В каких продуктах содержится пенициллин

Строение и жизнедеятельность гриба пеницилла

Гриб пеницилл является наиболее распространенным среди всех грибных гифомицетов. Род Пеницилл включает большое количество видов, которые являются космополитами и приурочены больше к почвам северных широт. Присутствует повсеместно. Является продуцентом лекарственного средства из группы антибиотиков – пенициллина.

Относится к группе плесневых грибов. Грибной мицелий пеницилла – это его вегетативное тело. В отличие от мукора, у которого одноклеточный характер строения мицелия, мицелий пенициллина является многоклеточным, аналогичный тому, что имеет в строении друга группа высших грибов – шляпочных. Мицелий разделяется перегородками – септами.

По внешнему описанию и строению гриб пеницилл схож с аспергиллом. Плодовые тела грибов пенициллиума изучены только у отдельных разновидностей и представляют собой микроскопических размеров закрытые клейстотеции, имеющие шаровидную форму, по структуре жесткие, сохраняющие свой внешний вид на протяжении нескольких недель, иногда – месяцев. Окраска бывает разной – белая, желтая, оранжевая и коричневая, в редких случаях – черная либо красная.

Некоторые грибные колонии представителей рода Пеницилл способны образовывать склероции.

Условно выделены 4 основных типа:

  • Бархатистые: у них практически все вегетативные части гиф погружены в агар (питательную среду, субстрат), на поверхности субстрата располагаются конидиеносцы в виде густой массы с бархатистым видом.
  • Войлочные, или шерстистые: у них развит воздушный грибной мицелий со стерильными белыми краями, от воздушных гиф ответвляются конидиеносцы.
  • С наличием мицелиальных тяжей: у них воздушный мицелий состоит из сплетений гиф, которые поднимаются над поверхностью почвы (субстрата) и несут на себе ответвления с конидиями.
  • С наличием коремий, или пучковатые: конидиеносцы собраны в простые агрегированные пучки, создавая форму крупной зернистой массы.

Распространен повсеместно, в том числе на земле, растительности, также в помещениях, часто селится на пищевых продуктах и способен быть активным, даже пребывая в воздушных массах. В числе предпочитаемых мест обитания – почвенные грунты в умеренных климатических зонах. При этом грибной мицелий селится непосредственно на поверхности субстрата либо полностью погружается в агар, когда наверху видны только прямостоячие либо приподнимающиеся споронесущие грибные нити – конидиеносцы. В процессе роста формирует обширные по размерам колонии с определенной плотностью.

Гриб распространен повсеместно

Большинство разновидностей развиваются при температуре от 0-5°C. Есть те, которые сохраняют свою активность и растут при 37°C. Многим для поддержания процессов жизнедеятельности требуется высокая концентрация кислорода.

Виды, относящиеся к паразитам, питаются путем всасывания готовых веществ из живых организмов. Разновидности пеницилла питаются органическими остатками от отмерших организмов, пищевыми продуктами, плодами, приводя к гниению. В процессе питания плесневые грибы первоначально выделяют пищеварительные ферменты для расщепления органики до простейшего состояния.

Способен оказывать негативное воздействие, однако применим в фармацевтике и пищевой промышленности.

Благодаря большой концентрации содержащихся ферментов паразитирующий гриб приводит к порче пищевых продуктов и участвует в процессе разложения тканей животной и растительной природы, нанося вред здоровью и вызывая аллергические реакции. Большой вред наносит при повреждении сельскохозяйственной продукции и кормовых смесей если происходит нарушение правил их хранения и создаются благоприятные условия для развития пеницилла.

Содержание статьи

  • Гриб пеницилл: строение, свойства, применение
  • Что такое пенициллин
  • Как размножаются грибы

Пеницилл – это растение из группы плесневых грибов. Он относится к классу несовершенных и насчитывает боллее 250 видов. Наиболее известный из них пеницилл золотой, который имеет практическое применение в медицине.

Основой плесневого гриба является грибной мицелий. В отличии от простейших грибов, пеницилл имеет многоклеточное строение, что делает его похожим по строению на высшие грибы. Грибной мицелий пеницилла разделяется перегородками (комплекс гиф). Грибница гриба не имеет цвета. Чаще всего растение размножается спорами, которые образуются на концах гиф в виде кисточек. Споры в ботанике называют конидиями.

По внешнему строению грибы пенициллинового ряда схожи с аспергиллом.

Пеницилл обитает преимущественно в почве. Его очень часто можно увидеть в виде плесневого налета на растительных субстратах. Плесневый гриб может иметь расцветку от голубого до зеленого.

Пеницилл относится к грибам-паразитам и может наносить существенный ущерб сельскому хозяйству. Плесневый гриб вызывает заплеснесневение кормов и может повлечь за собой гибель животных.

В каких продуктах содержится пенициллин

Многие из пенициллиновых грибов давно используются человеком в своих целях.Грибы этого вида продуцируют антибиотики и ферменты, которые широко используются в медицине и пищевой промышленности.

Роль антибиотиков пеницилинового ряда давно известна. Противомикробные препараты этой группы позволили перейти современной медицине на новый уровень. С помощью пенициллиновой соли удалось победить такие заболевания как гангрена, пневмония, рожа и даже сифилис.

Кроме этого, плесневый гриб, а точнее его ферменты, с успехом используют в пищевой промышленности. Преимущественно это относится к сыроварению. Благодаря пенициллину, появились такие сорта сыра, как «Рокфор», «Стилтош», и «Горнцгола».

Пенициллин используют для консервации рыбы, птицы и других продуктов питания.

Одним из не самых этичных является применение пенициллина для увеличения сроков хранения мяса. Для этого, перед убоем скота ударную дозу антибиотика вводят в сонную артерию Это позволяет увеличить срок хранения мяса на 3-5 суток, улучшить его внешний вид и окраску.

Антибиотики применяют в тех случаях, когда требуется подавить развитие нежелательной вредной микрофлоры. Например, в виноделии для подавления роста бактерий, образующих слизистые вещества, и диких дрожжей используют пенициллин, хлортетрациклин, бацитрацин.

Плесневые грибы из рода Penicillium относятся к растениям, которые очень широко распространены в природе. Это род грибов класса несовершенных, насчитывающий более 250 видов. Особое значение имеет зеленая кистевидная плесень – пеницилл золотистый, так как используется человеком для производства пенициллина.

Естественной средой обитания пенициллов является почва. Пенициллы часто можно увидеть в виде зеленого или голубого плесневого налета на разнообразных субстратах, в основном, растительных. Гриб пеницилл имеет сходное строение с аспергиллом, также относящимся к плесневым грибам. Вегетативный мицелий пеницилла ветвящийся, прозрачный и состоит из множества клеток.

Отличие пеницилла от мукора в том, что его грибница многоклеточная, тогда как у мукора – одноклеточная. Гифы гриба пеницилла либо погружены в субстрат, либо расположены на его поверхности. От гиф отходят прямостоячие или приподнимающиеся конидиеносцы. Эти образования ветвятся в верхнем отделе и формируют кисточки, несущие цепочки одноклеточных окрашенных спор – конидий.

Гриб пеницилл, как и мукор провоцирует порчу продуктов питания и принимает участие в разложении тканей растительных и животных организмов, благодаря большому набору выделяемых ферментов. Плесневые налеты на субстратах образуются обычно грибами нескольких видов одновременно. Питание пеницилла осуществляется за счет всасывания готовых органических веществ, поэтому пеницилл, как и все плесени, относится к грибам-паразитам.

Некоторые виды пенициллов обладают патогенными свойствами по отношению к человеку, растениям и животным. Большой ущерб хозяйству наносится при размножении гриба с образованием плесени на пищевых и сельскохозяйственных продуктах. Заплесневение кормов при неправильном хранении может повлечь гибель животных после употребления их в пищу из-за накопления разных токсических продуктов.

Многие из пенициллов обладают положительными качествами для человека. Они продуцируют ферменты, антибиотики, что обусловливает их широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности. Так, антибактериальный препарат пенициллин получают при использовании Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum.

Изготовление антибиотика происходит в несколько этапов. Вначале культуру гриба получают на питательных средах с добавлением кукурузного экстракта для лучшей продукции пенициллина. Затем выращивают пенициллин по способу погруженных культур в особых ферментаторах объемом в несколько тысяч литров. После извлечения пенициллина из культуральной жидкости проводится его обработка органическими растворителями и растворами солей до получения конечного продукта – натриевой или калиевой соли пенициллина.

Также плесневые грибы из рода Penicillium широко применяются в сыроварении, в частности, Penicillium camemberti, Penicillium Roquefort. Эти плесени используются в изготовлении «мраморных» сыров, к примеру, «Рокфор», «Горнцгола», «Стилтош». Все перечисленные виды сыров имеют рыхлую структуру, а также характерный вид и запах.

Культуры пенициллов применяются на определенном этапе изготовления продукта. Так, при производстве сыра «Рокфор» используется селекционный штамм гриба Penicillium Roquefort, который может развиваться в рыхло спрессованном твороге, так как отлично переносит низкую концентрацию кислорода, а также устойчив к повышенному содержанию солей в кислой среде.

Характеристика колоний и микроморфология

Вегетативный мицелий обильный, полностью погружённый в агар или хотя бы частично возвышающийся над ним, формирует густые плотные колонии. Гифы неправильно ветвящиеся, септированные, обычно неокрашенные[4].

Трёхъярусная кисточка пеницилла. Рисунок Р. Вестлинга (1911)

Трёхъярусная кисточка пеницилла. Рисунок

Р. Вестлинга

(1911)

Условно выделяются четыре типа колоний пенициллов по макроморфологии. По Рэйперу и Тому, у бархатистых (англ. velvety, velutinous) колоний все или почти все вегетативные гифы погружены в субстрат; конидиеносцы густой однородной массой отходят от поверхности субстрата, придавая колониям бархатисто-зернистый облик.

Войлочные (англ. lanose), или шерстистые (floccose), колонии характеризуются наличием развитого воздушного вегетативного мицелия, во время роста колоний образующего стерильный, как правило, белый край; конидиеносцы представляют собой ответвления от стерильных воздушных гиф. Колонии с мицелиальными тяжами (англ.

funiculose) имеют воздушный мицелий, состоящий из сплетений гиф, как правило, восходящих над субстратом; конидиеносцы отходят от этих сплетений, также от отдельных стерильных гиф. Пучковатые (англ. fasciculate) колонии характеризуются аггрегированием простых конидиеносцев в пучки, создающим видимость крупной зернистости колонии;

Предлагаем ознакомиться  Роза плетистая Черная королева

Конидиеносцы образуются на недифференцированных гифах субстратного, поверхностного или воздушного мицелия, 2—5 мкм толщиной, тонкостенные, у некоторых видов с верхушечным вздутием, обычно гиалиновые, редко коричневые. Конидиеносцы септированные, на конце несут так называемую кисточку (лат. penicillus) — мутовку фиалид (одноярусная кисточка) или мутовку метул, несущих по мутовке конидиогенных клеток каждая (двухъярусная кисточка).

В каких продуктах содержится пенициллин

Сам конидиеносец может дополнительно ветвиться, в результате образуются трёх- и четырёхъярусные (иногда и с большим числом ярусов) кисточки. У некоторых видов конидиеносцы заканчиваются одиночными конидиогенными клетками. Конидиогенные клетки — фиалиды (иногда называемые стеригмами) — фляговидные, обычно не превышают 15 мкм в длину.

Конидии (фиалоконидии) одноклеточные, у большинства видов 2—5 мкм в наибольшем измерении, образуются базипетально на суженных в шейку верхушках фиалид. Цепочки конидий могут быстро распадаться либо длительное время сохраняться, также могут переплетаться между собой либо оставаться параллельными, образуя колонки. Конидии в массе различных оттенков зелёного, реже белые, коричневые, оливковые[4].

Некоторые виды образуют склероции в виде жёстких сплетений толстостенных гиф, представляющие собой недоразвитые клейстотеции[6].

Плодовые тела известны у сравнительно небольшого числа (около 40) видов, представляют собой видимые невооружённым глазом (100—500 мкм в диаметре) клейстотеции, шаровидные или почти шаровидные до удлинённых или неправильных, очень жёсткие, сохраняющиеся таковыми в течение недель и даже месяцев. Созревают от центра к периферии.

Окраска плодовых тел белая, жёлтая, оранжевая, коричневая, редко чёрная или красная. Аски унитуникатные, обычно с 8 спорами, почти шаровидные до эллипсоидальных или грушевидных, 5—15 мкм длиной. Аскоспоры одноклеточные, широкоэллипсоидальные, линзовидные или (почти) шаровидные, 2—5 мкм в диаметре, гладкие или шероховатые, с неглубокой экваториальной бороздой или с двумя в той или иной степени выраженными параллельными экваториальными гребнями[3][4][6][7].

В каких продуктах содержится пенициллин

Известны гомоталличные и гетероталличные виды, в геноме их гаплоидных клеток содержится один или два соответственно аллелялокуса MAT — MAT1-1 и (или) MAT1-2, — определяющих типы спаривания[10][11].

Расчётный размер генома у разных видов рода варьирует в довольно широких пределах — от 25 до 36 Мб. Отмечается, что Penicillium digitatum, способный поражать только плоды цитрусовых, обладает самым маленьким геномом из слабо фитопатогенных видов — 25,7 Мб. Геном патогена плодов косточковых и семечковых культур P. expansum — наибольший среди потенциальных фитопатогенов, около 31 Мб. Наиболее крупные геномы в целом — у P. camemberti и P. commune[10].

В качестве стандартных сред для изучения морфологии пенициллов на чашках Петри приняты агар Чапека с дрожжевым экстрактом (Czapek Yeast Extract Agar, CYA) и агар с солодовым экстрактом[de] (Malt Extract Agar, MEA). В отдельных исследованиях также используются среда Чапека[en] (Czapek Agar, CZA), овсяный агар (Oatmeal Agar, OA), креатиново-сахарозный агар (Creatine Sucrose Agar, CREA), агар с дрожжевым экстрактом и сахарозой (Yeast Extract Sucrose Agar, YES), дихлоран-глицериновый агар[de] (Dichloran 18 % Glycerol agar, DG18), агар с солодовым экстрактом в модификации Блексли, CYA с 5 % поваренной соли (CYAS) и другие[12].

Агаризованная среда Чапека использовалась в качестве основной для описания пенициллов в работах Рэйпера и Тома (1949), Пидопличко (1972), Рамиреса (1982). YES используется для определения характеристик, связанных со вторичными метаболитами грибов. Овсяный агар наиболее эффективен для стимулирования полового размножения у пенициллов.

Изменение цвета среды под колониями на CREA, связанное с выделением кислот и оснований (и вообще способность или неспособность расти на этой среде, где в качестве источника азота используется креатин), помогает различить некоторые близкородственные виды. DG18 и CYAS позволяют характеризовать рост грибов при пониженной доступности воды[12].

Для развития нормальной окраски спороношения в питательных средах необходимо наличие следовых количеств сульфата цинка и сульфата меди[12].

Кисточковидно разветвлённые конидиеносцы с фиалидами, образующими конидии в базипетальных цепочках, характерны для целого ряда анаморф. Эти роды фенотипически отличимы от Penicillium по характеру ветвления конидиеносцев, форме фиалид, строению плодовых тел телеоморфы, окраске колоний.

Так, анаморфы грибов, относимых к роду Hamigera, образуют фляговидные или цилиндрические фиалиды, часто расположенные на конидиеносцах неправильно, и конидии, в массе окрашенные в коричневые тона; телеоморфы представлены мягкими аскомами из рыхлопереплетённых гиф[13].

Анаморфы Talaromyces отличаются от анаморф Penicillium обычно симметричными двухъярусными кисточками с ланцетными фиалидами; окраска спороношения часто более тёмных зелёных тонов, чем у Penicillium. Телеоморфы этого рода образуют мягкие плодовые тела из переплетённых гиф[13].

У Rasamsonia кисточки двухъярусные и трёхъярусные, с цилиндрическими фиалидами, суженными к обоим концам; конидии в массе коричневые. Плодовые тела мягкие, с тонкими стенками. Виды этого рода часто являются термофильными[13].

Sagenomella с белым, серым, зеленоватым, коричневым конидиальным спороношением, неправильно расположенными, лишь иногда собранными в мутовки, ланцетными фиалидами. Плодовые тела также мягкие, тонкостенные[13].

Trichocoma paradoxa образует двухъярусные и трехъярусные кисточки с цилиндрическими, суженными к обоим концам фиалидами, конидиальное спороношение в коричневых тонах. Плодовые тела мягкие, крупные, до 2 см в диаметре[13].

Penicillia on Petri dish.jpg

В роде Paecilomyces конидиальное спороношение в коричневых тонах, конидиеносцы неправильно мутовчато разветвлённые, фиалиды с широким основанием и длинной узкой шейкой. Плодовые тела практически не оформленные[13].

К Thermomyces относят грибы, у которых анаморфа образует одноярусные и двухъярусные кисточки либо одиночными хламидоспороподобными конидиями. Окраска спороношения зелёная. Термофилы, образующие жёсткие клейстотеции[13].

Гриб мукор: особенности строения и жизнедеятельности

Наверняка вы замечали, что на несвежих продуктах питания появляется белый налет. Это и есть гриб мукор, о котором пойдет речь в нашей статье. Какое влияние он оказывает на организм человека? Что содержится в черных шариках гриба мукора? Давайте разбираться вместе.

Классификация

Грибы мукор и пеницилл являются представителями класса зигомицеты. Их мицелий представлен неклеточной структурой без перегородок. Это характерная черта низших грибов. Систематики различают 60 видов мукора. Этот гриб еще называют белой плесенью, поскольку на субстрате его гифы формируют светлый налет.

Мицелий мукора — это одна большая неразветвленная клетка, в цитоплазме которой находится большое количество ядер. Перегородки, или септы формируются только в период размножения. Это обеспечивает отделение спорангиев, которые являются репродуктивными органами низших грибов.

Среда обитания

Penicillium sp. conidiophore.jpg

В природе не существует такого места, где гриб мукор не мог бы поселиться. Главные условия развития белой плесени — наличие питательных веществ в субстрате, тепло, воздух и влага. «В поисках пищи» гифы мукора могут проникать в штукатурку, кирпич и бетон, разрушая строительные конструкции.

Если благоприятных условий не наступает, споры плесени покрываются плотной оболочкой, а интенсивность обменных процессов в цитоплазме снижается. В таком состоянии они могут находиться продолжительное время. Когда условия изменяются, из спор быстро вырастает новый мицелий.

Традиционные места обитания мукора — органические остатки, продукты питания и верхний слой почвы, который богат гумусом. Гифы плесени обнаруживали даже на конструкциях атомных реакторов и орбитальных спутниках.

Питание

Для всех грибов, в том числе и белой плесени, характерен гетеротрофный тип питания. Это означает, что данные организмы способны поглощать только готовые органические вещества. Все грибы — сапротрофы, или разрушители органического вещества. Такой способ питания также характерен для бактерий, некоторых водорослей. Сапротрофы способны разлагать вещества как растительного, так и животного происхождения.

Размножение

Основным способом размножения мукора является бесполый. Он осуществляется путем образования спор — клеток бесполого размножения. Наиболее интенсивно их формирование происходит при наличии достаточного количества питательных веществ в субстрате. Споры переносятся с помощью ветра на дальние расстояния, поэтому мукор легко распространяется.

Половой процесс происходит при наступлении неблагоприятных условий. Когда органики в почве становится недостаточно для развития гиф, эти структуры сближаются. Они соединяются в области гаметангиев — органов полового размножения. Результат этого процеса — диплоидная зигота, из которой впоследствии прорастают гифы.

Визуально одноклеточный мицелий плесени выглядит как белый налет. Совокупность гиф образует колонии. С течением времени они темнеют. Это значит, что начался процесс созревания спор. Развиваются эти клетки бесполого размножения в специальных органах. Они называются спорангии. Это черные шарики гриба мукора. Созревая, их оболочки растворяются при воздействии влаги. При этом в воздух попадают тысячи спор, которые легко переносятся при помощи ветра.

У гриба мукора они имеют форму округлой головки. Спорангии могут быть и разветвленными: моно-, симпоидально- или кистевидно-.

Некоторые виды белой плесени используют в пищевой и медицинской промышленности. К примеру, китайский, кистевидный и улитковидный мукор применяют в качестве закваски и сброжения молочных продуктов питания. Известен также способ получения антибиотиков из мицелия и этилового спирта из клубней картофеля с применением мукора.

Но если вы обнаружили белый налет на стенах, мебели или продуктах питания, от него нужно срочно избавиться. Это даже несмотря на то, что реальную угрозу для человека и животных представляет только несколько видов гриба.

Дело в том, что белая плесень вызывает опасное заболевание, которое называется мукормикоз. Обычно он поражает сразу несколько органов, характеризующихся определенными симптомами. К примеру, при носо- мозговом мукормикозе наблюдается резкое повышение температуры тела и головная боль, покраснение и отек кожи, болевые ощущения в области лица, нарушение функции зрения.

Итак, гриб мукор, или белая плесень является представителем низших грибов класса зигомицеты. Его мицелий представляет собой единую неразветвленную многоядерную клетку. Тип питания — сапротрофный. Его суть заключается в разложении мертвой органики. Для развития гриба мукора необходимы питательные вещества в субстрате, тепло и влага.

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: грибы, дрожжи, мукор, мучнистая роса, пеницилл, плесневые грибы, сапрофиты, симбиоз, спорынья.

Предлагаем ознакомиться  Срок хранения продуктов в холодильнике

Грибы – это царство одноклеточных и многоклеточных эукариотических гетеротрофных организмов, отличающихся как от растений, так и от животных особенностями строения и размножения, образом жизни. Царство включает около 100 тыс. видов. Клеточная стенка грибов состоит из хитиноподобного вещества, полисахаридов и белков.

Wikispecies-logo.svg

Пожалуй, только их неподвижность и способность к неограниченному росту делает их немного похожими на растения. С животными грибы сближает гетеротрофный способ питания, который может быть как сапрофитным, так и паразитическим. Тело гриба образовано мицелием (грибницей), состоящим из отдельных нитей – гиф.

Гриб поглощает питательные вещества всей поверхностью мицелия. У шляпочных грибов надземная часть мицелия образует плодовые тела, состоящие из ножки и шляпки. На плодовых телах образуются органы размножения. Шляпочные грибы, которые человек обычно собирает в лесу, делятся по строению шляпки на трубчатые и пластинчатые. Как и для других организмов, для грибов характерно кислородное дыхание, обеспечивающее извлечение энергии из пищи.

С деревьями грибы образуют микоризу – переплетение гифов с корнями растений. Грибница гриба облегчает растению потребление раствором минеральных солей, а дерево обеспечивает гриб органическими соединениями. Это пример симбиотических отношений между грибом и растением. Другим примером симбиоза являются лишайники – организмы, состоящие из гриба и водоросли.

Среди грибов встречаются и паразитические формы. Грибы-паразиты поражают преимущественно растения, что приводит к снижению урожайности многих культур, значительному ущербу сельскохозяйственного производства. Мучнистая роса – заболевание, проявляющееся в виде белого, а затем темнеющего налета, образованного мицелием.

Спорынья или спорыньевые грибы паразитируют на сотнях видов культурных и дикорастущих злаков и осок. Вещества, выделяемые спорыньей, могут вызывать такие заболевания человека, как отравления, вызывающие конвульсии, или гангренозные воспаления.

Размножение у грибов вегетативное, бесполое и половое. Вегетативное размножение осуществляется участками мицелия или почкованием. Бесполое размножение связано со спорообразованием. Споры образуются в спорангиях или на концах гиф – конидиеносцах. Половое размножение высших грибов связано со слиянием двух клеток с образованием большого количества двуядерных клеток.

Грибы приспособились к разнообразным условиям среды. В экосистемах выполняют функции редуцентов органических веществ. Способствуют повышению плодородия почвы. Используются человеком в пищу, служат сырьем для получения антибиотиков, органических кислот, ферментов. Среди грибов встречаются очень ядовитые виды.

Лишайники. Это организмы сформировавшиеся в результате симбиоза гриба и водоросли. Гриб – это гетеротрофный компонент лишайника, зеленая или синезеленая водоросль – автотрофный компонент. Гриб обеспечивает водоросль водой и минеральными солями, защищает ее от высыхания. Водоросль поставляет грибу органические вещества.

Размножаются лишайники как бесполым, так и половым путями. Вегетативное размножение осуществляется участками слоевища. Встречаются во всех географических зонах, особенно в умеренных и холодных областях. Насчитывают около 200 видов. Наиболее известны такие лишайники, как кладония, или олений мох, ксантория постенная, или стенная золотянка, пармелия и цетрария.

Лишайники находят применение в народной медицине, а выделяемые из них лишайниковые кислоты используются в качестве компонента лекарственных средств от некоторых кожных и других заболеваний. Из лишайников изготовляют химические красители и индикаторы.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Общим признаком мыши и мухомора можно считать

1) запас гликогена в клетках

Commons-logo.svg

2) наличие клеточных стенок

3) анаэробное дыхание

4) неограниченный рост

Спороносящий пеницилл на плоде мандарина

Спороносящий пеницилл на плоде мандарина

4.3. Царство Грибы. Строение, жизнедеятельность, размножение. Использование грибов для получения продуктов питания и лекарств. Распознавание съедобных и ядовитых грибов. Лишайники, их разнообразие, особенности строения и жизнедеятельности. Роль в природе грибов и лишайников

Видеоурок: Строение и жизнедеятельность грибов

Лекция: Царство грибов, строение, жизнедеятельность, размножение

Царство грибов

Грибы представляют собой отдельное царство живого мира, в котором объединены эукариоты, в строении и физиологии которых сочетаются признаки животных и растений. Изучением этого царства занимается микология.

На сегодняшний день ученые оценивают видовое разнообразие этого царства в 1,5 млн видов.

Грибы играют важную роль в биоценозах и хозяйственной деятельности человека. Они найдены во всех экологических нишах – в почве, воде, на суше.

Они являются редуцентами, разлагают биоматериалы, что способствует образованию плодородных почв.

лишайник – симбиотический организм грибного мицелия и водоросли;

микориза – симбиоз высшего растения и гриба;

Одноярусные кисточки с конидиями Penicillium spinulosum

некоторые виды грибов являются обязательными компонентами системы пищеварения у жвачных.

в качестве пищевого продукта;

для ферментации пищевых продуктов;

в производстве антибиотиков (первые антибиотики были выделены из плесневых грибов рода Пеницилл).

вызывают заболевания сельскохозяйственных растений;

плесневые – портят продукты, строения, одежду и аппаратуру;

паразитируя на коже и ногтях, провоцируют развитие дерматомикозов;

могут вызывать отравления при бесконтрольном сборе диких грибов.

Строение, жизнедеятельность, размножение

В настоящее время из царства грибов в отдельные царства протистов и хромистов вынесены грибоподобные организмы, так как использование современных технологий и методов геносистематики и молекулярной генетики позволило определить границы царства настоящих грибов.

все грибы – эукариоты;

способ питания – осмотрофный (всасывающий). Пищеварение – наружное. Мицелий выделяет во внешнюю среду ферменты, разлагающие крупные молекулы, а затем всасывает получившийся «бульон»;

их телом является мицелий, обладающий неограниченным ростом, но рост осуществляется только на концах гиф в длину, без утолщения гифов. При этом мицелий полностью погружен в субстрат для удобства всасывающего питания;

у большинства грибов спороносные органы выносятся вверх, выше верхней границы субстрата и образуют плодовые тела;

для обеспечения возможности всасывания воды и растворенных в ней веществ, грибы поддерживают очень высокое внутриклеточное давление.

имеют очень мелкие размеры хромосом и примитивный геном, похожий на прокариотный;

мицелий может не иметь перегородок между клетками или иметь очень большие поры, через которые протопласт (цитоплазма с органоидами) перетекает из одной в другую;

деление клеток может происходить независимо от деления ядра, клетки часто многоядерны. Ядра также свободно перемещаются из клетки в клетку. Часто ядра, находящиеся в одной клетке, содержат разную генетическую информацию;

имеют клеточную стенку из хитина;

могут синтезировать незаменимую для животных аминокислоту лизин.

Ломтик рокфора с грибком Penicillium roqueforti

1.Вегетативно – кусочками мицелия, почкованием (дрожжи), частями мицелия, заключенными в своеобразные споры.

2.Бесполым размножением – спорами (в том числе шляпочные). Споры образуются на пластинках или в трубочках шляпки.

3.Половым – этот способ характерен для низших грибов. После слияния гаплоидных гамет, продуцированных специальными выростами – антеридиями (мужские или оогониями (женские) образуется зигота. Она покрывается толстой оболочкой и после периода покоя прорастает.

Лишайники

Представляют собой симбиотический организм из одноклеточных водорослей и или цианобактерий и грибного мицелия. При этом водоросль в процессе фотосинтеза производит органические вещества, которыми питается сама и снабжает ими грибной мицелий, гриб защищает клетку водоросли от вредных воздействий внешних факторов – солнечного света, высыхания и прочих.

Накипные. Они обитают на самых неблагоприятных поверхностях – бетонных и каменных поверхностях, пластике, резине, коре деревьев, грунте. Представляют собой тонкие, плотно прикрепленные к субстрату корочки.

Структурная формула микофеноловой кислоты

Листоватые. Имеют нижний плоский слой и листообразные выросты, поднимающиеся над поверхностью.

Кустистые. Таллом представляет собой множественные полые внутри округлые трубочки. Они могут сплошным ковром устилать грунт, свисать с деревьев.

Лишайники характеризуются очень медленным ростом. Их роль в биоценозе – освоение новых бесплодных территорий. Физиологической особенностью также является высокая приспособляемость к неблагоприятным условиям – они могут десятки лет жить без воды, возобновляя метаболизм при получении влаги, выдерживать температуры от почти -50 до 87.

гриб может размножаться половым путем;

наиболее интересен способ размножения кусочками таллома – лишайник образует мелкие, плохо прикрепленные к основному, участки таллома, представляющие собой клетки водорослей, оплетенные мицелием. При порыве ветра или любом другом механическом воздействии они отрываются.

могут употребляться в пищу человеком или сельхозживотными;

служат природными индикаторами загрязнения среды;

применяются в производстве медпрепаратов;

содержат вещества, необходимые для парфюмерной промышленности;

использовались для производства красителей;

разрушают поверхности, выделяя различные химические вещества, в том числе крыши, бетонные конструкции, оболочки кабелей и прочие.

Для биоценозов они очень важны, так как способствуют заселению каменных пустошей, являются кормом для травоядных, укрытием для мелких организмов.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Иллюстрация Ч. Тома к описанию Penicillium roqueforti (1906): кисточки конидиеносцев, прорастающие конидии

Часть А

1) митохондрий 3) клеточных ядер

2) эндоплазматической сети 4) пластид

А3. Основным способом размножения грибов является размножение

1) половое 3) клеточным делением

2) спорами 4) гаметами

А4. Грибы-трутовики – это

1) симбионты 3) паразиты

2) квартиранты 4) сапрофиты

А5. К плесневым грибам относится

1) пеницилл 3) бледная поганка

2) дрожжи 4) фитофтора

А6. Примером симбиотических отношений грибов с другими организмами являются отношения

1) между грибом и водорослью

2) спорыньи со злаками

3) фитофторы с картофелем

4) пеницилла с бактериями

⚙️

А7. Микориза – это

1) ножка белого гриба

2) переплетение грибницы с корнями растений

Предлагаем ознакомиться  Рацион высокоудойных коров

3) грибковое заболевание

4) плесень на продуктах А

1) нарост на дереве

3) заболевание человека и животных

4) повреждение корней

А9. Важная роль лишайников в природе заключается в том, что они

1) основные источники кислорода на Земле

2) биоиндикаторы окружающей среды

3) биологические фильтры в водоемах

В каких продуктах содержится пенициллин

4) источники лекарственных средств

А10. Организмы, питающиеся органическими веществами мертвых тел, относятся к

1) фотоавтотрофам 3) сапротрофам

2) хемотрофам 4) симбионтам

Часть В

1) ограниченный рост

2) прикрепленный образ жизни

3) отсутствие хлорофилла в клетках

4) хитинизированная клеточная стенка

5) запасное вещество клеток – крахмал

6) запасное вещество клеток – гликоген

В2. По каким признакам грибы можно отличить от большинства многоклеточных животных

1) гетеротрофное питание

2) клеточное строение

3) автотрофное питание

4) размножаются спорами

5) пищу поглощают всем телом

6) размножаются гифами

Часть С

С1. Дайте характеристику царству Грибы

С2. Дайте характеристику белому грибу, как представителю царства.

Значение

Спороношение пеницилла на плоде апельсина

Спороношение пеницилла на плоде апельсина

Пенициллы — весьма обыкновенные плесневые грибы, встречающиеся на разнообразных пищевых продуктах. Как правило, виды этого рода вызывают менее существенные поражения пищевых продуктов, чем виды аспергилла. Многие виды рода — почвенные обитатели, попадающие на пищевые продукты только в качестве загрязнителей.

Для других видов пищевые продукты являются наиболее обычным субстратом для развития. Пенициллы, встречающиеся на пищевых продуктах, разделяются на три группы: встречающиеся на свежей пище, наиболее часто — на плодах растений; поражающие зерно после уборки и во время высушивания; и встречающиеся на переработанных продуктах питания[17].

Представители рода — наиболее часто встречающиеся плесени, поражающие плоды яблони, груши, цитрусовых. На яблоках и грушах нередко поселяется Penicillium expansum, вызывающий широко распространяющуюся гниль коричневого цвета. Этот вид обнаруживается также на плодах земляники, томата, винограда, авокадо, манго.

Выделяет токсин патулин. P. solitum встречается на яблоках и грушах, однако более редок. P. digitatum часто поражает плоды апельсина, реже — других цитрусовых, образуя гниль коричневого цвета. На лимонах наиболее часто встречается P. italicum, образующий голубое или голубовато-зелёное спороношение на плодах. Близкий вид P. ulaiense также встречается на плодах апельсина и лимона[17].

Penicillium brevicompactum — неспецифичный слабый патоген, иногда вызывающий гниение яблок, винограда, грибов, маниока, картофеля. Выделяет токсин микофеноловую кислоту. P. aurantiogriseum и близкие виды выделяются с разнообразных свежих растительных продуктов, синтезируют слабые токсины пеницилловую кислоту, рокфортин C, веррукозидин. Поражения чеснока вызывает вид P. allii. P. oxalicum, выделяющий секалоновую кислоту D, известен как патоген ямса и маниока[17].

Penicillium verrucosum, выделяющий охратоксин А, — наиболее экономически значимый грибок среди представителей рода в Европе, поражает зерновые культуры. В Японии на зёрнах риса изредка встречается P. citreonigrum, выделяющий цитреовиридин[17].

Порчу сыра наиболее часто вызывает Penicillium commune, представляющий собой естественную форму используемого в сыроделии вида P. camemberti. Также на сырах, производимых без использования этого вида, в качестве агента порчи может появляться P. roqueforti. Реже на сыре встречаются P. brevicompactum, P. chrysogenum, P. glabrum, P. expansum, P. solitum, P. verrucosum, P. viridicatum[17].

На маргарине и различных вареньях иногда встречается вид Penicillium corylophilum[17].

Впервые токсичность гриба, достоверно относящегося к пенициллам, была задокументирована в 1913 году, когда Карл Олсберг и Отис Блэк наблюдали токсическое действие экстракта Penicillium puberulum (штамм NRRL 1889, использованный ими, относится к P. cyclopium[18]), выделенного с заплесневелых початков кукурузы, на животных при введении в количествах 200—300 мг на кг массы[19].

В обзоре 1981 года 85 видов рода (включая Talaromyces) указывались как продуценты токсичных веществ. Несомненно, многие из сообщений, на которых основан этот обзор, связаны с ошибочным определением видов. В 1991 году были обобщены сведения о 27 токсичных метаболитах, продуцируемых пенициллами. Из них 17 были названы потенциально опасными токсинами грибов, встречающихся на пищевых продуктах (2006)[19].

Название токсина Токсичность (испытуемое животное, ЛД50, способ введения) Продуценты
Цитреовиридин мыши, 7,5 мг/кг, внутрибрюшинно
мыши, 20 мг/кг, перорально
Penicillium citreonigrum
Penicillium ochrosalmoneum
Цитринин мыши, 35 мг/кг, внутрибрюшинно
мыши, 110 мг/кг, перорально
Penicillium citrinum
Penicillium expansum
Penicillium verrucosum
Циклопиазоновая кислота крысы, 2,3 мг/кг, внутрибрюшинно
крысы-самцы, 36 мг/кг, перорально
крысы-самки, 63 мг/кг, перорально
Penicillium camemberti
Penicillium commune
Penicillium chrysogenum
Penicillium griseofulvum
Penicillium hirsutum
Penicillium viridicatum
Охратоксин А молодые крысы, 22 мг/кг, перорально Penicillium verrucosum
Патулин мыши, 5 мг/кг, внутрибрюшинно
мыши, 35 мг/кг, перорально
Penicillium expansum
Penicillium griseofulvum
Penicillium roqueforti
Penicillium vulpinum
Пенитрем A[en] мыши, 1 мг/кг, внутрибрюшинно Penicillium crustosum
Penicillium glandicola
PR-токсин мыши, 6 мг/кг, внутрибрюшинно
крысы, 115 мг/кг, перорально
Penicillium roqueforti
Рокфортин C мыши, 340 мг/кг, внутрибрюшинно Penicillium chrysogenum
Penicillium crustosum
Penicillium roqueforti
Секалоновая кислота D[en] мыши, 42 мг/кг, внутрибрюшинно Penicillium oxalicum

Наиболее известным и опасным токсином, продуцируемом видом рода, Питт назвал охратоксин А. Относится к категории 2B веществ, вероятно канцерогенных для человека, согласно классификации Международного агентства по изучению рака. Токсин действует на почки, возможно, связан с возникновением очагов балканской нефропатии[en].

Первоначально вещество было выделено из культуры Aspergillus ochraceus, затем было показано, что его часто продуцируют штаммы A. carbonarius и редко — A. niger. Впоследствии обнаружено, что это вещество синтезируют Penicillium verrucosum и близкий вид P. nordicum. P. verrucosum встречается на растениях ячменя и пшеницы в умеренных регионах мира — в Скандинавии, Центральной Европе, Западной Канаде.

По-видимому, с зерном риса, поражённым Penicillium citreonigrum, связано широкое распространение острой формы бери-бери в Японии во второй половине XIX века. С 1910 года это заболевание стало встречаться во много раз реже, что совпало с введением жёсткой государственной инспекции рисового зерна, значительно снизившей продажу заплесневелого риса. Впоследствии поражённый P. citreonigrum рис в Юго-Восточной Азии обнаруживался редко[19].

PR-токсин и рокфортин C синтезируются штаммами Penicillium roqueforti, используемого в сыроделии. Показана связь рокфортина C с гибелью собак в Канаде. Сильно ядовитый PR-токсин быстро разлагается при хранении сыра, а токсин с достаточно большой летальной дозой 50 % рокфортин C обнаруживается и в готовых сырах. Об отравлениях человека PR-токсином или рокфортином C, связанных с употреблением в пищу сыра, не известно[19].

Два вида рода часто используются в сыроделии. Для приготовления голубых сыров (рокфора, стилтона, горгондзолы, блё д’Овернь, кабралеса, данаблю и других) используется культура Penicillium roqueforti. Этот вид наиболее устойчив к продуктам молочнокислого брожения, однако способен развиваться только при небольшой концентрации поваренной соли.

При производстве белых сыров с плесенью (камамбер, бри, гамалуст) после первичной ферментации молочнокислыми бактериями внутри сыра начинается развитие дрожжевых грибов, а на поверхность сыра заселяется грибок P. camemberti[20].

Салями и другие сухие колбасы в ряде стран Европы (Италии, Румынии, Венгрии, Швейцарии, Испании, Франции) обычно подвергаются ферментации грибом Penicillium nalgiovense, реже — P. chrysogenum и описанным в 2015 году P. salamii[21]. Эти виды — одни из наиболее солеустойчивых плесневых грибов, их рост обычно препятствует появлению нежелательных плесневых грибков на ферментированных колбасах. P.

Целый ряд штаммов пенициллов используется в промышленности для синтеза ферментов. Так целлюлазы некоторых штаммов-мутантов оказываются сравнимыми по эффективности со штаммами наиболее активно используемого в промышленности вида Trichoderma reesei. Увеличенным производством целлюлаз характеризуются отдельные штаммы Penicillium brasilianum, P.

brevicompactum, P. citrinum, P. chrysogenum, P. crustosum, P. echinulatum, P. expansum, P. glabrum, P. janthinellum, P. oxalicum, P. persicinum[22]. Ряд штаммов, выделяющих внекеточные хитиназы, (например, штамм вида P. ochrochloron) может использоваться для биологического контроля и производства грибных протопластов[23].

Структурная формула пенициллина G

Структурная формула пенициллина G

Среди видов рода известно множество продуцентов природных лекарственных препаратов, в том числе антибиотиков. Свойство зелёных плесеней подавлять бактериальный рост было впервые отмечено в 1868—1872 годах В. А. Манассеиным и А. Г. Полотебновым[2]. Первый известный науке бактерицидный антибиотик, активность которого была продемонстрирована Александром Флемингом в 1928 году, — пенициллин, продуцируется пенициллами, относящимися к секции Chrysogena.

Технология очистки и промышленного производства пенициллина была разработана группой под руководством Х. Флори и Э. Чейна в 1941 году. В СССР пенициллин был выделен в 1942 году З. В. Ермольевой[2]. Вещества группы пенициллинов обладают активностью по отношению к грамотрицательным и многим грамположительным бактериям, ингибируя синтез клеточной стенки[24].

Структурная формула гризеофульвина

Структурная формула гризеофульвина

Исторические сведения, таксономия и систематика

Научное название рода Penicillium образовано от penicillus (в переводе с лат. — «кисть»), связано с кистевидными конидиеносцами, несущими фиалиды с конидиями. В русскоязычной литературе изредка встречаются переводные названия — кистеви́к[2], кистеви́дная пле́сень[29].

Род был выделен немецким естествоиспытателем Генрихом Фридрихом Линком (1767—1851) в 3-м томе «

Впоследствии, в 1816 году, Линк описал ещё один вид с кисточковидными конидиеносцами — Penicillium roseum. Также он предположил, что отличия в окраске спороношения P. expansum и P. glaucum обусловлены только характеристиками среды произрастания и объединил их под первым названием[30]. Ещё позднее, в 1824 году, Линк относил к роду 4 вида: P. glaucum, P. candidum, P. roseum, а также P. sparsumLink, ранее, согласно автору, описанный под назвнием Aspergillus penicillatusGrev.[31]

Иллюстрация Mucor penicillatus Пьера Бюльяра

Иллюстрация Mucor penicillatus Пьера Бюльяра

Первая иллюстрация, определённо изображающая представителя Penicillium, была создана Пьером Бюльяром и опубликована в 1809 году под названием Mucor penicillatus[32].

В первой трети XIX века были опубликованы важнейшие работы по микологии Э. Фриса, Х. Персона и Р. Гревилла. Эти авторы приняли новый род Линка, однако имели слабое представление о том, какие виды понимались под каждым названием их первооткрывателями[32].

Элиас Магнус Фрис в 1832 году в книге Systema mycologicum объединил с родом Penicillium другой род Линка, Coremium, в который Линк в 1824 году включал виды C. glaucumLink, C. candidum(Pers.) Nees и C. citrinumPers. Фрис отнёс к Penicillium следующие виды: Penicillium fasciculatumSommerf., P. sparsumLink, P. crustaceum(L.) Fr. (с синонимами P. glaucumLink и P. expansumLink), P. bicolor(Fr.) Fr. (с синонимом Coremium glaucumLink), P. candidumLink, P. roseumLink.

Оцените статью
Дачник
Adblock detector