Царство Грибы Биология. Подготовка к олимпиадам. 8–9 классы.

Царство Грибы

Биология. Подготовка к олимпиадам. 8–9 классы.

     В настоящее время описано около 100 000 видов грибов, но по некоторым оценкам их может быть около 1,5 миллионов. 

Систематика:

Царство Грибы:

Подцарство Грибообразные 

Подцарство Настоящие грибы (не образуют подвижных клеток ни на одной стадии жизненного цикла)

Отдел Зигомицеты (относятся к низшим грибам)

Отдел Аскомицеты, или Сумчатые грибы

Отдел Базидиомицеты

Отдел Дейтеромицеты (Несовершенные грибы)

Общая характеристика царства Грибы.

1.     Эукариоты: клетки имеют одно или несколько ядер.

2.     Гетеротрофы: питаются готовыми органическими веществами (в клетках нет пластид).

3.     Клетки грибов имеют клеточную стенку из азотсодержащего полисахарида хитина. 

4.     Осмотрофный тип питания: поглощение низкомолекулярных веществ, растворённых в воде.

5.     Способны к неограниченному росту.

6.     Запасное питательное вещество: полисахарид гликоген.

7.     В экосистемах выполняют роль консументов или редуцентов.

8.     Могут быть паразитами, хищниками, сапрофитами, симбионтами.

9.     Могут вступать в симбиоз с семенными растениями и образовывать микоризу (грибокорень).

Сходство грибов с растениями и животными

сходство с растениями	сходство с животными
клетки с клеточной стенкой	гетеротрофный способ питания: в клетках нет пластид
осмотрофный тип питания	запасное питательное вещество: гликоген
способны к неограниченному росту	в экосистемах никогда не играют роль продуцентов
размножение с помощью спор	продукт метаболизма: мочевина
неподвижны в вегетативном состоянии	некоторые содержат хитин

Строение грибов

     Тело гриба состоит из длинных нитей — гиф.

Гифы растут апикально (вершиной) и могут ветвиться, образуя густую переплетённую сеть -- мицелий, или грибницу.

Мицелий располагается в субстрате (почве, древесине, живом организме) или на его поверхности.

     Скорость роста мицелия зависит от условий среды и может достигать нескольких сантиметров в сутки.

     У базидиомицетов мицелий часто многолетний, у других грибов — однолетний. Так как мицелий растет апикально, его рост центробежный.     Самая старая часть мицелия в центре постепенно отмирает, и мицелий образует кольцо. Кроме того, некоторые грибы выделяют вещества, препятствующие росту растений (аменсализм), и растительный покров образуют округлые "проплешины".

Рис. "Ведьмино кольцо"

ВИДЫ МИЦЕЛИЯ

·         неклеточный (несептированный) мицелий: образован одной многоядерной гигантской клеткой (например, у зигомицетов);

·         клеточный (септированный) мицелий: есть межклеточные перегородки (септы); клетки одноядерные или многоядерные. В клеточных перегородках могут оставаться отверстия, через которые цитоплазма и органоиды (включая ядра) свободно перетекают из клетки в клетку.

 У аско- и базидиомицетов мицелий дикариотический (состоит из двуядерных клеток).

Рис. Мицелий: 1 — одноклеточный (несептированный); 2 — многоклеточный (септированный); 3 — дикариотический (дрожжи).

ФУНКЦИИ ГИФ (МИЦЕЛИЯ):

·         поглощение воды и питательных веществ;

·         образование плодовых тел;

·         образование покоящейся стадии (склероция);

·         запасание питательных веществ;

·         некоторые гифы могут образовывать гаустории (выросты мицелия, проникающие в клетки хозяина), ловчие петли (у хищных грибов) и др. 

Рис.  Ловчие петли хищного гриба Arthrobotrys anchonia 

    Плодовые тела базидиомицетов образованы ложной тканью плектенхимой (псевдопаренхимой), состоящей из густо переплетенных гиф мицелия. Плектенхима, в отличие от обыкновенной паренхимы, образована не трёхмерно делящимися клетками, а тяжами гиф.

Гифы способны объединяться в длинные тяжи — ризоморфы (др.-греч. — корнеподобная форма): наружные клетки тяжа более плотные и выполняют защитную функцию, внутренние более нежные клетки выполняют проводящую функцию.

Рис. Ризоморфы

     Многие грибы для перенесения неблагопритных условий образуют плотные округлые тела, образованные сплетением гиф — склероции (др.-греч. — твёрдый). Снаружи склероции покрыты твердой темной оболочкой, защищающей внутренние светлые нежные гифы, содержащие питательные вещества. Прорастая, склероции дают начало грибнице; иногда из них сразу же образуется плодовое тело.

Рис. Склероции спорыньи

ФИЗИОЛОГИЯ ГРИБОВ

ПИТАНИЕ ГРИБОВ

     По используемым источникам органических веществ грибы делятся на 4 группы.

·         Сапрофитные грибы: питаются мёртвой органикой, разлагая остатки животных и растений. Это делает их важнейшей группой редуцентов. Таких грибов много в почве, особенно в лесной подстилке.

·         Паразитические грибы: проникают внутрь организмов животных и растений, иногда гифы врастают внутрь клеток хозяина и всасывают его вещества.

Молекулы органических веществ, составляющих живые организмы и их остатки, не могут пройти через клеточную стенку грибов, поэтому грибы выделяют пищеварительные ферменты в субстрат. Эти ферменты расщепляют органические вещества до низкомолекулярных соединений, которые гриб может поглощать своей поверхностью (осмотрофный тип питания). Таким образом происходит наружное пищеварение грибов.

·         Хищные грибы: активно ловят добычу с помощью видоизмененных гиф (ловчие петли и т.п.).

·         Симбиотические грибы: вступают в симбиоз с различными автотрофными организмами (низшими и высшими растениями), получая от них органические вещества, а взамен поставляют им минеральное питание. 

СИМБИОЗ

·          Микориза (грибокорень): симбиоз грибов с корнями семенных растений. 
Так как площадь всасывания у гиф грибов значительно больше, чем площадь зоны всасывания корней, растение получает гораздо больше минеральных веществ, что позволяет ему более активно расти. Растение, в свою очередь, отдаёт грибу часть углеводов, продуктов фотосинтеза.

Рисунок. Микориза

o    Лишайник — симбиоз гриба и одноклеточных зеленых водорослей.

Рис. Лишайник

РАЗМНОЖЕНИЕ ГРИБОВ
Бесполое размножение:

o    многоклеточными и одноклеточными частями мицелия

o    спорообразование

o    эндогенные споры (спорангиеспоры) образуются в спорангиях

o    экзогенные споры (конидиоспоры = конидии) образуются в конидиях

o    почкование (у дрожжей)

o   

Рис. Спороношение плесневых грибов: конидии пеницилла (а) и аспергилла (б); спорангиоспоры мукора (в) 

Половое размножение:

У настоящих грибов нет подвижных клеток, поэтому слияние клеток двух особей происходит путём роста и сближения гиф.

Кроме бесполого спороношения, у грибов происходит и половое спороношение: образование спор путем мейоза после слияния генетического материала гамет или ядер.

Типы полового процесса грибов:

·         слияние гамет, образующихся в гаметангиях (изогамия, гетерогамия, оогамия);

·         соматогамия: слияние двух клеток вегетативного мицелия;

·         гаметангиогамия: слияние двух половых структур, не дифференцированных на гаметы;

·         хологамия: слияние клеток одноклеточных грибов.

ОТДЕЛ ЗИГОМИЦЕТЫ

·         Относятся к низшим грибам.

·         По типу питания большинство сапротрофы, есть паразиты насекомых.

·         Некоторые образуют микоризу на корнях высших растений.

·         Мицелий несептированный, многоядерный.

·         Все стадии, кроме зиготы, гаплоидны.

·         Зигота образуется при соединении выростов двух разных мицелиев, разрастаясь, претерпевает мейоз и даёт начало спорангиям.

·         Представитель: мукор (белая хлебная плесень).

Рис. Мукор и его спорангий

РАЗМНОЖЕНИЕ МУКОРА

Рис.  Размножение мукора: 1 — мицелий гриба; 2 — спорагиеносцы; 3 — спорангии; 4 — споры бесполого спороношения; 5 — образование гаметангиев; 6 — отделение гаметангиев мукора; 7 — многоядерная зигота; 8 — споры полового спороношения

ОТДЕЛ АСКОМИЦЕТЫ (СУМЧАТЫЕ)

·         Около 30 000 видов.

·         Сапротрофные почвенные и плесневые грибов, поселяющиеся на хлебе, овощах и других продуктах.

·         Представители: пеницилл, дрожжи, сморчки, строчки, спорынья.

·         Мицелий гаплоидный, септированный, ветвящийся. Через поры цитоплазма и ядра могут переходить в соседние клетки.

·         Бесполое размножение с помощью конидий или почкование (дрожжи).

·         При половом размножении образуются сумки (аски), в которых при мейозе формируются гаплоидные споры полового спороношения.

ДРОЖЖИ

       Дрожжи представлены большим числом видов, широко распространенных в природе. 

Одноклеточные или двуклеточные грибы, вегетативное тело которых состоит из одноядерных овальных клеток.

Разные виды дрожжей могут существовать в диплоидной или гаплоидной фазах.

Дрожжи характеризуются аэробным обменом веществ. В качестве источника углерода они используют различные сахара, простые и многоатомные спирты, органические кислоты и другие вещества.

Способность сбраживать углеводы, расщепляя глюкозу с образованием этилового спирта и углекислого газа, послужила основой для введения дрожжей в культуру.

СНОС6Н12О6 → СНОН2С2Н5ОН   +   СО2СО2

      Размножаются дрожжи почкованием и половым путем.

При благоприятных условиях дрожжи длительное время размножаются вегетативным способом --почкованием. Почка возникает на одном конце клетки, начинает разрастаться и отделяется от материнской клетки. Часто дочерняя клетка не теряет связи с материнской и сама начинает образовывать почки. В результате образуются короткие цепочки клеток. Однако связь между ними непрочная, и при встряхивании такие цепочки распадаются на отдельные клетки.

При недостатке питания и избытке кислорода происходит половое размножение: сливаются две клетки с образованием диплоидной зиготы. Зигота делится путем мейоза с образованием сумки с 4 аскоспорами. Споры сливаются с образованием новой диплоидной дрожжевой клетки.

Рис.  Почкование и половое размножение дрожжей.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ СПОРЫНЬИ

В период созревания ржи склероции опадают на землю и зимуют под снегом. Весной на них образуются шаровидные головки красноватого цвета на длинных ножках. По периферии головки расположено множество плодовых тел (перитециев), напоминающих кувшинчики. В перитециях находятся сумки с аскоспорами. Созревание спор происходит во время цветения ржи.

Созревшие споры попадают на рыльце пестика ржи и прорастают, образуя мицелий.

Гифы мицелия внедряются в завязь и разрушают ее. На концах грибных нитей образуются в огромном количестве округлые конидиоспоры. При этом нити гриба выделяют сладкую жидкость — медвяную росу, привлекающую насекомых, в первую очередь мух. Перелетая с одного колоса на другой, насекомые разносят споры грибы на незараженные колосья. Конидии, попав на завязь, образуют грибницу, которая к осени уплотняется, наружные слои ее окрашиваются, и вместо зерновки в колосе формируются рожки.

ОТДЕЛ БАЗИДИОМИЦЕТЫ (ШЛЯПОЧНЫЕ ГРИБЫ)

·         Около 30 000 видов.

·         Вегетативное тело образовано разветвленным многоклеточным дикариотический мицелием: в каждой клетке мицелия находятся два гаплоидных ядра.

·         Представители: практически все съедобные и ядовитые грибы, трутовики и две группы паразитических грибов: головневые и ржавчинные грибы. 

·         Большинство образуют плодовые тела. Функция плодовых тел: образование спор. 

Двуядерный мицелий формирует плодовые тела, известные как шляпочные грибы. 

Рис. Строение шляпочных грибов

На нижней стороне шляпки находится спорообразующий слой (гименофор), на котором образуются особые структуры — базидии. 

Для увеличения поверхности гименофора, нижняя часть шляпки видоизменяется:

·         у пластинчатых грибов гименофор имеет форму радиально расходящихся пластинок (сыроежка, лисичка, груздь, шампиньон);

·         у трубчатых грибов гименофор имеет вид трубок, плотно прилегающих друг к другу (подберезовик, подосиновик, масленок, боровик).

У некоторых грибов образуется велум (= велюм = покрывало) — тонкая оболочка, защищающая в молодом возрасте плодовое тело гриба:

·         общее покрывало: закрывающее плодовое тело целиком;

·         частное покрывало: закрывает нижнюю поверхность шляпки с гименофором.

При росте гриба покрывала разрываются и остаются на плодовом теле в виде колец и ободка (вольвы) на ножке, различных чешуек и лоскутов, покрывающих шляпку. Наличие остатков покрывал и их признаки важны для определения грибов.

Рис. Остаток покрывала (велума) на мухоморе

ПАРАЗИТИЧЕСКИЕ БАЗИДИОМИЦЕТЫ

Трутовые, головневые и ржавчинные грибы являются паразитами.

Головневые грибы — паразиты злаков.

При поражении головней вместо зерна получается черная пыль, представляющая собой споры гриба. Колосья становятся похожими на обугленные головешки. Заражение некоторыми видами происходит на стадии цветения злаков, когда споры с пораженного растения попадают на рыльца пестиков здоровых растений. Они прорастают, гифы гриба проникают в зародыш семени, и образуется зерновка, внешне здоровая. На следующий год к моменту цветения начинается.

Рис. Головня

Грибы-трутовики могут быть паразитами или сапрофитами лиственных пород.

Трутовики имеют трубчатый многолетний гименофор, который ежегодно нарастает снизу. 

Спора трутовика, попав на ранку в дереве, прорастает в грибницу и разрушает древесину.

Через несколько лет образуются многолетние копытообразные или дискообразные плодовые тела.

Трутовики выделяют ферменты, разрушающие древесину и превращающие ее в труху. Даже после гибели дерева гриб продолжает жить на мертвом субстрате (как сапротроф), ежегодно производя большое количество спор и заражая здоровые деревья.

Поэтому погибшие деревья и плодовые тела трутовиков рекомендуется удалять из леса. 

  

Рис. Трутовик сосновый (окаймленный трутовик)      

Рис. Трутовик чешуйчатый (пёстрый)

ОТДЕЛ ДЕЙТЕРОМИЦЕТЫ, ИЛИ НЕСОВЕРШЕННЫЕ ГРИБЫ

·         Дейтеромицеты занимают среди грибов особое положение.

·         Они размножаются только бесполым путем — конидиями.

·         Мицелий септированный.

·         Весь жизненный цикл проходит в гаплоидной стадии, без смены ядерных фаз.

Эти грибы представляют собой "бывшие" аскомицеты или, реже, базидиомицеты, в процессе эволюции утратившие по тем или иным причинам половые спороношения. Таким образом, дейтеромицеты представляет разнородную в филогенетическом отношении группу.

ЗНАЧЕНИЕ ГРИБОВ

Польза:

·         Являются основными редуцентами при разложении древесины.

·         Являются пищей для многих видов животных, являясь началом детритных пищевых цепей.

·         Пищевой продукт с высокой питательной ценностью.

·         Культуры дрожжей используются в пищевой промышленности (хлебопекарня, пивоварение и т. п.)

·         Химическое сырье для получения лимонной кислоты и ферментов.

·         Получение антибиотиков (например, пенициллин).

Вред:

·         Плесневые грибы портят пищевые продукты.

·         Ядовитые грибы вызывают отравление.

·         Трутовые и плесневые грибы вызывают гниение материалов, прежде всего древесины.

·         Патогенные грибы вызывают заболевания человека и животных (микозы)

·         Паразитические грибы наносят вред сельскому хозяйству, поражая культурные растения (спорынья, головня, ржавчина).

·         Многие грибы являются аллергенами.

Краткое описание документа:

Общая характеристика царства Грибы.

• Эукариоты: клетки имеют одно или несколько ядер.
• Гетеротрофы: питаются готовыми органическими веществами (в клетках нет пластид).
• Клетки грибов имеют клеточную стенку из азотсодержащего полисахарида хитина.
• Осмотрофный тип питания: поглощение низкомолекулярных веществ, растворённых в воде.
• Способны к неограниченному росту.
• Запасное питательное вещество: полисахарид гликоген.
• В экосистемах выполняют роль консументов или редуцентов.
• Могут быть паразитами, хищниками, сапрофитами, симбионтами.
• Могут вступать в симбиоз с семенными растениями и образовывать микоризу (грибокорень).