Исследование микробов и бактерий. Исследовательская работа "микробы на наших руках" Методы исследования микроорганизмов

Микроорганизмы, или микробы - это живые существа микроскопически малых размеров, которыми насыщена окружающая человека среда: вода, почва, воздух, продукты питания, жилища человека и предприятия.

Наука микробиология изучает строение, обмен веществ и условия существования микроорганизмов, а также их роль в жизни человека. Микроорганизмы имеют сходство с животными и растениями, так как находятся на границе животного и растительного миров. Они очень разнообразны по форме и свойствам, но общим признаком всех являются малые размеры. Поэтому для изучения их применяются особые методы. Из-за малых размеров микроорганизмы невозможно увидеть невооруженным глазом. Знакомство человека с ними началось с изобретения микроскопа. Первые микроскопы были весьма примитивны, состояли из нескольких вручную изготовленных линз и давали увеличение до 300 раз; по существу, это были лупы. Однако даже такие приборы позволяли рассмотреть форму некоторых микроорганизмов.

Голландский естествоиспытатель Антон Лёвенгук (1632-1723), собственноручно шлифовавший линзы и собиравший простейшие микроскопы, с удивлением обнаруживал микроорганизмы во всех объектах, которые рассматривал: дождевой воде, настое сена, зубном налете и др. Он с большой точностью описал формы микроорганизмов, которых увидел под микроскопом (простейшие, бактерии, грибы и дрожжи), назвал их инфузориями и описал в книге «Тайны природы». Лёвенгука по праву считают основоположником описательной микробиологии.

Со времени открытия Лёвенгука многие ученые стремились глубже изучить свойства микроорганизмов и использовать полученные знания в хозяйственной деятельности. Огромны заслуги перед человечеством знаменитого французского ученого Луи Пастера (1822-1895). Начав работу химиком, Пастер впоследствии заинтересовался обменом веществ у микроорганизмов. Пастер обратил внимание на то, что на поверхности земли благодаря наличию микроорганизмов происходят значительные химические превращения: микроорганизмы не только разрушают мертвые органические остатки животных и растений, но и очищают от них почву и водоемы.

Пастер доказал, что в результате деятельности отдельных видов микроорганизмов происходит порча пищевых продуктов. Одновременно он обнаружил, что микроорганизмы производят и полезную для человека работу. Исследуя процессы брожения, Пастер установил, что каждое брожение (спиртовое, уксуснокислое и молочнокислое) вызывается специфическим возбудителем. В своем труде «Исследование о брожении» он рассматривает ряд бродильных производств, приписывая осадку на дне бродильного чана главную роль в процессе брожения. До Пастера, например, осадки в винных бочках считали отбросами и называли «экскрементами вина». Исследования Пастера оказали большую помощь виноделам Франции в борьбе с микроорганизмами, вызывающими болезни вин, и он по праву считается родоначальником технической микробиологии. Позже Пастер увлекся бактериологией и разработал учение о специфичности возбудителей инфекционных заболеваний человека, которые тоже оказались микробами, а также создал прививку против бешенства.

Русские ученые сыграли большую роль в развитии микробиологии. Среди них наиболее известны Л. С. Ценковский, И. И. Мечников, Н. Ф. Гамалея, Д. И. Ивановский, С. Н. Виноградский, В. Л. Омелянский и др.

Л. С. Ценковский (1828-1877) исследовал различные группы микроорганизмов, их свойства и генетическую связь друг с другом. Он был первым, кто приготовил и применил в России вакцину против сибирской язвы овец.

И. И. Мечников (1845-1916) получил всемирное признание за разработку теории иммунитета. Она объясняет механизм невосприимчивости организма к инфекционным заболеваниям. После дальнейшей разработки эта теория легла в основу учения об антибиотиках.

Н. Ф. Гамалея (1858-1949) изучал многие вопросы медицинской микробиологии. В 1886 г. Н. Ф. Гамалея организовал в Одессе первую в России пастеровскую станцию по прививкам против бешенства.

Д. И. Ивановский (1864-1920) первым открыл вирусы, вызывающие болезни растений. Он является родоначальником науки вирусологии, которая в настоящее время получила широкое развитие и применение.

Большой вклад в развитие микробиологии внес С. Н. Виноградский (1856-1953), разработавший метод элективных (избирательных) культур. Используя его, С. Н. Виноградский выделил группу нитрифицирующих бактерий, открыл особый тип питания у микробов - хемосинтез. Он обнаружил также важнейший процесс - фиксацию атмосферного азота анаэробными бактериями, - имеющий огромное значение в круговороте веществ в природе.

Ученик С. Н. Виноградского - В. Л. Омелянский (1867-1928) многое сделал для развития микробиологии. Он создал первый русский учебник и практическое руководство по микробиологии. Грибные заболевания растений исследовали М. С. Воронин (1838-1903) и А. А. Ячевский (1863-1932), положившие начало науке фитопатологии.

В изучение процессов брожения большой вклад внесли русские ученые Л. А. Иванов, С. П. Костычев (1877-1931) и А. Н. Лебедев (1881-1938). В 1930 г. на основе работ С. П. Костычева и В. С. Буткевича (1872-1942) в СССР было организовано производство молочной кислоты с помощью микроскопических грибов. Труды Я. Я. Никитинского (1878-1941) и его учеников положили начало развитию микробиологии консервного производства и хранения скоропортящихся пищевых продуктов.

В нашей стране микробиология пищевых продуктов получила широкое развитие. Как наука микробиология разделяется на самостоятельные разделы.

Общая микробиология изучает различные стороны жизнедеятельности микробов, роль их в круговороте веществ в природе и возможность применения в практической деятельности человека. Наиболее важной функцией микробов для жизни на земле является их участие в круговороте углерода. Равновесие между образованием органических соединений растениями и их распадом поддерживают микроорганизмы. Общая микробиология изучает круговорот и других жизненно важных элементов в природе, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов: азота, железа, серы и др.

Техническая микробиология является важной прикладной наукой. Она изучает различные микроорганизмы с точки зрения использования их биохимической деятельности для получения ценных продуктов. Оказалось, что некоторые дрожжи, бактерии и плесневые грибы в процессе своей жизнедеятельности образуют много полезных веществ. Благодаря исследованию ряда ученых в настоящее время разработаны технологические процессы для использования биохимической деятельности микроорганизмов. Так, вырабатывают пиво, вино, сыр, хлеб, спирт, органические кислоты и т. д. Успех этих производств зависит от правильно подобранных культур микроорганизмов и режимов их выращивания. Важным условием получения продуктов высокого качества является применение чистых культур микроорганизмов - культур, которые выведены из одной клетки и обладают рядом производственно-ценных свойств.

В последние десятилетия освоено производство многих новых ценных продуктов микробиального происхождения: антибиотиков, витаминов, ферментов, аминокислот и др.

Продуцентами их являются дрожжи, бактерии, плесневые грибы и другие микроорганизмы. Возникла и стала быстро развиваться новая отрасль народного хозяйства - микробиологическая промышленность.

Сельскохозяйственная микробиология разрабатывает способы повышения плодородия почвы с помощью микроорганизмов.

Медицинская микробиология изучает болезнетворные (патогенные) микроорганизмы, методы предупреждения болезней и их лечение. К ней примыкают санитарная и ветеринарная микробиология, эпидемиология и вирусология.

Санитарная микробиология - это наука, разрабатывающая оздоровительные мероприятия для предупреждения различных заболеваний человека. Санитарная микробиология находится на стыке с микробиологией, эпидемиологией и гигиеной и имеет профилактическую направленность. Вначале санитарная микробиология составляла часть гигиены, но в 30-е годы благодаря трудам советских ученых А. Л. Миллера, И. Е. Минкевича, В. И. Тец сформировалась как самостоятельная наука.

Водная микробиология изучает микроорганизмы, населяющие водоемы. Она занимается также вопросами загрязнения вод промышленными отходами, очищения вод с помощью микроорганизмов и др.

Кроме полезных микроорганизмов, которые люди научились использовать в своих целях, в природе существует огромное количество вредных. Попадание их в пищевые продукты и полуфабрикаты нежелательно и опасно, поскольку некоторые микроорганизмы являются возбудителями пищевых инфекций и отравлений. Доброкачественность пищевых продуктов во многом зависит от вида и количества микроорганизмов, находящихся в окружающей среде, сырье и на производственном оборудовании. Качество продукции определяется тем, насколько удалось предотвратить микробиальное обсеменение растительного и животного сырья при транспортировании, хранении, технологической обработке. Поэтому на пищевых предприятиях постоянно контролируют микробиологическое состояние производства, что позволяет своевременно обнаружить посторонние и вредные микробы. В этих целях наряду с химической лабораторией устраивают микробиологическую, которая имеет специальное оборудование.

Автоклавы предназначены для получения стерильных питательных сред, на которых выращивают микроорганизмы. В этих аппаратах, работающих под давлением, стерилизующим фактором является влажный пар при температурах выше 100 °С. Стеклянная посуда (пробирки, пипетки, чашки Петри, бродильные трубки для определения активности брожения и др.) стерилизуется в сушильных шкафах сухим паром при 160-170 °С.

Микроскопы позволяют рассматривать клетки микроорганизмов, невидимые невооруженным глазом. При этом для выявления строения клеток используют специальные краски. Кроме основного оборудования необходимы лабораторные принадлежности: петли для проведения посевов микроорганизмов на поверхности питательных сред, иглы для посевов в глубину сред и др. В тех отраслях, где применяются культурные микроорганизмы, необходимо специальное оборудование и посуда для разведения чистых культур.

Для предупреждения попадания вредных микробов в технологические емкости, полуфабрикаты и готовую продукцию разработаны профилактические мероприятия и санитарные правила. Вредные микробы подвергаются также активному уничтожению при проводимых на предприятиях дезинфекциях.

Важным средством борьбы с микробиальной обсемененностью на предприятиях является переработка сырья, минимально зараженного микробами, содержание в чистоте оборудования и тары и строгое соблюдение установленных технологических режимов, которые обеспечивают условия, неблагоприятные для размножения посторонней микрофлоры.

Различают следующие основные методы: микроскопический, микробиологический, экспери­ментальный, иммунологический.

1.Микроскопический - изучение микробов в окрашенном и неокрашенном (нативном) состоянии с помощью различных типов микроскопов. Метод позволяет определить форму, размеры, расположение, структурны элементы и отношение к окраске микробов. Иногда по характерным морфологическим особенностям можно определить вид микроба (грибов, простейших, некоторых бактерий).

Микробиологический - (бактериологический, культурный) - посев материала на питатель­ные среды для выделения чистой культуры и определения ее вида (идентификации). Культурой в микробиологии называют совокупность микроорганизмов. Чистая культура - скопление микробов одною вида, выращенных на питательной среде. Штамм - чистая культура, выделенная из кон­кретного источника в определенное время, (например, штамм Shigella flexneri №8, выделенный от больного К. 20 сентября). Клон - генетически однородная чистая культура, полученная в результате бесполого размножения I клетки (используется при изучении микробных популяций, в гене­тических экспериментах).

Экспериментальный (биологический) - заражение микробами лабораторных животных. Метод позволяет:

выделить чистую культуру микробов, плохо растущих на питательных средах;

изучить болезнетворные свойства микроба;

получать иммунобиологические препараты для специфической профилактики, диагностики и лечения.

4. Иммунологический (в диагностике инфекций) - изучение ответных специфических реакций макроорганизма на контакт с микробами.

В ответ на поступление микробных частиц (антигенов, АГ) иммунная система организма вырабатывает специфические белковые молекулы - антитела (AT), способные вступать с данным ан­тигеном в специфическое взаимодействие с образование комплекса АГ+АТ. Метод основан па выявлении таких комплексов. Выделяют 2 разновидности метода: серологический метод и аллергический метод. Серологический метод основан на выявлении AT в крови или других жидкостях с помощью известных микробных АГ (диагностикумов). Аллергический метод основан на выявлении повышенной чувствительности (аллергии) к повторному поступлению в организм микробного аллергена (АГ). Наличие иммунного ответа (в виде AT или аллергии) свидетельствует о предшествующей встрече с этим микробом: возможно, человек переболел соответствующей ин­фекцией раньше, был вакцинирован или болен в настоящее время.

Часто по образованию комплекса АГ+АТ с известными AT определяют вид чистой культуры неизвестного микроба, полученной в ходе исследования микробиологическим методом (идентифи­кация по антигенной структуре).

Морфология и физиология микробов микроскопический метод исследования

Световой микроскоп с иммерсионной системой

Для изучения микробов в микроскопе требуется увеличение примерно в 1000 раз. Поэтому используется микроскопы с иммерсионной системой ("иммерсио" - погружение) В состав иммер­сионной системы входит иммерсионный объектив (х 90) и иммерсионное масло, которым заполняют разрыв между изучаемый предметом и передней линзой иммерсионного объектива. Поскольку по­казатели преломления стекла и масла близки, это позволяет избежать потери световых лучей вследствие их отклонения, и, тем самым, создать оптимальную освещённость поля зрения. Необ­ходимость в концентрации светового пучка обусловлена также и чрезвычайно малым диаметром передней линзы иммерсионного объектива. При микроскопировании необходимо помнить, что объективы "сухой системы" не предназначены для погружения в масло, которое может привести их в негодность. Микроскопия с иммерсионной системой позволяет изучать убитые микробы в ок­рашенном состоянии (их форму, размеры, взаимное расположение, строение бактериальной клет­ки) и дифференцировать одни микробы от других.

Способность микробов окрашиваться различными методами называют тинкториальными свойствами.

В некоторых случаях (изучение морфологии грибов, простейших, других относительно круп­ных объектов в живом неокрашенном состоянии) используется световой микроскоп с затемнённым полем зрения (объективы х 40 или х 8) Для микроскопии готовят препараты "раздавленная капля" или "висячая капля".

Измерение микробов.

Изучение морфологических признаков микробов (длина, ширина, форма) нередко проводят для определения их вида. Размеры клеточных микроорганизмов варьируют от долей микрометра (мкм, 10 -6 м) до нескольких десятков микрометров. Мелкие клетки бактерий имеют размеры 1-2, крупные от 8 до 12 мкм и более. Для измерений используют окуляр-микрометр (встроенную в оку­ляр прозрачную линейку).

Темнопольный микроскоп (ультрамикроскоп)

Особенностью этого микроскопа является наличие конденсора темного поля (параболоид-конденсатора), который концентрирует световой пучок и направляет его на исследуемый объект сбоку. Ввиду того, что прямые лучи отсекаются центральной диафрагмой конденсора, а косые лучи, выходящие по периферии диафрагмы, не попадают в объектив, ультрамикроскоп имеет темное поле зрения. При освещении косыми лучами живых и неживых частиц, в т.ч. микробов, часть от­раженных лучей попадает в объектив; при этом наблюдается яркое свечение частиц на темном фоне. Темнополъную микроскопию используют для изучения подвижности микробов, наблюдения очень тонких объектов (спирохет) в препарате "раздавленная капля".

Фазово-контрастный микроскоп

Эта разновидность светового микроскопа позволяет изучать структуру живых неокрашенных микробов (прозрачных объектов). При прохождении света через неокрашенные микробные клетки, в отличие от окрашенных, амплитуда световых волн не меняется, а происходит лишь их изменение по фазе, что не улавливается глазом человека. Сдвиг по фазе происходит при прохождении участ­ков с большей оптической плотностью (рибосомы, нуклеоид). Специальные приспособления: фазовый конденсор и объективы с фазовыми кольцами позволяют преобразовать невидимые фазовые изменения в видимые амплитудные.

Люминесцентный микроскоп

Принцип работы этого микроскопа основан на явлении люминесценции. Для получения изо­бражения объектов их обрабатывают флюорохромами, которые при возбуждающем облучении ко­ротковолновой частью спектра светятся цветами с большей длиной волны (зеленым, оранжевым и др.). В люминесцентном микроскопе изучают как живые, так и убитые микробы (с "сухой" или иммерсионной системами). Люминесцентная микроскопия позволяет получить контрастное цвет­ное изображение, обнаружить малое количество микробов, изучить их структуру и химический со­став, использовать метод иммунофлюоресценции.

Электронный микроскоп

Этот прибор отличается от световых микроскопов значительно большей разрешающей спо­собностью (около 0,001 мкм) за счет использования вместо света пучка электронов, а вместо стек­лянных оптических - электромагнитных линз. В электронном микроскопе изучают вирусы, ультраструктуру убитых макроорганизмов.

Приготовление препарата для микроскопического исследования

Окраска по Граму.

1 этап - приготовление мазка.

Предметное стекло обжигают в пламени газовой горелки. Восковым карандашом отмечают пределы будущего мазка в виде окружности диаметром 1-2 см. и кладут стекло на стол. Прокален­ной петлёй наносят в середину кружка небольшую каплю стерильного изотонического раствора хлорида натрия (ИХН). Затем в эту каплю вносят небольшое количество культуры бактерий, тща­тельно эмульгируют и распределяют тонким слоем в пределах кружка. Мазки из бульонных куль­тур готовят без предварительного нанесения ИХН.

2 этап - высушивание.

Стекло оставляют на воздухе до исчезновения влаги.

3 этап - фиксация.

Фиксацию проводят для того, чтобы убить микробы, прикрепить их к стеклу, повысить их восприимчивость к красителям. Для фиксации предметное стекло (мазком вверх) трижды накла­дывают на пламя горелки на 2-3 секунды с интервалом 4-6 секунд. Мазки из гноя, крови, мокроты, отечной жидкости фиксируют погружением в фиксирующие жидкости (ацетон, смесь Никифоро­ва). Такая фиксация позволяет избежать грубых деформаций объекта исследования.

4 этап - окраска.

Различают простые и сложные (дифференцирующие) способы окраски. Простые способы по­зволяют судить о величине, форме, локализации и взаимном расположении клеток. Сложные спо­собы позволяют установить структуру микробов и часто их неодинаковое отношение к красите­лям. Примером простых способов может служить окраска фуксином (1-2 минуты), метиленовым синим или кристаллвиолетом (3-5 минут), а сложных - окраска по Граму, Романовскому-Гимзе, Циль-Нильсену.

Дифференцирующий метод Грача

После окраски этим методом одни бактерии, окрашиваются в темно-фиолетовый цвет (грамположительные, Гр+). другие - в бордово-красный (грамотрицательные, Гр-). Сущность этого способа окраски состоит в том, что Гр+ бактерии прочно фиксируют комплекс из генцианвиолета и йода, не обесцвечиваясь этанолом. Гр- бактерии после обесцвечивания докрашивают фуксином.

Этапы окраски по Грамму

Этап окраски
	Гр + бактерии	Гр - бактерии
Генцианвиолет (2 мин.)	фиолетовый	фиолетовый
Раствор Люголя (1 мин.) - закрепление окраски	фиолетовый	фиолетовый
Этанол + йод (30 сек.) - избират. обесцвечивание Гр- бактерий	фиолетовый	обесцвечивание
Фуксин (1 мин.), докрашивание Гр- бактерий	фиолетовый	бордовый
Промывание водой

Основные формы бактерий

Шаровидные	Палочковидные
микрококки (одиночные)	собственно бактерии	спириллы
диплококки (пары)	спорообразующие	спирохеты
стрептококки (цепочки)	(бациллы, клостридии)	кампилобактеры
тетракокки (4 клетки)	изогнутые палочки (вибрионы)
сарцины (тюки, пакеты)
стафилококки (гроздья)

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Аннотация

Васянкина Нина

Кулебакский район, р.п. Гремячево, МБОУ Гремячевская СОШ, 7 б «Удивительные бактерии».

Руководитель: Древс Светлана Андреевна, учитель биологии. МБОУ Гремячевская школа №1

Цель научной работы: изучение особенности строения и жизнедеятельности бактерий, определение их положительного и отрицательного воздействия на жизнедеятельность человека, провести лабораторную работу по обнаружению бактерий.

Метод проведения: реферативно-исследовательская с проведением практической работы. Основные результаты исследования: подробно изучила строение и жизнедеятельность бактерий; определила значение бактерий в биосфере и народном хозяйстве; провела практическую работу по обнаружению молочнокислых бактерий, бактерий гниения, изучила их свойства; узнала интересные факты о бактериях.

Введение……………………………………………………………………………….4

Основная часть:

Открытие бактериальной клетки…………………………………….........................5

Строение и жизнедеятельность бактерий………………………………………….....7

Значение бактерий в биосфере и народном хозяйстве…………………………..….10

Практическая работа «Обнаружение молочнокислых бактерий, изучение их свойств»………………………………………………………………………………..13

Интересные факты о бактериях………………………………………………………16

Вывод…………………………………………………………………………………..17

Заключение…………………………………………………………………………….19

Список литературы…………………………………………………………………....20

Введение

Выбранная тема работы «Удивительные бактерии)» актуальна, так как в настоящее время уделяется большое внимание изучению микроорганизмов - бактерий и вирусов, их влияние на организм человека. Учёные всего мира работают над созданием лекарств против многих инфекционных болезней.

Работая по данной теме, я поставила перед собой следующую цель : изучение особенности строения и жизнедеятельности бактерий, определение их положительного и отрицательного воздействия на жизнедеятельность человека.

Для выполнения данной цели, я ставлю перед собой следующие задачи:

подробно изучить строение и жизнедеятельность бактерий;

определить значение бактерий в биосфере и народном хозяйстве;

провести практическую работу по обнаружению молочнокислых бактерий, бактерий гниения, изучить их свойства;

узнать интересные факты о бактериях.

II. Основная часть

1. Открытие бактериальной клетки.

Изучением бактерий занимается раздел микробиологии бактериология. Бактерии наряду были одними из первых живых организмов на Земле, появившись около 3,5 млрд. лет назад.

Бактерии (др. греч. — палочка) — царство микроорганизмов, чаще всего одноклеточных. В настоящее время описано около десяти тысяч видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона.

Впервые бактерий увидел в оптический микроскоп и описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Как и всех микроскопических существ, он назвал их «анималькули».

Название «бактерии» ввёл в употребление Христиан Эренберг в 1828. Луи Пастер в 1850-е положил начало изучению физиологии и метаболизма бактерий, а также открыл их болезнетворные свойства.

До 19 века микробиология представляла собрание разрозненных фактов. Основоположниками микробиологии как науки были выдающиеся ученые 19 века французский химик Л. Пастер (1822—1895) и русский ботаник Ценковский Л. С. (1822—1887 г. г.). В 1862 году Пастер блестяще доказал, что микроорганизмы не возникают самопроизволь-но. Он доказал, что заразные болезни вызываются различны-ми микробами. Пастером были приготовлены вакцины против бешенства и сибирской язвы. Ценковский Л. С. показал на близость бактерий с сине-зелеными водорослями.

Разработка методов выращивания микробов на различных твердых пита-тельных средах связана с именем немецкого врача Р. Коха (1843—1910 г.), который открыл бациллу сибирской язвы, холерный вибрион и туберкулёзную палочку. После работ Л. Пастера и Р. Коха микро-биология разбилась на ряд более узких специальностей. Вы-деляются общая, сельскохозяйственная, техническая, ветери-нарная и медицинская микробиология.

Большую роль в развитии общей и почвенной микро-биологии сыграли работы С. Н. Виноградского и В. Л. Омелянского. С. Н. Виноградским был установлен факт усвоения углекислоты бесхлорофильными микроорганизмами, т. е. спо-собность строить свое тело всецело за счет усвоения неорга-нических веществ. Он доказал существование анаэробных азотфиксирующих бактерий; положил начало изучению мик-роорганизмов, населяющих почву. В. Л. Омелянский вскрыл микробиологическую приро-ду процесса анаэробного разложения клетчатки. Из исследователей в области медицинской микробио-логии следует отметить Д. К.Заболотного, известного своими работами по изучению возбудителей холеры и чумы.

Советские микробиологи много сделали по выработке мер профилактики инфекционных заболеваний. Много сдела-но в области изучения вопросов общей микробиологии и в применении микроорганизмов в промышленности и в сельском хозяйстве. Микробы широко и пользуются для получения спирта, ацетона, лимонной кислоты, дрожжей, для полу-чения антибиотиков. В сельском хозяйстве используются бак-териальные удобрения, повышающие урожай сельскохозяйственных культур.

Основная часть

2. Строение и жизнедеятельность бактерий.

Бактерии - это мельчайшие прокариотические организмы, имеющие клеточное строение. По причине микроскопических размеров клеток от 0,1 до 10—30 мкм бактерии

По форме и особенностям объединения клеток различают несколько морфологических групп бактерий: шаровидные (кокки), прямые палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спирально изогнутые (спириллы) и др. Кокки, сцепленные попарно, получили название диплококки, соединенные в виде цепочки — стрептококки, в виде гроздей — стафилококки и др. Реже встречаются нитчатые формы.

Строение клетки. Клеточная стенка придает бактериальной клетке определенную форму, защищает ее содержимое от воздействия неблагоприятных условий среды и выполняет ряд других функций. Основу клеточной стенки бактерий (как и всех прокариот) составляет особое вещество — муреин (полисахарид в соединении с несколькими аминокислотами). Многие виды бактерий окружены слизистой капсулой, которая служит дополнительной защитой для клеток.

Способ расположения жгутиков является одним из характерных признаков при классификации подвижных форм бактерий.

Плазматическая мембрана по структуре и функциям не отличается от мембраны эукариотической клетки. У некоторых бактерий плазмалемма способна образовывать впячивания внутрь цитоплазмы, называемые мезосомами. На складчатых мембранах мезосом находятся окислительно-восстановительные ферменты, а у фотосинтезирующих бактерий — и соответствующие пигменты (в том числе бактериохлорофилл), благодаря чему мезосомы способны выполнять функции митохондрий, хлоропластов и других органелл, а также участвовать в фиксации азота.

В цитоплазме имеется около 20 тыс. рибосом и одна крупная кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, длина которой в 700 или тысячу раз превышает длину самой клетки. Кроме того, у большинства видов бактерий в цитоплазме имеются еще и мелкие кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Мембранные структуры (органеллы), характерные для эукариотических клеток, у бактерий отсутствуют.

У ряда водных и почвенных бактерий, лишенных жгутиков, в цитоплазме имеются газовые вакуоли. Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на ее поверхность, а почвенные — передвигаться в капиллярах почвы. Запасные вещества бактериальной клетки — это полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, полифосфаты, сера.

Формы бактериальной клетки.

Шаровидные виды - кокки . В форме спирали - спириллы. Палочковидныебактерии - бациллы .

Питание бактерий.

По типу питания бактерии делят на две группы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества из неорганических. В зависимости от того, какую энергию используют автотрофы для синтеза органических веществ, различают фото- (зеленые и пурпурные серобактерии) и хемосинтезирующие бактерии (нитрифицирующие, железобактерии, бесцветные серобактерии и др.). Гетеротрофные бактерии питаются готовыми органическими веществами отмерших остатков: (сапротрофы) или живых растений, животных и человека (симбионты).

К сапротрофам относятся бактерии гниения и брожения. Первые расщепляют азотсодержащие соединения, вторые — углеродосодержащие. В обоих случаях выделяется энергия, необходимая для их жизнедеятельности.

Размножение. Бактерии размножаются путем простого бинарного деления клетки. Этому предшествует самоудвоение (репликация) молекулы ДНК. Почкование встречается как исключение.

При образовании спор в бактериальной клетке уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность, протопласт сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. Споры обеспечивают возможность переносить неблагоприятные условия. Они выдерживают длительное высыхание, нагревание свыше 100°С и охлаждение почти до абсолютного нуля. В обычном же состоянии бактерии неустойчивы при высушивании, воздействии прямых солнечных лучей, повышении температуры до 65—80°С и т. д; В благоприятных условиях споры набухают, образуя новую клетку бактерий.

Несмотря на постоянную гибель бактерий (поедание их простейшими, действие высоких и низких температур и других неблагоприятных факторов), эти примитивные организмы сохранились с древнейших времен благодаря способности к быстрому размножению (клетка может делиться через каждые 20—-30 мин), образованию спор, чрезвычайно устойчивых к факторам внешней среды, и их повсеместному распространению.

Цианобактерии.

Мы познакомимся с бактериями - «травами». Чуть-чуть влаги, воздуха и солнца - вот почти всё, что им нужно для жизни. Да и выглядят эти бактерии не совсем обычно. Настолько необычно, что учёные долгое время считали их …водорослями! Но исследования показали, что у этих «водорослей» нет ядра, и стало быть, их нужно относить к бактериям - прокариотам. Из-за сине-зелёного цвета их назвали цианобактериями (cyanus по гречески «голубой»).

Цианобактерии обитают в самых различных местах. Представьте себе бесплодную скалу. Изо дня в день они «отгрызают» от камня мельчайшие крупинки. Камень покрывается трещинками, в которые могут запустить корни растения, и со временем рассыпаются на песчинки. А начало этому положили цианобактерии.

У вас «зацвёл» аквариум? В нём появились тёмно-зелёные хлопья или налёт на стенках? Тревожный знак! В аквариуме появились цианобактерии. Некоторые цианобактерии выделяют в воду ядовитые для рыб вещества. Процессы фотосинтеза у цианобактерий и эукариотных организмов осуществляются сходным образом. Основным запасным углеводом у них является гликоген.

3. Значение бактерий в биосфере и народном хозяйстве.

Роль бактерий в биосфере велика. Благодаря их жизнедеятельности происходит разложение и минерализация органических веществ отмерших растений и животных. Образовавшиеся при этом простые неорганические соединения (аммиак, сероводород, углекислый газ и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ, без которого была бы невозможна жизнь на Земле. Бактерии вместе с грибами и лишайниками разрушают горные породы, участвуя тем самым в начальных стадиях почвообразовательных процессов.

Особую роль в природе играют бактерии, способные связывать свободный молекулярный азот, недоступный для высших растений. К этой группе относятся свободноживущий азотобактер и клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых растений. Проникая через корневой волосок в корень, они вызывают сильное разрастание клеток корня, имеющее форму клубеньков. На первых порах бактерии живут за счет растения, а затем начинают фиксировать азот с последующим образованием аммиака, а из него — нитритов и нитратов. Образовавшихся азотистых веществ достаточно и для бактерий, и для растений. Кроме того, часть нитритов и нитратов выделяется в почву, повышая ее плодородие. Количество фиксируемого азота клубеньковыми бактериями может достигать 450—550 кг/га в год.

Бактерии играют положительную роль в хозяйственной деятельности человека. Молочнокислые бактерии используются в приготовлении разнообразных молочных продуктов (сметаны, простокваши, масла, сыра и др.). Они же способствуют консервированию продуктов. Бактерии широко используются в современной биотехнологии для промышленного получения молочной, масляной, уксусной и пропионовой кислот, ацетона, бутилового спирта и т. д. В процессе их жизнедеятельности образуются биологически активные вещества — антибиотики, витамины, аминокислоты. Наконец, бактерии являются объектом для исследований в области генетики, биохимии, биофизики, космической биологии и др.

Отрицательная роль принадлежит болезнетворным, или патогенным, бактериям. Они способны проникать в ткани растений, животных и человека и выделять при этом вещества, угнетающие защитные силы организма. Такие болезнетворные бактерии, как возбудитель чумы, туляремии, сибирской язвы, пневмококки в организме животных и человека устойчивы против фагоцитоза и антител. Известен целый ряд других болезней человека бактериального происхождения, которые передаются воздушно-капельным путем (бактериальная пневмония, туберкулез, коклюш), через пищу и воду (брюшной тиф, дизентерия, бруцеллез, холера), при половом контакте (гонорея, сифилис и др.).

Бактерии могут поражать и растения, вызывая у них так называемые бактериозы (пятнистость, увядание, ожоги, мокрые гнили, опухоли и др.). Бактериозы довольно часто встречаются у картофеля, томатов, капусты, огурцов, свеклы, бобовых культур, плодовых деревьев.

Сапротрофные бактерии вызывают порчу продуктов питания. При этом наряду с выделением углекислого газа, аммиака и энергии, избыток которой вызывает нагревание субстрата (например, навоза, влажного сена и зерна) вплоть до его самовоспламенения, происходит образование и ядовитых веществ. Поэтому для предотвращения порчи пищевых продуктов человек создает условия, при которых бактерии в значительной мере теряют способность к быстрому размножению, а иногда и погибают.

В организме человека живут лактобактерии и бифидобактерии. Они появляются в нашем организме с первых младенческих лет и остаются в нем навсегда, дополняя друг друга и решая серьезные проблемы. Лактобактерии и бифидобактерии вступают в сложные реакции с другими микроорганизмами, с легкостью подавляют гнилостные и патогенные микробы. В результате образуется молочная кислота, перекись водорода - это природные внутренние антибиотики. Таким образом, лактобактерии поднимают, восстанавливают защитные силы организма и укрепляют иммунитет.

Полезные функции лактобактерий впервые заметил русский ученый Илья Ильич Мечников. Идея использовать кисломолочные продукты для нормализации биохимических процессов в кишечнике и питания организма в целом, принадлежит ему.

Бактерии вызывают порчу продуктов питания. Поэтому для предотвращения порчи пищевых продуктов человек создает условия, при которых бактерии в значительной мере теряют способность к быстрому размножению, а иногда и погибают. Широко распространенными методами борьбы с бактериями являются: высушивание плодов, грибов, мяса, рыбы, зерна; их охлаждение и замораживание в холодильниках и ледниках; маринование продуктов в уксусной кислоте; засолка. При засолке огурцов, помидоров, грибов, квашении капусты за счет деятельности молочнокислых бактерий создается кислая среда, угнетающая развитие бактерий. На этом основано консервирование продуктов питания. Для уничтожения бактерий и сохранения продуктов применяется метод пастеризации —нагревание до 65°С в течение 10—20 мин и метод стерилизации — кипячение. Высокая температура вызывает гибель всех бактериальных клеток. Помимо этого в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве для дезинфекции, т. е. для уничтожения патогенных бактерий, используются йод, перекись водорода, борная кислота, марганцовокислый калий, спирт, формалин и другие неорганические и органические вещества.

Изучив различные источники, я убедилась, что все материалы подтверждают гипотезу моего проекта о том, что бактерии могут быть как вредными для человека, так и полезными.

Практическая работа

Мини - исследование

Получив информацию о том, что бактерии бывают вредными и полезными, мне стало интересно на них посмотреть. Для этого я решила провести эксперимент.

Описание эксперимента.

Для того, чтобы создать питательную среду для размножения бактерий, я взяла кастрюлю, поставила ее на плиту и довела воду до кипения. Добавила в воду бульонный кубик и ложку сахара. Прокипятила эту смесь в течение нескольких минут. Сняла кастрюльку с огня и дала ей остыть. Бульон я принесла в класс. В каждый из приготовленных ранее сосудов налила одинаковое коли-чество бульона. Затем в один из сосудов кашлянула, в другой сунула свой палец, а третий сосуд не трогала.

Наклейкой «Не пить!» на каждом сосуде предупредила всех, что идет эксперимент. Обернула сосуды пластиковой пленкой и поставила их в теплое место так, чтобы они никому не мешали.

Через некоторое время проверила, что происходит с бульоном. Жидкость в сосудах помутнела и стала издавать неприятный запах, что является подтверждением того, что в ней находятся бактерии.

После этого я взяла несколько капель жидкости и попыталась рассмотреть бактерии с помощью увеличительного прибора - лупы. Но это не привело к положительному результату - бактерий я не увидела. Тогда я решила прибегнуть к помощи другого прибора - светового микроскопа.

При двухсоткратном увеличении мне удалось рассмотреть бактерии во всех ёмкостях. Я обратила внимание на то, что больше всего бактерий было в сосуде, в который я опускала палец. Это ещё раз подтверждает тот факт, что на наших руках обитают бактерии. А меньше всего бактерий было в третьем сосуде. Хочется отметить, что меня удивило небольшое количество бактерий во всех ёмкостях, хотя они находились в тёплом месте несколько недель. Я думаю, что это связано с наличием в бульонном кубике консервантов (веществ, которые позволяют продуктам не портиться долгое время).

«Обнаружение кисломолочных бактерий, и изучение их свойств»

Впервые о пользе кисломолочных продуктов заговорили в начале ХХ века, когда Илья Мечников (русский биолог, лауреат Нобелевской премии) рассказал миру о благоприятных свойствах этого продукта. В ходе своих исследований Мечников выяснил, что в нашем желудочно-кишечном тракте, как и в кисломолочных продуктах, содержатся живые микроорганизмы. Они то и помогают желудку успешно функционировать.

Цель: обнаружить молочнокислые бактерии, изучить их свойства.

Оборудование и материалы : микроскоп,предметные стёкла, покровные стёкла, пробирки, кефир, простокваша, гнилой картофель, спирт, метиловая синька.

Ход работы.

Исследую кисломолочные продукты. Для этого необходимо приготовить мазки простокваши, ке-фира. На воздушно сухой мазок наливаю спирт и выдерживаю 1—2минуты.

Окрашиваю метиленовой синькой. Пре-параты рассматриваю с иммерсионным объективом. В маз-ке из простокваши будут видны диплококки, в кефире—палочки и дрожжи.

Опыт 1. Порча молока гнилостными микробами. В пробирку с молоком прибавляю несколько капель жидкости из гнилого картофеля и оставляю в теплом месте на 10—12 часов. В результате развития гнилостных бактерий белок молока начнет растворяться и через 1—2 дня полностью растворится с выделением дурно пахнущих газов.

Опыт 2. Предохранение молока от порчи молочнокис-лыми бактериями. В пробирку с молоком вношу гнилостные и молочно-кислые бактерии. В качестве источника молочнокислых бак-терии можно взять 1—2 мл кефира. Развитие молочнокислых бактерий обеспечивает образование в молоке молочной кис-лоты, которая подавляет развитие гнилостных бактерий. В пробирке получается нормальный сгусток молока.

Вывод: Кисломолочные продукты содержат три основных вида полезных бактерий: бифидобактерии, лактобактерии и энтеробактерии. Когда мы здоровы, в состав микрофлоры кишечника входят пробиотические молочнокислые бактерии. Это именно благодаря их работе всем прочим микроорганизмам, проживающим в нашем желудочно-кишечном тракте, удается не только мирно сосуществовать друг с другом, но и эффективно работать нам на пользу.

Проведение опроса

После того, как я познакомилась с информацией о бактериях и провела собственное мини - исследование, мне стало интересно узнать, насколько ребята, которые учатся вместе со мной, владеют этой информацией.

С этой целью вместе с классным руководителем мы составили опрос-анкету. Были опрошены 24 учащихся нашего класса.

В опрос были включены вопросы о бактериях и их значении в жизни человека (см. Приложение)

Проанализировав результаты, я узнала, что:

знают о существовании бактерий - 100% учащихся;

знают, что бактерии могут вызывать различные заболевания человека - 100 % учащихся;

95, 8 % учащихся знают, что не все бактерии вредны для человека;

100 % , т.е. все ученики знают, что в организме человека живут бактерии, 75 % считают, что они помогают переваривать пищу и восстанавливают защитные силы организма;

многие ребята знают, что человек использует бактерии в хозяйственной деятельности.

Интересные факты о бактериях.

Ученые открыли структуру упаковки светочувствительных молекул зеленых бактерий, помогающую организмам чрезвычайно эффективно перерабатывать солнечный свет в химическую энергию, необходимую им для жизни. Открытие может в будущем привести к созданию нового поколения солнечных батарей, считают авторы исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Зеленые бактерии, ставшие предметом исследования ученых, используют энергию света для переработки соединений серы или железа, подобно тому, как растения используют солнечный свет в фотосинтезе. При этом организмы вынуждены довольствоваться очень ограниченным количеством солнечного света, так как живут они в водах горячих гидротермальных источников или в морях на глубине более 100 метров.

Японские специалисты создали первый в мире микродвигатель, который приводится в действие бактериями. Его главный вращающийся компонент имеет диаметр 20 миллионных метра.

Бактерия и бацилла - это одно и то же. Первое слово - греческого происхождения, а второе - латинского.

Существуют бактерии, которые помогают чистить зубы. Ученые из шведского Каролинского института скрестили эти бактерии с обычными йогуртовыми и теперь пытаются сделать трансгенный йогурт, который позволит нам не чистить зубы.

Общий вес бактерий, живущих в организме человека, составляет 2 килограмма.

Во рту человека около 40 000 бактерий. Во время поцелуя от одного человека другому передается 278 различных культур бактерий. К счастью, 95 процентов из них не представляют опасности.

Вывод

Роль прокариот в природе и жизни человека огромна. Бактерии, обитая практически во всех средах, часто определяют различные процессы, происходящие в природе. Первыми обитателями Земли были бактерии. Первые бактерии возникли на земле более 3 миллиардов лет назад.

Благодаря воздействию бактерий внешний облик и химический состав оболочек Земли изменился, и благодаря этому стало возможно появление других форм жизни (например, растений). Благодаря бактериям стала развиваться живая оболочка Земли - биосфера. Бактерии, вышедшие на сушу раньше растений, участвовали в почвообразовании и создали условия для выхода растений на сушу. В настоящее время роль бактерий также очень велика.

1. Почвенные бактерии - бактерии гниения. Они перерабатывают мертвое органическое вещество. Если бы не было этих бактерий, то поверхность земли покрылась бы толстым слоем останков погибших организмов. Круговорот веществ в природе обеспечивают именно эти бактерии. Разлагают мертвые останки до минеральных солей, которые усваиваются растениями.

2. Азотфиксирующие бактерии. Поселяются на корнях бобовых культур (гороха, люцерны) и усваивают азот из воздуха, тем самым обогащают почву этим элементом, необходимым для роста растений.

3. Молочнокислые - используют для приготовления сметаны, кефира, ряженки, сыра, квашеной капусты, а также для производства силоса.

4. Кишечная палочка - спутник человека. Обитает в кишечнике, помогает расщеплять молочный сахар и вырабатывать витамины.

5. Болезнетворные бактерии - являются возбудителями многих заболеваний таких как: туберкулез, чума, дизентерия, столбняк.

6. Любуясь голубыми язычками пламени на вашей газовой плите, вспомните о мельчайших тружениках, которые сделали для вас природный газ. Это метанобактерии , они перерабатывают донные остатки, в результате чего образуется болотный газ - метан, который мы используем в быту.

7. Биотехнология, генная инженерия - отрасль современной биологии, где без бактерий тоже не обойтись. Встраивая нужные гены в ядерное вещество бактерий, ученые заставляют производить их инсулин - препарат, применяемый при лечении сахарного диабета.

Заключение

Выносим вердикт - бактерии жить, т.к. без нее многие процессы остановятся, и нарушается экологическое равновесие.

Ах, эта среда обитания!Все связанны между собойОбменом, цепями питания, Составом, структурой, судьбой…

В чащобах, и в грядах, и в весях, Где дышит и движется жизнь,Да будет всегда равновесие!Его потревожить страшись!

Список литературы.

А.Г. Еленевский, М. А.Биология. Растения, грибы, бактерии. Дрофа, 2001 г

Биология 6 класс. Поурочные планы по учебнику И.Н.Пономарёрой. Автор -составитель Г.В. Чередникова. Волгоград. «Учитель» 2008г. Стр.144-146

Биология 10-11 класс. Поурочные планы по учеб В.И.Сивоглазова. Автор -составитель Т.В.Зарудняя. Волгоград. «Учитель» 2008г. Стр.70-71

Общая биология. 9 класс.В.Б. Захаров, А.Г. Мустафин, Москва. Просвещение 2003г.стр. 44 - 46.

otherreferat s.allbest.ru›Биология и естествознание›00000073.html

ru.wikipedia.org›wiki/Бактерии

krugosvet.ru›enc/nauka_i_tehnika…BAKTERII .html

bigpi.biysk.ru›encicl/articles/00/1000056/…

slovari.yandex.ru›БСЭ›Бактерии

bril2002.narod.ru›b11.html

vokrugsveta.ru›Телеграф›pulse/501

mikroby-parazity.ru›index.php…

Приложение

Разнообразие бактерий

Получив достаточно информации о мире микроорганизмов, мне стало интересно на них посмотреть, и увидеть, на конкретных примерах, как они работают (Приложение 3 ).

Для этого я решила провести ряд экспериментов. Быстрее всего дождаться результата, оказалось, от деятельности дрожжей.

Полезное применение микроорганизмов на примере дрожжей.

Замесила две порции теста: одна порция дрожжевого, другая без добавления дрожжей и испекла булочки.

через 20 минут дрожжевое тесто стало подниматься, т.е. началась работа микроорганизмов, а обычное тесто осталось без изменения. Пирожки из дрожжевого теста получилась пышными, мягкими и вкусными, а булочки из теста без добавления дрожжей получились тяжелые и плоские.

Вывод: дрожжи вырабатывают углекислый газ, в результате этого тесто «растет» поднимается, становится пышным.

Наблюдение за молоком (опыт взят из моего прошлогоднего проекта!).

Я поставила два стакана с молоком в холодильник, и два стакана оставила на сутки на батарее (по одному стакану с пастеризованным и кипяченым молоком).

пастеризованное молоко на батарее скисло на второй день, на третий день скисло кипяченое молоко на батарее, затем на седьмой день скисло пастеризованное молоко в холодильнике, на девятый день скисло кипяченое молоко в холодильнике! (Таблица 1).

Приложение 3. Таблица 1

Наблюдение за молоком
(Опыт 2)

Вывод: бактерии гниения испортили молоко, а бактерии молочнокислого брожения превратили его в простоквашу, которую можно употреблять в пищу. В холодильнике дольше хранится кипяченое молоко, а быстрее скисает пастеризованное.

Я увидела, как действуют молочные микроорганизмы.

Получение сметаны из сливок.

Взяла сливки и поставила их в теплое место.

через день получила сметану, даже не взбивая.

Вывод: сливки быстро скисают в теплом месте в открытой емкости.

Таким образом, я убедилась, что «полезные» микроорганизмы помогают сделать многие продукты вкусными и полезными!

Определение микроорганизмов при наличии консервантов в питательной среде.

Я создала питательную среду для размножения бактерий (сварила «живой бульон» и бульон из куриного кубика «Knor», добавила в него сахар). Разлила по четырем пробиркам. Пробирки пометила цветом, и пронумеровала. Первую (синюю и красную) пробирку оставила чистой, а во вторую (синюю и красную) опустила палец. Все пробирки закрыла крышкой, и поставила в теплое место (Таблица 2 ).

Таблица 2

Определение микроорганизмов
при наличии консервантов в питательной среде
(Опыт 4)

Дата (период появления микро-организмов)	Маркированная проба с питательной средой (описание)
	1	2		1		2
	Бульон «Knor» (синий)	«Живой» бульон (синий)		Бульон «Knor» (красный), палец		«Живой» бульон (красный), палец
08.01.2017 – 10.01.2017 (2 дня)	помутнение бульона
08.01.2017 – 11.01.2017 (3 дня)	появился неприятный запах
08.01.2017 – 12.01.2017 (4 дня)	появилась пена		появился незначительный осадок	появились пятна плесени	появился осадок
08.01.2017 – 13.01.2017 (4 дня)	-		-	пятна плесени увеличились в диаметре
08.01.2017 – 16.01.2017 (7 дней)	-		количество осадка увеличилось	пятна плесени продолжают расти	увеличение осадка в два раза

через два дня жидкость в сосудах помутнела, через 3 дня стала издавать неприятный запах. Я обратила внимание на то, что на четвертый день во всех образцах с «живым» бульоном появился осадок, причем в образце с опущенным пальцем осадка оказалось больше.

В пробирках с бульоном из кубика изменения начали происходить на поверхностной пленке каждого из образцов, но в образце с опущенным пальцем на поверхности начала образовываться плесень.

Получается, что микроорганизмы присутствуют во всех четырех пробах, но в разном количестве (это еще раз подтверждает тот факт, что на наших руках обитают бактерии), однако в пробирках с опущенным пальцем процесс размножения микроорганизмов происходит в несколько раз быстрее.

После этого я взяла несколько капель жидкости из пробирок и попыталась рассмотреть их под микроскопом, насколько это оказалось возможным. В образцах с «живым» и «неживым» бульоном были обнаружены разные виды микроорганизмов.

Вывод: во всех образцах подтвердился факт наличия в жидкости микроорганизмов. Странным мне показался факт размножения микроорганизмов в среде с консервантом. Ведь считается, что в таких условиях микроорганизмы не должны выживать, консервант их должен убивать. Объяснить такое поведение микроорганизмов я могу лишь истечением срока годности бульонного кубика, ведь врачи не рекомендуют употреблять продукты питания после истечения срока годности!

Определение благоприятных условий для развития и размножения бактерий.

Взяла два кусочка хлеба и поместила их в плотно закрытые полиэтиленовые пакеты. Один положила в холодильник, другой – в теплое место, на подоконник, где всегда солнышко.

через три дня я заметила, что на пакете, с опытным образцом, который находился в тепле, выступили капли воды, а еще через день стали образовываться пятна плесени (Таблица 3 ).

Таблица 3

Наблюдение за хлебом
(Опыт 5)

Вывод: на корочке хлеба появилась плесень – мукор . Микроорганизмы вызывают порчу продуктов! Плесень может развиваться только в теплом и влажном месте, особенно богатом питательными веществами, а сухость воздуха и низкая температура являются главными препятствиями для развития плесени.

Следовательно, с большой долей вероятности можно предположить, что и «плохие» микроорганизмы предпочитают развиваться в теплой влажной среде.

Наличие микроорганизмов на немытых и мытых руках.

В две чистые чашки положила питательную среду: вымытый клубень картофеля очистила, разрезала пополам, и вымочила 2-3 ч. в растворе соды (1 ч.л./500 мл. воды), затем сварила его и разрезала на лом-тики. Прикоснулась немытыми руками к одному пласту картофеля, а затем мытыми к другому. Закрыла чашки крышками, и поставила в темное теплое место на 4 дня.

через четыре дня на ломтике картофеля, к которому прикасалась грязными руками, вы-росли бактерии (Таблица 4 ).

Таблица 4

Наличие микроорганизмов на немытых и мытых руках
(Опыт 6)

№ пробы	Наименование исследуемого объекта	1 день (02.01.2017)	3 день (04.01.2017)	5 день (06.01.2017)
1	Ломтик картофеля (чистые руки)	-	при взаимодействии пигмента с щелочью (мыло) образуется оранжево-желтая окраска, поэтому на данном образце появился налет желтого цвета, а красного пигмента не обнаружено	-
2	Ломтик картофеля (грязные руки)	-	появились пятна желто-оранжевого цвета (кокки), и красный пигмент характерный для крахмалсодержащих продуктов продигиозин , который вырабатывают бактерии «чудесной крови», не патогенны, но продукты их жизнедеятельности являются токсичными	пятна плесени стали крупнее и ярче

Вывод: микроорганизмы не любят чистоту, мыло их убивает!

Наличие микроорганизмов на предметах.

Взяла ватной палочкой пробу с перил лестничной клетки своего подъезда. Образец поместила в пробирку с питательной средой («живой» бульон), и убрала в теплое, темное место.

через один день произошло изменение цвета, что говорит о присутствии вредных бактерий, а через три дня выпал белый творожистый осадок - колонии бактерий (Таблица 5 ).

Таблица 5

Наличие микроорганизмов на предметах
(Опыт 7)

Вывод: на предметах вокруг нас очень много различных микроорганизмов, не всегда полезных, поэтому необходимо мыть руки!

Проделанные опыты подтверждают факт существования вокруг нас огромного количества различных микроорганизмов, которые, к сожалению, не всегда бывают «хорошими».

Подвижность бактерий может обеспечиваться различным образом. У большинства активно передвигающихся, плавающих бактерий движение обусловлено вращением жгутиков. Двигаться без жгутиков способны скользящие бактерии (к которым относятся миксобактерии, цианобактерии и некоторые другие группы) и спирохеты. О механизмах их движения будет сказано при рассмотрении соответствующих групп бактерий. Расположение жгутиков.Расположение жгутиков у подвижных эубактерий - это признак, характерный для определенных групп, поэтому оно имеет таксономическое значение. У палочковидных бактерий жгутики могут прикрепляться полярноили латерально(рис. 2.34). Среди бактерий с монополярным жгутикованием лишь немногие снабжены только одним, но зато особенно толстым жгутиком - это монотрихи (Vibrio metschnikovii, рис. 2.35; Caulobacter sp.). У многих бактерий с монополярным и биполярным жгутикованием одиночный по виду жгутик в действительности представляет собой пучок из 2-50 жгутиков (политрихи). Монополярно-политрихальное расположение жгутиков называют также лофотрихальным(как у Pseudomonas, Chromatium), а биполярно-политрихальное - амфитрихальным (у Spirillum). У Selenomonas имеется один пучок жгутиков, прикрепленный сбоку (рис. 2.36,2>). При перитрихальномрасположении (как у Enterobacteriaceae, Bacillaceae и не которых других бактерий) жгутики располагаются по бокам клетки или на всей поверхности (рис. 2.36,4).


Выявление жгутиков.Рассмотреть жгутик (или пучок жгутиков) в проходящем свете или в условиях фазового контраста удается только у немногих бактерий, например у Chromatium okenii, Bdellovibrio,Thiospirillum (рис. 2.37). У многих других бактерий (Pseudomonas, Spirillum и др.) жгутик и зону его биения можно увидеть только в темном поле. Легче всего выявлять жгутики путем нанесения на них красителя или металла, а также с помощью электронного микроскопа. Функции жгутиков.У большинства бактерий с полярным расположением жгутиков последние действуют подобно корабельному винту и проталкивают клетку в окружающей жидкой среде. Жгутик представляет собой спирально извитую нить, приводимую во вращательное движение «мотором», находящимся в месте ее прикрепления в плазматической мембране. Для перемещения клетки может служить одиночный жгутик или пучок жгутиков. Жгутики вращаются сравнительно быстро; например, у спирилл они совершают около 3000 оборотов в минуту, что близко к скорости среднего электромотора. Вращение жгутиков приводит к тому, что тело клетки вращается примерно с 1/3 этой скорости в противоположном направлении. Жгутики могут спонтанно или в ответ на внешний стимул изменять направление вращения (рис. 2.34). У некоторых бактерий с полярным расположением жгутиков это приводит к тому, что клетка начинает двигаться вспять. Когда у Chromatium okenii в ответ на вспышку света направление вращения жгутиков меняется, пучок жгутиков превращается в тянущее приспособление; при этом назад клетка перемещается в четыре раза медленнее, чем вперед, и ее движение становится «кувыркающимся». У Thiospirillum jenense - гигантской фототрофной спириллы - единственный полярный пучок жгутиков при обратном движении бьется уже не впереди клетки: пространство биения жгутиков теперь охватывает клетку с боков: оно как бы вывернуто наизнанку (подобно вывернутому ветром зонту). У спирилл с амфитрихальным расположением жгутиков в таком положении находится, смотря по обстоятельствам, то один, то другой пучок. Перитрихально расположенные жгутики Escherichia coli работают как один хорошо скоординированный спиральный пучок и проталкивают клетку через среду. В тех случаях, когда направление вращения от­дельных жгутиков меняется, клетка начинает «кувыркаться». По-видимому, перитрихально расположенные жгутики не могут служить тянущим приспособлением. Бактерии, снабженные жгутиками, могут передвигаться очень быстро: Bacillus megaterium со скоростью 1,6 мм/мин, Vibrio cholerae - 12 мм/мин. Это соответствует примерно от 300 до 3000 длин тела в минуту. Тонкое строение жгутиков.Жгутики представляют собой спирально закрученные нити. У разных бактерий они различаются по своей толщине (12-18 нм), длине (до 20 мкм), а также по длине и амплитуде витка. Эти параметры характерны для каждого вида. У некоторых бактерий могут образовываться жгутики разных типов. Нити жгутиков состоят из специфического белка флагеллина. Они построены из субъединиц с относительно малой молекулярной массой. Субьединицы располагаются по спирали вокруг внутреннего свободного пространства (подобно белковым молекулам в вирусе табачной мозаики). Таким образом, структура жгутика определяется свойствами белковых субъединиц. Жгутик состоит из трех частей - описанной выше спиральной нити, «крюка» вблизи поверхности клетки и базального тельца. С помощью базального тельца жгутик закреплен в плазматической мембране и в клеточной стенке (рис. 2.38). Оно состоит из центрального стержня, на котором у грам-отрицательных бактерий находятся две пары колец. Наружная пара (кольца L и Р) расположены на уровне наружного и внутреннего слоев клеточной стенки, а внутренняя пара (кольца S и М) - на уровне наружного слоя плазматической мембраны. Так как у грам-положительных бактерий наружная пара колец отсутствует, полагают, что для вращения жгутиков необходима только внутренняя пара. Можно представить себе, что кольцо М действует как приводной диск, а кольцо S играет роль подшипника на внутренней поверхности пептидогликанового слоя. Молекулярный механизм вращательного «мотора» жгутика пока не выяснен.
О- и Н-аитигены.Proteus vulgaris часто распространяется по всей поверхности агара в виде тонкого серого налета (Н-форма, от нем. Hauch - налет). Такое «роение» объясняется большой подвижностью клеток. Некоторые штаммы налета не образуют (О-форма, от нем. ohne Hauch - без налета). Эти штаммы неподвижны, они лишены жгутиков. Отсюда ведет свое начало обычная терминология, принятая в бакте­риальной серодиагностике; антигены поверхности или вообще тела клетки (соматические) называют О-антигенами, а антигены жгутиков - Н-антигенами. Фимбрии и пили.Поверхность некоторых бактерий покрыта большим числом (от 10 до нескольких тысяч) длинных, тонких прямых нитей толщиной 3-25 нм и длиной до 12 мкм, называемых фимбриями или пилями. Они встречаются как у жгутиконосных видов, так и у форм, лишенных жгутиков. От них следует отличать половые пили, или пили типа F, которые были обнаружены у клеток - доноров Escherichia coli К 12, т.е. у штаммов, содержащих половой фактор F (F + , Hfr). Пили F встречаются только по одной или по две на клетку, они имеют вид полых белковых трубочек длиной от 0,5 до 10 мкм. Хемотаксис.Свободно передвигающиеся бактерии способны к таксисам - направленным движениям, определяемым внешними стимулами. В зависимости от факторов среды, вызывающих направленное движе­ние, говорят о хемотаксисе, аэротаксисе, фототаксисе и магнитотаксисе. Подвижные бактерии реагируют на химические раздражители - скапливаются в одних местах, а других мест избегают. Такая реакция свободно передвигающихся организмов называется хемотаксисом. Скопления бактерий образуются под действием химических факторов следующим образом (рис. 2.39). У форм с перитрихальными жгутиками возможны только два типа двигательного поведения: прямолинейное движение и кувыркание. Последнее прерывает прямолинейную пробежку и изменяет направление пути. Когда бактерия оказывается в среде с градиентом концентрации «привлекающего» ее субстрата (аттрактанта), ее прямолинейное движение длится многие секунды, если она плывет по направлению к оптимальной его концентрации; однако такое движение через несколько секунд прекратится, если бактерия плывет в противоположном направлении. Хотя направление прямолинейного движения после кувыркания оказывается совершенно случайным, тем не менее зависимость длительности такого движения от его направления приводит в конечном результате к накоплению бактерий в области оптимальной концентрации субстрата. За чувствительность к химическому стимулу и за реагирование на него ответственны хеморецепторы. В ряде случаев эти хеморецепторы действуют независимо от способности бактерий утилизировать данный субстрат. Например, некоторые мутанты продолжают совершенно нормально реагировать на определенное питательное вещество, хотя и потеряли способность его использовать.
Аэротаксис.У подвижных бактерий можно определить тип метаболизма (аэробный или анаэробный) по их аэротаксическим движениям и скоплению на определенных расстояниях от края покровного стекла. В слое бактерий, помещенных между предметным и покровным стеклами, аэрофильные бактерии скапливаются у края покровного стекла или в непосредственной близости от оказавшихся в препарате пузырьков воздуха; это указывает на их потребность в аэробных условиях и на то, что необходимую энергию они получают за счет дыхания (рис. 2.40). Строго анаэробные бактерии будут скапливаться в центре. Микроаэрофильные бактерии, например некоторые псевдомонады и спириллы, будут держаться на определенном расстоянии от края. С помощью бактерий, проявляющих положительный аэротаксис, Энгельману удалось продемонстри­ровать выделение кислорода локально освещаемыми хлоропластами зеленой водоросли Spirogyra.
Фототаксис. Фототрофным пурпурным бактериям для получения энергии необходим свет. Не удивительно поэтому, что в результате фототаксиса они скапливаются в освещенном месте. Если выдержать в темноте препарат, в котором плотная суспензия клеток Chromatium будет равномерно распределена под покровным стеклом, а затем направить на него сфокусированный пучок света, то бактерии сосредоточатся в области светового пятна. Клетки, попавшие в это пятно случайно в результате своего беспорядочного движения, уже не могут его покинуть. Как только они попадут в темную зону, направление движения жгутиков мгновенно меняется на обратное и клетки возвращаются в освещенное место. Изменение работы жгутиков происходит так быстро, что эта реакция получила название «реакция испуга» (фоботаксис). Впрочем, для того чтобы вызвать такой ответ, достаточно даже небольшого различия в освещенности двух участков. Мелкие клетки Chromatium скапливаются уже в таком месте, где освещенность всего на 0,7% выше, чем в окружающей области. Таким образом, по своей чувствительности к световому контрасту они приближаются к сетчатке человеческого глаза (для которой соответствующий порог равен 0,4%). Магиитотаксис. Из поверхностных слоев донного ила пресноводных водоемов, а также морей были выделены бактерии (палочки, спириллы, кокки), способные ориентироваться в магнитном поле и перемещаться в направлении линий магнитного поля. Они содержат много железа (0,4% сухого вещества) в форме ферромагнитной окиси железа (магнетита), которая находится в гранулах (магнитосомах), расположенных около мест прикрепления жгутиков. Бактерии, выделенные в северном полушарии, «ищут» север; здесь линии магнитного поля проходят под углом около 70° к горизонту вниз, вглубь водоема. Магнитотаксическоё поведение направляет бактерии в глубину ила, где очень мало или вовсе нет кислорода. Так как магнитотаксические бактерии - анаэробы или микроаэрофилы, их реакция на магнитное поле понятна с точки зрения экологии. Такие клетки, завезенные в южное полушарие, в массе своей, конечно, погибнут; выживут лишь немногие «неправильно» поляризованные клетки, которые могут затем размножиться. Полярность, очевидно, генетически не зафиксирована.