Морфологические свойства плесневых грибов. Морфология дрожжей и приготовление препарата

Лабораторная работа № 2

Приведите примеры применения бинарной номенклатуры при систематике микроорганизмов.

Укажите, какие микроорганизмы относятся к прокариотам и эукариотам.

Перечислите морфологические свойства бактерий.

Назовите основные группы микроорганизмов.

Вопросы для лабораторной работы №1

Правила оформления результатов выполненных заданий

Результаты оформляются в виде рисунков.

3. Дайте определение понятия «прокариоты».

4. Дайте определение понятия «эукариоты».

” РАЗДАВЛЕННАЯ КАПЛЯ”

Цель занятия: изучение культуральных свойств плесневых грибов, дрожжей на сусле-огаре, приготовление прижизненного препарата грибов типа ”раздавленная капля”, микроскопирование, классификация, идентификация.

Формирование:

Знания: распознавание микроскопических грибов, идентификация основанная на изучении морфологических и культуральных признаков.

Умения: культуральные свойства грибов и дрожжей уметь изучить не вооруженным глазом, по заранее заготовленным посевам на плотной питательной среде, распознавание микроскопических грибов по их строению клетки и органам размножения.

Владения: микроскопией при жизненных неокрашенных препаратов типа ”раздавленная капля”.

Самостоятельная подготовка к занятию: изучить тему практической работы по литературным источникам (1,14) и подготовить ответы на следующие вопросы.

1. Изучение культуральных свойств плесневых грибов на сусле-агаре

2. Приготовление прижизненного препарата грибов типа “Раздавленная капля” и микроскопия.

Исследуемый материал: дрожжи и плесневые грибы.,

Реактивы: питательные среды, красители.

Оборудование: микроскоп, посуда.

Ход работы: Дрожжи - это одноклеточные грибы, широко распространенные в при- роде. Они часто встречаются в почве, в воде, на плодах, листьях винограда, ягодах, составляя их эпифитную микрофлору. Многие виды используются в разных отраслях промышленности - хлебопечении, пивоварении, виноделии, получении спирта. Имеются вредители, вызывающие порчу пищевых продуктов, нарушающие ход бродильных процессов и даже патогенные дрожжи.

В настоящее время установлено, что дрожжи имеют разные корни происхождения, однако большинство дрожжей, имеющих наиболее важное значение в практике, отнесены к классу аскомицетов. При определенных условиях развития их клетки превращаются в аски (сумки) внутри которых образуются споры. При выращивании дрожжей на плотных питательных средах образуются колонии разного цвета, формы и консистенции. В большинстве своем они округлые, гладкие, выпуклые, плотные, реже слизистые. По цвету они могут быть белыми, кремовыми, желтовато-оранжевыми, розовыми и других оттенков. Форма и цвет колоний имеет значение при диагностике дрожжей. По форме клетки дрожжей бывают круглые, овальные, яйцевидные, лимоновидные и др. Строение клетки типичное для эукариот, размеры варьируют в длину от 2-3 мкм до 20-50 мкм. Клетки дрожжей богаты питательными веществами - белками, жиром, витаминами и могут быть использованы для кормовых целей.

Наиболее обычным способом вегетативного размножения, которое характерно для большинства дрожжевых организмов, является почкование. Некоторые виды размножаются делением. Кроме почкования и деления многие дрожжи способны размножаться с помощью спор. У некоторых образованию сумок со спорами (асков) предшествует половой процесс, иногда споры образуются без предварительного слияния клеток. Спорообразование у дрожжей – это одновременно процесс размножения и средство к сохранению жизнеспособности в неблагоприятных условиях.

Все дрожжи, которые размножаются почкованием и способные к спорообразованию называют истинными. Они активно ображивают сахара с образованием спирта и углекислого газа и широко используются в производстве спирта, хлебопекарном производстве, в виноделии и в пивоварении. Истинные дрожжи объединены в семейство сахаромицетов (Saccharomycetaceae) и отнесены к классу грибов аскомицетов. Типовой род Sacchаromyces, к которому относятся хлебопекарные, спиртовые, пивные и винодельческие дрожжи.

Вид Saccharomyces cerevisae - хлебопекарные и спиртовые дрожжи. Клетки округлой или яйцевидной формы, размеры 8-10 мкм, одиночные или расположенные группами при почковании, легко образуют споры от 2 до 4(рис.5) Saccharomyces oviformis (Sacchаromyces) – винные дрожжи.

Клетки имеют форму эллипса, размером 6-10 мкм, различаются почкованием и образуют споры (2-8 шт.).

Saccharomyces carlsbergensis – пивные дрожжи, форма клеток овальная, размеры 6-8-12 мкм, размножаются почкованием, споры образуют с трудом. Дрожжи не сбраживающие сахара (или сбраживающие их слишком слабо), размножающиеся путем почкования или деления, но не способные образовывать споры отнесены к классу грибов дейтеромицетов (несовершенные грибы). Такие дрожжи объединены в семейство несахаромицетов (ложные дрожжи). Из них следует отметить следующие роды:

Род Torulopsis – клетки сферической формы, размножаются почкованием, спор не образуют. Вид Torulopsis albus часто встречается в замутившемся пиве, придавая ему неприятный привкус, а также как примесь в прессованных дрожжах.

Род Candida (Пленчатые дрожжи) имеют клетки округлой, овальной или вытянутой формы, размножаются почкованием.

Роды Candida, Torulopsis являются примесью в прессованных хлебопекарных дрожжах отрицательно влияют на процесс производства хлебобулочных изделий.

Некоторые дрожжи из группы «ложных» способны активно размножаться на различных субстратах и в короткое время накапливают в своих клетках большое количество белков, жира, витаминов и др. питательных веществ. Такие виды как Torulopsis utilis, Candida tropicalis являются хорошим кормовым средством и служат ценной белково-витаминной добавкой к комбикормам. Для их производства используются отходы зерна, спиртовой, сахарной и целлюлозно-бумажной промышленности.

При изучении дрожжей следует отметить, что морфология дрожжевой клетки и активность ее размножения в зависимости от условий и продолжительности развития постоянно меняются.

Молодые дрожжи (12-16 час. культура) имеют тонкую оболочку, невидимую под микроскопом, однородную (гомогенную) цитоплазму, в которой отсутствует вакуоли. Для молодых культур характерно интенсивное размножение (почкование). В благоприятных условиях процент почкующихся клеток в поле зрения достигает 70-80%. Зрелые дрожжи (24-48 час. культура) имеют зернистую, неоднородную цитоплазму. Количество клеток с вакуолями увеличивается, иногда образуется по 2 и более вакуолей в клетке. Процесс размножения почкованием у зрелых дрожжей замедляется. В поле зрения почкующихся клеток в среднем наблюдается не более 10-15%. Встречается до 2-4% мертвых клеток, которые выявляются путем окрашивания препарата раствором метиленовой синей.

Раствор метиленовой синей проникает только через оболочки мертвых клеток, в результате чего последние окрашиваются в интенсивно голубой цвет, тогда как живые клетки остаются бесцветными.

В старых дрожжах (48 час. и более) оболочка утолщена и становятся видимой при микроскопировании. Цитоплазма зерниста, вакуоли крупные, по нескольку в одной клетке. Старые дрожжи не размножаются, их характерным признаком является наличие большого числа мертвых (окрашенных в синий цвет) клеток в поле зрения.

Рис.5.Дрожжи Saccharomyces cerevisiae

А-молодые; Б - зрелые; В - старые

Задание 1

Приготовить препараты следующих видов дрожжей:

а) Saccharomyces cerevisiae (чистая культура)

(истинные) б) Saccharomyces cerevisiae (прессованные дрожжи)

в) Saccharomyces oviformis (S.vini)

несовершенные г) Candida mycoderma

(ложные) д) Torulopsis

Препарат готовят в капле воды на предметном стекле, окрашивают метиленовой синей до темно-голубого окрашивания, накрывают покровным стеклом и смотрят без иммерсии с увеличением 600х (объектив 40х). Отметить в препарате наличие бесцветных и почкующихся живых клеток и окрашенных в синий цвет (мертвых). Зарисовать все виды дрожжей.

Грибы представляют собой обширную группу организмов, объединяющую около 100 000 описанных видов. Грибы это низшие споровые растения не способные к фотосинтезу. Они нуждаются для своего питания в готовых органических соединений (гетеротрофы). Среди них встречаются сапрофиты, паразиты на растениях и животных и симбионты. Макрофиты и микрофиты. Большинство видов имеет мицелиальное строение тела. Мицелий (грибница) представляет систему тонких ветвящихся нитей (гиф), которые пронизывают субстрат или развиваются на его поверхности. У низших грибов мицелий не имеет перегородок (несептированный), у высших - септированный (поделен перегородками на клетки). Строение клетки грибов типичное для эукариот. Клеточная стенка представляет собой упругую полимерную структуру и состоит на 80-90% из азотосодержащих и безазотистых полисахаридов (хитин и целлюлоза).

Клетка имеет четко оформленное ядро с двойной мембраной и определенным набором хромосом (от 3 до 28). В цитоплазме обнаружено много органелл – митохондрии, рибосомы, лизосомы, аппарат Гольджи, а также запасные питательные вещества, пигменты, вакуоли и др.

Грибы, в отличие от бактерий, имеют многообразные способы размножения, которые объединены в три основных: вегетативное, бесполое спорообразование и половое спорообразование.

Классификация грибов – сложная задача. Существующие системы постоянно меняются по мере накопления научных данных. При современной классификации все грибы объединены в шесть классов - хитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидомицеты и дейтеромицеты (несовершенные грибы).

Основные виды мицелиальных грибов, используемых в промышленности, или являющиеся распространенными возбудителями порчи сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов относятся к классам Зигомицетов, аскомицетов и дейтеромицетов.

Класс Zygomycetes (Зигомицетов) - объединяет грибы с хорошо развитым несептированным одноклеточным мицелием. Насчитывается более 300 видов. Наиболее важное практическое значение имеют грибы родов Mucor, Rhizopus. Воздушные плодоносящие гифы мукоровых грибов называются спорангиеносцами. Эти гифы заканчиваются шарообразными головками-спорангиями, внутри которых находятся эндоспоры (внутренние споры).

При созревании спор оболочка спорангия разрывается и споры, попадая на подходящий питательный субстрат, прорастают, образуя новый мицелий.

Общий вид грибов Mucor и Rhizopus показан на рис.8, 9.

При половом размножении мукоровых грибов происходит слияние двух концевых участков разных гифов с образованием зиготы.

Мукоровые грибы широко распространены в природе. При повышенной влажности могут вызывать порчу различных пищевых продуктов и кормов образуя на них пушистые налеты свинцово-серого, желтовато-серого и других оттенков серого цвета. Они образуют активную пектиназу за счет чего вызывают разрушение межклетников у плодов и ягод, причиняя большой вред на предприятиях плодоперерабатывающей и кондитерской промышленности. Некоторые виды используются для получения ферментов и спиртных напитков.

Из класса Ascomycetes (сумчатых грибов) наиболее важное значение в промышленности и при хранении плодово-ягодного сырья, хлебобулочных изделий и других пищевых продуктов имеют грибы родов Aspergillus, Penicillum объединяющие до 200 видов.

Размножение осуществляется чаще всего бесполыми экзогенными (наружными) спорами-конидиями. Половой процесс, сопровождающийся образованием аскоспор в особых сумках (асках) встречаются гораздо реже.

Рис. 8. Mucor mucedo: а – споры, б – прорастающие споры, в – мицелий, г – спорангиеносец, д – спорангий в разрезе, е – колонка, ж – общий вид плесени.

Рис.9 Rhizopus: 1 – ризоиды, 2 – спорангии, 3 – спорангиеносцы, 4 – столон.

У грибов рода Aspergillus мицелий многоклеточный, плодоносящие гифы, называемые конидиеносцами, являются одноклеточными, не ветвятся и заканчиваются шаровидными или булавовидными, а у некоторых видов удлиненными вздутиями. На поверхности вздутий радиально или более сжато располагаются клетки, имеющие бутылочковидную форму – фиалиды (стеригмы). От их концов отшнуровываются конидии в виде цепочек, часто в таком количестве, что совершенно закрывают вздутие конидиеносца. В результате гриб образует мохнатую круглую или вытянутую головку («одуванчик»). По мере созревания конидии, а затем и колонии разных видов грибов окрашиваются в зеленый, желтый, желто-зеленый, бурый, кремовый, черный и другие цвета. Некоторые остаются белыми. Окраска колоний является одним из основных признаков при определении вида грибов.

Различные представители аспергилловых грибов обладают способностью разлагать те или иные органические вещества, некоторые используются в технике. Aspergillus niger (имеющий черную окраску конидий), применяется в производстве лимонной кислоты. Asp. oryzae (оливковый цвет конидий) обладает способностью осахаривать крахмал, выделяет амилазу и используется вместо солода в промышленном производстве спирта, пива и пр. Вместе с тем, многие виды, являясь нетребовательными к недостатку влаги (ксерофиты), служат преимущественно возбудителями порчи различных обезвоженных пищевых продуктов в том числе зерна и кормов. Некоторые грибы из рода Aspergillus (Asp. flavus, Asp. parasiticus) способны образовывать токсические вещества (афлатоксины) в пищевых продуктах и кормах и вызывать отравления у людей и животных.

Другие, образуя огромное количество очень летучих спор, при скармливании сухого корма могут проникать в органы дыхания птиц, вызывая их массовую гибель (аспергиллез).

Грибы рода Penicillum имеют многоклеточные ветвящиеся конидиеносцы. На концах разветвлений конидиеносца расположены овальные фиалиды с цепочками конидий.

Общий вид конидиеносца напоминает кисточку, метелку, откуда и название гриба - пенициллиум (кистевик).

Колонии на питательных средах плотные, чаще бархатистые, иногда пушистые. Окраска разнообразная, но большинство имеет голубовато-зелёный, зеленый и серо-зеленый оттенки.

В колониях наблюдаются радиальные зоны роста, на поверхности иногда образуются капли эксудата (жидкости). Многие виды издают ofpbie запахи, в частности, плесенный (затхлый) запах.

Эти грибы широко распространены в природе, вызывают плесневение всевозможных пищевых продуктов, как животного, так и растительного происхождения (зерна, хлеба, плодово-ягодного сырья). Нетребовательны к питательным веществам, в сырых помещениях (мезофилы) могут развиваться даже при сравнительно низких температурах (близких к 0 ° С).

Некоторые виды используются в практике: в медицине для получения антибиотиков (пенициллин), при производстве отдельных сортов сыра (рокфор, камамбер). Другие виды способны образовывать токсины, например Penicillium expansuni образуют сильнодействующий токсин патулин в плодах, плодовых соках и подобных продуктах.

Строение конидиеносцев грибов родов Aspergillus и Penicillum представлено на рис.10.

Дейтеромицеты (несовершенные грибы) – представляют собой многочисленный (более 25000 видов). Класс многоклеточных грибов, у которых не обнаружено полового способа размножения. Размножаются чаще всего с помощью конидий разнообразной формы. У некоторых видов вместо конидий образуются оидии или почкующиеся клетки, напоминающие дрожжи (Oidium lactis).

Эти грибы широко распространены в природе, многие вызывают плесневение и порчу («гнили») с/х сырья, различных пищевых продуктов и органических материалов. Некоторые являются возбудителями болезней культурных растений. Наиболее отрицательное значение с хозяйственно-практической точки зрения имеют следующие роды грибов: fusarium объединяет до 800 видов. Образует многоклеточный мицелий с короткими, разветвленными конидиеносцами, на которых располагаются серповидные многоклеточные или более мелкие эллиптические конидии. Разные виды имеют характерную окраску мицелия на питательной среде Чапека от белого, бледно-розового до темно-красного цвета, окрашивая при этом среду. Иногда колонии совершенно белые или имеют оранжевые оттенки.

Грибы этого рода часто встречаются в почве, вызывают болезни-фузариозы зерновых культур, овощей, плодов.

Aspergillus: а – конидии; б – мицелий с конидиеносцами разного возраста; в – конидиеносец (схема); г – раздвоенные стеригмы

Penicillium: а – конидии;

б – прорастающие конидии; в – развитие конидиеносца; г – различные конидиеносцы.

Рис. 10. Грибы Аскомицеты.

Род имеет слабоветвящиеся конидиенносцы, несущие на концах овальные споры в виде гроздей. Мецелий и конидии окрашены в темно-оливковый цвет. Образует плоские, плотные, бархатистые колонии темно-оливкого цвета. Выделяет в субстрат темный пигмент. Встречается в почве, на зерне, а также хорошо развивается на продуктах животного происхождения – сыре, масле, колбасе, мясе, яйцах. Может развиваться при малом доступе кислорода.

Род Alternaria образует многоклеточные темные конидии округлой или грушевидной формы, сидящие цепочками или одиночно на слаборазвитых конидиеносцах. Колонии бархатистые, сначала оливково-коричневые, позже черного цвета. Широко распространены в почве, встречаются в свежеубранном зерне разных культур (полевые грибы), вызывают болезни корнеплодов.

Род Helminthosporium образует темноокрашенный мицелий с хорошо развитыми конидиеносцами, на концах которых развиваются крупные веретенообразные темно-оливковые конидии (60-134)х(17-30) мкм с несколькими поперечными перегородками. Разные виды являются возбудителями гельминтоспориозов у злаков. Проявляются в виде корневых гнилей, «черного зародыша» у семян. Могут вызывать значительное снижение урожайности зерновых культур.

Такие представители «полевых грибов» как Alternaria, Cladosporium, кроме зерна, часто встречаются на маргарине, сливочном масле и других пищевых продуктах.

Род Oidium, типичный представитель Oidium lacti (молочная плесень) не образует специальных органов плодоношения. Нити мицелия распадаются, начиная с конца на отдельные клетки конидии, которые и служат средством размножения. Молочная плесень образует белую или кремовую бархатистую пленку на поверхности молочнокислых продуктов, прессованных дрожжей, квашенных плодов и овощей, и т.д. Гриб разрушает молочную кислоту, а также белки и жир этих продуктов и они быстро портятся.

Некоторые представители несовершенных грибов приведены на рис. 11, 12.

Дата добавления: 2015-06-27