Druhy húb kvasiniek. Plesňové huby. Kvasnice
1. Morfológia je určená typom vegetatívneho rozmnožovania:
1.1 Pučanie. Objavujú sa okrúhle, vajcovité alebo oválne bunky. Pri viacnásobnom pučaní, keď je bunka položená v niekoľkých častiach bunky, môže vzniknúť hviezdicovitý tvar. V dôsledku pučania bez oddelenia obličky od tela matky a pokračujúceho pučania sa objavuje falošné mycélium (rod Candida).
1.2 Rozdelenie pučania. Oblička leží na dne bunky, v dôsledku čoho sa môže vytvoriť hruškovitý tvar (oblička na jednej strane) alebo vretenovitý tvar (oblička na oboch stranách).
1.3 Rozdelenie. Normálne delenie je zriedkavé, v tomto procese 1 materská bunka dáva 2.
2. Nepohlavné rozmnožovanie. Vykonáva sa pomocou špeciálnych buniek a spór - balistospór, endospór. Balistospóra sa tvorí na špeciálnom výrastku - sterigme, po ktorej sa odhodí do diaľky. Endospóry sú uložené vo vnútri materskej bunky (2-10 v 1 bunke).
3. Sexuálne rozmnožovanie. Môžu sa uskutočňovať v haploidnej a diploidnej fáze. Väčšina kvasiniek je diploidná. Pre každého existuje určitý typ rozvoja.
Vývojový cyklus haploidných kvasiniek
Dve haploidné bunky sa navzájom spájajú, prechádzajú štádiom plazmogamie a karyogamie, čo vedie k vytvoreniu cykloidnej zygoty. Delí sa mitoticky, nalačno – pomocou redukčného delenia. Výsledkom je, že vo vnútri materskej bunky sa vytvorí n-počet askospór obsahujúcich haploidnú sadu chromozómov. Vyklíčia a dávajú vznik haploidnej vegetatívnej bunke.
Vývojový cyklus diploidných kvasiniek
Vegetatívna diploidná bunka prechádza redukciou (meiózou). V dôsledku toho sa pod materskou membránou vytvárajú askospóry obsahujúce haploidnú sadu chromozómov. Ascus praskne, haploidné askospóry vychádzajú a navzájom sa spájajú. Prechádzajú štádiom plazmogamie a karyogamie, výsledkom čoho je vytvorenie diploidnej zygoty. Rozmnožuje sa pučaním a tým obnovuje populáciu diploidných kvasiniek. 
Klasifikácia kvasiniek podľa Kudryavtseva (1952)
1. Trieda Ascomycetes (Ascomycetes).
1 čeľaď - Saccharomyceteceae (17 rodov), rod Saccharomyces:
- S.cerevisiae (výroba liehu, spracovanie škrobu, výroba chleba);
- S. Carlsbergensis (v pivovaroch);
- S.vini (vo vinárstve);
- S.minor (pre tmavé druhy chleba);
2 čeľaď Shizoaccharomyceteceae (2 rody), rod Shizoaccharomyces:
- Schizoes pombe (pri výrobe piva);
- Sch. Mosquensis (vo vinárstve);
3 čeľaď Saccharomycodaceae (4 rody).
2. Trieda Fungi imperfecti.
1 čeľaď Cryptococcaceae:
- 1 podčeľaď Cryptococcaideae;
*1 rod Cryptococcus;
* 2 rod Torulopsis (kefír, vinárstvo);
* 3 rod Candida (BVK, pôvodca mykóz);
* 4 rod Pitorosporum (na ľudskej koži);
* 5 rod Brettonomyces (škodca pri výrobe vína);
- 2 podčeľade Trichospoiceae (10 rodov):
* 1 rod Trichosporon;
- 3. podčeľaď Rhodotoruloide:
* 1 rod Rhodotorula.
plesňové huby
(mikromycéty)
Ide o vláknité mikroskopické huby. Zo svojho mycélia vytvárajú na povrchu našuchorený povlak. Potrebujú určitú vlhkosť, teplotu a prítomnosť určitého substrátu. Mycélium hlboko preniká do substrátu.
V systematickom zmysle sú plesňové huby heterogénne a patria medzi vyššie aj nižšie huby (askomycety, huby imperfecti, nižšie – zygomycety). Zygomycetes - r. Mucor, r. Rhizopus.
Charakteristický. Mucor - na hustom PS vytvára plstený povlak. Telo je reprezentované celocytovým mycéliom. Z mycélia vznikajú hýfy – sporangiofory s výtrusnicami, na ktorých sa tvoria spóry. Rhizopus – od Mucoru sa líšia tým, že na mycéliu sa tvoria trsy sporangiofory. 
Ľudový význam húb a kvasníc
Široko používaný v biotechnologických (b / t) pri výrobe alkoholu, piva, vína atď. V pekárskom priemysle sa kvások r. Saccharomyces – používa sa vo forme suchých živých kvasníc, ktoré sú bohaté na vitamíny B a imunomodulátory. R. Candida - proteínovo-vitamínové koncentráty v chove zvierat. Okrem toho dostávajú cenné lieky – vitamín D2, lipidy, nukleové kyseliny. Enzýmy a koenzýmy, ako aj organické kyseliny. plesňové huby sú výrobcami organických kyselín ( citrónová kyselina), antibiotiká atď. Medzi hubami sú škodcovia, ktorí sú patogénni pre ľudí a zvieratá.
Huby sú staré heterotrofné organizmy, ktoré zaujímajú osobitné miesto vo všeobecnom systéme živej prírody. Môžu byť mikroskopicky malé a dosahovať niekoľko metrov. Usádzajú sa na rastlinách, zvieratách, ľuďoch alebo na odumretých organických zvyškoch, na koreňoch stromov a tráv. Ich úloha v biocenózach je veľká a rôznorodá. V potravinovom reťazci sú to rozkladači – organizmy, ktoré sa živia mŕtvymi organickými zvyškami, pričom tieto zvyšky podrobujú mineralizácii na jednoduché organické zlúčeniny.
Huby zohrávajú v prírode pozitívnu úlohu: sú potravou a liekom pre zvieratá; tvorba koreňa huby, pomáha rastlinám absorbovať vodu; Ako súčasť lišajníkov poskytujú huby biotop pre riasy.
Huby sú nižšie organizmy bez obsahu chlorofylu, ktoré združujú asi 100 000 druhov, od malých mikroskopických organizmov až po takých gigantov, ako sú huby trúdové, dúška obrovská a niektoré ďalšie.
V systéme organického sveta zaujímajú osobitné postavenie huby, ktoré spolu s ríšami zvierat a rastlín predstavujú samostatné kráľovstvo. Neobsahujú chlorofyl, a preto na výživu vyžadujú hotovú organickú hmotu (patria medzi heterotrofné organizmy). Prítomnosťou močoviny v metabolizme, v bunkovej membráne - chitínu, rezervného produktu - glykogénu a nie škrobu - sa približujú k zvieratám. Na druhej strane, spôsobom kŕmenia (absorbovaním, nie prehĺtaním potravy), neobmedzeným rastom pripomínajú rastliny.
Huby majú tiež vlastnosti, ktoré sú pre ne jedinečné: takmer vo všetkých hubách je vegetatívnym telom mycélium alebo mycélium pozostávajúce z vlákien - hýf.
Sú to tenké, ako vlákna, rúrky naplnené cytoplazmou. Vlákna, ktoré tvoria hubu, môžu byť pevne alebo voľne prepletené, rozvetvené, rastú spolu a vytvárajú filmy ako plsť alebo zväzky viditeľné voľným okom.
U vyšších húb sa hýfy delia na bunky.
Bunky húb môžu mať jedno až niekoľko jadier. Okrem jadier existujú v bunkách aj ďalšie štrukturálne zložky (mitochondrie, lyzozómy, endoplazmatické retikulum atď.).
Štruktúra
Telo drvivej väčšiny húb je postavené z tenkých vláknitých útvarov – hýf. Ich kombináciou vzniká mycélium (alebo mycélium).
Rozvetvením tvorí mycélium veľkú plochu, ktorá zabezpečuje vstrebávanie vody a živiny. Huby sa zvyčajne delia na nižšie a vyššie. O nižšie huby hýfy nemajú priečne priečky a mycélium je jedna vysoko rozvetvená bunka. U vyšších húb sa hýfy delia na bunky.
Bunky väčšiny húb sú pokryté tvrdou škrupinou, zoospóry a vegetatívne telo niektorých protozoálnych húb ju nemajú. Cytoplazma huby obsahuje štrukturálne proteíny a enzýmy, aminokyseliny, sacharidy a lipidy, ktoré nie sú spojené s bunkovými organelami. Organely: mitochondrie, lyzozómy, vakuoly obsahujúce rezervné látky - volutín, lipidy, glykogén, tuky. Neexistuje žiadny škrob. Bunka huby má jedno alebo viac jadier.
reprodukcie
Huby majú vegetatívne, nepohlavné a pohlavné rozmnožovanie.
Vegetatívny
Reprodukcia sa uskutočňuje časťami mycélia, špeciálnymi formáciami - oidia (vznikajú v dôsledku rozpadu hýf na samostatné krátke bunky, z ktorých každá vedie k vzniku nového organizmu), chlamydospóry (vytvárajú sa takmer rovnakým spôsobom , ale majú hrubšiu tmavosfarbenú škrupinu, dobre znášajú nepriaznivé podmienky), pučaním mycélia alebo jednotlivých buniek.
Na asexuálne vegetatívne rozmnožovanie špeciálne zariadenia nie sú potrebné, ale potomkov nie je veľa, ale málo.
Pri asexuálnom vegetatívnom rozmnožovaní sa vláknité bunky nelíšia od susedných, do ktorých vrastajú celého organizmu. Niekedy zvieratá alebo environmentálne hnutia roztrhajú hýfy na kusy.
Stáva sa, že keď nastanú nepriaznivé podmienky, samotná niť sa rozpadne na samostatné bunky, z ktorých každá môže vyrásť do celej huby.
Niekedy sa na niti tvoria výrastky, ktoré rastú, opadávajú a dávajú vznik novému organizmu.
Niektoré bunky často vytvárajú hrubú škrupinu. Môžu odolať vysychaniu a zostať životaschopné až desať rokov alebo viac a klíčiť za priaznivých podmienok.
Pri vegetatívnom rozmnožovaní sa DNA potomstva nelíši od DNA rodiča. Pri takejto reprodukcii nie sú potrebné špeciálne zariadenia, ale počet potomkov je malý.
asexuálne
Počas nepohlavného rozmnožovania spór tvorí vlákno huby špeciálne bunky, ktoré vytvárajú spóry. Tieto bunky vyzerajú ako vetvy, ktoré nie sú schopné rásť a oddeľujú od seba spóry, alebo ako veľké bubliny, v ktorých sa tvoria spóry. Takéto formácie sa nazývajú sporangia.
Pri nepohlavnom rozmnožovaní sa DNA potomstva nelíši od DNA rodiča. Na tvorbu každej spóry sa spotrebuje menej látok ako na jedného potomka pri vegetatívnom rozmnožovaní. Nepohlavne produkuje jeden jedinec milióny spór, takže huba s väčšou pravdepodobnosťou zanechá potomstvo.
sexuálne
Počas sexuálneho rozmnožovania sa objavujú nové kombinácie znakov. Pri tejto reprodukcii sa DNA potomstva tvorí z DNA oboch rodičov. Huby kombinujú DNA rôznymi spôsobmi.
Rôzne spôsoby, ako zabezpečiť integráciu DNA počas sexuálneho rozmnožovania húb:
V určitom bode sa jadrá splynú a potom si reťazce DNA rodičov vymenia kúsky DNA a oddelia sa. V DNA potomka sú oblasti získané od oboch rodičov. Preto je potomok do istej miery podobný jednému rodičovi av niektorých ohľadoch aj druhému. Nová kombinácia vlastností môže znížiť a zvýšiť životaschopnosť potomstva.
Reprodukcia spočíva v splynutí mužských a ženských gamét, čo vedie k vytvoreniu zygoty. V hubách sa rozlišuje izo-, hetero- a oogamia. Rozmnožovací produkt nižších húb (oospóra) vyklíči do výtrusnice, v ktorej sa vyvíjajú spóry. U askomycét (vačkovcov) sa v dôsledku pohlavného procesu vytvárajú vaky (asci) - jednobunkové štruktúry, ktoré zvyčajne obsahujú 8 askospór. Vaky vytvorené priamo zo zygoty (v nižších askomycétach) alebo na askogénnych hýfach vyvíjajúcich sa zo zygoty. Vo vaku dochádza k splynutiu jadier zygoty, následne k meiotickému deleniu diploidného jadra a tvorbe haploidných askospór. Vak sa aktívne podieľa na distribúcii askospór.
Pre basidiomycety je charakteristický sexuálny proces - somatogamia. Spočíva v splynutí dvoch buniek vegetatívneho mycélia. Sexuálnym produktom je bazídium, na ktorom sa tvoria 4 bazídiospóry. Basidiospóry sú haploidné, vzniká z nich haploidné mycélium, ktoré je krátkodobé. Fúziou haploidného mycélia vzniká dikaryotické mycélium, na ktorom vznikajú bazídiá s bazídiospórami.
U nedokonalých húb a v niektorých prípadoch aj u iných je sexuálny proces nahradený heterokariózou (diverzita) a parasexuálnym procesom. Heterokaryóza spočíva v prechode geneticky heterogénnych jadier z jedného segmentu mycélia do druhého tvorbou anastomóz alebo fúziou hýf. K fúzii jadier v tomto prípade nedochádza. Fúzia jadier po ich prechode do inej bunky sa nazýva parasexuálny proces.
Vlákna huby rastú priečnym delením (vlákna sa nedelia pozdĺž bunky). Cytoplazma susedných buniek huby je jeden celok - v priečkach medzi bunkami sú otvory.
Jedlo
Väčšina húb vyzerá ako dlhé vlákna, ktoré absorbujú živiny z celého povrchu. Huby absorbujú potrebné látky zo živých a mŕtvych organizmov, z pôdnej vlhkosti a vody z prírodných nádrží.
Huby vylučujú látky, ktoré rozkladajú molekuly organických látok na časti, ktoré huba dokáže absorbovať.
Ale za určitých podmienok je pre telo užitočnejšie byť vlákno (ako huba), a nie hrudka (cysta) ako baktéria. Pozrime sa, či je to tak.
Sledujme baktériu a rastúce vlákno huby. Silný roztok cukru je znázornený hnedou, slabý je svetlohnedý a voda bez cukru je znázornená bielou farbou.
Dá sa usúdiť, že rastúci vláknitý organizmus môže skončiť na miestach bohatých na potravu. Čím dlhšia niť, tým väčší prísun látok, ktoré môžu nasýtené bunky minúť na rast plesne. Všetky hýfy sa správajú ako časti jedného celku a časti húb, ktoré sa nachádzajú na miestach bohatých na potraviny, vyživujú celú hubu.
plesňové huby
Plesňové huby sa usadzujú na navlhčených zvyškoch rastlín, menej často živočíchov. Jednou z najbežnejších húb je slizniak alebo pleseň hlavátka. Mycélium tejto huby v podobe najtenších bielych hýf nájdeme na zatuchnutom chlebe. Hýfy sliznice nie sú oddelené septami. Každá hýfa je jedna vysoko rozvetvená bunka s niekoľkými jadrami. Niektoré vetvy bunky prenikajú do substrátu a absorbujú živiny, iné stúpajú hore. Na ich vrchole sa vytvárajú čierne zaoblené hlavy - sporangia, v ktorých sa tvoria spóry. Zrelé spóry sa šíria vzdušnými prúdmi alebo pomocou hmyzu. V priaznivých podmienkach spóra vyklíči do nového mycélia (mycélia).
Druhým zástupcom plesňových húb je penicillium, čiže pleseň sivá. Mycelium penicilla pozostáva z hýf oddelených priečnymi prepážkami do buniek. Niektoré hýfy stúpajú a na ich konci sa tvoria vetvy pripomínajúce kefy. Na konci týchto vetiev sa tvoria spóry, pomocou ktorých sa penicillium množí.
kvasinkové huby
Kvasinky sú jednobunkové nepohyblivé organizmy oválneho alebo predĺženého tvaru, veľké 8-10 mikrónov. Netvoria pravé mycélium. Bunka má jadro, mitochondrie, mnohé látky (organické aj anorganické) sa hromadia vo vakuolách, prebiehajú v nich redoxné procesy. Kvasinky akumulujú volutíny v bunkách. Vegetatívne rozmnožovanie pučaním alebo delením. Sporulácia vzniká po opakovanom rozmnožovaní pučaním alebo delením. Uľahčuje sa prudkým prechodom z bohatej výživy na malú, s prísunom kyslíka. V bunke je párový počet spór (zvyčajne 4-8). V kvasinkách je známy aj sexuálny proces.
Kvasinkové huby, čiže kvasinky, sa nachádzajú na povrchu plodov, na rastlinných zvyškoch obsahujúcich sacharidy. Kvasinky sa od ostatných húb líšia tým, že nemajú mycélium a sú to jednotlivé, vo väčšine prípadov oválne bunky. V cukrovom prostredí kvasinky spôsobujú alkoholové kvasenie, v dôsledku čoho etanol a oxid uhličitý:
C6H1206 -> 2C2H5OH + 2C02 + energia.
Tento proces je enzymatický, prebieha za účasti komplexu enzýmov. Uvoľnenú energiu využívajú kvasinkové bunky na životné procesy.
Kvasinky sa rozmnožujú pučaním (niektoré druhy štiepením). Pri pučaní sa na bunke vytvorí vydutina pripomínajúca obličku.
Jadro materskej bunky sa delí a jedno z dcérskych jadier prechádza do vydutiny. Vypuklina rýchlo rastie, mení sa na samostatnú bunku a oddeľuje sa od matky. Pri veľmi rýchlom pučaní sa bunky nestihnú oddeliť a v dôsledku toho sa získajú krátke krehké reťazce.
Najmenej ¾ všetkých húb sú saprofyty. Saprofytický spôsob stravovania sa spája najmä s výrobkami rastlinného pôvodu(pre ich život je priaznivejšia kyslá reakcia prostredia a zloženie organických látok rastlinného pôvodu).
Symbiontové huby sú viazané najmä na vyššie rastliny, machorasty, riasy, menej často na živočíchy. Príkladom môžu byť lišajníky, mykoríza. Mykoríza je spolužitie huby s koreňmi vyššej rastliny. Huba pomáha rastline asimilovať ťažko dostupné humusové látky, podporuje vstrebávanie prvkov minerálnej výživy, svojimi enzýmami napomáha metabolizmu sacharidov, aktivuje enzýmy vyššej rastliny a viaže voľný dusík. Z vyššej rastliny huba zrejme prijíma zlúčeniny bez dusíka, kyslík a koreňové sekréty, ktoré podporujú klíčenie spór. Mykoríza je veľmi rozšírená medzi vyššími rastlinami, nevyskytuje sa len v ostriciach, krížoch a vodných rastlinách.
Ekologické skupiny húb
pôdne huby
Pôdne huby sa podieľajú na mineralizácii organickej hmoty, tvorbe humusu atď. V tejto skupine sa rozlišujú huby, ktoré vstupujú do pôdy iba v určitých obdobiach života, a huby rizosféry rastlín, ktoré žijú v zóne ich koreňového systému.
Špecializované pôdne huby:
- koprofyly- huby, ktoré žijú na pôdach bohatých na humus (hnojové haldy, miesta, kde sa hromadí trus zvierat);
- keratinofily- huby, ktoré žijú na vlasoch, rohoch, kopytách;
- xylofytov- huby, ktoré rozkladajú drevo, medzi nimi sú ničitelia živého a mŕtveho dreva.
domáce huby
Domáce huby – ničiteľky drevených častí stavieb.
vodné huby
Patrí sem skupina mykoríznych symbiontných húb.
Huby, ktoré sa vyvíjajú na priemyselných materiáloch (na kovoch, papieri a výrobkoch z nich)
klobúkové huby
Klobúkové huby sa usadzujú na humóznej lesnej pôde a získavajú z nej vodu, minerálne soli a niektoré organické látky. Časť organickej hmoty (sacharidy), ktorú dostávajú zo stromov.
Huba je hlavnou súčasťou každej huby. Vyvíja sa ovocné telá. Čiapočka a stonka pozostávajú z vlákien mycélia, ktoré sú tesne vedľa seba. V stonke sú všetky vlákna rovnaké a v uzávere tvoria dve vrstvy - hornú, pokrytú kožou sfarbenou rôznymi pigmentmi, a spodnú.
U niektorých húb pozostáva spodná vrstva z početných tubulov. Takéto huby sa nazývajú rúrkovité. V iných pozostáva spodná vrstva uzáveru z radiálne usporiadaných dosiek. Takéto huby sa nazývajú lamelárne. Na platničkách a na stenách tubulov sa tvoria spóry, pomocou ktorých sa huby množia.
Hýfy mycélia opletajú korene stromov, prenikajú do nich a šíria sa medzi bunkami. Medzi mycéliom a koreňmi rastlín vzniká spolužitie užitočné pre obe rastliny. Huba dodáva rastlinám vodu a minerálne soli; Nahradením koreňových chĺpkov na koreňoch mu strom poskytne časť svojich sacharidov. Len pri takomto úzkom spojení mycélia s niektorými druhmi stromov je možná tvorba plodníc v klobúkových hubách.
Tvorba spór
V tubuloch alebo na doskách uzáveru sa vytvárajú špeciálne bunky - spóry. Dozreté drobné a ľahké výtrusy sa vysypú, vietor ich zbiera a unáša. Nosí ich hmyz a slimáky, ako aj veveričky a zajace, ktoré jedia huby. Spóry nie sú trávené tráviace orgány tieto zvieratá a sú vyhodené spolu s trusom.
Vo vlhkej, humóznej pôde vyklíčia spóry húb, z ktorých sa vyvinú vlákna mycélia. Mycélium, vznikajúce z jedinej spóry, môže vytvárať nové plodnice len v ojedinelých prípadoch. U väčšiny druhov húb sa plodnice vyvíjajú na mycéliách tvorených zlúčenými bunkami filamentov pochádzajúcich z rôznych spór. Preto sú bunky takéhoto mycélia dvojjadrové. Hubár rastie pomaly, len s nahromadenými zásobami živín vytvára plodnice.
Väčšina druhov týchto húb sú saprofyty. Vyvíjajú sa na humóznej pôde, odumretých rastlinných zvyškoch, niektoré na hnoji. Vegetatívne telo pozostáva z hýf, ktoré tvoria mycélium umiestnené pod zemou. V procese vývoja rastú na mycéliu dáždnikovité plodnice. Pahýľ a klobúk pozostávajú z hustých zväzkov mycéliových vlákien.
U niektorých húb sa na spodnej strane klobúka radiálne od stredu k okraju rozchádzajú doštičky, na ktorých sa vyvíjajú bazídie a v nich sú výtrusy hymenoforom. Takéto huby sa nazývajú lamelárne. Niektoré druhy húb majú závoj (film neplodných hýf), ktorý chráni hymenofor. Keď plodnica dozrieva, závoj sa zlomí a zostane vo forme strapcov pozdĺž okrajov čiapky alebo krúžku na nohe.
U niektorých húb má hymenofor rúrkovitý tvar. Sú to rúrkovité huby. Ich plodnice sú mäsité, rýchlo hnijú, ľahko ich poškodia larvy hmyzu, požierajú ich slimáci. Klobúčkové huby sa rozmnožujú spórami a časťami mycélia (mycélium).
Chemické zloženie húb
AT čerstvé huby voda tvorí 84-94% celkovej hmoty.
Hubové bielkoviny sa trávia len na 54-85% – horšie ako iné bielkoviny bylinné produkty. Asimilácii bráni slabá rozpustnosť proteínov. Tuky a sacharidy sa trávia veľmi dobre. Chemické zloženie závisí od veku huby, jej stavu, druhu, podmienok pestovania atď.
Úloha húb v prírode
Mnoho húb rastie spolu s koreňmi stromov a tráv. Ich spolupráca je obojstranne výhodná. Rastliny dávajú hubám cukor a bielkoviny a huby ničia odumreté zvyšky rastlín v pôde a absorbujú vodu s minerálnymi látkami rozpustenými v nej celým povrchom hýf. Korene spojené s hubami sa nazývajú mykoríza. Väčšina stromov a tráv tvorí mykorízu.
Huby zohrávajú v ekosystémoch úlohu ničiteľov. Ničia mŕtve drevo a lístie, korene rastlín a telá zvierat. Všetky odumreté zvyšky premieňajú na oxid uhličitý, vodu a minerálne soli – na to, čo rastliny dokážu absorbovať. Pri kŕmení huby priberajú na váhe a stávajú sa potravou pre zvieratá a iné huby.
TÉMA 2 JEDNOBUNKOVÉ ORGANIZMY. PRECHOD K BOHATTU
§16. JEDNOBUNKOVÉ HUBY - KVASINKY
Opísať stavbu a funkciu bunkovej steny v rastlinných bunkách. Čo je biotechnológia?
Aké organizmy sa nazývajú huby? Už viete, že huby sú spojené do samostatnej skupiny. Neskôr sa bližšie pozrieme na vlastnosti stavby, životné procesy a rozmanitosť týchto organizmov. Teraz si len pamätajte, že huby, na rozdiel od rastlín, nie sú schopné fotosyntézy. Môžu konzumovať iba roztoky organických látok. Bunka huby má hustú bunkovú membránu podobnú rastlinným bunkám. Obsahuje špeciálny sacharid – chitín.
Je zaujímavé vedieť, že uhľohydrát chitín je tiež súčasťou kožnej vrstvy hmyzu.
Zoberme si obrázok 65, A. Väčšina húb má telo vo forme jednotlivých vlákien. Ich kombinácia sa nazýva mycélium.
Ryža. 65. A. Schéma štruktúry hubovej huby: dávajte pozor na hubové vlákna (1) nachádzajúce sa v pôde.
By. Štruktúra kvasinkových buniek:
1 - bunková membrána;
2 - cytoplazma; 3 - vakuola
3 bunková šťava; 4 - jadro
Medzi hubami sú mnohobunkové aj jednobunkové. V tejto lekcii sa zoznámime s jednobunkovými zástupcami húb - kvasinkami. Na rozdiel od väčšiny húb netvoria hubové vlákna. Bunky kvasiniek sú guľovité alebo oválne (obr. 65, B).
Kvasinky môžu žiť vo vodných plochách, ale na súši poskytujú výhody miestam bohatým na sacharidy. Môže to byť povrch plodov a listov, nektár kvetov a podobne. Len málo zástupcov kvasiniek sa vyskytuje v pôde. Najznámejším droždím je cukor alebo pekárske droždie.
Ryža. 66. Proces pučania v kvasinkách:
1 - materská bunka; 2 - tvorba obličiek (a); 3 - reťazce buniek
Cukrové kvasinky sa rozmnožujú takzvaným pučaním (obr. 66). Zároveň sa od materskej bunky oddelí menší dcérsky púčik. U iných zástupcov kvasiniek je reprodukcia možná rozdelením bunky na polovicu.
Za priaznivých podmienok (vysoká teplota, dosť cukry, kyslík) pekárske droždie schopné odraziť tak rýchlo, že tvoria reťazce buniek. Bunky v takýchto reťazcoch nedržia celkom pevne. Preto sa dajú ľahko oddeliť od seba. Z každej materskej bunky môže vzniknúť 20-30 pukov.
Aký význam majú kvasinky v prírode a ľudskom živote? Kvasnice používali ľudia na výrobu chleba už od staroveku. Archeologický výskum ukázal, že v starovekom Egypte sa cukrové droždie používalo na pečenie chleba už pred viac ako 4500 rokmi.
Cesto, v ktorom sa používa droždie, sa stáva drobivým a stáva sa príjemným chutnosť. Odkiaľ? Počas života kvasiniek sa uvoľňuje oxid uhličitý. Bublinky tohto plynu nadvihnú cesto a urobia ho sypkým a mäkkým.
Je zaujímavé vedieť, že pivovarské kvasnice sú bohaté na vitamíny. Ako viete, vitamíny sú nevyhnutné pre normálny rast a vývoj nášho tela. Prípravky zo suchých pivovarských kvasníc sa dajú kúpiť v lekárňach. Rovnaké vitamínové prípravky na báze kvasníc sa používajú aj pre domáce zvieratá.
Určité druhy kvasníc, ktoré človek používa na výrobu prídavné látky v potravinách bohaté na bielkoviny. Kvasnicové prísady sa používajú pri výrobe krmiva pre zvieratá. Ide o takzvané kŕmne kvasnice. Niektoré druhy kvasníc sa používajú na čistenie nádrží znečistených ropou.
Je zaujímavé vedieť, že určité kultúry kvasiniek sa nedávno použili na výrobu moderných lacných biopalív. Vyrába sa z rastlinného materiálu – slamy alebo odpadu z drevospracujúceho priemyslu.
V našom tele, najmä v črevách, bežne žijú kvasinky rodu Candida a neškodia mu. Ale v prípade masovej reprodukcie môžu spôsobiť ochorenia u ľudí s oslabeným imunitný systém. Napríklad pri dlhodobom užívaní antibiotík. Toto ochorenie sa nazýva drozd. To ovplyvňuje nechty, sliznicu úst a ďalšie orgány. Účinný prostriedok nápravy zabrániť množeniu húb rodu Candida v črevách je pravidelné používanie jogurt a iné produkty kyseliny mliečnej ktoré obsahujú baktérie prospešné pre náš organizmus.
VŠEOBECNÉ VEDOMOSTI
Kvasinky sú jednobunkové huby. ich bunky sú oválneho alebo guľovitého tvaru. Netvoria hubové vlákna.
Kvasinky preferujú médiá s vysoký obsah cukor: povrchy plodov a listov, nektár kvetov a podobne.
Kvasinky sa rozmnožujú pučaním.
Cukrové droždie je široko používané v pekárenskom priemysle.
Rozšírte svoju biologickú slovnú zásobu: mycélium, kvasinky, pučanie.
Otestujte si svoje znalosti
Vyberte jednu správnu odpoveď
1. Cukrové droždie sa rozmnožuje: a) delením na polovicu; b) pučanie; c) polemika.
2. V klietkach cukrové droždie bunková membrána: a) prítomná; b) č.
Odpovedať na otázku
1. V akých odvetviach hospodárstva človek používa kvások?
2. Akú škodu môžu kvasinky človeku spôsobiť?
Myslieť si. Prečo? kysnuté cesto mám to držať na teplom mieste?
Kvasinky sú huby, ktorých bunky majú mikroskopickú veľkosť (asi 5 mikrónov) a púčiky, ktoré tvoria akúsi kolóniu. Kvasinky zvyčajne netvoria mycélium. Tvar buniek kvasiniek je guľovitý.
V prírode kvasinky žijú na povrchoch plodov, kvetov, sú prítomné v povrchových vrstvách pôdy, tráviacom trakte niektorých hmyzu atď.
Kvasinky nie sú jedinou taxonomickou skupinou húb. Kvasinky zahŕňajú jednotlivých zástupcov dvoch oddelení húb – askomycét a bazídiomycét. Kvasinky možno považovať za zvláštnu formu života, ktorá vznikla v rôznych druhoch húb. Celkovo existuje viac ako 1000 druhov kvasníc.
Kvasinky sú považované za sekundárne jednobunkové organizmy. To znamená, že ich predkovia boli mnohobunkové formy húb, ktoré sa neskôr stali jednobunkovými. V súčasnosti existujú zvláštne „prechodné“ formy. Takže niektoré huby majú v niektorých štádiách životného cyklu príznaky kvasiniek a v iných tvoria mnohobunkové mycélium.
Pučanie je v podstate vegetatívne rozmnožovanie kvasiniek, t.j. tvorba spór. Na rodičovskej bunke sa vytvorí vydutina, ktorá postupne rastie, mení sa na dospelú bunku a môže sa oddeliť od materskej bunky. Keď bunky pučia, kvasinky vyzerajú ako rozvetvené reťazce.
Okrem vegetatívneho rozmnožovania má kvasinka sexuálny proces, keď sa dve kvasinkové bunky spoja, vznikne diploidná bunka, ktorá sa následne delí a vytvára haploidné spóry.
Kvasinky-askomycéty sa líšia od kvasiniek-basidiomycét svojim životným cyklom, syntetizovanými látkami, znakmi pučania atď.
Výživa kvasinkových buniek sa uskutočňuje hlavne fermentáciou uhľohydrátov s nízkou molekulovou hmotnosťou (cukrov). Cukry sú kvasením kvasené na alkohol a oxid uhličitý. V tomto prípade sa uvoľňuje energia, ktorá ide do životne dôležitých procesov kvasiniek.
Fermentácia je anaeróbne dýchanie, teda získavanie energie bez kyslíka. Kvasinky však dokážu dýchať aj kyslík. Ich anaeróbnosť je teda fakultatívna (voliteľná). Keď kvasinky dýchajú kyslík, uvoľňujú oxid uhličitý, ale neskvasujú cukry na alkoholy. Ak je tam však veľa cukrov, tak to kvasinky skvasia aj za prítomnosti kyslíka.
Proces kvasenia kvasníc využíva človek. Pri pečení oxid uhličitý tvorený droždím robí cesto poréznejším. Tvorba alkoholu kvasinkami sa využíva pri výrobe vína a pivovarníctve. Kvasinky tiež v priebehu svojho metabolizmu tvoria ďalšie látky ( rôzne oleje, alkoholy a pod.), ktoré dávajú hotový produkty na jedenie zvláštna chuť.
Človek sa naučil používať droždie od pradávna. Ich použitie je známe v starovekom Egypte. Avšak skutočnosť, že tieto mikroskopické huby poskytujú vzostup testu alebo tvorbu alkoholu, ľudia vtedy nevedeli. Kvasinky prvýkrát pozoroval A. Leeuwenhoek (v roku 1680), potom ich opísal Charles Cagnard de La Tour (1838). L. Pasteur však až v roku 1857 konečne dokázal, že kvasenie v surové potraviny poskytujú organizmy, a to nie je len chemická reakcia.
Určité druhy kvasiniek môžu spôsobiť ochorenie.
Theodor Schwan (1810-1882) nazval kvasinkové bunky Zuckerpilz, Cukrové huby a tento názov sa ďalej vyvinul na Saccharomyces, rod, do ktorého patria všetky kvasinky.
Kvasinky patria do ríše húb, delia sa na dva veľké typy: bazidomycéty, kvasinky tvoriace púčiky, ktoré sa tak nazývajú, pretože sa delia a vytvárajú púčiky; a askomycéty, ktoré majú tyčinkovitý tvar a delia sa predĺžením jedného z koncov.
Väčšina kvasiniek používa typ delenia tvoriaci púčik. Hoci jednoduchý rast buniek druhu saccharomyces cerevisiae na kultivačnom médiu, podobne ako väčšina ostatných druhov kvasiniek, produkuje obmedzený počet púčikov, asi 20. Avšak iba polovica buniek sa v kultúre delí a len veľmi málo z nich produkuje do 20 púčikov . Otrava, mutácie, teplota a ďalšie faktory ovplyvňujú životaschopnosť kvasiniek. Ku koncu fermentácie sa veľa kvasiniek zhlukuje, čo je jav známy ako flokulácia. Proces flokulácie nie je úplne známy, ale je známe, že je spôsobený dvojmocnými iónmi, ako je horčík, vápnik a mangán.
Biológia
Kvasinky – živé organizmy tvorené jednou bunkou. Každá bunka, guľovitá alebo vajcovitá, je huba, ktorej veľkosť nepresahuje 6-8 tisícin milimetra.
Kvasinky, ako každý iný živý organizmus, žijú vďaka prítomnosti kyslíka (aerobióza). Ale majú schopnosť prispôsobiť sa prostrediu s nedostatkom kyslíka (anaerobióza).
Na zabezpečenie energie môžu používať rôzne sacharidové substráty, najmä cukry:
- glukóza je najvýhodnejšou potravou pre Saccharomyces cerevisiae
- sacharóza – kvasinkovými enzýmami sa okamžite mení na glukózu a fruktózu
- maltóza je hlavným endogénnym substrátom fermentácie francúzskeho chleba
- veľa iných cukrov
Vern J. Elliot vo svojej zaujímavej vedeckej práci ukázal, ako kvasinky využívajú odlišné typy cukry. Ak sa pozriete na graf, môžete vidieť rýchlosť rastu kvasiniek v priebehu času, keď sú kŕmené rôznymi cukrami.
Keďže v experimente bolo študovaných 250 druhov kvasiniek, odlišné typy kvasinky vykazovali podobné výsledky, pričom sacharóza viedla k najrýchlejšiemu rastu. Dá sa predpokladať, že podobný výsledok dá aj váš kvások.
Čo to znamená? Ak použijete menej droždia a viac trstinový cukor(sacharóza), môžete získať dlhodobé uvoľňovanie CO 2 . Na druhej strane množstvo a trvanie uvoľňovania CO 2 závisí viac od druhu droždia ako od druhu cukru. Existujú špecifické mutované druhy kvasiniek. Taktiež životnosť kultúry kvasiniek pred jej vyhynutím v dôsledku otravy závisí viac od množstva vyprodukovaného alkoholu ako od druhu cukru. Kyslosť hrá menej významnú úlohu, ako sa bežne predpokladá. Vo všeobecnosti je najrozumnejšie použiť sacharózu, aj keď to nie je potrebné.
V závislosti od podmienok prostredia naštartujú kvasinky dva typy metabolizmu: aeróbny, anaeróbny.
Aeróbny stav
V prítomnosti kyslíka kvasinky produkujú oxid uhličitý, vodu a kyslík z cukru a kyslíka. veľké množstvo energie. Tento metabolický proces sa nazýva dýchanie. Za týchto podmienok dochádza k úplnej oxidácii glukózy (Krebsov cyklus):
Glukóza + kyslík -> oxid uhličitý + voda + energia.
Všetka energia obsiahnutá v glukóze sa uvoľní. Táto energia je nevyhnutná pre život kvasiniek. Sú tiež schopné syntetizovať organickú hmotu pre rast a reprodukciu. A to vtedy, ak v prostredí nájdu potrebné živiny, najmä dusík.
Anaeróbny stav
Bez kyslíka môžu kvasinky využívať cukor aj na energiu v množstvách potrebných pre život. Tento metabolický proces sa nazýva fermentácia (glykolýza). Cukry sa premieňajú na oxid uhličitý a alkohol. Glukóza nie je úplne oxidovaná:
Glukóza -> Oxid uhličitý + Alkohol + Energia
alebo
C6H1206 + Saccharomyces cerevisiae \u003d 2C2H5OH + 2CO2!
Alkohol, ktorý vzniká v dôsledku tejto premeny, stále obsahuje obrovské množstvo energie. To je len zlomok energie obsiahnutej v molekule glukózy, jedna dvadsatina energie produkovanej dýchaním. Tento proces poskytuje minimum energie pre život, ale neumožňuje rýchle delenie.
Popis druhov kvasiniek
pekárske droždie
Najdostupnejšie je pekárske droždie. Pravdepodobne ich kúpite v najbližšom supermarkete. Je to vysušené aktívne kvasinky. Väčšina z nich sa predáva v malých vrecúškach.
Lisované droždie
Tiež sa nazývajú cukrárske výrobky. Lisované droždie tvorí približne 30 % sušiny a 70 % vlhkého obsahu. Veľmi rýchlo sa kazia a mali by sa skladovať v mrazničke.
Lisované droždie má pri skladovaní pri 23°C životnosť približne dva týždne od výroby a rozbalenia. Pri teplote 0-5°C stráca lisované droždie každé 4 týždne približne 10 % svojej kapacity tvorby plynu. Pri 7°C strácajú 4% aktivity za týždeň. Pri teplote 35 °C sa polovica aktivity stratí za 3-4 dni. Možno ich skladovať dva mesiace pri -1 °C, potom produkciu CO 2 získať z kvasníc skladovaných dva mesiace.
Na lisované droždie použite teplú vodu.
aktívne suché droždie
Aktívne sušené droždie obsahuje približne 92 % pevných látok a 8 % zmesi. Skladujú sa na chladnom a suchom mieste pri teplote neprevyšujúcej 25 °C. Životnosť aktívneho sušeného droždia pri izbovej teplote je približne 2 roky od dátumu výroby. otvorený kvások najlepšie skladujte vo vzduchotesnej nádobe v chladničke, kde zostanú aktívne asi 4 mesiace.
Aktívne suché droždie by sa malo rozpustiť v štyroch objemoch teplej vody, 10 minút po rozpustení sa musia zmiešať. Voda by nemala byť horúca, nie teplejšia ako 35 °C.
Instantné aktívne sušené droždie
Instantné aktívne droždie pozostáva z 96 % pevných látok a 4 % zmesi. Odporúčam ich skladovať na chladnom a suchom mieste do 25°C.
Životnosť instantných kvasníc pri izbovej teplote je približne 2 roky od dátumu výroby. Otvorené instantné droždie možno skladovať vo vzduchotesnej nádobe v chladničke, kde zostanú aktívne až 4 mesiace. Aby sa tieto kvasinky rozpustili, musia sa naliať piatimi objemami teplá voda, počkajte 10 minút a premiešajte.
Nezáleží na tom, ako kvások v chladničke skladujete, no ak ho zmrazíte, predĺžite jeho trvanlivosť. Jediným argumentom proti zamŕzaniu sú teplotné výkyvy v chladničke pri otváraní a zatváraní dverí a rozmrazovacích cykloch. Kolísanie teploty ničí kvasinkové bunky.
Po rozmrazení treba nechať droždie, aby sa zohrialo na izbová teplota pred ich rozpustením v teplej vode. V opačnom prípade môže teplotný šok zničiť bunky kvasiniek.
Pivovarské kvasnice
Ide o špecifický druh kvasníc používaných v pivovarníctve. Existuje mnoho druhov kvasníc, ktoré sa používajú pri príprave rôznych druhov piva s veľmi rozdielnymi príchuťami. chuťové vlastnosti. Toto nie je „... čistá horská voda...“, ani „... obľúbené ruky pivného majstra...“. Toto robí kvások. Pomocou rôznych druhov droždia získajte inú chuť pivo. Saccharomyces cerevisiae a Saccharomyces uvarum sú tmavé a svetlé pivá.
Primárne kultúry kvasiniek vyrábajú pivo po celom svete. Ale kvasnice sú špeciálnym kmeňom S. cerevisiae, ktorý je lepšie prispôsobený vyššiemu obsahu alkoholu. Väčšina týchto živých kultúr je v tekutej forme a nevyžadujú proces rozpúšťania ako suché kvasinky.
Vínne alebo šampanské kvasnice
Môžu fermentovať vo vyššom teplotnom rozsahu a sú tolerantnejšie vysoký stupeň alkohol v roztoku, ktorý je toxický pre väčšinu ostatných kvasiniek.
Tieto kvasinky sa usadzujú na dne, na rozdiel od chleba a pivovarských kvasníc, ktoré sa hromadia pri povrchu v lepkavej hmote. Šampanské kvasnice väčšinou na povrchu nepenia. To znamená, že pri použití v generátoroch akváriových kvasiniek je oveľa menej problémov s kvasinkami, ktoré sa dostanú do skúmaviek.
Čo treba zvážiť
Charakter kvásku je taký, že znesie sušenie, drvenie, lisovanie. Základným pravidlom pri práci s kvasením je čistota. Kvasinky nemusia prežiť s inými baktériami a mali by sa udržiavať čo najčistejšie a sterilné.
Sterilita
Dôkladne opláchnite generátory kvasníc horúca voda, nepoužívajte mydlo. Náhradné fľaše uchovávajte tesne uzavreté. Varte vodu, ktorú chcete použiť, sterilizujte viečka. Oparte svoju dvojlitrovú fľašu lievikom. Kým je voda horúca, pridajte cukor a pevne uzavrite sterilným viečkom. Zatraste. kým sa cukor nerozpustí. Tým vysterilizujete fľašu, vodu a cukor, fľašu neotvárajte, kým voda nevychladne na izbovú teplotu a nie ste pripravení pridať droždie.
aktivácia suchých kvasiniek
Ak plánujete použiť suché droždie, musíte najprv aktivovať kultúru. Ako už bolo uvedené, kvasinky potrebujú na spustenie aeróbne prostredie, po ktorom ľahko prejdú na anaeróbne podmienky. Mnohí tento krok vynechajú a zmes nalejú priamo do fľaše. Mnoho kvasiniek zahynie kvôli tomu, že nestihli dokončiť svoju aeróbnu fázu života pred jej zmenou na anaeróbnu a kvôli deštrukcii bunkových stien.