Тема 1. Предмет, методы и цели микробиологии (для самостоятельного изучения)

Кафедра товароведения и товарной экспертизы

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО дисциплине
«Основы микробиологии»

Москва 2011

Автор-составитель:

Иванова С.В., к.т.н., доцент

Лабораторный практикум по дисциплине «Основы микробиологии» / Сост. С.В. Иванова – М.: ГОУ ВПО «РГТЭУ», 2011. – 32 с.

Представлены лабораторно-практические работы по данной дисциплине в соответствии с учебным планом. Даются подробные указания к их проведению, используемые приложения, включая нормативные документы, вопросы для контроля приобретенных знаний.

Для студентов, обучающихся по направлению 100800 «Товароведение» для подготовки бакалавров по профилю «Товарный менеджмент».

Раздел 1. Микроорганизмы

Тема 1. Предмет, методы и цели микробиологии (для самостоятельного изучения).

Задания для самостоятельной работы:

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на то, что для товароведов микробиология, как наука, имеет большое значение, поскольку изучает внешний вид, строение, условия роста, развития, размножения, а также отношение с окружающей средой мельчайших существ микроорганизмов. Микроорганизмы, в свою очередь определяют качество и сохраняемость, как продовольственных, так и непродовольственных товаров.

Микроорганизмы находят широкое применение в производстве многих продовольственных товаров, используются они также и технических целях, например, для производства пищевых и кормовых белков из непищевого сырья. Вместе с тем, развиваясь на пищевых продуктах, они приносят большой вред, вызывая гниение, скисание, плесневение, т.е. процессы, приводящие их в непригодное для потребления состояние. Некоторые микробы при этом делают продовольственные товары ядовитыми. Поэтому знание свойств микроорганизмов и требований, предъявляемых ими к среде обитания, имеет большое значение, так как позволяет регулировать их деятельность путем создания необходимых условий для развития полезных микробов или условий, замедляющих, а в некоторых случаях исключающих развитие вредных.

Микроорганизмы в природных условиях являются необходимым звеном в круговороте веществ, вызывая полную минерализацию разнообразных органических соединений.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие вопросы рассматривает наука микробиология?

2. Почему товароведу необходимо знать основы микробиологии?

3. Какова роль микроорганизмов в круговороте веществ?

4. Каков исторический путь развития микробиологии?

5. Какова роль русских ученых в развитии микробиологии?

6. Составьте схему взаимодействия микробиологии с другими науками, в том числе с товароведением (практическое задание).

Тема 2.Морфология и систематика микроорганизмов.

Лабораторно – практические работы

Цель работы: Изучить устройство микроскопа, принцип его действия и правила работы с ним.

Материальное обеспечение:

Биологический микроскоп, инструкция по эксплуатации. Предметные и покровные стекла, спиртовки, бактериологические петли.

Задание 1. Изучить устройство микроскопа

По результатам изучения письменно ответить на вопросы:

1. Из каких частей состоит микроскоп?

2. Перечислите детали механической части микроскопа?

3. Перечислите детали, относящиеся к осветительной части микроскопа?

4. Что составляет оптическую часть микроскопа?

5. Как правильно установить освещение поля зрения микроскопа?

6. Какие препараты рассматривают с объективом 8, 20, 40?

7. Какие препараты рассматривают с объективом 90?

8. Как рассчитать общее увеличение оптической системы?

Задание 2.. Освоить технику приготовления препаратов:

Для изучения микроорганизмов в живом виде необходимо приготовить:

- препарат «раздавленная капля». Каплю, жидкости с исследуемыми микроорганизмами наносят на середину предметного стекла и осторожно накрывают покровным стеклом. Капля препарата должна тонким слоем заполнить пространство между покровным и предметным стеклами. При этом жидкость не должна выступать за края покровного стекла. Излишек выступившей жидкости удаляют фильтровальной бумагой. Если жидкости мало, ее добавляют, подпуская стеклянной палочкой под покровное стекло. Готовый препарат рассматривают с объективом 40.

- препарат «висячая капля». Каплю, жидкости с исследуемыми микроорганизмами наносят на покровное стекло. Покровное стекло, края которого предварительно смазывают вазелином, перевертывают и накладывают на предметное стекло, имеющее в середине лунку, не касаясь ее краев или дна.

- окрашенные препараты. Способы окрашивания делятся на простые и сложные. Различные способы окраски основаны на физико-химических особенностях микробной клетки и взаимодействии структур и веществ ее с используемыми реактивами. При простом методе окрашивания используют один какой-нибудь красящий реагент. Этот метод чаще всего применяют для ознакомления с морфологией бактерий.

Приготовление мазка. На середину чистого предметного стекла, предварительно обезжиренного путем прокаливания или любым другим способом, наносят каплю воды, вносят в нее небольшое количество микроорганизмов бактериологической петлей, прокаленной в пламени горелки и охлажденной. Все тщательно перемешивают, распределяя культуру тонким слоем на предметном стекле (бактериологическая петля представляет собой нихромовую проволоку, вмонтированную в ручку). Мазок подсушивают в воздухе. Фиксацию препарата производят над пламенем горелки или спиртовки. Для этого предметное стекло берут за уголки большим и указательным пальцами и медленно проводят его над пламенем газовой горелки или спиртовки 3-4 раза, держа стороной с нанесенным материалом вверх. Длительная фиксация может изменить структуру клеток и их форму; недостаточная фиксация приведет при последующей обработке мазка к его смыванию с поверхности стекла. Фиксацию высушенного препарата проводят, преследуя несколько целей: обеспечить лучшее закрепление микробных клеток на стекле, убить микроорганизмы (мертвые клетки лучше окрашиваются, чем живые).

Если исследуемые микроорганизмы (бактерии, дрожжи, грибы) находятся в жидкой среде, то на предметное стекло наносят каплю этой микробной суспензии (взвеси) без добавления воды или другой жидкости. Суспензию берут стеклянной палочкой или бактериологической петлей.

Окрашивание мазка. На охлажденный фиксированный мазок наносят 2-3 капли имеющегося красителя на 40-60 секунд, затем смывают его слабой струей воды из промывалки. Промывание заканчивают, когда промывная вода станет прозрачной. Промытый мазок высушивают на воздухе или прикладывают к нему фильтровальную бумагу.

На сухой препарат наносят каплю иммерсионного масла и микроскопируют с объективом 90.

При сложных способах окраски применяют два или более красящих веществ.

Морфология дрожжей

Цель работы: Изучить формы, строение клетки и размножение дрожжей.

Материальное обеспечение:

Суспензия дрожжей (разных видов). Биологический микроскоп. Предметные и покровные стекла.

Задание 1. Микроскопировать дрожжи в живом виде.

Для изучения морфологии дрожжей путем микроскопирования препарата «раздавленная капля»,ознакомиться с формами (овальные, круглые, лимонообразные и др.), рассмотреть строение клетки и способы размножения). Результаты микроскопирования зарисовать в тетрадь.

По результатам изучения ответить на вопросы:

1. Каковы морфологические признаки дрожжей?

2. Какие известны способы размножения дрожжей?

Цель работы: Изучить формы, строение клетки и размножение плесневых грибов.

Материальное обеспечение:

Плесневые грибы (оидиум, мукор, пенициллиум аспергиллюс, альтернария), заранее выращенные на сусло-агаре в чашках Петри.

Задание 1. Микроскопировать плесневые грибы в живом виде в препарате «раздавленная капля», изучить строение мицелия, познакомиться со способами бесполого образования спор. Познакомиться с ключом для определения плесневых грибов. Результаты микроскопирования зарисовать в тетрадь.

По результатам изучения ответить на вопросы:

1. Каково строение тела плесневых грибов?

2. Приведите примеры грибов одноклеточных, многоклеточных, а также грибов с одно- и многоклеточными конидиями?

3. Каковы способы размножения грибов?

4. Каково строение органов бесполого и полового размножения грибов?

Морфология бактерий.

Цель работы: Изучить формы, строение клетки и размножение бактерий.

Материальное обеспечение:

Окрашенные препараты бактерий (заранее приготовленные).

Задание 1. Микроскопировать окрашенные препараты бактерий, изучить их основные формы. Результаты микроскопирования зарисовать в тетрадь.

По результатам изучения письменно ответить на вопросы:

1. Какую форму имеют клетки бактерий?

2. Каковы размеры бактерий?

3. Какие основные виды бактерий?

Задания для самостоятельной работы:

Знание морфологии микроорганизмов (наука о форме, размерах, строении, способах размножения) позволяет отличать один микроорганизм от других, помогает группировать их по общим признакам и свойствам, что значительно облегчает изучение.

При изучении этой темы следует обратить внимание на то, что морфологические признаки микроорганизмов являются наиболее устойчивыми, а определение их обычно бывает не трудным. В то же время с тем или иным морфологическим признаком, как правило, коррелируют некоторые другие признаки (физиологические, культуральные и т.д.), непосредственное определение которых является сложным и требует много времени.

Систематика микроорганизмов основывается в значительной мере на признаках морфологических (микроскопических); используются в необходимых случаях и иные признаки: физиолого-биологические, культуральные и др.

Микробиология рассматривает различные группы организмов, относящихся к низшим растениям и животным.

Бактерии. Изучая эту группу микроорганизмов, необходимо обратить внимание на то, что эти очень мелкие организмы, размеры которых измеряются в микрометрах (1 мкм = 10 /-6 м), в большинстве своем являются одноклеточными, бесхлорофилльными растениями. Бактерии не имеют дифференцированного ядра. Некоторые из них имеют специальные органы движения – жгутики. Размножается большинство бактерий делением клетки пополам. Скорость размножения исключительно велика - при благоприятных условиях количество их удваивается в течение 20-30 мин. Этим объясняется, например, быстрая порча пищевых продуктов при развитии на них бактерий. Необходимо ознакомиться с процессом спорообразования: уяснить, что споры образуются и служат средством сохранения жизни организма в неблагоприятных окружающих условиях. Так как в каждой клетке образуется одна спора, спорообразование не следует рассматривать как процесс размножения. Споры некоторых бактерий выдерживают кипячение в течение 3-4 часов, оставаясь жизнеспособными, что является нередко причиной порчи продуктов, подвергавшихся высокотемпературной обработке (баночные консервы, жареные и вареные изделия). Следует разобраться в системе классификации бактерий. Следует уяснить, что для определения вида бактерий кроме морфологических признаков, таких как форма клеток, подвижность, отношение к диагностическим окраскам и т.п., используются физиологические признаки, например, потребность в кислороде. А также биохимические - такие как, способность использовать различные сахара и т.д., и культуральные признаки – это характер образуемых колоний, особенности роста на некоторых питательных средах.

Грибы. Изучая эту тему необходимо запомнить, что грибы представляют собой широко распространенную в природе группу микроорганизмов. Одни грибы являются активными возбудителями порчи пищевых продуктов, товаров и материалов органического происхождения (бумага, древесина, ткани, кожевенные товары), другие используются в промышленности для изготовления сыров, получения различных органических кислот, ферментных препаратов, антибиотиков и т.д.

При изучении этой группы организмов наибольшее внимание следует уделить способам их размножения: запомнить, как устроены органы бесполого размножения у представителей различных классов, каково строение мицелия.

Дрожжи. При изучении дрожжей следует учесть, что они относятся к классу сумчатых грибов. Большинство из них способно превращать различные сахара в этиловый спирт и углекислый газ. Выделение дрожжей в отдельную группу объясняется исключительно широким применением в ряде производств (хлебопечение, виноделие, производство спирта, пивоварение и др.). Следует обратить внимание на морфологические особенности дрожжей - форму, строение и размеры клеток; способы размножения. Необходимо запомнить, что классифицируют дрожжи в зависимости от способа их вегетативного размножения (почкование, деление), способности к спорообразованию и некоторых физиологических признаков. Дрожжи подразделяются на семейства, роды и расы. Расы – это разновидности видов, которые отличаются друг от друга отношением к температуре, устойчивостью к спирту, скоростью размножения, активностью образования углекислоты и т.п.

Вопросы для самопроверки:

1.Каково строение клеток бактерий?

2.Каким образом происходит размножение бактерий, скорость размножения?

3.Каким образом, и в каких условиях происходит образование спор у бактерий?

4.Способны ли бактерии к самостоятельному движению?

5.Какие признаки используются при определении семейства, рода и вида бактерий?

6.Какие признаки положены в основу систематики грибов?

7. Укажите характерные отличия каждого класса грибов?

8. Какие признаки положены в основу систематики дрожжей?

9.Что представляют собой расы дрожжей?

10.Что представляют собой настоящие и ложные дрожжи?

11.Зарисуйте в тетрадь строение клетки бактерий, дрожжей и грибов и укажите отличительные признаки (практическое задание).