істинних відносяться тільки ті, які можуть розмножуватися поряд із вегетативними способами ще й спорами.

До не дійсних дріжджів відносяться дріжджі, які нерозмножуються спорами.

Більша кількість дріжджів відноситься до роду сахароміцесс родини істинних дріжджів.