Как вырастить бактерии в домашних условиях для школьных опытов
Обновлено: 30.06.2024
У Вас появился инвертированный биологический микроскоп Эврика 40х-320х! Вы изучили под ним воду из канавы, воду из вазы с букетом цветов… Вы посмотрели все, что можно было быстро налить в чашечку Петри. Что же теперь? Давайте попробуем провести настоящие научные исследования. От Вас потребуется терпение, время и фантазия.
Мы вырастим колонии бактерий в чашечке, которая идет в комплекте с микроскопом. Вы можете приобрести несколько чашек, чтобы выращивать несколько разных колоний одновременно. Думаю, Вы будете поражены разнообразием бактерий, которые окружают нас.
Будьте осторожны! Эти опыты рекомендуются для детей старше 8 лет и только под наблюдением взрослых! Опыты включают использование кипящей воды и хлорки. Взрослый контроль обязателен!
Нам понадобится:
• Порошок агар-агар. Он продается в продуктовых магазинах в том же отделе, где ванилин, желатин, корица и другие вкусности для выпечки.
• 1 чайная ложка сахара.
• Маленькая кастрюлька или ковшик для кипящей смеси.
• Инкубатор. В качестве инкубатора мы будем использовать какое-нибудь теплое место. Зимой удобно использовать место рядом с обогревателем. А летом, когда батареи выключены, можно использовать место за холодильником.
Для начала не забываем пригласить взрослого человека присоединиться к нашему опыту. Нам очень потребуется его помощь.
1. Наливаем воду в кастрюлю (ковшик) и доводим до кипения. Растворяем сахар в этой воде.
2. Добавляем порошок агар-агар в кипящую воду и перемешиваем в течение минуты, пока он полностью растворится.
3. Охлаждаем смесь в течение нескольких минут. Во-первых, смесь должна быть еще горячей, чтобы избежать установки желе прямо в кастрюле. А во-вторых, нам необходимо предотвратить загрязнение нашей смеси бактериями из воздуха. Наши домашние условия далеки от стерильности, но мы постараемся избежать лишних загрязнений.
4. Открываем чашку Петри. И сразу просим взрослого помощника налить на ее дно горячую смесь из кастрюльки. Заранее открывать не надо, чтобы лишние бактерии не мешали нашему опыту.
5. Накрываем крышкой чашку Петри и убираем ее в холодильник примерно на 4 часа. За это время установится желе.
6. Теперь пришло время собирать бактерии и выращивать колонии на агар-агаре в чашке Петри.
Примечание: чашки Петри с застывшим агар-агаром можно хранить в холодильнике в течение 1-2 месяцев перед использованием. Нужно их перевернуть, чтобы конденсат не испортил подготовленную питательную среду.
7. Бактерии собрать не трудно, потому что они есть повсюду. Берем чистую ватную палочку и проводим ею там, где хотим найти бактерии – на грязной посуде или под ногтями на руках, или на земле, или на ручке двери, или на мобильном телефоне, или на клавиатуре. Потом аккуратно проводим этой палочкой по застывшему агар-агару в чашке Петри.
8. Закрываем чашки Петри крышками и заклеиваем скотчем. Чтобы не перепутать чашки, наклеиваем на них наклейки с надписями (откуда были собраны бактерии). Переворачиваем и убираем в инкубатор (теплое темное место). Переворачивать нужно для того, чтобы капли, которые могут образоваться на крышке от испарения, не падали на наш объект исследования. Оставляем на несколько дней.
9. Через несколько дней можно наблюдать под микроскопом, что происходит в чашке Петри. Мы увидим, как начали расти колонии. Раз в день или раз в несколько дней можно проверять, какие происходят изменения.
10. Хотя бактерии, которые мы собрали дома, вероятно, будут безвредными, предосторожность не помешает. Нам снова потребуется помощь взрослого, поскольку пластмассовую чашку Петри нужно хорошенько вымыть хлорным раствором, и только потом утилизировать. Если у Вас стеклянная чашка Петри, то ее можно использовать повторно после стерилизации. Напомните Вашему взрослому помощнику о необходимости надеть резиновые перчатки. Ни в коем случае не работайте с хлоркой самостоятельно!
Если опыт не получился с первого раза, не отчаивайтесь. Попросите совета у учителя биологии в школе. Некоторые виды бактерий любят животную среду, и для них нужно добавить в агар-агар питательную среду, например говяжий бульон. Другие бактерии хорошо размножаются на растительно среде, для них можно добавить картофельный отвар.
Почему это происходит?
Бактерии настолько малы, что их нельзя увидеть невооруженным глазом. Но если их поместить на питательную среду и создать им комфортные условия для размножения, то каждая бактерия вырастает в колонию из тысячи бактерий. И вот колонию уже можно разглядеть в микроскоп. Вырастить бактерии может оказаться не просто. Поэтому не сдавайтесь, если ваши первые попытки потерпят неудачу. Но когда опыт будет удачным, подсчитайте количество колоний и обратите внимание на различия в цвете, форме и размере. Где Вы обнаружили больше бактерий? Попробуйте в середину растущей колонии добавить капельку дезинфицирующего средства для рук или средство для мытья унитаза. Произойдут ли изменения в росте и форме колонии?
Клеток микробиоты в нас с вами в три раза больше, чем клеток из которых, собственно, мы с вами состоим. Микробы живут повсюду: во рту, носу, ушах, кишечнике, легких — и даже глазах. Мы писали о том, кто живет у нас под веками, а теперь решили на этих жильцов посмотреть. У нас были чашки Петри, электрический радиатор, микроскоп, питательная среда для бактерий и несколько образцов микробиома, взятых у главного редактора N + 1 Ильи Ферапонтова. Немного лабораторной магии — и мы выяснили, что в глазе Ильи живут кокки Staphylococcus epidermidis. Рассказываем подробно, как подобный эксперимент можно повторить у себя дома.
Что вам потребуется
Готовим питательную среду
- Возьмите любую емкость, объем которой вам известен, и налейте туда воды.
- Засыпьте в чашку LB из расчета 25 грамм на литр.
- Отправьте туда же агар из того расчета, чтобы его доля в растворе была около 1-2%.
- Вскипятите всю смесь (сделайте это в микроволновке, например), чтобы агар растворился, а затем дайте ей остыть.
- Добавьте в раствор глюкозы из расчета 360 миллиграмм на 100 миллилитр. Можно больше — но в пределах разумного. Можете добавить дрожжевой экстракт: в нем есть факторы роста, нужные некоторым бактериям.
- Нагрейте все это до 80 градусов (тут вам пригодится градусник для духовки или просто цифровой термометр с щупом). Все, среда готова.
Чистосердечное признание
Переносим среду в чашку
Перед тем, как наносить среду на поверхность чашки, необходимо ее простерилизовать — чтобы не вырастить в чашке ничего лишнего.
- Возьмите чашку Петри и нагрейте ее до 80 градусов — или просто окуните ее в кипяток (осторожно, не ошпарьтесь!). Подождите пятнадцать минут, чтобы она остыла, нагрейте еще раз. Повторите эту процедуру как минимум пять раз (можно больше). Поздравляем! Теперь у вас есть стерильная поверхность, на которую можно нанести питательную среду.
- Поставьте ваши чашки Петри рядом с горелкой/конфоркой, включите огонь и подождите 5-10 минут.
- Залейте чашку Петри еще горячей средой, закройте их и дождитесь, пока среда не застынет. Оставьте в чашке немного пространства, не заполняйте чашку до краев! Застывшая среда по консистенции должна напоминать твердое желе.
Берем пробу
Мы выращивали микробиом глаза, поэтому использовали инокуляционную петлю для мазка — если вам к себе (или кому-то еще) под веки лезть не очень хочется, можете просто опустить в чашку Петри палец, тогда вы занесете туда всех микробов, что на нем живут.
Процесс выращивания таких клеточных культур, как бактерии, предъявляет особые требования к питательной среде. Особых сложностей при выращивании бактерий нет, данное мероприятие достаточно легко осуществить в домашних условиях при наличии соответствующих знаний из области микробиологии и набора инструментов (основной инвентарь, используемый в лаборатории, – чашка Петри).
Среда представляет собой раствор со специальным составом. Это совокупность компонентов, обеспечивающих благоприятные условия для культивирования микроорганизмов или постепенного накопления продуктов их жизнедеятельности, которые будут после использованы для определенных целей. Широко применяются в пищевой и хозяйственной промышленности. Для каждого вида культур среда должна быть разной. Так, процесс выращивания молочнокислых палочек или бактерий для септика существенно отличаются.
Особенности раствора
Питательные среды классифицируют по составу, назначению, консистенции. Существует две основные группы: производственные и диагностические.
- Производственные среды – основа для изготовления медицинских лекарственных препаратов, бактерий для септика. Растворы позволяют производить контроль качества биовеществ. В таких питательных средах для выращивания культур бактерий не должно быть вредных токсических примесей, способных нанести вред человеку или повлиять на процессы жизнедеятельности колоний.
- В диагностических питательных средах выделяют следующие подгруппы целевого назначения:
- для выделения отдельных видов культур бактерий (дифференциальные);
- для выращивания широкого спектра колоний микроорганизмов;
- для выделения конкретного типа возбудителя; накопительные среды (обогащение бактерий выделяемыми ими продуктами жизнедеятельности).
По консистенции различают:
В плотных и полужидких питательных средах основным компонентом является жидкая основа, к которой добавляется агар. Это полисахарид, который выделяется в лаборатории из некоторых разновидностей морских водорослей.
Выращивание колоний культур в среде с добавлением агара можно производить дома или в лаборатории, обязательно придерживаясь комнатного температурного режима. Это связано с тем, что уже при температуре +25-30°C желатиновые среды плавятся. В полужидком виде они помещаются на поверхность чашки Петри до полного затвердения.
Наиболее распространенные плотные среды: сыворотка крови свернутая, яйца, также выращивание колоний может производиться на картофеле.
Популярный и доступный инвентарь
Культивирование микроорганизмов в чашке Петри – один из самых распространенных методов получения необходимых бактерий, отличающийся простотой использования. Он подходит и для молочнокислых культур в том числе.
Чашка Петри – емкость для лаборатории и дома, представляющая собой два плоских блюда с вертикальными невысокими краями. То блюдо, что больше, служит крышкой.
С целью выращивания колоний в питательной среде Петри должна быть подготовлена соответствующим образом. Для стерилизации стеклянный сосуд обдают сухим жаром, используя сушильный шкаф. Затем осторожно выливают на ее поверхность остуженную до 55°C среду (расплавленную), придерживаясь горизонтального положения посуды. Использовать можно любые мазки – с щелей в полу или плинтусов, со стола на кухне, даже с собственной кожи. Аккуратно стряхните ватный тампон с невидимыми подопытными на чашку и закройте крышку. Чашку поставьте и ежедневно следите за изменениями.
Важно знать, что в чашке Петри можно использовать плотные питательные среды. Это позволяет, кроме культивирования, производить рассев, выделение колоний изолированного типа, оценивать чувствительность бактерий к препаратам антибактериального спектра.
Чтобы подсчитать количество колоний культур в домашних условиях или лаборатории, достаточно поднести чашку Петри к источнику яркого света. Доступность, а также простота пользования данным инвентарем значительно упрощает процесс выращивания бактериальных колоний.
Штаммы для пищевой промышленности
Чтобы производство продуктов питания на основе молока было на высоком уровне, обеспечивая потребителям необходимые объемы йогуртов, кефира и других молочнокислых изделий, технологи выделяют бактерии, занимаются их селекционированием и изготавливают закваски.
Штаммы молочнокислых культур получают в лаборатории из молочной сыворотки с добавлением:
- кукурузного экстракта,
- стимуляторов роста,
- буферных солей.
Выращивание молочнокислых микроорганизмов, подразделяющихся на две группы – палочки и стрептококки – требует выдержки временных и температурных рамок.
Выращивание микроорганизмов для очистки сточных вод
Чтобы добиться максимальной эффективности при фильтрации сточных вод, используются определенные виды культур бактерий. Для владельцев септика это незаменимое вещество, позволяющее предотвратить распространение неприятного запаха, активировать механизм переработки органических залежей на дне.
Культивирование различных видов бактерий (молочнокислых, для лекарств, для септика) производится специалистами. Препараты попадают к потребителю уже готовыми. Однако зная правила выращивания штаммов, необходимую для каждого класса культур питательную среду и имея под рукой чашку Петри (для молочнокислых бактерий в том числе), можно пробовать делать это дома. Шансы на получение хорошего результата высоки, главное – правильно стерилизовать посуду, а также исключить попадание инородных веществ, способных повлиять на чистоту эксперимента. Вырастить бактерии для септика сложнее, чем получить закваску молочнокислых культур.
Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.
В результате эксперимента, наблюдая за четырьмя образцами, учащиеся на практике узнают, при каких условиях развивается большее количество бактерий. Определяют способы привития гигиенических навыков в повседневной жизни.
Цель работы: выяснить, существует ли необходимость поддерживать чистоту в доме, соблюдать личную гигиену, мыть фрукты и овощи перед едой, а руки после прогулки.
Наш повседневный опыт подсказывает, что в окружающей нас среде находится множество микроорганизмов. Эти мельчайшие живые существа настолько малы, что не видны невооруженным глазом, поэтому, узнать об их существовании мы можем по продуктам их жизнедеятельности.
Микробы очень разнообразны. Некоторые из этих существ способны вызвать страшные болезни. Другие – напротив – полезны и используются в пищевой промышленности.
Чтобы уметь защититься от вредоносного влияния микроорганизмов, а так же научиться использовать продукты их жизнедеятельности на помощь человечеству приходит наука – микробиология, которая изучает главным образом различные бактерии, актиномицеты, а также плесени и дрожжи.
Объектом своей работы мы выбрали бактерии.
Задача: в домашних условиях вырастить бактерии.
Для достижения поставленной цели мы проведем эксперимент по выращиванию бактерий.
Конечно, увидеть отдельную бактерию не удастся, но колонию этих существ можно наблюдать без микроскопа, невооруженным глазом.
Для этого нам потребуется следующее оборудование: стеклянные емкости с крышками (баночки из-под детского питания), жгутики из суровых ниток или веревки, желатин, чистое и немытое яблоки.
Эксперимент по выращиванию бактерий начался 20.09.2012, протекал в течение 6 дней и закончился 25.09.2012.
Мы развели желатин водой, образовав тем самым питательную среду для размножения бактерий. Затем разлили полученную смесь в чистые, заранее подписанные баночки.
Бактерии не могут перемещаться самостоятельно. Поэтому, чтобы собрать достаточное количество микробов, например, с немытых после прогулки рук, необходимо тщательно протереть ладони кусочком веревки. После чего помещаем жгутик в баночку и плотно закрываем крышкой. В результате таких действий мы получили для исследования четыре вышеупомянутых образца.
Затем помещаем образцы в теплое место (на батарею в комнате), так как бактерии лучше размножаются в тепле, и проводим наблюдения в течение нескольких дней.
В ходе нашего эксперимента мы не просто интересно провели время, но и пришли к следующим выводам:
Бактерии в огромном количестве скапливаются на немытых, грязных предметах.
Бактерии размножаются очень быстро в течение достаточно короткого времени.
Использование моющих средств значительно уменьшают количество бактерий.
В связи с вышеперечисленным мы рекомендуем:
1. Поддерживать чистоту и порядок в жилых помещениях.
2. Обязательно соблюдать личную гигиену.
3. Непременно мыть с мылом руки после прогулки и перед едой.
4. Мыть с использованием моющих средств овощи и фрукты перед употреблением.
Нам думается, что мы нашли наглядный, доступный для понимания, простой в исполнении, интересный способ обучения детей чистоплотности.
Проведенный нами эксперимент, его описание, результаты можно использовать на занятиях в детском саду и начальной школе, а ученики среднего звена смогут поставить его самостоятельно.
Читайте также: