Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Микробиология и биотехнология

..pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
3.07 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет»

Т.А. Зайцева, Л.В. Рудакова

МИКРОБИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ

Лабораторный практикум

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

Издательство

Пермского государственного технического университета

2011

УДК 579:606(076.5) З-17

Рецензенты:

д-р биол. наук, профессор И.В. Май (Федеральный научный центр медико-профилактических техно-

логий управления рисками здоровью населения, г. Пермь); д-р техн. наук, профессор И.С. Глушанкова

(Пермский государственный технический университет)

Зайцева, Т.А.

З-17 Микробиология и биотехнология: лаб. практикум / Т.А. Зайцева, Л.В. Рудакова. – Пермь: Изд-во Перм. гос.

техн. ун-та, 2011. – с.

ISBN 978-5-398-00580-6

Приведены теоретические сведения о биохимической очистке сточных вод, технология контроля работы очистного сооружения и лабораторные работы по методам исследования качества очистки сточных вод.

Изложены методы микроскопического исследования, условия культивирования, особенности морфологии и роста различных микроорганизмов на питательных элективных средах.

Для студентов направления 280200 «Защита окружающей среды».

УДК 579:606(076.5)

ISBN 978-5-398-00580-6

© ГОУ ВПО «Пермский

 

государственный технический

 

университет», 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ, ПРАВИЛА РАБОТЫ

 

И ПОВЕДЕНИЯ В МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ......

4

ВЕДЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАПИСЕЙ...............................................

6

МИКРОБИОЛОГИЯ...................................................................................

7

Тема 1. Светопольная микроскопия......................................................

7

Тема 2. Морфология представителей различных

 

систематических групп микроорганизмов. Микроскопия...

14

Тема 3. Культивирование микроорганизмов......................................

19

Тема 4. Особенности роста микроорганизмов

 

на плотных и жидких питательных средах..........................

29

Тема 5. Физиолого-биохимические свойства

 

микроорганизмов ....................................................................

32

БИОТЕХНОЛОГИЯ.................................................................................

37

Тема 6. Биохимическая очистка. Технологический контроль

 

работы очистных сооружений ...............................................

37

Тема 7. Гидробиологические исследования активного ила..............

40

Тема 8. Очистка воды и понятие сапробности...................................

43

Тема 9. Методы санитарно-химического анализа активного ила ...

59

Тема 10. Определение биохимической потребности

 

в кислороде (БПК) сточных вод.............................................

62

Тема 11. Методы санитарно-бактериологического

 

исследования воды..................................................................

71

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................

76

3

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ, ПРАВИЛА РАБОТЫ И ПОВЕДЕНИЯ В МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

При работе с микроорганизмами в лаборатории необходимо соблюдать определенные правила.

Микробиологическую лабораторию следует содержать в чистоте. В ней не должно находиться никаких лишних предметов. Для уничтожения микрофлоры в воздухе, на полу, стеклах, мебели проводят дезинфекцию (обеззараживание). С этой целью используют дезинфицирующие растворы: 0,5–3%-ный водный раствор хлорамина, 2–3%-ный раствор бикарбоната натрия, 3–5%-ный раствор фенола, 70%-ный раствор изопропилового или этилового спирта, которыми обрабатываются пол, стены, мебель.

Воздух в лаборатории должен проветриваться и периодически облучаться ультрафиолетовыми лучами от 200 до 400 нм. В зависимости от степени загрязнения для его стерилизации требуется облучение бактерицидной лампой от 30 мин до нескольких часов. Учитывая вредность ультрафиолета для глаз и кожного покрова, облучение проводят заранее и в отсутствие людей в лаборатории.

Рабочие места подвергают дезинфекции до начала работы и после ее окончания. При попадании микрофлоры на руки их тщательно промывают струей воды, затем с мылом и обрабатывают 70%-ным раствором этилового спирта.

Все реактивы должны иметь этикетки и стоять на определенных местах.

При работе с культурами микроорганизмов используют стерильную посуду, среды, чашки Петри. При посеве или пересеве культур микроорганизмов пользуются только стерильными бактериологическими петлями, иглами, шпателями Дригальского. Использованную посуду с культурами микроорганизмов дезинфицируют и только потом моют.

4

Неаккуратное обращение с культурами микроорганизмов приводит к возникновению бактериального аэрозоля.

При выполнении лабораторных работ необходимо учитывать ее специфику и соблюдать определенную технику безопасности.

Студент на практических занятиях всегда должен помнить, что имеет дело с микроорганизмами, которые далеко не всегда могут быть безвредными для его здоровья. Поэтому при работе на практических занятиях по микробиологии и биотехнологии он обязан соблюдать следующие правила личной и общественной безопасности:

до начала проведения лабораторных работ каждый студент должен пройти инструктаж по технике безопасности;

работать в лаборатории только в халатах;

в помещении лаборатории не принимать пищу и воду, не курить, не допускать лишних разговоров и переходов;

пользоваться только своим рабочим местом и прикрепленным к нему оборудованием; стол, одежду, обувь и другие предметы, случайно загрязненные исследуемым материалом или культурой микроорганизмов (разбилась пробирка, упала капля), немедленно дезинфицировать в присутствии преподавателя;

не держать на рабочем месте предметы, не относящиеся к выполняемой лабораторной работе; из личных предметов студента на столе должны лежать только рабочая тетрадь и канцелярские принадлежности.

проводить работу с микроскопом и культурами микроорганизмов на специальном столе;

все препараты и отработанную посуду, бывшую в контакте с живыми культурами микроорганизмов, подвергнуть дезинфекции и затем тщательно вымыть;

соблюдать чистоту и опрятность в работе; после окончания работы привести в порядок рабочее место, тщательно продезинфицировать руки и вымыть их с мылом;

перед проведением лабораторной работы внимательно ознакомиться с ее содержанием и только после этого приступить к ее выполнению;

5

– в конце занятия предъявить рабочие тетради преподавателю для просмотра и проверки;

Перед каждым занятием проводится опрос студентов по теме предстоящей лабораторной работы и технике безопасности ее проведения.

ВЕДЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАПИСЕЙ

Тетрадь лабораторных записей является документом, позволяющим контролировать правильность полученных результатов исследования. В ней должны быть записаны данные выполненной лабораторной работы: ее описание, цифровой материал (таблицы, диаграммы, графики).

Запись ведется аккуратно, четко, в определенном порядке:

1.Название опыта, дата его постановки и окончания.

2.Объект исследования.

3.Условия проведения опыта.

4.Основной принцип используемого метода анализа.

5.Полученные результаты.

Каждая лабораторная работа должна заканчиваться собственными наблюдениями, зарисовками, выводами.

Записи на клочках бумаги недопустимы!

6

МИКРОБИОЛОГИЯ

Тема 1. СВЕТОПОЛЬНАЯ МИКРОСКОПИЯ

Краткие теоретические сведения

Все световые биологические микроскопы отечественного производства можно разделить на три группы: биологические упрощенные, биологические рабочие, биологические исследовательские. Наиболее распространенной моделью является микроскоп МБР-1.

Устройство микроскопа

Микроскоп (рис. 1) состоит из механической и оптической частей.

Механическая часть микроскопа включает подковообразный башмак 9, коробку с микромеханизмом 10, предметный столик 11, револьвер на салазках 12, кронштейн конденсатора 13. Коробка микромеханизма несет, с одной стороны, направляющую для тубусодержателя. Внутри коробки находится механизм фокусировки микроскопа. На боковых поверхностях коробки расположены рукоятки микромеханизма 1, служащего для точной фокусировки объектива. Слева на оси рукояток закреплен барабан со шкалой, разделенной на 50 частей. Цена одного деления барабана 0,002 мм. Один оборот барабана соответствует перемещению тубуса на 0,1 мм. Микромеханизм перемещает тубус вместе с механизмом грубой и точной фокусировки, по часовой стрелке тубус микроскопа опускается, при вращении против часовой стрелки – поднимается.

Предметный столик 11 укреплен на специальном кронштейне, закрепленном на верхней части коробки микромеханизма. Верхняя часть предметного столика может вращаться, если опустить стопорный винт 3. Столик вращают рукой за накатанную торцовую часть. С помощью винтов, находящихся справа и слева

7

на корпусе кронштейна, столик перемещается (центрируется ) на 8 мм, что позволяет подвести нужный участок препарата в поле зрения. На поверхности столика расположено семь отверстий. Четыре крайних отверстия служат для установки пружинных клемм 8, прижимающих препарат, а три средних отверстия – для крепления накладного препаратоводителя.

Дугообразный тубусодержатель в нижней своей части имеет рукоятку макровинта 4, используемую для грубой фокусировки микроскопа. У верхней части тубусодержателя снизу находится головка для крепления револьвера, а сверху – специальное посадочное гнездо для крепления сменных тубусов: наклонного – для визуальных исследований и прямого – для фотографических работ. Револьвер имеет гнезда с резьбой для крепления объективов. Вращением револьвера осуществляется смена объективов.

Отверстия для объективов на револьвере отцентрированы относительно оси тубуса с такой точностью, что при переходе от слабого объектива к более сильному и при повороте револьвера по часовой стрелке точка препарата, установленная при слабом объективе в центре поля зрения окуляра 15, всегда остается в поле зрения более сильного объектива.

Кронштейн 12 имеет цилиндрическую гильзу для конденсора. Конденсор 13 крепится в гильзе винтом 7, расположенным сбоку кольца кронштейна. Под кронштейном конденсора в коробке микромеханизма укреплена вращающаяся вилка для зеркала.

Оптическая часть микроскопа состоит из осветительной и наблюдательной систем.

Осветительная система находится под предметным столиком. К ней относится зеркало 16 и конденсор 13 с ирисовой апертурной диафрагмой 17.

Зеркало служит для отражения идущих от источника световых лучей по направлению к объективу и через него – внутрь микроскопа. Одна сторона зеркала плоская, другая – вогнутая. При работе с конденсором следует пользоваться только плоским

8

зеркалом независимо от источника света. Вогнутое зеркало может применяться при работе без конденсора с объективами малых увеличений.

Рис. 1. Общий вид биологического иммерсионного микроскопа: 1 – рукоятка микромеханизма;

2 – центрировочный винт для установки препарата; 3 – стопорный винт; 4 – рукоятка грубой фокусировки;

5 – винт для укрепления тубуса; 6 – рукоятка перемещения диафрагмы; 7 – стопорный винт конденсора;

8 – пружинные клеммы; 9 – подковообразный башмак; 10 – коробка с микромеханизмом; 11 – предметный столик; 12 – кронштейн конденсора; 13 – конденсор; 14 – объективы; 15 – окуляр; 16 – зеркало; 17 – ирисовая апертурная диафрагма; 18 – призма

Конденсор 13 состоит из системы линз, вмонтированных в металлическую оправу, закрепленную специальным винтом в гильзу конденсородержателя. Конденсор служит для собирания лучей, отраженных зеркалом, в одной точке – фокусе, расположенном в плоскости рассматриваемого препарата. При приме-

9

нении иммерсионного масла между фронтальной линзой конденсора и предметным стеклом апертура конденсора равна 1,2, без иммерсии она равна 1. В нижней части оправы конденсора имеется откидная рамка для установки светофильтра дневного света (матовое и синее стекло). При микроскопировании с дневным светом конденсор должен быть поднят до уровня предметного столика. При искусственном освещении конденсор опускают до появления при малом увеличении изображения источника света в плоскости препарата. Интенсивность света, подаваемого в микроскоп, целесообразнее и правильнее регулировать не положением конденсора и величиной отверстия диафрагмы, а вращением ручки трансформатора, уменьшая или увеличивая накал нити лампы.

Ирисовая диафрагма расположена под линзами конденсора. Она состоит из ряда стальных сегментов, вмонтированных в металлическую оправу, укрепленную в нижней части конденсора. При помощи особого рычажка 6 сегменты диафрагмы меняют свое положение, изменяя диаметр отверстия, через которое походит пучок света от зеркала. Степенью раскрытия диафрагмы регулируется апертура (действующие отверстия) конденсора, которая всегда должна быть немного меньше (от 9/10 до 2/3 ) апертуры применяемого объектива. Это обеспечивает устранение рассеянного света и дает нужную контрастность изображения. Окрашенные препараты лучше просматриваются при открытой почти полностью диафрагме.

Неокрашенные объективы следует рассматривать при суженном отверстии диафрагмы, причем необходимо тем сильнее уменьшать отверстие, чем нежнее структура изучаемого объекта.

Наблюдательная система состоит из объективов 14,

призмы 18 и окуляра 15, соединенных в тубусе микроскопа. Объективы составляют самую важную, наиболее ценную и

хрупкую часть микроскопа. Они представляют собой систему взаимно центрированных линз, заключенных в металлическую оправу. На верхнем конце оправы имеется резьба, при помощи которой объектив крепится в гнезде револьвера.

10