Лабораторна робота № 2

 

Тема: Морфологія бактерій.

Мета: Вивчити морфологічну різноманітність прокаріотичних організмів.

Матеріали й устаткування: природні субстрати (кисляк, кефір, настій сіна, біогумусу, розсіл квашеної капусти, гниле м'ясо й ін.) і постійні препарати з культур мікроорганізмів різних морфологічних груп (Streptococcus lactis, Micrococcus lisodeikticus, Lactobacillus acidophylum, Streptomyces recifensis, Lactobacterium plantarum, Bacillus subtilis та ін.), культури актиноміцетів, що виросли на чашках Петрі, мікроскопи МБР, МБД, стерильні піпетки на 1-2 мл, бактеріологічна петля, пінцет, препарувальна голка, тонкі предметні стекла, у тому числі з лункою, покривні скельця, спиртівка (брикети сухого пального), кювета з містком для фіксованих препаратів, крапельниці з фарбами: метиленовий синій (1:40), водний розчин фуксину основного, генціанвіолет, стерильний розчин чорної туші (1:9); імерсійна олія, бензин, серветки, фільтрувальний папір, розчин, що дезінфікує, промивалка з дистильованої водою.

Бактерії складають найбільшу велику і дуже різноманітну групу (понад 1600 видів) мікроорганізмів. Бактерії – це в основному одноклітинні організми, що розмножуються простим поперечним поділом. Морфологічно бактерії розрізняють за формою, взаємним розташуванням клітин, наявністю чи відсутністю джгутиків і капсул, здатністю клітин до спороутворення, і за величиною і т. п.

За формою бактерії поділяються на кілька груп: сферичні, циліндричні, спіральні, незвичайної форми і нитчасті.

Кулясті (сферичні) бактерії – коки (Coccus). Напрямок площини поділу клітин і характер взаємного розташування клітин використовують як систематичну ознаку для виділення родів сферичних бактерій. Діаметр коків 0,5-1,2 мкм.

Моно- чи мікрококи (рід Micrococcus). Їхні клітини поділяються в будь-якій площині і відразу після поділу відокремлюються, розташовуючись поодиноко.

Диплококи (рід Diplococcus) і стрептококи (рід Streptococcus) утворюються у поділі клітин в одній площині; у диплококів клітини розташовуються попарно.

Стрептококи (рід Streptococcus) поділяються також в одній площині, але клітини не відокремлюються одна від одної, а утворюють ланцюжки.

Тетракоки (рід Tetracoccus) виникають за умов поділу клітин у двох взаємно перпендикулярних площинах, клітини утворюють групи по 4 особини.

Сарцини (рід Sarcina) формуються у розподілі клітин у трьох взаємно перпендикулярних площинах, при цьому утворюються пакети з 8-12 клітин і більше.

Стафілококи (рід Staphylococcus) представляють скупчення клітин, що нагадують виноградні грони. Поділ клітин відбувається в будь-якій площині.

Крім правильної кулястої форми, клітини можуть мати овальну чи ланцетоподібну форму (пневмококи), чи бобовоподібну форму кавового зерна (гонококи, менінгококи).

Кулясті бактерії, як правило, не мають джгутиків, нерухомі і спор не утворюють.

Паличкоподібні (циліндричні) бактерії – найчисленніша та різноманітніша група бактерій. Паличкоподібні бактерії розрізняють за величиною клітин, їхнім розташуванням, обрисом кінців клітини, за наявністю чи відсутністю джгутиків. Довжина клітин паличкоподібних бактерій коливається від десятих часток мкм до 10-15 мкм і більше, діаметр клітин від 0,5 до 1,0 мкм.

Більшість паличкоподібних мікроорганізмів – форми безспорові, вони називаються бактеріями (Bacterium, позначають Bact., чи B). Паличкоподібні бактерії, здатні з несприятливих умов формувати спори, прийнято називати бацилами (Bacillus, позначають Bac.). Бактерії й бацили розташовуються поодиноко, чи попарно з'єднуються в ланцюжки, в останньому випадку їх називають відповідно стрептобактерії та стрептобацили. Спори різних бактерій відрізняються за формою, розмірами і положенням в клітині. За умов бацилярного положення спори локалізуються в клітині у центрі, ексцентрально чи термінально і при цьому клітина не змінює свою форму. Під час клостридіального формування спори клітина змінює форму, набуваючи вид човника чи веретена. Ендоспора розташовується в стовщеній частині клітини центрально чи ексцентрально. Плектридіальне положення – це термінальна локалізація спори. У місці її розташування клітина розширюється й здобуває вид барабанної палички чи ракетки. Клостридіальний і плектридіальний типи розташування ендоспор властиві в основному видам роду Clostridium і нерідко зустрічаються в культурі одного виду цього роду.

Звиті (спіральні) бактерії у залежності від форми й кількості витків поділяють на три типи клітин.

Вібріони (рід Vibrio) надані короткими вигнутими паличками у формі коми. Клітини вібріонів вигнуті на 1/3-1/4 обороти. Довжина клітин складає 1-3 мкм.

Спірили (рід Spirillum) – клітини, що вигнуті на 2-3 обороту, мають форму латинської букви S. Розміри клітин у порівнянні з вібріонами значно крупніші – 15-20 мкм.

Спірохети (рід Spirochaeta) надані дуже тонкими довгими клітинами штопороподібної форми з великим числом дрібних витків. Довжина клітин перевищує ширину в 5-200 разів. Число витків спіралі є одним із систематичних ознак для визначення виду.

Нитчасті форми бактерій являють собою ланцюжки циліндричних клітин, часто оточені загальним чохлом.

Актиноміцети – утворюють гіллястий міцелій з довгими та розгалуженими нитками (гіфами), як у цвілевих грибів.

Бактерії незвичайної форми морфологічно різноманітні – тороідальні (замкнені та незамкнені кільця), зіркоподібні, тубероїдальні (паличкоподібні бактерії зі сферичним роздуттям), червоподібні із загостреними кінцями, стеблові, плоскі у вигляді квадратних пластинок або інших геометричних форм.

Багато представників бактерій – рухливі організми. З характеру розташування й числа джгутиків розрізняють монотрихи – бактерії з одним джгутиком на одному з кінців клітини; лофотрихи – бактерії з декількома джгутиками, розташованими на одному з кінців клітини, амфитрихи – бактерії з полярним джгутикуванням на двох кінцях; перитрихи – бактерії з великим числом джгутиків по всій поверхні бактеріальної клітини.

Порядок виконання роботи

1. Для вивчення морфології бактерій заздалегідь приготувати настої різних природних субстратів: м'яса, риби, білка яйця, сіна, борошна, овочів, фруктів та ін. Невелику кількість матеріалу подрібнюють, поміщають у склянку, на кінчику скальпеля додають трохи крейди і заливають водопровідною водою на 2/3 об’єму склянки. Склянку з настоєм витримують у термостаті при температурі 25-28°С (чи в теплому приміщенні в темряві 3-5 днів). За цей час у середовищі накопичується маса різноманітних мікроорганізмів.

2. Приготувати та дослідити препарати живих клітин мікроорганізмів із природних субстратів:

– За методом «роздавленої краплі» – із кисломолочних продуктів.

– «Висяча крапля» – із гнилого м'яса, риби, настою біогумусу.

В обох випадках можливе забарвлення об'єкта «прижиттєвими» барвниками – вітальне фарбування. Як прижиттєві барвники можна використовувати метиленовий синій, нейтральний червоний у концентраціях від 0,001 до 0,0001%.

– «Препарат-відбиток» одного з представників актиноміцетів.

Оскільки міцелій актиноміцетів дуже тонкий і довгий, то для вивчення природного розташування клітин цих організмів варто приготувати препарати-відбитки. Покривне скло покласти на поверхню колонії, злегка притиснути до одержання чіткого відбитка, зняти за допомогою пінцета і помістити на предметне скло в краплю води відбитком униз. Паралельно приготовлений таким способом відбиток за аналогією з мазком бактерій висушують, фіксують жаром, забарвлюють і виконують мікроскопію, використовуючи об'єктив 90х з імерсією. Відбиток із такого ж способу можна одержати і на предметному склі.

3. Паралельно з рідини настоїв приготувати фіксовані та забарвлені (простим способом) препарати мікроорганізмів. Зробити мікроскопію спочатку із сухим об'єктивом 40х, потім переглянути, використовуючи імерсійну систему (об'єктив 90х).

4. Для вивчення морфології бактерій приготувати препарати з використанням колекції чистих культур різних морфологічних груп. Препарати розглянути з імерсією, відзначити форму й сполучення клітин різних мікроорганізмів.

5. Приготувати фіксований препарат-мазок із зубного нальоту.

На предметне скло нанести бактеріологічною петлею краплю стерильного фізіологічного розчину чи водопровідної води, потім обережно знімають зубний наліт сірником, розтирають у краплі води та тонким шаром розподіляють на поверхні чистого знежиреного скла. Мазок підсушують у повітрі, фіксують і забарвлюють, розглядають з імерсією.

6. Приготувати прижиттєві препарати з негативним контрастуванням за допомогою рідкої туші з матеріалу будь-якого настою.

Рідкий препарат

На добре знежирене предметне скло мікробіологічною петлею наносять велику краплю досліджуваної культури мікроорганізмів. Суміш ретельно перемішують і накривають покривним склом. Покривне скло обережно притискають до предметного скла смужкою фільтрувального паперу. Виконують мікроскопію препарату, користаючись об'єктивом 40х. На темному фоні туші виявляються прозорі зони капсул навколо різко обкреслених клітин.

Висушений препарат

Краплю туші поміщають на добре знежирене предметне скло і змішують із краплею рідини, що містить бактерії. За допомогою покривного скла розподіляють мазок тонким шаром на поверхні предметного скла. Після того, як препарат висохне у повітрі, виконують його мікроскопію, користуючись об'єктивом МІ-90. У полі зору мікроскопа на загальному темному фоні туші чітко видно незабарвлені клітини мікроорганізмів різної форми, різних розмірів, розташовані в різноманітних сполученнях.

Усі переглянуті під мікроскопом препарати замалювати. Під кожним малюнком указати назву об'єкта, відзначити морфологічні особливості організмів і збільшення мікроскопа, із яким розглядався препарат.