Значение микроорганизмов в природе и народном хозяйстве

Из всех функций на Земле важное значение микроорганизмов в том, что они участвуют в круговороте веществ в природе, в особенности углерода.

Микроорганизмы участвуют в образовании полезных ископаемых, а также в их добычи.

Микроорганизмы вызывают заболевания человека, животных и растений. Портят пищевые продукты, строительные материалы, вызывает коррозию металлов.

Микробы разрушают: гранит, древесину и др. материалы. Есть в природе парадокс, чем меньше живой организм, тем он продуктивней.

Микроорганизмы широко используется в различных отраслях народного хозяйства. С помощью микробов получают белки, жиры, углеводы, органические кислоты, ферменты, витамины, антибиотики и другие ценные вещества.

Микроорганизмы широко используются и пищевой промышленности. С помощью микробов получают хлеб и хлебопродукты, квас, вино, пиво, различные молочные продукты, колбасы и т.д.

Очень хорошо используется в сельском хозяйстве для получения высоких урожаев сельхоз культур и животноводстве.

 

Лекция № 2

Строение и классификация микроорганизмов.

Бактерии

 

Бактерии составляют обширную группу микроорганизмов. В настоящее время известно более 2400 видов бактерии.

Форма бактерий

Они бывают различной формы - шаровид­ной, палочковидной и извитой.

Шаровидныебактерии носят общее название - кокки. Встречаются они в виде одиночных клеток - микрококки, соединенных попарно - Диплококки, по четыре - тетракокки, в виде цепочек - стрептококки; иногда кокки составляют группировки в виде одиночных пакетов по восемь клеток или из нескольких пакетов - сардины. Они образуют также скопления, напоми­нающие виноградные грозди, - стафилококки.

Палочковидныебактерии имеют форму одиночных, соеди­ненных попарно или цепочкой палочек. Соотношение между длиной и толщиной палочек может быть различным.

Извитые(изогнутые) бактерии различаются не только по длине и толщине, но и по степени извитости (изогнутости). Па­лочки, изогнутые в виде запятой, называются вибрионами; па­лочки с одним или несколькими завитками - спириллами; длинные палочки с множеством завитков - спирохетами.

Размеры большинства бактерий колеблются в пределах 0,5-5 микронов. Микрон равен одной тысячной доле милли­метра и обозначается буквой греческого алфавита ц (ми).

Столь незначительные размеры бактерий не позволяют ви­деть их невооруженным глазом. При изучении бактерий, как и других микроорганизмов, исследователи пользуются микроско­пом. Современный оптический микроскоп позволяет вести наблюдения при увеличении в 1000 и более раз.

Форма бактериальной клетки и ее размеры не являются по­стоянными. Они могут изменяться в зависимости от условий обитания микроба, а также от возраста микробной клетки.

При неблагоприятных условиях среды бактериальная клет­ка может принять резко измененную, уродливую форму. Для выяснения типичных форм и размеров того или иного предста­вителя бактерий создают определенные условия выращивания.

Строение бактерий

Бактериальная клетка состоит из про­топлазмы, ядра (ядерного вещества) и оболочки. Ядро может быть обособленным от протоплазмы или распределенным в ней в виде ядерного вещества.

Протоплазмапредставляет полужидкую прозрачную живую массу очень сложного химического состава. Она находится в коллоидном состоянии и содержит воду, белки, жиры, мине­ральные вещества и ферменты. Протоплазма у молодых бакте­рий заполняет всю клетку. В протоплазме же старых клеток появляются полости (вакуоли), заполненные клеточным соком (водным раствором органических и минеральных веществ).

Помимо обычных веществ в протоплазме могут быть различ­ные включения - жир, углеводы и другие химические соедине­ния, являющиеся запасным питательным материалом.

В клетках некоторых бактерий содержатся красящие веще­ства (пигменты).

Прилегающий к оболочке слой протоплазмы является более уплотненным, чем остальная масса протоплазмы. Этот слой полупроницаем и играет важную роль в обмене веществ между бактериальной клеткой и средой.

Протоплазма очень чувствительна к внешним воздействиям. Она необратимо свертывается уже при температуре выше 60°С, на нее губительно действуют кислотность или щелочность среды, а также ядовитые вещества. Протоплазма способна те­рять воду, т. е. обезвоживаться и, наоборот, впитывать воду – набухать. Большая потеря воды также вызывает свертывание протоплазмы.

Ядробольшинства бактерий не обособлено от протоплазмы. Ядерное вещество диффузно распределено внутри клетки. Только у некоторых более сложных форм бактерий имеется от­дельно образованное ядро. Настоящие бактерии имеют диффуз­ное ядро.

Оболочкапридает определенную форму бактериальной клетке, защищает ее от неблагоприятных воздействий и уча­ствует в обмене веществ клетки. Оболочка состоит из азоти­стых соединений и углеводов, близких к крахмалу и гемицеллюлозе. Под микроскопом оболочку рассмотреть обычно не удает­ся. Требуется специальная обработка, чтобы можно было ее увидеть. Молодые клетки имеют тонкую и эластичную оболочку, которая при старении уплотняется и теряет эластичность.

Оболочка некоторых бактерий способна ослизняться. Сте­пень ослизнения может зависеть от условий внешней среды. Слизеобразующие бактерии иногда превращают жидкие среды в сплошную слизистую массу. Такое слизеобразование иногда происходит в сахаристых экстрактах при производстве са­хара.

Ослизнению подвергаются также многие пищевые продук­ты - мясо, колбасные изделия, рыбопродукты, молочные про­дукты, квашеные овощи и т. д., что может причинить большие убытки.

В некоторых случаях слизеобразующие бактерии играют по­ложительную роль. Так, в производстве ацидофилина исполь­зуется слизеобразующая бактерия, придающая этому продукту характерную тягучую консистенцию.

Движение бактерий

Среди бактерий встречаются подвиж­ные и неподвижные формы. Движение бактерий происходит обычно при помощи так называемых жгутиков. Некоторые из­витые бактерии, не имеющие жгутиков, передвигаются путем изгибания тела. Жгутики бактерий определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, имеют большую длину, чем сама клетка. Толщина жгутиков 12-20 нм, длина 3-15 мкм. Жгутики состоят из белка - флагеллина (от flagellum – жгутик).

Расположение жгутиков на теле бактерии может быть раз­личным: один жгутик на конце тела (бактерии-монотрихи), пучок жгутиков на конце тела (бактерии-лофотрихи), жгутики расположены по всей поверхности тела (бактерии-перитрихи) у кишечной палочки, протея и др. Лофотрихи имеют пучок жгутиков на одном из концов клетки. Амфитрихи имеют по одному жгутику или пучку жгутиков на противоположных концах клетки.

Характер движения определяется характером жгутования. Бактерии с полярно расположенными жгутиками движутся по прямой, только иногда делая отклонения в сторону в виде лег­ких колебательных движений. Движение бактерий, имеющих жгутики по всему телу, носит беспорядочный характер, проис­ходит в виде оживленного кувыркания.

Скорость перемещения у разных бактерий различна. Наибо­лее подвижным считается холерный вибрион, который за 1 се­кунду проходит расстояние, в 15 раз превышающее длину его тела. Большая же часть бактерий за 1 секунду перемещается на расстояние, близкое длине их тела. На подвижность бактерий очень сильное влияние оказы­вают условия внешней среды.

 

Размножение бактерий

Размножение бактерий происходит путем деления клетки пополам. Перегородка, образующаяся при делении вегетативной клетки, у шаровидных бактерий мо­жет проходить по любому из диаметров клетки; у палочковид­ных и извитых бактерий перегородка делит тело поперек; деле­ние спирохет может происходить вдоль тела бактерии.

Скорость деления бактериальной клетки при благоприятных условиях очень велика и составляет около 30 минут. Вновь образовавшиеся из одной две клетки через следующие 30 ми­нут, в свою очередь, образуют четыре клетки и т. д. Если бы все бактерии остались живыми, то через сутки они сплош­ным слоем покрыли бы весь земной шар. Однако этого не про­исходит, поскольку большая часть бактерий погибает вследствие неблагоприятных условий внешней среды: недостатка питания и влаги, колебаний температуры. И все же нет такого места на земле, нет такого предмета, которые оказались бы не обсемененными различными бактериями. Несмотря на массовую гибель бактерий, незначительная часть их, сохранившись, при благоприятных условиях вновь создает чудовищное по своему количеству потомство. Стоит бактериям попасть на пищевые продукты, которые являются для них питательной средой, как вскоре эти продукты окажутся испорченными вследствие массо­вого размножения на них микроорганизмов. Поэтому очень важно при переработке и хранении пищевых продуктов создать такие условия, которые оказались бы неблагоприятными для бактерий и предотвратили их массовое размножение. С этой целью применяют низкие и высокие температуры, высушивание, (удаление влаги из продукта) и ряд других факторов, неблаго­приятно действующих на бактерии.

Спорообразование бактерий

Споры – своебразная форма покоящихся фирмикутных бактерий, т. е. бактерий с грамположительным типом строения клеточной стенки. Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высушивание, дефицит питательных веществ и др. Внутри бактериальной клетки образуется одна спора (эндоспора). Образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения, как у грибов. Спорообразующие бактерии рода Bacillus имеют споры, не превышающие диаметр клетки. Бактерии, у которых размер споры превышает диаметр клетки, называются клостридиями, например, бактерии рода Clostridium (лат. Clostridium – веретено). Споры кислотоустойчивы, поэтому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля-Нильсена в красный, а вегетативная клетка в синий цвет.

Многие палочковидные бакте­рии способны образовывать в определенных условиях споры. Такие бактерии, в отличие от всех остальных, называются ба­циллами.

Форма спор может быть овальной, шаровидной; расположение в клетке – терминальное, т. е. на конце палочки (у возбудителя столбняка), субтерминальное – ближе к концу палочки (у возбудителей ботулизма, газовой гангрены) и центральное (у сибиреязвенной бациллы).

Размеры спор, как правило, меньше размеров ве­гетативных клеток. В некото­рых случаях, однако, диаметр споры может превышать диа­метр вегетативной клетки, вследствие чего форма самой клетки при спорообразовании изменяется. Когда спора образуется в центре клетки, то эта клетка по форме напоминает веретено (клостридиум); в случае образования споры в конце клетки она приобретает форму ба­рабанной палочки (плектридиум).

Спора долго сохраняется из-за наличия многослойной оболочки, дипиколината кальция, низкого содержания воды и вялых процессов метаболизмов. В благоприятных условиях споры прорастают, проходя три последовательные стадии: активация, инициация, прорастание.

Спорообразование как свойство бактерий (бацилл) с точки зрения переработки и хранения пищевых продуктов является крайне нежелательным, так как затрудняет и усложняет борьбу с этими микроорганизмами. Чтобы уничтожить споры, например, в консервах, их приходится стерилизовать, т. е. подвер­гать нагреванию до температуры 120°С, а такой нагрев отрица­тельно сказывается на качестве консервированных продуктов. Стерилизация молока существенно изменяет его первоначаль­ные свойства, приводит к потере витаминов. А если молоко не нагревать до такой высокой температуры, то его невозможно будет долго сохранить. Так, пастеризованное молоко, которое нагревается только до температуры 80-90°С с целью сохранения питательных веществ, портится при комнатной температуре очень быстро, потому что в процессе пастеризации уничтожают­ся лишь вегетативные формы микробов, а споры не погибают. В нагретом до комнатной температуры молоке они прорастают и быстро размножаются, вызывая порчу этого продукта.

Свойством образовывать споры обладают многие бациллы, вызывающие опасные заразные болезни, а также отравления. К их числу относятся, например, бациллы сибирской язвы и бациллы ботулизма.

Систематика бактерий

Бактерии составляют определенную группу микроорганиз­мов, однако у них имеются признаки, сближающие их с низ­шими грибами и с низшими водорослями, а спирально извитые бактерии (спирохеты) стоят ближе к низшим животным орга­низмам. Поэтому предполагается, что различные группы бакте­рий имеют неодинаковое происхождение, хотя их принято отно­сить к растительным организмам.

Систематика (классификация) бактерий весьма затруднительна. Объясняется это очень малыми и к тому же непостоян­ными размерами бактерий, простотой их форм и отсутствием резко выраженных внешних признаков, которые помогли бы установить четкие границы между различными представителями бактерий. Поэтому единой, общепринятой системы подразделе­ния бактерий не существует. В настоящее время имеется не­сколько классификаций (и у нас и за рубежом), основанных на учете различных внешних и физиологических признаков бактерий, а также их родственных связей с другими организ­мами.

Одна из систематик делит бактерии на два порядка - шизомицеты (дробящиеся грибки) и актиномицеты (лучистые грибки), внутри которых различают семейства и роды. В основу деления на семейства взята внешняя форма бактерий и способ­ность их к спорообразованию, а в основу деления на роды - положение перегородки при делении клетки и степень изви­тости клетки. Ниже рассматривается эта систематика с некоторыми изме­нениями и добавлением порядка миксобактерии.

 

Порядок шизомицеты

Шизомицеты подразделяют на шесть семейств: кокки, бактерии, спириллы, спирохеты, десмобактерии и бациллы.

Семейство кокки объединяет шаровидные бактерии - кокки. Они имеют форму шара, подвижность и спорообразование у них наблюдается очень редко. Это семейство включает три рода, насчитывающие более 300 видов:

• стрептококки размножаются путем деления клеток всегда в одной плоскости и образуют цепочки из двух и более клеток;

• сарцины размножаются путем деления последовательно в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и образуют пакеты из восьми сросшихся клеток;

• микрококки размножаются путем деления в разных плоско­стях, поэтому встречаются в виде одиночных клеток (микро­кокки), соединенных по четыре клетки (тетракокки) или целых скоплений клеток (стафилококки).

Семейство бактерии включает один род - собственно бакте­рии, объединяющие более 300 видов. Этот род представлен неспорообразующими палочковидными подвижными и непо­движными клетками.

Собственно бактерии встречаются в виде одиночных, а также соединенных попарно и цепочками палочек.

Как видно, термин «бактерии» имеет в микробиологии двоя­кое значение. В широком смысле он означает целую опреде­ленную группу микроорганизмов, а в узком смысле исполь­зуется для наименования не образующих спор палочковидных бактерий.

Семейство спириллы состоит из двух родов спирально изви­тых и изогнутых палочек, не образующих спор:

• вибрионы характеризуются короткими, слабо изогнутыми клетками, напоминающими запятую. Движение вибрионов осу­ществляется преимущественно за счет одного полярного жгу­тика;

• спириллы имеют длинные и сильно изогнутые клетки, напо­минающие спираль или штопор. Часто они бывают снабжены пучком полярных жгутиков.

Семейство спирохеты подразделяют на несколько родов - спирохеты, лептоспиры и др.

Представители этого семейства имеют очень длинные и тон­кие клетки, длина которых во много раз превышает толщину. Клетки многократно изогнуты, наподобие длинной спирали. К этому семейству относятся главным образом болезнетворные бактерии, например,возбудители сифилиса, возвратного тифа и др.

Семейство десмобактерии включает несколько родов нитча­тых бактерий, характеризующихся многоклеточным строением и особым способом размножения - с помощью специальных клеток, называемых гонидиями.

Гонидии развиваются из концевых клеток нити; образовав­шиеся гонидии, попав в субстрат, прорастают в новые нити. В пределах самой нити клетки размножаются поперечным де­лением. Среди нитчатых бактерий бывают подвижные и неподвиж­ные формы. Движение нитчатых бактерий осуществляется изги­банием тела, жгутиков они не имеют.

Из десмобактерии важное значение имеют железобактерии и серобактерии, принимающие деятельное участие в превраще­ниях соединений железа и серы в природе.

Семейство бациллы состоит из одного рода - бациллы. Сюда относятся подвижные и неподвижные спорообразующие палочки, которые после спороношения принимают веретено­образную форму (клостридиум) или форму барабанных пало­чек (плектридиум). Группа бацилл включает многочисленных представителей (более 500 видов). Они широко распростра­нены в природе и участвуют в превращениях азотистых и без­азотистых веществ.

Среди бацилл имеются болезнетворные формы, вызывающие опасные заболевания.

 

ЛЕКЦИЯ № 3

Ультрамикробы

Ультрамикробы являются более мелкими и простыми по строению микроорганизмами, чем бактерии. Размеры их изме­ряются миллимикронами (ммк), т. е. тысячными долями ми­крона. Поэтому они невидимы в обычные микроскопы. Наблю­дение ультрамикробов возможно лишь при помощи электрон­ных микроскопов, которые дают увеличение от нескольких де­сятков до более 100 тыс. раз.

Электронный микроскоп изобретен в России А. А. Лебеде­вым. Современные электронные микроскопы дают возможность тщательно изучать ультрамикроскопические организмы, что имеет большое значение для развития науки - вирусологии.

К ультрамикробам относятся фильтрующиеся вирусы и бак­териофаги.

Фильтрующиеся вирусы. Они не имеют клеточного строения, открыты русским ученым Д. И. Ивановским в 1892 г. В настоя­щее время обнаружено около 200 вирусов. Все они являются паразитами и вызывают многие болезни человека (грипп, бе­шенство, корь и др.), животных (ящур, чуму крупного рогатого скота) и растений (мозаичную болезнь табака, огурцов, арбу­зов, бобовых, турнепса и др.).

Форма вирусов бывает округлая, палочковидная, много­угольная, нитевидная.

Размеры их настолько малы (5-800 нм.), что они прохо­дят сквозь фильтры, которые задерживают обычные микробы. Отсюда они и получили свое название - фильтрующиеся ви­русы.

Вирусы размножаются путем деления. Размножаются они при благоприятных условиях чрезвычайно быстро.

Развитие вирусов происходит за счет веществ клетки жи­вого организма, в котором поселился вирус.

Вирусы выдерживают нагревание до 60-90°С, легко перено­сят высушивание и низкие температуры, однако они малоустой­чивы к химическим ядам и ультрафиолетовым лучам.

Бактериофаги. Впервые были обнаружены русским ученым Н. Ф. Гамалея в 1899 г. Во время опытов с бактериями, вызы­вающими сибирскую язву, он установил, что эти бактерии, по­мещенные в благоприятные условия, через некоторое время неожиданно бесследно исчезали. Оказалось, что они растворя­лись под действием не известного до этого паразита, имеющего значительно меньшие размеры, чем бактериальная клетка. Невидимый паразит бактерий был назван бактериофагом, т. е. пожирателем бактерий. В дальнейшем выяснилось, что бактериофаги способны «пожирать» и другие бактерии, вызывая их растворение (лизис). Установлено, что действие бактериофагов носит избирательный характер, каждый из них растворяет только определенных бактерий. Бактериофаги уничтожают как болезнетворных, так и неболезнетворных бактерий.

Форма и размеры бактериофагов различны. Одни из них представляют собою округлые тельца с нитевидным отростком, другие не имеют отростка.

Размеры бактериофагов составляют 40-100 миллимикрон (без от­ростка).

Бактериофаги, как и вирусы, не имеют клеточного строения, проходят через бактериальные фильтры и могут развиваться только в живых клетках. Они устойчивы к высушиванию и низ­ким температурам, ко многим химическим ядам, выдерживают нагревание до 80°С.

Бактериофаги широко распространены в природе. Они на­ходят применение в медицине и ветеринарии для лечения и предупреждения болезней.

Бактериофаги могут причинять вред в пищевом производ­стве, вызывая растворение молочнокислых бактерий, с помощью которых получают закваски для приготовления масла и сыра.

Грибы

Грибы составляют обширную группу микроорганизмов. Они относятся к низшим растительным организмам, не имеют хло­рофилла и питаются готовыми органическими веществами. Грибы нуждаются в свободном доступе воздуха, и поэтому хо­рошо растут только на поверхности субстратов, образуя пуши­стые налеты. Грибы могут развиваться в воздушных пустотах, образующихся иногда внутри пищевых продуктов, например, при неплотной набивке масла, в трещинах и щелях, появляю­щихся в головках сыра, и т. д.

Грибы менее прихотливы к условиям внешней среды, чем бактерии. Они значительно легче выдерживают низкие темпе­ратуры, повышенную соленость, сахаристость и кислотность среды. Поэтому плесени развиваются в холодильниках и холо­дильных камерах, поражают соленые и кислые продукты, а также продукты, содержащие много сахара (варенье, по­видло и т. д.).

При неправильном содержании складских помещений (в условиях повышенной влажности) плесени развиваются на стенах, на отсыревшем оборудовании и инвентаре, а оттуда по­падают на пищевые продукты, вызывая их порчу.

Однако многие из грибов находят широкое применение в производстве пищевых продуктов (сыры рокфор, закусочный), витаминов, ферментов, антибиотиков, органических кислот.

Строение грибов. Тело грибов состоит из тонких перепле­тающихся нитей, называемых гифами. Переплетения их обра­зуют грибницу, или мицелий.

Некоторые грибы не имеют нитчатого строения. Многие из таких грибов вызывают болезни растений, например, рак кар­тофеля, черную ножку капустной рассады.

Грибы бывают одноклеточные и многоклеточные. У одноклеточ­ных грибов весь разветвленный мицелий представляет одну клет­ку. Гифы многоклеточных грибов имеют перегородки.

Строение клеток грибов мало, чем отличается от строения кле­ток других организмов.

Клетка гриба состоит из обо­лочки, протоплазмы и одного или нескольких ядер. В состав обо­лочки входят клетчатка, пекти­новые и азотистые вещества. Протоплазма имеет различные включения и вакуоли. В качестве запасных питательных веществ встречаются углеводы и жировые вещества.

Размножение грибов. Грибы отличаются большим разнообра­зием способов размножения. Многие из них имеют специальные органы размножения. Размножаются грибы главным образом сводами, которые, попав на питательный субстрат, прорастают и образуют гифы.

Размножение грибов может происходить и с помощью от­дельных кусков мицелия, оторвавшихся от гриба. Попав на питательную среду, такие куски разрастаются и образуют новую грибницу.

Некоторые грибы размножаются посредством особых кле­ток — оидий. Они образуются при распадении гиф на отдельные клетки, каждая из которых на питательной среде может развиваться в новый гриб. Размножение грибов с помощью отдельных частей мицелия или оидий напоминает веге­тативное размножение высших растений (например, клубнями или частями клубней размножается картофель).

Спорообразование у грибов может происходить бесполым и половым путем.

При бесполом размножении споры образуются на концах особых гиф, имеющих иное строение, чем остальные гифы.

У одних грибов на концах таких гиф развиваются наружные споры, располагающиеся поодиночке, группой или цепочкой. Эти споры называются конидиями, а несущие их гифы - конидиеносцами. После созревания конидии осыпают­ся и в благоприятных условиях дают начало новому мицелию.

У других грибов споры образуются внутри круглых споран­гиев, развивающихся на концах гиф, называемых спорангиеносцами. Созревшие спорангии лопаются и из них высыпаются споры, которые в благоприятных условиях прора­стают в гифы и образуют новый гриб.

Грибы дают огромное количество спор, которые могут пере­носиться токами воздуха на значительные расстояния.

Конидии и спорангии имеют различную форму и окраску, благодаря этому грибы в период спороношения приобретают вид окрашенных налетов. А различия в строении и внешнем виде конидиеносцев и спорангиеносцев используются для рас­познавания грибов.

При половом размножении грибов спорообразование проис­ходит после полового процесса, заключающегося в слиянии двух клеток.

В результате такого слияния у низших одноклеточных гри­бов образуется так называемая зигоспора (при слиянии двух внешне одинаковых клеток) или ооспора (при слиянии мужской и женской клеток). В благоприятных условиях зигоспора и ооспора прорастают в новую плесень.

У высших многоклеточных грибов образуется несколько спор: у некоторых, как правило, четыре базидиоспоры, у дру­гих - обычно восемь аскоспор.

Базидиоспоры развиваются на верхнем конце особой мешковидной клетки - базидии, а аскоспоры - в клетке, имеющей цилиндрическую фор­му, - аскусе (сумке).

Базидии и аскусы чаще всего раз­виваются группами или слоями в осо­бых плодовых телах, состоящих из плотно переплетенных гиф. Шляпки и ножки съедобных грибов являются плодовыми телами. Товароведная классификация съедобных грибов основана на различии строения и распо­ложения органов размножения гри­бов.

Многие грибы способны размно­жаться бесполым и половым путем. Такие грибы называются совершен­ными. Грибы, размножающиеся только бесполым путем и не способные к половому размножению, на­зываются несовершенными.

Некоторые грибы способны образовывать особые клетки, представляющие собой покоящиеся стадии развития грибов. Например, спорынья образует склероции, нередко поражающие колосья злаков.

Склероции представляют собой темного цвета твердые образования из плотно переплетенных гиф. Они содержат незначительное количество воды, но богаты запасными пита­тельными веществами. Склероции устойчивы к внешним воздей­ствиям, а в благоприятных условиях прорастают и образуют новый мицелий.

Гриб головня образует хламидоспоры - плотные, покрытые толстой оболочкой отдельные участки гиф. Головня также по­ражает злаковые растения. Хламидоспоры образуют в колосьях целые скопления в виде черной пыли. Как и склероции, в бла­гоприятных условиях они прорастают и дают начало новому грибу.

 

Систематика грибов

По морфологическим и физиологическим признакам грибы подразделяются на пять классов: архимицеты, фикомицеты, аскомицеты, базидиомицеты и несовершенные грибы.

Архимицеты. Они насчитывают около 300 видов и отли­чаются отсутствием мицелия или имеют слаборазвитый мице­лий. Размножаются они преимущественно бесполым путем, с помощью спор, образующихся в спорангиях.

Многие из этих грибов поражают низшие и высшие расте­ния, вызывая у них различные заболевания (например, рак картофеля, черную ножку капустной рассады).

Фикомицеты. Это одноклеточные грибы с сильно развитым мицелием, включают около 700 видов, размножаются бесполым и половым путем; бесполое размножение происходит с помощью спор, развивающихся в спорангиях; при половом процессе образуются зигоспоры или ооспоры.

Представителями этого класса являются фитофтора, плазмопара и мукор.

Фитофтора, или картофельный гриб, поражает клубни и ботву картофеля, а также помидоры и баклажаны. На поверх­ности пораженных участков образуется белесый пушистый на­лет, представляющий собой скопление спорангиеносцев. Из со­зревших спорангиев высыпаются споры, которые могут пора­жать здоровые овощи. Фитофтора может зимовать в почве, образуя там ооспоры и хламидоспоры.

Плазмопара вызывает болезнь винограда, называемую мильдью. Гриб проникает в клетки винограда и вызывает их гибель. Ткань пораженного винограда приобретает бурую окраску и покрывается паутинистым налетом, состоящим из спорангиеносцев грибка. Плазмопара также образует ооспоры, способные сохраняться несколько лет.

Мукор (головчатая плесень) - распространенный возбуди­тель порчи пищевых продуктов; он часто поражает хлебобулоч­ные изделия, плоды и овощи, развивается на отсыревших сте­нах складских помещений. Среди мукоровых грибов имеются представители, вызывающие болезни животных и человека.

Многие мукоровые грибы способны сбраживать сахаристые вещества с образованием спирта и органических кислот и ис­пользуются в пищевой промышленности.

Аскомицеты (сумчатые грибы). Они имеют многоклеточный мицелий. Бесполое размножение происходит с помощью конидий, при половом процессе образуются аскоспоры. Этот класс насчитывает огромное количество видов - около 20 тыс. Многие из них поражают культурные растения и вызывают порчу пи­щевых продуктов. Ряд аскомицетов находит техническое при­менение.

К числу аскомицетов относятся аспергиллус, пенициллиум, склеротиния, вентурия, спорынья. Дрожжи (дрожжевые гриб­ки) также являются представителями этого класса грибов, однако они рассматриваются отдельно ввиду их особой техни­ческой важности.

Аспергиллус (желтая, оливковая, черная плесень) вызывает порчу пищевых продуктов животного и растительного проис­хождения.

Некоторые виды аспергиллуса используются для получения лимонной кислоты, ферментов, применяются вместо солода в производстве спирта.

Пенициллиум (зеленая, голубая, сизая плесень) имеет кистевидное строение конидиеносцев и поэтому называется также кистевиком. Он поражает многие пищевые продукты - молоч­ные и мясные товары, колбасы, плоды и т. д., развивается на стенах сырых помещений.

Некоторые виды пенициллиума используются для получения ценного лечебного препарата - пенициллина, применяющегося при гнойных и воспалительных процессах. Один из кистевиков играет важную роль в созревании сыра рокфора.

Склеротиния вызывает белую гниль плодов и овощей. Мице­лий склеротинии проникает в пораженный продукт, а снаружи образует хлопьевидный налет белого цвета.

Вентурия является причиной парши яблок и груш. Заболе­вание проявляется на плодах в виде бархатистых пятен оливко­вого цвета, плоды не дозревают и принимают уродливую форму.

Спорынья поражает злаковые культуры и резко снижает их урожай. Мука, полученная из зерна, пораженного склероциями спорыньи, ядовита, потому что склероции содержат ядовитые вещества.

К аскомицетам относятся также съедобные грибы трюфели, сморчки и строчки.

Базидиомицеты. Они имеют многоклеточный мицелий. Раз­множаются главным образом половым путем с образованием базидиоспор. Бесполое размножение происходит с помощью конидий.

Базидиомицеты составляют обширную группу, объединяю­щую более 20 тыс. видов грибов.

В группу базидиомицетов входят шляпочные грибы, труто­вики, домовые грибы, головня и ржавчинный гриб.

Шляпочные грибы (плодовые тела) имеют на нижней сто­роне шляпки радиально расположенные пластинки (опенок, шампиньон, груздь и др.) или трубочки (белый гриб, подбере­зовик, подосиновик и др.). На поверхности пластинок и внутри трубочек находятся базидии. Среди шляпочных грибов встре­чаются ядовитые (мухомор, бледная поганка и др.).

Мицелий шляпочных грибов развивается в почве или ча­стично внедряется в корневую систему растений.

Трутовики являются разрушителями древесины. Они могут поражать как живые растения, так и деревянные сооружения и постройки. Трутовики образуют на пораженных деревьях твер­дые копытообразные плодовые тела в виде наростов. Гриб про­никает в ствол дерева и использует содержимое клеток, вслед­ствие чего древесина разрушается. Трутовики наносят большой вред деревянным строениям, если они находятся в условиях достаточной влажности.

Домовые грибы являются активными разрушителями дере­вянных частей зданий. Домовой гриб образует на пораженной древесине белый ватообразный мицелий.

Головня поражает зерновые культуры. При этом гриб обра­зует такое большое количество темноокрашенных хламидоспор, что пораженные части растений выглядят обуглившимися. От­сюда он и получил свое название.

Ржавчинный гриб - вредитель различных культурных расте­ний (зерновых, подсолнечника и др.). Гриб образует ржавые пятна на пораженных частях растений, так как содержит в ми­целии и спорах капли масла цвета ржавчины.

Несовершенные грибы

Они имеют многоклеточный мицелий, размножаются только бесполым путем, с помощью оидий и конидий. Класс несовершенных грибов насчитывает около 25 тыс. видов. Грибы этого класса широко распространены в природе. Они вызывают плесневение продовольственных товаров, пара­зитируют на культурных растениях.

Представителями этого класса являются фузариум, ботритис, альтернария, оидиум, фома, кладоспориум.

Фузариум поражает плоды, овощи и злаки. Заболевания, вызываемые этим грибком, называются фузариозами.

Фузариум является причиной сухой гнили картофеля, не­редко поражает корни и стебли растений, которые вследствие этого быстро засыхают. Употребление хлеба, полученного из зерна, зараженного фузариумом, вызывает отравление, напо­минающее опьянение («пьяный хлеб»).

Ботритис вызывает шейковую гниль репчатого лука, серую гниль овощей (капусты, томатов, моркови и др.) и ягод (клуб­ники, малины, земляники и др.).

Альтернария является паразитом различных корнеплодов (моркови, петрушки и др.), вызывает у них черную гниль, кото­рая проявляется в виде вдавленных темных пятен на поверх­ности корнеплодов.

Оидиум (молочная плесень) часто образует бархатистые пленки на поверхности квашеных овощей и молочнокислых продуктов, приводя их к порче. Иногда молочная плесень по­ражает дрожжи, сыры, масло и другие продукты.

Монилия вызывает плодовую гниль яблок и груш. Пора­женная мякоть плодов приобретает бурый цвет и размягчается, а на кожице образуются скопления конидиеносцев с конидиями.

Фома является паразитом растений, вызывает порчу раз­личных пищевых продуктов. Грибы этого рода могут вызвать сердцевинную гниль свеклы и порчу сливочного масла.

Кладоспориум поражает различные пищевые продукты (масло, сыры, мясо, яйца и др.), образуя на них черные пятна.

Дрожжи

Дрожжи (дрожжевые грибки) представляют собою одно­клеточные неподвижные микроорганизмы. Они широко распро­странены в природе в виде так называемых диких дрожжей. Дикие дрожжи имеют удлиненную колбасовидную или шаро­видную форму. Они наносят вред хозяйству, вызывая порчу различных продуктов (вина, пива и др.). Многие дрожжи нахо­дят применение в промышленности и с этой целью выращи­ваются и культивируются человеком. Такие дрожжи назы­ваются культурными.

Промышленное значение дрожжей заключается в том, что они способны сбраживать сахар, превращая его в спирт и угле­кислый газ. Это свойство дрожжей используется в производстве хлеба, спирта, различных вин, пива, кваса, молочнокислых про­дуктов (кефира, кумыса) и др.

Дрожжи отличаются высоким содержанием белков и вита­минов (В, D, Е),поэтому применяются для пищевых и кормо­вых целей как источники этих веществ.

Строение дрожжей. Клетки дрожжей имеют шаровидную, яйцевидную или эллипсоидную форму. Иногда встречаются дрожжи цилиндрической формы. В процессе развития дрожжевой клетки форма ее может изменяться. Форма дрожжей зависит также и от условий внешней среды, в которой они развиваются.

Размеры дрожжевых клеток составляют 10-15 миллимикрон.

Дрожжевая клетка состоит из протоплазмы, ядра и обо­лочки. Внутри клетки имеются различные включения в ви