Или как найти микроорганизмы

Мир невидимок вокруг нас или как поймать микробов

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

 «Новомарьясовская средняя общеобразовательная школа-интернат»

__________________________________________________________________

Мир «невидимок» вокруг нас или

как поймать микробов?

 Исследовательская работа

по биологии

Автор:ученик 3 классаМарьясов Александр Александрович

Руководитель:учитель химии и биологииСтрелавина Надежда Александровна

с. Новомарьясово

2017  

Оглавление

1. Введение…………………………………………………………………2
2. Мир «невидимок» вокруг нас или как поймать микробов……………3

1.   Многообразие микроорганизмов…………………………………………3
2.   Исследование сенного настоя ……………………………………………4
3.   Исследование йогурта ……………………………………………………4
4.   Исследование простокваши ………………………………………………5
5.   Исследование молока……. ………………………………………………5
6.   Исследование дрожжей ……………………………………….…………5

     III. Заключение…………………………………….………………….….……5

1. Список литературы……………………………………….….………….7

Приложение…………………………………………………………………….8

I. Введение

Проблема: И дома, и в школе нам постоянно напоминают о том, что необходимо чаще мыть руки, потому что вокруг микробы. Раньше я и представить себе не мог, что микробы обитают не только вокруг нас, но и внутри нас. Оказывается, существует огромный мир «невидимок».

Люди познакомились с этим удивительным миром невидимых невооруженным глазом существ только в XVII в.  Представителей этого мира называют «микробами» за их ничтожную величину (от греческого слова «микрос» – «маленький»).

Антони ванн Левенгук первым наблюдал бактерии и простейших под микроскопом собственного изготовления.[2].

Гипотеза: Я предположил, что, если на Земле существует столько много различных видов микроорганизмов, они не могут быть все одинаковыми. Следовательно, они должны принадлежать к разным группам микроорганизмов.

Цель моего исследования – изучение многообразия микроорганизмов.

Задачи:

• Найти  информацию о микроорганизмах в энциклопедиях и Интернете.
• Понаблюдать за различными микроорганизмами в разных средах и продуктах.
• Изучить особенности их внешнего строения и определить, к каким группам живых организмов они относятся.
• Определить благоприятные условия для развития различных микроорганизмов.
• Обобщить полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: различные среды обитания микроорганизмов.

Предмет исследования:  микроорганизмы.

Методы исследования:

• Изучение научно-популярной литературы по теме.
• Наблюдение под микроскопом.
• Исследование.  

II. Мир «невидимок» вокруг нас или как «поймать» микробов.

2.1. Многообразие микроорганизмов.

На Земле существует свыше триллиона различных видов микроорганизмов, что делает их самой доминирующей формой жизни на планете, которая намного опережает сравнительно небольшое разнообразие животных и растений.[5]

Микроорганизмы, которые я хотел рассмотреть под микроскопом, представлены в схеме 1.(Приложение 1).

К настоящему времени описано около 10 тыс. видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона. [2].

Бактерии появились примерно 3,5 млрд. лет назад, они были первыми живыми организмами на нашей планете. Со временем жизнь развивалась и усложнялась – появлялись новые, каждый раз более сложные формы организмов.

Бактерии все это время не стояли в стороне, напротив, они были важнейшей составляющей эволюционного процесса.

Именно они первыми выработали новые формы жизнеобеспечения, такие как дыхание, брожение, фотосинтез, а также нашли эффективные способы сосуществования практически с каждым живым существом. Исключением не стал и человек. [2].

Некоторые бактерии безвредны, а есть даже полезные. В организме человека, особенно в кишечнике, находится множество бактерий, приносящих пользу. Например, молочнокислые палочки или лактобациллы помогают организму человека переваривать пищу и защищают его от вредных микробов.

В организме человека могут размножаться и опасные бактерии. Они вырабатывают ядовитые вещества, которые называются токсинами. Именно они отравляют организм, и человек заболевает.

Например, стрептококки могут вызывать такие заболевания, как ангина, воспаление среднего уха и кожные инфекции. [1].

2.2. Исследование сенного настоя.

Опыт № 1. Я приготовил сенной настой и рассмотрел его под микроскопом. В начале эксперимента я увидел 45 микроорганизмов веретеновидной формы (предположительно инфузория туфелька и эвглена зеленая).

Количество микроорганизмов заметно увеличилось – их стало 134, а через две недели их стало почти в 4 раза больше (489).  

Эвглена и инфузория относятся к  одноклеточным животным. Они живут и развиваются в воде. Они могут переживать неблагоприятные условия где-нибудь, например,  на траве. [8].  Поэтому, в начале исследования их было мало, а потом при повышении температуры их стало все больше и больше. Значит, в воде и при комнатной температуре одноклеточные животные очень быстро размножаются. (Приложение 2)

2.3. Исследование йогурта.

Опыт № 2.  Затем я рассматривал под микроскопом йогурты. В первую очередь я рассматривал йогуртный продукт пастеризованный  «Нежный».

В нем могут присутствовать консерванты – вещества убивающие все микроорганизмы. Пастеризация – нагревание также убивает живые организмы).

Опыт № 3. Следующим продуктом был йогурт «Семёнишна». В этом йогурте я заметил движение бактерий, оно было едва заметным.  Посмотрев в микроскоп через 3 дня, я заметил, что активность бактерий заметно выросла. То, что я увидел, напоминало ручейки. Клетки имели овальную форму. (Приложение 3).

2.4. Исследование простокваши.

Опыт № 4. Далее я рассматривал под микроскопом простоквашу. Картина напоминала ту, что я наблюдал в предыдущем случае. Также было заметно движение микроорганизмов в виде ручейков, но немного быстрее. Клетки имели овальную форму. [3].

2.5. Исследование молока.

Опыт № 5. Затем я рассматривал молоко. В данном случае я увидел множество микроорганизмов, которые двигались достаточно быстро, но не «ручейками» как  в  йогурте «Семёнишна» и простокваше, а повсеместно. Клетки имели овальную форму. [3]. (Приложение 4).

В молоке и кисломолочных продуктах имеются лактобактерии палочковидной формы. [3]. Количество лактобактерий также увеличивается при комнатной температуре.

2.6. Исследование дрожжей.

Опыт № 6. Последним объектом были дрожжи. Их, казалось, были миллионы. Плотность гораздо выше, чем в молоке. Клетки имели овальную форму. Питательной средой для дрожжей являлась теплая вода с сахаром. (Приложение 5).

Таким образом, цель моего исследования – изучение многообразия микроорганизмов была почти достигнута. Я рассмотрел под микроскопом три группы микроорганизмов: одноклеточных животных, бактерии и грибы-дрожжи.

• Я нашел очень интересную информацию о микроорганизмах в энциклопедиях и Интернете.

• Понаблюдал за различными микроорганизмами в разных средах и продуктах. Увидел, как быстро размножаются микроорганизмы. И что для жизни каждого микроорганизма  необходима своя среда обитания. Самая благоприятная среда – это 20 – 25 градусов тепла.
• Изучил особенности их внешнего строения и определил, что наблюдаемые мною организмы относятся к животным, бактериям и грибам.

К сожалению, я еще не успел вырастить плесневелые грибы и рассмотреть их под микроскопом. А еще летом я хочу рассмотреть одноклеточные водоросли.

И также определить благоприятные условия для существования этих организмов.

А еще я понял, что ловить микробов совсем не нужно. Их кругом так много и они находятся везде. И среди микроорганизмов есть полезные, например лактобактерии и дрожжи, а есть и паразиты, которые вызывают множество болезней.

И от них надо защищать свой организм, то есть нужно всегда мыть руки с мылом, чтобы в твой организм не попала болезнетворная бактерия.

Список литературы.

1. Роджерс К. Микромир/ Пер. с англ. А. И. Кима – М.: РОСМЭН, 2015.- 48с.: ил.- (Детская энциклопедия).
2. Настольная энциклопедия современного школьника. – М.: «Махаон», 2016.
3. moloko.at.ua
4. probakterii.ru
5. ru.wikipedia.org
6. wildwildworld.net.ua
7. www.eco.nw.ru
8. www.zoodrug.ru

Приложение 1. Разнообразие микроорганизмов.

Схема 1

                                              Микроорганизмы

Грибы

Одноклеточные   растения

Одноклеточные       животные

Бактерии

Дрожжи                                                                                        Молочнокислые

      Плесневые         Водоросли         жгутиковые        инфузории  

                                                              Эвглена         Инфузория

                                                                            Корненожки

Приложение 2. Организмы в сенном настое.

Приложение 3. Микроорганизмы в йогуртах «Нежный» и «Семенишна».               

Приложение 4. Микроорганизмы в простокваше и молоке.                    Приложение 5. Дрожжи

Источник: https://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2017/11/14/mir-nevidimok-vokrug-nas-ili-kak-poymat-mikrobov

Чистая и смешаная культуры бактерий

Культура микроорганизмов, популяция клеток микроорганизмов (бактерии, дрожжи, актиномицеты, плесневые грибы), выращенная в жидкой или на плотной питат. средах. Различают чистую и смешанную К. м. Если на питат. среде вырастают микроорганизмы одного вида, то такая К. м. наз.

чистой; при наличии роста микробов двух или большего числа видов — смешанной. Чистоту К. м. определяют путём микроскопии мазков, приготовленных из культур в жидкой и на плотной средах, учитывая при этом однотипность колоний на плотной среде, а также на основе изучения культуральных, биохимич.

и антигенных свойств микроорганизмов.

Чистая культура – популяция бактерий, состоящая из особей одного вида.

Смешанная культура – совокупность популяций бактерий разных видов. Термином «популяция» обозначают совокупность бактерий одного вида, вегетирующих в определенном биотопе или выращенных на искусственной питательной среде из одной или нескольких клеток.

Чистая культура. Под чистой культурой понимают потомство одной единственной клетки (клон). Получить чистую культуру, с несомненностью доказать ее чистоту и уберечь от загрязняющих организмов – главная задача микробиолога.

Чистые культуры микроорганизмов, за редкими исключениями, выделяют на поверхности или внутри твердой питательной среды. Процедура начинается с отделения от клеточной популяции одной – единственной клетки, причем вырастающая из клетки колония тоже должна оставаться изолированной от других клеток и колоний.

Аэробные бактерии выделяют по методу Коха – рассеивают суспензию по поверхности среды в чашках Петри или применяют менее трудоемкий метод – размазывают каплю платиновой петлей по агаризованной среде. Анаэробные бактерии суспендируют в расплавленном агаре (45°С) и проводят инкубацию без доступа воздуха.

Тщательное отделение одной колонии, повторное суспендирование в жидкой среде и повторное нанесение штриха или разведение в агаре позволяют получать чистые культуры большинства микроорганизмов.

Смешанные культуры. Естественные популяции, как правило, представляют собой смесь различных микроорганизмов. Между ними существуют самые различные формы взаимодействия; это может быть конкуренция за общий субстрат, комменсализм или мутуализм.

Для изучения этих и других форм взаимодействия все чаще используют смешанные культуры. Если создать определенные заданные условия, то как в периодических, так и в непрерывных проточных культурах можно наблюдать последовательную смену (сукцессию) от дельных организмов и накапливаемых продуктов обмена.

Это в свою очередь позволяет делать выводы о синэргистических или антагонистических взаимоотношениях между различными организмами. Смешанные культуры могут быть приготовлены путем объединения чистых культур.

Исследования, проводимые на смешанных культурах заданного состава, дают возможность понять, какими могут быть сложные формы взаимодействия микроорганизмов в местах их естественного обитания.

Оценка чистоты культур аэробных бактерий на втором этапе… исследования

На втором этапе проводят исследование колоний бактерий, происходящих от одной бактериальной клетки и выросших на плотной питательной среде (колония и является чистой культурой возбудителя).

Производят макроскопическое и микроскопическое исследование колоний в проходящем и отраженном свете, невооруженным глазом, с помощью лупы, под малым увеличением микроскопа. Отмечают культуральные свойства колоний: их величину, форму, цвет, характер краев и поверхности, консистенцию, структуру.

Далее часть каждой из намеченных колоний используют для приготовления мазков, окрашивают мазки по Граму, микроскопируют, определяя морфологические и тинкториальные (отношение к окраске) свойства выделенной культуры и одновременно проверяя ее чистоту.

Особенно большое значение это имеет при заболеваниях, вызванных условно-патогенными микроорганизмами, так как в этих случаях судить о ведущей роли того или иного возбудителя можно лишь по содержанию его в патол. материале в большом количестве и преобладанию над другой флорой.

Для проведения такого исследования готовят последовательные разведения исследуемого материала, из к-рых производят высев на чашки с питательной средой, подсчитывают число выросших колоний, умножают на разведение и таким образом определяют содержание микробов в материале.

Третий этап заключается в идентификации выделенной чистой культуры возбудителя и определении его чувствительности к антибиотикам и другим химиотерапевтическим препаратам. Идентификацию выделенной бактериальной культуры осуществляют по морфологическим, тинкториальным, культуральным, биохимическим, антигенным, токсигенным свойствам.

Биохимические, или ферментативные, свойства бактерий обусловлены ферментами, участвующими в расщеплении углеводов, белков, вызывающими окисление и восстановление различных субстратов.

Источник: http://biofile.ru/bio/20044.html

Мир «невидимок» вокруг нас или Как поймать микроба?

Библиографическое описание: Келлер Е. А., Вавилин М. О., Решетова Л. А. Мир «невидимок» вокруг нас или Как поймать микроба? // Юный ученый. — 2016. — №2.135- URL: http://yun.moluch.ru/archive/5/255/ (дата обращения: 26.03.2019).

В течение тысяч лет своего существования человек не имел представления о том, что вызывает его заболевания. Первобытные люди имели своё объяснение этому — они считали, что болезнь вызывают злые духи, живущие внутри своей жертвы.

И только в 1865 году Луи Пастер первым выдвинул теорию о том, что причиной заболеваний являются микробы. И сегодня мы знаем, что микробы являются самыми опасными врагами человека. Они представляют собой мельчайшие одноклеточные организмы, видимые только под микроскопом. Некоторые из них настолько малы, что практически невидимы совсем. Микроорганизмы превосходят человечество в численности. Почти каждый эксперт по вопросам микробиологии уверен, что микробы присутствуют повсюду, нравится это человеку или нет. При этом существует лишь небольшое количество сред, по-настоящему чистых от них. В то же время существует некоторое количество мест, где концентрация микроорганизмов особенно высока.

Микробы — самые живучие организмы на земле, это благодаря тому, что они умеют приспосабливаться к окружающей среде. В одной капле воды содержится несколько миллиардов различных микробов. Только кишечник человека содержит более трех килограммов микробов.

Микробы бывают полезные и вредные. Вредные микробы, попадая внутрь организма вместе с пищей, начинают очень быстро размножаться и вредить ему. В результате у человека начинает болеть живот, начинается тошнота и рвота, может подняться температура и человек попадает в больницу. Полезные микробы помогают при создании разных лекарств, при выработке молочных продуктов: кефира, йогурта, сметаны, в сельском хозяйстве для создания удобрений для растений.

Мы решили проверить, как наши одноклассники моют руки в школьной столовой. В присутствии учителя все ребята добросовестно моют руки с мылом, без учителя большинство ограничиваются только полосканием, а некоторые не моют совсем.

Объект исследования: процесс передачи микроорганизмов и их распространение в окружающей среде.

Цели исследования: доказать, что на предметах, к которым люди часто прикасаются, находится множество микроорганизмов; выяснить, что собой представляют эти микроорганизмы, нет ли среди них болезнетворных; доказать необходимость мытья рук.

Для достижения обозначенных целей нам необходимо было решение следующих задач:

                    найти и изучить литературу по данному вопросу;

                    провести анкетирование учащихся;

                    провести наблюдение за одноклассниками, как они моют руки в школьной столовой до приёма пищи;

                    провести исследование чистоты рук учащихся нашего класса;

                    провести исследование объектов окружающей среды в классе на предмет наличия (отсутствия) микроорганизмов;

                    определить пути передачи и распространения микроорганизмов;

                    обобщить полученные результаты, сделать выводы и выступить перед одноклассниками.

                    выработать рекомендации по мытью рук (создание и распространение памятки «Чистота — залог здоровья»).

Чтобы наконец-то узнать действительно ли на грязных руках скапливаются микробы, мы обратились за помощью к моей маме Вавилиной Е. Ю., которая работает в микробиологической лаборатории г. Серова. Она рассказала, что микробы часто передаются через предметы общего пользования — телефоны, ручки двери, ручки крана и др. предметы. Но самый большой центр транспортировки микробов — руки.

Для исследования поверхностей объектов окружающей среды на микробную загрязнённость был использован метод смывов. Смывы брались с помощью ватных тампонов, смоченных стерильным физраствором.

Всего было взято 22 смыва, в том числе:

                    с рук учащихся — 12;

                    с парт, дверных ручек, ручек крана для мытья рук, с телефонов — 10.

Смывы были отправлены в микробиологическую лабораторию, где были проведены их исследования:

                    посев на питательные срезы и выращивание при t =37 0;

                    подсчёт и изучение выросших на чашках Петри колоний;

                    просмотр выросших клеток под микроскопом (увеличение в 1000 раз);

                    постановка тестов на определение кишечной палочки.

Врач-лаборант рассказала, чтобы определить разновидность микроба, его нужно несколько дней выращивать в специальной среде при помощи чашек Петри.

Критерии оценки смывов:

                    отсутствие болезнетворных микробов;

                    наличие единичных колоний — норма (стерильные руки без микробов могут быть только у хирурга перед операцией);

                    массивный (сплошной) рост микробов говорит о высокой загрязнённости объектов окружающей среды;

Исследования объектов внешней среды и кожных покровов (чашки Петри) представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Объект исследования	Общее микробное число	Кишечная палочка	Другая микрофлора	Болезнетворные микробы
руки учеников после занятий (исследовались руки 6 учеников)	4 смыва — сплошной рост 2 смыва — рассеянный рост	2 смыва — обнаружены колонии кишечной палочки (розовые колонии с металлическим блеском) 4 смыва — не обнаружена	5 смывов — сплошной рост 1 смыв — не обнаружена	не обнаружены
Руки учеников после однократной обработки антибактериальным жидким мылом исследовались руки 6 учеников	3 смыва — рассеянный рост 3 смыва — единичные колонии	5 смывов — кишечная палочка не обнаружена 1 смыв — единичные колонии кишечной палочки	5 смывов — единичные колонии 1 смыв — не обнаружены	не обнаружены
Телефон исследовалось 2 смыва	1 смыв — массивный рост 1 смыв — единичные колонии	1 смыв — обнаружены колонии кишечной палочки 1 смыв — не обнаружены	1 смыв — обнаружены кокки 1 смыв — не обнаружены	не обнаружены
парта	массивный рост	обнаружены колонии кишечной палочки	обнаружены	не обнаружены
водопроводный кран исследовалось 2 объекта	1 смыв — массивный рост 1 смыв — единичные колонии	1 смыв — обнаружены 1 смыв — не обнаружены	1 смыв — единичные колонии 1 смыв — не обнаружены	не обнаружены
ручка двери	единичные колонии	не обнаружена	не обнаружена	не обнаружены
ручка шкафа для книг	массивный рост	не обнаружена	массивный рост	не обнаружены

В целом результаты эксперимента свидетельствуют о следующем: на объектах (столешницы парт, руки учащихся, телефоны, водопроводный кран в классе) была обнаружена кишечная палочка, от которой можно заболеть такой болезнью как дизентерия. Поэтому наличие на руках кишечной палочки может быть небезопасно.

На одном телефоне были обнаружены кокки. Как и все бактерии они могут вызвать заболевание. Например, если человек поранил руку и не обработал рану, кокки могут в неё попасть и вызвать гнойную инфекцию. А поскольку они могут передаваться воздушно — капельным путем, то есть большая вероятность попадания их на слизистые оболочки носа, гортани, полости рта и так же вызвать такие заболевания как ангина, стоматит и другие.

По результатам были сделаны следующие выводы:

В 75 % поверхностей наблюдался рост микробов, в том числе на 10 объектах массивный рост колоний:

                    с рук учащихся;

                    с телефона:

                    с дверных ручек;

                    с ручки крана для мытья рук.

На этих же объектах была обнаружена кишечная палочка.

Отсутствие микробов зафиксировано на объектах (25 %).

Охота на микроба закончена. Соблюдайте правила гигиены и тогда опасные микробы вам не страшны!

Так сколько же это, получается, нужно мыть руки в день? После сна и перед сном — 2 раза, после улицы — 2–3 раза, перед едой — 3–4 раза, после туалета — 5 раз. Ну, ещё пару раз на всякий случай. Получается, не больше 16 раз в день. Какая малость! Но эта малость позволит сохранить здоровье.

Литература:

1.                Р. Реверст / Современная ботаника/ Москва/ 1990.
2.                Детская энциклопедия «Почемучка», «Педагогика — ПРЕСС», М., 2000.
3.                Детская энциклопедия «Что такое? Кто такой?», М., 2005.
4.                Детская энциклопедия «Биология», «Аванта+», М., 2000.
5.                Энциклопедия «Планета Земля», «РОСМЭН», М., 2009.
6.                http://www.pochemu-chka.ru
7.                http://ru.wikipedia.org/wiki/
8.                http://www.microbium.ru/

Социальные комментарии Cackle

Источник: http://yun.moluch.ru/archive/5/255/

Мир невидимых существ

Жара. На столе стоит бутылка с хлебным квасом. Жидкость пенится. И вдруг газ с оглушительным шумом выбрасывает пробку. Понять, почему образовался этот газ, можно, только зная свойства микробов.

На руке мальчика ссадина. Он поленился смазать ранку йодом, и вот вместе с соринкой в живую ткань попали микробы. Через несколько дней на руке образуется гнойная опухоль. И только нож хирурга предотвратит опасные последствия.

Так выглядят бактерии и человеческий волос под микроскопом. Широкая полоса посреди снимка — волос, тоненькие палочки вокруг него — бактерии.

Наука микробиология изучает различных бактерий и вирусы, а также плесени и дрожжи, относящиеся к грибам. Другие микроорганизмы — одноклеточные водоросли и простейших животных — изучают ботаника и зоология (см. ст. «Простейшие животные»).

Плесень, или плесневые грибы, причисляется к микробам, несмотря на их сравнительно большие размеры и сложное развитие. Плесень состоит из многочисленных тонких ветвящихся и переплетающихся нитей, называемых гифами. Сплетение нитей образует мицелий; это и есть тело плесени, способное сильно разрастаться.

В процессе развития мицелия в отдельных его местах появляются особые органы размножения — плодовые тела; в них развиваются споры. Плодовые тела подсыхают, а споры разносятся, подобно семенам одуванчика, на значительные расстояния. Оседая на почву или на растения, споры при благоприятных условиях прорастают: так начинает жить новая плесень.

Размножаются дрожжи почкованием: в клетке появляется небольшое выпячивание; быстро вырастая, оно образует почку. Минут через 20—30 почка отделяется от материнской клетки и молодой дрожжевой грибок начинает жить самостоятельно.

Образование спор у различных видов плесени и отдельные споры.

У многих видов дрожжей размножение может происходить и более сложно — спорами. В этом случае внутри каждой клетки образуется 2 или 4, а у иных и до 12 плотных телец-спор. Из каждой споры в дальнейшем возникает молодая дрожжинка.

Бактерий относят также и к миру растений. Но, за весьма редким исключением, у бактерий нет хлорофилла, характерного для большинства растений. Величина бактерий очень мала. На булавочной головке могут разместиться сотни и тысячи бактерий.

Длина большинства бактерий — от одного до трех микронов, у некоторых же палочковидных бактерий длина всего 0,4 микрона. Размножаются бактерии делением. Хотя они очень малы, их можно различить и по внешнему виду — конечно, с помощью микроскопа.

Форма их, разнообразна: шарики, запятые, палочки с жгутиками и без них и т. д.

Шарообразные бактерии называются кокками. Если кокки располагаются разбросанно, поодиночке, то их называют микрококкам и если они соединены попарно — диплококками. Кокки, собранные в цепочки, называются стрептококками; они напоминают бусинки, нанизанные на нитку. Среди стрептококков есть и молочнокислые бактерии и бактерии, вызывающие нагноение.

Дрожжи быстро размножаются. На рисунке показано последовательное развитие одной дрожжевой клетки и ее потомства за 4 часа. Зарисовки делались через 15 минут.

Палочковидные бактерии также разнообразны. У одних концы клеток закругленные, у других тупые или заостренные. Палочки, соединенные в цепочку, называются стрептобактериями. Слегка изогнутые палочки относятся к группе вибрионов, изогнутые более сильно — к спириллам.

Большинство микробов не переносит неблагоприятных условий внешней среды. Они гибнут от слишком высокой или слишком низкой температуры, от ультрафиолетовых лучей солнца, от различных сильно действующих химических веществ.

Но среди бактерий многие виды способны сохранять жизнь и в неблагоприятных условиях. У одних бактерий оболочка тела пропитана изолирующим веществом, напоминающим воск; такова, например, туберкулезная палочка.

У других — оболочка покрывается слизью.

Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях изменяют свою форму, часть содержимого клетки уплотняется, обезвоживается и превращается в спору с плотной оболочкой.

Оболочка споры состоит из веществ, похожих на смолу, не поддается внешним воздействиям и почти непроницаема для воды и кислот.

Когда же спора попадает в благоприятные условия, она набухает, прорастает и превращается в обычную активную бактерию. Такие спорообразующие бактерии называются бациллами.

Бактерии быстро размножаются делением. В результате удвоения, которое при благоприятных условиях происходит каждые 20—30 минут, поколение одной бактерии за трое суток может заполнить 600 вагонов. Здесь показаны последовательные этапы размножения бактерий, заснятые на кинопленку.

Микробы весьма изменчивы. Под влиянием некоторых воздействий бактерия, имеющая форму длинной палочки, может превратиться в шарик, а кокки становятся палочками.

Можно и болезнетворных микробов лишить их вредоносных свойств, воздействуя на этих микробов, например, рентгеновскими лучами или радием.

Такие обезвреженные микробы с большим успехом используются для получения лечебных вакцин.

Для успешной борьбы с Вредными микробами нужно учитывать их особенности. Зная свойства микробов, можно создать условия, которые будут благоприятны для развития полезных видов и затруднять развитие вредных.

Таких микробов называют аэробами.

Но есть бактерии, живущие без воздуха. Их называют анаэробами. Кислород воздуха для них — яд.

У каждого вида бактерий своя определенная форма. В первых трех кружочках — кокки и стрептококки, в следующих четырех — палочковидные бактерии, в двух следующих — вибрионы, в последнем — спириллы.

Если в высокий цилиндр с питательным раствором внести комочек земли, то почвенные микроорганизмы разместятся по ярусам, сообразно с их потребностями. На дне сосредоточатся анаэробные микробы.

Они жадно поглощают кислород воздуха и энергично развиваются, нередко образуя на поверхности жидкости пленку.

Бактерия при увеличении в 30—40 тыс. раз. Длинные нити, исходящие из тела бактерии,— жгутики (ее органы движения). (Снимок сделан с помощью электронного микроскопа).

В природных условиях аэробы живут в поверхностных рыхлых слоях почвы, на поверхности пищевых продуктов, в верхних слоях воды. Анаэробы обитают в более глубоких, непроветриваемых слоях почвы, в иле, в толще воды — там, где свободного кислорода нет совсем или же его недостаточно для других существ.

Микробы гибнут при сильном прогревании. На консервных заводах банки с пищевыми продуктами полчаса прогреваются (для уничтожения микробов) до 115°. Но иногда, попав на склад, консервные банки начинают раздуваться, а некоторые из них даже разрываются.

Оказывается, что в некоторых случаях температура в +115° недостаточна для полного уничтожения всех микробов. Поэтому консервы выдерживают (до отправки в продажу) еще 10—15 дней в специальных контрольных камерах.

В чем же причина такой необычайной устойчивости некоторых бактерий?

Электронный микроскоп запечатлел момент деления бактерии.

Большинство бактерий при кипячении быстро гибнет. Но споры некоторых бацилл выдерживают кипячение более суток. В консервной банке после прогревания может остаться несколько спор; когда же банка остынет, споры прорастут и превратятся в бациллы.

Они разлагают консервированный продукт, а при разложении образуются газы: сероводород, имеющий запах тухлых яиц, аммиак (водный раствор аммиака называется нашатырным спиртом), углекислый газ. В консервной банке почти нет свободного кислорода, но бациллы продолжают развиваться и размножаться. У такой банки донышко обычно становится выпуклым.

Спорообразующие микробы встречаются часто. Во время одного опыта было обследовано 94 вида различных почвенных бацилл. Из общего количества выделенных бацилл 43% не погибли после пятичасового кипячения, 15% оставались живыми, пробыв 12 часов в кипятке, а 11% сохранили жизнь даже после тридцатичасового кипячения. Конечно, такое испытание выдержали не сами бациллы, а только их споры.

Микробиолог должен знать потребности и свойства самых различных бактерий, дрожжей, плесеней. Сообразно с их свойствами приготовляют в лабораториях различные питательные смеси, на которых могут быть выращены отдельные виды микробов. Такая смесь носит название питательной среды.

Аэробный и анаэробный рост бактерий. В левом цилиндре находятся бактерии аэробные, поэтому они развиваются ближе к поверхности питательной среды. В правом цилиндре анаэробные бактерии расселились на дне. В среднем цилиндре бактерии, которые могут развиваться и при доступе воздуха и без него.

Нелегкая задача — найти иголку в стоге сена; еще труднее найти определенную песчинку на берегу моря. Микробиологу приходится решать задачи куда сложнее.

Нужно, например, выделить какого-нибудь редко встречающегося микроба из почвы, а в каждом ее грамме сотни миллионов других самых различных микробов.

Ученые нашли приемы выращивания, или, как говорят, культивирования, микробов, в том числе и наиболее вредных — возбудителей чумы, столбняка, холеры, дифтерии. Выращивают микробов на специальной питательной среде — на мясных или рыбных бульонах и отварах.

Микробы некоторых видов требуют особой питательной среды. В бульон добавляют желатин или агар-агар; в этом случае питательная среда приобретает вид студня. На поверхности студня тончайшим слоем размазывают каплю воды с разведенной в ней почвой или другим веществом, в котором обитают микробы. Эту стадию опыта называют посевом.

Уже через сутки вокруг этой точки появляется его многочисленное потомство. Одну бактерию не увидишь без микроскопа, но миллиарды их, тесно прилегающих друг к другу, занимают площадь в несколько миллиметров. Такое скопление однородных микробов называют колонией.

Методом посева определяют степень заселенности микробами почвы, воды или пищевых продуктов.

Колонии различных микробов заметно отличаются друг от друга формой, окраской, плотностью. Среди множества разнообразных колоний, густо заселивших поверхность питательной среды, можно обнаружить колонии микробов, которых ищут. Частичку отдельной колонии легко пересадить в пробирку с питательной средой. Это уже будет разводка однородных микробов — чистая культура.

Чистые культуры полезных микробов используют и в промышленности, чтобы в короткий срок получить наибольшее количество необходимых продуктов.

На хлебозаводах применяются активные чистосортные культуры дрожжей; культуры молочнокислых бактерий используют для производства сыров, молочной кислоты, ацидофилина.

Источник: http://de-ussr.ru/rast/mikroby.html

Бактериальная культура

Бактериальная культура — это искусственно выращиваемое на питательных средах скопление бактерий одного вида, являющихся потомками одной бактериальной клетки. Бактериальные культуры сохраняется на твердых (1,5—2% мясо-пептонный агар), полужидких (0,5—0,7% мясо-пептонный агар) или жидких (мясо-пептонный бульон) питательных средах (см.).

Для длительного хранения бактериальную культуру лиофилизируют (см. Обезвоживание) и помещают в ампулы.

При отсутствии лиофильной сушки бактериальные культуры хранят в пробирках на питательных средах; стерильную ватную пробку вдвигают внутрь пробирки и заливают тонким слоем парафина.

Пробирки или ампулы с бактериальной культурой снабжают этикетками с указанием названия, номера и даты выделения. Все бактериальные культуры, выделяемые или хранящиеся в лаборатории, подлежат регистрации в соответствии со специальными инструкциями. См. также Бактериологическое исследование, Колония бактериальная.

Бактериальная культура — культивирование популяций бактерий на тех или иных питательных средах. Культивирование бактерий на искусственных питательных средах лежит в основе всех микробиологических исследований, позволяющих выяснить морфологические, физиологические и другие особенности бактерий.

В зависимости от питательных потребностей бактерий бактериальные культуры могут быть получены на средах, в состав которых входят органические субстраты, или на солевых синтетических средах, включающих в качестве источника энергии углеродсодержащие соединения.

При посеве бактерий на питательные среды наблюдается сложный процесс роста бактериальных культур, в котором следует различать рост (увеличение размера) отдельных бактериальных клеток и их размножение, т. е. нарастание числа жизнеспособных особей.

Рост отдельных бактерий можно наблюдать под микроскопом или путем микрокиносъемки в специальных камерах, процесс же размножения анализируют путем высева на плотные питательные среды с последующим подсчетом числа бактериальных колоний.

В процессе культивирования происходит не только размножение, но и отмирание бактерий. Следовательно, полное представление об интенсивности размножения клеток бактериальных культур можно получить только в том случае, если подсчитывать не только число жизнеспособных особей, но и общее количество бактерий.

Процесс размножения складывается из следующих фаз: 1) приспособления (lag-фаза), 2) интенсивного деления (log-фаза), 3) отрицательного ускорения, 4) стационарной фазы максимума, 5) ускоренной гибели, 6) логарифмической гибели, 7) уменьшения скорости отмирания. В начале lag-фазы, т. е.

сразу после посева бактерий в питательную среду, клетки не делятся, иногда наблюдается уменьшение числа жизнеспособных особей; затем бактерии начинают расти, а к концу lag-фазы и делиться.

В фазе отрицательного ускорения время генерации клеток постепенно удлиняется, а скорость деления по сравнению с log-фазой снижается. Это связано с истощением питательной среды, нарушением кислородного снабжения и накоплением токсических продуктов метаболизма.

Одновременно со снижением скорости деления увеличивается процент погибающих клеток, что приводит к замедлению темпа нарастания жизнеспособных особей в бактериальной культуре. Следующая фаза—стационарная — характеризуется равновесием процессов размножения и гибели клеток, вследствие чего число жизнеспособных бактерий в 1 мл среды остается постоянным.

Это число соответствует максимальной концентрации (М-концентрация) жизнеспособных особей бактериальной культуры. В течение последующих фаз гибель клеток превалирует над увеличением их числа, в результате чего количество жизнеспособных бактерий снижается. Продолжительность фаз роста бактериальных культур, время генерации и М-концентрация клеток зависят от вида бактерий, состава среды, посевной дозы, возраста культуры и ряда других факторов.

С целью получения больших количеств бактериальной массы аэробов бактериальные культуры выращивают в условиях искусственной аэрации. Это позволяет достигать значительно более высоких М-концентраций по сравнению с неаэрируемыми бактериальными культурами.

Длительное сохранение бактериальных культур в состоянии log-фазы достигается путем постепенного и постоянного обновления среды (проточное культивирование). При выращивании ауксотрофных мутантов бактерий, т. е. бактерий, утративших способность синтезировать какое-либо вещество (аминокислота, азотистое основание и др.

), могут быть созданы условия так называемого хемостата, обеспечиваемые постоянным добавлением в среду необходимого вещества в определенной концентрации. Варьируя количество вносимого в среду соединения, меняют скорость деления ауксотрофных мутантов бактерий.

Условия хемостата могут быть созданы и для бактерий дикого типа в том случае, если они не способны синтезировать какие-либо необходимые для питания вещества.

Все сказанное относится к чистым бактериальным культурам, т. е. к популяциям бактерий одного штамма. Штамм — более узкое понятие, чем вид (см.). Термином «штамм» обозначают сохраняемые и перевиваемые бактериальные культуры того или иного вида бактерий, полученные из различных источников.

Выделение чистых бактериальных культур и их культивирование производят специальными методами (см. Бактериологическая техника). В естественных условиях чистые бактериальные культуры обнаруживаются крайне редко. Сапрофитные бактерии, обычно населяющие организм человека и животных, а также обитающие во внешней среде, составляют естественные биоценоза (см.

), для которых характерны явления антагонизма, синергизма и т. п. В случае инфицирования организма патогенные бактерии также размножаются в смешанных популяциях.

Источник: http://www.medical-enc.ru/2/bakterialnaja_kultura.shtml

«Я провела бактериальный анализ московских икон»

Студентка «Британки» — о диалоге науки и искусства в России и патогенных микроорганизмах, живущих в церквях

Дарья Федорова — студентка Британской высшей школы дизайна и автор проекта «Путешествие человеческого микробиома», в рамках которого она взяла на анализ смывы с икон из московских церквей. The Village поговорил с ней об идее эксперимента, чувствах верующих и выводах, к которым она пришла.

C детства мне было близко все, что связано с медициной.

У меня был микроскоп, и что только я в него не разглядывала, кровь у себя брала, слюну, кожу. Но в школе у меня не пошла химия, и от идеи поступать в медицинский я отказалась. В итоге я поступила в «Британку», где в первый год обучения нам нужно было придумать концепцию своей выставки и создать какой-то продукт для экспозиции.

Сначала я хотела со всего, к чему прикасаюсь в течение дня, собрать микроорганизмы и составить карту своих рутинных перемещений. В итоге на выставке у меня был лайтбокс с фотографиями культур в чашках Петри.

Мицелий я очищала, сушила, выделывала, как скорняк, и получалось подобие кожаного папируса, из которого можно было делать поделки или использовать как бумагу.

А потом я решила снять слепок со своего лица, залила питательной средой — и получилось мое лицо, густо заросшее разными организмами.

Я связалась с Американской ассоциацией микробиологов, она запостила мое лицо в соцсетях, а через некоторое время я получила гневное сообщение от одной художницы с обвинением, что я украла ее идею и ее хлеб. Слепок с лица, заросший микроорганизмами

Я просто подумала, что круто было бы собрать образцы с икон из разных церквей, вырастить эти микроорганизмы и визуализировать. Я верю в бога и в то, что каждый человек и есть бог, а значит, и в людей я верю.

Каждый сам выбирает, во что верить. Лично для меня гораздо важнее обращение внутрь себя, в свой собственный храм. Это взращивает чувство ответственности перед самим собой.

Ты стоишь и молишься, вдыхая ладан, а через пару часов идешь грешить как никогда. Это неправильно и лживо, в первую очередь по отношению к себе. При этом я верю в то, что есть что-то, нам неподвластное. Во мне всегда борются темы сверхъестественного и реального. Меня влечет к антинаучному, но в то же время я против этого.

 Я засеиваю чашки Петри, разговаривая с

невидимыми организмами, зная, что они слышат меня. Эти противоборство и контрастность ощущений в том числе породили идею этого проекта.

Мне посчастливилось найти единомышленника — научную сотрудницу из лаборатории, которая вместе со мной ходила по церквям.

Изначально я хотела сравнить смывы с икон из храмов в центре города со смывами из более отдаленных и не очень посещаемых, но это вылилось бы в недельное путешествие, а мне хотелось поскорее начать работать с материалом. Поэтому мы просто приехали на «Третьяковскую» и заходили во все попадавшиеся нам на пути церкви.

Fusarium, Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, ряд неидентифицированных бактериальных колоний

Сначала мы вызвали недоумение: какие-то непонятные люди с длинными ушными палочками пришли в церковь что-то собрать. Мы решили подойти к служительнице и спросить разрешения взять бактериальный анализ, хотя понимали, что эта идея была обречена на провал.

Батюшки в храме не оказалось, выяснилось, что будет он только через неделю, но мы были настроены решительно и ждать не собирались.

У меня уже в одном рукаве был шприц с физраствором, в другом — тупфер и камера наготове. Мы обратились за разрешением к охраннику, который ответил, что наши эксперименты потом выльются в эксперименты с ним, и выпроводил нас с богом. После этого мы решили просто заходить в церкви и, не спрашивая разрешений, брать смывы. Потому что, если я это стекло целую, я имею право знать, что на нем.

Тем более что эти следы видны невооруженным взглядом — на одной из икон был даже блеск для губ.

Целью нашего эксперимента не было показать, что церковь — это одна большая бактерия. Этот проект не отрицает бога, он о вовлеченности людей. Понятное дело, что вера тех, кто каждый день ходит в церковь, сильнее мысли о том, что икона грязная. Моя напарница сама целовала иконы в церквях.

После проекта сказала, что в следующий раз дважды перед этим подумает.

Во времена эпидемий иконы считались разносчиками инфекций, и церкви закрывали. Но разносчиком инфекций может быть и вино.

Когда ты приходишь на причастие и стоишь в очереди из 20 людей к кагору, ты выпиваешь уже не кагор, а слюни этих 20 людей, допиваешь лжицу, а потом ты целуешь руку — с рук я тоже хотела брать анализ.

К тому же мне был интересен и круговорот людей, где икона выступает как его центр. Этот эксперимент — еще и попытка запечатлеть ситуацию, настоящий момент.

Понятно, что так можно сказать обо всем: никто и ничто не стерильно.

Bacillus cereus с иконы Преподобного Сергия Staphylococcus aureus с иконы Воскресения Христа Micrococcus luteus с иконы Серафима Саровского

Всего мы обошли шесть церквей Замоскворечья и взяли смывы с десяти икон: Преподобного Сергия, Воскресения Христа, Серафима Саровского, Святой Елисаветы, Божией Матери, Крещения Господня, Спиридона Тримифунтского, «Неупиваемой Чаши». Когда мы только начали высеивать в лаборатории, было много неудач, ничего не росло — мы даже подумали, что это святые микроорганизмы, которые просто так нам не дадутся. Потом повторно засеяли на нескольких питательных средах, пошел рост, и мы все-таки идентифицировали микроорганизмы. Большинство из них условно-патогенные организмы: стафилококки, стрептококки, синегнойные палочки, кишечные палочки.

Micrococcus luteus — вид грамположительных неподвижных бактерий-кокков. Их роль в возникновении заболеваний минимальна.

Neisseria sicca — считается нормальным обитателем носоглотки, но известно, что эта бактерия способна вызывать сепсис, пневмонию, воспаление сердца, мозговых оболочек и другие заболевания у ослабленных больных.

Bacillus subtilis — сенная палочка, вид грамположительных спорообразующих аэробных бактерий, представителей рода бациллы (Bacillus). Может вызывать острый гастроэнтерит. В группе риска находятся новорожденные, ослабленные, дети с иммунодефицитными состояниями, а также больные со злокачественными новообразованиями.

Staphylococcus aureus — золотистый стафилококк, наиболее патогенный вид стафилококков, возбудитель гнойно-воспалительных поражений у человека, инфекций кожи и мягких тканей.

Pseudomonas aeruginosa — вид грамотрицательных подвижных палочковидных бактерий. Обитает в воде и почве, условно-патогенна для человека, возбудитель нозокомиальных инфекций. Лечение таких инфекций сложное, ввиду высокой устойчивости к антибиотикам.

У нас даже было подозрение на сибирскую язву, но в итоге это оказалась родственная ей палочка. Мы не нашли ни сифилиса, ни каких-то жестких патогенов. Конечно, я не врач, чтобы делать выводы о том, насколько обнаруженные микроорганизмы опасны для здоровья, но, если у тебя слабый иммунитет, они могут навредить. А то, что иконы не стерильны, — факт. Было бы здорово, если бы люди, как в спортзале после тренировки, протирали за собой иконы салфеткой с дезинфектором. Ведь это про отношение к ближнему, а христианство учит любви к нему.

Даже если я захочу выставлять где-то фотографии и результаты этого эксперимента, за это вряд ли возьмутся, потому что, скорее всего, мою работу воспримут как открытую провокацию. Хотя это могло бы быть выставлено и в церкви — как проект, демонстрирующий жизнь в церковной среде, вместе, например, с информацией о составе ладана, который опьяняет прихожан за счет ацетата инценсола, входящего в состав. Я была в Японии в храме Сэнсо-дзи, где есть обряд омовения, при котором благовония тебя абсолютно реально накуривают. Так же и с ладаном.

Я не медик и могу позволить себе делать что-то неправильно, мое поведение в лаборатории оскорбило бы ученого. Большинство моих идей были бы осуществимы, если бы я была научным сотрудником. Дилемма для меня заключается в том, что я не хочу в лабораторию на полный рабочий день, она мне нужна только для реализации художественных идей, как и экспертиза ученых.

Наше научное сообщество оказалось глухо к моим просьбам об участии. Я приносила им свои наработки, зарисовки, идеи, связанные, например, с клонированием, но так и не нашла заинтересованного человека, который поверил бы в них так же, как я. Я приходила за питательной средой для проекта с лицом на кафедру микробиологии одного института, где надо мной просто посмеялись и предложили прекратить вообще всем этим заниматься. Но когда ты встречаешься с отказом, критикой или насмешками, это тебя еще больше мотивирует. Но я мечтаю о том, чтобы была какая-то большая спонсируемая сайенс-арт-лаборатория в Москве с современным оборудованием, куда бы могли приходить художники и совместно с учеными работать над своими проектами. Я верю, что художник способен совершить открытие, потому что он лишен рамок научного метода.

Я планирую продолжать свои эксперименты. Есть разумная слизь, которая умеет передвигаться. Она называется Physarum polycephalum, состоит из протоплазмы, питается бактериями, подгнившей древесиной и овсянкой, живет в лесу и не любит свет. У нее нет мозга, но ведет она себя как разумная. Японцы ставили с ней много экспериментов и выяснили, что с ее помощью можно проектировать сети дорожных коммуникаций — она воспроизвела схему токийских железных дорог всего за несколько часов, лучше многих инженеров. Я ходила по лесам и пыталась ее найти, но не обнаружила и теперь ищу другие варианты. Ее можно вырастить в метрового комнатного питомца. В ближайшее время займусь этим.

Фотографии: предоставлены автором проекта

Источник: https://www.the-village.ru/village/people/experience/285148-bakterii

мельчайшие организмы, имеющие различное строение и разнообразные биологические свойства. Изучением строения М., их морфологии и физиологии, жизненных циклов и систематики, наследственности и изменчивости, взаимоотношений М. с внешней средой и организмом человека или животного занимается микробиология.

Микроорганизмы, имеющие клеточную организацию, могут относиться к эукариотам или к прокариотам (см. Клетка). Первая группа включает Грибы (в т.ч. Грибки паразитические) и Простейшие, вторая — Бактерии. К микроорганизмам можно отнести также неклеточные формы жизни — вирусы, вироиды и прионы (см. Вирусы).

Микроорганизмы широко распространены в природе. Они находятся в почве, воде, воздухе, в организме и на поверхности тела человека и животных, на растениях, различных предметах, в пищевых продуктах. М. играют важную роль в круговороте веществ в природе. В частности, с помощью М. почвы осуществляются биологический круговорот углерода, азота, фосфора, фиксация молекулярного азота воздуха, благодаря их жизнедеятельности происходят разложение и минерализация животных и растительных остатков, попадающих в почву, процесс ее самоочищения от нечистот и отбросов. Микроорганизмы, обитающие в воде, участвуют в круговороте серы, железа и других элементов, осуществляют разложение органических веществ животного и растительного происхождения, обеспечивают самоочищение воды в водоемах. Микрофлора, заселяющая организм человека и животных, играет важную роль в их жизнедеятельности. Многие М. используют для получения биологически активных соединений (в т.ч. антибиотиков, иммуномодуляторов и др.), различных пищевых, например кисломолочных, продуктов. В сельском хозяйстве применяют бактериальные удобрения, с помощью М. осуществляют консервирование кормов.

Относительно небольшая часть М. является условно-патогенной или патогенной для человека и животных. Некоторые М. вызывают поражение с.-х. продуктов, приводят к обеднению почвы азотом, обладают деструктивным действием на объекты окружающей среды, санитарно-технические, производственные и другие сооружения и объекты, вызывают цветение и загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ (сероводорода, нитритов, микробных токсинов).

Микроорганизмы отличаются хорошей приспособляемостью к действию факторов внешней среды. Различные М. могут расти при температуре от -6° до +50—75° (архебактерии — при температуре около 300°, создаваемой под давлением в горячих источниках на дне океана), повышенном уровне ионизирующего излучения, любом значении рН, при 25% концентрации хлорида натрия, в условиях различного содержания кислорода (вплоть до полного его отсутствия).

Почвенная микробиология – это раздел почвоведения, изучающий микроорганизмы, обитающие в почве, их функции и деятельность в почвенной экосистеме.

Микробиология почвы – это междисциплинарный предмет, который тесно связан с биохимией почвы и микробной экологией.

Это включает в себя понимание принципов почвоведения, микробиологии и химии биологических систем.

Существует два основных подхода к почвенной микробиологии. Первый подход заключается в изучении организмов путем изучения их физиологии и таксономии, а второй подход фокусируется на микробных процессах, то есть на том, что микроорганизмы делают в почве.

Почва – это гетерогенная среда обитания с постоянно меняющимися условиями окружающей среды для роста микроорганизмов.

Почвенные микроорганизмы присутствуют в большом количестве и обладают широким спектром метаболической активности и физиологических свойств, которые играют жизненно важную роль в круговороте питательных веществ в почве и необходимы для удаления загрязняющих веществ из почвы.

Почва содержит широкий спектр субстратов для микроорганизмов, от простых сахаров до самых сложных материалов, таких как гумус.

Почва также состоит из многочисленных микросайтов с уровнями питательных веществ, влажности, pH и Eh, изменяющимися на очень коротких расстояниях (мм или мм) и сверхурочно.

Следствием химической и физической неоднородности почвы является то, что почва таит в себе наибольшее разнообразие жизни.

Микроорганизмы, обнаруженные в почве

Из-за разнообразия питательных веществ и основных факторов в почве обитает разнообразная группа микроорганизмов.

Почвенные микроорганизмы подразделяются на семь различных категорий: бактерии, грибы, вирусы, сине-зеленые водоросли, актиномицеты, простейшие и нематоды.

Каждая из этих групп имеет разные характерные особенности и свою роль в почве, в которой они обитают.

Такие микроорганизмы встречаются не только в поверхностной почве, но и в подповерхностной почве на глубине от сотен до тысяч метров под землей.

Как правило, количество микроорганизмов уменьшается с увеличением глубины в почвенном профиле, в первую очередь из-за уменьшения содержания органического вещества в почве.

Точный состав микробного сообщества в почве может меняться с изменениями в окружающей среде.

Распределение микроорганизмов в почве отличается от одной области почвы к другой. Узкая область почвы, находящаяся под прямым воздействием корней растений, называемая ризосферой, содержит больше микроорганизмов, чем другие части почвы.

Ризосфера – это динамичная среда, в которой корни растений выделяют множество соединений, которые поддерживают более высокие микробные популяции и активность, чем в насыпной почве.

Бактерии в почве

Что такое бактерии?

Бактерии являются самыми маленькими и наиболее многочисленными клеточными организмами в почвах. Это прокариотические организмы, которые обычно имеют ширину от 0,5 до 1 мм и длину от 1 до 2 мм.

Крошечные бактерии, называемые ультрамикробактериями, могут быть всего 0,3 мм в диаметре с объемом клеток менее 0,1 ^мм3.

Хотя у бактерий существует множество форм клеток, включая стержневые, сферические, спиральные и нитевидные, наиболее распространенной формой клеток, обнаруживаемых в почве, является короткий стержень (коккоидный стержень).

Бактерии являются одной из наиболее распространенных групп микроорганизмов, обнаруженных в почве, причем большинство из них присутствует в ризосферном регионе.

Бактерии в ризосфере крупнее и имеют более высокие доли грамотрицательных и денитрифицирующих бактерий, чем в основной почве.

Примеры бактерий, обнаруженных в почвах

Биомасса бактерий, обнаруженных в почве, колеблется от 300 до 3000 кг / га. В грамме почвы содержится примерно от 10 ⁸ до 10 ⁹ бактерий, большинство из них (> 99%) не были или не могут быть выращены в лаборатории.

Общие бактериальные, выделенные из почвы, включают Bacillus, Arthrobacter, Pseudomonas, Agrobacterium, Alcaligenes, Clostridium, Flavobacterium, Corynebacterium, Micrococcus, Xanthomonas и Mycobacterium.

В отличие от простой морфологии, бактерии обладают наибольшим метаболическим разнообразием.

С точки зрения использования углерода различают автотрофы и гетеротрофы, а с точки зрения потребления энергии – хемоорганотрофы, хемолитотрофы и фототрофы.

Аэробные бактерии используют кислород в качестве акцептора электронов; анаэробные бактерии используют альтернативные акцепторы электронов, такие как нитрат, трехвалентное железо, сульфат, карбонат и органическое вещество.

Поскольку почва является олиготрофной (бедной питательными веществами) средой, считается, что большинство бактериальных клеток находятся в состоянии покоя.

Единственной областью в почве, где обычно встречаются метаболически активные микроорганизмы, является ризосфера, где питательные вещества не ограничены.

В заболоченных или сильно уплотненных почвах количество аэробных бактерий уменьшается, тогда как микроаэрофильных и, наконец, анаэробных бактерий будет увеличиваться.

В отличие от других почвенных микроорганизмов, большинство бактерий предпочитают богатые питательными веществами почвы с нейтральным или слабощелочным рН и близким соотношением C / N.

Положительные эффекты простейших в почве

Простейшие имеют решающее значение в наземных экосистемах, где они действуют как бактериальные потребители, что приводит к минерализации органического почвенного азота с образованием аммония.

Сообщество простейших в почве также может быть использовано для оценки и мониторинга изменений в биотическом и абиотическом компоненте почвы, действуя таким образом как биоиндикаторы почвы.

Было обнаружено, что простейшие увеличивают биомассу растений независимо от содержания питательных веществ в растительной ткани.

Многие виды простейших питаются бактериями и другими микроорганизмами, что улучшает круговорот питательных веществ и поток энергии между микроорганизмами, животными и растениями.

Негативное воздействие простейших в почве

Поскольку большинство бактериальных сообществ в почве являются источником пищи для простейших, присутствие простейших в почве влияет на бактериальное разнообразие.

Некоторые простейшие могут быть вредны для растения, что снижает здоровье растений и урожайность.

Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) в почве

Что такое сине-зеленые водоросли?

Цианобактерии – это фототрофные бактерии, которые важны в почвах, где доступны свет и вода.

Цианобактерии – это автотрофные эукариоты, которые состоят как из свободноживущих фотосинтезирующих бактерий, так и из эндосимбиотических организмов.

Сине-зеленые водоросли существуют в форме подвижных нитей клеток, которые удаляются, образуя новые колонии.

Сине-зеленые водоросли встречаются в колониальной или нитевидной форме, а нитевидные формы демонстрируют гетероцистозные или негетероцистозные нити.

Гетероцисты представляют собой толстостенные, крупные клетки, ответственные за фиксацию азота в анаэробных условиях.

Примеры сине-зеленых водорослей, обнаруженных в почве

Сине-зеленые водоросли в почве присутствуют в самых разных влажных почвах, в основном вокруг корней растений в форме симбиотической ассоциации.

Эти организмы могут либо свободно встречаться в почве, либо в форме симбиотических отношений с растениями лишайниковидных грибов.

Виды цианобактерий имеют определенные структуры, такие как гетероцисты, которые участвуют в фиксации азота и, таким образом, присутствуют в анаэробной зоне почвы.

Некоторые из распространенных цианобактерий включают Nostoc, Prochlorothrix, Anabaena, Nodularia и др.

Сообщалось о цианобактериях из широкого спектра почв, которые процветают как на поверхности, так и под поверхностью.

Сине-зеленые водоросли в почве выживают при мезофильной температуре, которая чувствительна к кислотности / низкому pH (оптимальный диапазон pH 6,5-8,0) и условиям заболоченной почвы.

Положительные эффекты сине-зеленых водорослей в почве

Цианобактерии являются одними из первых микробных сообществ, колонизировавших наземные экосистемы.

Эти микроорганизмы играют важную роль в почве, фиксируя азот и углерод путем синтеза экзополисахаридов, которые повышают плодородие почвы и способность удерживать воду.

Применение цианобактерий в качестве инокулянтов для индуцирования образования биопорошка на почве – это новая технология, которая восстанавливает бесплодные деградированные районы и предотвращает процессы опустынивания.

Они играют важную роль в повышении физической структуры почвы, пористости и удержании влаги в почве благодаря своей волокнистой структуре.

Эти организмы также продуцируют слизистые вещества, выделяют фитогормоны, витамины, аминокислоты и вторичные метаболиты в почве.

Многие виды цианобактерий обладают внутренней способностью фиксировать атмосферный азот с помощью очень специализированной клетки, называемой гетероцистой.

Применение N2-фиксирующих цианобактерий в качестве потенциального источника N2-биоудобрения в полевых условиях действует как альтернатива обычно используемым органическим и химическим удобрениям.

Негативное воздействие сине-зеленых водорослей в почве

В некоторых случаях сине-зеленые водоросли могут образовывать цветение водорослей, выделяя токсины в почву, которые прямо или косвенно влияют на растительность.

Потеря большого количества сообщества цианобактерий в почве влияет на сообщества бактерий, поскольку вызывает недостаток кислорода.

Вирусы в почве

Что такое вирусы?

Вирусы – это генетические элементы, которые могут реплицироваться независимо от хромосом клетки, но не независимо от самих клеток.

Вирусы меньше бактерий и имеют размер от 20 до 30 нм в диаметре. Вирусы являются облигатными паразитами бактерий, грибов, насекомых, растений и животных, населяющих почву.

Вирусы могут действовать как спящие структуры или частицы, которые могут выживать в течение длительного периода в разных средах обитания.

Поскольку вирусы являются облигатными паразитами, их можно найти в любой точке мира, где есть жизнь.

Примеры вирусов, обнаруженных в почве

Вирусы являются наиболее распространенными биологическими объектами на нашей планете и превышают количество клеточных организмов в морских и почвенных средах обитания.

По оценкам, концентрация вирусов в почве составляет 10 9 вирусных частиц на грамм сухого веса.

Большинство почвенных вирусов представляют собой хвостатые бактериофаги, которые предпочитают заболоченную лесную почву более сухим сельскохозяйственным почвам.

Некоторые из распространенных вирусов, обитающих в почве, включают небольшие сферические вирусные частицы, похожие по размеру на одноцепочечные (ss) РНК, содержащие бактериофаги семейства Leviviridae или некоторые вирусы растений, и более крупные сферические вирусы, похожие на двухцепочечные (ds) ДНК, содержащие вирусы семейств Partitiviridae, Chrysoviridae и Totiviridae.

Разнообразные вирусы семейств Myoviridae, Siphoviridae и Podoviridae с геномами размером от 45 до 270 кб обнаружены в поверхностных песках пустыни Сахара.

Почвы действуют как резервуары вирусов, но они, вероятно, не являются полностью статичными резервуарами, поскольку, по крайней мере, некоторые вирусы, по-видимому, легко перемещаются между средами.

Положительное воздействие вирусов в почве

Основным способом благотворного действия вирусов в почвах является перенос генов между микробными хозяевами путем горизонтального переноса генов. Перенос генов позволяет передавать полезные характеристики между различными сообществами.

Другой способ, которым вирусы в почве могут принести потенциальную пользу растениям, заключается в заражении патогенных для растений организмов.

Вирусы различных микробов в почве как патогены играют важную роль в регулировании популяционной структуры их микробных хозяев.

Вирусные популяции могут также выступать в качестве резервуаров генов, участвующих во всех биохимических функциях их микробных хозяев, и путем рекомбинации между собой во время сопутствующих инфекций могут быть источником новых вариантов генов.

Негативное воздействие вирусов в почве

Среди вирусного сообщества в почве четко выражены патогены растений, которые попадают в растение механическим путем, переносчики нематод или грибковые переносчики.

Вирусы также влияют на другие микробные сообщества бактерий, грибов и простейших, которые вызывают дисбаланс в биотическом компоненте почвы.

Вирусы могут даже влиять на физические и химические свойства почвы, воздействуя на биотические и абиотические компоненты почвы.

Методы определения вида микробов

Определение вида
микроорганизмов проводится с использованием
следующих методов исследования:

– бактериоскопический
метод –
изучение микроорганизмов путем их
микроскопирования в живом или окрашенном
состоянии;

– бактериологический
метод –
изучение характера роста микробов на
плотных и в жидких питательных средах,
определение ферментативной активности
микробов;

– серологический
метод –
изучение антигенного строения микробов;

– биологический
метод –
изучение патогенных свойств бактерий
с использованием лабораторных животных;

– аллергологический
метод – метод
диагностики
инфекционных
заболеваний с помощью постановки кожных
проб;

– молекулярно-биологический
метод –
изучение генетических особенностей
микробов.

Бактериоскопический метод исследования

Клетки микроорганизмов
можно изучать как в живом состоянии
(метод раздавленной капли и метод висячей
капли), так и в фиксированном и окрашенном
состоянии.

Метод раздавленной
капли. На
поверхность обезжиренного предметного
стекла наносят каплю исследуемого
материала или суспензию бактерий и
покрывают ее покровным стеклом. Капля
не должна выходить за края покровного
стекла. Микроскопируют препарат с
объективом х40. Метод раздавленной капли
удобен для исследования подвижности
бактериальных клеток, а так­же для
изучения крупных микроорганизмов –
плесневых грибов, дрожжей.

Метод висячей
капли.
Препарат готовят на покровном стекле,
в центр которого наносят каплю
бактериальной суспензии. Затем специальное
предметное стекло с лункой, края которой
предварительно смазаны вазелином,
прижимают к покровному стеклу так, чтобы
капля находилась в центре лунки. Препарат
переворачивают покровным стеклом вверх.
В правильно приготовленном препарате
капля должна свободно висеть над лункой,
не касаясь ее дна или краев. Для микроскопии
используют вначале сухой объектив х8,
под увеличением которого находят края
капли, а затем устанавливают объектив
х40 и исследуют препарат.

Приготовление
фиксированных препаратов.
Для приготовления препарата на
обезжиренное предметное стекло наносят
каплю воды или изотонического раствора
хлорида натрия, в которую бактериологической
петлей вносят исследуемый материал и
круговыми движениями петли распределяют
его таким образом, чтобы получить тонкий
и равномерный мазок диаметром 1-1,5 см.
Если исследуют жидкий материал, то его
наносят на предметное стекло непосредственно
петлей и готовят мазок. Мазки высушивают
на воздухе.

Для фиксации
используют физические и химические
методы. Для фиксации мазка физическим
методом предметное стекло медленно
проводят 3 раза через пламя горелки.
Мазки крови, мазки-отпечатки органов и
тканей фиксируют химическим методом
путем погружения их на 5-20 минут в
метиловый или этиловый спирт, смесь
Никифорова и другие фиксирующие жидкости.

Для окрашивания
микробов используют простые и сложные
методы. При простом методе фиксированный
мазок окрашивают каким-либо одним
красителем, например, водным раствором
фуксина (1-2 минуты) или метиленовым синим
(3-5 минут), промывают водой, высушивают
и микроскопируют. Сложные методы
окрашивания включают последовательное
использование нескольких красителей.
Это позволяет выявить определенные
структуры клеток и дифференцировать
одни виды микроорганизмов от других.

Соседние файлы в папке Лекции

• #
• #
• #
• #
• #

  13.02.201676.8 Кб4181.doc

• #
• #
• #