Mikrobiologia

• Grzyby (Fungi)

  Organizmy mające zorganizowane jądro; tworzą odrębne królestwo

  
• Grzyby


  • Nie są zdolne do fotosyntezy (organizmy bezchlorofilowe)
  • Energię zdobywają dzięki utlenianiu związków organicznych (chemoorganotrofy)
  • Jako źródło węgla najczęściej wykorzystują węglowodany, źródłem azotu mogą być sole amonowe lub białka
  • Zazwyczaj są organizmami wielokomórkowymi, tlenowymi
  • W wyjątkowych przypadkach mogą rozwijać się przy ograniczonym dostępie do tlenu albo prowadzić fermentację (np. drożdże)
  • Produktami beztlenowego metabolizmu grzybów są z reguły kwasy organiczne i alkohole
  • Stanowią główną część biomasy glebowej, są organizmami dominującymi w rozkładzie materii organicznej; wykorzystują martwą (sporofity) lub żywą (pasożyty) substancję organiczną
  • Mogą żyć w symbiozie z glonami, owadami i roślinami wyższymi
  • Jako patogeny powodują ogromne straty plonów
  • Są wykorzystywane w produkcji antybiotyków, handlowych alkoholi i kwasów organicznych, w przemyśle spożywczym i produkcji napojów
• Strzępki grzybów


  Cienkie, nitkowate, o średnicy 3-10 µm; tworzą grzybnię, której budowa wewnętrzna u poszczególnych typów grzybów jest różna

  
• Rodzaje grzybni


  • Rozgałęziona
  • Nierozgałęziona
  • Komórkowa (podzielona) - utworzona z komórek oddzielonych od siebie poprzecznymi przegrodami, tzw. septami (z centralnymi porami); komórki zawierają 1 lub 2 jądra; ten rodzaj grzybni występuje u grzybów wyższych
  • Cenocytyczna (niepodzielona) - bez przegród, z dużą liczbą jąder w cytoplazmie, ten rodzaj grzybni występuje u grzybów niższych
  • Substratowa (wgłębna) - rozwijająca się do wnętrza podłoża (służy do pobierania wody i substancji odżywczych)
  • Powietrzna - rozwijająca się na podłożu w postaci puchu lub plechy; służy do oddychania i odparowywania wody; grzybnia ta często wytwarza chwytniki - służące do przytwierdzania się do podłoża i ryzomorfy - służące do transportu substancji odżywczych

  
• Strzępki grzybów patogennych


  • Przenikające żywą tkankę roślinną, wytwarzają nieraz we wnętrzu atakowanych komórek ssawki, tzw. haustoria, za pomocą których pobierają pokarm
• Grzybnia


  Może być bezbarwna lub zabarwiona melaniną (od koloru jasnobrązowego do czarnego)
• Ściana komórkowa grzybów


  Zbudowana jest z aminopolisacharydów (chityna, chitozan) i polisacharydów: beta-glukanów, celulozy, kalozy

  
• Substancje zapasowe w protoplazmie grzybów

  Tłuszcze i cukry (glikogen)
• Sposoby rozmnażania grzybów


  • Wegetatywne (syn. bezpłciowo, anamorficznie)
  • Generatywne (syn. płciowo, teleomorficznie)

  
• Wegetatywne rozmnażanie grzybów


  • Przez rozpad strzępek na mniejsze fragmenty - pojedyncze komórki (oidia, artrospory)
  • Pączkowanie
  • Wytwarzanie zarodników wegetatywnych - spor grzybowych
  • Spory wegetatywne są wytwarzane na końcu strzępek, tzw. konidioforach lub sporangioforach - są to charakterystycznie ukształtowane komórki lub zespoły komórek, które po odłączeniu się od grzybów macierzystych wyrastają w nowe osobniki; kształt, wielkość, barwa, struktura powierzchni itd. tych strzępek jest bardzo zróżnicowana; niektóre grzyby mogą tworzyć grubościenne komórki, tzw. chlamydospory, które powstają ze zlania się komórek kilku strzępek, zwykle w trudnych warunkach środowiskowych

  
• Generatywne rozmnażanie grzybów

  • Zygospory
  • Askospory
  • Bazydiospory

  
• Rozmnażanie generatywne grzybów


  1. Plazmogamia

  2. Kariogamia

  3. Mejoza

  
• Sporangia, worki, bazydia


  Struktury, w których powstają spory generatywne; wykorzystywane do celów taksonomicznych
• Grzyby strzępkowe


  • Wytwarzają ogromną ilość zarodników wegetatywnych, które są odporne na niekorzystne warunki środowiskowe
  • Mogą rozwijać się przy podwyższonym ciśnieniu osmotycznym i przy niskim pH środowiska, jak również w szerszym zakresie temperatur, są mniej wrażliwe na przesuszenie
• Charakterystyka grzybów pleśniowych


  • Są typowymi mezofilami rozwijającymi się najlepiej w temp. od 20 do 35°C (do ~ 60°C)
  • Wykazują małą wrażliwość na niską temperaturę (-10°C), stąd też często stanowią zanieczyszczenie komór chłodniczych
  • Większość grzybów strzępkowych wykazuje dużą wrażliwość na wysoką temperaturę - uważa się, że stosowane w praktyce temperatury pasteryzacji niszczą wszystkie formy pleśni
  • Wartość graniczna zawartości wody w podłożu, poniżej której wzrost grzybów ulega zahamowaniu, w zależności od składu środowiska wynosi 11-14%, a dla bakterii 20%
  • Grzyby często rozwijają się na produktach suchych, ale przechowywanych w wilgotnych magazynach
  • Grzyby strzępkowe, w porównaniu z bakteriami, cechują się większą tolerancją na odczyn środowiska; najlepiej rosną w środowisku o wartości pH w przedziale 5-6, ale niektóre gatunki mają możliwości przetrwania w zakresie pH 1,5-10
• Zygomycota - sprzężniowce


  • Większość grzybów tego typu to saprotrofy występujące w glebie i wodzie, na produktach spożywczych, rozkładających się szczątkach organicznych i w nawozach naturalnych (koprofity)
  • Przy braku tlenu mogą przeprowadzać fermentacje z wytworzeniem kwasu mlekowego i etanolu; w tych warunkach tworzą grzybnię pączkującą (tzw. drożdże mukorowe)
  • Rozmnażają się wegetatywnie i generatywnie
• Rozmnażanie wegetatywne sprzężniowców

  1. Grzybnia wegetatywna - rozgałęziona, rurkowata; strzępki nieseptowane (niepodzielone) o budowie komórczaka (zawierają liczne jądra w ciągłej masie cytoplazmy)

  2. Strzępki, które przerastają podłoże tworzą grzybnię wgłębną, która pobiera składniki odżywcze i wodę, inne tworzą grzybnię powietrzną, rozrastającą się na powierzchni podłoża; niektóre strzępki wznoszą się do góry i tworzą obfitą, puszystą grzybnię składającą się ze strzępek zwanych sporangioforami; na ich szczycie tworzą się sporangia (zarodnie), w których dojrzewają sporangiospory (zarodniki endogenne) uwalniane na zewnątrz po pęknięciu ściany sporangium
• Rozmnażanie generatywne sprzężniowców

  Tworzenie zygospory przez zlanie się dwóch zróżnicowanych płciowo strzępek grzybni (gametangiów + i -), które tworzą mostek (tzw. sprzążkę) łączący dwie strzępki rodzicielskie; zachodzi wówczas plazmogamia (zlanie protoplastów), a następnie kariogamia (połączenie jąder + i -); utworzona zygota powiększa się i przekształca w grubościenną zygosporę, która po okresie spoczynkowym kiełkuje, tworząc strzępkę zakończoną sporangium (zarodnia), a jądra ulegają podziałowi redukcyjnemu; na dalszym etapie dochodzi do wykształcenia sporangiospor (zarodniki endogenne), które po pęknięciu zarodni wydostają się na zewnątrz, dając początek haploidalnej grzybni
• Ascomycota - workowce


  • Bardzo liczna, szeroko rozpowszechniona grupa grzybów właściwych obejmująca ponad 32 tys. opisanych gatunków
  • Występują wśród nich zarówno organizmy jednokomórkowe, np. drożdże właściwe, jak i wielokomórkowe tworzące nitkowate, podzielone septami strzępki
  • Głównym składnikiem ściany komórkowej workowców zbudowanych ze strzępek jest chityna, zaś u jednokomórkowych budulcem są glukany i mannany z niewielką ilością chityny
  • Większość to saprotrofy powszechnie występujące w glebie i kompostach
  • Mogą powodować psucie się artykułów spożywczych (Aspergillus, Penicillium) oraz poważne choroby roślin takie jak: choroba holenderska wiązów, zgorzel, kasztana, sporysz zbóż i mączniak prawdziwy dębu
  • Do workowców należą też jadalne smardze (Morchella esculenta) i trufle (Tuber melanosporum)
  • Cechą wspólną workowców wielokomórkowych jest grzybnia o strzępkach septowanych (podzielonych), z centralnymi porami w przegrodach, dzięki którym istnieje kontakt między protoplastami sąsiadujących komórek i przemieszczanie się jąder komórkowych

  
• Typy rozmnażania workowców


  • Wegetatywne
  • Generatywne
• Rozmnażanie generatywne workowców


  Tworzenie askospor w małych workach; u większości workowców worek wykształca się z dikariotycznych (w komórkach występują pary jąder sprzężonych) strzępek workotwórczych wyrastających z lęgni (askogon - płciowy organ żeński) po jej zapłodnieniu; worek stanowi zarodnię, w której tworzy się zazwyczaj 8 haploidalnych zarodników workowych; u niektórych grzybów tej klasy worki znajdują się bezpośrednio w splotach grzybni; są to tzw. workowce niższe; u workowców właściwych powstają specjalne twory - owocniki - osłaniające worki z askosporami; owocniki mogą być kuliste (zamknięte) - tzw. kleistotecja, butelkowe - tzw. perytecja i o kształtach otwartych miseczek - tzw. apotecja
• Rozmnażanie wegetatywne workowców


  1. Przez rozpad grzybni lub przez zarodniki konidialne, tzw. fialospory (konidiospory), powstające na szczycie trzonków konidialnych, tzw. konidioforach (nie w zarodnikach - zarodniki egzogenne); konidiospory są zabarwione (np. niebiesko-zielone, różowe, brązowe) i nadają odpowiedni kolor koloniom grzybów; tak rozmnażają się gatunki grzybów z rodzaju Aspergillus i Penicillium (stadium anamorficzne)

  2. U grzybów z rodzaju Penicillium trzonki konidialne wzniesione są do góry i kilkakrotnie rozgałęzione; na szczytowych członach rozgałęzień wykształcają się metule i fialidy, na których powstają łańcuszki zarodników konidialnych przypominające kształt pędzelka

  3. Grzyby z rodzaju Aspergillus mają również konidiofory w postaci strzępki wzniesionej do góry, której szczyt z kolei jest rozszerzony w pęcherzyk, a na nim tworzą się krótkie metule i fialidy z wykształcającymi się sznureczkami
• Kleistotecja


  Zamknięte owocniki grzybów
• Perytecja


  Butelkowe owocniki grzybów
• Apotecja


  Otwarte miseczkowate owocniki grzybów
• Rozmnażanie wegetatywne grzybów


  1. Rozpad grzybni

  2. Zarodniki konidialne (fialospory)
• Konidiospory


  Zarodniki egzogenne powstające na konidioforach, zabarwione (np. niebiesko-zielone, różowe, brązowe)
• Grzyby z rodzaju Penicillium


  • Trzonki konidialne wzniesione do góry i kilkakrotnie rozgałęzione
  • Na szczytowych członach rozgałęzień wykształcają się metule i fialidy, na których powstają łańcuszki zarodników konidialnych przypominające kształt pędzelka
• Grzyby z rodzaju Aspergillus


  • Konidiofory w postaci strzępki wzniesionej do góry, której szczyt jest rozszerzony w pęcherzyk
  • Na pęcherzyku tworzą się krótkie metule i fialidy z wykształcającymi się sznureczkami zarodników konidialnych, przypominające kropidło
• Drożdże


  Organizmy jednokomórkowe, o zaokrąglonym kształcie, osiągające zwykle rozmiary 2-7 µm szerokości i 3-10 µm długości
• Warunki optymalne dla rozwoju drożdży

  25-30°C, pH 4-6
• Rozmnażanie drożdży


  1. Pączkowanie

  2. Rozszczepienie

  3. Zarodnikowanie w niesprzyjających warunkach
• Drożdże nie tworzą grzybni, ich jednobarwne kolonie są podobne do kolonii bakterii (świecą - załamują światło)
• Drożdże nie mają zdolności degradacji polisacharydów strukturalnych
• Drożdże jako chemoorganotrofy


  Wykorzystują głównie cukry proste jako źródło węgla i energii
• Metabolizm drożdży w warunkach tlenowych

  Utlenianie cukrów prostych (heksozy: glukoza, fruktoza, mannoza) i oligosacharydów (maltoza, sacharoza) do CO2 i H2O, z wytworzeniem 36 cząstek ATP z 1 cząstki glukozy
• Metabolizm drożdży w warunkach beztlenowych

  Fermentacja cukrów prostych i oligosacharydów, z wytworzeniem alkoholu etylowego, CO2 i 2 cząsteczek ATP
• Ściana komórkowa drożdży

  Zbudowana warstwowo, z mannanów, glukanów i białek, utrzymuje odpowiedni kształt komórki
• Substancje zapasowe w cytoplazmie dojrzałych komórek drożdżowych

  Wolutyna (białkowa), glikogen, tłuszcz
• Rodziny drożdży w typie Ascomycota


  • Sacchaces
  • Dekkera
  • Kluyveromyces
  • Saccharomyces
  • Williopsis
  • Zygosaccharomyces