Agrodom93.ru

Агропромышленный комплекс
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выращивать бактерии в чашке петри в домашних условиях?

Выращивание бактерий в чашке Петри

Примерное время чтения статьи — 5 минут

Каждый из нас задумывался о том, сколько же бактерий обитает вокруг нас. Они есть везде, начиная с рук и заканчивая любыми предметами, которые используются человеком систематически. Чтобы больше узнать об этих организмах, можно воспользоваться методом, который позволит увидеть весь мир бактерий, буквально во всех его красках.
Для того чтобы выращивание в чашке Петри прошло правильно, в ней должна быть создана благоприятная среда. Поэтому заранее нужно подготовить все необходимое:

  • Бульон (мясо – 50 г, вода – 0,5 л, агар – 1 пакетик (растительный порошок, который делается из водорослей))
  • Чашка Петри – от 5 до 10 штук
  • Термометр
  • Холодильник
  • Ватные палочки
  • Маска и перчатки
  • Раствор хлора

Создание всех необходимых условий

Сначала нужно приготовить питательный бульон, в котором бактерия сможет расти и развиваться. Для этого нужно сварить мясо, желательно, проваривать его, как можно дольше, чтобы получить хороший навар. Далее в него добавляется агар: на каждые 60 мл жидкости — 1,2 г. Все смешать и разогреть до полного растворения в микроволновке. Затем остудить. Для того чтобы подготовить чашку Петри достаточно будет простерилизовать ее при помощи кипятка. Но стоит помнить, что это лучше делать возле включенной газовой горелки, с целью предотвращения попадания бактерий из воздуха. Только в таком случаи можно считать, что опыт пройдет «чисто». В стерильную чашку заливается полученная жидкость так, чтобы она лишь немного покрывала дно. После закройте емкость верхней чашкой и аккуратно поставьте в холодильник, обращая кверху нижнюю половинку, для избегания капель конденсата. Ждать нужно до образования желеобразной массы. По итогу получается чашка Петри с питательной средой в домашних условиях.

Заселение бактерий

Необходимо достать ранее подготовленные чашки Петри из холодильника и дать им время нагреться до температуры комнаты. Чтобы вырастить бактерии «со своих рук» нужно поочередно прикоснуться пальцами к имеющейся питательной среде. Но делать это нужно крайне аккуратно, для сбережения целой поверхности. В конце очень быстро закрыть емкость верхней чашкой. Промаркировать и оставить в теплом месте. Необходимое условие – это поддержание температуры. Для развития бактерий подойдет +37 градусов. В определении самого подходящего места в доме поможет термометр. Для «заселения бактерий» можно использовать крахмал, который есть в обычном картофеле. Необходимо натереть картофель (20 г) и перемешать с агаром (4 г), а также для лучшего эффекта добавить глюкозу (2 г). Полученная каша кипятится в мерном стаканчике. Образовавшаяся жидкость сливается в чашку Петри, а затем оставляется подсыхать. Стерильной ватной палочкой протираются поверхности, где видны бактерии, которые потом переносятся в подготовленную питательную среду, с целью их дальнейшего развития. Определить, что за колония микроорганизмов развилась в чашке Петри возможно при помощи многочисленных способов. Каждая выделяемая культура имеет свои особенности. В домашних условиях ту или иную колонию бактерий можно идентифицировать по форме и определенному цвету.

Утилизация материалов

По окончанию эксперимента, необходимо правильно избавиться от выращенных микроорганизмов:

  • Для своей защиты нужно надеть перчатки и, по возможности, маску;
  • Чашки Петри залить раствором хлора и не трогать несколько минут;
  • Вылить содержимое, промытьчашкиисложивихвполиэтиленовыйпакет, выкинуть в мусорное ведро.

Никогда нельзя забывать, что самостоятельно выращивать микроорганизмы нужно крайне осторожно. Ни в коем случае, нельзя задействовать какие-либо биологические жидкости, такие как слюна и тому подобные. Так как это может вызвать серьезные последствия для здоровья.

Статьи

Как вырастить колонии бактерий в чашке Петри в домашних условиях

У Вас появился инвертированный биологический микроскоп Эврика 40х-320х! Вы изучили под ним воду из канавы, воду из вазы с букетом цветов… Вы посмотрели все, что можно было быстро налить в чашечку Петри. Что же теперь? Давайте попробуем провести настоящие научные исследования. От Вас потребуется терпение, время и фантазия.

Мы вырастим колонии бактерий в чашечке, которая идет в комплекте с микроскопом. Вы можете приобрести несколько чашек, чтобы выращивать несколько разных колоний одновременно. Думаю, Вы будете поражены разнообразием бактерий, которые окружают нас.

Будьте осторожны! Эти опыты рекомендуются для детей старше 8 лет и только под наблюдением взрослых! Опыты включают использование кипящей воды и хлорки. Взрослый контроль обязателен!

Нам понадобится:

• Порошок агар-агар. Он продается в продуктовых магазинах в том же отделе, где ванилин, желатин, корица и другие вкусности для выпечки.

• 1 чайная ложка сахара.

• Маленькая кастрюлька или ковшик для кипящей смеси.

• Инкубатор. В качестве инкубатора мы будем использовать какое-нибудь теплое место. Зимой удобно использовать место рядом с обогревателем. А летом, когда батареи выключены, можно использовать место за холодильником.

Для начала не забываем пригласить взрослого человека присоединиться к нашему опыту. Нам очень потребуется его помощь.

1. Наливаем воду в кастрюлю (ковшик) и доводим до кипения. Растворяем сахар в этой воде.

2. Добавляем порошок агар-агар в кипящую воду и перемешиваем в течение минуты, пока он полностью растворится.

3. Охлаждаем смесь в течение нескольких минут. Во-первых, смесь должна быть еще горячей, чтобы избежать установки желе прямо в кастрюле. А во-вторых, нам необходимо предотвратить загрязнение нашей смеси бактериями из воздуха. Наши домашние условия далеки от стерильности, но мы постараемся избежать лишних загрязнений.

4. Открываем чашку Петри. И сразу просим взрослого помощника налить на ее дно горячую смесь из кастрюльки. Заранее открывать не надо, чтобы лишние бактерии не мешали нашему опыту.

5. Накрываем крышкой чашку Петри и убираем ее в холодильник примерно на 4 часа. За это время установится желе.

6. Теперь пришло время собирать бактерии и выращивать колонии на агар-агаре в чашке Петри.

Примечание: чашки Петри с застывшим агар-агаром можно хранить в холодильнике в течение 1-2 месяцев перед использованием. Нужно их перевернуть, чтобы конденсат не испортил подготовленную питательную среду.

7. Бактерии собрать не трудно, потому что они есть повсюду. Берем чистую ватную палочку и проводим ею там, где хотим найти бактерии – на грязной посуде или под ногтями на руках, или на земле, или на ручке двери, или на мобильном телефоне, или на клавиатуре. Потом аккуратно проводим этой палочкой по застывшему агар-агару в чашке Петри.

8. Закрываем чашки Петри крышками и заклеиваем скотчем. Чтобы не перепутать чашки, наклеиваем на них наклейки с надписями (откуда были собраны бактерии). Переворачиваем и убираем в инкубатор (теплое темное место). Переворачивать нужно для того, чтобы капли, которые могут образоваться на крышке от испарения, не падали на наш объект исследования. Оставляем на несколько дней.

9. Через несколько дней можно наблюдать под микроскопом, что происходит в чашке Петри. Мы увидим, как начали расти колонии. Раз в день или раз в несколько дней можно проверять, какие происходят изменения.

10. Хотя бактерии, которые мы собрали дома, вероятно, будут безвредными, предосторожность не помешает. Нам снова потребуется помощь взрослого, поскольку пластмассовую чашку Петри нужно хорошенько вымыть хлорным раствором, и только потом утилизировать. Если у Вас стеклянная чашка Петри, то ее можно использовать повторно после стерилизации. Напомните Вашему взрослому помощнику о необходимости надеть резиновые перчатки. Ни в коем случае не работайте с хлоркой самостоятельно!

Если опыт не получился с первого раза, не отчаивайтесь. Попросите совета у учителя биологии в школе. Некоторые виды бактерий любят животную среду, и для них нужно добавить в агар-агар питательную среду, например говяжий бульон. Другие бактерии хорошо размножаются на растительно среде, для них можно добавить картофельный отвар.

Почему это происходит?

Бактерии настолько малы, что их нельзя увидеть невооруженным глазом. Но если их поместить на питательную среду и создать им комфортные условия для размножения, то каждая бактерия вырастает в колонию из тысячи бактерий. И вот колонию уже можно разглядеть в микроскоп. Вырастить бактерии может оказаться не просто. Поэтому не сдавайтесь, если ваши первые попытки потерпят неудачу. Но когда опыт будет удачным, подсчитайте количество колоний и обратите внимание на различия в цвете, форме и размере. Где Вы обнаружили больше бактерий? Попробуйте в середину растущей колонии добавить капельку дезинфицирующего средства для рук или средство для мытья унитаза. Произойдут ли изменения в росте и форме колонии?

Как выращивать бактерии в чашке петри в домашних условиях?

Про них из книжки Левенгука:
Photobacterium phosphoreum (Cohn) Ford, 1927
(Synonyms : Micrococcus phosphoreus Cohn, I 878 ; Bacillusphosphorescens I1 Baumgarten,
I 888 ; Photobacterium phosphorescens Beijerinck, I 889 ; Bacillus hermesi Trevisan,
I 889; Streptococcus phosphoreus (Cohn) Trevisan, I 889; Bacillus phosphoreus
(Cohn) Mack, I 901 ; Photobacter phosphorescens Beijerinck, 1901 ; Pseudomonas
lucifera Molisch, 1904 ; Bacterium phosphoreum (Cohn) Molisch, I 9 I 2 ; Photobacter
phosphoreum (Cohn) Beijerinck, I 9 I 6 ; Micrococcus physiculus Kishitani, 1930 ; Coccobacillus
acropoma Yasaki & Haneda, I 936 ; Coccobacillus macrouri; Acinetobacter
phosphorescens Brisou, I 955 ; Photobacterium profundum Weisglass & Gavrilovic,
Short rods or coccobacilli 1.0 to 2-5 x 0.4 to 1.0 pm., occurring singly and occasionally
in pairs, axis straight. Motile by a single polar flagellum, but only a small proportion
of the cells in a culture are observed in motion. In stained specimens many
pleomorphic cells are observed and polar staining frequently occurs. Gram-negative.
Sea-water agar colonies : Off-white, translucent, circular, convex, entire margin,
smooth, shiny, I to 2 mm. diameter. Luminous I to 3 days. Moderately good growth.
Sea-water broth : Moderately good growth, ring of dense growth at surface, slight
uniform turbidity, granular deposit.
1963.) No growth at 37″, most strains grow at 5″. Growth and visible light usually emitted in media containing 0.5 to 5 % NaCl. No growth in 7,5 %’ NaCl or without NaCl.
Growth at pH 6 to pH 9.
Aerobic, facultatively anaerobic.
Sensitive to chloramphenicol, streptomycin, polymyxin B and 2,4-diamino-6,7-
diisopropyl pteridine ; sensitivity to terramycin and aureomycin is variable. Insensitive to penicillin. Nitrite produced from nitrate, acetylmethylcarbinol and 2,3-butanediol produced,
ammonia produced from peptone, trimethylamine oxide reduced to trimethylamine.
Indole not produced. Methyl red test positive.
Oxidase-negative, catalase-positive.
Usually produces alkaline products from arginine and possesses a lysine decarboxy-
Tweens 20 and 40 occasionally hydrolysed, Tweens 60 and 80 not hydrolysed.
No opalescence or free fatty acids produced on egg yolk agar.
Gelatin not usually liquefied.
Starch not hydrolysed.
Chitin usually digested.
Acid and usually gas formed in glucose, fructose, galactose, mannose and maltose
and occasionally in ribose and fucose. No acid or gas formed in arabinose, rhamnose,
xylose, lactose, sucrose, sorbose, cellobiose, trehalose, raffinose, cellulose, mannitol, dulcitol, glycerol, sorbitol, inositol, dextrin, salicin, inulin, laminarin, starch or glycogen. lase but does not possess an ornithine decarboxylase.
Metabolism of carbohydrates fermentative.
DNA base ratio 39.0 to 42.0 moles % G+C.
Habitat: Sea water.

Теперь собственно вопросы. Почему не получилось отдельных колоний и все так медленно росло(ведь на кальмаре выросло за сутки)? Здесь я грешу на питательную среду(слишком непитательна, ведь обычно выращивают на мясо-пептонном агаре). Возможно кто-то сталкивался с похожими по характеристикам бактериями и может предложить питательную среду без пептона, которую легко приготовить в домашних условиях? Думаю делать посев из бутылочки с фруктозой на среду из настоя фарша. Как это лучше сделать, чтобы были отдельные колонии? Возможно ли приготовить селективную среду для этих бактерий в домашних условиях? По материалам они нечувствительны к пенициллину, могут расти на глюкозе и в 5% растворе хлорида натрия, наблюдается медленный рост при +4 цельсия. Есть задумка подсластить мясной бульон глюкозой, но прочитал, что глюкоза реагирует при +100 с белками. Чревато ли это потерей питательности? Какую концентрацию лучше сделать? Теперь про стерильность: обязательно ли воздух должен быть стерилен при посевах? Надеюсь не завалил вопросами , все таки первый раз работаю с бактериями. Очень рассчитываю на вашу помощь.
Заранее огромное спасибо!

Первая чашка Петри:

Последняя:

Бутылочка:

Примечание: маленькие точки в агаре(может казаться, что на поверхности) — хлопья, образовавшиеся после стерилизации, а не колонии бактерий. Здесь бактерии растут только одной массой.

В статье, которую реферировала их выращивали в NaCl 30 g/L, Glycerol 3 ml/L, Difco Casitone 5 g/L, Difco Yeast 133 Extract 3 g/L, KH2PO4 1.179 g/L, Na2HPO4·2H2O 5.395 g/L

выращивали с аэрацией, около 22 и максимальное свечение было после достижения культурой стационарной фазы, что напоминает нам о quorum sensing, глюкозу я бы не стала, не исключено, что глюкоза выключит свечение, хотя точно регуляцию я и не помню, но что-то такое вспоминается. Ну или вырастить с глюкозой, отмыть клетки и продолжить растить уже без глюкозы, что в домашних условиях затруднительно.

Спасибо за рецепт среды! Можно ссылку на статью, если есть в инете? Благодарен за предупреждение, значит глюкозу не буду добавлять, пока не выделю чистой культуры, а то как потом разберешься, где нужные колонии, а где нет. Это кусочки кальмара добавлять в среду? Впрочем, я планирую приготовить среду из осьминогов: их у нас сбывали в одном магазине(по-другому не назовешь). Были 27 lt/кг(примерно 270 рублей или 12$), стали 6 lt/кг(около 3$). Ясно, что уже с истекшим сроком годности, но для среды, я думаю, будут по-питательнее мясного фарша и дешевле. А может их вообще не понадобиться, родные через несколько дней приедут из Белоруссии, я им сказал поспрашивать в аптеках Аминопептид(может использоваться, как заменитель пептона) и казеиновый гидролизат. Вот только никак не могу понять, обязательно ли делать посевы в стерильном воздухе? Ведь в воздухе полно спор бактерий и плесневых грибов, но в мануалах я не нашел об этом упоминания, там говориться только, что надо стерилизовать среду.

О процессе обязательно буду докладывать! Только вот его продолжение будет через несколько дней с Аминопептидом или осьминогами

Искусство в чашке Петри

Чашка Петри. Каждый, кто когда-либо имел дело с медицинскими или биологическими исследованиями знает, что это такое. Круглая и плоская стеклянная тарелочка с крышкой, диаметром 5 или 10 см, предназначенная для выращивания лабораторных микроорганизмов была изобретена в 1877 году немецким бактериологом Юлиусом Рихардом Петри, ассистентом Роберта Коха. Теперь в ней буквально выращивают произведения искусства. Научная Россия рассказывает о совместном творчестве ученых и бактерий.

На протяжении более 100 лет это самая привычная лабораторная посуда. В нее заливают разогретую жидкую питательную среду — агар-агар — и он застывает в плоскую полупрозрачную сероватую пластинку. На эту питательную среду ученые «сеют» микроорганизмы. Микробам нравится жить в чашках Петри, у них есть там все, что нужно для жизни — корм и тепло термостата. Колонии бактерий растут, принимая самую разную форму и цвет. «Посеять» микробы можно просто открыв чашку Петри с агаром, например, в помещении студенческой столовой. И все, что попадет в нее с воздухом, через считанные дни расцветет пышным цветом. Этот опыт частенько практикуют студенты-младшекурсники.

Однако новые времена сделали чашку Петри настоящим арт-объектом. Кому и когда первому пришло в голову сделать причудливость форм бактериальных колоний предметом искусства — история умалчивает. Возможно, первым был знаменитый Александр Флеминг, британский микробиолог, открывший антибактериальный фермент лизоцим, вырабатываемый человеческим организмом и впервые выделивший пенициллин из плесневых грибов Penicillium notatum — исторически первый антибиотик.

Флеминг славился среди коллег творческим беспорядком в лаборатории и удачливостью. Однажды, когда доктор был простужен, он посеял слизь из собственного носа на чашку Петри, в которой уже находились бактерии, и через несколько дней обнаружил, что в местах, куда была нанесена слизь, бактерии были уничтожены. Так был открыт лизоцим, и первая статья о нем вышла в 1922 году. А в 1928 году он обнаружил, что в одной из чашек Петри с бактериями Staphylococcus aureus выросла колония плесневых грибов. Колонии бактерий вокруг плесневых грибов стали прозрачными из-за разрушения клеток. Так был открыт пенициллин, спасший миллионы жизней. Как истинный британский ученый, Флеминг был не чужд оригинальности, и на одной из своих чашек Петри оставил вот такой шедевр.

Читать еще:  Как выращивать ремонтантную клубнику в квартире?

В наши дни уже есть несколько признанных мастеров агар-арта — нового вида творческого самовыражения ученых, притом не только биологов. В 2015 году американское сообщество микробиологов организовало первый международный конкурс «The Agar art» (Агаровое искусство). Победу одержала работа «Нейроны» британского микробиолога Марии Пенил (Maria Penil) из Биолабораторий Новой Англии (New England Biolabs). После выращивания бактерий в течении двух дней при температуре 30°С, автор, обычно, оставляет их еще на несколько дней в покое. После этого результат фиксируется эпоксидной смолой.

На втором месте — бактериальная карта Нью Йорка, созданная в New York City’s Community Biolab. Здесь уже не классические круглые чашки Петри, а квадратные стеклянные пластины с культурами бактерий, взятыми у 50 с лишним жителей Нью-Йорка.

Завершает тройку победителей картина «Сезон урожая» аргентинского микробиолога Марии Евгении Инда (Maria Eugenia Inda), из Cold Spring Harbor Labs. В работе использованы дрожжевые бактерии, которые являются основой таких продуктов как хлеб, вино, пиво и так далее. На картине представлен скромный фермерский домик с окружающим его дрожжевым полем. «Это дрожжевое поле созрело к сбору урожая!» — комментирует автор работы.

Истинным мастером агар-арта, нашедшим собственный способ выращивания уникальных шедевров является израильский ученый Эшель Бен-Якоб, профессор физики из Университета Тель-Авива в Израиле.

Он нашел способ направленного выращивания отростков колоний микроорганизмов, регулируя области нахождения питательных веществ. В его работах колонии сами «тянутся» своеобразными «усиками» или «щупальцами» к источнику питательных веществ. Получившиеся удивительные формы ученый-художник окрашивает в разные цвета.

Эшель Бен-Якоб —один из авторов работы о биокоммуникации у микроорганизмов. Ученый считает, что у бактерий есть особый вид коллективного поведения и примитивная форма социального сознания. В эксперименте показано, что при попадании колонии в экстремальные условия недостатка питательных веществ, воздействия антибиотиков или выхода из температурного оптимума, микрорганизмы сами сокращают собственную популяцию, выделяя специальное вещество, которое убивает часть колонии. Общаются бактерии, по словам Бен-Якоба, при помощи «химического языка», который позволяет им превращать колонии в большой «мозг». Он-то и помогает бактериям так эффективно реагировать на изменения окружающей среды.

Хантер Коул из чикагского Университета Лойолы (США) создает композиции из нескольких чашек Петри, куда посеяны бактерии, обладающие свойством биолюминесценции. Она фотографирует их на разных стадиях жизненного цикла колоний, при этом получаются удивительные светящиеся композиции.

Ученые идут еще дальше в создании удивительного нового искусства, являющегося частью исследовательского процесса. Они используют методы генной инженерии, чтобы добиться появления новых бактериальных пигментов и флуоресцентных белков, направленного изменения структуры бактериальных колоний. В какой-то момент начинаешь понимать, что наука и искусство — две абсолютно неразделимые части одного удивительного творческого процесса, дополняющих друг друга и создающих неповторимый результат.

Строим дом для бактерий

Строим дом для бактерий

Знаете ли вы, сколько бактерий обитает на ваших ладонях? А на крышке телефона? А на каком-нибудь предмете, которым вы пользуетесь каждый день и, как вам кажется, содержите в чистоте? Нет? Хотите посмотреть? Предлагаем доступный способ увидеть мир, обитающий на кончиках пальцев.

Что понадобится

1. Бульон:

  • жирное мясо (50 г);
  • вода (0,5 л);
  • пакетик агара (это вещество выделяется из красных и бурых водорослей, продаётся в некоторых продуктовых магазинах в виде порошка).

2. Стерильные чашки Петри (5–10 шт.):

Это такая стеклянная или пластиковая лабораторная посуда, состоящая из двух плоских чашек, которые входят друг в друга. Такое строение служит для защиты от внешних загрязнений или газов, выделяемых самими колониями бактерий. Чашки Петри продаются в большинстве аптек, стоят дёшево.

3. Холодильник.

4. Термометр.

5. Ватные палочки (20 шт.).

6. Антибактериальное мыло (для проверки).

7. Маска, перчатки.

8. Раствор хлора, например жидкость «Белизна» (0,5 л).

Последовательность действий

Строим дом

1. Подготовьте среду для роста и размножения будущих бактерий: сварите мясной бульон. Лучше поварить мясо подольше, чтобы получилось наваристее.

2. Добавьте в сваренный бульон агар из расчёта 1/2 чайной ложки (1,2 г) на каждые 1/4 стакана (60 мл жидкости). Это количество подходит для одной чашки Петри.

3. Разогрейте вашу свесь в микроволновке, доведите до кипения, и дождитесь, пока весь порошок агара не растворится. После этого остудите.

4. Возьмите чашки Петри. Обратите внимание: они должны быть стерильными внутри! Если не уверены, окуните в кипяток, только аккуратнее, чтоб не ошпариться. Чтобы не занести бактерии из воздуха, лучше проделывать все операции возле горящей газовой горелки.

5. Залейте питательную смесь в нижнюю половинку тонким слоем, лишь слегка покрывающим дно, и как можно быстрее закройте ёмкость верхней чашкой. Дайте остыть.

6. Поставьте закрытые чашки Петри в холодильник. Лучше, чтобы нижняя половинка оказалась сверху. Это нужно, чтобы предотвратить разрушение среды каплями конденсата. Дождитесь, пока среда станет похожей на твёрдое желе. Готовые чашки Петри могут храниться в холодильнике около двух месяцев.

Новоселье

1. Достаньте чашки Петри из холодильника и разогрейте их до комнатной температуры. Теперь можно приступать к заселению! Тут есть множество вариантов — всё зависит от вашей фантазии. Мы решили посмотреть, какие бактерии живут на кончиках пальцев.

2. Прикоснитесь к желе поочерёдно пятью пальцами в разных местах. Делать это надо аккуратно, не повреждая поверхность. Накройте ёмкость со следами пальцев верхней чашкой (это надо делать очень быстро) и запечатайте, например, клейкой лентой. На нижней поверхности чашки маркером обведите отпечатки пальцев и подпишите.

3. Поставьте заселённые «дома» в тёплое и тёмное место. Со вторым пунктом всё вроде бы понятно, но что касается тепла — бактерии достаточно привередливы и наиболее активно растут при +37 градусах. Для того чтобы определить оптимальный режим, возьмём термометр и измерим температуру тёплых поверхностей в доме — например, за холодильником. Время роста в этом случае составит 1–2 дня. Можно выращивать бактерии и в более прохладных условиях, но тогда процесс будет идти гораздо медленнее.

4. Зафиксируйте результаты: через сутки маркером начните рисовать круги на внешней стороне дна чашки вокруг разросшихся бактерий, плесени, грибков или других «жильцов». Так вы будете ежедневно получать информацию, каким образом и с какой скоростью заселяется «жилплощадь» (возможно, появится рисунок, напоминающий срез дерева).

5. Попробуйте идентифицировать микроорганизмы, колонии которых вырослив чашках. Для этого у микробиологов есть множество способов типа выделения чистой культуры, окраски по Граму, биохимических проб. Мы сможем использовать лишь некоторые — определить цвет и форму колонии.

6. Проверьте действие антибактериального мыла. Как только в чашке Петри разовьётся жизнь, нанесите ватной палочкой каплю мыла между двух колониальных островков. Закройте чашку и оставьте её ещё на сутки в тёплом и тёмном месте. Области заселения будут разрастаться вокруг капли на некотором отдалении от неё, и чем активнее вещество, тем шире окажется «зона отчуждения».

Знакомство

Можно просто оставить отпечаток своих пальцев (тогда вам понадобится только одна чашка Петри). А можно провести эксперимент и сравнить состав «жильцов» в разных ситуациях (для этого придётся задействовать несколько чашек), например:

  • после поездки в общественном транспорте;
  • после долгой работы за компьютером;
  • после того как руки помыты с мылом / без мыла;
  • после возвращения с работы / из школы / из университета;
  • после рукопожатий с соседями справа, слева и снизу, а также поездки в лифте с хозяином трёх американских бульдогов.

Для сравнения оставьте в одной из чашек отпечатки максимально чистых рук (помыть антибактериальным мылом, протереть дезинфицирующим раствором).

На ваших пальцах обитают самые разные виды микроорганизмов, и определить, что в каком месте выросло, очень сложно. Можно лишь делать предположения, например:

  • разные виды стафилококков могут образовывать красящие вещества (пигменты) золотистого, белого и лимонно-жёлтого цветов;
  • колонии Serratia marcescens имеют красный цвет;
  • розовый микрококк — розовый;
  • Pseudomonas aeruginosa — синий;
  • хромобактер фиолетовый — фиолетовый;
  • микобактерии туберкулёза — жёлтый или ярко-оранжевый;
  • некоторые виды плесени (на всякий случай напоминаем, что плесень — это разновидность грибов, а не бактерий) образуют чёрные мохнатые колонии.

Разумеется, точно определить микробов можно только в лаборатории.

Выселение

Рано или поздно колония полностью удовлетворит ваше любопытство и по закону роста микроорганизмов начнёт погибать. А это значит, что пришла пора от неё избавиться — жёстко и беспощадно, чтобы освободить дом для новых жильцов. Ну, или решить, что быть микробиологом не ваше призвание, и избавиться от чашек Петри. На самом деле колонии, выросшие по мановению вашей руки, вряд ли опасны, однако это не освобождает вас от обязанности похоронить их по всем правилам микробиологии со всеми ритуалами и почестями.

1. Обеспечьте себя защитой: наденьте фартук, маску и резиновые перчатки.

2. Залейте чашки Петри небольшим количеством хлорного раствора и оставьте на несколько минут.

3. Вылейте содержимое, ополосните чашки, положите их в пакеты, а после — в мусорное ведро.

Предупреждение: если вы захотите самостоятельно продолжить эксперименты по выращиванию микробов, не используйте какие-либо биологические жидкости (например, слюну), иначе можно вырастить колонии, опасные для здоровья. Соблюдайте меры предосторожности и будьте аккуратны!

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №9 (11) за сентябрь 2015 г.

Наука, искусство или баловство?

Ветеринарный врач-бактериолог Любовь Смирнова делает посев бактерий на питательную среду, в роли которой и выступает агаровый гель. Затем чашку помещают в термостат, а через сутки или двое на поверхности проявляются замысловатые узоры. Нарисовать бактериями можно что угодно: орнамент, цветы, пейзаж. Правда, результат зависит не только от знаний и таланта создателя композиции, но и от поведения самих бактерий. Если они не будут размножаться или, наоборот, займут собой всю чашку, картины не получится.

Работа «пишется» вслепую: при посеве бактерии бесцветны и практически незаметны глазу. Собственно, именно поэтому их и «выращивают»: когда появляется колония, ученые могут идентифицировать вид бактерий. Эти данные нужны для того, чтобы поставить диагноз пострадавшим от инфекционных заболеваний, организовать мероприятия по дезинфекции или выяснить, как выживают те или иные микробы в разных условиях.

Чтобы создать картину на чашке Петри, бактериологи учитывают множество факторов. Фон работы часто зависит от питательной среды, куда селят бактерий. В так называемые дифференциально-диагностические среды изначально добавляются индикаторы, и в зависимости от того, какой вид микроорганизмов там развивается, они меняют свой цвет. Например, если бактерии будут вырабатывать сероводород, то при посеве на ксилозо-лизин-дезоксихолатную агаровую среду (ее в микробиологии называют XLD), колония микробов почернеет.

Сами бактерии тоже развиваются по-разному. Самые распространенные цвета: красный и желтый, сложнее всего получаются работы с синими и фиолетовыми контурами. Одни микроорганизмы дают блеск, другие — наоборот, делают среду вокруг мутной. Зная эти нюансы, бактериологи могут создавать картины со сложными визуальными эффектами.Любовь Смирнова не работает с микроорганизмами, вызывающими смертельные болезни. Исследовательница говорит: это общий принцип микробиологического творчества — картины не должны быть опасными. Но и работа с кишечной палочкой — это не игрушки. Поэтому все посевы бактерий, неважно, с какой целью они производятся, выполняются исключительно в лаборатории, а готовые работы могут храниться только в защищенных помещениях.

Именно поэтому, кстати, микробиологическое творчество в прямом смысле не выходит за пределы исследовательских центров: выносить из помещений чашки Петри с колониями бактерий строго запрещено в лабораториях по всему миру. Поэтому на немногочисленных выставках работ бактериологов-художников демонстрируют только фотографии композиций. Сами же картины в чашках Петри хранятся всего около недели. Затем цвета искажаются, блекнут, высыхает и агаровый гель. Короткий век колонии заканчивается, картина в прямом смысле умирает.

Малый срок жизни картин в агар-арте Любовь Смирнову ничуть не смущает. Главное, говорит бактериолог, что подобные композиции позволяют совсем по-другому взглянуть на микромир, увидеть в нем не только возбудителей болезней, но и отдельную вселенную, живущую по законам, многие из которых науке пока неизвестны.

Бактериографией занимаются в той или иной степени многие ученые-микробиологи, но до сих пор нет единого мнения, чем считать этот вид творчества: наукой, искусством или профессиональным мастерством. Кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии Санкт-Петербургской государственной академии ветеринарной медицины Любовь Смирнова называет ее баловством и признается: чаще всего она создает работы, чтобы заинтересовать студентов наукой и научить их видеть красоту даже в самых обыденных вещах.

Бактерии вокруг нас

Озадачился я, товарищи, целью продвинуть вперед нашу науку. А именно – бактериологию. Начать решил с малого – вырастить колонии бактерий в домашней лаборатории. На кухне.

Для этого пришлось погрузиться в изучение этого процесса, что само по себе уже достаточно увлекательно. Выяснил, что для успеха мне необходимы две вещи:
1)чашка Петри;
2)питательная среда для бактерий.

Перечитал весь интернет в поисках рецепта питательных сред. Понял, что их может быть множество. Я решил себе жизнь не усложнять и остановился на мясном бульоне. Готовится он достаточно просто: берем мясо крупнорогатого скота, режем на кусочки, закидываем в кастрюлю и заливаем водой.

Ставим это дело на плиту, доводим до кипения и продолжаем варить минут сорок. Тут я немного отступил от рекомендаций. Если следовать им, то мясо нужно было провернуть через мясорубку. В этом случае больше питательных вещей из него попадет в бульон при варке. Но – лень ))
Итак, бульон готов. Фильтруем его через марлю. Вот точно знаю, что дома марля есть. Найти не смог. Фильтровал через бинт.

Отфильтрованный бульон снова ставим на плиту, доводим до кипения и начинаем добавлять секретный ингредиент – агар. О нем я узнал совсем недавно. Только когда решил заморочиться с выращиванием бактерий и начал собирать информацию. Агар – это некая субстанция, которую добывают из водорослей. Является растительным аналогом желатина. И у нее есть особенность. Раствор, с добавлением агара начинает застывать уже при 40 градусах, в то время как желатин – с 20 градусов.
В интернете пишут, что агар можно купить в продуктовых магазинах, но в нашем городе я его не нашел. Покупал через тот же интернет. Приехала такая вот коробочка.

Вычитал, что ранее да, называли агар-агар. А сейчас допускается просто агар.

Итак, в кипящий бульон начинаем добавлять агар из расчета – 1,5 гр. агара на 100 мл бульона. Бульона у меня было 600 мл, поэтому агара нужно было 9 гр. Решил перестраховаться и насыпал 10 гр. Кстати, сыпать нужно потихоньку, постоянно помешивая. После того, как засыпали агар, кипятим еще несколько минут наше варево, чтобы оно стало стерильным.
Выключаем плиту. Начинаем подготавливать чашки Петри. В них мы и будем выращивать бактерии. Я их купил на всем известном сайте у китайцев. Пришли уже стерильные (если верить описанию). Было 10 чашек.
Столовой ложкой наливаем в чашки наш бульон. Нужно немного. Чтобы покрылось дно чашки. Итак, во все чашки залита наша питательная среда, чашки накрыл крышками и вынес в коридор на холод для того, чтобы наш раствор быстренько застыл. Кстати, пролитые капли этого раствора начинали застывать уже на столе.

Читать еще:  Как выращивают виноград в промышленных масштабах?

Оставшийся раствор в кастрюле я также выставил на холод. К утру он был такой:

Как выращивать бактерии в чашке петри в домашних условиях?

Соблюдение мер асептики — это использование стерильного оборудования и растворов и предотвращение их загрязнения в процессе работы. Бактерии и споры грибов широко распространены в окружающей среде, в том числе и в лабораториях. Микробиологи должны постоянно заботиться о стерильности питательной среды и оборудования. Эти «неудобства» — неотъемлимая часть работы любого микробиолога. В лабораториях школ и колледжей учат только основным мерам предосторожности. Для рутинной микробиологической работы необходимы особым образом оборудованные лаборатории. Они должны иметь поверхности, которые легко очищать, и специально отгороженные места для работы (боксы), где обеспечивается подача фильтрованного стерильного воздуха.

Заливка чашек

Заливка чашек один из самых основных микробиологических методов. Чашкой называют чашку Петри, содержащую питательный агар. Чашки Петри — специально изготовленные неглубокие круглые контейнеры, которые могут быть стеклянными или пластиковыми. Они используются для роста бактерий, грибов или культуры тканей на твердой питательной среде. Обычно чашки Петри имеют около 9 см в диаметре. Стеклянные чашки можно использовать повторно после автокла-вирования. Пластиковые чашки выбрасывают после использования; обычно их автоклавируют, чтобы уничтожить культуру. При этом они плавятся. Чашки покупают в запечатанных упаковках, которые стерилизованы гамма-облучением. Крышки препятствуют загрязнению чашки, однако молекулы газов могут диффундировать между внутренним объемом чашки и окружающей средой через микроскопические неровности в местах соприкосновения донышка с крышкой. Поэтому кислород имеет доступ к культуре, а двуокись углерода выводится наружу.

Процедура заливки расплавленного питательного агара («заливка чашки») представлена на рисунке. Подразумевается, что агар был приготовлен в небольших флаконах (флаконы Маккартни).

Методы инокуляции

Во избежание загрязнения при введении небольшого количества микроорганизмов в питательную среду — инокуляции (или посева) — необходимо использовать асептические методы.
Процедуры посева различаются в зависимости от типа среды (жидкой или твердой).

Посев на твердую среду

Посев штрихом, или посев разведением
Метод представлен на рисунке. Он применяется для выделения чистых колоний бактерий из смеси бактерий. Для посева используют проволочную петлю, которую сначала нужно прокалить, как показано на рис. 12.4,Л, чтобы про-стерилизовать. Затем с помощью петли берут тонкую пленку жидкой суспензии или небольшое количество твердого материала, содержащего исследуемые микроогранизмы, из предварительно выращенной культуры или другого источника микроорганизмов. Петлей мягко проводят по поверхности среды, делая серии штрихов. После каждой серии штрихов чашку немного поворачивают, так чтобы в каждой новой серии распределялись бактерии из предыдущей серии штрихов, истощая таким образом штрихи до отдельных бактерий. (Не надейтесь что-нибудь увидеть на финальных штрихах до окончания времени инкубации!) Когда метод отработан, штрихи можно делать очень быстро.

С помощью этого метода можно выделять бактерии из естественных мест обитания, например из почвы, молока, воды. Образцы твердых субстанций, таких как почва, лучше суспендировать в небольшом количестве воды, либо предварительно проинкубировать в жидкой среде. Безопасным источником для рутинной работы является пастеризованное молоко. Перед тем как проводить эксперименты с бактериями или грибами, следует ознакомиться с инструкциями и правилами безопасности, чтобы снизить до минимума риск культивирования вредных организмов.

Посев на поверхность агара

Этот метод проиллюстрирован на рисунке. Он удобен для посева микроорганизмов из жидкой суспензии на твердую среду. Метод применяется для определения числа жизнеспособных клеток в пробе после серийных разведений. Его можно использовать также для получения сплошного «газона» микроорганизмов на поверхности агара после густого посева. Это удобно при анализе активности ингибиторов, таких как антибиотики или дезинфицирующие вещества, которые добавляют в сделанные в агаре углубления либо наносят на диски из фильтровальной бумаги, размещенные на поверхности агара. Ингибитор диффундирует через агар, образуя зону подавления роста вокруг отверстий или дисков фильтровальной бумаги, которая видна после инкубации. Диаметр зоны может служить мерой степени ингибирования.

Посев заливкой

Посев заливкой метод, альтернативный методу посева на поверхность агара, используется для инокуляции клеток из жидкой культуры, а также для подсчета жизнеспособных клеток. Поскольку клетки распределены по всей среде, а не только по поверхности агара, можно подсчитать гораздо большее их количество — до 1000 колоний на чашку. Однако размеры выросших колоний значительно меньше.

Определенный объем (до 0,5 см 3 ) клеточной суспензии вносят в подходящий объем (около 15—20 см 3 ) простерилизованного расплавленного в небольшом флаконе питательного агара, который предварительно был охлажден до 45—50 °С в водяной бане. Снимают крышку и перед добавлением клеточной суспензии прожигают горлышко флакона, как показано на рисунке. Суспензию клеток тщательно перемешивают с питательным агаром, поворачивая (не встряхивая) назад и вперед зажатый в ладонях флакон. Затем выливают смесь в стерильную чашку Петри, как показано на рисунке. Подписывают донышко чашки и инкубируют ее. После инкубации чашка выглядит, как показано на рисунке.

Посев уколом

Метод используют для культивирования анаэробных организмов или организмов, растущих при низкой концентрации кислорода (микроаэрофилов). Обычно используют пробирку с питательной агаризованной средой. Благодаря небольшой поверхности и достаточно большой глубине агара в пробирке по сравнению с чашкой доступ кислорода внутрь агара ограничивается. Посев производят прямой проволочкой (без петли), или бактериологической иглой. Небольшое количество культуры (твердой или жидкой) берут кончиком иглы и затем вертикально прокалывают ею агар. Культура растет в агаре во все стороны от линии прокола.

Язык медицины: чашка Петри

Существуют такие изобретения, которые кажутся совсем очевидными. С одним исключением: «очевидно» становится уже после того, как предмет был создан. Про наш сегодняшний термин из языка медицины это можно сказать со всей очевидностью. Почти во всех лабораториях – и биологических, и химических, и медицинских, даже физических иногда – можно встретить эти круглые предметы, которые называются чашками Петри. Однако кто такой (или такая – мне доводилось слышать от студентов, что Петри – это имя женщины) этот Петри, сейчас мало кто знает.

Тем не менее, в этом году исполнится 134 года с момента, как немецкий микробиолог и чиновник Юлиус Рихард Петри придумал свою чашку.

Наш герой родился 31 мая 1852 года в немецком городе Бармен (да, был такой город, сейчас это район Вупперталя в Северном Рейне-Вестфалии). Окончил королевскую военно-медицинскую академию, работал в клинике Шарите, а затем стал ассистентом великого Роберта Коха.

Именно Кох впервые смог показать связь многих бактерий и заболеваний, выращивая или “культивируя” бактерии на пластинах питательного желатина, своего рода затвердевшего бульона, которые хранились под тяжелыми стеклянными банками, чтобы предотвратить попадание пыли и летучих загрязнений.

Впервые Кох продемонстрировал этот метод в 1881 году на Международном медицинском конгрессе в Лондоне. Метод сам по себе оказался прорывным, как , слушавший доклад Пастер даже воскликнул: «c’est un grand progrès, Monsieur!».

Бульонный желатин, однако, оказался проблематичным. Он имел тенденцию к ферментативному распаду, был склонен к обесцвечиванию и превращался в жидкость при нагревании до температуры, наиболее подходящей для роста бактериальных культур.

Год спустя Фанни, жена другого ассистента Коха, Вальтера Гессе, предложила заменить желатин агаром, который использовался для приготовления фруктового желе. Агар-агар — это полисахарид, полученный из красных морских водорослей и доказавший превосходную гелеобразующую способность: он плавится только при нагревании примерно до 85 градусов Цельсия, а при охлаждении не желатинизируется до 35-42 градусов. Он также сохраняет свою чистоту и сопротивляется перевариванию бактериальными ферментами.

Но еще в течение шести лет команда Коха продолжала использовать тяжелые колоколообразные банки, чтобы их агаровые пластины не запылились. Так было до тех пор, пока Петри не пришел к безумно простой идее покрыть круглые стеклянные культуральные пластины другой, немного большей пластиной, которая работает как прозрачная крышка.

Удивительно, что потребовалось целых шесть лет, чтобы изобрести эту простую альтернативу громоздким колокольным банкам, но ее простота и преимущества использования сразу же стали очевидны. Это означало, что эти бактериологи могли наблюдать свои культуры под микроскопом или невооруженным глазом, не подвергая агаровое желе воздействию открытого воздуха каждый раз, когда они поднимали стеклянный колокол, чтобы приблизиться к ним, со всеми присущими им рисками заражения.

Впрочем, конечно, нашлись и исследователи, которые позже заявляли, что они изобрели то же самое раньше Петри. В принципе, это ожидаемо: «дух открытия», видимо, витал по многим лабораториям. Тем не менее, по-прежнему название осталось за Юлиусом Петри.

За более чем 100 лет использования чашки Петри мало что изменилось в базовой конструкции, если не считать того, что их теперь часто делают из одноразового пластика и на крышке появились небольшие “ушки” или язычки, обеспечивающие ограниченный воздухообмен, необходимый для роста бактерий.

И нужно помнить, что всякий раз, когда в медицине или биологии говорят, что что-то было сделано “in vitro” или “в пробирке”, на самом деле это чаще всего означает, что это было сделано в чашке Петри.

А что же сам Петри? Он дожил до 1921 года, продолжая работать как в микробиологии (на 1897 год мы видим его уже руководителем лаборатории), так и в здравоохранении (в 1896 году Юлиус Петри являлся членом королевского министерства здравоохранения и руководителем одной из бактериологических лабораторий, состоя при этом в чине регирунгсрата, старшего государственного советника). Правда, русская википедия пишет, что он был автором «не менее восьми научных работ», но, кажется, что это написано потому, что текст русской статьи взят из дореволюционной энциклопедии Брокгауза и Ефрона. На самом деле, помимо прорывного «Маленького усовершенствования метода культуральных планшетов Коха» (так называлась Петри про его чашки всего в полторы странички), он выпустил более 150 научных работ.

Удивительно, что биография этого замечательного человека настолько неизвестна: нам удалось найти только одну фотографию Петри, а в большинстве компиляций в интернете вместо фото Петри вообще вставлена фото Роберта Коха.

Научно-исследовательская работа по теме «Посев бактерий в школьной среде»

МАОУ «Средняя общеобразовательная школа № 5 Кувандыкского городского округа Оренбургской области»

Научно-практическая конференция

старшеклассников

«Науке — старт молодых»

«Посев бактерий в школьной среде»

Автор: Килина М.В. 10 «А» класс

Руководитель: Мосияченко А.Д. учитель биологии

Глава 1. Теоретическая часть ………………………………………………….5

1.1История открытия бактерий………………………………………………..5

1.2Строение и жизнедеятельность бактерий…………………………………5

Глава 2. Практическая часть …………………………………………………..7

2.1Посев бактерий в МАОУ СОШ №5 Кувандыкского городского округа Оренбургской области……………………………………………………………7

2.2Результаты эксперимента…………………………..……………………. 9

2.3 Методы борьбы с бактериями……………………………………………10

Бактерии — неотъемлемая часть в жизни человека. Мы сталкиваемся с ними повсеместно: дома, на улице, на работе, в школе, в магазинах и во многих других местах. Они постоянно находятся на нашем теле и в нашем организме. Где-то их больше, а где-то меньше. И хоть большая их часть безобидна и даже полезна, то другая, меньшая составляющая, является возбудителями многих опасных заболеваний.

Актуальность работы: У детей иммунная система слабее, чем у взрослых и шансов заболеть у них намного больше, чем у взрослого человека. А школа является не только источником большого количества людей, но и огромным домом для множества бактериальных клеток. Каждый день дети ходят в школу и каждый день они вдыхают огромное количество воздуха, в котором находятся бактерии. Во всех больших заведениях часто проводятся уборки, и шанс заболеть у людей уменьшается. Что бы узнать, достаточно ли тех манипуляций по очищению школьного помещения, и каков шанс заразиться у детей, проводится этот опыт.

Объект исследования: бактерии.

Предмет исследования: выращивание бактерий в школьной среде.

Цель: выяснить, много ли опасных бактерий окружает учащихся в школе.

а) узнать о строении и жизнедеятельности бактерий;

б) определить методы борьбы с бактериями в школе;

в) посеять бактерии в МАОУ «СОШ №5»;

г) сделать выводы по работе.

Гипотеза: Много ли бактерий обитает в школе и насколько опасными они могут быть?

Практическая значимость работы заключается в том, что у учащихся воспитывается бережное отношение к своему здоровью, появляется заинтересованность в соблюдении личных санитарно – гигиенических требований.

Методы исследования:

Эксперимент. Этот метод исследования используем во время посева бактерий.

Чтобы узнать с какой скоростью растут колонии, используем метод наблюдения.

В конце нашего наблюдения, описываем и анализируем полученный результат.

Глава 1. Теоретическая часть

История открытия бактерий

Ученым, обнаружившим и описавшим бактерии, стал голландский натуралист Антони ван Левенгук. Сделал это открытие он в 1683 году и назвал их, как и всех микроскопических существ анималькули. Само же название «бактерии» ввел в употребление Христиан Эренберг в 1828 году.

Строение и жизнедеятельность бактерий

Бактерии – это прокариотические живые организмы. Их размеры колеблются от 1 до 15 мкм. Само же название прокариот говорит о том, что в клетке нет оформленного ядра и наследственная информация представлена в виде кольцевой ДНК (бактериальной хромосомой), которая находится в специальной зоне клетки, носящей название нуклеоид. Кроме основной кольцевой ДНК бактерии обычно содержат несколько мелких молекул ДНК называемых плазмидами. В бактериальных клетках отсутствуют мембранные органоиды, которые характерны для эукариотических клеток. Функции эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, лизосом, пластид, митохондрий выполняют впячивания клеточной мембраны. Обязательными органоидами являются рибосомы, которые обеспечивают синтез белка. Рибосомы бактерий намного меньше рибосом эукариотов. Все органоиды находятся в цитоплазме. А цитоплазма окружена мембраной, кнаружи от которой находится клеточная стенка. Если условия не удовлетворяют условию жизни бактерии, то она начинает выделять слизь, образуя капсулу. Таким образом, клетки сохраняют жизнеспособность на очень длительное время. Бактерии размножаются простым делением надвое.

По форме бактерии делятся на четыре основных типа:

Палочковидные – бациллы . Среди них есть одиночные (кишечная палочка) и собранные в цепь (возбудитель сибирской язвы) бактерии.

Сферические – кокки . Парные кокки называются диплококками (возбудитель пневмонии). Цепочки клеток – стрептококки (возбудители ангины, скарлатины). Группы клеток – стафилококки (вызывают пищевые отравления)

Спиралевидные – спириллы .

Имеющие форму запятой – вибрионы (возбудитель холеры)

По типу питания бактерии делятся на два типа:

Автотрофные бактерии способны сами синтезировать органические вещества из неорганических в результате фотосинтеза и хемосинтеза. По этому типу питания бактерии делятся на фототрофы, хемотрофы, нитрифицирующие и серобактерии.

Гетеротрофные бактерии не способны сами себе создавать органические вещества, поэтому питаются только готовыми.

Обитают бактерии в почве, воде и организме. Но так же они часто встречаются в воздухе.

Бактерии – это живые организмы способные выжить почти при любых условиях, и встречаются они везде.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Посев бактерий в школьной среде

Как и говорилось ранее, бактерии обитают везде, в частности и в школе. Некоторые из них могут быть опасными, а некоторые безобидными.

Чтобы узнать, какие бактерии находятся в школе МАОУ «СОШ №5», сделали посев бактерий. Для этого эксперимента приготовили нужное оборудование: 6 стерильных чашек Петри, стерильную питательную среду, линейку, фотоаппарат, записную книжку.

Взяли пробы с разных этажей и с рук. Каждую чашку Петри пометили числом, когда делали посев и откуда брали этот посев. Убрали в теплое место. В результате посева получилось 6 чашек Петри:

Чашка № 1 – этаж №3, кабинет №15

Чашка № 2 – этаж №3, коридор

Чашка № 3 – этаж №2, коридор

Чашка № 5 – грязные руки

Чашка № 6 – чистые руки

После посева бактерий, стали наблюдать за содержимым в чашках Петри, изменения отмечали в таблице (табл.1).

Образовались две колонии размером 5 мм и 2 мм.

Проявляется рост бактерий. В чашке под №2 колонии не изменились в размерах. Под №4 образовалась колония размерами 7 на 4 мм. Под №5 две колонии размерами 7 и 7 мм.

Читать еще:  Денежное дерево Как выращивать чтобы приносило деньги?

В пробирке №1 рассыпаны колонии белых бактерий по 1 мм. Во второй белые колонии по 1 мм и одна колония 2 мм, другие две прозрачные 7 и 3 мм. Под №3 золотистая колония 2 мм, молочного цвета 2 см и разбросанные меньше 1 мм. В чешке Петри под №4 разбросаны пятна меньше 1 мм и две прозрачные колонии 1мм и 8 мм. Пробирка под №5 имеет две колонии золотистого цвета, прозрачные колонии 28 мм и 16 мм, и разбросанные белые колонии по 1 мм. В чешке №6 наблюдается прозрачная колония размером 3 мм.

Во второй чашке появляется черная плесень мукор размером 3 мм, две колонии белые 7 и 4 мм и белые, разбросанные по 1 мм. В третьей чашке одна золотая колония 3 на 1 мм, вторая колония белого цвета 3 мм и белые, разбросанные так же по 1 мм. В чашечке №4 разбросаны белые колонии по 1 — 2 мм и белая колония 8 мм. В пробирке №5 прозрачные колонии 16 и 30 мм, золотистая колония 3 мм и белые разбросанные. В чашке Петри №6 колония выросла и стала составлять 5 мм.

Была проведена пересадка колоний и осмотр бактерий под микроскопом. Для дальнейшего исследования взяли колонии золотых, бежевых и розовых бактерий, а так же мукор. Всех их разместили по разным чашкам Петри в питательную среду агар-агар с мясным бульоном.

Мукор достиг размеров 25 на 10 мм. Золотая колония 20 на 15 мм. Бежевая — 13 на 5 мм. Розовая колония 7 на 5 мм.

Мукор сильно увеличился в размерах и стал составлять 47 на 25 мм. Золотая колония 20 на 15 мм. Бежевая — 14 на 7 мм и розовая колония 8 на 6 мм.

По данным из таблицы видно, что вырастить бактерии в школьных условиях возможно и что скорость роста колоний зависит от питательной среды, чем больше в ней углеводов и белков, тем лучше рост.

2.2 Результаты эксперимента

В результате посева бактерий в школе, выяснилось что:

В школах довольно много бактерий. Больше всего их находится на немытых руках детей, а меньше на чистых. Это еще раз подтверждает то, что нужно мыть руки перед каждым приемом пищи.

Скорость роста колоний зависит от среды, в которой они живут. Так в среде агар-агара с мясным бульоном они росли намного быстрее, нежели просто в агар-агаре.

В школе встречается плесень, которая может сильно навредить не только здоровью учащихся, но и здоровью взрослых.

В школах могут находиться болезнетворные бактерии. Окрашивать их по Граму не удалось, и рассмотреть под микроскопом тоже. Поэтому отталкиваясь по внешнему цвету бактерий, выяснилось, что бежевого и золотистого цвета в основном кокки и опасным из них является стафилококк. Другого цвета бактерии опасности никакой не представляют.

2.3 Методы борьбы с бактериями

Существуют следующие методы борьбы с бактериями:

Пастеризация (способ консервирования молока и других продуктов путем однократного нагревания до 60-70 градусов в течении 15-30 минут);

Стерилизация (при воздействии пара с температурой более 100 градусов в течение 20 минут или с помощью огня);

Охлаждение (оно не вызывает гибель, но приостанавливает жизнедеятельность бактерии);

Консервирование (воздействие солей);

Дезинфекция для уничтожения болезнетворных бактерий.

Бактерии населяют все среды жизни. Это мельчайшие просто устроенные организмы, которые трудно увидеть в световой микроскоп. Многие из них являются опасными и представляют угрозу для других живых существ. Но так же, многие из них не представляют опасности для других.

В школьной среде при посеве бактерий, встретилось несколько колоний разного цвета – оранжевого, желтого, золотистого, бесцветного, бежевого и белого. Кроме бактерий, обнаружили споры плесневых грибов – Мукора и Пеницилла.

В результате работы с материалом о строении бактерий, встретилась информация, что бактерии в колонии образуют капсулу из вязкого, студенистого вещества. При посеве бактерий эта капсула была обнаружена.

Школа предоставляет угрозу заражения учеников микроорганизмами, но бояться этого сильно не стоит. Чтобы избежать таких последствий детям стоит соблюдать простые правила гигиены и при необходимости носить маски.

Список литературы

Еменцев, Т.В. Микробиология: учебник для бакалавров; рек. УМО вузов РФ / Т.В. Емцев, Е.Н. Мишустин. — 8-е изд., испр. И доп. М.: Юрайт, 2012. -444 с.

Мурадова Е.О.: Микробиология. – М.: Эксмо, 2007. – 336с.

Приложение 1

Строение бактерий

Приложение 2

Основные требования к проведению экспериментальных работ с микроорганизмами

При выполнении экспериментов по биологии учащиеся работают с различным биологическим материалом, культурами микроорганизмов или изучают свой организм. Изучают строение живых организмов и основную структурную единицу живых организмов – клетку. Клетки очень малы и невооруженным глазом их сложно увидеть. Для изучения таких объектов, готовят препараты, которые рассматривают под лупой или микроскопом.

Микроорганизмы, к которым относятся мельчайшие существа называемые микробами, невооруженным глазом тоже нельзя увидеть. Кроме как приготовить микропрепарат соответствующим образом. Поэтому, для выполнения таких работ существуют определенные места, которые должны отвечать определенным требованиям. У всех учащихся, кто проводит эксперимент, должны находиться необходимые для его проведения оборудования. Основным оборудованием является – спиртовка, штатив для пробирок, кювета для окрашивания препаратов, фильтровальная бумага, дезинфицирующий раствор, препаровальная игла, скальпель, мерный стакан и другое что может пригодиться на данной работе.

Если учащиеся работают с микроорганизмами, обеспечивается стерильность работы, которая исключает попадание посторонних микроорганизмов извне, или из работы в окружающую среду. Так как большинство микроорганизмов являются патогенными, есть возможность заражения каким — либо заболеванием. Чтобы такого не произошло, существуют правила, которые необходимо соблюдать.

Правила работы с микроорганизмами:

Работать с микроорганизмами необходимо в специальной одежде – халате;

Халат не одевается за пределы кабинета, в котором проводится работа;

В этом кабинете запрещается принимать пищу или хранить ее;

Из кабинета не выносится посуда и материалы, использующиеся в работе;

На рабочий стол нельзя ставить сумки или другие вещи;

Если из пробирки или чашки Петри микроорганизмы попадают в окружающую среду, необходимо сообщить учителю и провести обеззараживание, а затем провести уборку;

Во время работы необходимо соблюдать тишину, не размахивать руками;

Перед началом работы и после работы проводится уборка помещения;

Перед началом работы каждый учащийся проверяет наличие нужного оборудования и исправность микроскопа;

На занятиях данные фиксировать необходимо в лабораторной тетради, в которой обязательно прописывается цель работы, делается основная работа, если необходимо сделать рисунок, рисунок берется не из книг или наглядных материалов, а из микроскопа, в последнюю очередь записывается вывод по работе;

В конце урока тетрадь сдается учителю на проверку;

В конце занятий каждый ученик приводит свое рабочее место в порядок, микроскоп протирается и убирается на место, тщательно вымываются руки с мылом, снимается халат.

Нобелевская неделя 2018. Джордж П. Смит: «Фаговый дисплей: простая эволюция в чашке Петри»

«Эта искусственная селекция в чашке Петри очень похожа на естественную эволюцию». Лекция лауреата Нобелевской премии по химии 2018. Сольна, 08.12.2018.

Процесс эволюции в природе происходит от фенотипа к генотипу: пока изменения генотипа существенным образом на фенотип не влияют, никакие изменения под действием среды невозможны. Эти процессы могут идти естественным путём, а могут — как у мичуринцев и производителей аминокислот, антибиотиков и других метаболитов микроорганизмов — искусственным. В огороде привычном или молекулярном — в пробирке.

Смиту удалась своего рода деконволюция — никто до его работы не мог свести эволюцию к пробирке и к одному-единственному белку за раз. One at a time, как наверняка сказал бы сам исследователь. Помещая в геном бактериофага ген, который кодирует интересующий его белок или пептид, Смит добился того, что признак, кодируемый этим геном, — тот самый белок, — оказался экспонирован в окружающую среду и при этом остался связан с той самой фаговой частицей, в которой он закодирован. Отбирая этот белок, например, по его способности связать другой белок или небелковую молекулу, или даже по способности катализировать какую-то реакцию, мы вместе с белком отбираем и геном бактериофага, его кодирующий. Отбирается не просто геном, но и способность размножить его и нужный признак снова и снова. То есть происходит передача по наследству. Но не спонтанно, а направленно, руками экспериментатора.

Хотите создать фермент, распознающий видоизменённый субстрат? Пожалуйста. Пептид, блокирующий важный метаболический путь или мимикрирующий сложный антиген? Нет проблем. Антитело, излечивающее… но это уже история про другого лауреата.

В начале лекции лауреат задался вопросом о том, что же такое на самом деле химия:

Мой друг, который и правда настоящий химик, узнав про Нобелевскую премию, очень удивился, что я, как оказалось, тоже принадлежу к этой специальности.

Эта шутка, в которой лишь доля шутки, подчёркивает тот факт, что настоящее открытие находится вне граней научных дисциплин и принадлежит науке и человечеству в целом.

Джордж Смит, как и многие неординарные люди, обладая своеобразным чувством юмора, отдал должное своим присутствующим в аудитории супруге и родственникам, а также не присутствующим коллегам, особенно тем, кто принял непосредственное участие в работах по созданию технологии фагового дисплея. Все они «чертовски хорошие люди», заключил учёный:

Извне может показаться, что создание фагового дисплея было эдаким озарением, одномоментным открытием, но на самом деле — нет, изнутри это была работа, которая состояла из целого ряда небольших изобретений, постепенно приближавших меня к цели.

Лауреат посвятил свою лекцию рассказу о тех шагах, которые привели к созданию этой удивительной технологии искусственной эволюции пептидов и белков.

Бактериофаги, или, попросту, фаги — вирусы, которые инфицируют бактерии. Фаг, послуживший первичной основой для дисплея, называется нитевидным. Это достаточно просто устроенный вирус, его ДНК кодирует всего несколько белков, часть из которых составляет фаговую оболочку, контактирующую с внешней средой. Инфекция бактерии нитевидным фагом не убивает её, но в течение ночи из литра среды, в которой выращивалась инфицированная вирусом культура кишечной палочки, единственная фаговая частица даёт потомство в тысячу триллионов вирусных частиц! Используя бактериофаги, с очень небольшими усилиями и финансовыми вложениями можно создать гигантскую платформу для формирования биоразнообразия.

Фаговый дисплей родился в конце моего творческого отпуска, который я провел в лаборатории Боба Вебстера, в университете Дьюка. Боб был признанным авторитетом в области бактериофагов, а я — новичком.

Смит сконцентрировался на работе с одним из белков фаговой оболочки, так называемом pIII, который важен как для завершения упаковки фаговой ДНК и поддержания структурной целостности частицы, так и для обеспечения фаговой инфекции. Внешняя часть pIII конформационно весьма пластична и связывается с бактериальными пилями, обеспечивая контакт вируса и бактерии:

Структурная пластичность белка pIII, о которой было известно из многих источников, подсказала мне, что можно попытаться вставить в кодирующий его ген фрагмент чужеродной ДНК. В результате на поверхности фаговой частицы в составе удлинённого pIII будет экспонирован чужеродный пептид, закодированный в геноме бактериофага, а функционирование самого pIII не нарушится.

Для того чтобы сделать следующий шаг, Смит обратился к Полу Модричу (ставшему Нобелевским лауреатом по химии в 2015 году). Модрич предоставил ген рестриктазы EcoR1 и антитело, распознающее саму рестриктазу. Смит поместил фрагмент гена EcoR1 в ген белка оболочки бактериофага и вырастил химерные фаговые частицы, которые должны были экспонировать на своей оболочке кусочек рестриктазы. Когда Смит получил эти частицы и смешал их с антителам к EcoR1, фаги потеряли способность инфицировать кишечную палочку! Это означало полное подтверждение предположения, высказанного исследователем.

Базируясь на этом открытии, Смит приступил к разработке системы для аффинной селекции с использованием фагового дисплея. Необходимо было создать на основе фаговой ДНК удобный вектор для клонирования библиотек пептидов, а затем придумать модель, которая могла бы продемонстрировать возможности этой технологии. Работа была сложной и заняла несколько лет. Достаточно сказать, что Роберт Дэвис, отвечавший у Смита за технические аспекты исследований, в ходе работы вручную, методом Сэнгера, используя радиоактивную метку, просеквенировал около миллиона нуклеотидов.

Кульминацией исследования было создание модели на основе двух фрагментов рибонуклеазы, получающихся при её ограниченном протеолизе субтилизином. По отдельности, большой и малый фрагменты РНКазы — С-белок и С-пептид (последний длиной всего 20 аминокислотных остатков) — не активны, но при смешивании восстанавливают исходную активность РНКазы:

Мы в шутку назвали эту модельную систему «болезнь С-белка» Представьте себе, что у вас есть рецептор, который, например, связывает лиганд — пептидный гормон, роль которого в этой модели играет С-пептид. И если гормона по каким-то причинам продуцируется слишком много, то развивается заболевание.

Исследователи решили выяснить, возможно ли, используя метод фагового дисплея, из библиотеки пептидов произвольной и заранее неизвестной структуры, получить пептидный лиганд, который бы, как C-пептид восстанавливал рибонуклеазную активность. Для этого они синтезировали библиотеку нуклеотидных фрагментов с произвольной структурой и клонировали в ранее разработанный вектор для дисплея. Таким образом, после трансформации в кишечную палочку и последующего размножения фагов, сформировалась библиотека из 1015 фаговых частиц, содержащая 250 млн. уникальных пептидных последовательностей.

Невозможно по одному тестировать все 250 млн. пептидов на связывание и активацию С-белка, но это и не нужно, потому что была разработана процедура аффинной селекции фаговой библиотеки. Для того чтобы отобрать искомый пептид, С-белок иммобилизовали на поверхности чашки Петри простой адсорбцией, и затем смешали с суспензией, содержавшей фаговую библиотеку. Фаги, оставшиеся в растворе, удалили отмывкой, а связавшиеся с С-белком элюировали с применением специальных методик. Фаги, содержащие пептид, аффинный к С-белку, несут в геноме ДНК, в которой закодирована информация об этом пептиде. Очевидно, что таких фагов будет немного даже в огромной библиотеке. Да и селективность единственной стадии отбора далека от идеальной. Но поскольку отобранные фаги можно размножить, инфицируя E. coli, то и процедуру аффинной селекции можно повторить, но уже с популяцией фагов, значительно обогащённых пептидами, аффинными к C-белку. В результате проведённой селекции, одна из пептидных последовательностей была представлена среди полученных фаговых клонов с намного большей частотой, чем другие:

Очень важно отметить, что ни в процессе синтеза библиотеки, ни в ходе селекции, мы не использовали никакую информацию о природном С-пептиде. И поэтому было очень интересно сравнить отобранный пептид с природным С-пептидом.

Пять аминокислот оказались идентичными в С-пептиде и в отобранном из библиотеки пептиде, причём четыре из них составляли гидрофобный кор — тот самый участок С-пептида, который образует интерфейс для связывания с С-белком. Это наблюдение продемонстрировало успешность метода фагового дисплея.

Эта искусственная селекция в чашке Петри, в некоторых своих важных аспектах, очень похожа на естественную эволюцию. Естественная эволюция критически зависит от разнообразия, создающего многообразные варианты живых существ. В фаговом дисплее это реализуется за счёт создания гигантских библиотек, содержащих огромное разнообразие экспонированных пептидов. Далее, эволюция зависит от естественного отбора, который благоприятствует отбору каких-то вариантов и не благоприятствует отбору других. И точно так же, в фаговом дисплее аффинная селекция является сильнейшим фактором отбора определённых вариантов пептидов.

…Таким образом, используя фаговый дисплей, мы нашли лекарство от воображаемой болезни С-белка, скажем так, чудо под номером 1. Но из той же самой библиотеки, используя другой метод селекции и другой рецептор, мы можем получить чудеса под номерами 2, 3, и так далее.

Используя подход, разработанный Смитом, улучшая и модифицируя его, другие исследователи получили поистине чудесные молекулы с новыми уникальными свойствами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector