Движение бактерий 4 Методы исследования фиксированных препаратов 5 Изучение процессов молочнокислого и маслянокислого брожения в молоке 6 Изучение процесса спиртового брожения 7 Маслянокислое


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

1


















МИКРОБИОЛОГИЯ



















2

ПРИДНЕСТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕ
Р
СИТЕТ

ИМ. Т.Г.ШЕВЧЕНКО


Аграрно
-
технологический факультет

Кафедра
садоводства,
защиты растений и экологии














МИКРОБИОЛОГИЯ



Методические указания













Т
ИРАСПОЛЬ, 2016


3

УДК
579(072.8)

ББК

Е4р30

М 54



Составитель:

Н.А.Куниченко
, профессор кафедры садоводства, защиты растений и экол
о
гии.


Рецензенты
:

Н.
И
.

Шульман
, доцент
кафедры «Садоводства, защиты растений и экологии», канд. б.н.

Т.Н.Звездина
, доцент каф
едры «
Биологии
»
,

канд. с.
-
х. наук


Микробиология

-

Методические указания /Сост.:
Н.А.Куниченко



Тира
с
поль, 201
6
.


41

с.


Методические указания для проведения лабораторных работ по дисциплине «
Микробиол
о
гия
» для студентов очного и заочного о
т
деления
:


3
5.03.04 направления «Агрономия
»
,

профили подготовки «Агробизнес», «Защита раст
е
ний»;


35.03.05,

направления

«Садоводство»

профили подготовки «Плодоовощеводство и вин
о
градарство», «Декоративное садоводство и ландшафтный дизайн»
и

35.03.07
, направления

«Те
хнология производства и переработки сельскохозя
й
ственной
продукции
»
профили подготовки «Технология производства и переработки продукции растени
е
водства», «Технология производства и переработки продукции животноводства»
составлены в с
о
ответствии с государст
венным образовательным стандартом высшего профессионального образ
о
вания Российской Федер
а
ции.


Методические указания составлены по лабораторным работам, включенным в уче
б
ный план
по дисциплине «Микробиология», состоят из теоретического раздела, методики ис
полнения раб
о
ты. В работу включены перечни вопросов к контрольным работам и к экзам
е
ну.


Предназначена

для студентов сельскохозя
й
ственных вузов.



УДК 579(072.8)


ББК Е4р30


Рекомендовано НМС ПГУ им. Т.Г. Шевченко



©ПГУ им. Т.Г. Шевченко

©
Куниченко Н.А.

составление,
2016


4

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИ
П
ЛИНЫ


Курс рассчитан на студентов
направлений

«Агрономия», «
Садоводство
» и «
Технология пр
о
изводства и переработки сельскохозяйственной продукции
». Проведение курса планируется в
I

с
е
местре.


Цель курса: дать студентам
знания и практические навыки по основам общей и сельскох
о
зяйственной микробиологии.


Студенты должны уметь: микроскопировать, культивировать и выделять микроорганизмы,
стерилизовать лабораторную посуду и питательные среды, определять количественное содержа
ние
микроорганизмов в пробах, выделять и идентифицировать основные гру
п
пы микроорганизмов.


ПЛАН ЛАБОРАТОРНЫХ З
А
НЯТИЙ



ТЕМА ЗАНЯТИЯ

Колич
е
ство ч
а
сов

1


Особенности и основные правила работы в микробиологической лаборат
о
рии. Техника безопасности.

2

2


Метод
ы стерилизации. Микробиологические питательные ср
е
ды

2

3


Исследование микроорганизмов в живом виде. Движение бакт
е
рий

2

4


Методы исследования фиксированных препаратов

2

5


Изучение процессов молочнокислого и маслянокислого брожения в молоке

2

6


Изучение про
цесса спиртового брожения

2

7


Маслянокислое брожение (на картофеле)

2

8


Уксуснокислое брожение. Учет результатов опыта по
II

фазе нитриф
и
кации
почвы

2

9


Модульный контроль по теме «Строение и классификация микроорг
а
низмов.
Питание, брожение и дыхание, осущ
ествляемые микроорг
а
низмами».


10


Изучение микрофлоры почвы, воды и воздуха

2

11


Анализ посева микроорганизмов. Подсчет колоний

2

12


Изучение процесса нитрификации в почве

2

13


Учет результатов опыта по
I

фазе нитрификации почвы. Модульный ко
н
троль по теме: «С
троение, размножение, питание микрооргани
з
мов»

2

14


Изучение клубеньковых бактерий

2

15


Изучение биопрепаратов на основе микроорганизмов.

2

16


Модульный контроль по теме: «Круговорот азота и других веществ в прир
о
де, микрофлора почвы и роль микроорганизмов в
почвообразов
а
нии»

2










ИТОГО: 3
2

ч
а
с
а




5

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

по курсу «Микробиология»

1.

Емцев

В.Т.
,

Мишустин

Е.Н.
,

Микробиология. М., Дрофа, 2003.

2.

Мишустин

Е.Н.
, Емцев

В.Т
.
,

Микробиология. М., Агропро
м
издат, 1987.

3.

Чурикова

В.В.
, Викторов

Д.П.,

Основы микробиологии и вирусологии. Изд
-
во Воронежского
университета. 1989.

4.

Лукомская

К.А.

Микробиология с основами вирусологии. М., 1987.

5.

Генкель

П.А
. Микробиология с основами вирусологии. М., 1974.

6.

Германов

Н.И
. Микробиология. М., 1
969.

7.

Тимаков

В.Д.

Микробиология. М., 1973.

8.

Захаров

И.А.
, Квитко

К.В.,

Генетика микроорганизмов. Л., Изд
-
во Ленинградсткого университ
е
та. 1967.

9.

Заварзин

Г.А.

Микробиология
-

21 веку. М., «Знание», Серия «Биология», №1, 1981.

10.
Уманская

К.Г
. Роль вирусов в пр
ироде. М., «Знание», Серия «Биология», №10, 1981.

11.
Муромцев

Г.С
. Микробиология в сельском хозяйстве. М., «Знание», Серия «сельское хозя
й
ство», №9, 1975.

12.
Любимов

В.И.

Биохимия фиксации молекулярного азота. М., «Наука» 1969

13.
Самсонов

С.К.

Невидимые зе
м
ледельц
ы. М., 1987.

14.
Красильников

Н.А
. Микроорганизмы почвы и высшие ра
с
тения. М., 1958.

15.
Черемисов

Б.М.

Селекция бобовых растений и клубеньковых бактерий на интенсификацию их
симбиоза. М., 1985.

16.
Лаврова

И.А.

Ингибиторы нитрификации и эффективность азотных удобрени
й. М., 1990.

17.
Рудаков

К.И
. Микроорганизмы и структура почвы. М., 1951.

18.
Гельцер

Ф.Ю
. Симбиоз с микроорганизмами
-

основа жизни растений. М., 1990.

19.
Войнова
-
Райкова

Ж.
, Ранков

В.
, Ампова

Г.,

Микроорганизмы и плодородие. М., 1986.

20.
Мишустин

Е.Н.
. Микроорганизмы
и продуктивность земл
е
делия. М., 1972.

21.
Бельтюкова
К.И.
и др. Методы исследования возбудителей бактериальных болезней растений.
Киев. «Наукова Думка», 1968.

22.
Аникеев

В.В.
, Лукомская

К.А.,

Руководство к практическом занятиям по микробиологии. М.,
1977.

23.
Руково
дство к практическим занятия по микробиологии. Под ред. Егорова

Н.С
. Изд
-
во МГУ,
1983.

24.
Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследований. Под ред. Би
р
гера

М.О.

М., «Медиц
и
на», 1982.


6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1



Тема занятия: особенност
и и основные правила работы в микробиологической лаб
о
ратории. Техника без
о
пасности.


Цель занятия: ознакомление с правилами работы и техники бе
з
опасности на занятиях
по микр
о
биологии.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ



Микробиологическая лаборатория должна иметь ряд

помещений, в которых проводят опр
е
деленные этапы работы:

1.

Моечная
: в этом
помещении проводят мытье посуды
. Оборудование моеч
ной
: дистиллятор, к
и
пятильник, сухожаровой шкаф.

2.

Препараторская
: в этом помещении приготавливают и хранят питательные среды. Оборудо
вание
препараторской:

электрическая плитка, шкафы с посудой и реактивами, холодил
ь
ник.

3.

Автоклавная: в этом помещении стерилизуют питательные среды. Оборудование автоклавной:
автоклав.

4.

Собственно лаборатория или микробиологический бокс, где проводят рабо
ты с микрооргани
з
мами: выделение в чистую культуру, пересев на новую питательную среду. Оборудование бокса:
холодильник, бактерицидная ла
м
па.


Все помещения должны иметь линолеумное покрытие пола, стены должны быть отделаны
кафелем, желательно естественное

освещение. Все это необходимо для осуществления стерилиз
а
ции бокса и поддержания чистоты во всей лаборат
о
рии.

В число обязательного оборудования микробиологической лаборатории входят: столы лаб
о
раторные, шкафы для хранения посуды, холодильники для хранен
ия сред и культур (отдельно), а
в
токлав, сухожаровой шкаф, дистиллятор, кипятил
ь
ник, электроплитка, бактерицидная лампа.

Из мелкого оборудования необходимы: посуда (чашки Петри, чашки Коха, пробирки, колбы
пипетки и др.), мелкий инструментарий (петли, иглы.

пинцет, скальпель, кисточка, спиртовка,
предметные и покровные стекла и др.).

Для закрывания всех видов посуды с узким горлом изготовляют специальные ватно
-
марлевые пробки.

Желательно иметь газовую горелку.


ПОДГОТОВКА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

К
РАБ
О
ТЕ

1. Для поддержания чистоты помещения: а) стены, пол, окрашенный потолок, моют дези
н
фицирующим раствором (2 % соды, 3 % р
-
р фенола, 0,5
-
3 % р
-
р хлорамина); б) воздух дезинфиц
и
руют либо энергичным проветриванием, либо ультрафиолетовыми лучами (с помощ
ью бактер
и
цидной лампы); в) р
а
бочее место протирают 70 % спиртом или лизолом.


ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

1.

В микробиологической лаборатории нельзя есть, пить, курить!

2.

Работать можно только в спецодежде!

3.

Необходимо проводить уборку и дезинфекцию помещения

до и после в
ы
полнения работ.


7

4.

Обязательно стерилизовать культуры перед мытьем п
о
суды!

5.

Соблюдать технику безопасности при работе с электроприборами и авт
о
клавом. В случае
возгорания ватных пробок в сушильном шкафу дверь шк
а
фа не открывать до его полного
ост
ывания.


ПРАВИЛА РАБОТЫ С КУЛЬТУРАМИ МИКРОО
Р
ГАНИЗМОВ


Посуда и питательные среды обязательно стерилизуются. Внесение клеток микрооргани
з
мов в стерильную среду называется посевом или инокуляц
и
ей.

1.

Бактериологическую петлю или препаровальную иглу стерилизуют
в пламени спиртовки или г
а
зовой горелки.

2.

Отбирают часть исходной культуры и переносят на новую среду, следя за сохранением стерил
ь
ности.

3.

Бактерии пересевают зигзагообразным движением, а грибы
-

обычным п
е
реносом.

4.

После пересева горло пробирок и пробки обж
игают и закрывают пробирки с кул
ь
турами.

5.

При отборе жидкой культуры с помощью пипетки нужно пользоваться резиновой гр
у
шей.

6.

При проведении опытов обязательно ведут лабораторный журнал, где записывают название
опыта, дату начала и окончания опыта, объект и
сследования, условия проведения, основной м
е
тод анализа, результаты.


ОБРАБОТКА ЛАБОР
А
ТОРНОЙ ПОСУДЫ

1.

Посуду с культурами стерилиз
у
ют в автоклаве;

2.

Очищают от агара с помощью крючков и лопатки;

3.

Замачивают посуду в воде со стиральным порошком или хр
о
мовой сме
си;


Рецепты приготовления хромовой смеси :

а) к 150 мл концентрированной
H
2
SO
4

добавляют 7 г
K
2
Cr
2
O
7
, осторожно нагревают в фарфоровой
чашке на водяной бане до раств
о
рения.

б)
K
2
Cr
2
O
7

растворяют в воде, затем добавляют концентрированную серную кислоту (1
00 мл воды,
6 г
K
2
Cr
2
O
7
, 100 мл концентрирова
н
ной
H
2
SO
4
).


Примечание:
кислоту доба
в
ляют в воду, а не наоборот!


Активная смесь имеет оранжевый цвет, непригодная

-

з
е
леный.

4.

Посуду моют в мыльно воде с помощью ерша;

5.

Полоскание проводят дважды: сначала пр
оточной водой, затем дистиллирова
н
ной.

6.

Вымытую посуду сушат и стер
и
лизуют в сухожаровом шкафу.


УСТРОЙСТВО МИКРОСКОПА И МЕТОДЫ РАБ
О
ТЫ С НИМ

Микроскоп, как известно, применяется с одной целью


получения увеличений мелких предм
е
тов. Увеличенное изображение
предмета в микроскопе получается с помощью оптической сист
е
мы, которая включает в себя объектив и окуляр. Микр
о
скоп позволяет определять размеры, форму
и строение мельчайших частиц. По этой причине сфера его использования достаточно широка:
микробиология,
цитология и г
и
стология.

На сегодняшний день различают несколько
типов микроскопов
. В основе их главных разл
и
чий


механизмы увеличения.


8

Оптический

микроскоп является самым первым и старым из всех. Его также иногда называют
световым. В основе его работы с
вет и система линз, увеличивающая изображение маленьких об
ъ
ектов.

В учебных заведениях часто используют
монокулярные

микроскопы.

Бинокулярные

микроскопы дают 2 изображения объекта. Они снабжены специальной бинок
у
лярной насадкой, дающей возможность наблюдат
ь за объектом двумя глазами. Именно этот тип
чаще всего можно встретить в профессиональных заведениях. Бинокулярный микроскоп может
похвастаться контрастностью изображения и механизмом точной настройки.

Стереомикроскопы
позволяются работать в проходящем и
в отражѐнном свете. Главное отл
и
чие их
-

инвертированное изображение, поскольку оптическая не «п
е
реворачивает» изображение.

Металлографический
микроскоп позволяет работать со структурой поверхностей непрозра
ч
ных тел.

Поляризационный

микроскоп облучает объе
кт поляризованными лучами, кот
о
рые получаются
из обычного света и специального прибора. Такие микроскопы использует для исследования шир
о
кого круга свойств и явлений, не доступных обычному оптическому микроскопу. В основе принц
и
па действия люминесцентного
ми
к
роскопа
-

флюоресцентное излучения. Микроскоп используются
для исследования прозрачных и непрозрачных объектов. Одно из приоритетных направлений в р
а
боте
-

фармацевтика, ветеринария, растениеводство т п.

Измерительный

микроскоп измеряет угловые и линейн
ые размеры объектов. От остальных
микроскопов его отличают универсальные конструктивные особенности.

Электронный

микроскоп имеет максимальное увеличение. Его разрешающая способность
превосходит разрешение светового микроскопа в 1000
-
10000 раз. Это позволя
ют сделать спец
и
альные магнитные линзы.

Существует также
сканирующий зондовый

микроскоп. Принцип работы основан на сканир
о
вании поверхности зондом.

Рентгеновские

микроскопы используют электромагнитное излучение. Рентгеновские микр
о
скопы могут быть проекцио
нными и отражательными.

Дифференциальный интерференционно
-
контрастный

микроскоп, который работает на о
с
нове интерференции. Этот вид микроскопов позволяет создавать объемное рельефное изображ
е
ние.

Правила работы с оптическим микроскопом
.

Микроскоп необходи
мо содержать в чистоте и предохранять от повреждений. В нерабочем с
о
стоянии микроскоп должен быть накрыт чехлом. Особое внимание следует обращать на чистоту
объективов и других оптических деталей. ВНИМАНИЕ! Нельзя касаться пальцами поверхностей
линз. Для п
редохранения оптических деталей визуальной насадки от пыли следует оставлять ок
у
ляры в тубусах или надевать на них колпачки. Оптические поверхности окуляров, объективов и
конденсора можно осторожно протирать чистой ватой, навернутой на деревянную палочк
у и см
о
ченной специальной жидкостью для чистки оптических деталей. При загрязнении внутренних п
о
верхностей линз объектива необходимо объектив отправить для чистки в оптическую мастерскую.

ВНИМАНИЕ! Запрещается самим разбирать объективы, окуляры, конденсор
.

Устройство микроскопа
.

Микроскоп представляет собой оптический прибор, дающий увеличенное изо
б
ражение мелких
объектов и их деталей. Хотя различные марки световых микроскопов имеют конструктивные отл
и
чия, в каждом из них существуют оптические и м
е
ханиче
ские узлы.
Оптический узел

составляют

9

осветительная система (это может быть, например, конденсор и зеркало), объективы и окуляры
вместе с тубусом, все составные части строго центрированы одна в отношении другой.
Механич
е
ский узел

микроскопа состоит из штат
ива, на котором крепятся оптические детали, предметного
столика и механизмов фокусировки микроскопа.

Механическая часть

представлена штативом (состоящим из основания и туб
у
содержателя) и
укрепленным на нем тубусом с револьвером для крепления и смены объек
тивов. К механической
части относятся также: предметный столик для препарата, приспособления для крепления конде
н
сора и светофильтров, встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и
тонкого (микромех
а
низм, микровинт) перемещения пре
дметного столика или тубусодержателя.

К механической части относится штатив, состоящий из основания и тубусодержателя.
Основ
а
ние

служит опорой микроскопа и несет всю конструкцию штатива. В основании микроскопа нах
о
дится также гнездо для зеркала или встроен
ный осветитель.

Тубусодержатель

служит для крепл
е
ния тубуса микроскопа;

Тубус

микроскопа

-

узел, служащий для установки объективов и окуляров на определенном
расстоянии друг от друга. Он представляет собой трубку, в верхней части которой находится ок
у
ляр и
ли окуляры, а в нижней
-

устройство для крепления и смены объективов. Обычно это револ
ь
вер с несколькими гнездами для быстрой смены объективов различного увеличения. В каждом
гнезде револьвера объектив закреплен таким образом, что он всегда остается центри
рованным по
отношению к оптической оси микроскопа. В настоящее время конструкция тубуса существенно о
т
личается от прежних микроскопов тем, что части тубуса несущие окуляры и револьвер с объект
и
вами, конструктивно не связаны. Роль средней части тубуса может

выполнять штатив. Механич
е
ская длина тубуса биологических микроскопов обычно составляет 160мм. В тубусе между объект
и
вом и окуляром могут располагаться призмы, изменяющие направление хода лучей и промежуто
ч
ные линзы, изменя
ю
щие окулярное увеличение и опти
ческую длину тубуса.

Существуют различные взаимозаменяемые конструкции участка тубуса, несущего окуляры (прямой
и наклонный) и различающиеся по количеству окуляров (окуля
р
ные насадки):





монокулярные

-

с одним окуляром, для наблюдения одним: глазом;



биноку
лярные

-

с двумя окулярами, для одновременного наблюдения двумя глазами,
которые могут различаться по конструкции в зависимости от модели микр
о
скопа;




тринокулярные

-

с двумя окулярами и проекционным выходом, позволяющие одн
о
временно с визуальным наблюдени
ем двумя глазами, проецировать изображение преп
а
рата соответствующей оптикой на фото
-

или кинопленку, мишень телевизионной камеры
или др
у
гой приемник изображения.

Помимо тубусодержателя с тубусом к механической части микроскопа относятся:



кронштейн

для кре
пления

предметного столика;



предметный

столик, служащий для размещения препаратов и горизонтальн
о
го

перемещения в двух перпендикулярных направлениях относительно оси микроскопа.
Конструкция некоторых столиков позволяет вращать препарат. Вертикальное переме
щ
е
ние предметного столика осуществляется макро
-

и ми
к
ромеханизмом.


10




приспособления для

крепления и вертикального перемещения конденсора

и его
центрировки, а также для помещения светофильтров.

В большинстве современных микроскопов фокусировка осуществляется

путем вертикального
перемещения предметного столика с помощью макро
-

и микромеханизма при неподвижном туб
у
содержателе. Это позволяет установить на тубусоде
р
жатель различные насадки (микрофото и т.п.).
В некоторых конструкциях микроскопов, предназначенных
для работы с микроманипулятором,
фокусировка осуществляется вертикальным перемещением тубусодержателя при неподвижном
предметном ст
о
лике.


Порядок работы.

1. Устанавливают равномерное освещение поля регулировкой конденсора;

2.

Просматривают препарат при малом

увеличении, находят нужное поле зрения препарата;

3.

Переводят на большее увелич
е
ние и рассматривают детали;

4.

При необходимости пользуются иммерсией.



Ход работы:


В процессе изучения теоретической части ознакомиться с видами лабораторной посуды, с
методами

посева и пересева, получить навыки открытия и закрытия пробок, разлива среды, ра
с
сматривания препаратов под микроск
о
пом.



Домашнее задание:


Подготовиться к устному опросу по правилам работы и техники безопасности в микроби
о
логической лаборатории.



ЛАБ
ОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2



Тема занятия: методы стерилизации. Микробиологические

ср
е
ды.


Цель занятия: ознакомление с основными видами подг
о
товки к микробиологическим
исследов
а
ниям.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ



Микробиологические пит
а
тельные среды.


Питательные с
реды используют для выращивания микроорганизмов в лабораторных усл
о
виях. Они должны иметь следующие необходимые элементы питания

-

N
,
C
,
P
,
S

, а также допо
л
нительные вещества типа витаминов, различных факторов роста, аминокислот. Кроме элементов
питания
большое значение имеют осмотическое давление среды, ее кислотность (рН), темпер
а
тура,
аэрация и др. В зависимости от типа среды используют либо водопроводную воду (в средах с ест
е
ственными продуктами), либо дистиллированную (в иску
с
ственных средах).


Питат
ельные среды классифицируют по нескольким пр
и
знакам:


по исходным составляющим компонентам, по способности микроорганизмов расти на них, по
кон
систенции
.


11


По исходным составляющим компонентам среды делятся на естественные и искусственные.
К естественным с
редам относятся овощи, фрукты, их отвары, мол
о
ко, мясо. Состав сред зависит не
только от природы сырья, но и от условий его получения (выращивания). Биохимический состав
этих сред непостоянен, поэтому приготавливая их, можно использовать водопр
о
водную воду
.


Искусственные среды состоят из строго определенных химических веществ, поэтому для их
приготовления используют только дистиллированную воду, так как в водопроводной воде возмо
ж
ны примеси различных солей. Их также называют синтетическими. Иногда к ним д
обавляют вит
а
мины, факт
о
ры роста.


По способности микроорганизмов расти на них искусственные и ест
е
ственные среды могут
быть либо широкоупотребляемыми, на которых растет большинство микроорганизмов, либо эле
к
тивными, т.е. составленными с таким расчетом, ч
тобы они обеспечивали развитие только одного
вида микроорганизмов или группы ро
д
ственных микроорганизмов и были пригодны только для их
ра
з
вития.


По консистенции среды делят на жидкие, сыпучие, агаризованные. Жидкие среды обычно
готовят из отваров овощей
и фруктов, мясного или рыбного бульонов, молока. Для приготовления
сыпучих сред используют зерно, песок, почву. При изготовлении агаризованных сред в жидк
ую
среду добавляют агар
-

агар,
что придает среде плотную консистенцию.


Питательные среды должны иметь

определенную рН (для грибов 4
-
6,5; для бактерий

-

7
-
8).
Определяют рН либо с помощью рН
-
метра, либо с помощью индикаторов или индикаторной бум
а
ги. Кислотность среды нужно оставлять чуть больше нужной, т.к. при стерилизации рН уменьшае
т
ся на 0,2
-
0,4.


Посл
е установления рН среды фильтруют, обычно через складчатый фильтр из фильтр
о
вальной бумаги, либо через ватно
-
марлевый фильтр. Агаризованные или желатинизированные ср
е
ды фильтруют в горячем виде. Можно применять метод о
т
стаивания: средам дают застыть, среза
ют
нижнюю часть с осадком, затем опять разогревают и разливают.


Мутные среды из естественных продуктов осветляют с помощью белка. Для этого взбитый с
холодной водой белок добавляют в среду, хорошо размешивают и кипятят в течение 10 минут. Б
е
лок, сворачив
аясь, увлекает все взвешенные частицы и среды становя
т
ся прозрачными.



Ряд сред изготавливается промышленным способом (МПА, МПБ, сухой питательный агар,
среды Гисса с углеводами, сухая молочная сыворотка). Их используют в лабораториях, разводя в
о
дой по р
ецептуре и стерил
и
зуя.

Хранение сред

Среды хранят в холодильнике
, оборачивая пробки бумагой. Резиновые колпачки и пробки
применять нельзя, так как это приводит к отсыреванию пробок и загрязнению питательных сред
посторонней микрофлорой.


СТЕРИЛИЗАЦИЯ

Стер
илизация применяется для уничтожения всех форм жизни на поверхности и внутри
стерилизуемого объекта. Стерилизация может быть только полной, частичной быть не может. С
у
ществует два вида стерилиз
а
ции:

Термическая:

а) прокаливание, когда стерилизуемый объект
накаляется в пламени горелки. Этим методом
стерилизуют микробиологические петли и иглы, скальпели при раб
о
те с боксе.


12

б) обжигание, когда в пламени горелки кратковременно обжигают ва
т
но
-
марлевые пробки
и горлышко узкогорлой посуды при посевах микроорганиз
мов в боксе.

в) сухожаровая стерилизация проводится в сухожаровом шкафу и используется для стер
и
лизации стеклянной посуды и ватно
-
марлевых пробок.

г) стерилизация горячим паром под давлением (автоклавирование
-

при 1 атм. и 1,5 атм.

-

115 и 121

С соотв
етственно) используется для стерилизации питател
ь
ных сред и посуды.

д) дробная стерилизация или тиндализация (в кипятильнике Коха) также используется для
стерилизации питательных сред, особенно для таких сред, компоне
н
ты которых разрушаются при
стерилизац
ии в автоклаве. Такими компонентами могут быть углеводы (мальтоза, сахароза, фру
к
тоза), которые при автоклавировании трансформируются в глюкозу.

е) кипячение используют для кратковременной стерилизации питательных сред, инструме
н
тов. При этом способе стери
льность объектов сохраняется не более недели. В домашнем консерв
и
ровании кипячение используется для сохранения ст
е
рильности в течение более длительного срока
за счет дополнит
ельного введения консервантов (
соли, сахара, кислот).

ж) пастеризацию испо
льзуют для кратковременного сохранения ст
е
рильности в течение 3
-
4
дней и уничтожения вегетирующей в среде микрофлоры. Для уничтожения спор этого метода н
е
достаточно. Метод пастеризации используют в молочной и винодельческой промышленности для
кратк
о
времен
ной обработки сырья.

Холодная:

а) фильтрование используют для стерилизации питательных сред, содержащих биологич
е
ски активные вещества (гормоны, антитела), которые разрушаются при нагревании. Для этого вида
стерилизации используют специальные бактериальны
е филь
тры из фарфора, асбеста, стекла
. Эти
фильтры не пропускают объекты размером с бактериальную клетку. Для использования таких
фильтров применяют вакуумные насосы и другое специальное об
о
рудование.

б) ультрафиолетовыми лучами стерилизуют воздух в пом
ещениях (микробиологических
боксах, операционных и других помещен
и
ях).

в)
газами также стерилизуют воздух
,

но в таких помещениях, где после стерилизации в т
е
чение нескольких дней после стерилизации не должны находиться люди , например складские п
о
мещ
е
ния
.

В зависимости от объекта используют тот или иной вид стерилизации.




ПОДГОТОВКА СРЕД К СТЕРИЛИЗАЦИИ

1.

Наполнить посуду средой на 5 % больше нужного объема (на и
с
парение).

2.

Плотно накрыть пробками и з
а
вязать бумагой.

3.

Установить режим стерилизации в зависимо
сти от состава среды.



ИЗУЧЕНИЕ АВТОКЛАВА


Автоклавы делятся по строению на горизонтальные и вертикальные, а по способу управл
е
ния на автоклавы ручного управления, полуавтоматические и автомат
и
ческие.


УСТРОЙСТВО АВТ
О
КЛАВА:

1.

Защитный кожух;

2.

Герметическ
ая крышка на ви
н
тах;

3.

Стерилизационная камера;

4.

Нагревательные элементы;


13

5.

Впускной паровой клапан;

6.

Выпускной паровой клапан;

7.

Приспособление для залива воды в автоклав;

8.

Манометры для контроля за да
в
лением пара;

9.

Автоматическое устройство для регулирования давле
ния в стерилизационной к
а
мере.


При работе с автоклавом сначала заливают дистиллированную воду через приспособление
для залива воды в автоклав, затем завинчивают плотно крышку и закрывают все клапаны, после ч
е
го включают автоклав. После достижения на

нижнем манометре отметки в одну атмосферу откр
ы
вают впускной паровой клапан и постепенно впускают пар в стерилизационную камеру. После д
о
стижения показаний давления на обоих манометрах до нужной отметки отсчитывают время стер
и
лизации. После необходимого с
рока стерилизации автоклав отключают от сети, открывают в
ы
пускной паровой клапан и выпускают весь пар. Только после этого можно открыть крышку авт
о
клава.




УСТРОЙСТВО СУХОЖ
А
РОВОГО ШКАФА:

1.

Изоляционный кожух;

2.

Стерилизационная камера с по
л
ками;

3.

Нагревательны
е элементы;

4.

Термометры (регулирующий и контрольный);



ПОДГОТОВКА ПОСУДЫ К СТЕРИЛИЗАЦИИ



Ход работы:

Тщательно вымытую и высушенную стеклянную посуду заворачивают в пло
т
ную бумагу. В
пипетки вставляют ватные тампоны, заворачивают сначала каждую отдельно,

а затем все вместе.
Инструментарий заворачивают отдельно. Все закладывают в сухожар
о
вой шкаф и включают его.



Домашнее задание:

Нарисовать в тетради схему автоклава, подготовиться в устному опросу по пройденной т
е
ме.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3



Тема зан
ятия: исследование микроорганизмов в живом виде. Типы движения бакт
е
рий.


Цель занятия: изучить методы исследования живых

микроорг
а
низмов.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ



Морфологические особенности микроорганизмов можно изучать на живых и неживых об
ъ
ектах. Лучше
всего эти исследования проводить на живых неокрашенных препаратах, т.к. при и
з
готовлении мазков, их высушивании и окрашивании наблюдается плазмолиз содержимого клетки,
что изменяет ее морфологические признаки. Клетку следует рассматривать в дистиллированно
й

14

воде, в которой они увеличиваются, а не в гипертонических растворах, где они сжимаются. След
у
ет отметить, что форму и величину клеток нужно изучать в культурах, выросших на различных
средах, в том числе и стандартных.


Для изучения бактерий в живом сост
оянии пользуются в основном двумя методами: мет
о
дом раздавленной капли и методом висячей капли. В обоих методах можно использовать окраше
н
ные и неокрашенные препар
а
ты.



МЕТОД РАЗДАВЛЕННОЙ КАПЛИ



Ход работы:


На чистое предметное стекло нанести каплю дист
иллиро
ванной воды
. Взять петлю бактер
и
альной культуры (12
-
24 часовой) и осторожно смешать с водой. П
о
лученную каплю взвеси накрыть
покровным стеклом так, чтобы жидкость не вышла за пределы покровного стекла. Вместо воды
можно использовать жидкие среды. Мож
но сразу рассматривать культуру, выросшую в жидкой
среде.


Приготовленный препарат рассматривают под микроскопом, используя бол
ь
шое увеличение
или иммерсию. Определяют тип подвижности бактерий в микробиологическом препар
а
те.


Примечание:
различают активну
ю подвижность бактерий, которая характеризуется поступ
а
тельным движением клеток в различном направлении и пассивную подвижность с током жидкости,
когда вся масса клеток движется в одном направл
е
нии.




МЕТОД ВИСЯЧЕЙ КА
П
ЛИ.


Этот метод используют для длител
ьных наблюдений за подвижностью, развитием и ра
з
множением микрооргани
з
мов.



Ход работы:


Приготовить в жидкой питательной среде негустую взвесь бактерий. Нанести на стерильное
покровное стекло , затем аккуратно смазать края этого стекла вазелином и, остор
ожно переворач
и
вая, наложить на стерильное предметное стекло с углублением посередине. Капля должна свободно
висеть и не касаться краев и дна предметного стекла (демонстрационный опыт).


Недостатки этого метода:



сложность рассмотрения преп
а
рата,



трудность

установления пр
а
вильного освещения.



КРАСИТЕЛИ

При приготовлении препаратов, в том числе и микробиологических, часто используют разн
о
образные
красители
. В начале XIX века возникла потребность в красителях для окрашивания те
к
стильных тканей, что в свою
очередь вызвало ускоренное развитие органической химии. Оказ
а
лось, что некоторые из этих красителей окрашивают и биологические ткани и, что было уж совсем
неожиданно, часто предпочтительно связываются с определенными компонентами клетки. Испол
ь
зование таки
х избирательных красителей дает возможность более тонко исследовать внутреннее
стро
е
ние клетки. Например:



краситель гематоксилин окрашивает некоторые компоненты ядра в синий или фиолетовый
цвет;


15



после обработки последовательно флороглюцином и затем соляной

кислотой одревесне
в
шие оболочки клеток становятся вишнево


красными;



краситель судан III окращивает опробковевшие клеточные оболочки в розовый цвет;



слабый раствор йода в йодистом калии окрашивает крахмальные зерна в синий цвет.



МЕТОДЫ ПРИЖИЗНЕ
Н
НОЙ

ОКР
АСКИ БАКТЕРИЙ

1.
Прижизненная окраска.

Для лучшей видимости бактерий в «раздавленной капле» в воду или жидкую среду доба
в
ляют красители в больших разведениях: 0,001
-
0,0001 %. В качестве красителей используют мет
и
леновый синий, нейтральный красный, янусовый

зеленый, везувин, бриллиантовый креозоловый,
бриллиантовый синий и т.д. Окрашенные таким образом бактерии остаются живыми и могут ра
з
множат
ь
ся.

2. Метод дифференцированной окраски живых и мертвых кл
е
ток.

Обычно в колониях клеток имеются и живые и мертвые.

Поэтому, в ряде случаев необход
и
мо разграничивать эти клетки для чего можно применять несколько способов:



Препарат готовят в концентрированном растворе поваренной соли, при этом живые клетки
подвергаются плазмолизу, а неживые
-

нет.



Можно окрасить мазо
к 1 % эозином (эозин желтый, эозин калий, эозин натрий). При этом ж
и
вые клетки окрашиваются эозином, а мертвые либо не окрашиваются, либо окрашиваются в цвет
дополнительный к цвету фона (если фон розовый, то мертвые клетки будут зеленоватыми).



Для окраск
и капсул бактерий используют следующий метод: на предметное стекло наносят
каплю 3 % водного раствора конго
-
рот, с ней смешивают исследуемый материал. Мазок сушат на
воздухе, затем покрывают спиртовым раствором кислого фуксина с 0,5 % раствором 70 % серной

кислоты. Через 2
-
3 минуты препарат промокают фильтровальной бумагой и рассматривают под
микроскопом. Фон препарата и цвет мертвых клеток сине
-
фиолетовый, живые клетки окрашиваю
т
ся фуксином в ярко
-
красный цвет. Оттенки краски могут варьировать.




Ход рабо
ты
:


Изготовить препараты без окраски и окрашенные метиленовым синим из ба
к
терий и грибов,
рассмотреть под микроск
о
пом, зарисовать в цвете.


Домашнее задание:
подготовиться к опросу по теме «Методы исследования микрооргани
з
мов».



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4



Тема занятия: методы исследования фиксированных

препар
а
тов.


Цель занятия: ознакомиться со способами приготовления

фи
к
сированных препаратов.





16

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Для многих исследований: формы бактерий, наличия жгутиков, капсул, стро
е
ния клеточной
ст
енки применяются фиксированные препараты. Для проведения микроскопических исследований
большую часть объектов, в том числе и микробиологических, перед окраской
фиксируют
. После
фиксации клетки становятся прон
и
цаемыми для красителей, а структура клетки ста
билизируется.

Общая характеристика методов приготовления препаратов.

Препараты делают из любых организмов. Организмы при этом могут быть и живыми, и мер
т
выми. В зависимости от объекта (микроорганизм, растение, животное) используют разные методы
для пригот
овления препаратов и изучения структуры и состояния клетки или ткани. Препараты д
е
лят на постоянные и временные. Постоянные препараты делают с помощью фиксирующих мет
о
дов. Временные препараты позволяют наблюдать за живой клеткой или срезом живой ткани.

Спо
собы подготовки к исследованию и методы изучения клетки

Существует много методов исследования, при помощи которых накапливают данные о
строении, функции, химическом составе клетки и ее структурных ко
м
понентов. К ним относятся:



при
жизненные наблюдения,



изучение фиксированных и окрашенных клеток и тканей, высушенных замороже
н
ных (лиофилизированиых) объектов,



цитохимия, дифференциальное центрифугирование,



авторадиография, культура клеток и тканей,



микрургия и др.

Почти каждый из перечисленных методов ис
следования не
пременно сопряжен с одним или
несколькими методами наблю
дения. Исследователь для получения информации о протекаю
щих
процессах на уровне клетки должен быть хорошо знаком с разными способами исследования
клетки, которые неравно
ценны между с
о
бой, и каждый имеет свои достоинства и недо
статки.

Постоянные препараты

являются прекрасным демонстрационным материалом и могут хр
а
ниться долгие годы. На тонких срезах толщиной 10

22 микрона можно наблюдать проникновение
пыльцевых трубок, подсчитывать чис
ло хромосом, из
у
чать митоз и мейоз, развитие зародыша и так
далее.

Также широко распространены в микроскопической технике
давленые препараты
, для изг
о
товления которых не требуется сложной процедуры обезвоживания, заключения в промежуточную
жидкость, в пара
фин и получения микротомных срезов. Наиболее часто для приготовления давл
е
ных препаратов применяют различные фиксаторы. Зафиксированный материал промывают в 70 %
-
ном спирте. В нем мо
ж
но сохранять материал в течение длительного времени, но лучше хранить в
х
ол
о
дильнике. При изготовлении давленых препаратов исключительное значение имеют способы
мацерации тканей. Обычно для этого используют 45 %
-
ную уксусную кислоту, 40

45 %
-
ную пр
о
пионовую кислоту, 1 н. соляную кислоту, энзимы. Окрашивают препараты ацетокармин
ом, реакт
и
вом Шиффа, нигрозином и др.

Фиксация и окрашивание

не единственные процедуры, используемые для приготовления
препаратов. Толщина большинства тканей слишком велика, чтобы их сразу можно было наблюдать
при высоком разрешении. Поэтому выполняют
т
онкие срезы на микротоме
. В этом приборе и
с
пользован принцип хлеборезки. Для растительных тканей изготавливают чуть более толстые срезы,
чем для животных, поскольку клетки растений обычно крупнее. Толщина срезов растительных
тканей для световой микроскопии

около 10 мкм


20 мкм. Некоторые ткани слишком мягкие, чт
о
бы из них сразу же можно было получить срезы. Поэтому после фиксации их заливают в распла
в

17

ленный парафин или специальную смолу, которые пропитывают всю ткань. После охлаждения о
б
разуется твердый бл
ок, который затем режется на микротоме.



ПРИГОТОВЛЕНИЕ ФИКСИРОВАННЫХ ПРЕПАР
А
ТОВ.


На чистое обезжиренное предметное стекло наносят небольшую каплю стерильной воды.
Затем в каплю вносят исследуемый материал и тщательно его перемешивают, равномерно распр
е
де
ляя тонким слоем. Если мазок готовится из жидкой среды, то он не разбавляется водой. Мазки
готовят и высушивают при комнатной температуре. Осторожное высушивание препятствует быс
т
рому и грубому осаждению белков протоплазмы бактерий и сохраняет их структуру
. Фиксация
обеспечивает прилипание мазка к стеклу и делает его более восприимчивым к окр
а
ске.


Способы фиксации:

1.

Фиксация жаром.

Препарат проводят трижды через пламя горелки мазком вверх. Фиксация жаром применяе
т
ся при изучении окраски по Граму, выявлени
я кислотоустойчивости и содержания липо
и
дов.

2. Фиксация химическими веществами применяется для исследования внутренней структ
у
ры бактерий. Для этого и
с
пользуют:



95 % этиловый спирт в течение 10
-
20 минут



смесь разных объемов этилового спирта и эфира (жидк
ость Никифорова) до исп
а
рения смеси



смесь этилового спирта и формалина (5 мл формалина и 95 мл спирта) в течение 10
-
15 минут



безводный метиловый спирт в течение 2
-
3 минут, после чего спирт сливают и препарат высуш
и
вают



пары формалина или уксусной кислоты в

течение 5
-
10 минут



пары 2 % раствора осмиевой к
и
слоты в течение 3
-
5 минут



жидкость Карнуа (60 мл 95 % спирта, 30 мл хлороформа, 10 мл ледяной у
к
сусной кислоты)

-

15
минут



ацетон

-

5 минут



10 % раствор азотнокислого с
е
ребра

-

10 минут



1 % раствор сулемы в
течение 10
-
15 минут, после чего препарат промывают раствором поваре
н
ной соли и водой.



Приготовление отпечатков


Современным эффективным способом фиксации бактерий является нанесение отпечатка к
о
лонии на предметное стекло. Метод отпечатков заключается в
том, что из агара в чашке Петри в
ы
резают блок с колонией бактерий и помещают на предметное стекло. Затем берут другое обезж
и
ренное предметное стекло и прикладывают его к поверхности блока, засеянного бактериями, пол
у
чая первый отпечаток. Отпечатки делают д
о тех пор, пока не истощится слой бактерий на блоке.
Затем дают отпечаткам подсохнуть и фиксируют их в жидк
о
сти Карнуа.

Для окраски применяют красители, относящиеся к анилиновой группе. Делятся они на ки
с
лые и основные.

1.

Кислые красители:



красные и розовые

(фуксин ки
с
лый, эозин, эритрозин)



желтые (аурантин, конго, пикр
и
новая кислота)



черные (нигрозин)


18

2.

Основные красители:



красные (нейтральный красный, сафранин, фуксин)



фиолетовые (генциан
-
виолет, кристалл
-
виолет, тионин, мет
и
лвиолет)



синие (виктория, метилен
овый синий)



зеленые (малахитовый зеленый, метиленовый зеленый, янус зеленый)



коричневые (везувин, хризо
и
дин)



черные (индулин)

Из красок готовят насыщенные спиртовые растворы, которые могут храниться долго. Из
них готовят разбавленные водные растворы для ок
раш
и
вания.

Продолжительное окрашивание слабыми растворами делает препараты более чистыми и б
о
лее отчетливыми, чем быстрое окрашивание концентрированными ра
с
творами.

Существует также ряд способов окраски спор, капсул, жгутиков, клеточных стенок, ядерных
э
лементов бактерий, волютина. Самым распространенным способом окраски бактерий является
окраска по Граму
, имеющая важное диагностич
е
ское значение.


Ход работы:

Окраска бактериального препарата по Граму
.



Приготовить фиксирова
н
ный на огне мазок.



На мазок

нанести кр
и
сталл
-
виолет на 0,5
-
1 мин.



Слить краску и, не промывая водой, на препарат добавить раствор Люголя до полного поче
р
нения мазка.



Слить раствор Люголя и добавить 1
-
2 капли 95 % этилового спирта на 0,5
-
1 мин., причем пр
е
парат нужно покачивать и
сменять спирт, пока он не станет бесцве
т
ным.



Промыть препарат водой.



Окрашивать сафранином в течение 2
-
3 минут



Слить краску, промыть водой, высушить и просмотреть под микроск
о
пом.



Домашнее задание:


Подготовиться к опросу по методам исследования мик
робиологических пр
е
паратов.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5



Тема занятия: изучение процессов молочнокислого и

маслян
о
кислого брожения в молоке.


Цель занятия: изучить процесс брожения кипяченного и

некипяченного мол
о
ка.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Молочнокислое бр
ожение



процесс

анаэробного

окисления

углеводов
, ко
нечным проду
к
том при котором выступает

молочная кислота
. Название получило по характерному проду
кту



молочной кислоте. Для

молочнокислых бакт
е
рий

явл
яется основным путѐм

катаболизма

углеводов
и основным источником энергии в виде

АТФ
. Также молочнокислое брожение происходит в тк
а
нях животных в отсутствие

кислорода

при больших нагрузках.


19

Различают. гомофе
рментативное и гетероферментативное молочнокислое брожение, в завис
и
мости от выделяющихся продуктов помимо молочной кислоты и их процентного соотношения.
Отличие также заключается и в разных путях получ
е
ния

пировиноградной кислоты

(пирувата)

при
деградации углеводов гомо
-

и гетерофе
р
ментативными молочнокислыми бактериями.

Молочнокислое брожение

вызывается родами
Streptococcus
,
Lactobacterium
,
Bacterium
,
(вс
е они неспорообразующие, факультативные анаэробы, палочки или кокки, атрихи). Этот
процесс подразделяется на три разновидности:

-

гомоферментативное

(образуется
только молочная кислота
, проходит только в
молоке, используется в молочной промышленности для пол
учения сметаны, творога, прост
о
кваши, ряженки), возбудители


роды
Streptococcus
,
Lactobact
e
rium
,

-

гетероферментативное

(образуется молочная кислота, уксусная кислота, незнач
и
тельное количество спирта, углекислый газ, водород, проходит при квашении фруктов,

овощей,
силоса, т.е. в углеводах растительного происхождения, используется в пищевой промышленн
о
сти и в сельском хозяйстве), возбуд
и
тель


род
Bacterium
,

-

комбинированное (йогуртовое)

( особый вид брожения, проходящий в молоке при
участии молочнокислых бак
терий рода
Lactobacterium

и дрожжевых грибков рода
Saccharom
y-
ces
, при этом образуется молочная кислота, спирт, углекислый газ, используется в молочной
промышленности для получения кефира, кумыса, йогурта).

Молочнокислое брожение используется для консерв
ации продуктов питания (за счет ингиб
и
рования роста микроорганизмов молочной кислотой и понижения рН) с целью длительного сохр
а
нения (пример
-

квашение овощей, сырокопчение), приготовлении кисломолочных продуктов
(
ряженки
,

сметаны
), силосовании растительной массы, а также биотехнологического способа пр
о
извод
ства молочной кислоты.


Молочнокислое брожение
-

анаэробный процесс разложения углеводов до молочной кисл
о
ты.


C
6
H
12
O
6


2CH
3


CHOH

COOH + 75,5
кдж
.


Возбудители

-

Streptococcus lactis, Lactobacterium bu
l
garicum
и

др
.


Обычно это вегетативные к
летки, неспороносящие культуры. Если убить вегетативную фл
о
ру кипячением, то в продукте начинают развиваться спороносные бактерии
Clostridium

sp
.,
кот
о
рые вызывают маслянокислое брож
е
ние


C
6
H
12
O
6



CH
3


CH
2


CH
2

COOH + 2CO
2
+2H
2


Прохождение
этих процессов можно наблюдать при бр
о
жении молока.


I

ЧАСТЬ


Ход работы:

1.


Разлить сырое молоко в четыре пробирки по 10 мл в каждую.

2.


Две пробирки просто закрыть пробками и надписать «без кипяч
е
ния».

3.

Две пробирки закрыть пробками и прокипятить в пламени сп
иртовки, дать остыть и
надписать «кипяченное»
.

Пробирки оставить на н
е
дельную экспозицию.


II

ЧАСТЬ

Качественная реакция на молочную к
и
слоту



прокисшее молоко профильтровать через фильтровальную бумагу


20



к 10 мл фильтрата добавить 1 мл 10 % серной кислоты



наг
реть до кипения и каплями добавить 2 % раствор
KMnO
4


Из молочной кислоты обр
а
зуется уксусный альдегид:


CH
3


CHOH


COOH



CH
3
CHO


Качественная реакция на масляную кислоту



профильтровать скисшее молоко в пробирках с кипяченным молоком



к 5 мл жидко
сти добавить 2 мл 5 %
FeCl
3

При нагревании образуется маслянокислое железо и цвет раствора мен
я
ется на коричневый.


Домашнее задание:

Подготовиться к опросу по материалам лабораторной р
а
боты.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6



Тема занятия: изучение процесса спи
ртового брож
е
ния.


Цель занятия: проследить процесс спиртового брожения с культурными и дикими
формами дрожжей.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Спиртовое брожение вызывается дрожжевыми грибами из класса аскомицетов, относятся к р
о
ду
Saccharomyces
. Продуктами брожени
я является этиловый спирт и углекислый газ. Поэтому этот
вид брожения используют в таких отраслях промы
ш
ленности, как хлебопекарной, винодельческой,
пивоваренной, винокуренной, хим
и
ческой.

Спиртовое брожение также является анаэробным проце
с
сом.

C
6
H
12
O
6

=

2
C
2
H
5
OH

+ 2
CO
2
+ 130 кдж

Спиртовое брожение может идти в разных условиях, в зависимости от вида гр
и
ба. При низких
температурах процесс ведут дрожжи низового брожения, поэтому процесс используют в пивовар
е
нии и виноделии. При высоких температурах пр
о
цесс
ведут дрожжи верхового брожения, поэтому
процесс используют в винокурении, хлебопечении, химической промышленн
о
сти.

Возбудители

-

Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ellipsoides
.
Это кул
ь
турные дрожжи
-

дрожжи верхового брожения. Оптимальная температ
ура для их развития
-

25
-
30

С (условия созр
е
вания теста в хлебопечении).

В природе существует много диких форм дрожжей. В основном это дрожжи низового брож
е
ния, где процесс идет при более низких температурах. Примером могут служить процессы брож
е
ния при и
зготовлении домашнего вина из фруктов и винограда. Представители:
Torula

sp
.,
Myc
o-
derma

sp
.
Для

изготовления марочных вин в условиях производства используют специальные
культуры дрожжей рода
Sacca
r
omyces

vini
.

В химической промышленности спиртовое
брожение используют для получения разнообра
з
ных продуктов: этилового спирта, уксусного альдегида, глицерина. Например, связывая уксусный
альдегид сульфитом натрия, можно получить глиц
е
рин. В химической промышленности для этого
процесса используют разнообра
зные отходы переработки картофеля, сахарной свеклы, содержащие
большое количество у
г
леводов.


21

В процессе спиртового брожения помимо спирта и углекислого газа образуются побочные пр
о
дукты: янтарная кислота, амиловый, изоамиловый спирт, которые получаются из
аминокислот, с
о
держащихся в исходном растительном сырье. Эти вещества называют сивушными маслами. Они
имеют неприятный запах и вкус, небезопасны для здоровья, поэтому в промышленных условиях
проходит очистка спирта, что позволяет получать продукты, безопас
ные для употребления. Пол
у
чение спирта в домашних условиях связано с невозможностью достаточной очистки спирта, п
о
этому чревато разнообразными осложнениями здоровья и не рекомендуется.



Ход работы:

I
часть

1.

Подготовить по 2 колбы: одну с раствором сахарозы
, другую

-

с
Ba
(
OH
)
2
.

2.

Внести в колбу с раствором сахарозы культуру дрожжей, соединить колбы трубкой и оставить
для брожения на неделю.

3.

Приготовить препараты типа «раздавленная капля» из культуры дрожжей, рассмотреть под ми
к
роскопом и зарисовать.


II

часть

1.

В процессе брожения выделялся углекислый газ, что определяется по помутнению баритовой
воды.

2.

Провести определение спирта:


а) реакция с йодом.


В пробирку с пере
бродившей жидкостью добавить 10
% раствор
NaOH
, под
о
греть
, не доводя
до кипения. Затем добавить
несколько кристалликов йода и снова нагреть. В процессе реакции о
б
разуется йодоформ с характерным запахом, жидкость окрашивается в желтый цвет.




C
2
H
5
OH + 4 I
2














HCOONa + CHI
3


Йодоформ


б) реакция с
K
2
Cr
2
O
7

В пробирку с перебродившей жидкостью добавить кристаллик
K
2
Cr
2
O
7

и н
е
сколько капель
концентрированной серной кислоты, нагреть на спиртовке. В процессе реакции выделяетс
я уксу
с
ный альдегид (определяется по запаху), а цвет жи
д
кости становится зеленым.

K
2
Cr
2
O
7

+ 4H
2
SO
4

+ 3C
2
H
5
OH

K
2
Cr
2
(SO
4
)
4

+ 3CH
3
COH + 7 H
2
O


22

Домашнее задание:

Подготовиться к опросу по теме «Типы брожения».



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7



Тема занятия
: маслян
о
кислое брожение.


Цель занятия: изучить процесс маслянокислого брожения в двух средах.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Маслянокислое брожение
-

анаэробный процесс, вызываемый
Clostridium

pasterianum
.

Общее уравнение:

C
6
H
12
O
6

CH
3
CH
2
CH
2
COOH

+ 2
CO
2

+

2
H
2

+ 83,7 кдж (20 ккал)

Этот процесс проходит в верхних слоях почвы, навозе, в продуктах, на п
о
верхности семян.



Ход работы:

I
часть

1.

Закладка брожения.

а) Среда №1

В колбу (пробирку) налить 50 мл мясо
-
пептонного бульона и добавить 1,5 г глюкозы. Состав
прокипятить и охладить. В содержимое добавить почву на кончике скальпеля. Оставить на недел
ь
ную экспозицию.

б) Среда №2 (картофель)

Нарезать неочищенный картофель, по
местить его в шир
о
кую пробирку на 1/3, залить водой
на 2/3, добавить на кончике скальпеля
CaCO
3

и пастеризовать (в водяной бане при 70
-
80

С в теч
е
ние 10 минут). Оставить на недельную эк
с
позицию.

II

часть

2.

Изучение маслянокисл
о
го брожения.

а) Получение масл
янокислого эфира (ананасной эссе
н
ции).

К 4
-
5 мл исследуемой жидкости добавить 0,5 мл
C
2
H
5
OH

и 1 мл
H
2
SO
4
. Осторожно под
о
греть, при этом ощущается хара
к
терный запах эфира:

CH
3
CH
2
CH
2
COOH + C
2
H
5
OH


CH
3
CH
2
CH
2
COOCH
2
CH
3

+ H
2
O

б) Реакция с
FeCl
3

К 5 мл п
еребродившей жидкости добавить 2 мл 5 %
FeCl
3
. В результате реа
к
ции образуется
маслянокислое железо (кори
ч
невое окрашивание).

3Ca(C
4
H
7
O
2
)
2

+ 2 FeCl
3


2Fe(C
4
H
7
O
2
)
3

+ 3 CaCl
2


Домашнее задание:
В рабочей тетради привести примеры использования процес
сов брож
е
ния в народном хозяйстве.

Подготовиться к контрольной работе по теме « Строение, классификация ми
к
роорганизмов.
Питание, дыхание и брожение, осуществляемые ми
к
роорганизмами».




23

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8



Тема занятия: Изучение уксуснокислого брож
е
н
ия.


Цель занятия: ознакомиться с процессом уксуснокислого брож
е
ния.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Уксуснокислое брожение



биохимический процесс окисления углеводов и

этилового спи
р
та

CH
3
CH
2
OH в аэробных условиях с участием кислорода воздуха O
2

до

уксусной кисл
о
ты

CH
3
COOH, осуществляемый уксуснокислыми бактериями.

Уксуснокислое брожение суммарно описывается следующими формулами. Первая формула,
сбраживание этилового спирта до уксусной кислоты (этиловый спирт + кислород → ук
сусная ки
с
лота + вода + энергия):

CH
3
CH
2
OH + O
2

→ CH
3
COOH + H
2
O + E

Второй вариант


сбраживание глюкозы C
6
H
12
O
6

до уксусной кислоты (глюкоза + кислород →
у
к
сусная кислота + углекислый газ + энергия):

C
6
H
12
O
6

+ 2O
2

→ 2CH
3
COOH + 2CO
2
↑ + E

Осуществляют этот
тип брожения бактерии семейства

Gluconobacter
, а также уксусный
гриб

Mycoderma aceti
.

При уксуснокислом брожении реакция окисления этилового спирта протекает в две стадии:
сначала образуется уксусный альдегид, который затем окисляется в у
к
сусную кислоту. Д
анный тип
брожения относят к неполному окислению, так как окисление спирта не идѐт до углекислого газа
CO
2
.

Уксуснокислое брожение используется для по
лучения натурального спиртового уксуса, кот
о
рый применяется в пищевой промышленности (продуцент


Acetoba
cter aceti
). Также, с помощью
этого процесса производят винный уксус (из вина) и яблочный уксус (из ябло
ч
ного сока).

Процесс происходит в среде, содержащей этиловый спирт (вине, пиве) в небольшой конце
н
трации, что позволяет бактериям поселиться в ней и пр
оводить окисление спирта до уксусной ки
с
лоты. Процесс проходит только в условиях доступа кислорода, вот почему в виноделии и пивов
а
рении при хранении продукции строго следят за состоянием продукции и своевременно перелив
а
ют ее из одной емкости в другую, не

допуская появления воздушных полостей над вином или п
и
вом. Процесс уксуснокислого брожения используют в пищевой промышленности для получения
столов
о
го и винного уксуса.

В то же время, уксуснокислые бактерии являются вредителями спиртового, пивоваренного,

консервного производств, виноделия и производства безалкогольных напитков.

Процесс окисления спирта
-

это процесс кислородного дыхания уксуснокислых бактерий, и
с
пользующих в качестве и
с
точника энергии спирт.

C
2
H
5
OH

+
O
2

=
CH
3
COOH

+
H
2
O

+
Q

Осущес
твляется процесс уксуснокислого брожения бактериями рода
Acetobact
e
rium
.

Название процесса сложилось тривиально, так как в результате образуется органическое вещ
е
ство
-

уксусная кислота, то есть разложение органического вещества происходит не полн
о
стью.



Ход работы:

1. Приготовление среды.



в колбу или стакан налить на 1/4 смеси пива и спирта в соо
т
ношении 25:1,


24



смесь поставить в термостат на 2
-
3 дня при температуре 25
-
30

С,

2.

Определение наличия у
к
сусной кислоты в среде:



к 4
-
5 мл среды добавить 0,5 мл спир
та и 2
-
3 мл к
онцентрированной серной кисл
о
ты
,



осторожно подогреть, при этом появляется запах грушевой эссенции


CH
3
COOH + C
2
H
5
OH

CH
3
COOCH
2
CH
3

+ H
2
O

3.

Определение вида возб
у
дителя.



окра
сить бактериальную пленку в тиг
ле раствором йода.

Примечание:

При наличии
Acetobacterium

aceti

пленка гладкая, слизистая, от раств
о
ра йода не синеет;

Ac
.
pasterianum

-

пленка морщинистая, от йода синеет;

Ac
.
kutzingianum

-

пленка гладкая, слизистая, от раствора йода син
е
ет;

Ac
.
xylinum

-

пленка опуск
а
ется на дно.

4.

Рассмотреть под микроскопом фиксированный препарат, окрашенный фуксином или м
е
тиленовым синим.


Домашнее задание:

Подготовиться к опросу по пройденной теме.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №
9



Тема занятия: изучение микрофлоры воздуха, воды, по
ч
вы.


Цель занятия
: освоить методику посева микроорганизмов из воздуха, воды, почвы.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Микроорганизмы широко распространены в окружающей среде


воздухе, воде, почве. Они
принимают участие во многих важных процессах, происходящих в

биосфере
: круговорот веществ,
в том числе усвоение азота из воздуха, процесс утилизации органических отходов жизнедеятельн
о
сти всех макроорганизмов (ра
ст
е
ний, животных, людей) и др.

Микрофлора воздуха

Состав микрофлоры воздуха разнообразен и значительно изменяется в зависимости от усл
о
вий.

Микроорганизмы в воздухе могут находиться только време
н
но
, так как в нем отсутствует
необходимая питательная среда.
Загрязнение воздуха микробами происходит из почвы, от живо
т
ных, людей и растений. В воздухе могут находиться споры бактерий, грибов, дрожжи, различные
микрококки и др. Воздух верхних слоев атмосферы, а также горный и морской воздух содержит
очень мало микр
оорганизмов. В населенных местах их значительно больше, особенно в летнее
время.

Количество микроорганизмов в жилых помещениях зависит от их санитарно
-
гигиенического
состояния, воздух считается чистым при содержании в 1 м
3

не более 1500 бактерий и 16 стреп
т
о
кокков. Наиболее загрязняется воздух в помещениях при скоплении людей и плохой работе вент
и
ляции.


25

Воздух может служить фактором передачи респираторных вирусных заболеваний (ОРВИ),
гриппа, туберкулеза, дифтерии, стафилококковой инфекции и др. Патогенные м
икроорганизмы в
ы
деляются больными людьми или бактерионосителями при кашле, чихании и т. п.

В воздухе цехов предприятий питания патогенные микроорганизмы должны отсутствовать,
общее количество микробов в 1 м
3

не должно превышать 100
-
500 бактерий. Микробная
обсемене
н
ность воздуха значительно снижается при хорошей работе вентиляции, наличии бактерицидных
фильтров для подаваемого воздуха, регулярной влажной уборке помещений. В холодных и конд
и
терских цехах рекомендуется использ
о
вание бактерицидных ламп.

Микрофл
ора воды

В воде количество микроорганизмов значительно выше, чем в воздухе
, так как многие из
них способны жить и развиваться в воде. В 1 мл (см
3
) воды поверхностных источников может
находиться до миллиона микробов. В артезианской воде микробов очень мало.

Поверхностные воды рек, озер, водохранилищ загрязняются сточными водами населенных
пунктов, промышленных предприятий и животноводческих ферм. Микробное загрязнение воды
возрастает также после обильных дождей и весеннего половодья. Проточные водоемы (реки,

кан
а
лы) обладают способностью к самоочищ
е
нию, количество микробов ниже места загрязнения реки
может существенно не изменяться, а через некоторое время чистота воды в реке восстанавливае
т
ся.

Вода служит фактором передачи кишечных инфекций (дизентерии, холе
ры, брюшного тифа и
др.), возбудители которых попадают в нее со сточными водами. Многие патогенные микроорг
а
низмы (холерный вибрион, возбудитель туберкулеза и др.) могут сохраняться в воде до нескольких
мес
я
цев.

На предприятиях питания должна использоватьс
я вода только питьевого кач
е
ства, прошедшая
очистку и обезвреживание.

Микрофлора почвы

Почва


естественная среда микроорганизмов, принимающих участие в круговор
о
те веществ в
природе. Микробы из почвы попадают в воздух и воду.

В 1 г почвы находится несколь
ко миллиардов самых разнообразных микроорганизмов: гн
и
лостные аэробные и анаэробные бактерии, азотфиксирующие, нитрофицирующие и другие бакт
е
рии, актиномицеты, грибы, простейшие. Особенно дл
и
тельно в почве находятся споры бактерий и
грибов. Наибольшее коли
чество микробов содержится на глубине 5
-
10 см. Почвенные микроорг
а
низмы осуществляют процесс минерализации органических отходов с образованием гумуса, обе
с
печивающ
е
го плодородие почвы.

Болезнетворные микроорганизмы попадают в почву с выделениями больных лю
дей и живо
т
ных, с отбросами, с трупами крыс и других животных. Возбудители кишечных инфекций могут
находиться в почве от нескольких дней до месяца, иногда дольше. Споры сибирской язвы, бот
у
лизма, столбняка и газовой гангрены могут сохраняться в почве десят
ки лет. Загрязнение проду
к
тов болезнетворными микробами из почвы пре
д
ставляет большую опасность заболевания людей.

В окружающей нас среде содержится большое количество микроорганизмов, среди которых
встречаются сапрофиты и паразиты. Существует ряд методов
посева, подсчета и идентификации
микроорганизмов, выделенных из окружающей среды.

Степень загрязненности водоемов органическими веществами и наличие в них микрооргани
з
мов соответствует определенным зонам сапробности. Различают три зоны сапробности:

1.

Олигоса
пробная зона

-

содержит небольшое количество органических веществ и мало
бактерий (от 10 до 1000 в 1 мл).


26

2.

Мезосапробная зона

-

зона более загрязненной воды, где происходит распад белков и у
г
леводородов. Количество бактерий в 1 мл достигает ста т
ы
сяч.

3.

Полис
апробная зона

-

зона сильнейшего загрязнения, где резко выражены гнилостные
процессы анаэробного типа. Число бактерий достигает одного милл
и
она клеток в 1 мл.

Количественный учет бактерий в воде дает возможность определить ее чист
о
ту.

Наличие в воде кишеч
ной палочки является признаком недавнего ее загрязнения фекалиями.
Кишечная палочка
-

сапрофит, но ее присутствие в воде свидетел
ь
ствует о возможности наличия в
ней и патогенных микробов. Поэтому по титру и индексу кишечной палочки судят о санитарном
состо
янии воды.

Титром кишечной палочки

называют наименьший объем воды, в котором обнаружена одна
кишечная палочка. Например, если 1 кишечная палочка обнаружена в 500 мл воды, то коли
-
титр
такой воды будет равен 500.
Коли
-
индекс
показывает количество кишечных
палочек, содержащи
х
ся в 1 л воды. В приведенном примере к
о
ли
-
индекс равен 2.

Микроорганизмы играют важную роль в процессе формирования почвы. Численность микр
о
организмов в почве во многом определяет ее плодородие. Общее количество микроорганизмов в
почве с
видетельствует об интенсивности биохимических процессов, протекающих в почве и опр
е
деляющих накопление корневого питания растений. В малоплодородной почве число микроорг
а
низмов в одном грамме почвы колеблется от двух до пяти миллионов. В плодородной, хорош
о
удобренной почве достигает десяти миллионов, а в навозе может превышать двадцать пять
-

три
д
цать миллионов. Микроорганизмы разлагают органику, переводят ряд элементов в доступную ра
с
тениям форму.


Ход работы:

Посев микрофлоры возд
у
ха.

1.

Разлить среду в ча
шки Петри

2.

Оставить их до полного застыв
а
ния.

3.

Открыть чашки на 5
в учебной аудитории и на улице
.

4.

Закрыть и перевернуть чашки.

5.

Оставить на недельную экспоз
и
цию.


Посев микрофлоры воды.

1.


В пробирку со стерильной водой (9 мл) добавить стерильно 1 мл водопро
во
дной воды
. Получим
разведение 1:10

2.

В стерильную чашку Петри налить стерильно 1 мл полученного развед
е
ния.

3.

Стерильно залить чашки теплой агаризованной средой , закрыть и дать з
а
стыть.

4.

Перевернуть чашки и оставить на недельную экспозицию.


Посев микрофлоры

почвы.

1.

В пробирку с 9 мл сте
рильной воды добавить 1 г почвы
.

2.

Во вторую пробирку со стерильной водой (9 мл) добавить 1 мл полученной су
с
пензии. Получим
разведение 1:100.

3.

В третью пробирку со стерильной водой (9 мл) добавить 1 мл предыдущей суспензии. Пол
у
ч
им
разведение 1:1000.

4.

В четвертую пробирку со стерильной водой (9 мл) добавить 1 мл предыдущей суспензии. Пол
у
чим разведение 1:10000.

5.

В стерильную чашку Петри н
а
лить стерильно 1 мл последнего разведения.


27

6.

Залить чашку теплой агариз
о
ванной средой и дать заст
ыть.

7.

Чашки перевернуть и оставить на недельную экспозицию.


Домашнее задание:

Подготовиться к опросу по теме «Методы посева микр
о
флоры воздуха, воды и почвы».



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №
10



Тема занятия: анализ посева микроорганизмов. Подсчет кол
о
ний.


Цель

занятия: произвести количественный и качественный учет выделенных микр
о
организмов.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


I.

Количественны
й учет микроорганизмов в воздухе
. Ознакомление с пробором для
подсчета колоний.

За 5 минут на площадь 100 см
2

оседает столько микроорга
низмов, сколько с
о
держится в 10 л
воздуха (0,01 м
3
).

Проведение подсчета.

1.

Определение площади чашки Петри:


S=

R
2
,
где

R=5
см
, S=78,5
см
2
.

2.

Подсчитывает количество кол
о
ний с помощью прибора.

3.

Рассчитываем количество ми
к
роорганизмов в 1 м
3

воздуха:

Для экс
позиции 5 минут:

на 78,5 см
2

-

N

колоний

на 100 см
2

-

х

на 0,01 м
3

-

х

на 1 м
3

-

y



4.

Рассчитываем количество микроорганизмов в воздухе аудитории и на улице


Чистым считается воздух, содержащий < 4500 микроорганизмов, грязным

-

> 5000 микроо
р
ганизмов.


II.
Ко
личественный учет микроорганизмов в воде.

1.

Подсчитываем количество кол
о
ний в чашке (
N
).

2.

В опыте применяется разведение 1:10.


в 1 мл исследуемого развед
е
ния ..................

-

N

колоний,


в 1 мл воды из крана ................................. ....

-

х=10*
N



Примечание: Данные ГО
С
Та.


Хорошая вода

-

количество микроорганизмов < 100 в 1 мл

Ограниченно годная ................................................. 100
-
500 в 1 мл

Плохая (непригодна без к
и
пячения) ........................ 500 и более в 1 мл



28

III.
Количественный учет микроорганизмов в по
ч
ве.

1.

В опыте используется разведение 1:10 000. Подсчитывает количество колоний в каждой чашке и
рассчитываем среднее число к
о
лоний

-

N
.

2.

В разведении

-

N

колоний, в 1 г почвы

-

х=
N
*10 000.

3.

При точной анализе делают п
ересчет на абсолютно сухую почву. Предположим, что влажность
исследуемой почвы 20 %, тогда в 1 г исходной почвы

-

0,8 г абсолютно сухой почвы. Тогда в а
б
солютной сухой почве бакт
е
рий будет у=х : 0,8.



Ход работы:

1.

Подсчитать число колоний в чашках с проб
ами воздуха, воды и почвы.

2.

Рассчитать число микроорганизмов в единице объема воздуха, воды и почвы.

3.

Занести результаты количес
т
венного анализа в таблицу № 1.

Таблица 1.



Исследуемая среда

Количест
во микрооргани
з
мов в единице

объ
е
ма, массы

Характеристика


исслед
у
емого объекта

1.

2.

3.

Воздух

Вода

Почва




4. Рассмотреть под микроскопом препараты из наиболее часто встречающихся кол
о
ний бактерий и
грибов.


Домашнее задание:

Подготовиться к опросу по теме «Методы учета микроорганизмов из окруж
а
ющей среды».



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
1

и 1
2



Тема занятия: Изучение процесса нитрификации в по
ч
ве.


Цель занятия: пронаблюдать прохождение первой и второй фаз нитрификации.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Нитрификация
-

процесс превращения аммиака в азотистую и азотную кисло
ту. Процесс
идет в две фазы:

I
.
2
NH
3

+ 3
O
2

= 2
HNO
2

+ 2
H
2
O

+
Q

II
.
2
HNO
2

+
O
2

= 2
HNO
3

+
Q

Процесс нитрификации осуществляется в почве нитрифицирующими бактериями в два
этапа:

-

окисление аммиака до азотистой кислоты, которое ведут бактерии родов Ни
т
розо
-
мон
ас,
-
спира,
-
коккус (
Nitrosomonas
.
Nitrosospira
.
Nitrosococcus
),

-

окисление азотистой кислоты до азотной, которое ведут бактерии родов
Ни
т
ро
-
бактер,
-
коккус,
-
спира (
Nitrococcus
.
Nitrospira. Nitromonas)
.


29

Открыты эти бактерии в 1892 году С.Н.Виноградским, хотя
суть происходящего в почве оки
с
ления аммиачных форм была доказана еще в 1879 году Шлезингом и Мюнцем. Это облигатные
аэробы, которые осуществляют процесс окисления аммиака в нитрат через ряд промежуточных
продуктов: гидроксиламин (
NH
2
OH
), ни
т
роксил (
N
OH
), пероксинитрит (
ONOOH
).

Взаимоотношения видов микроорганизмов в круговороте азота относится к типу
метабиот
и
ческих
-

когда продукты метаболизма одних видов являются источником питания для других в
и
дов.

Особенно важное значение имеет процесс нитри
фикации для земледелия. Чем богаче микр
о
флора почвы, тем выше интенсивность нитрификации, то есть по показателю интенсивности ни
т
рификации можно судить о плодородии почвы. В почве постоянно идут процессы разложения о
р
ганических соединений и синтеза органич
е
ских соединений клетками микроорганизмов. Какой из
этих процессов преобладает определяется соотношением азота и углерода в почве.

Если соотношение
С:
N

низкое (25:1),

то, поскольку наблюдается избыток азота, а углерода не
хватает для синтеза новых органич
еских веществ, то идет процесс минерализации, если же соо
т
ношение
С:
N

высокое (100:1),

то, поскольку наблюдается избыток углерода, идет процесс имм
о
билизации, т.е. синтеза органики. Если с осени в почву сносятся минеральные удобрения одновр
е
менно с вне
сением раст
и
тельных остатков, соломы, то микрофлора почвы осенью иммобилизует
внесенный минеральный азот, а весной при процессе минерализации освобождает его в досту
п
ной
для растений форме.


Ход работы:

I

часть

А. Приготовление среды для прохождения перво
й фазы нитриф
и
кации.

1. Приготовить синтетич
е
скую среду следующего состава:

(NH
4
)
2
SO
4

0,2
г

KH
2
PO
4

0,1 г

MgSO
4

0,05 г

NaCl

0,2
г

FeSO
4

0,04 г

CaCO
3

0,5 г

вода дистиллированная

100 мл


Все взвесить на 2 варианта
-

с почвой и контроль.

2.

Соли растворить

в воде, колбы неплотно закрыть пробками

3.

В одну колбу со средой добавить 5
-
10 граммов почвы

4.

Обе колбы поставить в термостат на экспозицию в течение 5
-
7 дней при температуре
30

С.

Б. Приготовление среды для прохождения второй фазы нитриф
и
кации.

1.

Приготовить
синтетическую среду сл
е
дующего состава:

NaNO
2

0.1
г

Na
2
CO
3

0.1 г

NaCl

0,05 г

K
2
HPO
4

0,05 г


30

MgSO
4

0,05 г

FeSO
4

0,04 г

вода дистиллированная

100 мл


Все взвесить на 2 варианта (с почвой и контроль).

2.

Приготовить растворы в двух колбах, в одну добавить
5
-
10 граммов почвы, неплотно з
а
крыть.

3.

Колбы поставить в терм
о
стат на 14 дней при 30

С.

II

часть

А. Проверка наличия в ср
е
де аммиака через неделю.

1. Провести обнаружение аммиака: на стекло или фарфоровую пластинку п
о
местить каплю
исследуемой среды, к не
й добавить каплю раствора Несслера. Если аммиак есть, капля окрашив
а
ется в желтый или коричневый цвет. То же проделать с контрольной ср
е
дой.

Б. Проверка наличия в ср
е
де иона

через 2 недели

1. Провести обнаружение иона
: на стекло поместить каплю и
с
следуемой жидкости и
к ней добавить каплю раствора Грисса. В присутствии иона

капля окрасится в красный
цвет.


Домашнее задание:

Подготовиться к опросу по лабораторной работе.



ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА № 13



Тема занятия: изучение клубеньковых бактерий.


Цель занятия: ознакомление с видами клубеньковых ба
к
терий.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Содержащиеся в атмосфере многие миллионы тонн азота никак не могут непосредственно
обеспечить существование живы
х организмов, как многоклеточных, так и большинства однокл
е
точных. Только несколько десятков видов прокариот (цианобактерии, актиномицеты, отдельные
виды бактерий) способны усваивать молекулярный азот из воздуха и превращать его в формы, д
о
ступные другим ж
ивым о
р
ганизмам.

Химизм азотфиксации заключается в том, что происходит восстановление мол
е
кулы азота до 2
молекул аммиака. Процесс происходит в специальной ферментной системе


«нитрогеназе», обяз
а
тельным компонентом которой является молибден, железо и се
ра. Процесс требует больших затрат
энергии, особенно при разрыве первой м
о
лекулярной связи, которую клетка получает в результате
процессов дыхания, брожения или фотосинтеза. На разрыв первой молекулярной связи молекуля
р
ного азота тратится 523 кДж/моль, вто
рой


264 кДж/моль, третьей


155 кДж/моль. Ос
о
бую роль в
ферментной азотфиксирующей системе играет специфический белок


«леггемоглобин». Он пер
е
носит кислород по цитоплазме клетки в связанном виде, чтобы не допустить подавления работы

31

нитрогеназной систе
мы, ведущей восстановительный процесс. Наличие этого белка придает роз
о
вый цвет тканям растений, если азотфиксаторы приспособлены к существованию внутри них. Ни
т
рогеназа способна к восстановлению не только азота, но и углеводородов, в частности она восст
а
н
авливает ацетилен до этилена. Благодаря этому свойству можно измерить в сп
е
циальных полевых
опытах азотфиксирующую способность почв, измеряя уровень восстановленного ацетилена в сос
у
дах, изолированных от атмосферы.

Впервые в чистую культуру азотфиксирующ
ие бактерии были выделены Вин
о
градским в 1893
году (род
Clostridium
) и Бейеринком в 1901 году (род
Azotobacter
). В настоящее время азотфикс
и
рующие организмы делятся на две большие группы:

-

свободноживущие азотфиксаторы,

-

симбиотические азотфиксаторы.

Свободн
оживущие азотфиксаторы

в свою очередь делятся на аэробную и анаэробную гру
п
пы. Они способны ассимилировать до
20 мг азота на 1 г накопленного органического в
е
щества
.

К
аэробным азотфиксаторам

относят роды
Азотобактер (Azotobacter), Бейеринкия
(Bejerinkia),

Дерксия (Derksia), Клебсиелла (Klebsiella), Эрвиния (Ervinia), Азотоспириллум
(Azotosirillum), актиномицеты и цианобактерии.

Эти прокариоты обитают в почве, способны
ассимилировать разные формы азота, в том числе и молекулярную форму. Эти бактерии активн
о
используют органические источники углерода, поэтому лучше развиваются на хорошо удобренных
почвах. Роды
Клебсиелла и Азотоспириллум

способны обитать в непосредственном контакте с
корнями растений, то есть представляют собой переходные формы от свободножи
вущих органи
з
мов к симбиотическим. Некоторые виды лишайников способны к непосредственному усвоению
азота, так как содержат азотфиксирующие цианобактерии. Это явление можно наблюдать при зас
е
лении почв лишайниками весной или осенью при избыточной влажности.

К
анаэробным азотфиксаторам

относят роды
Клостридиум (Clostridium), Бациллюс
(Bacillus), Метиломонас (Metilomonas), Хроматиум (Chromatium), Родоспириллум
(Rhodosirillum), Хлоробиум (Chlorobium).
Они так же, как и аэро
б
ные азотфиксаторы, способны
использо
вать различные формы азота, но при их о
т
сутствии переходят к фиксации молекулярного
азота. Эти бактерии фиксируют азот в глубине водоемов, в нижних слоях плодородного слоя по
ч
вы, играют важную роль при выращивании таких специфических по технологии с/х куль
тур, как
рис.

Симбиотические азотфиксаторы

представлены бактериями рода
Ризобиум (Rhizobium)

и
актиномицетами рода
Франкия (Frankia),

которые вступают в симбиоз с корнями растений соо
т
ветствующих видов (бобовые, ольха, лох), и эпифитными бактериями родов
К
лебсиелла и Энт
е
робактер (Enterobacter)
, вступающими в симбиоз с листьями отдельных видов растений. Некот
о
рые виды грибов тоже сп
о
собны к симбиотической азотфиксации, например род
Фома (Phoma)

и
вереск.

Симбиотические азотфиксирующие бактерии живут в клу
беньках, которые образуются на
корне растения в ответ на проникновение в него бактерий из почвы. На рисунке 44 показаны кл
у
беньки на корнях бобового растения. Клетки такого клубенька набиты азотофиксирующими бакт
е
риями. Чтобы изолировать бактерии от кислор
ода растения синтезируют белок леггемоглобин, п
о
хожий по структуре на гемоглобин, который связывает кислород и защищает симбионтов от его
действия.

Симбиотическая азотфиксация характеризуется определенным циклом, при котором обита
ю
щие в свободном состояни
и бактерии, попав в ризосферу симбионтного растения, проникают в н
е

32

го, переходят в неподвижную стадию (опоясанные палочки), затем превращаются в бактероиды,
где собственно и происходит процесс азотфиксации. В ответ на проникновение бактерий ткань
корня или

листа разрастается вокруг образующихся бактероидов, формируя клубеньки. Поэтому
часто симбиотические азотфиксаторы объединяют одним названием «клубеньковые бактерии».
Симбиоз между бактериями и растениями обозначают термином
«бактериориза
», между актин
о
м
ицетами и растениями


«
актинориза»,

между грибами и растениями


«микориза
». В завис
и
мости от внешних признаков клубеньков (цвет, расположение) можно четко определить насколько
вступивший в симбиоз с растен
и
ем штамм микроорганизма активен как азотфиксато
р. Неактивные
штаммы не приносят вреда растению, но и не приносят пользы. Они в какой
-
то степени пользую
т
ся органическими веществами, синтезируемыми растением, но не вызывают каких
-
либо заболев
а
ний. В семействе, куда относится род
Ризобиум,

есть и род
Агро
тумерфациенс
(Agrotumerfaciens)
, который является паразитическим, вызывая рак корней растений. Несомненно,
что происхождение этих бактерий одинаково, но у последних симбиоз сменился явным паразити
з
мом.

Клубеньковые бактерии, находясь в симбиозе с бобовыми
растениями, способны фиксир
о
вать
молекулярный азот воздуха. Клубеньковые бактерии относятся к роду
Rhizobium
.

В зависимости
от растения
-
симбионта разл
и
чают:

Вид бактерии

Растение
-
симбионт

Rh
.
Trifolii

Клевер

Rh
.
Phaseoli

Фасоль

Rh
.
Japonicum

Соя

Rh
.
Lu
pini

Люпин

Rh
.
Leguminosarum

Горох
,
вика

Форма и величина клубеньковых бактерий изменяются в зависимости от ст
а
дии их развития. В
молодой культуре они представлены коротким подвижными палочками, со временем они утрач
и
вают подвижность и переходят в стадию

так называемых опоясанных палочек. При окраске анил
и
новыми красителями ярко окрашенные участки цитоплазмы чередуются со светлыми полями, в к
о
торых концентрируются жировые включения, не воспринимающие окраску. При старении культ
у
ры опоясанные палочки перех
одят в стадию бактероидов, клетки ветвятся, принимая причудл
и
вую
форму кораллов. Стадия опоясанных палочек и бактероидов обычно совпадает с фазой бутониз
а
ции и цветения бобовых растений и характеризуется максимальной интенсивностью фиксации аз
о
та.

Фиксиру
ют клубеньки в спиртовом растворе, где их и хр
а
нят.

Ход работы:

1.

Рассмотреть препарат корневой системы гороха с клубеньками.

2.

Определить по расположению клубеньков эффективность штамма бакт
е
рий.



Домашнее задание:

Подготовиться
к контрольной работе по тем
е «Круговорот азота и других веществ в природе,
ми
к
рофлора почвы и роль микроорганизмов в почвообразовании».






33

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14



Тема занятия: изучение биопрепаратов на основе микрооргани
з
мов.


Цель занятия: ознакомление с видами биопрепаратов.



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Биологической альтернативой минеральным азотным удобрениям в сельском хозяйстве я
в
ляется биологическая фиксация молекулярного азота атмосферы. Как известно, азотные минерал
ь
ные удобрения стали очень дорогими из
-
за сокращения добычи и
скопаемого топлива, а кроме того,
в последнее время повышается общественно
-
политическая озабоченность возможностью химич
е
ских загрязнений, в частности минеральным азотом, окружающей среды. Следовательно, внимание
в настоящее время концентрируется на азотфи
ксации как альтернативе удобрениям.


Широкие и
с
следования по изучению механизмов азотфиксации и взаимодействия микроо
р
ганизмов и растений
показали необходимость разработки и использования методов генной инженерии для создания н
о
вых азотфиксирующих систем,
которые являлись бы основой высокоэффективных биопрепаратов
нового поколения. Это биопрепараты комплексного действия они улучшают пит
а
ние растений (как
за счет фиксации атмосферного азота, так и за счет более эффективного использования питател
ь
ных элементо
в удобрений и почвы), стимулируют рост растений, подавляют развитие фитопат
о
генной микрофлоры. Эти достоинства ярко проявляются при сравнении с химическими препарат
а
ми пестицидами.

В целом ряде случаев обработка препаратами полностью заменяет химическое п
ротравлив
а
ние семян. Применение биопрепаратов повышает продуктивность ра
с
тений, улучшает их качество
за счет повышения содержания белка, крахмала, витаминов и других соединений, позволяет пол
у
чить более раннюю продукцию, улучшает ее сохранность. Биопрепара
ты обладают широким спе
к
тром действия, но наибольшую эффективность они проявили на овощных и кормовых культурах.
Кроме того, их использование позволяет снизить норму минеральных азотных удобрений, что п
о
ложительно сказывается на уровне нитратов и нитритов
в пр
о
дукции.

В настоящее время выделяются две основные категории средств би
о
контроля вредителей и
болезней: биопестициды на основе биоагентов


микроорганизмов и членистоногих. Они подра
з
деляются на биопестициды, рецептуры которых основаны на вирусах, бакт
ериях, грибах, просте
й
ших и нематодах, и биоконтролирующие средства, основанные на жуках, мухах, галлицах, злат
о
глазках, клопах, клещах и паразитических осах. Средства биологической защиты, основанные на
биоагентах, объединяет то, что они не включают искус
ственные химические соединения, но м
о
гут
включать соединения, полученные из экстрактов растений. Биопестициды (биоинсектициды, би
о
фунгициды, биогербициды, биомоллюскоциды и бионематоц
и
ды) вызывают заболевания и гибель
объектов контроля. Биологические контр
олирующие агенты поедают целевые объекты или испол
ь
зуют их в качестве пищи для своего потомства. Дискуссионным остается вопрос рассмотрения г
е
нетически модифицированных растений с геном синтеза эндотоксина, выделенного из Bacillus
thuringiensis (Bt), в кач
естве средства биологического контроля вредителей. В настоящее время в
мире 90% всех коммерческих биопестицидов основано на использовании различных видов и
штаммов Bt.

В ЕС в области производства биопрепаратов по защите растений наиболее значительной я
в
ляе
тся International Biocontrol Manufectures Association (Франция), объединяющая 57 компаний, к
о
торые производят биоконтролирующие агенты, биопестициды, феромоны. Эта ассоциация тесно
связана с ANBP, BIA, а также c японской Biocontrol Association. В настоящее

время компании по

34

производству биоконтролирующих агентов, биопестицидов и феромонов существуют в США,
Швейцарии, Японии, Индии, Китае, Швеции, Бельгии, Нидерландах, Англии, Италии, Германии,
Канаде, Финляндии. Наибольшее число самых крупных компаний наход
ится в США. Общими ос
о
бенностями всех этих компаний является государственная поддержка их деятельности, целевые з
а
казы МСХ США на производство определенных видов биоконтролирующих агентов, биопестиц
и
дов и феромонов, тесная международная кооперация в разраб
отке и испытании биологических
средств контроля. Следует отметить, что бизнес этих компаний строится на производстве и прод
а
же биопестицидов с использованием, в основном, видов бактерий Bacillus subtilis, B. turiughiensis,
трех видов Pseudomonas, двух видо
в стрептомицетов, трех видов гр
и
бов, бакуловирусов и вирусов
гранулеза. По данным Международной ассоциации биоконтролирующей промышленности, из всех
компаний производящих биоконтр
о
лирующие препараты и биопестициды, 40% находятся в США,
35%


в Европе и 25%

во всех других странах. Россия в этот перечень не входит, т.к. соответств
у
ющей пр
о
мышленности не имеет.

Общемировые продажи биоконтролирующих агентов и биопестицидов сейчас составляют
более 300 млн. долл. в год, или около 1% мирового рынка средств защиты

растений. При этом об
ъ
емы продаж микробных биопестицидов составляют 200 млн. долл. (65% продаж), биологические
контролирующие агенты


50 млн. (16%) и феромоны


60 млн. долл. (19%). В США зарегистр
и
ровано и производится около 140 биопестицидов и феромоно
в, объемы продаж биопестицидов и
биоконтролирующих агентов в этой стране составляют 125 млн. долл. в год. В ЕС ежегодно реал
и
зуют биопестициды на сумму 110 млн. долл., в других странах (Япония, Китай, Австрия, Новая З
е
ландия)


на сумму 75 млн. долл. Общие

объемы продаж биопест
и
цидов в мире растут примерно
на 10% в год. После США второе место в мире по производству биопестицидов занимает Китай,
где расположено 200 заводов, производящих 77 зарегистрированных биопестицидов, которые пр
и
меняются в стране на 30
млн га. В США примером масштабного коммерческого использования
биопестицидов является препарат Серенада (компания AgraQuest), который применяют на 60%
всех плантаций томата в шт. Флорида. Коммерческое производство и продажа биопестицидов в
мире регулируютс
я международным и национальным законодательствами. Регистрация одного
биопестицида в США требует годичных испытаний и стоит около 1 млн
.

долл. Поддержка оказ
ы
вается большинству биопестицидных компаний страны, и в 2004 г. она составила 427 тыс. долл. В
том
же году было зарегистрировано около 230 различных микробных биопестицидов. Америка
н
ские государственные программы предусматривают развитие исследований по биологическому
контролю. Регистрация и применение биологических контролирующих агентов регулируются З
а
коном о защите растений. МСХ США предъявляет особые требования к 47 видам членистоногих,
которые могут быть импортированы в страну.

В ЕС регулирование процессов регистрации и оборота биопестицидов осуществляют Евр
о
пейская комиссия и Европейское агентство

по безопасности пищи (Euroean Food Safety Authority


EFSA) на основе директив 91/ 414 и 2001/36/EС с Приложениями II и III. Агентство оценивает
научные данные, необходимые для регистрации биопестицидов, а окончательное решение прин
и
мает комиссия. В числ
о биоагентов, разрешенных к использованию, входят грибы (54%), бактерии
(34) и вирусы (12%). При регистрации биопестицидов учитываются токсичность, патогенность,
инфекционность, экотоксикология, гибель биоагента в природной среде в местах применения би
о
пес
тицида. Большое внимание уделяется вопросам оценки экологическ
о
го риска при импорте или
экспорте биопестицидов, когда биоагенты могут стать потенциально вредными организмами.
Только в Японии для регистрации биопестицидов требуются те же показатели, что и п
ри регистр
а
ции химических пест
и
цидов.


35

Во всех развитых странах идет постоянный процесс гармонизации законов об обороте би
о
пестицидов. Ведущую роль здесь играют Организация экономического сотрудничества и развития,
в структуре которой создана специальная г
руппа по регламентации биопестицидов, и Междун
а
родная ассоциация по биоконтролю. В настоящее время признано, что контролирующими биоаге
н
тами для вредителей м
о
гут быть свыше 100 видов бактерий, 800 видов грибов и 300 видов нематод,
для контроля сорняков


5
0 видов бактерий и грибов, для борьбы с возбудителями болезней ра
с
тений


всего 20 видов бактерий и грибов. Компании, производящие биопестициды и биоконтр
о
лирующие агенты, уделяют большое внимание молекулярно
-
биологическим исследованиям факт
о
ров патогеннос
ти видов, входящих в рецептуры препаратов биопестицидов и биоконтролирующих
агентов, а также разработке н
о
вых технологий их применения.

На высоком научном уровне ведутся работы по получению генномодифицированных би
о
агентов. Например, биопестицидная компан
ия Ecogen совместно с семеноводческой компанией
Mycogen получила Pseudomonas fluorescens, содержащую ген эндотоксина B. thuringiensis. Важное
место в менеджменте биопестицидных компаний занимает поиск ниш для продажи, свободных от
конкуренции с химическими

пестицидами. Особое место здесь занимают культуры, которые выс
е
ваются на небольших площадях, леса, пастбища, теплицы, хранящийся урожай, а также техн
о
логии
получения органических продуктов. Так, только в США производство органических продуктов за
10 лет в
ыросло в 6 раз, а их продажа достигла 12 млрд
.

долл. в год. Здесь ведущее место заняли
биологические методы защиты. Биопестициды и биоконтролирующие агенты шире применяют в
Европе и Азии, чем в США.

Общими трудностями в разработке и коммерциализации биоп
е
стицидов являются относ
и
тельная дороговизна регистрации биопрепаратов, причем биопестициды
должны регистрироваться в каждой стране, где они применяются. Несмотря на то что предполаг
а
емые продажи биопрепаратов будут расти на 7% в год до 2015 г. и в 2014 г.
их продажи могут с
о
ставить 610 млн
.

долл., перспективы выжить имеют только компании, объемы продаж которых с
о
ставляют не менее 30 млн
.

долл. в год. Будет считаться большим успехом, если эти компании все
вместе завоюют 2% мирового п
е
стицидного рынка.

Больш
ое внимание, которое оказывают развитые и развивающиеся страны своим произв
о
дителям биопрепаратов, постоянно набирающая силу общемировая тенденция экологизации защ
и
ты растений от болезней и вредителей, а также уп
о
требления для питания органических продукто
в
будут способствовать расширению биопестицидного бизнеса. Оптимизм в этом плане вселяет и
быстрая разработка новых биопестицидов, основанных на выделенных и очищенных природных
биологически активных веществах, являющихся факторами патогенности микрооргани
змов, и
с
пользуемых как биопестициды, биофунгициды, биогербициды и бионематоциды. Они ненамного
уступают по активности соответствующим химическим пестицидам, но не оставляют токсичных
остатков в сельскохозяйственном сырье и продуктах, не индуцируют процессо
в повышения рез
и
стентности объектов контроля, относительно безопасны для человека и сельскохозяйственных ж
и
вотных. Сохраняет свое значение использование биопрепаратов в системе интегрированной защ
и
ты растений, что позволяет минимизировать использование хим
ич
е
ских пестицидов.


Ход работы:

Ознакомление с образцами биопрепаратов. Просмотр видеоматериалов с демонстрацией
действия биопрепаратов.




Домашнее задание:
Подготовиться к контрольной работе по теме «Круговорот азота и
других веществ в природе, микр
офлора почвы и роль микроо
р
ганизмов в почвообразовании».


36

Перечень вопросов к

контрольной работе

(первому модулю)

по теме

«Строение и классификация микроорганизмов. Питание,

дыхание и брожение, ос
у
ществляемые микроорганизмами».

1.

Способы распространения вирус
ов в природе.

2.

Строение вирусов. Основные критерии классификации вирусов.

3.

Морфология прокариот.

4.

Охарактеризовать строение бактериальной клетки.

5.

Охарактеризовать внутренние структуры бактериальной клетки.

6.

Особенности генетического аппарата бактерий.

7.

Типы хро
мосомных мутаций у прокариот.

8.

Этапы образования эндоспор.

9.

Роль эндоспор, экзоспор, цист в жизнедеятельности микроорганизмов

и их различия.

10.

Строение органоидов, находящихся в цитоплазме прокариот.

11.

Классификация прокариот. Характеристика понятий «штамм» и «
клон».

12.

Строение клеточной стенки у бактерий. Особенности строения клеточной стенки у грампол
о
жительных и грамотрицательных бакт
е
рий.

13.

Мономорфный и диморфный типы деления клетки.

14.

Полиморфный тип деления клетки.

15.

Строение жгутика и его функции.

16.

Строение и фун
кции фимбрий.

17.

Классификация грибов.

18.

Характеристика типов размножения у низших грибов, высших грибов и несове
р
шенных грибов.

19.

Строение грибных организмов.

20.

Особенности строения клеток грибов

21.


Отличие в строении клеточной стенки грибов от клеточной стенки пр
о
к
ариот.

22.

Особенности селекции новых штаммов микроорганизмов, отрасли использования их в наро
д
ном хозя
й
стве.

23.

Особенности органо
-

и литотрофного типов питания.

24.

Характеристика хемолитоавтотрофов. Представители.

25.

Характеристика питания у фотолитоавтотрофов.

26.

Источ
ники азота для микроорганизмов.

27.

Характеристика фотоорганоавтотрофов. Представители.

28.

Характеристика хемоорганогетеротрофов. Представители.

29.

Особенности фотосинтеза у прокариот.

30.

Способы питания и общая характеристика типов питания у прокар
и
от.

31.

Типы ферментов,

вырабатываемых микроорганизмов, их роль в питании микр
о
организмов.

32.

Общая характеристика дыхания.

33.

Характеристика анаэробного дыхания. Представители микроорганизмов, ведущих этот пр
о
цесс.

34.

Сходство и отличие процессов дыхания и брожения.

35.

Сходство аэробност
и микроорганизмов. Окислительно
-
восстановительный п
о
тенциал.

36.

Отличия аэробного и анаэробного типов дыхания.

37.

Брожение, как способ получения энергии.

38.

Характеристика процесса брожения в целом.


37

39.

Химизм и возбудители гомоферментативного молочнокислого брож
е
ния.

40.

Химизм и возбудители гетероферментативного молочнокислого брож
е
ния.

41.

Химизм и возбудители комбинированного молочнокислого брожения.

42.

Характеристика процесса силосования. Показатель качества силоса. Используемые для силос
о
вания культуры.

43.

Использование в народ
ном хозяйстве молочнокислого брожения.

44.

Химизм спиртового брожения. Реакция Канниццаро. Получение глицерина с использованием
спиртов
о
го брожения.

45.

Верховое спиртовое брожение, его возбудители и использование в народном х
о
зяйстве.

46.

Возбудители низового спиртов
ого брожения. Использование этого типа брожения в народном
хозяйстве.

47.

Химизм маслянокислого брожения, характеристика групп его возбудит
е
лей.

48.

Использование маслянокислого и ацетонобутилового брожения в народном х
о
зяйстве.

49.

Уксуснокислое брожение (возбудители
, химизм, использование).

50.

Разложение крахмала и пектина.

51.

Разложение микроорганизмами целлюлозы, клетчатки, лигнина.


Перечень вопросов к контрольной работе

(второму модулю)

по теме «Круговорот азота и других веществ в природе,

микрофлора почвы и роль

микро
организмов в почвообраз
о
вании».

1.

Общая характеристика круговорота азота в природе.

2.

Характеристика круговорота фосфора.

3.

Характеристика круговорота серы.

4.

Характеристика круговорота железа.

5.

Химизм азотфиксации.

6.

Характеристика свободноживущих аэробных азотфикса
торов.

7.

Характеристика свободноживущих анаэробных азотфиксаторов.

8.

Характеристика симбиотических бактериальных азотфиксаторов.

9.

Жизненный цикл клубеньковых бактерий.

10.

Способы определения эффективных штаммов клубеньковых бактерий.

11.

Требования к подбору нитрагина
.

12.

Характеристика бактериальных удобрений.

13.

Разложение белков до неорганических соединений (химизм, возбудители амм
о
нификации).

14.

Характеристика аммонификации в аэробных и анаэробных условиях.

15.

Химизм разложения белковых соединений до мочевины.

16.

Химизм разложени
я мочевины.

17.

Характеристика уробактерий.

18.

Характеристика нитрифицирующих бактерий.

19.

Химизм нитрификации.

20.

Химизм денитрификации.

21.

Характеристика возбудителей биологической денитрификации.

22.

Химизм косвенной денитрификации.

23.

Способы сохранения азота в почве.

24.

Способ
ы сохранения азота в навозе.


38

25.

Иммобилизация и минерализация азота. Использование этих процессов в практике сельского
хозяйства.

26.

Использование цианамидов в качестве удобрений.

27.

Характеристика бактерий групп картофельной и сенной палочек. Меры борьбы с «картоф
ел
ь
ной болезнью» хлеба.

28.

Достоинства горячего способа хранения навоза.

29.

Характеристика микробиологических процессов при холодном способе хранения навоза.

30.

Переработка навоза при получении биогаза и использование этого способа пол
у
чения энергии в
народном хозя
йстве.

31.

Способы хранения навоза.

32.

Типы взаимоотношений микроорганизмов в почве и их характеристика.

33.

Влияние температуры на микрофлору почвы.

34.

Влияние рН почвы на активность микрофлоры.

35.

Влияние окислительно
-
восстановительной способности почвы на активность мик
рофлоры.

36.

Влияние влажности почвы на активность микрофлоры почвы.

37.

Значение железобактерий в природе и для человека.

38.

Общая характеристика групп почвенной микрофлоры и их взаимоотн
о
шения.

39.

Характеристика хемотрофной группы микроорганизмов.

40.

Характеристика олиго
трофной группы микроорганизмов.

41.

Характеристика автохтонной группы микроорганизмов.

42.

Характеристика зимогенной группы микрофлоры.

43.

Участие микрофлоры в образовании плодородной почвы.

44.

Использование косвенных методов определения количественного состава микр
о
фло
ры почвы.

45.

Методы прямого определения состава почвенной микрофлоры.



Вопросы к экзамену по микробиологии

1.

Предмет микробиологии, ее место и роль в системе биологических и сельскохозяйственных
наук.

2.

Роль Л.Пастера в формировании науки о функциях микроорганиз
мов и возникновении разли
ч
ных областей микробиологии.

3.

Строение и классификация вирусов.

4.

Общая характеристика царства грибов, особенности их строения, класс
и
фикация.

5.

Характеристика основных групп микроорганизмов.

6.

Прокариотные и эукариотные микроорганизмы, и
х основные различия.

7.

Принципы классификации микроорганизмов (номенклатура и диагност
и
ка).

8.

Значение морфологических, цитологических, культуральных и других признаков для систем
а
тики бактерий.

9.

Морфология, строение и свойства вирусов.

10.

Морфология бактерий.

11.

Сос
тав и строение клеточной стенки у грамположительных и грамотрицательных ба
к
терий.

12.

Цитоплазматическая мембрана бактерий, организация и функции.

13.

Строение и функции ядерного аппарата у бактерий.

14.

Включения, их состав и значение.

15.

Строение и функции жгутиков и д
ругих придатков клеток.


39

16.

Цисты и эндоспоры бактерий (образование, разновидности).

17.

Способы размножения прокариот.

18.

Характеристика типов культивирования микроорганизмов в искусственных условиях. Рост п
о
пуляции микроорганизмов в периодических кул
ь
турах.

19.

Характе
ристика типов культивирования микроорганизмов в искусственных усл
о
виях.

20.

Особенности генома бактерий, типы генетических мутаций.

21.

Селекция микроорганизмов и применение новых штаммов микроорганизмов в народном хозя
й
стве.

22.

Приспособленность микроорганизмов к ра
зной степени увлажненности и концентрации раств
о
ров в окружающей среде.

23.

Окислительно
-
восстановительный потенциал. Классификация микроорганизмов по отношению
rH
2
.

24.

Влияние окислительно
-
восстановительного потенциала почвы (
Eh
) на развитие ее микрофлоры.

25.

Влия
ние кислотности среды на развитие групп микроорганизмов.

26.

Предупреждение развития микроорганизмов с помощью физических и химич
е
ских факторов.

27.

Характер взаимоотношений между микроорганизмами (метабиоз, антагонизм, паразитизм и
др.).

28.

Практическое использовани
е симбиоза и антагонизма микроорганизмов в сельском х
о
зяйстве и
медицине.

29.

Способы и типы питания микроорганизмов.

30.

Механизмы поступления питательных веществ в клетку.

31.

Характеристика автотрофного и гетеротрофного типов питания.

32.

Особенности фотосинтеза у микр
оорганизмов. Определение хемосинтеза.

33.

Источники углерода, азота и других элементов для разных групп микрооргани
з
мов.

34.

Роль железа, магния, кальция и других микроэлементов в обмене веществ микр
о
организмов.

35.

Типы ферментов, вырабатываемые микроорганизмами и их

роль в мет
а
болизме.

36.

Общая характеристика способов получения энергии микроорганизмами.

37.

Характеристика дыхания.

38.

Аэробное дыхание (химизм, энергетика).

39.

Анаэробное дыхание (химизм, энергетика).

40.

Брожение как способ получения энергии в анаэробных условиях.

41.

Моло
чнокислое брожение (возбудители, химизм, значение).

42.

Использование молочнокислого брожения в сельском хозяйстве.

43.

Спиртовое брожение (возбудители, химизм, значение).

44.

Маслянокислое брожение (возбудители, химизм, значение).

45.

Уксуснокислое брожение (возбудители,

химизм, значение).

46.

Разложение микроорганизмами разных групп углеводов.

47.

Общая характеристика круговорота азота в природе.

48.

Химизм аммонификации азотсодержащих органических соединений.

49.

Характеристика возбудителей аммонификации в аэробных и анаэробных

услов
и
ях.

50.

Химизм и возбудители процесса распада мочевины.

51.

Меры предупреждения улетучивания аммиака из почвы и при хранении навоза.

52.

Минерализация и иммобилизация азота в почве.

53.

Нитрификация (химизм, возбудители).


40

54.

Денитрификация (виды процесса, возбудители биологи
ческой денитрификации, химизм пр
о
цесса).

55.

Химизм биологической фиксации азота.

56.

Свободноживущие аэробные азотфиксаторы.

57.

Свободноживущие анаэробные азотфиксаторы.

58.

Симбиотические азотфиксаторы, характеристика симбиотических взаимоотношений бобовых
растений и к
лубеньковых бактерий.

59.


Характеристика способов хранения навоза.

60.


Использование микробиологических процессов для получения биогаза для нужд народного х
о
зяйства.

61.

Серобактерии и тионовые бактерии, их значение в сельском хозяйстве, в других отраслях
народного
хозяйства.

62.

Биологическое связывание фосфора (роль микроорганизмов в фосфорном пит
а
нии растений).

63.

Характеристика железобактерий (особенности их строения и роль в пр
и
роде).

64.

Общая характеристика методов изучения состава и численности почвенного ми
к
ронаселения
.

65.

Роль микроорганизмов в первичном почвообразовательном процессе.

66.

Общая характеристика групп почвенного микронаселения.

67.

Особенности зимогенной группы микроорганизмов.

68.

Особенности автохтонной группы микроорганизмов.

69.

Особенности олиготрофной группы микроорга
низмов.

70.

Особенности хемотрофной группы микроорганизмов.

71.

Влияние температуры и влажности почвы на формирование микрофлоры.

72.

Влияние удобрений на формирование микрофлоры почвы.

73.

Влияние кислотности и окислительно
-
восстановительной способности почвы на фо
р
миров
ание
ее микрофлоры.

74.

Принципы управления микробиологическими процессами в почве. Повышение полевой всх
о
жести семян путем регулирования состава ризосферных микроорг
а
низмов

75.

Бактериальные удобрения и применение их в сельском хозяйстве.



















41




























Учебное издание


МИКРОБИОЛОГИЯ


Методические указания


Формат
90
х
60
/16 Уч.
-
изд.

2
,1

п.л.




Приложенные файлы

  • pdf 19758705
    Размер файла: 597 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий