2. Фиксация мазка
Берут стекло с мазком в горизонтальном положении и три-четыре раза проводят его через желтую часть пламени горелки. Очень важно не перегреть стекло. Простейший способ проверки правильности нагрева - после каждого проведения через пламя слегка коснуться стеклом руки. Если неприятного ощущения нет, то все правильно. При фиксации бактериальные клетки гибнут в результате коагуляции цитоплазмы; кроме того, клетки прилипают к стеклу.
3. Окрашивание препарата
При окрашивании мазка препарат помещают на предметодержатель над кристаллизатором. На мазок наносят несколько капель красителя фуксина Пфейфера. Через 1-2 минуты препарат промывают водой, фильтровальной бумагой удаляют воду, просушивают на воздухе и микроскопируют при малом, а затем при большом увеличении.
Задание №1. Зарисовать внешний вид колонии актиномицетов. Отметить наличие мицелия, цвет и форму колоний.
Задание №2. Зарисовать препарат под малым увеличением. Отметить гифы мицелия.
Задание №3. Зарисовать препарат под большим увеличением. Отметить отдельные клетки, формирующие мицелий актиномицетов.
Список рекомендуемой литературы:
Елинов Н.П., Заикина Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии. М.: Медицина, 1998. 208 с.
Биология лучистых грибков /Под ред. Н.А. Красильникова. М.: Наука, 1975. 207 с.
3. Слюсаренко Т.П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств. М.: Легкая пищевая промышленность, 1984. 208 с.
Лабораторная работа № 9 изучение морфологии грибов как объекта биотехнологии
Цель работы: изучить морфологию отдельных представителей плесневых грибов, познакомиться с использованием плесневых грибов в биотехнологии.
Краткая характеристика морфологии грибов
И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
Грибы - это эукариотические организмы, составляют царство Mycota. Среди грибов встречаются одноклеточные, нитчатые и мицелиальные формы.
Большинство грибов - ценоцитные организмы с вегетативной структурой, называемой мицелием. Мицелий состоит из многоядерной массы цитоплазмы, наполняющей сильно разветвленную систему жестких трубочек примерно одинаковой толщины (-5 мкм). Обычно мицелий образуется прорастанием и разрастанием одиночной репродуктивной клетки-споры. Грибная спора дает длинную нить или гифу, которая, удлиняясь, многократно ветвится и образует целую систему нитей, т.е. мицелий. Рост грибов осуществляется за счет кончиков гиф и может продолжаться до тех пор, пока хватает питательных веществ; у некоторых грибов мицелий может занимать участок почвы до 15 м в диаметре. Мицелий грибов может быть одноклеточным (несептированным) и многоклеточным (септированным). Грибы могут размножаться вегетативным, бесполым и половым путем. Грибы распространены в природе повсеместно. Споры грибов обнаруживаются в любых экосистемах, техногенных потоках и продуктах. Наибольшее количество грибов встречается в почве. Они принимают активное участие в биогеохимическом цикле превращений углерода в природе и относятся как к зимогенной, так и автохтонной микрофлоре.
Среди большого разнообразия грибов, приспособившихся к жизни в почве, имеется небольшая группа водных грибов, а также довольно обширная группа паразитических грибов, вызывающих заболевания человека, животных и растений (микозы).
Грибы способны выделять во внешнюю среду ферменты и абсорбтивным путем поглощают питательные вещества, продукты ферментативного гидролиза природных биополимеров и других растворимых веществ. Такой тип питания определяет положение почвенных грибов как самой крупной экологической группой, участвующей в минерализации органических веществ в экосистемах.
К царству Mycota (или Fungi) относятся миксомицеты (истинные слизевики), низшие грибы фикомицеты (или зигомицеты) и высшие грибы (или эумицеты), которые распределены по классам: аскомицеты, базидиомицеты и несовершенные грибы (рис. 9.1).
Зигомицеты - низшие грибы, имеют хорошо развитый несептированный мицелий. Отсутствие перегородок в мицелии определяет его многоядерность (ценоцитный мицелий). Типичный представитель фикомицетов Mucor pusillus развивается в виде войлоковидного налета серого цвета. Его мицелий образует структуры двух типов: разветвленные гифы (ризоиды), проникающие в субстрат, и поднимающиеся вверх над пучками ризоидов особые воздушные гифы - спорангиеносцы, расширяющиеся на верхушке, образуя округлый спорангий. Спорангий отделяется перегородкой от остальной части спорангиеносца. Внутри спорангия развивается большое количество сферических эндоспор, служащих для размножения. Это бесполый способ размножения (рис. 9.2).
Царство FUNGI
CHYTRIDIOMYCOTA OOMYCOTA ZYGOMYCOTA ASCOMYCOTA BASIDOMYCOTA FUNGI IMPERFECTI
Рис. 9.1. Структура царства грибов.
4
5
3
1
2
6
7
Рис. 9.2. Грибы: 1-р.Mucor; 2 – р.Aspergillus; 3- р. Penicillium; 4 – р. Fusarium;
5 –р. Oidium; 6 – р. Candida; 7 - р.Saccharomyces
У зигомицетов существует и половой способ размножения, сопровождающийся образованием зигоспор. У гомоталлических форм зигоспоры образуются в результате слияния половых клеток, образующихся на одном и том же мицелии; у гетероталлических форм различают два вида мицелия, не отличающихся морфологически и обозначаемых как (+) и (-). Зигоспоры образуются только при контакте гиф (+) с гифами (-). При прорастании зигоспоры происходит мейоз и появляется гифа, образующая спорангий (рис. 9.3).
Аскомицеты - высшие грибы, имеющие многоклеточный ветвящийся мицелий. Клеточные перегородки имеют поры, что обусловливает ценоцитную природу цитоплазмы. У аскомицетов различают два способа размножения: половой и бесполый. При половом способе слияние двух ядер приводит к образованию зиготы, которая превращается в аск (сумку), внутри него в результате деления диплоидного ядра образуются гаплоидные аскоспоры, их может быть от четырех до 1000 и более. При бесполом способе размножения на концах плодоносящих гиф - конидиеносцах - образуются экзоспоры - конидии.
К аскомицетам относятся многие виды плесневых грибов и дрожжей. Виды рода Penicillum используются при получении антибиотиков. Пенициллы размножаются в основном бесполым путем, конидии образуются на концах мутовчаторазветвленных конидиеносцев, напоминающих кисть руки (отсюда и название пенициллов - кистевики).
1
2
3
а
б
1
2
3
4
Рис. 9.3. Половые структуры грибов (а): 1 - зигоспора, 2 - сумки, 3 - базидии; структура мицелия и септовых спор (б): 1 -несептированный мицелий зигомицетов, 2 - септы с простыми порами аскомицетов, 3 - пряжковый мицелий и септы с долипорами базидиомицетов, 4 - почкующиеся клетки и псевдомицелий дрожжей
Представители рода Aspergillus. Конидиеносцы у аспергиллов обычно одноклеточные, шаровидной, булавовидной или грушевидной формы. На них располагаются параллельно друг другу короткие кеглеобразные стеригмы, каждая из которых отшнуровывает цепочки конидий. Вся головка конидиеносца напоминает наконечник лейки со струйками воды, поэтому гриб называют леечным. Представители рода Aspergillus используются как продуценты лимонной кислоты и ферментов.
Особую группу среди аскомицетов составляют дрожжи - одноклеточные грибы, утратившие способность к мицелиальному росту. Клетки дрожжей могут быть округлой, овальной, палочковидной, грушевидной, лимоновидной формы. При половом способе размножения две клетки сливаются, образуется зигота, которая превращается в аск. В аске формируются 2-12 и более спор. Количество спор и их форма (округлые, серповидные, овальные и т.д.) рассматриваются как систематические признаки, определяющие видовую принадлежность. При прорастании из каждой споры образуется вегетативная клетка дрожжей.
Вегетативный способ размножения у дрожжей может осуществляться по способу почкования, деления и смешанного типа - почкующимся делением. Для сахаромицетов (род Saccharomyces) характерно размножение почкованием, когда на материнской клетке возникает выпуклость - почка - или дочерняя клетка, которая постепенно увеличивается в размерах и отделяется. Дрожжи широко используются человеком в хлебопечении, при получении вина, спирта, пива.
Шизосахаромицеты (род Schizosaccharomyces) размножаются делением. При вегетативном способе размножения почки образуются только полярно, по концам клетки, причем отделение почки сопровождается образованием перегородки между нею и материнской клеткой. Используют при производстве некоторых сортов пива.
Базидиомицеты - наиболее высокоразвитая группа грибов, объединяющая все шляпочные грибы. Органы спороношения - базидии - клетки на концах гиф, содержат, как правило, четыре гаплоидных базидиоспоры, отделяющиеся от базидии путем отшнуровывания. Мицелий базидиомицетов многоклеточный, многоядерный, отличить его от мицелия аскомицетов можно по наличию пряжек - особых мицелиальных отростков крючкообразной формы, располагающихся над клеточными перегородками. Возникновение пряжек у базидиомицетов сопровождает процесс деления ядер и клеток (рис. 9.3).
Несовершенные грибы (дейтеромицеты) - большая группа грибов, включающая как одноклеточные (дрожжи), так и многоклеточные мицелиальные формы. Общим для всех грибов этого класса является отсутствие половой стадии при размножении. Из одноклеточных дейтеромицетов дрожжи рода Candida широко применяются в микробиологической промышленности. Они используются при получении белково-витаминного препарата, органических кислот, многоатомных спиртов; представители этого рода принимают участие в очистке сточных вод, являясь компонентами активного ила, участвуют в очистке почвы и морской воды от нефтяных загрязнений. Дрожжи p. Candida размножаются многосторонним почкованием, большинство видов образуют псевдомицелий. Псевдомицелий часто бывает дифференцирован на псевдогифы и бластоспоры. Бластоспорами у дрожжей называют вегетативные споры, образующиеся путем почкования на псевдомицелии. Они обычно круглой или овальной формы и располагаются по отношению к псевдомицелиальным клеткам в определенном порядке, образуя или цепочки, или мутовки.
К несовершенным грибам относятся также широко распространенные в природе виды дрожжей p. Rhodotorula, отличающиеся желтой или красной окраской за счет содержания каротиноидов. Их применяют для обогащения полученной биомассы провитамином А.
К многоклеточным дейтеромицетам относятся виды p. Fusarium, p. Oidium и др. Большинство представителей этих грибов являются фитопатогенными.
Род Fusarium отличается серповидно изогнутыми многоклеточными конидиями, которые развиваются на коротких разветвленных конидиеносцах.