Ядерный аппарат клетки и рибосомы.
Ядро - обязательная составная часть клетки эукариот. Оно контролирует и управляет деятельностью клетки, хранит и передаёт генетическую информацию.
Строение ядра одинаково для всех клеток. Ядроклетки обычно имеет размеры от 3 до 10 мкм в диаметре. В нем содержится ДНК, которая вместе с белками - гистонами образует комплексы - хромосомы, видимые в световом микроскопе при делении клетки. Хромосомы (греч. “хрома” - краска, “сома” - тело) несут генетическую информацию о структуре клетки и ее физиологической активности.
Рисунок 12 - Структура ядра клетки
Содержимое ядра отделено от цитоплазмы ядерной оболочкой, состоящей из двух близко расположенных друг к другу мембран, между которыми имеется узкая щель, заполненная полужидким веществом. Время от времени обе мембраны сливаются друг с другом, образуя ядерные поры, через которые происходит обмен различными веществами между ядром и цитоплазмой: из ядра выходят молекулы иРНК и тРНК, участвующие в синтезе различных белков, а входят белки, синтезирующиеся в цитоплазме. Внутреннее содержание ядра составляет ядерный сок - кариоплазма (греч. "karyon" - орех, ядро ореха), в ней находится одно или несколько ядрышек и значительное количество белка, РНК и ДНК (99% всей ДНК клетки), из которых образуются хромосомы.
Ядрышко - это место сборки рибосом из рибосомных белков и рибосомных ДНК, синтезируемых в цитоплазме (их может быть одно или несколько). Оно находится внутри ядра, и не имеет собственной мембранной оболочки. Основной функцией является синтез рибосом. В ядрышке локализуются белки, принимающие участие в этих процессах.
Рибосомы - немембранные органеллы. Это — важнейший органоид живой клетки, сферической или слегка эллипсоидной формы, диаметром 15-20 нм, состоящий из большой и малой субъединиц.
-
Рисунок 13 - Структура и схема рибосомы
Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. В их состав входят белки и РНК. Каждая субъединица состоит из нескольких десятков белков. Белки в рибосоме держатся на каркасе, состоящем из рибосомной РНК.
Рибосомы служат для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК или мРНК. Также существуют транспортные РНК – тРНК, которые поставляют необходимые аминокислоты для составления пептидной цепи. Транспортная РНК входит в рибосому, комплементарно связываясь с кодоном мРНК, затем происходит реакция при которой аминокислотные остатки связываются друг с другом, а тРНК удаляется. "Словарь" для перевода с языка нуклеотидов на язык аминокислот называется генетическим кодом.
Рисунок 14 - Схема биосинтеза белка
Иногда этот процесс осуществляется не одной рибосомой, а целой группой рибосом (такую группу называют полисомой).
Рисунок 15 -Полисома
Клеточный центр играет исключительную роль в организации цитоскелета: многочисленные цитоплазматические микроклубочки расходятся от него во все стороны. В центре клеточного центра находятся две центриоли. Каждая центриоль представляет собой цилиндр (длиной 0,3 мкм и диаметром 0,1 мкм), по окружности которого располагается девять триплетов микротрубочек. Центриоли образуют пары, члены которых расположены под прямым углом друг к другу. Перед делением клетки члены пары расходятся к противоположным полюсам и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. От центриолей, расположенных на разных полюсах клетки, протягиваются друг к другу параллельные микротрубочки, образуя митотическое веретено, способствующее равномерному распределению генетического материала между дочерними клетками. Часть нитей веретена прикрепляется к хромосомам. Однако центриоли обнаружены не у всех клеток, имеющих клеточный центр. Нет их и у высших растений.
а) б)
Рисунок 24 - а) центриоль с 9 триплетами микротрубочек;
б) пара центриолей: 1 - материнская ; 2 - дочерняя
7 Мембранные органоиды клетки
Рибосомы из ядрышка поступают (через поры в ядерной оболочке) на мембраны эндоплазматической сети (ЭПС) - системы соединенных между собой канальцев и полостей различной формы и величины, контактирующей со всеми органоидами клетки.
ЭПС бывают двух видов - шероховатая и гладкая: на шероховатой ЭПС (или гранулярной) располагается множество рибосом, которые осуществляют синтез белков. Рибосомы придают мембранам шероховатый вид. Мембраны гладкой ЭПС не несут рибосом на своей поверхности, в них располагаются ферменты синтеза и расщепления углеводов и липидов. Гладкая ЭПС выглядит как система тонких трубочек и цистерн.
рибосомы
а) б)
Рисунок 16 – Эндоплазматическая сеть а) шероховатая;
б) вверху шероховатая, ниже гладкая ЭПС
Продукты синтеза (белки, жиры и углеводы), образовавшиеся в каналах и полостях ЭПС, транспортируются к аппарату Гольджи.
Комплекс Гольджи – это органоид клетки, основой которого является гладкая мембрана, образующая пакеты уплощённых цистерн,
уложенных в стопку, и крупных и мелких пузырьков, расположенных на концах полостей.
Рисунок 17 – Аппарат Гольджи
Все поступившие в аппарат Гольджи вещества накапливаются, а затем в виде крупных и мелких пузырьков поступают в цитоплазму, к органоидам клетки, где потребляются или выделяются из клетки.
Рисунок 18 – Микрофотография аппарата Гольджи.
Наряду с образованием белков, жиров и углеводов и т.д., ЭПС клетки вырабатывает специфические вещества белковой природы – ферменты, которые, накапливаясь в аппарате Гольджи выделяются в виде лизосом - небольших округлых телец. Лизосомы (греч. “лизео” - растворяю, “сома” - тело) - самые мелкие мембранные образования, представляющие собой пузырьки, диаметром 0,5 мкм, содержат ферменты, расщепляющие белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты. Лизосомы участвуют в расщеплении старых “частей” клетки, целых клеток и отдельных органов. Например, исчезновение хвоста у головастика лягушек происходит под действием ферментов лизосом.
Выделяющиеся из аппарата Гольджи пузырьки с водой движутся к вакуолям.
Вакуоли - мембранные органеллы, являющиеся резервуарами воды с растворенными в ней соединениями. В растительных клетках на долю вакуолей приходится до 90% объема, а животные клетки имеют временные вакуоли, занимающие не более 5% их объема.
Вакуоли
Рисунок 19 – Вакуоли в клетке
Вакуоли растительных клеток поддерживают тургорное давление и поставляют воду, используемую при фотосинтезе.
ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли составляют систему, отдельные элементы которой могут переходить друг в друга при перестройке и изменении функций мембран.
Рисунок 20 - Система образования и выделения веществ через ЭПС и аппарат Гольджи.
Цитоплазма большинства растительных и животных клеток содержит “энергетические станции” - митохондрии.
Митохондрииимеют палочковидную, нитевидную или шаровидную форму диаметром около 1 мкм и длиной около 7 мкм. Митохондрии (греч. “митос” - нить, “хондрион” - зерно, гранула) хорошо видны в световой микроскоп, имеют наружную гладкую мембрану и внутреннюю мембрану, имеющую многочисленные складки - кристы, в которые встроены ферменты, участвующие в преобразовании энергии питательных веществ, поступающих в клетку, в энергию молекул АТФ. Число крист (лат. “криста” - гребень, вырост) неодинаково в разных митохондриях клеток. Их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч: чем больше энергетических затрат осуществляет данная клетка, тем больше она содержит митохондрий. Внутреннее пространство митохондрий заполнено гомогенным веществом, называемым матриксом. Вещество матрикса более плотное, чем то, которое окружает митохондрию.
В матриксе присутствуют нити ДНК и РНК, а также рибосомы, что обеспечивает митохондриям самовозобновление путем деления. Митохондрии тесно связаны с мембранами эндоплазматической сети, каналы которой часто открываются непосредственно в митохондрии.
Количество митохондрий меняется в процессе индивидуального развития организма (онтогенеза): в молодых растущих и делящихся клетках их значительно больше, чем в стареющих.
Рисунок 21 - Митохондрия
Цитоплазма растительных клеток содержит пластиды, животные клетки их не имеют. Различают три основных типа пластид: лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Они имеют разную окраску. Бесцветные лейкопласты находятся в цитоплазме клеток неокрашенных частей растений: стеблях, корнях, клубнях. Например, их много в клубнях картофеля, в которых накапливаются зерна крахмала. Хромопласты находятся в цитоплазме цветков, плодов, стеблей, листьев. Хромопласты обеспечивают желтую, красную, оранжевую окраску растений. Зеленые хлоропласты содержатся в клетках листьев, стеблей и других частях растения, а также у разнообразных водорослей. Размеры хлоропластов 4-6 мкм, они часто имеют овальную форму. У высших растений в одной клетке содержится несколько десятков хлоропластов.
Рисунок 22 - Пластиды
Зеленые хлоропласты способны переходить в хромопласты - поэтому осенью листья желтеют, а зеленые помидоры краснеют при созревании. Лейкопласты могут переходить в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету). Таким образом, хлоропласты, хромопласты и лейкопласты способны к взаимному переходу.
Основная функция хлоропластов - фотосинтез, т.е. в хлоропластах на свету осуществляется синтез органических веществ из неорганических за счет преобразования солнечной энергии в энергию молекул АТФ. Хлоропласты высших растений имеют размеры 5-10 мкм и по форме напоминают двояковыпуклую линзу. Каждый хлоропласт окружен двойной мембраной, обладающей избирательной проницаемостью. Снаружи располагается гладкая мембрана, а внутренняя имеет складчатую структуру. Основная структурная единица хлоропласта – тилакоид, плоский двумембранный мешочек, ирающий ведущую роль в процессе фотосинтеза. В мембране тилакоида расположены белки, аналогичные белкам митохондрий, которые участвуют в цепи переноса электоронов. Тилакоиды расположены стопками, напоминающие стопки монет (от 10 до 150) и называемыми гранами. Грана имеет сложное строение: в центре располагается хлорофилл, окруженный слоем белка; затем располагается слой липоидов, снова белок и хлорофилл.
В каждом хлоропласте примерно по 50 гран, расположенных в шахматном порядке. В мембранах, формирующих тилакоиды, содержатся ферменты, улавливающие солнечный свет и синтезирующие АТФ. Внутренняя среда хлоропласта содержит ферменты, синтезирующие органические вещества с использованием энергии АТФ. . Каждый хлоропласт содержит ДНК и рибосомы и способен к автономному делению, как и митохондрии. Зеленый цвет хлоропластов обусловлен содержанием в них пигмента хлорофилла, имеющего сложное химическое строение. В живом и функционирующем хлоропласте содержится до 75 % воды.
Рисунок 23 - Хлоропласт
Размеры, форма митохондрий и хлоропластов, наличие в них двуцепочечной ДНК и собственных рибосом делают их похожими на клетки бактерий. На основании этого сходства существует теория симбиотического происхождения эукариотической клетки, в соответствии с которой полагают, что предки современных митохондрий и хлоропластов были когда-то самостоятельными прокариотическими организмами.
Помимо различных органоидов клетка имеет включения - непостоянные образования, которые то возникают, то исчезают. Включения являются продуктами метаболизма и локализуются в основном в цитоплазме клетки в виде гранул, зерен, капель и кристаллов. Липоиды откладываются в виде мелких капель, полисахариды - в виде гранул (зерна крахмала, гранулы гликогена); белковые соединения откладываются реже (тоже в виде гранул, есть шарики, палочки, пластинки), они есть в яйцеклетках, печени, в цитоплазме простейших и многих других животных. К клеточным включениям относятся некоторые пигменты (липофуцин, образующийся главным образом при старении организма; липохромы находящиеся в яичниках и надпочечниках; ретинин, входящий в состав зрительного пурпура; гемоглобин крови; меланин кожи и другие пигменты). Еще встречаются секреторные включения, чаще располагающиеся в железистых клетках: они могут быть белковыми, сахарами, липопротеидами и т.д.
8 Питание клетки. Фагоцитоз и пиноцитоз.
Любая живая клетка питается, т.е. захватывает из внешней среды питательные вещества (в виде отдельных молекул или больших групп молекул - пищевых частиц, иногда даже целых клеток меньшего размера), и так или иначе использует эти вещества.
Есть всего два принципиально различных варианта использования питательных веществ.
1. Молекулы питательных веществ можно использовать для построения других молекул, выполняющих в жизни клетки какие-то функции, например, молекул, входящих в состав клеточной мембраны. Этот вариант использования клеткой питательных веществ называется ассимиляцией.
2. Другой вариант – получение энергии, которая при этом выделяется и используется клеткой, например, для передвижения или для захвата новых пищевых частиц. Такой вариант использования веществ называется диссимиляцией.
Для переноса воды и различных ионов в клеточной мембране существуют поры, через которые они пассивно поступают в клетку. Кроме того, существует активный перенос веществ в клетку с помощью специальных белков, входящих в состав плазматической мембраны. Он осуществляется также на основе процессов фагоцитоза и пиноцитоза
Фагоцитоз ("фагос" - "пожиратель", "цитос" - "клетка") - питание клетки сравнительно большими пищевыми частицами (в том числе другими клетками). Общая картина фагоцитоза показана на рис. 9.
Рисунок 9- Фагоцитоз. Пиноцитоз. Рецепторный эндоцитоз
Проплывающая мимо клетки пищевая частица касается мембраны и прилипает к ней. Мембрана под ней прогибается, охватывая частицу со всех сторон. В результате образуется мембранный пузырек с частицей внутри - пищеварительная вакуоль. Она отрывается от мембраны и уплывает вглубь цитоплазмы. Там она сливается с другим пузырьком (первичной лизосомой, отделившимся от комплекса Гольджи. Пузырек - результат этого слияния - называют вторичной лизосомой. После этого пищевая частица начинает растворяться. Минут через 20 внутри вторичной лизосомы виднеются только несколько маленьких бесформенных кусочков, почему-то "не захотевших" растворяться. Затем вторичная лизосома подплывает к мембране клетки и сливается с ней, выбрасывая из клетки наружу эти "кусочки" (рисунок 20).
Другой вариант, гораздо более приемлемый для многоклеточных животных – вторичная лизосома выбрасывает непереваренные остатки в специальную вакуоль накопления на «вечное хранение».
Все эти удивительные превращения происходят благодаря деятельности специальных молекул. Специальные молекулы мембраны клетки (рецепторы), обеспечивают прилипание пищевой частицы к мембране и образование пищеварительной вакуоли. Рецепторы - это молекулы мембраны клетки, которые могут узнавать другие молекулы (лиганды), и прочно к ним прилипать. Коснувшаяся мембраны частица прилипает в том случае, если на ее поверхности имеются лиганды к каким-нибудь рецепторам, имеющимся на поверхности клетки (на мембране обычно имеется около 100 различных разновидностей рецепторов, и каждый из них "узнает" определенный лиганд).
В случае, когда клетка захватила с помощью фагоцитоза другую маленькую клетку, первичная лизосома приносит из комплекса Гольджи специальные молекулы (пищеварительные ферменты), умеющие "разрезать" большие молекулы (полимеры) на части. Из-за этого органоиды захваченной клетки "разваливаются" на отдельные мелкие молекулы. В мембране вторичной лизосомы имеются также белки-переносчики, которые умеют переносить эти мелкие молекулы через мембрану в цитоплазму клетки.
Пиноцитоз (греч. "pino" - пить) - процесс захвата и поглощения капелек жидкости с растворенными в ней веществами. Пиноцитоз напоминает фагоцитоз, но фагоцитоз широко распространен у животных, а пиноцитоз осуществляется как растительными, так и животными организмами.
Клеточная стенка растений и бактерий препятствует фагоцитозу и поэтому фагоцитоз у них практически отсутствует.
ТЕМА: ТКАНЕВЫЙ УРОВЕНЬ
Тканевый уровень представлен тканями, объединяющими клетки определенного строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференциации клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная, а также кровь и лимфа). У растений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.
Функции, выполняемые животным организмом, очень разнообразны, поэтому и клетки в нем построены неодинаково. По внешним, или морфологическим, признакам можно выделить однородные группы клеток, из которых как бы соткан организм; отсюда произошло название ткани, т. е. различные группы клеток. Каждая группа однородных клеток выполняет определенную функцию и обладает особыми, только ей присущими качествами.
Ни одна из тканей не является независимой, изолированной группой однородных клеток. Только при самой тесной работе всех клеток как частей целого организма возможна их жизнь.
На основании особенностей строения и функции клеток различают следующие ткани: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.
1. Эпителиальная ткань.
Эпителиальная ткань, или эпителий, характеризуется тем, что клетки располагаются в нем целыми рядами, одна возле другой. Эпителий очень распространен в сложном организме. Он покрывает поверхность тела животного, полости и органы, выполняющие различную физиологическую роль в организме. Эпителий защищает внутренние ткани, и проникнуть к этим тканям можно, только нарушив эпителий.
Функциональное значение эпителия разнообразно, и построен он в различных местах тела неодинаково. Там, где клетки эпителия располагаются в один ряд, он называется однослойным; там, где ряды клеток наслаиваются один на другой, – многослойным.
Различают однослойный цилиндричский эпителий, который, в свою очередь, делится на мерцательный, каемчатый и железистый, а также многослойный эпителий.
Мерцательный эпителий покрывает дыхательные пути, яйцеводы и характеризуется наличием тонких подвижных нитей на свободном конце клеток, называемых ресничками. Они постоянно двигаются в одну сторону, вследствие чего из дыхательных путей выделяются мокрота, различные посторонние частицы, а в яйцеводах происходит перемещение яйцевой клетки в матку.
Каемчатый, или кишечный, эпителий покрывает внутреннюю поверхность кишечника. На свободном конце клеток этого эпителия имеется особое приспособление – кайма, или кутикула, при помощи которой в стенки кишечника всасываются растворенные в воде питательные вещества.
Железистый эпителий находится главным образом в железах. Клетки железистого эпителия выделяют специальную жидкость, называемую секретом. Форма и строение железистых клеток очень разнообразны, как и выделяемый ими секрет.
Многослойный эпителий в зависимости от формы клеток подразделяют на: 1) многослойный цилиндрический, встречающийся редко, главным образом в выводных протоках желез; 2) многослойный переходный, отличающийся большой растяжимостью и выстилающий полости, сильно изменяющие свой объем (например, полость мочевого пузыря); 3) многослойный плоский, состоящий из плоских клеток, которые ороговевают. Он покрывает снаружи тело животного, выстилает внутри ряд органов (полость рта, глотку, пищевод и др.), являясь защитным эпителием.
2. Соединительные ткани
Соединительные ткани распространены по всему организму. Они связывают различные части тела между собой. Соединительные ткани подразделяются на две основные группы: ткани питающие (трофические) и опорные (механические).
Кровь и лимфа по своему происхождению относятся к трофической группе соединительной ткани. В состав крови входят плазма и форменные элементы.
Плазма представляет собой жидкую часть крови и состоит из воды, неорганических и органических веществ. Одни из них являются питательным материалом для клеток, другие – продуктами обмена веществ, подлежащими удалению из организма.
В крови, находящейся вне организма, плазма свертывается, причем выпадает белковое вещество – фибрин, образующий тромб. Способность крови образовывать тромб предохраняет от кровотечений при нарушении целостности кровеносного сосуда.
Жидкость, остающаяся после удаления фибрина, называется кровяной сывороткой.
К группе механических соединительных тканей относятся хрящевая и костная ткани. Хрящевая ткань встречается там, где требуется большая упругость (остов дыхательного аппарата), или там, где необходимо смягчать толчки и сотрясения (на концах костей в суставах).
Рисунок 28 - Строение хрящевой ткани: 1 - межклеточное вещество; 2 - клетка; 3 – ядро
Костная ткань – самая прочная в организме. В ней, кроме органических соединений, много минеральных веществ, а именно фосфорно-кальциевых солей. Это придает костной ткани большую крепость, а наличие органических веществ – упругость. Кость пронизана каналами, через которые проходят кровеносные и лимфатические сосуды, а также нервные волокна. Стенки костей состоят из сплошного компактного вещества, а внутри кость построена из губчатого вещества, пустые пространства которого заполнены костным мозгом.
Рисунок 27- Строение костной ткани: 1 - костная клетка (остеоцит); 2 - ядро; 3 - межклеточное вещество
Кроме того, существует волокнистая соединительная ткань, выполняющая, помимо опорной, и трофическую функцию, так как в ее межклеточных щелях циркулируют питательные вещества.
Волокнистая соединительная ткань бывает рыхлой, плотной и эластической. Рыхлая соединительная ткань залегает под кожей между мускулами и служит для соединения и образования остова отдельных органов. Плотная соединительная ткань встречается в сухожилиях, связках и других органах и отличается от рыхлой плотностью и прочностью.
Рисунок 26 - Строение плотной соединительной ткани: 1 - коллагеновые волокна; 2 - ядро; 3 - клетки: 4 - эластиновые волокна
Эластическая соединительная ткань характеризуется большим количеством эластических волокон, прочностью, достаточной упругостью; встречается она в различных связках и крупных кровеносных сосудах.
5. Мышечная ткань
Мышечная ткань имеет своеобразные клетки, сильно вытянутые в длину, почему они и получили название мышечных волокон. Различают гладкую и поперечнополосатую мышечную ткань
Рисунок 29- Строение мышечной ткани: 1 - мышечная клетка (мышечное волокна); 2 - ядра; 3 - межклеточное вещество; 4 - волокно межклеточного вещества
Гладкая мышечная ткань сокращается независимо от воли животного. Она распространена во внутренних органах тела: пищеварительных, дыхательных и мочеполовых; в сосудах, в селезенке и т. д.
Поперечнополосатая мышечная ткань подразделяется на скелетную и сердечную. Скелетная мышечная ткань находится на тех частях скелета, которые участвуют в движении; она сокращается по произволу, почему ее и называют мышечной тканью произвольного движения. Сердечная мышечная ткань имеется в сердце и функционирует независимо от воли животного. Ее особенностью являются правильно чередующиеся сокращения, т. е. ритм.
6. Нервная ткань
Нервная ткань предназначена в организме для восприятия и передачи раздражений как внутри организма, так и при общении его с внешней средой. Через нервную ткань, животные воспринимают самые разнообразные ощущения: свет, цвет, запах, вкус, звук и пр.
ТЕМА: Организменный уровень развития живого
Онтогенез (от греч. ontos – существо, geneses – развитие) – это цикл развития индивидуального организма (животного или растения), начинающийся с образования давших ему начало половых клеток и заканчивающийся его смертью.
Онтогенез – индивидуальное развитие организма
Филогенез.- история возникновения и развития вида (животных или растений).
В Х1Х веке немецкими учеными Фрицем Мюллером и Эрнестом Геккелем был сформулирован биогенетический закон:
«Онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития ) вида , к которому эта особь относится »
Онтогенез в зависимости от характера развития организмов типируют на прямой и непрямой
Прямое развитие организмов в природе встречается в виде неличиночного и внутриутробного развития, тогда как непрямое развитие наблюдается в форме личиночного развития.
1.Сущность роста и развития организмов.
Итак, после оплодотворения яйцеклетки начинается рост и развитие нового живого организма, который повторяет путь развития родителей – отца и матери. Это – очень сложный процесс и заключается во взаимодействии наследственности, полученной от родителей, и условий среды, окружающей растущий организм.
Рост организма это постепенное увеличение его массы в результате увеличения количества клеток.
Рост можно измерить, построив на основе результатов измерений кривые размеров организма, массы, сухой массы, количества клеток, содержания азота и других показателей. При этом иногда одни клетки становятся морфологически, биохимически и функционально отличными от других клеток.
Размножение и дифференцировка одних клеток всегда координированы с ростом и дифференцировкой других. Оба эти процесса происходят на протяжении всего жизненного цикла организма. Поскольку дифференцирующиеся клетки изменяют свою форму, а в изменения формы вовлекаются группы клеток, то это сопровождается морфогенезом, который определяет структурную организацию клеток и тканей, а также общую морфологию организмов.
Таким образом, рост является результатом количественных изменений в виде увеличения количества клеток (массы тела) и качественных – в виде дифференцировки клеток и морфогенеза. Рост может быть неопределенным – продолжающимся всю жизнь (у растений), и определенным, ограниченным каким–либо сроком (у многих животных рост прекращается вскоре после достижения полового созревания).
Развитие – это качественные изменения организмов, обеспечивающие в ходе онтогенеза прогрессивные изменения индивидов.
В рамках современных представлений развитие организма понимают в качестве процесса, при котором структуры, образовавшиеся ранее, побуждают развитие последующих структур. Учитывая влияние факторов среды, развитие определяется единством внутренних и внешних факторов.
2.Периоды онтогенеза
Рост и развитие животного организма в разные периоды происходят неодинаково. С момента оплодотворения клетки делятся очень быстро, и наблюдается усиленный рост. Далее в связи с образованием различных тканей и органов рост постепенно замедляется и к определенному возрасту взрослого организма полностью прекращается.
Онтогенез подразделяют на проэмбриональный, эмбриональный и постэмбриональный периоды.
Проэмбриональный, период в индивидуальном развитии организмов связан с образованием половых клеток в организме.
Эмбриональный период начинается со слияния ядер мужской и женской половых клеток, когда происходит процесс оплодотворения яйцеклеток. У организмов, для которых характерно внутриутробное развитие, эмбриональный период заканчивается рождением потомства,
В случае человека, а иногда и высших животных, период развития до рождения часто называют пренатальным, после рождения – постнатальным. В пределах пренатального (эмбрионального) периода выделяют начальный (первая неделя развития), зародышевый и плодный периоды. Развивающийся зародыш до образования зачатков органов называют эмбрионом, после образования зачатков органов – плодом.
Различия в развитии организма в отдельные периоды жизни сопровождаются и различными требованиями к условиям окружающей его среды. Так, в утробный или пренатальный период зародыш не способен к самостоятельному питанию и газообмену. Он снабжается всем необходимым через материнский организм. Ко времени рождения организм уже подготовлен к другим условиям развития: к поступлению воздуха в легкие для поддержания газообмена и к питанию организма через пищеварительный тракт сначала молозивом, а затем молоком матери, которые в начальный период после рождения никаким другим питанием заменять не рекомендуется.
После появления организма на свет начинается его постэмбриональное развитие (постнатальное для человека), которое у разных организмов протекает от нескольких дней до сотен лет в зависимости от их видовой принадлежности. Следовательно, продолжительность жизни – это видовой признак организмов, не зависящий от уровня их организации
В постэмбриональном онтогенезе различают ювенильный и пубертатный периоды, а также период старости, заканчивающийся смертью.
Ювенильный период. Этот период – (юный) определяется временем от рождения организма до полового созревания.
Пубертатный период. Этот период называют еще зрелым, и он связан с половой зрелостью организмов. Развитие организмов в этот период достигает максимума
Старость как этап онтогенеза. Старость является предпоследним этапом онтогенеза организмов, причем ее длительность определяется общей продолжительностью жизни. Наиболее точно старость изучена у человека.
3 Старение организма и продолжительность жизни.
Известны самые различные определения старости человека. В частности, одно из наиболее популярных определений заключается в том, что
Старость есть накопление последовательных изменений, сопровождающих повышение возраста организма и увеличивающих вероятность его болезней или смерти. Науку о старости человека называют геронтологией.
В случае человека различают физиологическую старость, старость, связанную с календарным возрастом, и преждевременное старение, обусловленное социальными факторами и болезнями. В соответствии с рекомендациями ВОЗ пожилым возрастом человека следует считать возраст порядка 60-75 лет, а старым в 75 лет и более.
В начале нашего века возникла микробиологическая теория старения, творцом которой был И. И. Мечников, который различал физиологическую старость и патологическую. Он считал, что старость человека является патологической, т. е. преждевременной. Основу представлений И. И. Мечникова составляло учение об ортобиозе (правильный, жизнь), в соответствии с которым основной причиной старения является повреждение нервных клеток продуктами интоксикации, образующимися в результате гниения в толстом кишечнике. Развивая учение о нормальном образе жизни (соблюдение правил гигиены, регулярный труд, воздержание от вредных привычек), И. И. Мечников предлагал также способ подавления гнилостных бактерий кишечника путем употребления кисломолочных продуктов.
В 30-е гг. широкое распространение получила теория Павлова, который установил роль центральной нервной системы в нормальном функционировании организмов. Последователи И. П. Павлова в экспериментах на животных показали, что преждевременное старение вызывается нервными потрясениями и продолжительным нервным перенапряжением.
Заслуживает упоминания теория возрастных изменений соединительной ткани, сформулированная в те годы А. А. Богомольцем (1881-1946). Он считал, что физиологическую активность организма обеспечивает соединительная ткань (костная ткань, хрящи, сухожилия, связки и волокнистая соединительная ткань), а изменения коллоидного состояния клеток, потеря их тургора и т. д. определяют возрастные изменения организмов.
Наиболее распространенные современные представления о механизмах старения сводятся к тому, что в процессе жизни в клетках организма накапливаются соматические мутации, в результате которых происходит синтез дефектных белков, которые ведут к нарушениям в клеточном метаболизме, и это ведет к старению.
Однако исчерпывающей теории старения все же еще не создано, поскольку ясно, что ни одна из этих теорий самостоятельно объяснить механизмы старения не может.
Завершающим этапом онтогенеза является смерть. Вопрос о смерти в биологии занимает особое место, ибо чувство смерти «...совершенно инстинктивно присуще человеческой природе и всегда составляло одну из величайших забот человека» (И. И. Мечников, 1913). Больше того, вопрос о смерти стоял и стоит в центре внимания всех философских и религиозных учений, хотя философия смерти в разные исторические времена представлялась по-разному.
В античном мире Сократ и Платон доказывали бессмертие души, Цицерон и Сенека также- признавали будущую жизнь, но Марк Аврелий считал смерть естественным явлением, которое следует принимать безропотно.
В прошлом веке И. Кант и И. Фихте (1762-1814) тоже верили в будущую жизнь, а А. Г. Гегель придерживался убеждений, по которым душа поглощается «абсолютным существом», хотя природа этого «существа» не раскрывалась.
В соответствии со всеми известными религиозными учениями земная жизнь человека продолжается и после его смерти, и человек должен неустанно готовиться к этой будущей смерти.
Однако, естествоиспытатели и философы, не признающие бессмертия, считали и считают, что смерть представляет собой, как неоднократно подчеркивал И. И. Мечников, естественный исход жизни организма.
Научные данные свидетельствуют о том, что у одноклеточных организмов (растений и животных) следует отличать смерть от прекращения их существования. Смертью является их гибель, тогда как прекращение существования связано с их делением. Следовательно, недолговечность одноклеточных организмов компенсируется их размножением.
У многоклеточных растений и животных смерть является в полном смысле слова завершением жизни организма.
Продолжительность жизни. Среди растений и животных разные организмы живут разное время. Например, травянистые растения (дикие и культурные) живут в течение одного сезона. Напротив, древесные растения дуб – 2000 лет, сосна – до 3000-4000 лет, птицы некоторых видов – до 100 лет. Продолжительность жизни млекопитающих является меньшей. Например, мелкий рогатый скот живет – 20-25 лет, крупный рогатый скот – 30 лет и более, слоны – 100 лет, кролики – 10 лет.
Среди млекопитающих долгожителем является человек. Многие люди доживали до 115-120 лет и более, а отдельные люди доживали даже до 150 лет.
В то же время долгожители часто сохраняют на высоком уровне как физические, так и умственные способности. Например, Платон, Микеланджело, Тициан, И. Гёте и В. Гюго лучшие свои произведения создали после 75 лет.
3. Наследственность и изменчивость и методы их изучения.
Наследственность и изменчивость – это важнейшие свойства живого, которые не только отличают живое от неживого, но и определяют совместно с размножением бесконечное продолжение жизни, ее непрерывность на всех уровнях организации живого.
Непрерывность жизни имеет генетический характер, ибо наследсвенность и изменчивость поддерживают стабильность свойств организма и способность организмов к изменчивости.
Генотип – это сумма генов данного организма, его индивидуальная генетическая конституция, которую он получает от своих родителей.
Генотип не изменяется в течение онтогенеза.
Фенотип – сумма всех внешних и внутренних признаков (свойств) данного организма. У всех организмов различают качественные и количественные признаки. Качественными признаками служат те, которые можно, глядя на них, сфотографировать или описать: форма тела, строение, масть животного, окраска цветков и плодов, форма семян, плодов и т. д
Количественными признаками служат те, которые можно определить путем измерений. Например, масса семян, плодов, количество, форма и размеры листьев, высота стеблей, урожайность и т. д. У домашних животных количественными признаками являются молочная и мясная продуктивность, белковое содержание мяса, количество жира и белка в молоке коров. Учет количественных признаков имеет очень большое значение не только в хозяйственном плане, но и в том, что их используют в селекции высокоурожайных сортов растений и высокопродуктивных пород животных, ведя отбор на хозяйственно полезные признаки. Как правило, количественные признаки и у растений и у животных контролируются не одним, а большим количеством генов, действующих в одном направлении.
У человека количественными признаками являются масса тела, головного мозга, рост, количество форменных элементов крови, степень пигментации кожи, общая интеллектуальность и т. д.
В противоположность генотипу фенотип любого организма изменяется в процессе роста и развития на протяжении всей его жизни.
В случае человека изменения фенотипа у отдельного индивидуума можно проследить по его фотографиям (качественные признаки), сделанным в разные периоды жизни. Можно сказать, что фенотип организма является различным в онтогенезе индивидуума, т. е. в эмбриональном периоде, после рождения, во время полового созревания и т. д.
Организмы живут и размножаются в среде, условия которой удовлетворяют их. Внешняя среда влияет на выражение наследственных признаков и определяет степень их проявления. Взаимодействие наследственности и среды определяет, каким организм является в данный момент и как он должен развиваться в будущем. Наследственность предполагает, каким организм должен стать, но не каким он будет. То, каким организм станет в действительности, решается взаимодействием наследственности и среды.
Фенотипы являются результатом взаимодействия различных генов (компонентов генотипа) между собой и генотипа со средой.
Метод изучения наследственности организмов
Изучение наследственности очень важно. Главным и единственным методом изучения наследственности организмов является классический генетический (гибридологический) анализ, или, как его еще называют, формальный генетический анализ. Основы этого метода были разработаны Г. Менделем.
Он заключается в последовательном разложении генома анализируемого организма на группы сцепленных генов, а групп сцепления — на генные локусы с дальнейшим установлением последовательности генных локусов вдоль хромосомных пар и выяснением тонкой структуры генов.
Генетический анализ в принципе подобен химическому анализу, задача которого заключается в разложении сложных химических соединений на более простые компоненты, например нуклеопротеиды в результате гидролиза расщепляются на структурные части.
Классический генетический анализ основывается на расщеплении (сегрегации) и рекомбинации генов в мейозе и осуществляется путем скрещиваний особей с разными признаками и учета результатов скрещиваний.
Схема генетического анализа организмов состоит из ряда последовательных этапов, а именно:
1. Идентификация генов;
2. Установление генных локусов на хромосомных парах;
3. Установление последовательности генных локусов вдоль хромосомных пар;
4. Выяснение тонкой структуры генов.
Результаты генетического анализа оформляют путем составления генетических карт.
МИКРОБИОЛОГИЯ
Микробиология — наука, изучающая жизнедеятельность не видимых невооруженным глазом существ— микроорганиз-мов. Это название происходит от греческих слов — mikros (малый), bios (жизнь), logos (наука).
Микробиология изучает строение и форму микроорганизмов (морфологию), проявления и условия их жизнедеятельности (физиологию), роль в природе и жизни человека, а также возможности, средства и способы использования физиологических свойств микробов в различных областях деятельности человека.
Микробиология находится в неразрывной взаимосвязи с общей и молекулярной биологией, ботаникой, зоологией, биохимией ибиофизикой.Микроорганизмы приобретают все большее значение в таких областях науки, как генетика, агробиология и медицина; кроме того, они составляют основу важного направления в промышленности, называемого биотехнологией. Биотехнология — это использование микроорганизмов, биологических систем или биологических процессов в промышленном производстве.
1 Краткая история развития микробиологии.Возникновение и развитие микробиологии стало возможным после создания относительно совершенного микроскопа, который увеличивал исследуемый объект в 160—200 раз. Егосконструировал голландский ученый — естество-испытатель Антоний Ван Левенгук (1632 - 1723 гг.),
Начиная с работы Левенгука, микробиологическая наука до 1857 г. являлась по существу микрографией, так как ученые того времени лишь описывали внешние формы микроорганизмов. Это был морфологический период развития микробиологии.
Величайший микробиолог XIX века и основатель микробиологической науки Луи Пастер (1822—1895 гг.) впервые показал, что микробы отличаются друг от друга не только (и не столько) внешним видом, но и определенными особенностями физиологического обмена веществ. Опубликование Л. Пастером мемуаров омолочнокислом брожении (1857 г.) послужило началом второго— физиологического периода развития микробиологии.
Л. Пастер объяснил также микробиологическую сущность разложения белковых веществ. В дальнейшем этот великий ученый сделал ряд крупных научных открытий, которые явились основой общей, промышленной и медицинской микробиологии.
В 1862 г. опубликована его работа о самопроизвольном зарождении жизни. Решение этой проблемы и разработка метода стерилизации при проведении исследований имеют огромное научно-практическое значение
В 1865 г. опубликована работа Л. Пастера «Болезни вина и пива». Автор установил, что появление «болезней» (правильно - пороков) вина и пива связано с жизнедеятельностью определенных видов микроорганизмов и для борьбы с ними предложил способ термической обработки виноградного сока, названный «пастеризация».
В 1868 г. Л. Пастер завершил работу «Болезни шелковичных червей», а в 1881 г. опубликовал работу «Зараза и вакцина».
Венцом научной деятельности Л. Пастера и величайшим подвигом явилась его работа «Предохранение от бешенства».
Большой вклад в развитие микробиологии внес немецкий ученый Роберт Кох (1843—1910 гг.), который открыл возбудителей туберкулеза, холеры и некоторых других инфекционных болезней. Р. Кох разработал методику культивирования микроорганизмов на плотной питательной среде и выделения чистой культуры на этой среде, способ окрашивания препаратов микроорганизмов, приемы борьбы с распространением патогенных (болезнетворных) микробов во внешней среде.
Велико значение в развитии микробиологической науки работ отечественных ученых. И. И. Мечников (1845—1916 гг.) создал всемирно известную фагоцитарную теорию иммунитета. Он же разработал теорию борьбы с преждевременным старением организма и предложил практическое использование антагонизма между молочнокислыми и гнилостными бактериями в целях предохранения человека от отравления продуктами белкового распада.
Учение И. И. Мечникова об антагонизме между микробами предвосхитило создание современного учения об антибиотиках.
С. Н. Виноградский (1856—1953 гг.), основоположник почвенной микробиологии, открыл группу нитрифицирующих и азотфиксирующих бактерий.
Д. И. Ивановский (1864—1920 гг.) является основоположником новой отрасли микробиологии — вирусологии;
Н. Ф. Гамалея (1859—1949 гг.) разработал и внедрил в практику вакцину против бешенства; наблюдал явление лизиса у бацилл, которое позднее было названо бактериофагией; изучал возбудителей инфекционных болезней. Развитие пищевой микробиологии тесно связано с деятельностью Я.Я. Никитинского (1878 -1941г)
После становления микробиологии на современный путь исследования наступил ее расцвет, давший за короткий период (немногим больше столетия) такую массу теоретического и практического материала, что эта наука разделилась на несколько самостоятельных наук:
общую микробиологию; техническую, или промышленную, микробиологию, разделившуюся в свою очередь по отраслям — микробиологию бродильных производств, биологически активных препаратов (ферментов, витаминов, антибиотиков), микробиологию молока и молочных продуктов, мяса и мясных продуктов, рыбы и рыбных продуктов; сельскохозяйственную микробиологию с несколькими отраслями; медицинскую; ветеринарную; санитарную мик-робиологию; микологию;; вирусологию; геологическую микробиологию; космическую микробиологию.
2 Роль и значение микроорганизмов вокруг нас.
Общие свойства микроорганизмов. Отличительный признак микроорганизмов — крайне малая величина отдельных особей и большая величина их поверхности: суммарная поверхность бактерий величиной в 1 мкм, вмещающихся в объеме 1 см3 в количестве 1012, будет в 10000 раз больше поверхности куба.
Такое отношение поверхности клетки к ее объему обусловливает активный обмен с окружающей средой, свойственный микроорганизмам. Благодаря этому микроорганизмы очень быстро растут и размножаются.
У микроорганизмов сильно выражена метаболическая изменчивость, они легко адаптируются (приспосабливаются) к изменяющимся условиям внешней среды.
Благодаря высокой приспосабляемости микроорганизмы вездесущи. Они встречаются в почве; в воде и в воздухе как в средних широтах, так и в Арктике, в жарких песках пустынь и в высоких слоях атмосферы. Вследствие малой массы они легко переносятся с потоками воздуха, поэтому в естественных условиях любое место и любой субстрат на нашей планете заселены микроорганизмами.
Роль микроорганизмов в природе. Жизнь на земле без участия микроорганизмов была бы невозможна. Микроорганизмы являются важнейшим, ничем не заменимым звеном в круговороте углерода и азота в природе.
Углекислый газ атмосферы, аммонийные и азотнокислые соли почвы пополняются главным образом благодаря гигантской работе микроорганизмов, разлагающих белковые вещества до NH3 (аммиака) и сложнейшие безазотистые органические вещества (включая клетчатку и пектиновые вещества) до СО2,(углекислый газ), воды и некоторых других простейших неорганических веществ. (процесс гниения). Аммиак нитрифицирующими почвенными бактериями окисляется до азотной кислоты или химическим путем превращается в аммонийные соли.
Таким образом, микроорганизмы очищают земную поверхность от многочисленных растительных остатков, трупов животных и, одновременно обеспечивают растения необходимыми им питательными веществами. Растения синтезируют из СО2, воды, азотнокислых или аммонийных солей сложные органические вещества — белки, углеводы, жиры, которые служат пищей для животных и человека.
Значение микроорганизмов для пищевой промышленности. Однако жизнедеятельность гнилостных микроорганизмов и возбудителей брожения в пищевых продуктах (особенно в молоке, мясе и вырабатываемых из них продуктах), оборачивается для человека своей негативной стороной; Эти бактерии снижают питательную ценность, вкусовые свойства продуктов, могут сделать их совершенно непригодными и даже ядовитыми для человека. Несоблюдение санитарных требований при изготовлении и хранении пищевых продуктов может стать причиной их порчи и возникновения пищевых заболеваний микробного происхождения.
Вместе с тем участие микроорганизмов является необходимым для производства многих продуктов и для сохранения их качества.
Микроорганизмы — возбудители инфекционных болезней человека.Микроорганизмы сопровождают человека с момента рождения до последних минут жизни. Многие микробы (молочнокислые бактерии, энтерококки, кишечные палочки), населяющие в огромных количествах кишечник человека, являются его спутниками на всю жизнь и предохраняют организм от вредной деятельности гнилостных бактерий и некоторых патогенных микроорганизмов. Но имеются среди микробов смертельные враги человека — патогенные бактерии, риккетсии, вирусы. Некоторые патогенные бактерии (возбудители туберкулеза, бруцеллеза, брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры) при несоблюдении санитарных правил на производстве могут распространяться ивызывать заражение человека через продукты.
3 Отличительные признаки прокариот и эукариот
Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты).
Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В про-кариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки.
Цитоплазма прокариот по сравнению с цитоплазмой эука-риотических клеток значительно беднее по составу структур. Там находятся многочисленные более мелкие, чем в клетках эукариот, рибосомы. Функциональную роль митохондрий и хлоропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно просто организованные мембранные складки.
Клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной, поверх которой располагается клеточная оболочка и, иногда - слизистая капсула. Несмотря на относительную простоту, прокариоты являются типичными независимыми клетками.
В клетках животных отсутствует плотная клеточная стенка, нет пластид. Нет в животной клетке и центральной вакуоли. Центриоль характерна для клеточного центра животных клеток. Резервным углеводом в клетках животных также является гликоген.
4 Грибы. Строение клетки и тела гриба. Способы размножения грибов.
Наука, изучающая грибы - микология, это ветвь микробиологии, также как бактериология.
Грибы –это большая и успешно развивающаяся группа организмов, размеры которых колеблются от одноклеточных дрожжей до больших шляпочных и дождевиков.
К грибам относят и плесени, растущие на сыром органическом материале ( на хлебе, сыре и т.д.), и одноклеточные дрожжи, которые в изобилии появляются на сахаристой поверхности спелых фруктов.
Ранее эту группу организмов относили к растениям. В настоящее время грибы выделены в самостоятельное царство, поскольку по ряду биологических свойств они отличаются от бактерий, растений и животных. (См. рисунок 2)
Клетки грибов в отличие от бактерий являются эукариотами.
Рисунок Схема строения клетки гриба
По способу питания (всасывание) и неограниченному росту грибы приближаются к растениям. Грибы характеризуются образованием выраженной клеточной стенки, размножением спорами, неподвижностью в вегетативном состоянии и др.
В клетках представителей царства грибов клеточная стенка обычно состоит из хитина - вещества, из которого построен наружный скелет членистоногих животных. Имеется центральная вакуоль, трехслойная цитоплазматическая мембрана, и многочисленные органоиды: митохондрии, аппарат Гольджи, ЭР (эндоплазматический ретикулум –сеть), рибосомы, лизосомы, ядро, вакуоли и различные включения (капельки жира, зерна волютина и гликогена). отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль.
От растений они отличаются отсутствием хлорофилла и использованием для питания готового органического вещества, т. е. по типу питания они являются гетеротрофами.
Запасным питательным веществом у грибов служит гликоген, а не крахмал, чем грибы и отличаются от растений. С животными их сближает то, что в обмене веществ участвует мочевина.
Строение тела гриба.
Тело грибов составляют многочисленные гифы – длинные разветвленные нити, которые образуют мицелий или грибницу. Под микроскопом гифы видны в виде трубчатых волокон. Они состоят из тонкой клеточной стенки, одного или нескольких ядер и бесцветной цитоплазмы с включениями (зерна различного химического состава и вакуоли). Гифы растут путем удлинения кончиков и дихотомического ветвления (вилками) концевых нитей. У большинства грибов любая часть мицелия способна к росту.
Различают два слоя мицелия — нижний, врастающий в продукт или другой субстрат и называемый субстратным мицелием, и верхний — верхушечный, или воздушный мицелий, образующий нежный паутинистый или бархатистый налеты.
Субстратный мицелий выполняет функцию всасывания питательных веществ, а воздушный — функцию дыхания. На ветках воздушного мицелия формируются плодоносящие (спороносные) гифы (спорангиеносцы и конидиеносцы).
Рисунок - Одноклеточный мицелий (несептированный)
В зависимости от строения мицелия плесени бывают одноклеточными и многоклеточными. У одноклеточных грибов мицелий представляет собой сильно разветвленную клетку с многочисленными ядрами.
У большинства грибов гифы разделены перегородками (септами) на отдельные клетки, мицелий их септированный, или многоклеточный.
Рисунок Септированный мицелий
Способы размножения
Способы размножения грибов можно разделить на две группы: вегетативный и спорами, которые образуются бесполовым путем и половым (в результате слияния ядер).
Вегетативное размножение может осуществляться простым делением мицелия или с образованием оидий. Для клеток дрожжей характерен способ размножения почкованием.
При простом делении кусочек мицелия, попав в благоприятные условия, увеличивается в размерах, растет, ветвится и образует новый организм.
Оидии образуются в результате распада воздушных гиф на отдельные, короткие, цилиндрические, шаровидные или эллипсоидные клетки. Из каждой оидии может вырасти колония плесени. Таким способом размножается молочная плесень Oidium lactis, обычно растущая на поверхности сметаны и кисломолочных напитков.
Наиболее широко у плесеней распространено размножение спорообразованием.
У многих плесеней образуются специальные плодоносящие гифы, содержащие эндоспоры (внутренние споры) и экзоспоры (внешние споры или конидии).
а) б)
Рисунок а) эндоспоры, б) экзоспоры (конидии)
На рисунке представлены микрофотографии плесеней с разными способами образования спор
Рисунок -Эндоспоры (Мукор) и экзоспоры (Аспергилюс)
5 Элементы классификации грибов. Представители низших грибов, особенности их строения.
В основе классификации грибов лежат способы их размножения и особенности морфологии.
Царство грибы Mycota ( Fungi) подразделяются на два подцарства: (рисунок ): низшие грибы и высшие грибы
Низшие грибы характеризуются наличием хорошо развитого одноклеточного мицелия, часто - многоядерного. Грибы класса фикомицетов подразделяют на порядок мукоровые Mycorales, семейство Mucoraceae, объединяющее основные роды Мuсог, Rhizopus и Тhamnidium, и являющиеся возбудителями порчи различных продуктов, в том числе и молочных.
Одноклеточные грибы в определенной стадии зрелости образуют утолщенные гифы — спорангиеносцы, концы которых превращаются в шаровидную головку — спорангий.
Рисунок Спорангиеносцы и спорангии со спорами плесени семейства Mucor
Внутри него скапливаются несколько ядер, которые начинают делиться. Вокруг каждого ядра формируется ЦПМ, оболочка, т.е. спора. Спорангиеносец врастает внутрь спорангия, которые при созревании лопаются и споры высыпаются в окружающую среду. Спорангиеносцы растут по одному или кустиками (Rhisopus). Такой тип спороношения наблюдается у мукоровых плесеней - Мисоr, Thamnidium, Rhizopus, относящиеся к семейству головчатых плесеней.
Мисоr (головчатая плесень) представляет собой единичные спорангиеносцы, заканчивающиеся шаровидным спорангием, в котором развиваются тысячи спор.
.
Рисунок Спорангиеносцы одноклеточных плесневых грибов 1 – Мисоr; 2 – Rhizopus; 3 – Thamnidium
Род Rhizopus характеризуется тем, что его виды имеют ризоиды, т.е. тоненькие волоски, отходящие от мицелия у основания спорангиеносцев.
Плесени рода Thamnidium похожи на Мисоr, но имеют в средней части спорангиеносца, так называемые спорангиолы, внутри которых также развиваются споры
6 Аскомицеты. Дрожжи.
Подцарство высшие грибы включает отдел истинные (настоящие) грибы, объединяющий три класса:— аскомицеты,или сумчатые грибы; базидиомицеты, или базидиальные грибы, и класс несовершенные грибы—дейтеромицеты.
К высшим грибам относятся спорообразующие дрожжи, а также грибы, характеризующиеся многоклеточным мицелием.
Класс аскомицеты (аска - сумка), сумчатые грибы характеризуется половым спорообразованием и наличием в клетках (сумках) восемь, четыре или две эндогенных споры. Сумки представляют собой вытянутые клетки, внутри которых образуется определенное число аскоспор (до 20). Сумки возникают либо непосредственно из клеток без образования плодового тела, и в этом случае грибы называются голосумчатыми, или в специальных плодовых телах (апотециях или перитециях) и тогда грибы называются п л о д о с у м ч а т ы м и.
Рисунок Спорообразующие дрожжи
В класс аскомицетов входит семейство немицелиальных голосумчатых одноклеточных грибов, называемых дрожжами, в частности рода сахаромицетов. Это истинные (спорообразующие)- дрожжи Saccharomyces, используемые в изготовлении вина, хлеба, спирта. В молочной промышленности эти дрожжи не используются, но дрожжи родов Candida, Torula(класс базидиомицетов) применяются при приготовлении некоторых мягких сыров, кефира, и других напитков.
Дрожжи являются неподвижными, широко распространенными в природе организмами. Они встречаются в почве, на листьях и плодах растений, на кормах. Дрожжи имеют разнообразную форму— округлую, овальную, яйцевидную, эллипсоидную, реже цилиндрическую и лимоновидную.
Рисунок Строение дрожжевой клетки
Величина клеток не превышает 10—15 мкм. Клетки дрожжей состоят из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны ицитоплазмы с включениями (рибосомы, хонд-риосомы, дифференцированное ядро). В цитоплазме имеются запасные питательные вещества в виде зерен гликогена, волютина и капель жира. У стареющих дрожжевых клеток появляются вакуоли (пузырьки, заполненные клеточным соком).
Способы размножения. Кроме образования спор, характерный способ размножения дрожжей — почкование. Только немногие их виды размножаются делением клетки. При почковании на клетке появляется постепенно увеличивающееся выпячивание (почка). По мере роста почки между ней и материнской клеткой образуется перетяжка, которая постепенно отшнуровывает дочернюю клетку от материнской.
Дата добавления: 2016-01-09; просмотров: 3456;