Осветление сред

Осветленные агаризованные или желатиновые среды необходимы в диагностических исследованиях и для получения хорошо видимых изолированных колоний анаэробных микроорганизмов.

В ряде случаев прозрачную среду можно получить, отфильтровав ее от осадка через вату. Когда этого бывает недостаточно, среды осветляют с помощью белков куриных яиц.

Синтетические агаризованные среды, внесение белка в которые нежелательно, осветляют следующим образом. Среду наливают в химический стакан, автоклавируют и оставляют после стерилизации в закрытом автоклаве на 10-12 ч. При таком медленном остывании среды все взвешенные частицы оседают на дно. Застывшую агаризованную среду извлекают из стакана. Верхнюю прозрачную часть среды срезают, помещают в колбу и вновь стерилизуют.

Оформите лабораторную работу, ответив письменно на вопросы:

1. Для чего необходимы питательные среды?

2. Чем определяется специфичность сред?

3. Что является определяющим принципом при составлении питательных сред?

4. На какие группы делятся среды по составу?

5. В каком случае применяются натуральные среды и почему? Отметьте особенности натуральных сред.

6. Кратко опишите принципы приготовления натуральных сред.

7. Какие среды называются синтетическими? В каких случаях используют именно эти среды?

8. Какие среды используются для получения аминокислот, витаминов, продуктов жизнедеятельности микроорганизмов? Отметьте их главные особенности.

9. Какие среды различают по назначению и физическому состоянию? С какой целью они используются (отметьте кратко)?

10. Какую культуру называют накопительной?

11. В чем заключается сущность метода накопительных культур и как называются среды для их выращивания?

12. Отметьте главные особенности применения агар-агара, желатины и кремнекислого геля.

13. С какой целью осветляются среды?

14. В чем принципиальное отличие автотрофных и гетеротрофных микроорганизмов?

15. Что имеется в виду под конструктивным обменом? Энергетическим обменом?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:

1. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. /Под ред. Егорова Н.С. - М.: Изд-во Моск.Ун-та, 1983.-215 с.

2. Практикум по микробиологии./ Под ред. Егорова Н.С. - М.: Изд-во Моск.Ун-та, 1976.-307 с.

3. Мейнелл Дж., Мейнелл Э. Экспериментальная микробиология.М.: Мир, 1967.-347 с.

Лабораторная работа № 4

МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

Цель работы: освоить технику приготовления препарата из зубного налета; ознакомиться с морфологией бактерий на основе электронных микрофотографий.

Бактерии представлены в основном одноклеточными формами с прока-риотическим типом строения клетки. Размножение бактерий осуществляется поперечным делением клетки на две равные части. Клетки после деления могут разъединяться, однако у некоторых видов остаются вместе, образуя различные сочетания. Эти скопления не эквивалентны многоклеточным формам, так как каждая входящая в них клетка является самостоятельным организмом, сохраняющим жизнеспособность и после отделения от других клеток. По форме клеток бактерии подразделяют на четыре основные группы: палочковидные, кокковидные, извитые и нитевидные (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Бактерии: 1 - палочковидные, 2 - кокковидные,3 - извитые,4 - нитевидные

Палочковидные бактерии имеют форму палочек. Различаются разнообразием величины, форм и расположением клеток. Размеры варьируются от 2-5 мкм до 10-12 мкм. Палочки различаются отношением длины клетки к ширине, формой окончания (полюса) клетки. Концы их могут быть ровными, как бы обрезанными, закругленными, утолщенными или заостренными.

Взаимное расположение различно: беспорядочное, характерное для большинства бактерий, клетки которых после деления расходятся; парами - диплоформы, сохраняют после деления две клетки; в виде длинных цепочек. Среди палочковидных форм есть подвижные и неподвижные. Движение бактерий зависит как от видовой принадлежности, так и от возраста культуры и условий выращивания. Для выявления подвижности препараты готовят из односуточных культур. Подвижные палочковидные бактерии перемещаются при помощи жгутиков, которые осуществляют вращательное движение и по-разному располагаются на микробной клетке (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Схематическое изображение типа жгутикования у бактерий:

1- монотрих, 2 - амфитрих, 3 - лофотрих, 4 - перитрих

По способности образовывать споры палочковидные бактерии подразделяют на три большие группы: бактерии (лат. Bacterium), необразующие спор, бациллы (лат. Bacillus), образующие эндоспоры без изменения формы клетки, и клостридии (лат. Clostridium), у которых в процессе спорообразования наблюдается изменение формы клетки, и из палочковидной она превращается в веретеновидную или утолщенную с одного конца, напоминающую барабанную палочку. В каждой клетке образуется только одна спора; когда спора сформируется, оболочка и содержимое клетки лизируются. Споры бактерий хорошо переносят высушивание, нагревание, воздействие ряда химических веществ. Попадая в благоприятные условия, спора прорастает в вегетативную клетку. Палочковидные бактерии могут располагаться по одной без определенной системы, быть попарно связанными по длине или образовывать цепочки.

Кокковидные формы (лат. coccus - шарик) характеризуются отсутствием подвижности и способности к спорообразованию.

Могут быть шаровидной формы, слегка вытянутой или несколько вогнутой с одной из сторон, диаметром 0,5-1 мкм.

В зависимости от расположения клеток и характера их деления кокки подразделяют на несколько морфологических групп. Микрококки характеризуются одиночным беспорядочным расположением клеток, диплококки (лат. diplos - двойной) - расположением клеток попарно, стрептококки (греч. streptos - цепь) имеют вид цепочки, состоящей из отдельных шарообразных клеток. Такие расположения клеток возможны при делении их в одной плоскости. У тетракокков (греч. tetra - четыре) деление клетки возможно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, в результате чего клетки располагаются по четыре. У сарцин (лат. sarcio - связывать) образуются скопления по 8, 16 и более клеток в результате деления клетки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Стафилококки - (греч. staphylos - гроздья) скопления неправильной формы, напоминающие виноградные гроздья, образуются в результате деления клетки в различных плоскостях.

Многие бактерии образуют капсулу снаружи клеточной стенки, представляющую скопление слизистого вещества (полисахариды, полипептиды). В зависимости от размера различают микрокапсулу и макрокапсулу. При микроскопировании капсулированных бактерий капсулы имеют вид бесцветного ореола, окружающего клетки, так как вещество капсул плохо воспринимает красители.

Извитые формы бактерий. К этой группе бактерий относятся вибрионы, спириллы и спирохеты.

Вибрионы (лат. vibrio - изгибающийся)- слегка изогнутые клетки в виде запятой, изгиб их составляет 1/4 завитка спирали, подвижность осуществляется за счет жгутика.

Спириллы (лат. spira - изгиб) отличаются спиральным строением клетки с одним или несколькими оборотами спирали, способны к движению с помощью биполярно расположенных жгутиков. Различаются по количеству и характеру изгибов, общей длине и толщине клетки.

Характерную в морфологическом отношении группу составляют спирохеты. Строением клеток и способом передвижения они отличаются от всех других бактерий. Клетка спиралевидная, но не ригидная, как у спирилл, а чрезвычайно гибкая. В сравнении с длиной (5-500 мкм) толщина ее необычно мала (0,1-0,6 мкм). Большинство спирохет подвижны, они могут извиваться, перемещаться в жидкой среде путем вращательных и легких волнообразных движений. Движение спирохет обусловлено сокращением фибрилл, плотно обвивающих цилиндрическую клетку и расположенных под клеточной стенкой. Каждая фибрилла прикреплена одним концом вблизи одного из полюсов клетки, другой ее конец свободен. У различных представителей этой группы число фибрилл варьируется и более или менее пропорционально величине клетки: у мелких форм к каждому полюсу прикреплено по 1 - 2 фибриллы, у крупных - до нескольких сотен. Спирохеты размножаются поперечным делением, при этом каждая клетка получает один из двух наборов фибрилл; новый набор фибрилл формируется на вновь образованном полюсе каждой из дочерних клеток. Эндоспоры у извитых форм не обнаружены.

Бактерии нитевидной формы представляют собой нити из цилиндрических или дисковидных клеток, часто окруженных общим чехлом. Длина нитей может достигать 500 мкм, они могут быть как прямыми, так и скрученными в спирали, у некоторых форм нити плоские, похожи на ленты. Нитевидные бактерии могут быть разветвленной формы. Боковые выросты представляют собой ложное ветвление, так как они образуются за счет вытеснения клеток из основной нити при делении. Это многоклеточные колониальные организмы, не имеющие функционального разделения между клетками. Нитевидные бактерии - организмы, обитающие в воде,где они могут свободно плавать или прикрепляться к твердым субстратам, в последнем случае на конце нити образуется слизистая подушечка. Размножаются нитевидные бактерии путем фрагментацией с образованием отдельных коротких цепочек, отщеплением отдельных скользящих клеток от апикального конца нити, а также гонидиями, представляющими собой клетки овальной формы, образующиеся внутри материнской клетки. Гонидии некоторых нитевидных бактерий имеют жгутики, при помощи которых передвигаются. Нитевидные бактерии встречаются среди представителей различных физиологических групп: серобактерий, железобактерий, цианобактерий.

Микроскопические исследования бактерий проводят на фиксированных препаратах с иммерсионной системой. Спириллы и спирохеты плохо воспринимают красители, поэтому после фиксации мазка в пламени горелки проводят его обработку в течение 3-5 мин 0,5% раствором соляной кислоты. Протравливание клеток кислотой повышает их восприимчивость к красителю. Мазок окрашивают в течение 1-2 мин фуксином Циля.

Нитевидные бактерии - достаточно крупные формы, для их микроскопирования можно приготовить препарат "висячая капля" и использовать сухую систему.

Цианобактерии (прежнее название синезеленые водоросли) - прокариотические организмы - относятся к бактериям, но, подобно растениям и водорослям, осуществляют фотосинтез с выделением кислорода, т.е. они относятся к аэробным оксигенным фотолитоавтотрофам. Цианобактерии распространены в водоемах, в почве, на рисовых полях. В эвтрофных озерах часто наблюдается массовое размножение цианобактерий - "цветение" воды. Благодаря способности цианобактерий фиксировать молекулярный азот и выдерживать экстремальные условия (температура, рН) ими заселяют места, бедные питательными веществами (пустыни, скалы и т.п.) и они участвуют в первичном почвообразовательном процессе.

Цианобактерии - морфологически разнообразная группа и включает как одноклеточные, так и многоклеточные формы. Одноклеточные формы - это палочки, кокки, которые часто существуют в виде объединенных капсулами и слизью клеток - агрегатов (колоний).

Размножаются бесполым путем в результате бинарного, множественного деления или почкования.

Многоклеточные формы - это нитчатые бактерии, представлены цепочками клеток, называемых трихомами, часто погруженных в слизистые чехлы. Размножаются путем деления клеток внутри трихома. В некоторых нитчатых цианобактериях, растущих в отсутствии связанного азота и фиксирующих молекулярный азот, наблюдается дифференциация клеток (рис. 4.3). Образуются гетероцисты - клетки с толстой клеточной стенкой, слабо пигментированные. Они являются местом фиксации молекулярного азота. Образуются также покоящиеся клетки - акинеты - клетки с утолщенной стенкой.

Актиномицеты (греч. actis - луч, mycos - гриб) - лучистые грибки - группа микроорганизмов, относящаяся к прокариотам, но имеющая некоторое сходство с грибами. Как и бактерии, все актиномицеты содержат в составе клеточной стенки пептидоглюкан, не имеют дифференцированного ядра, ширина клеток (0,5-1,5 мкм) сходна с бактериальными. Сходство с грибами проявляется в способности клеток ветвиться в виде мицелия и образовывать на концах гиф споры, являющиеся для ряда родов актиномицетов основным способом размножения.

гетероцисты

Рис. 4.3. Схематическое изображение цианобактерий

Задание №1. Зарисовать изображение палочковидной бактерии (см. приложение к теме, электронная микрофотография №1).

Задание №2. Зарисовать срез типичной бактерии Bacillus subtilis (см. приложение к теме, электронная микрофотография №2).

Задание №3. Приготовьте мазок из зубного налета. Зарисуйте увиденные формы микроорганизмов.