Важным отличием грибов от растений считается. А9. Грибы в отличие от растений. А7. Для питания грибы-сапротрофы используют

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)

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 аскомицетов мицелий дикариотический (состоит из двуядерных клеток).

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

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

СКЛЕРОЦИИ

ФУНКЦИИ ГИФ (МИЦЕЛИЯ):

Физиология грибов

ПИТАНИЕ ГРИБОВ

По используемым источникам органических веществ грибы делятся на 4 группы.

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.

Рис. Микориза

ГРИБЫ-СИМБИОНТЫ

РАЗМНОЖЕНИЕ ГРИБОВ

Бесполое размножение:

• многоклеточными и одноклеточными частями мицелия
• спорообразование
  эндогенные споры (спорангиеспоры) образуются в спорангиях
  экзогенные споры (конидиоспоры = конидии) образуются в конидиях
• почкование (у дрожжей)

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.

• слияния 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.

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

Рис. Мукор и его спорангий

РАЗМНОЖЕНИЕ МУКОРА

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.

С 6 Н 12 О 6 С6Н12О6 → 2 С 2 Н 5 О Н 2С2Н5ОН + 2 С О 2 2СО2

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.

Внешне она напоминает черно-фиолетовые рожки (склероции), выступающие из колоса. Они состоят из плотно переплетенных гиф.

Рис. Спорынья

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ СПОРЫНЬИ

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

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 спороношение гриба, цветки не образуются, и соцветие приобретает обугленный вид.

Рис. Головня

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

• 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).

Ботаника - наука, изучающая царство растений (греч. ботанэ - трава, растение).

Древнегреческий ученый Теофраст (III век до н. э.), ученик Аристотеля, создал систему ботанических понятий, систематизировав и обобщив все известные на то время знания земледельцев и лекарей со своими теоретическими умозаключениями. Именно Теофраст считается отцом ботаники.

Современная ботаника - наука о морфологии, анатомии, физиологии, экология и систематики растений

Признаки Царства Растений

• эукариоты;
• автотрофы (процесс фотосинтеза);
• осмотрофный тип питания: способность клеток поглощать только низкомолекулярные вещества;
• неограниченный рост;
• неподвижный образ жизни;
• запасное вещество - крахмал (накапливается в пластидах в процессе фотосинтеза);

Особенности строения растительной клетки (рис. 1):

• клеточная стенка из целлюлозы
  Наличие клеточной стенки препятствует проникновению в клетку пищевых частиц и крупных молекул, поэтому клетки растений поглощают только низкомолекулярные вещества (осмотрофный тип питания). Растения поглощают из окружающей среды воду и углекислый газ, для которых клеточная мембрана проницаема, а также минеральные соли, для которых в клеточной мембране существуют каналы и переносчики.
• пластиды(хлоропласты, хромопласты, лейкопласты);
• крупная центральная вакуоль
  Пузырь с клеточным соком, окруженный мембраной - тонопластом. В тонопласте имеется система регулируемых переносчиков, которые переносят в вакуоль различные вещества, поддерживая нужную концентрацию солей и кислотность в цитоплазме. Кроме того, вакуоль обеспечивает нужное осмотическое давление в клетке, что приводит к появлению тургора - напряжения на клеточное стенке, которое поддерживает форму растения. Вакуоль служит также местом запасания питательных веществ и накопления отходов метаболизма.
• в клеточных центрах растений нет центриолей.

Рис. 1. Растительная клетка

классификация растений

Основные ранги таксонов растений распределены по принципу иерархичности (соподчинения): более крупные таксоны объединяют в себе более мелкие.

Например:

Царство Растения

отдел Покрытосеменные

класс Двудольные

семейство Сложноцветные

род Ромашка

вид Ромашка аптечная

Жизненная форма - внешний облик растения.

Основные жизненные формы: дерево, кустарник, кустарничек и трава.

Дерево - многолетнее растение с крупным одревесневшим стволом.

Кустарник - растение с многочисленными некрупными одревесневшими стволами, которые живут не более 10 лет.

Кустарничек - низкорослое многолетнее растение с одревесневшими стволами, высотой до 40 см.

Травы - травянистые зеленые побеги, ежегодно отмирающие. У двулетних и многолетних трав весной из зимующих почек отрастают новые побеги.

высшие и низшие растения

Различные группы растений значительно отличаются по строению.

Низшие растения не имеют органов и тканей. Их тело - слоевище , или таллом . К низшим растениям относятся водоросли. Большинство из них обитают в водной среде. В этих условиях питание они получают, поглощая вещества всей поверхностью тела. Все или большая часть клеток этих растений находятся на свету и способны к фотосинтезу. Поэтому у них нет необходимости к быстрому перемещению веществ по организму. Клетки этих растений в большинстве случаев имеют однотипное строение.

В водной среде встречаются и другие фотосинтезирующие организмы. Это прежде всего цианобактерии, которые иногда называют сине-зелёными водорослями. Это прокариотические организмы, не являющиеся растениями.

Часто водорослями называют высшие растения, обитающие в воде. В этих случаях термин «водоросли» применяется в экологическом, а не в систематическом смысле.

Высшие растения имеет функционально различные органы, образованные специализированными клетками. В основном, они обитают на суше. Воду и минеральное питание они получают из почвы, а для осуществления фотосинтеза должны подниматься над её поверхностью, поэтому для таких растений необходимо перемещение веществ между частями организма (проводящая ткань) и механическая поддержка и опора наземно-воздушной среде (механическая и покровная ткани).

Наличие специализированных клеток, тканей и органов позволило им достигать больших размеров и освоить широкий набор сред обитания. Многие представители высших растений вторично вернулись в воду. В пресных водоёмах они составляют основную массу водной растительности.

Понятие «грибы» очень широко и организмы, которые оно объединяет, не похожи друг на друга, но все-таки они имеют общие биохимические и цитологические особенности. Грибы сочетают в себе некоторые черты растений и некоторые животных.

Автотрофный тип питания предполагает наличие специальных органов для фотосинтеза. В растительной клетке присутствуют органеллы – хлоропласты в них углекислый газ и вода превращаются в органические вещества. В клетках грибов хлоропластов нет, а тип питания у них гетеротрофный, то есть они используют уже готовые органические вещества, как животные.

Для растительных клеток характерно наличие клеточной стенки, которой нет у клеток животных. Но у грибов клеточная стенка присутствует, что объединяет их с растениями.

В растительных клетках присутствует центральная вакуоль, которой нет в клетках животных и грибов.

У растений в качестве запасного углевода откладывается крахмал, у животных – гликоген. У грибов, так же как и у животных, запасной углевод – гликоген.

Продукты конечного обмена у растений – глутамин и аспаргин. А у животных и грибов метаболизм азота приводит к образованию мочевины.

Чаще всего грибы ассоциируют с растениями из-за того, что они растут в субстрате или грунте, как и растения. Но среди животных существуют виды, которые тоже крепятся к грунту и растут подобно растениям – например, кораллы.

Значение грибов в природе и для человека

Грибы – наибольшая группа живых организмов. Точное количество видов определить сложно: по некоторым данным до полумиллиона видов грибов, а по данным других микологов – свыше миллиона видов. Грибы растут во всех экосистемах, на всех континентах. и под землей, в воде, в воздухе, в глубоких пещерах и на высоте тысяч метров – везде можно найти представителей этого царства.

В природе грибы-сапрофиты раскладывают органические вещества (целлюлозу), делая их доступными для других организмов. Грибы участвуют в обогащении грунтов и формировании почвы.

Множество грибов образуют симбиоз с другими растениями. Симбиоз гриба и водоросли называется лишайником. Лишайники – первопроходцы голых скал и мест извержения вулканов. Симбиоз гифов гриба с корнями деревьев называется микоризой и бывает видоспецифичный. Определенное дерево взаимодействует с определенным грибом: береза и подберезовик. Симбиоз с корнями орхидей отличается тем, что в нем участвует микроскопический грибок, без которого орхидея даже не может прорости.

Грибки используют для спиртового брожения и для выпечки.

Пенициллин и другие представители грибов используются в медицине.

Шляпочные и некоторые трутовые грибы используются человеком в пищу уже многие тысячи лет.

Но грибы также приносят огромный вред сельскому хозяйству и здоровью человека. У людей грибки могут вызывать кожные заболевания и болезни дыхательных путей.

Люди повсеместно каждый день сталкиваются с десятками видов грибов, но иногда даже не догадываются об этом. Чем отличаются грибы от растений мы вкратце объяснили!