Грибы – одна из крупных и процветающих групп организмов. Это эукариоты, у которых нет хлорофилла, и, следовательно, они питаются готовыми органическими веществами, как животные, а запасным питательным веществом является гликоген. Вместе с тем у них есть жесткая клеточная стенка, они не способна передвигаться, как и растения, поэтому их выделили в особое царство.
Размножение грибов происходит тремя способами:
Широко известны шляпочные грибы – лисички, мухоморы, белые, грузди. Их плодовые тела представлены ножкой и шляпкой, состоят из плотно прилегающих нитей грибницы. Шляпки окрашены. Различают трубчатые шляпочные грибы, у которых нижний слой шляпки образован трубочками (белый гриб, подосиновик) и пластинчатые, с нижним слоем из пластинок (сыроежки, лисички). В трубочках и пластинках образуются миллионы спор.
Плесневые грибы – мукор и пеницилл, развиваются на пищевых остатках, в почве, навозе, на плодах. Пеницилл вырабатывает вещества, губительно действующие на бактерии. Их выделяют и используют для лечения воспалительных заболеваний. К этой же группе относятся дрожжи – , которые могут образовывать колонии, это используется в хлебопечении.
Полезное значение грибов:
Сапрофитные грибы вместе с почвенными бактериями оказывают влияние на формирование почвы, так как разлагают органические вещества до неорганических.
Вместе с бактериями сапрофитные грибы применяются для очистки точных вод.
Одним из самых древних способов применения грибов является бродильное производство.
Самые знаменитые сорта сыра – это продукт одновременной работы бактерий и различных видов грибов.
Получение антибиотиков – например, пенициллин.
Некоторые грибы являются наиболее удобными объектами для исследований и генной инженерии.
Являются дешевым источником кормового белка.
Вредное значение грибов:
Сапрофитные грибы, поселяясь на продуктах питания и различных органических материалах, могут вызвать их порчу.
Возбудители различных заболеваний.
Надцарство Эукариоты
Царство Грибы
Отдел грибы.
Морфофизиологическая характеристика отдела.
Грибы – это группа гетеротрофных организмов, объединяющая около 100 000 видов.
Они обособлены по своей морфофизиологической организации от остального мира живых существ. Их нельзя отнести ни к растениям, ни к животным. Тело грибов состоит не из типичных клеток, а из нитей. С миром животных их связывает наличие мочевины в обмене веществ, запасного вещества - гликогена, а также хитина в стенках гиф. С растениями их объединяет прикрепленный образ жизни, способность к неограниченному росту, тенденция к расчленению тела, что способствует всасыванию всей поверхностью тела.
Происхождение.
Теория растительного происхождения грибов предполагает их происхождение от зеленых водорослей, из чего следует, что грибы – явно регрессивная группа растений, утративших хлоропласты.
Теория животного происхождения основывается на том, что грибы изначально являются бесхлорофильными организмами, т.е. происходят от простейших гетеротрофных организмов, а не от водорослей. Эта теория предпочтительней, поскольку бесхлорофильные водоросли, в качестве запасного продукта накапливают крахмал. У грибов крахмала нет.
Жесткая клеточная стенка белковая и содержит хитин.
Тело состоит из длинных тонких нитей, называемых гифами. Совокупность гиф образует мицелий. Клетки мицелия запасают углеводы в виде гликогена.
Размножение: бесполое осуществляется при помощи спор. Если споры образуются в специальных органах – спорангиях, то спороношение эндогенное, если непосредственно на вертикальных гифах– экзогенное спороношение.
Вегетативное размножение осуществляется частями мицелия или почкованием.
Митоз и мейоз протекает без разрушения кариолеммы, под ней образуется веретено деления. После распределения хромосом ядро разделяется перетяжкой.
Выделяют три формы полового процесса:
гаметогамия = слияние гамет, образованных в гаметангиях. Может быть изогамия, гетерогамия, оогамия.
Соматогамия = слияние двух клеток вегетативного мицелия;
Гаметангиогамия = слияние двух половых структур, не дифференцированных на гаметы.
Систематика: Отдел настоящие грибы делится на шесть классов.
К низшим грибам относят:
Класс Хитридиомицеты
Класс Оомицеты
Класс Зигомицеты.
К высшим грибам:
Класс Сумчатые (аскомицеты)
Класс Базидиомицеты
Класс Несовершенные грибы.
Низшие грибы имеют неклеточное строение (несептированный мицелий), т.к. его гифы не разделены на перегородки. Их тело представлено одной гигантской разветвленной многоядерной клеткой. Например, представители плесневых грибов, относящихся к зигомицетам. Высшие грибы имеют членистое (септированное тело), многоклеточное с одним или двумя ядрами. Например, аскомицеты, и шляпочные грибы, относящиеся к базидиомицетам.
Класс зигомицеты. Плесневые грибы.
Размножение может быть бесполым (спорами), вегетативным (частями мицелия), редко половым (зигогамия).
Зигогамия (гаметангиогамия) делится на несколько стадий:
Образование гиф, физиологически отличных: + женский и –мужской.
Образование утолщенных и обособленных участков на концах гиф (гаметангии гаплоидны);
Слияние гаметангиев с последующим слиянием ядер и образованием зиготы (2n); После периода покоя зигота делится мейозом и прорастает в гифу, увенчанную спорангием.
Прорастание зиготы.
Класс сумчатые (аскомицеты)
Аскомицеты – класс высших грибов с многоклеточным мицелием и органами спороношения – сумками (асками).
В этих стромах в результате полового процесса образуются плодовые тела – перитеции, заполненные длинными цилиндрическими сумками – асками, содержащими нитевидные аскоспоры. Созревание спор идет во время цветения злаков, в результате мейоза – это споры полового размножения.
Эти споры активно выбрасываются с помощью ветра, попадают на рыльца злаков, где и прорастают. Образующийся мицелий проникает в завязь пестика злака и разрушает ее. На наружных концах гиф мицелия в результате митоза отшнуровываются конидии – споры бесполого размножения, т.е. наступает конидиальное спороношение.
При этом гифы гриба выделяют капельки сладкой жидкости – медвяную росу. Насекомые переносят конидии на цветки соседних растений и заражают их. Склероции содержат алкалоиды, вызывающие отравления.
Пенициллиум – гриб сапрофит. Имеет членистый мицелий. Вверх отходят гифы - конидиеносцы, ветвящиеся на верхнем конце, которые называются – стеригмы. Каждый членик одноядерный. Стеригмы заканчиваются цепочкой наружных спор – конидий. В результате полового процесса образуются сумки с восемью аскоспорами, которые помещены внутри закрытого плодового тела – клейстотеции. Из мицелия пенициллиума Флемингом впервые был выведен антибиотик пенициллин. Применяется также в пищевой промышленности для приготовления особых сортов сыра.
Дрожжи – одноклеточные грибы из класса аскомицеты. Их вегетативное овальное тело одноклеточное и одноядерное. В природе существует большое число видов. Из – за способности сбраживать углеводы, расщепляя глюкозу с образованием этанола и углекислого газа, в культуру человеком введены пивные, винные, хлебопекарные и другие виды дрожжей.
Характеризуются сильно выраженным аэробным обменом веществ. Источником углерода являются разнообразные органические вещества: сахара, спирты, органические кислоты и другие.
Размножение – вегетативное (почкованием). При недостатке питания и избытке кислорода происходит половой процесс по типу хологамии. Зигота превращается в сумку, где мейотически образуются 4 аскоспоры, каждая из которых развивается в дрожжевые клетки.
Класс базидиомицеты
Объединяет почти все группы шляпочных грибов. Вегетативное тело представлено септированным мицелием, состоящим из членистых гиф. Специальных органов полового размножения не образуется. Половое размножение осуществляется следующим образом:
Из прорастающей гаплоидной базидиоспоры развивается первичный несептированный мицелий. Затем этот мицелий превращается в членистый. Каждый членик одноядерный. Затем происходит соматогамия – слияние конечных клеток гиф, имеющих разный половой знак. НО: слияние содержимого (протопласта) члеников не сопровождается слиянием ядер. Образуются дикарионы, которые затем синхронно делятся. Так формируется вторичный дикарионный мицелий.
На дикарионном мицелии образуется плодовое тело, которое состоит из пенька (ножки) и шляпки. Гимениальный слой шляпки (гименофор) может быть пластинчатым или трубчатым. В гимениальном слое на концах дикарионных гиф из двух ядерных клеток образуются базидии. По своему развитию базидии напоминают сумку и гомологичны ей. В базидии завершается половой процесс, т.е. сливаются ядра дикариона, и образуется диплоидное ядро. Это ядро делится мейозом с образованием четырех базидиоспор.
У высших грибов в цикле развития чередуются три фазы: гаплоидная, дикарионная (длится основную часть жизни) и диплоидная (кратковременна).
Значение грибов. Грибы участвуют в круговороте веществ в природе, минерализуют органические вещества и принимают участие в образовании гумуса. Их используют в пищевой промышленности для получения спирта, вина, пива, кваса, в хлебопечении, в получении белков и витаминов. Грибы образуют органические активные вещества – антибиотики, ферменты, органические кислоты и др. Пищевое значение имеют грибы класса базидиомицеты. Некоторые виды ядовиты для человека.
Тесты
611-1. Какой шляпочный гриб относят к группе трубчатых?
А) сыроежка
Б) моховик
В) лисичка
Г) шампиньон
Ответ
611-2. В хлебопекарной промышленности для получения пышного теста используют
А) дрожжи
Б) мукор
В) пеницилл
Г) спорынью
Ответ
611-3. Почему дрожжи используют в хлебопечении?
А) выделяют кислород
Б) выделяют углекислый газ
В) запасают энергию
Г) выделяют энергию
Ответ
611-4. Какие грибы размножаются почкованием?
А) дрожжи
Б) опята
В) мукор
Г) пеницилл
Ответ
Ответ
611-6. На рисунке изображен гриб – мукор. Что обозначено на нем под номером 3?
А) спора
Б) зигота
В) мицелий
Г) плодовое тело
Ответ
611-7. Плесневые грибы человек использует в
А) хлебопечении
Б) виноделии
В) силосовании кормов
Г) получении антибиотиков
Ответ
611-8. Сахар превращается в спирт благодаря жизнедеятельности
А) дрожжей
Б) мукора
В) пеницилла
Г) головни
Ответ
611-9. Плесневые грибы человек использует с целью
А) изготовления йогуртов
Б) получения некоторых сыров
В) силосования кормов
Г) приготовления теста
Ответ
611-10. Пушистый налёт, видимый на поверхности заплесневевшего хлеба, это
А) нарост из одноклеточных водорослей
Б) яйца жуков-сапрофитов
В) колония бактерий
Г) органы спороношения гриба
Ответ
611-11. Грибница гриба-трутовика представляет опасность для древесных растений, так как она разрушает
А) корневые волоски
Б) мякоть листа
В) древесину стебля
Г) верхушечные почки
Ответ
Ответ
611-13. Организмы, изображённые на рисунке, участвуют в
А) образовании хлебной плесени
Б) процессах фотосинтеза
В) спиртовом брожении
Г) образовании морских известковых отложений
Ответ
611-14. Смертельно ядовитый гриб, имеющий внешнее сходство со съедобными грибами и встречающийся в основном в лиственных лесах на юге лесной зоны России, –
А) моховик жёлто-бурый
Б) сыроежка болотная
В) опёнок осенний
Г) бледная поганка
Ответ
611-15. Где наиболее вероятно встретить мукор?
А) на дереве
Б) в почве
В) во влажном хлебе
Г) в пресной воде
Ответ
611-16. Дрожжи используются человеком в
А) хлебопечении
Б) получении сыров
В) квашении капусты
Г) приготовлении кисло-молочных продуктов
Ответ
611-17. Плесневые грибы человек использует в
А) выпечке хлеба
Б) силосовании кормов
В) получении сыров
Г) приготовлении столового вина
Ответ
611-18. Гриб, показанный на рисунке,
А) находится в нейтральных отношениях с деревом
Б) обеспечивает органическое питание дерева
В) использует питательные вещества дерева
Г) обеспечивает минеральное питание дерева
Ответ
611-19. Под какой буквой изображена на рисунке бледная поганка?
Ответ
611-20. Пеницилл отличается от мукора тем, что
А) пеницилл многоклеточный, а мукор одноклеточный гриб
Б) пеницилл размножается спорами, а мукор – грибницей
В) пеницилл образует плесень на продуктах, а мукор нет
Г) пеницилл – гетеротроф, а мукор – автотроф
Ответ
611-21. Чем питаются дрожжи?
А) водой
Б) спиртом
В) сахаристым раствором
Г) минеральными веществами
Ответ
611-22. Что произойдет, если сбивать и сжигать плодовые тела грибов-трутовиков?
А) будут спасены от заражения другие деревья
Б) срок жизни поражённых деревьев сильно возрастёт
В) обработанные деревья полностью освободятся от гриба-паразита
Г) на обработанных деревьях не будут образовываться вновь плодовые тела
Грибы - это бесхлорофилльные, многоклеточные или одноклеточные организмы, питающиеся гетеротрофно. Грибы подразделяются на низшие и высшие грибы.
Низшие грибы - одноклеточные. Сюда относится известная всем белая плесень, или гриб мукор . Этот гриб часто появляется на хлебе, овощах в виде пушистого белого налета, который через некоторое время становится черным.
Грибница мукора состоит из тонких бесцветных нитей, хотя это всего лишь одна сильно разросшаяся клетка с множеством ядер в цитоплазме. Размножается мукор спорами. Некоторые нити грибницы (мицелия ) поднимаются вверх и расширяются на концах в виде черных головок. Здесь образуются споры, которые после созревания рассыпаются и разносятся ветром.
Поселяясь на пищевых продуктах, мукор вызывает их порчу. В природе мукор играет положительную роль, разлагая остатки отмерших организмов.
Пеницилл поселяется на пищевых продуктах и на почве. Его грибница состоит из ветвящихся нитей, разделенных перегородками на отдельные клетки. Этим он отличается от гриба мукора. Споры пеницилла расположены не в головках, а на концах некоторых нитей грибницы в мелких кисточках.
Пеницилл разводят специально для получения лекарства - пенициллина , который широко применяется для подавления многих болезнетворных бактерий, например, при ангине, воспалении среднего уха, при воспалении легких.
Микроскопически мелкие многоклеточные грибы овальной или удлиненной формы. Мицелия не образуют. Живут в питательной жидкости, богатой сахаром. Размножаются почкованием. Сначала на взрослой клетке появляется небольшая выпуклость, которая постепенно увеличивается и превращается в самостоятельную клетку, которая вскоре отделяется от материнской.
Почкующиеся клетки дрожжей похожи на ветвящиеся цепочки. В тесте дрожжи разлагают сахар на спирт и углекислый газ. При этом освобождается энергия, необходимая дрожжам для их жизнедеятельности. Пузырьки углекислого газа, образующиеся в тесте, делают его легким и пористым. Этот процесс с давних пор применяется в хлебопекарном деле, пивоварении, виноделии и других отраслях промышленности и сельского хозяйства (кормовые дрожжи). Хлебные, или пивные дрожжи существуют только в культуре, винные же встречаются и в природе на различных сочных плодах.
Дрожжевые грибки могут вызывать болезнь слизистых оболочек - молочницу. Молочница может распространяться и на внутренние органы.
Грибы пеницилл, аспергилл и дрожжевые грибы относятся к сумчатым грибам , или их еще называют аскомицеты , так как у них вследствие полового процесса образуются аскоспоры (от греч. «аскос» - мешок, сумка и спора).
К аскомицетам еще относятся грибы трюфели - очень ценные съедобные грибы, растущие в лиственных лесах, зарослях кустарников на юге Европы.
Название «головня» связано с тем, что колос, на котором развивается головневый гриб, покрывается огромным количеством черных спор и напоминает обгоревшую головню.
Трутовики, головневые и ржавчинные грибы наносят значительный вред лесному хозяйству, садам и паркам. Основным способом борьбы с трутовиками является санитарная рубка больных деревьев и немедленное их удаление. Основными методами борьбы с головневыми и ржавчинными грибами является выведение стойких сортов культурных растений, соблюдение правил агротехники, химическая обработка растений и т. д.
Особую группу грибов базидиомицетов составляют шляпочные грибы . Их насчитывается около 8 000 видов, распространенных по всему земному шару. Все они являются по способу питания сапрофитами. Название «шляпочные» они получили оттого, что на поверхности мицелия образуются плодовые тела, имеющие вид ножки и шляпки. Ножкой гриб соединен с мицелием, а на шляпке с нижней стороны размещаются пластинки или трубочки, на которых образуются органы спороношения со спорами.
Плодовые тела (ножка и шляпка) многих шляпочных грибов съедобны, а у некоторых они ядовиты и опасны для жизни человека.
Наиболее ценное и съедобное тело у белого гриба, его еще называют гриб-боровик. Известно, что некоторые грибы имеют целебные свойства. Это - дождевик, белый гриб, шампиньоны. Они прекрасные антисептики.
Плодовые тела грибов образуют огромное количество спор. Например, на пластинках шампиньона за неделю созревает свыше 16 миллиардов спор, в плодовом теле дождевика гигантского образуется 7х10 12 спор. После созревания споры выпадают из плодового тела. Распространение спор у большинства грибов осуществляется воздушными течениями - ими споры переносятся на десятки и сотни километров . Распространению спор способствуют также животные, питающиеся плодовыми телами различных шляпочных грибов, - грызуны, копытные, а из беспозвоночных - личинки грибных мух, моллюски (слизни). Распространение спор при помощи животных носит название зоохории.
Попав в подходящие условия, споры грибов прорастают, давая начало гифам, которые быстро нарастают в длину и вскоре становятся разветвленными. Образуется мицелий, пронизывающий субстрат во всех направлениях. Нити его продолжают расти, усваивая всей своей поверхностью питательные вещества. На определенном этапе развития грибница начинает плодоносить: в некоторых местах гифы мицелиев, выросших из разных спор, при встрече соединяются; на месте соединения возникает плотный узелок, а из него впоследствии развивается плодовое тело гриба, рост которого полностью обеспечивается грибницей, доставляющей воду и необходимые питательные вещества.
Схема развития гриба : 1 - прорастающая спора, 2 - грибница, 3 - плодовое тело
Развитие плодовых тел грибов зависит от условий окружающей среды. Решающую роль при этом играют температура и влажность. Большинство шляпочных грибов плодоносит при средней летней температуре и достаточно высокой степени влажности. Если лето умеренно жаркое и идут частые, но не затяжные дожди, урожай грибов будет высоким. В холодное, сухое или слишком дождливое лето грибы плодоносят плохо, появляются поздно и в небольших количествах . На плодоношение грибов оказывают влияние также условия предыдущей осени. Замечено, что грибница лучше развивается и больше накапливает питательных веществ, необходимых для развития плодовых тел, при теплой и влажной осени. Именно после такой осенней погоды в следующем году можно ожидать обильного плодоношения грибов.
По отношению к температуре и влажности шляпочные грибы разделяются на группы. Самая большая из них - грибы умеренной температуры и влажности. Однако встречаются грибы, которые могут плодоносить при высокой температуре и сравнительно небольшой влажности. Это - грибы степей, полупустынь и пустынь. Для многих из них характерно свойство сохранять свою жизнеспособность в условиях даже длительной засухи. Например, мясистые крупные плодовые тела шампиньона степного и гриба-зонтика белого, высыхающие при засухе, после дождей оживают и даже продуцируют вполне жизнеспособные споры. Другие грибы, наоборот, относятся к группе холодоустойчивых форм: опенок зимний и вешенка, а также некоторые гигрофорусы могут плодоносить при температуре ниже 0° С.
Шляпочные грибы по-разному реагируют на свет . Например, шампиньон одинаково развивается как на свету, так и в темноте, образуя нормальные плодовые тела, а при помещении в темноту у опенка зимнего и щелелистника чешуйчатого развиваются уродливые плодовые тела с сильно вытянутой ножкой и недоразвитой шляпкой.
Шляпочные грибы разделяются на группы также и по отношению к питающим субстратам. Громадное большинство шляпочных грибов отличается сапрофитным способом питания. Среди них различают подстилочных сапрофитов, живущих на лесной подстилке, дереворазрушающих грибов - ксилофагов, поселяющихся на древесине. Подстилкой называют верхний слой почвы в лесу, в состав которого входят разнообразные остатки отмершей растительности - опавшая хвоя и листва, кусочки коры, веточки, стебли и листья разных лесных трав и т. п. Все эти элементы разлагаются в основном живущими в почве бактериями и грибами - подстилочными сапрофитами. Используя растительные остатки в качестве источника питания, грибы усваивают их, перерабатывают и возвращают в почву в виде простых органических соединений, которые становятся доступными другим растениям. Тем самым грибы непосредственно обогащают лесную почву и активно участвуют в общем круговороте веществ в природе . В этом одна из многих сторон полезной деятельности шляпочных грибов.
В свою очередь шляпочные грибы (ксилофаги) играют двоякую роль в лесном хозяйстве. Многие из них поселяются на остатках древесины, уже непригодных для использования в хозяйственных целях, и осуществляют, как правило, конечный этап распада древесины, начатый грибами из других систематических групп, например трутовыми грибами.
Следовательно, довершая разложение древесины, большинство шляпочных грибов (ксилофагов) принимает участие в обогащении лесной почвы так же, как и подстилочные сапрофиты, и полезное значение их деятельности не вызывает сомнений.
Однако в группе ксилофагов имеются и вредоносные грибы. Это прежде всего шахтный, или погребный гриб, который относится к злостным разрушителям древесины в постройках . Поселяясь на бревнах и досках в сырых непроветриваемых помещениях, погребный гриб разрушает древесину, приводит ее в состояние полной непригодности. Погребный гриб относят к группе особенно вредоносных дереворазрушителей - к домовым грибам. Другой шляпочный гриб - ксилофаг - пилолистник чешуйчатый разрушает железнодорожные шпалы, придорожные столбы, сваи мостов и пр.
Очень интересную и полезную группу составляют грибы - микоризообразователи. Сущность микоризы - симбиоз гриба и высшего растения - была выяснена русским ученым Ф. М. Каменским (1881), который впервые обнаружил, что разветвления грибницы некоторых грибов при встрече с мелкими боковыми корешками деревьев, живущих поблизости, оплетают их и образуют на них более или менее плотный чехол.
Несколько позже немецкий ученый А. Франк предложил назвать такое соединение микоризой, или грибокорнем.
Различают два типа микориз - наружную, или эктотрофную, когда гриб образует на поверхности корня чехол и иногда проникает в клетки первичной коры с образованием в них сети Гартига, и внутреннюю, или эндотрофную, когда гриб внедряется внутрь корня и образует в его клетках клубки гиф, пузыревидные вздутия, древовидные разветвления и т. д. Для шляпочных микоризных грибов характерна эктотрофная микориза; их симбионтами являются многие древесные и кустарниковые растения.
Сущность микоризы заключается в обмене жизненно необходимыми веществами между грибом и высшим растением . Растение доставляет грибу углеводы , которые он, как организм бесхлорофильный, синтезировать не может, и получает от грибницы воду с растворенными в ней минеральными веществами - азотом, фосфором, калием - в виде простых соединений, доступных для усвоения. Выяснено также, что гриб и растение могут обмениваться витаминами и ростовыми веществами, которые способствуют росту и развитию обоих симбионтов.
Микориза имеется у большинства растений. Группа микоризообразующих грибов также довольно велика - только среди агариковых грибов их насчитывается свыше 70 видов. Большинство микоризных грибов не отличается узкой специализацией в выборе симбионта, например, белый гриб образует микоризу с сосной, елью, берёзой или с дубом. Однако некоторые грибы все же предпочитают вступать в симбиотические отношения только с определенной породой. Например, подберезовик - с березой, подосиновик - с осиной, масленок лиственничный - с лиственницей .
Несомненная польза микоризы для грибов и их симбионтов доказывается, во-первых, широким распространением микотрофного способа питания (т. е. питания растений при помощи грибов-микоризообразователей) в природе, а также тем, что лесные микоризные грибы вне леса обычно не живут и в искусственных условиях, не плодоносят, и, кроме того, тем, что без микоризы многие древесные породы, особенно молодые деревья, плохо растут или гибнут .
