Тема № 2. Морфология и систематика микроорганизмов. Прокариоты (бактерии и актиномицеты). Эукариоты (мицелиальные и дрожжевые грибы). Вирусы и фаги.

Морфология и систематика микроорганизмов.Морфология микроорганизмов изучает их внешний вид, форму и особенности строения, способность к движению, спорообразованию, способы размножения. Морфологические признаки играют большую роль в распознавании и классификации микроорганизмов. С древнейших времен живой мир делили на два царства: царство растений и царство животных. Когда был открыт мир микроорганизмов, то их выделили в отдельное царство. Таким образом, до Х1Х века весь мир живых организмов делил на три царства. В начале в основу классификации микроорганизмов были положены морфологические признаки, так как больше о них человек ничего не знал. К концу Х1Х века было описано много видов; разные ученые, в основном ботаники делили микроорганизмы на группы принятые для классификации растений. В 1897 году для систематики микробов стали использовать наряду с морфологическими и физиологические признаки. Как выяснилось впоследствии, для научно обоснованной классификации одних каких-либо признаков бывает недостаточно. Поэтому используют комплекс признаков:

-морфологические(форма клеток, размеры, подвижность, размножение, спорообразование, окраска по Грамму);

- культуральные ( характер роста на жидких и плотных питательных средах);

-физиолого-биохимические (характер накапливаемых продуктов);

-генотипические (физико-химические свойства ДНК).

Геносистематика позволяет определить вид микроорганизмов не по сходству, а по родству. Установлено, что нуклеотидный состав суммарной ДНК в процессе развития микроорганизмов в разных условиях не изменяется. Идентичны по составу ДНК S- и R-формы. Обнаружены и такие микроорганизмы, которые имеют сходный нуклеотидный состав ДНК. Хотя и относятся к разным систематическим группам: кишечные палочки и некоторые коринебактерии. Это указывает на то, что при систематике (таксономии) микробов следует учитывать разные признаки.

До недавнего времени все живые существа клеточного строения в зависимости от взаимоотношения ядра и органелл с цитоплазмой, состава клеточной стенки и других признаков делили на две группы (надцарства):

1. Прокариоты-доядерные (отнесены – организмы, не имеющие четко выраженного ядра, представленного молекулой ДНК в форме кольца; в состав клеточной стенки входит пептидогликан (муреин) и тейхоевые кислоты; рибосомы имеют константы седиментации 70; энергетические центры клетки находятся в мезосомах и отсутствуют органеллы).

2. Эукариоты-ядерные (с четко выраженным ядром, отделенным от цитоплазмы оболочкой; в клеточной стенке отсутствует пептилдогликан и тейхоевые кислоты; рибосомы цитоплазмы крупнее; константа седиментации 80; энергетические процессы осуществляются в митохондриях; из органелл имеется комплекс Гольджи и др.).

В дальнейшем оказалось, что среди микроорганизмов есть и неклеточные формы-вирусы и поэтому выделили третье группу (царство) - вира.

Для обозначения микроорганизмов принята двойная (бинарная) номенклатура, которая включает в себя название рода и вида. Родовое название пишется с прописной буквы (заглавной), видовое (даже происходящее от фамилии)- со строчной (маленькой). Например, бациллу сибирской язвы называют Bacillus anthracis, кишечную палочку- Escherichia coli, аспергилл черный-Aspergillus niger.

Основной(низшей) таксономической единицей является вид. Виды объединяются в роды, роды- в семейства, семейства -в порядки, порядки- в классы, классы - в отделы, отделы- в царства.

Вид- это совокупность особей одного генотипа с явно выраженным фенотипическим сходством.

Культура - микроорганизмы, полученные от животного. Человека, растения или субстрата внешней среды и выращенные на питательной среде. Чистые культуру состоят из особей одного вида ( потомство полученное из одной клетки - клон).

Штамм- культура одного и того же вида выделенная из различных сред обитания и отличающиеся незначительными изменениями свойств. Например, кишечная палочка, выделенная из организма человека, крупного рогатого скота, водоемов, почвы могут быть разными штаммами.

Прокариоты (бактерии и актиномицеты).Бактерии(прокариоты)-это большая группа микроорганизмов (около 1600 видов), большинство из которых одноклеточные. Форма и размеры бактерий. Основные формы бакте­рий: шаровидная, палочковидная и извитая. Шаровидные бактерии - кокки имеют обыч­ную форму шара, встречаются уплощенные, овальной или бобовидной формы. Кокки могут быть в виде клеток оди­ночных — монококки (микрококки) или соединенных в различных сочетаниях: попарно — диплококки, по четыре клет­ки — тетракокки, в виде более или менее длинных цепо­чек - - стрептококки, а также в виде скоплений кубичес­кой формы (в виде пакетов) из восьми клеток, расположен­ных в два яруса один над другим, — сарцины. Встречаются скопления неправильной формы, напоминающие грозди ви­нограда, - стафилококки. Палочковидные бактерии могут быть одиноч­ными или соединенными попарно — диплобактерии, це­почками по три-четыре и более клеток — стрептобактерии. Соотношения между длиной и толщиной палочек быва­ют самыми различными.Извитые, или изогнутые, бактерии различа­ются длиной, толщиной и степенью изогнутости. Палочки, слегка изогнутые в виде запятой, называют вибрионами, палочки с одним или несколькими завитками в виде штопо­ра - спириллами, а тонкие палочки с многочисленными завитками — спирохетами. Благодаря использованию электронного микроскопа для изучения микроорганизмов в естественных природных суб­стратах были обнаружены бактерии, имеющие особую фор­му клеток замкнутого или разомкнутого кольца (тороиды); с выростами (простеками); червеобразной фор­мы — длинные с загнутыми очень тонкими концами; а так­же в виде шестиугольной звезды.

Размеры бактерий очень малы: от десятых долей мик­рометра (мкм) до нескольких микрометров. В среднем раз­мер тела большинства бактерий 0,5—1 мкм, а средняя дли­на палочковидных бактерий - - 2—5 мкм. Встречаются бак­терии, размеры которых значительно превышают среднюю величину, а некоторые находятся на грани видимости в обыч­ных оптических микроскопах. Форма тела бактерий, как и их размеры, может изме­няться в зависимости от возраста и условий роста. Однако при определенных, относительно стабильных условиях бак­терии сохраняют присущие данному виду размеры и форму. Масса бактериальной клетки очень мала, приблизительно 4- 10-^1:!г.

Строение бактериальной клетки. Клетка прокариотных организмов, к которым относятся бактерии, обладает принципиальными особенностями ультраструктуры. Клеточная стенка (оболочка)- важный структурный элемент большинства бактерий. На долю клеточ­ной стенки приходится от 5 до 20% сухих веществ клетки. Она обладает эластичностью, служит механическим барье­ром между протопластом и окружающей средой, придает клетке определенную форму. В состав клеточной стенки вхо­дит специфическое для прокариотных клеток гетерополимерное соединение - пептидогликан (муреин), отсутству­ющий в клеточных стенках эукариотных организмов. По методу окраски, предложенному датским физиком X. Грамом (1884 г.), бактерии делятся на две группы: грам положительные и грамотрицателъные. Грамположительные клетки удерживают краску, а грамотрицателъные не удер­живают ее, что обусловлено различиями в химическом со­ставе и ультраструктуре их клеточных стенок. У грамположительных бактерий клеточные стенки более толстые, амор­фные, в них содержится большое количество муреина (от 50 до 90% сухой массы клеточной стенки) и тейхоевые кис­лоты. Клеточные стенки грамотрицательных бактерий бо­лее тонкие, слоистые, в них содержится много липидов, мало муреина (5—10%) и отсутствуют тейхоевые кислоты. Клеточная стенка бактерий часто бывает покрыта сли­зью. Слизистый слой может быть тонким, едва различимым, но может быть и значительным, может образовывать кап­сулу. Нередко по размеру капсула намного пре­вышает бактериальную клетку. Ослизнение клеточных сте­нок иногда бывает настолько сильным, что капсулы отдель­ных клеток сливаются в слизистые массы (зоогели), в кото­рые вкраплены бактериальные клетки. Образуемые некото­рыми бактериями слизистые вещества не удерживаются в виде компактной массы вокруг клеточной стенки, а диф­фундируют в окружающую среду. При быстром размноже­нии в жидких субстратах слизеобразующие бактерии могут превратить их в сплошную слизистую массу. Такое явление наблюдается иногда в сахаристых экстрактах из свеклы при производстве сахара. За короткое время сахарный сироп может превратиться в тягучую слизистую массу. Ослизнению подвергаются мясо, колбасы, творог; наблюдается тя­гучесть молока, рассолов, квашеных овощей, пива, вина. Интенсивность слизеобразования и химический состав сли­зи зависят от вида бактерий и условий культивирования. Капсула обладает полезными свойствами, слизь предох­раняет клетки от неблагоприятных условий — у многих бак­терий в таких условиях усиливается слизеобразование. Кап­сула защищает клетку от механических повреждений и вы­сыхания, создает дополнительный осмотический барьер, служит препятствием для проникновения фагов, антител, иногда она является источником запасных питательных ве­ществ. Цитоплазматическая мембрана отделяет от клеточной стенки содержимое клетки. Это обязательная струк­тура любой клетки. При нарушении целостности цитоплазматической мембраны клетка теряет жизнеспособность. На долю цитоплазматической мембраны приходится 8—15% су­хого вещества клетки. В мембране содержится до 70—90% липидов клетки, толщина ее 7—10 нм¹. На срезах клеток в электронном микроскопе она видна в виде трехслойной струк­туры — одного липидного слоя и двух примыкающих к нему с обеих сторон белковых слоев. Цитоплазматическая мемб­рана местами впячивается внутрь клетки, образуя всевоз­можные мембранные структуры. В ней находятся различ­ные ферменты; она полупроницаема, играет важную роль в обмене веществ между клеткой и окружающей средой. Цитоплазма бактериальной клетки представляет собой полужидкую, вязкую, коллоидную систему. Мес­тами она пронизана мембранными структурами — мезосомами, которые произошли от цитоплазматической мембра­ны и сохранили с ней связь. Мезосомы выполняют различные функции; в них и в связанной с ними цитоплазматической мембране имеются ферменты, участвующие в энергетических процес­сах — в снабжении клетки энергией. Хорошо развитые мезосомы обнаружены только у грамположительных бактерий, у грамотрицательных они развиты слабо и имеют более про­стое строение. В цитоплазме содержатся рибосомы, ядерный аппарат и различные включения. Рибосомы рассеяны в цитоплазме в виде гра­нул размером 20—30 нм; рибосомы состоят примерно на 60% из рибонуклеиновой кислоты (РНК) и на 40% из белка. Рибо­сомы ответственны за синтез белка клетки. В бактериальной клетке в зависимости от ее возраста и условий жизни мо­жет быть 5—50 тыс. рибосом. Ядерный аппарат бактерий называют нуклеоидом или нуклеотидом. Электронная микроскопия ультратонких срезов клетки бактерий позволила установить, что носителем генетической информации клетки является молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). ДНК имеет форму двойной спиральной нити, замкнутой в кольцо; ее еще называют "бактериальная хромосома". Она расположена в определенном участке цитоплазмы, но не отделена от нее собственной мембраной.

Цитоплазматические включения бактериальной клет­ки разнообразны, в основном это запасные питательные ве­щества, которые откладываются в клетках, когда они раз­виваются в условиях избытка питательных веществ в среде, и потребляются, когда клетки попадают в условия голода­ния. В клетках бактерий откладываются полисахариды: гли­коген, крахмалоподобное вещество гранулеза, которые ис­пользуются в качестве источника углерода и энергии. Липи-ды обнаруживаются в клетках в виде гранул и капелек. Жир служит хорошим источником углерода и энергии. У многих бактерий накапливаются полифосфаты; они содержатся в волютиновых гранулах и используются клетками как источ­ник фосфора и энергии. В клетках серных бактерий откла­дывается молекулярная сера.

Подвижность бактерий. Шаровидные бактерии, как правило, неподвижны. Палочковидные бактерии бывают как подвижные, так и неподвижные. Изогнутые и спиралевид­ные бактерии подвижны. Некоторые бактерии перемещаются путем скольжения. Движение большинства бактерий осуществляется с помощью жгутиков. Жгутики — это тонкие, спирально закрученные нити белковой природы, которые могут осуществлять вращатель­ные движения. Длина жгутиков различна, а толщина так мала (10—20 нм), что в световой микроскоп их можно уви­деть только после специальной обработки клетки. Наличие, число и расположение жгутиков - постоянные для вида признаки и имеют диагностическое значение. Бактерии с од­ним жгутиком на конце клетки получили название монотрихов; с пучком жгутиков - лофотрихов', с пучком жгу­тиков на обоих концах клетки - амфитрихов; бактерии, у которых жгутики находятся на всей поверхности клетки, называются перитрихами. Скорость передвижения бактерий ве­лика: за секунду клетка со жгутиками может пройти рас­стояние в 20—50 раз больше, чем длина ее тела. При небла­гоприятных условиях жизни, при старении клетки, при ме­ханическом воздействии подвижность может быть утрачена. Кроме жгутиков, на поверхности некоторых бактерий име­ются в большом количестве нитевидные образования, зна­чительно тоньше и короче, чем жгутики - фимбрии (или пили).

Размножение бактерий. Для прокариотных клеток характерно простое деление клетки надвое. Деление клет­ки начинается, как правило, спустя некоторое время после деления нуклеоида. Палочковидные бактерии делятся попе­рек, шаровидные формы в разных плоскостях. В зависи­мости от ориентации плоскости деления и их числа возника­ют различные формы: одиночные кокки, парные, цепочки, в виде пакетов, гроздьев. Особенностью размножения бактерий является быстро­та протекания процесса. Скорость деления зависит от вида бактерий, условий культивирования: некоторые виды де­лятся через каждые 15—20 мин, другие — через 5—10 ч. При таком делении число клеток бактерий за сутки достига­ет огромного количества. Это часто наблюдается на пищевых продуктах: быстрое скисание молока вследствие раз­вития молочно-кислых бактерий, быстрая порча мяса и рыбы за счет развития гнилостных бактерий и т.д.

Спорообразование. Споры у бактерий образуются обыч­но при неблагоприятных условиях развития: при недостат­ке питательных веществ, изменении температуры, рН, при накоплении продуктов обмена выше определенного уровня. Способностью образовывать споры обладают в основном па­лочковидные бактерии. В каждой клетке образуется только одна спора (эндоспора).

Спорообразование — сложный процесс, в нем различа­ют несколько стадий: сначала наблюдается перестройка ге­нетического аппарата клетки, изменяются морфология нук-леоида. В клетке прекращается синтез ДНК. Ядерная ДНК вытягивается в виде нити, которая затем разделяется; часть ее концентрируется у одного из полюсов клетки. Эта часть клетки называется спорогенной зоной. В спорогенной зоне происходит уплотнение цитоплазмы, затем этот участок обособляется от остального клеточного содержимого пере­городкой (септой). Отсеченный участок по­крывается мембраной материнской клетки, образуется так называемая проспора. Проспора — это структура, распола­гающаяся внутри материнской клетки, от которой она отде­лена двумя мембранами: наружной и внутренней. Между мембранами формируется кортикальный слой (кортекс), сходный по химическому составу с клеточной стен­кой вегетативной клетки. Помимо пептидогликана, в кортексе содержится дипиколиновая кислота (С₇Н₈О₄Мg), кото­рая отсутствует в вегетативных клетках. В дальнейшем по­верх проспоры образуется оболочка споры, состоящая из нескольких слоев. Число, толщина и строение слоев различ­ны у разных видов бактерий. Поверхность наружной оболоч­ки может быть гладкой либо с выростами разной длины и формы. Поверх оболочки споры нередко образуется еще тон­кий покров, окружающий спору в виде чехла, — экзоспориум.

Споры имеют обычно круглую или овальную форму. Диаметр спор некоторых бактерий превышает ширину клетки, вследствие чего форма спороносящих клеток, изменяет­ся. Клетка приобретает форму веретена (клостридиум), если спора расположена в ее центре, или форму барабанной па­лочки (плектридиум), когда спора приближена к концу клетки.

После созревания споры материнская клетка отмирает, оболочка ее разрушается и спора освобождается. Процесс образования споры протекает в течение нескольких часов.

Наличие у бактериальных спор плотной, труднопрони­цаемой оболочки, малое содержание в ней воды, большое количество липидов, а также наличие кальция и дипиколиновой кислоты обусловливают высокую устойчивость спор к факторам внешней среды. Споры могут находиться в жизне­способном состоянии сотни и даже тысячи лет. Например, жизнеспособные споры выделены из трупов мамонтов и еги­петских мумий, возраст которых исчисляется тысячелетия­ми. Споры устойчивы к высокой температуре: в сухом состо­янии они погибают после прогревания при 165—170°С в те­чение 1,5—2 ч, а при перегретом паре (в автоклаве) -- при 121°С в течение 15—30 мин.

В благоприятных условиях спора прорастает в вегета­тивную клетку; этот процесс обычно длится несколько ча­сов.

Прорастающая спора начинает активно поглощать воду, активизируются ее ферменты, усиливаются биохимические процессы, приводящие к росту. Кортекс при прорастании споры превращается в клеточную стенку молодой вегетатив­ной клетки; освобождаются во внешнюю среду дипиколиновая кислота и кальций. Внешняя оболочка споры разрывает­ся, через разрывы выходит наружу "росток" новой клетки, из которого затем формируется вегетативная бактериаль­ная клетка.

Порчу пищевых продуктов вызывают лишь вегетатив­ные клетки. Знание факторов, способствующих образова­нию спор у бактерий, и факторов, которые вызывают их прорастание в вегетативные клетки, имеет значение в вы­боре способа обработки продуктов с целью предотвращения их микробной порчи.

Изложенные выше сведения характеризуют в основном так называемые истинные бактерии. Существуют и другие, более или менее отличающиеся от них, к которым относят­ся следующие.

Нитчатые (нитевидные бактерии). Это многокле­точные организмы в виде нитей различной длины, диамет­ром от 1 до 7 мкм, подвижных или прикрепленных к суб­страту. В основном нити со слизистым чехлом. Они могут содержать окись магния или окислы железа. Живут в водо­емах, встречаются в почве.

Миксобактерии. Это палочковидные бактерии, пере­двигаются путем скольжения. Они образуют плодовые те­ла — скопления клеток, заключенных в слизь. Клетки в пло­довых телах переходят в покоящееся состояние — миксоспоры. Эти бактерии живут в почве, на различных расти­тельных остатках.

Почкующиеся и стебельковые бактерии размножа­ются почкованием, образуют стебельки или то и другое вме­сте. Есть виды с выростами - простеками. Живут в почве и водоемах.

Актиномицеты. Бактерии имеют ветвистую форму. Одни — палочки слегка разветвленные (см. рис. 2, д), дру­гие — в виде тонких ветвящихся нитей, образующих одно­клеточный мицелий. Мицелиальные актиномицеты, называ­емые "лучистые грибки", размножаются спорами, развива­ющимися на воздушных ветвях мицелия. Актиномицеты бы­вают окрашены; они широко распространены в природе. Встречаются и на пищевых продуктах и могут вызвать их порчу. Продукт приобретает характерный землистый запах. Многие актиномицеты продуцируют антибиотики. Есть виды, патогенные для человека и животных.

Риккетсии. Палочковидные и кокковидные микроор­ганизмы, неподвижны, спор не образуют. Внутриклеточные паразиты; некоторые вызывают заболевания животных, и человека. Переносчиками риккетсий в основном являются на­секомые (вши, блохи, клещи).

Микоплазмы. Организмы без клеточной стенки, покры­ты лишь трехслойной мембраной. Клетки очень мелкие, иногда ультрамикроскопических размеров (около 200 нм), плеоморфные (разнообразной фор­мы) — от кокковидных до нитевидных. Некоторые вызыва­ют заболевания человека, животных, растений.

Основы систематики бактерий Современные системы классификации бактерий по существу являются искусственными, объединяют бактерии в определенные группы на основе сходства их по комплексу морфологических, физиологических, биохимических т генотипических признаков.В этих целях используется руководство Берги по определению бактерий (1974 год, 8-е издание и 1984г.-9-е издание). По 8-му изданию все прокариоты делят на два отдела - цианобактерии и бактерии. Первый отдел- цианобактерии (синезеленые водоросли)-это фототрофные микроорганизмы. Втрой отдел - бактерии. Этот отдел разделен на 19 групп. К 17-ой группе относят актиномицеты. По 9-му изданию царство прокариот подразделено на четыре отдела в зависимости от наличия или отсутствия клеточной стенки и ее химического состава: в первый отдел- тонкокожие, включены группы бактерий, Грамотрицательные, фототрофные и цианобактерии; во 2-ой отдел- твердокожие включены группы бактерий, относящиеся к окраске по Грамму положительно; в третий отдел включены микоплазмы- бактерии не имеющие клеточной стенки; в четвертый отдел включены метанобразующие и архебактерии(особая группа бактерий, обитающая в экстремальных условиях внешней среды и являющиеся одной из древнейших форм жизни).

Эукариоты (мицелиальные и дрожжевые грибы).Грибы Общая характеристика.Грибы (Мусоtа) — обширная и разнообразная группа растительных организмов. Они не содержат хлорофилла, не способны к синтезу органических веществ из углекисло­го газа; грибы — хемоорганотрофы. В природе грибы обита­ют на разнообразных субстратах, в почве, в воде и играют важную роль в круговороте веществ в природе.

Многие грибы употребляют в пищу, используют в про­мышленных условиях для получения органических кислот витаминов, ферментов, антибиотиков.

Многочисленные грибы, развивающиеся на пищевых продуктах, промышленных материалах и изделиях, вызы­вают их порчу и разрушение. Некоторые из них способны вырабатывать токсические для человека и животных веще­ства — микотоксины. Многие грибы поражают культурные растения в процессе их вегетации, нанося большой урон сель­скому хозяйству. Есть грибы, вызывающие заболевания че­ловека и животных.

Строение тела гриба. Вегетативное тело большин­ства грибов представляет собой грибницу, или мицелий, со­стоящий из ветвящихся нитей - гиф. Такие грибы называ­ют мицелиальными (или плесенями).

С помощью сканирующего электронного микроскопа установлено (А. А. Кудряшова), что гифы грибов различа­ются внешним видом, строением стенки, длиной, толщиной и рельефом поверхности. Они могут быть прямыми, изогнутыми, спиралевидными, со вздутиями или утолщениями, с углублениями и короткими отростками "корешками", слу­жащими для прикрепления к субстрату. Поверхность гиф бывает с шипами, гладкой, сетчатой, волокнистой, местами складчатой. Диаметр гиф колеблется от 2 до 25 мкм и более. Гифы растут вершиной или концами разветвлений, по­этому их клетки неоднородны по длине. Мицелий развива­ется частично в субстрате (субстратный мицелий), прони­зывая его и высасывая из него воду и питательные веще­ства, а частично - на поверхности субстрата (воздушный мицелий) в виде пушистых, паутинообразных или тонких налетов, пленок. Гифы отдельных грибов могут плотно пе­реплетаться и даже срастаться между собой. У некоторых грибов гифы соединяются параллельно в тяжи, достигаю­щие иногда нескольких метров в длину, по ним притекают питательные вещества.

Немногие грибы не имеют мицелия. Это некоторые пред­ставители низших грибов, а также дрожжи, которые явля­ют собой одиночные округлые или удлиненные клетки.

Мицелий одних грибов клеточный - гифы разделены перегородками (септами) на клетки, часто многоядерные; мицелии других — неклеточный, гифы не имеют перегоро­док, и весь мицелий представляет собой как бы одну гигантскую клетку с большим числом ядер. Из плотного сплетения гиф состоят так называемые пло­довые тела грибов, в которых находятся органы размножения. Видоизмененным мицелием являются склероции — обыч­но темные, различной формы образования из плотно пере­плетенных гиф грибной клетки.

Склероции устойчивы к неблагоприятным условиям внеш­ней среды, богаты запасными питательными веществами.

Строение клетки. Грибы имеют эукариотный тип клет­ки, строение которой сходно с клетками других раститель­ных организмов, но у грибов отсутствуют пластиды.

Клетки большинства грибов имеют многослойную клеточ­ную стенку, состоящую на 80—90% из полисахаридов; в не­большом количестве имеются белки, липиды, полифосфаты.

Основным полисахаридом клеточной стенки большинства
грибов является хитин, у некоторых — целлюлоза. Под кле­
точной стенкой расположена трехслойная цитоплазматичес-
кая мембрана.

В цитоплазме находятся многочисленные органоиды - структуры различного строения и функций.

Митохондрии — образования из липопротеиновых мем­бран, в которых осуществляются энергетические процессы и синтезируется АТФ- вещество, богатое энергией.

Эндоплазматический ретикулум (эндоплазматическая сеть) — мембранная система из взаимосвязанных канальцев (местами суживающихся или расширяющихся), которая про­низывает цитоплазму и связана с цитоплазматической мем­браной и мембраной ядра. В этом органоиде происходит син­тез многих веществ (липидов, углеводов и др.).

Аппарат Гольджи - мембранная система, связанная с ядерной мембраной и с эндоплазматической сетью. К его многообразным функциям относятся транспортирование ве­ществ, синтезируемых в эндоплазматической сети, а также удаление из клетки продуктов обмена.

Рибосомы — очень мелкие, округлые, многочисленные образования. Часть их находится в свободном состоянии, часть прикреплена к мембранам. В рибосомах происходит синтез белка.

Лизосомы — мелкие округлые тельца, покрытые мем­браной. В них содержатся ферменты, переваривающие (рас­щепляющие) поступающие извне белки, углеводы, липиды.

Ядро (или несколько ядер) окружено двойной мембра­ной. В нуклеоплазме имеются ядрышко и хромосомы, со­держащие ДНК. В ядерной оболочке расположены поры, обеспечивающие транспорт веществ между ядром и цито­плазмой.

Вакуоли — полости, окруженные мембраной, заполнен­ные клеточным соком и включениями запасных питатель­ных веществ (волютина, гликогена, жира).

Размножение грибов. Особенностью грибов является боль­шое разнообразие способов и органов размножения. Один и тот же гриб часто имеет несколько форм размножения. При этом внешний вид гриба может настолько изменяться, что каждом из них гриб рассматривают как самостоятельный вид.

Грибы размножаются вегетативным, бесполым и поло­вым путями,

Вегетативное размножение происходит без образова­ния каких-либо специализированных органов: частями ми­целия или отдельными клетками оидиями (артроспорами), образующимися в результате расчленения гиф, которые на питательном субстрате разрастаются в грибни­цу. Размножение происходит и образующимися на гифах хламидоспорами— толстостенными клетками, ус­тойчивыми к неблагоприятным условиям.

При бесполом и половом размножении образуются спе­циализированные клетки — споры, с помощью которых и осуществляется размножение.

При бесполом способеразмножения споры образуются на особых гифах воздушного мицелия, внешне отличающихся от других гиф. У одних грибов споры образуются экзогенно (открыто) - на вершине гиф снаружи их. Такие споры называются кони­диями, а гифы, несущие их - конидиеносцами

Конидиеносцы развиваются на мицелии поодиночке или группами. При групповом развитии конидиеносцы одних гри­бов объединяются в пучки (коремии), у других они распола­гаются тесным слоем в особых кувшиновидных (пикниды) или блюдцеобразных (ложе) образованиях из плотного спле­тения гиф. Конидии образуются непосредственно на конидиеносце или на специальных клетках, расположенных на его верши­не. Эти клетки обычно имеют форму бутылочек и называют­ся стеригмами или фиалидами. Конидии располагаются на конидиеносцах (или на стеригмах) поодиночке, группами, цепочками и т. д. У других грибов споры образуются эндогенно — внутри особых клеток, развивающихся на концах гиф. Эти клет­ки — вместилища спор - называются спорангиями, нахо­дящиеся в них споры — спорангиоспорами, а гифы, несу­щие спорангии со спорами, - спорангиеносцами. От несущей гифы спорангий отделен перегородкой (колон­кой), врастающей внутрь спорангия. У некоторых грибов в спорангиях образуются подвиж­ные споры, снабженные жгутиками - зооспоры. Спорангиоспоры и конидии бывают различной формы, размера и окраски, благодаря чему грибы в стадии спороношения имеют вид окрашенных налетов. Созревшие конидии осыпаются. При созревании спорангиоспор спорангии лопа­ются и из них высыпаются споры. Конидии и спорангиоспоры пассивно разносятся потоками воздуха на большие рас­стояния. Попав в благоприятные условия, споры прораста­ют в гифы. Спорангиеносцы, и особенно конидиеносцы грибов, име­ют разнообразное строение и внешний вид, типичные для отдельных представителей.

При половом размножении грибов спорообразованию предшествует половой процесс - слияние половых клеток с последующим объединением их ядер. В результате образу­ются специализированные органы размножения. Развитие этих органов, формы полового процесса у грибов многообразны. У грибов с клеточным мицелием в качестве органа поло­вого размножения образуются базидии со спорами или сум­ками со спорами. Базидия представляет собой мешковидно вытянутую клетку, на которой имеются выросты- стеригмы (обычно че­тыре), на каждом из которых находится по одной споре. Эти споры называются базидиоспорами. Базидии бывают и многоклеточными. Сумка (аскус) имеет вид цилиндрической клетки, внут­ри которой находятся споры (чаще восемь), называемые аскоспорами. Аскоспоры бывают различной фор­мы, бесцветными или окрашенными. Базидии и сумки иногда располагаются на мицелии по­одиночке, но большей частью они развиваются группами или слоями в особых образованиях из плотно переплетенных гиф — плодовых тел. По форме, строению и окраске плодо­вые тела очень разнообразны. Такими плодовыми телами яв­ляются, например, шляпка с ножкой белого гриба, сыроеж­ки, опенка и др.

У грибов с неклеточным мицелием в результате полово­го процесса образуется одна спора — зигоспора или ооспора. При развитии зигоспоры происходит слияние двух внеш­не неразличимых клеток мицелия, а при развитии ооспоры — слияние двух внешне различных половых клеток. Ооспоры и зигоспоры имеют толстую оболочку, содер­жат много запасных питательных веществ и способны долго сохраняться в неблагоприятных условиях.

Большинство грибов может размножаться бесполым и половым путем, такие грибы называют совершенными. Некоторые грибы не способны к половому размножению, их называют несовершенными. Особенности способов размноже­ния и строения органов размножения используют при рас­познавании грибов. Эти особенности лежат в основе их клас­сификации.

Основы систематики грибов. Все грибы объединены в царство Мусора, которое под­разделено на два отдела: слизевые грибы- Миксомикота (Myxomycota) и собственно грибы, или истинные грибы Эумикота (Eumycota).

Слизевые грибы, или миксомицеты, — своеобразная группа грибов, не имеющих клеточного строения. Вегета­тивное тело их представляет собой слизистую массу — го­лую цитоплазму с большим числом ядер. В цикле развития наблюдается образование плодовых тел со спорами. Разви­ваются они на отмерших растениях, но имеются и парази­тические формы.

Истинные грибы (эумицеты) распределены на шесть классов: 1-й - - хитридиомицеты; 2-й - - оомицеты; 3-й -зигомицеты; 4-й — аскомицеты; 5-й - - базидиомицеты и 6-й — дейтеромицеты (несовершенные грибы). Грибы трех первых классов рассматривают как низшие формы, а ос­тальные — как высшие. В основу подразделения грибов на классы положен комплекс признаков, ведущими из которых являются строение мицелия, типы полового и бесполого размножения.

Ниже дается краткая характеристика основных классов грибов; для каждого из них приведены в качестве примеров грибы, являющиеся распространенными возбудителями пор­чи продуктов или используемые в промышленных произ­водствах.

Хитридиомицеты (Chytridiomycetes). Мицелий у них развит слабо или отсутствует, а тело представляет собой голый протопласт, клеточная оболочка отсутствует. Размно­жаются хитридиомицеты главным образом бесполым путем посредством подвижных спор с одним жгутиком — зооспор, развивающихся внутри зооспорангиев.

Половой процесс разнообразен; у одних в результате полового процесса образуется ооспора, у других — зиго­спора.

Хитридиомицеты в большинстве своем водные грибы; многие — внутриклеточные паразиты низших и высших растений. В пораженных органах и клетках растений пара­зит превращается в покоящуюся клетку — цисту с толстой оболочкой. Одним из представителей этого класса является гриб синхитриум.

Синхитриум — возбудитель рака клубней картофеля На пораженных клубнях около глазков образуются различных размеров темные буг­ристые наросты (опухоли), напоминающие губку. В нарос­тах содержится масса зооспор гриба, которые освобожда­ются из разрушающихся тканей клубня и заражают другие клубни. В течение лета это может повторяться много раз. Осенью в клубнях образуются покоящиеся цисты, которые могут сохраняться в почве много лет. Весной при благопри­ятных условиях они прорастают, образуя зооспоры, кото­рые заражают молодые растения. Потери урожая могут быть до 40—60%. Основные меры борьбы - выведение устойчи­вых сортов и обеззараживание почвы.

Оомицеты (Ооmycetes). Мицелий у них хорошо раз­вит, неклеточный, многоядерный. Бесполое размножение происходит с помощью развивающихся в зооспорангиях зоо­спор с двумя жгутиками. При половом процессе образуются ооспоры.

Многие оомицеты паразитируют на высших растениях. Такими вредоносными являются фитофтора и плазмопара.

Фитофтора , или картофель­ный гриб, поражает клубни и ботву картофеля. На коротких разветвленных спорангиеносцах развиваются яйцевидные или лимоновидные спорангии. Во влажной среде в них об­разуется несколько подвижных зооспор, которые затем про­растают в гифы. В сухой среде зооспоры не образуются, спорангий непосредственно прорастает в гифу. Фитофтора поражает также помидоры и баклажаны.

Плазмопара — гриб, который вы­зывает болезнь винограда, называемую милъдъю или лож-номучнистой росой. Гриб поражает листья и ягоды. Пора­женные ягоды буреют, покрываются паутинистым налетом, состоящим из спороносцев гриба, сморщиваются и опадают. Развитию болезни благоприятствует повышенная влажность воздуха. Ооспоры плазмопары перезимовывают в почве и могут сохраняться жизнеспособными в течение нескольких лет.

Зигомицеты (Zugomycetes ). Мицелий у них хорошо развит, неклеточный. Бесполое размножение происходит с помощью неподвижных спорангиоспор; половое — зигоспо­рами (зиготой). К этому классу относят мукоровые (Мисогасеае) грибы, широко распространенные в природе. Мукоровые грибы характеризуются разнообразным строе­нием органов бесполого размножения. У некоторых, напри­мер, у тамнидиум, наряду с крупными многоспоровыми спорангиями имеются еще маленькие спорангии с небольшим числом спор — спорангиоли. Многие мукоровые грибы являются возбудителями порчи различных пищевых продуктов. Они развиваются на продуктах в виде пушистой белой или серой массы. Наибольшее значение из мукоровых грибов имеют мукор и ризопус. Грибы рода мукор (Мyсоr) имеют крупные спорангии, образующиеся на одиночных, простых или ветвящихся спо-рангиеносцах. Виды этого рода отличаются один от другого по форме и окраске споранг<