Главная | Обратная связь

Лабораторное занятие № 3.

Тема: Морфология и систематика грибов

Цель: ознакомиться с морфологией и систематикой грибов. Цель занятия: – освоить технику приготовления простейших микроскопических препаратов и методику их светового микроскопирования; - ознакомиться с особенностями биологии и морфологии наиболее распространенных плесневых грибов и дрожжей; - получить дополнительную информацию об использовании грибов в качестве продуцентов современной биотехнологии.

Теоретическая часть.

3.1 Общая характеристика грибов Грибы – это одна из самых больших и процветающих групп организмов; к ней относится около 80 000 описанных видов. Размеры грибов колеблются от одноклеточных форм (например, дрожжей) до больших, имеющих так называемое плодовое тело, и используемых в пищу. Грибы занимают самые разные экологические ниши, как в воде, так и на суше. Грибы имеют большое значение в связи с той ролью, которую они играют в биосфере, и в связи с тем, что они используются людьми для медицинских и хозяйственных целей. К грибам относятся бесчисленные плесени, разнообразные дрожжи и многочисленные другие организмы, населяющие нашу планету. Среди грибов известно много возбудителей болезней как животных и человека, так и растений. Изучением грибов занимается наука микология (от греч.mykes-гриб). Это одно из направлений микробиологии, так как большая часть методик, применяемых при исследовании грибов, практически не отличаются от методик, используемых при изучении бактерий.

Грибы – это эукариоты, утратившие хлорофилл, и являющиеся такими же гетеротрофами, как и животные. Вместе с тем у них имеется жесткая клеточная стенка, и они, как и растения, не способны к передвижению. В настоящее время грибы выделяют в отдельное царство Fungi. Современная систематика грибов представлена следующим образом: Две самые большие и наиболее высокоорганизованные группы – это Ascomycota и Basidiomycota. Микроскопические грибы живут, как правило, на поверхности различных субстратов. Большинство из них является аэробами (то есть нуждаются в кислороде воздуха). Грибы легко выдерживают низкие температуры, и поэтому могут жить и размножаться даже в бытовых и производственных холодильных камерах. Среди грибов встречаются как сапрофиты, так и паразиты (см. способы питания микроорганизмов). Все грибы для осуществления своей жизнедеятельности используют углерод готовых органических соединений. Таким образом, грибы, как и животные, относятся к гетеротрофным организмам. У представителей царства грибов имеет место как бесполое, так и половое размножение. Однако, последнее встречается только у более высокоорганизованных форм (отдел Ascomycota). Бесполое размножение может осуществляться либо с помощью спор, либо путем почкования клетки (см. далее). Для большинства грибов характерно наличие мицелия. Такие грибы часто называют плесенями. Более академичное название – мицелиальные грибы. Соответственно те грибы, у которых мицелий отсутствует, называют безмицелиальными.

Представления о морфологии мицелиальных (плесневых ) грибов. Мицелиальные грибы, как было уже сказано, все имеют так называемое вегетативное тело – мицелий, (или грибницу), состоящую из тонких ветвящихся нитей, называемых гифами. В микологии гифы определяют как нитчатые вегетативные органы. Различают субстратный мицелий (погруженный в субстрат), и необходимый для питания организма, и воздушный (поверхностный), развивающийся на поверхности среды и служащий для размножения. Мицелий бывает септированный (разделенный перегородками) и несептированный. Иногда мицелий грибов образует ризоиды – корешкообразные выросты, при помощи которых крепится к субстрату и получает питательные вещества.

Общие представления о размножении мицелиальных (плесневых) грибов. Для плесневых грибов характерно бесполое (вегетативное) размножение. При бесполом размножении вертикально растущие гифы воздушного мицелия дифференцируются в так называемые спорангиеносцы, которые заканчиваются расширением – спорангием (см. строение Mucor). Спорангий делится на части, вокруг каждой из которых впоследствии появляется собственная клеточная стенка. Образовавшиеся структуры называют спорами (см. строение Mucor). Именно из споры и развивается новая вегетативная клетка, то есть осуществляется процесс размножения. Следует отметить, что такая спора и исходная материнская, а также образовавшаяся дочерняя клетка, по набору генов идентичны друг другу. Иногда споры образуются не в спорангии, а просто на конце спорангиеносца. В этом случае такие споры принято называть конидиями, а вместо термина спорангиеносец используется термин конидиеносец. В любом случае, споры освобождаются и, попадая в благоприятные условия, дают начало новой плесени. Таки образом, споры служат для размножения грибов. Это один из вариантов бесполого размножения. Конидиеносцы бывают иногда разветвленными. Тогда они имеют на конце ветвления верхушечные клетки шиловидной или веретеновидной формы, называемые стеригмами. Часто встречаются многоярусные стеригмы (см. строение Aspergillus). Однако, образование спор у грибов может происходить и по иному . Образующиеся в этом случае споры принято называть зигоспорами. Такой способ размножения очень близок к половому, однако в строгом смысле этого термина таковым не является. В современной биологии для обозначения подобного явления пользуются термином парасексуальный процесс.

3.2. Приготовление и микроскопирование препаратов мицелиальных (плесневых) грибов.Цель: .Изучить культуральные признаки плесневых грибов. Большинство плесневых грибов, развиваясь на предметах окружающей среды пищевых продуктах, размножаются бесполым путем (оидиями, конидиями, спорангиоспорами).Поэтому на лабораторных занятиях рассматривают только способы бесполого размножения на примерах грибов — возбудителей порчи пищевых продуктов. Культуры этих грибов выращивают в чашках Петри на плотной питательной среде. Культуры в чашках не следует без надобности держать открытыми, так как споры грибов легко осыпаются и рассеиваются, что может привести к нежелательному заражению плесневыми грибами лаборатории, изучаемых культур и людей.

При изучении отмечают: размер колоний, их форму, плотность, строение наружного края и центра, характер поверхности, цвет колоний, окраску субстрата и обратной стороны колоний, выделение капель жидкости (экссудата). На плотных средах мицелиальные грибы образуют округлые или широко распространенные по поверхности, не врастающие в субстрат, пушистые, нитевид­ные, паутинообразные, ватоподобные или мучнистоподобные колонии. Вегетативный мицелий большинства видов не окрашен. Пигментирован только плодоносящий мицелий. Поэтому молодые колонии имеют белый или сероватый цвет. По мере развития органов плодоношения колонии приобретают желтый, розовый, бежевый, красный, зеленый, черный или другой цвет.

Задание. Результаты работы записать в рабочую тетрадь и оформить в виде таблиц. 1 и 2.

Таблица 1.Культуральные признаки плесневых грибов

Номер колонии	Размер колонии	Форма колонии	Строение колонии	Характер поверхности
			Наружний край	Центр

Таблица 2.

Культуральные признаки плесневых грибов

Номер колониимер коло­нии	Цвет	Изменение цвета среды вокруг колонии	Образование экссудата
колонии	воздушного мицелия	субстратного мицелия	реверзума	среды вокруг колонии	экссудата

2. Изучение морфологических признаков плесневых грибов. Приготовление препаратов грибов для микроскопирования производят двумя обожженными и затем охлажденными препаровальными иглами. Отбирают небольшой кусочек мицелия вместе с плодоносящими гифами. Переносят его на хорошо обезжиренное предметное стекло в каплю смеси глицерина и этанола (1:1). Осторожно, не нарушая структуры мицелия, расправляют гифы иглами, после чего накрывают покровным стеклом и слегка прижимают. Препарат просматривают с объективом 40.

Для приготовления препарата гриба оидиум (Oidium) необходимо снять (слегка соскабливая) иглой его белый мицелий с субстрата.

При проведении микроскопического исследования следует установить многоклеточность мицелия и отсутствие специальных органов размножения. Гриб размножается оидиями, которые образуются на концах гиф путем их расчленения в виде бесцветных клеток прямоугольной или округло-прямоугольной формы. В препарате могут наблюдаться иногда цепочки нераспавшихся оидий (рис. 1).

 

 

 

Рисунок 1. Oidium с оидиоспорами

 

Для приготовления препарата гриба мукор (Мисог) (рис. 2) нужно взять его пушистый воздушный мицелий черновато-серого цвета и накладывать покровное стекло осторожно, без резкого броска, чтобы не раздавить спорангии — вместилища спор. При проведении микроскопического исследования выявить одноклеточное строение мицелия и органы размножения — спорангиеносцы. Рассмотреть их по всей длине, передвигая соответствующим образом препарат. Спорангиеносцы мукора, как правило, простые, неветвящиеся, отрастают от грибницы одиночно. Спорангии, сидящие на их верхушках (колонках), крупные, шарообразные, с массой спор, которые видны через тонкую прозрачную оболочку спорангия. Спорангиоспоры — одноклеточные, округлые или эллипсоидальные, гладкие, бесцветные или сероватого цвета. В препарате всегда есть много свободно лежащих спор, высы­павшихся из некоторых лопнувших спорангиев

Рисунок 2 Mucor^ а- спорангиоспоры; б – спорангий; в – гифа

При микроскопическом исследовании выявить древовидно разветвленный конидиеносец, на концах ветвей которого кучками располагаются конидии — одноклеточные, сероватого цвета, овальной формы (рис. 2).

К мукоровым грибам относятся ризопус (Rhizopus) (рис. 3), который отличается от мукора образованием так называемых ризоидов и столонов, которые служат для захвата новой площади.

 

[П1]

Рисунок 3. Rhizopus: а – ризоиды; б – столон; в – спорангиеносец; г – спорангий

Для приготовления препарата гриба аспергиллус (Aspergillus) необходимо взять воздушный окрашенный мицелий с края колонии

.При микроскопическом исследовании найти многоклеточные гифы и органы размножения — конидиеносцы. Конидиеносец по внешнему виду простой, одноклеточный, неветвящийся. На его конце имеется булавовидное вздутие, на котором расположены в один ярус бутылочковидные клетки стеригмы, а на них одноклеточные споры в виде цепочек — конидии. Верхушка конидиеносца с массой неосыпавшихся спор кажется плотной, плохо просвечивается, ее можно рассмотреть лишь при осыпании спор (см. рис. 4).

Рисунок 4. Aspergillus.Головки конидиеносцев: 1-6; 7 – дерновинка конидиеносцев и под ней клестокарпий, окруженный оберткой из толстостенных клеток; 8 – сумка со спорами; 9 – прорастание аскоспоры

 

Для приготовления препарата гриба пенициллиум (Penicillium) рекомендуется брать более молодую, зеленую часть грибницы, расположенную на границе с белым ее краем, заметно внедряясь в нее препаровальными иглами.При микроскопическом исследовании найти многоклеточные гифы и органы размножения — конидиеносцы. Они представляют собой многоклеточные гифы, кистевидно разветвленные на концах. На концах ветвей расположены стеригмы (по 2 - 4), а на стеригмах — цепочки одноклеточных конидий, имеющих голубовато-зеленую окраску с различными оттенками (рис. 4) Для приготовления препарата гриба ботритис (Botritis) следует взять небольшой кусочек воздушной пушистой грибницы. На кладывать покровное стекло надо очень осторожно, чтобы не разрушить конидиеносцы, с которых легко осыпаются конидии.

Для приготовления препарата гриба адьтернария (Alternaria)необходимо взять грибницу в ее черных участках, заметно внедряясь иглами в глубь грибницы.

При микроскопическом исследовании найти многоклеточный мицелий и крупные многоклеточные темноокрашенные конидии округло-грушевидной или заостренно-вытянутой формы. Обратить внимание на то, что конидиеносцы-гифы, на которых находятся конидии, слабо развиты и мало отличаются от других вегетативных гиф (чаще они слегка пигментированы — серого или бурого цвета). Конидии образуются на таких конидиеносцах поодиночке или короткими цепочками. Конидии альтернарии часто септированные.

При изучении отдельных возбудителей плесневения пищевых продуктов и промышленных товаров необходимо уметь распознавать их, т. е. установить название, принадлежность к тому или иному классу, семейству, роду, виду.