57

МIНIСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ

ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

МИКОЛАЇВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АГРОНОМІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра рослинництва

МІКРОБІОЛОГІЯ З ОСНОВАМИ ВІРУСОЛОГІЇ

робочий зошит для лабораторних і самостійних занять

студентам денної форми навчання

агрономічного факультету напряму підготовки 6.090101 «Агрономія»

Студента ______курсу

_____________________

(прізвище, ім’я, по батькові)

Миколаїв

2011

УДК 579. 64

ББК 28. 4

Укладач: Т. Г. Самойленко, О. Ф. Рожок

Відповідальний за випуск: О. А. Коваленко, к. с.-г. н., зав. каф. рослинництва

Рецензенти:

С. П. Кот – к. б. н., доцент Миколаївського державного аграрного університету;

Л. О. Клименко – к. пед. н., доцент Миколаївського обласного інституту після-дипломної педагогічної освіти.

Робочий зошит розглянуто і затверджено на засіданні кафедри рослинництва.

Протокол № 7 від 18.01 2011 року.

Друкується за рішенням методичної комісії агрономічного факультету Миколаївського державного аграрного університету.

Протокол № 8 від 27.04. 2011 р.

© Миколаївський державний аграний університет, 2011

Зміст

Вступ ..............................................................................................................................4

1. Контрольні питання до модуля І«Систематика, морфологія, будова мікроорганізмів»................................................................................................................5

2. Лабораторна робота № 1 «Техніка мiкроскопiювання. Культивування i приготування препаратів мікроорганiзмiв»................................................................12

3. Лабораторна робота №2 «Методи приготування препаратiв

мiкроорганiзмiв».............................................................................................................14

4. Лабораторна робота № 3 «Будова мікробів. Рух мікроорганізмів».......................16

5. Лабораторна робота № 4 «Обмiн речовин у мiкроорганiзмiв»...............................19

6. Лабораторна робота № 5 «Приготування поживних середовищ.

Методи стерилiзацiї.Посiв мiкроорганiзмiв для облiку чисельностi

бактерiй у повiтрi»...........................................................................................................19

7. Лабораторна робота № 6 «Облiк чисельностi мiкроорганiзмiв

повiтря. Iдентифiкацiя мiкроорганiзмiв»......................................................................20

8. Приклади тестових питань до модуля «Систематика і

морфологія мікроорганізмів».........................................................................................21

9. Контрольні питання до модуля ІІ «Роль мікроорганізмів у

кругообігу найважливіших біоелементів»...................................................................23

10.Лабораторна робота № 7 «Спиртове бродiння. Молочнокисле бродiння»..........31

11. Лабораторна робота № 8 «Мiкробiологiчний аналiз силосу»..............................32

12. Лабораторна робота № 9 «Маслянокисле бродiння.

Бродiння пектинових речовин»......................................................................................34

13. Лабораторна робота № 10 «Процеси бродiння i окислення целюлози»..............35

14. Лабораторна робота № 11 «Амонiфiкацiя бiлкiв. Амонiфiкацiя сечовини».......36

15. Лабораторна робота № 12 «Нiтрифiкацiя. Денiтрифiкацiя».................................37

16. Лабораторна робота № 13 «Процес азотфiксацiї мiкроорганiзмами».................38

17. Лабораторна робота № 14 «Процес перетворення сполук фосфору»................40

18. Лабораторна робота № 15 «Процеси перетворення сполук

сульфуру i залiза»............................................................................................................41

19. Приклади тестових питань до модуля ІІ.................................................................43

20. Контрольні питання до модуля ІІІ « Основи грунтової мікробіології»...............45

21. Лабораторна робота № 16 «Визначення кiлькості мікроорганізмів

i активностi мiкробного ценозу грунту».......................................................................50

22. Лабораторна робота № 17 «Вплив факторiв середовища

на розвиток мiкробного ценозу грунту»........................................................................51

23. Приклади тестових питань до модуля ІІІ................................................................52

Література...................................................................................................................54

Вступ

Методичні рекомендації призначені для вивчення курсу «Мікробіологія з основами вірусології». Матеріал даного курсу, передбачений типовою програмою з мікробіології для студентів агрономічного факультету напряму підготовки 6.090101 – «Агрономія», разділений на 3 модулі. Кожен модуль являє собою логічно завершений розділ, що включає тісно пов’язані і залежні один від одного питання даної дисципліни. Однак, слід пам’ятати, що успішне засвоєння матеріалу кожного наступного модуля можливе лише за умови чіткого поняття і засвоєння попереднього.

Крім того, мікробіологія – це наука, що базується на теоретичних знаннях таких дисциплін як ботаніка, хімія, грунтознавство, фізіологія рослин та ін. У зв’язку з цим, у структурній схемі кожного з трьох модулів є названі нами модулі першого порядку, шо включають матеріал, вивчення якого передбачено програмою першого курсу ВНЗ або шкільною програмою. Питання цих модулів необхідно обов’язково повторити, це сприятиме більш швидкому і глибокому освоєнню дисципліни «Мікробіологія з основами вірусології».

При вивченні кожного розділу курсу студенту пропонують заповнити декілька таблиць, прокоментувати ряд схем, виконати лабораторні роботи, здати колоквіум, відповісти на тестові запитання. Всі завдання включено в схеми модулів і послідовно викладено в методичних рекомендаціях.

Матеріали всіх схем і таблиць розглядаються на лекціях, лабораторних заняттях, консультаціях. У зв’язку з цим даний робочий зошит рекомендуємо мати при собі як на лабораторно-практичних заняттях, так і на лекціях.

Модуль 1. Систематика, морфологія, будова мікроорганізмів.

Питання до модуля “ Систематика, морфологія, будова мікроорганізмів”

1. Предмет і задачі мікробіології на сучасному етапі розвитку суспільства.

2. Історія розвитку мікробіології, роль мікробіології в інтенсифікації сільського господарства.

3. Основне значення дослідів Антоні ван Левенгука, Луі Пастера, Мечнікова.

4. Характеристика еукаріот і прокаріот. Відмінні ознаки і спільність будови.

5. Віруси, їх будова, розмноження, роль в живій природі.

6. Основні принципи класифікації мікроорганізмів.

7. Морфологічні типи бактерій ( форми, розміри).

8. Харчові потреби мікроорганізмів. Роль окремих елементів живлення.

9. Будова клітини бактерії як представника прокаріот.

10. Типи руху бактерій.

11. Способи надходження поживних речовин у клітину мікроорганізмів.

12. Способи розмноження мікроорганізмів.

13. Спороутворення у бактерій. Його значення в життєдіяльності мікроорганізмів.

14. Методи культивування мікроорганізмів. Поживні середовища.

15. .Обмін речовин у мікроорганізмів. Загальна характеристика катаболізму і анаболізму.

16. Аеробне дихання, Загальна характеристика циклу Кребса і ланцюга переносу електронів.

17. Характеристика авто і гетеротрофних мікроорганізмів. Представники, значення групи.

18. Фотоавтотрофи. Значення групи в природі.

19. Хемосинтез, суть процесу. Представники.

20. Номенклатура і систематика мікроорганізмів, характеристика основних відділів.

21. Загальна характеристика відділу Gracilicutes. Представники, значення.

22. Характеристика відділу Fermicutes.

23. Стерилізація, пастеризація, застосування в народному господарстві..

24. Класифікація мікроорганізмів за способом використання джерел енергії та вуглецю.

25. Відношення мікроорганізмів до кисню, характеристика аеробів і анаеробів.

26. Цвільові гриби,їх характеристика, використання в народному господарстві.

27. Порівняльна характеристика дихання і бродіння. Роль процесів у життєдіяльності мікроорганізмів.

Рис. 1. Сучасна класифікація живих істот

В даний час існують різні концепції класифікації живих організмів. Один з найбільш визнаних варіантів сучасної систематики представлений на рисунку 1. Відповідно до даного варіанту всі живі істоти на основі клітинної будови поділяються на дві великі імперії: клітинні і неклітинні організми.

До неклітинних організмів відносяться віруси і фаги, надзвичайно дрібні живі істоти, здатні розвиватися тільки всередині клітин інших організмів - рослин, тварин, грибів, бактерій.

Клітинні організми залежно від особливостей будови клітин поділяються на два великих надцарства - прокаріоти і еукаріоти. До прокаріотів належать бактерії, а також ціанобактерії (синьо-зелені водорості), що містять хлорофіл і є фотоавтотрофами .

До еукаріотичних мікроорганізмів відносять одноклітинних тварин і рослин, а також мікроскопічні гриби

Таблиця 1

Порівняльна характеристика еукарiотичних i прокарiотичних клiтин

Структура	Еукарiотична клiтина	Прокарiотична клiтина
Клiтинна стiнка
Клiтинна мембрана
Ядро
Хромосоми
Ендоплазматичний ретикулум
Рибосоми
Комплекс Гольджi
Лiзосоми
Мiтохондрiї
Вакуолi
Вiйки i джгутики

Висновок:

Таблиця 2

Типи живлення мiкроорганiзмiв

Тип Живлення	Коротка характеристика	Приклади мiкроорганiзмiв
Фотоавто- трофний
Хемоавто- трофний хемогете- ротроф- ний а)сапро- фiти б)парази- ти

Таблиця 3

Способи отримання енергії мiкроорганiзмами

Спосiб отримання енергїi	Коротка характеристика	Приклади мiкроорганiзмiв
Аеробне дихання
Анаероб- не дихання
Бродiння
Неповне окислення органiчних сполук

Таблиця 4

Склад i застосування рiзних поживних середовищ

Назва середовища	Консистенцiя	Склад i застосування
М”ясо-пептонний агар
М”ясо-пептонний Желатин
Картопляний агар
Пивне сусло
Знежирене молоко
Дрiжджовi середовища

Таблиця 5

Методи стерилiзацiї

Назва методу	Коротка характеристика	Практичне використання
Прокалювання (фламбування)
Стерилiзацiя сухим жаром
Стерилiзацiя текучим паром
Стерилiзацiя насиченим паром пiд тиском
Пастеризацiя
Стерилiзацiя фiльтруванням через дрiбнопористi фiльтри

Лабораторна робота № 1

Техніка мiкроскопiювання. Культивування i приготування препаратів мікроорганiзмiв.

Мета роботи:

1) Вивчити рiзнi способи мiкроскопiювання препаратiв мiкроорганiзмiв.

2) Ознайомитися з основними правилами роботи з мiкроскопом, навчитися працювати з iмерсiйною системою.

3) Ознайомитися з різними способами культивування мiкроорганiзмiв, технікою посiву.

4) Розглянути пiд мiкроскопом готовий препарат мiкроорганiзмiв, замалювати.

Мiкроскопiя у свiтлому полi:

Мiкроскопiя у темному полi:

Фазово-контрасна мiкроскопiя:

Люмiнісцентна мiкроскопiя:

Електронна мiкроскопiя:

К у л ь т и в у в а н н я м i к р о о р г а н i з м i в

Рис. Збудники молочнокислого бродiння

Висновок:

Лабораторна робота № 2

Методи приготування препаратiв мiкроорганiзмiв

Мета роботи:

1) Вивчити технiкувзяття культур для приготування препарата мiкроорганiзмiв.

2) Приготувати препарати живих клiтин мiкроорганiзмiв методом “роздавленої краплi” i методом “висячої краплi”, замалювати.

3) Приготувати фiксований i забарвлений препарат мiкроорганiзмiв. Замалювати.

Правило взяття культури для приготування препарату мiкроорганiзмiв:

Застосування методiв дослiдження живих клiтин мiкроорганiзмiв:

Правило приготування мазка мiкроорганiзмiв:

Правило фiксації мазка мiкроорганiзмiв:

Правило забарвлення препарату мiкроорганiзмiв:

Рис. Препарат “роздавленої краплi” мiкроорганiзмiв

Рис. Препарат “висячої краплi” мiкроорганiзмiв

Рис. Фіксований i забарвлений препарат мiкроорганiзмiв

Висновок:

Лабораторна робота №3

Будова мікробів. Рух мікроорганізмів.

Мета роботи:

1) Вивчити будову бактерiальної клiтини. Замалювати схему будови бактерiй, позначити всi компоненти. Вивчати особливості будови гибів та вирусів.

2) Заповнити таблицю порiвняльної характеристики прокарiотичної i еукарiотичної клiтини. Зробити необхiднi висновки.

3) Вивчити i замалювати рiзноманiтнi форми бактерiй.

4) Вивчити рiзнi способи руху бактерiй. Замалювати способи прикрiплення джгутикiв у клiтинах бактерiй.

5) Приготувати препарат “роздавленої краплi” iз культури грунтових бактерiй, розглянути пiд мiкроскопом, прослiдкувати за рухом бактерiй в полi зору мiкроскопа.

6) Приготувати фiксованi i забарвленi фуксином препарати з культури грунтових бактерiй i нальоту зубiв. Розглянути пiд мiкроскопом, замалювати виявленi форми бактерiй.

Бактерії:

кулястi (коки) палички звивистi

-мiкрококи -якi утворюють -вiбрiони

-диплококи спори -спiрили

-тетракоки - які не утворюють -спiрохети

-стрептококи спори

-стафiлококи

-сарцини

Рис. Рiзноманiтнi форми бактерiй

Основнi структури клiтини

бактерiй:

Рис. Схема будови бактерiальної клітини

Рух бактерiй:

-за типомом ковзання -плаваючий

хвилеподiбнi скорочення, за допомогою

якi викликають перiодичну джгутикiв

змiну форми клiтин

Рiзноманiтнi форми джгутикових бактерiй

1. Монотрихи

2. Лофотрихи

3. Амфiтрихи

4. Перитрихи

Сучасна класифікація вірусів

1. ДНК дволанцюгова	2.ДНК одноланцюгова	1. РНК дволанцюгова	2. РНК одноланцюгова
1.1. Кубічний тип симетрії: 1.1.1. Без зовнішніх оболонок: аденовіруси 1.1.2. Із зовнішніми оболонками: герпес-віруси 1.2. Змішаний тип симетрії: Т-четні бактеріофаги 1.3. Без певного типу симетрії: віспяні віруси	2.1. Кубічний тип симетрії: 2.1.1. Без зовнішніх оболонок: щурячий вірус Кілхама, аденосателліти	1.1. Кубічний тип симетрії: 1.1.1. Без зовнішніх оболонок: реовіруси, віруси ранових пухлин рослин	2.1. Кубічний тип симетрії: 2.1.1. Без зовнішніх оболонок: вірус поліомієліту ентеровіруси, риновіруси 2.2. Спіральний тип симетрії: 2.2.1. Без зовнішніх оболонок: вірус тютюнової мозаїки 2.2.2. Із зовнішніми оболонками: віруси грипу, сказу, онкогенні РНК-віруси

Особливості будови мікроскопічних грибів

Рис. Mucor Рис. Aspergillus Рис. Penicillium Рис. Saccharomyces

Рис. Рiзноманiтнi форми мiкроорганiзмiв

Висновок:

Лабораторна робота № 4

Обмiн речовин у мiкроорганiзмiв

Мета роботи:

1) Вивчити рiзнi типи живлення мiкроорганiзмiв, заповнити вiдповiдну таблицю, навести приклади мiкроорганiзмiв з рiзним типом живлення.

2) Вивчити рiзнi способи отримання енергiї у мiкроорганiзмiв, заповнити вiдповiдну таблицю, навести приклади мiкроорганiзмiв з piзними способами отримання енергїi.

3) Здати колоквіум

Лабораторна робота № 5

Приготування поживних середовищ. Методи стерилiзацiї.

Посiв мiкроорганiзмiв для облiку чисельностi бактерiй у повiтрi.

Мета роботи:

1) Вивчити склад i способи приготування рiзних поживних середовищ, якi використовуються для iнкубацiї мiкроорганiзмiв. Заповнити вiдповiдну таблицю.

2) Ознайомитися з рiзними методами стерилiзацiї, заповнити вiдповiдну таблицю.

3) Розлити в чашки Петрi м’ясо-пептонний агар i провести посiв мiкроорганiзмiв в рiзних частинах університету.

За складом поживнi середовища можуть бути:

природнi-

синтетичнi -

За консистенцiєю поживнi середовища можуть бути:

а)

б)

в)

Посiв проведено:

Лабораторна робота № 6

Облiк чисельностi мiкроорганiзмiв повiтря. Iдентифiкацiя мiкроорганiзмiв.

Мета роботи:

1) Визначити число мiкроорганiзмiв в 1 куб. м повiтря, зробити висновок про забрудення повiтря в рiзних частинах iнституту.

2) Зробити анализ якiсного складу мiкроорганiзмiв повiтря, згрупувати мiкроорганiзми за культуральними ознаками бактерiй.

3) Iз найбiльш типових колонiй приготувати препарати “роздавленої краплi” i фiксованi забарвленi препарати мiкроорганiзмiв, замалювати, визначити рiд мiкроорганiзмiв.

Розрахунок кiлькостi клітин мiкроорганiзмiв в 1 куб. м повiтря:

Висновок:

Аналiз культуральних ознак колонiй, якi виросли на МПА:

Рис. Рис.

Рис. Рис.

Приклади тестових питань до модуля “ Систематика, морфологія, будова мікроорганізмів”

1.До прокаріот відносять:

а) гриби б) водорості в) бактерії г)цианобактерії

2.Стрептококи під мікроскопом мають таку форму:

а) б) в) г)

3.За допомогою стрілок поставте відповідність назв:

монотрихи

лофотрихи

амфітрихи

перитрихи

4.Здатність клітинної стінки бактерії забарвлюватись по Граму залежить від вмісту в ній:

а) глюкози б) муреїну в) целюлози г) пектину

5.Перебування спор в стані спокою і їх термостійкість забезпечує:

а)масляна кислота в)аспарагінова кислота

а)діпіколінова кислота г) глютамінова кислота

6.Розташуйте групи мікроорганізмів в порядку зростання за їх відношенням до температури оточуючого середовища:

а)мезофіли б) термофіли в) психрофіли

7. Мікроорганізми, здатні розвиватися в дуже кислому середовищі називають___________.

8. Виберіть рівняння, які відображають процес утворення двох молекул АТФ:

а) С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ СО₂ + 6Н₂О

б) СО₂ + 6Н₂О С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

в) С₆Н₁₂О₆ 2СН₃СОСООН + 2НАДН

9. Зліва перераховані структури клітини, вкажіть, для яких організмів, які перераховані справа, вони характерні?

а) джгутики 1) цианобактерії

б) ядро 2) гриби

в) мітохондрії 3) водорості

г) клітинна стінка 4) бактерії

д) хромосоми 5) рослини

10.З перерахованого нижче виберіть послідовність, яка правильно відображає еволюційні процеси в царстві Прокаріот:

а)дихання – бродіння- фотосинтез

б)бродіння- дихання- фотосинтез

в)фотосинтез- дихання- бродіння

г )бродіння- фотосинтез- дихання

Модуль 2. Роль мікроорганізмів у кругообігу найважливіших

біоелементів