Проекты

Исследование антибиотической активности пеницилла (Penicillium) с использованием стерильных и кондиционированных культуральной жидкостью питательных сред

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Среда» среди работ учащихся 5−7 классов

Направление работы: Микробиология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1748
Предметы: Биология
Классы: 6 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» 17 апреля 2019 года

Актуальность работы

Мы живём среди микроорганизмов. Со многими из них человечество постоянно ведёт борьбу. Плесневые грибы-микромицеты атакуют наши дома. Споры грибов вызывают аллергические состояния, многие продукты поражаются микотоксинами. Человек смог заставить работать некоторые микромицеты во благо, используя их в пищевом производстве и медицине. Изучение механизмов взаимодействия микроорганизмов друг с другом позволяет усилить пользу одних и нивелировать вред других для человека. Микробиологи сумели «столкнуть» бактерии и микромицеты, выделяющие антибиотики − химические вещества, которые обладают способностью подавлять рост, размножение и даже убивать определённые виды прокариотических организмов. Плесневый гриб пеницилл (Penicillium) является ингибитором бактерий: выделяет вещества, подавляющие их активность, рост и развитие, вызывающие гибель прокариот.

Цель

Изучение антибиотической активности кондиционированной среды, созданной грибом-микромицетом пенициллом (Penicillium).

Задачи

  • Вырастить колонии бактерий кожи и микромицетов на питательных средах in vitro.
  • Выделить чистые культуры бактерий кожи (Micrococcus luteus) и пеницилла (Penicillium).
  • Исследовать взаимодействие культур бактерий и плесневых грибов друг с другом на твёрдой питательной среде in vitro.
  • Выделить культуральную жидкость, содержащую продукты жизнедеятельности гриба пеницилла.
  • Проверить влияние среды, кондиционированной культуральной жидкостью, на рост колоний бактерий Micrococcus luteus.

Описание работы

Приготовили питательную среду Чапека и вырастили in vitro колонии бактерий и микромицетов. Выделили чистые культуры бактерий кожи (Micrococcus luteus) и пеницилла (Penicillium).

Микрококк лютеус (Micrococcus luteus) – вид грамположительных неподвижных бактерий-кокков, характерный для здоровой кожи, который наиболее часто встречается на открытых поверхностях лица, рук и ног и составляет 80 % от числа всех микрококков, обитающих на коже. Пеницилл золотистый (Penicíllium chrysógenum) – один из наиболее распространённых видов рода. Мицелий сначала светлый, потом − тёмно-зелёный из-за спорообразования. Продуцент антибиотика − пенициллина.

Окрасили бактериальные клетки по методу Грама. Приготовили и изучили микропрепараты Micrococcus luteus и Penicillium под бинокулярным микроскопом.

Бактерии Micrococcus luteus располагаются в колониях по 4, 8 и более клеток. Являются грамположительными – окрашиваются в синий цвет. Конидиеносцы (гифы) пеницилла под микроскопом кистевидные, с большим количеством спор – конидий.

Посеяли бактерии и пеницилл в одну чашку Петри на питательную среду Чапека. В процессе «захвата территории» плесневый гриб поглотил колонии бактерий. Бактерии погибли: их колонии из слизистых и слегка выпуклых стали плоскими и сухими. Взаимоотношения бактерий и плесневых грибов – пример аменсализма. Аменсализм – тип межвидовых взаимоотношений, при котором один вид – аменсал – претерпевает угнетение роста и развития, а второй – ингибитор – таким испытаниям не подвержен. Бактерии Micrococcus luteus – аменсалы, их рост и развитие ингибируется микромицетом Penicíllium.

На жидкой питательной среде Чапека вырастили колонию гриба Пеницилла золотистого. Сначала цвет гриба был молочно-жёлтый без спорообразования, затем тёмно-зелёный с обильным спороношением. Прозрачная жидкая питательная среда стала тёмной. Это говорит о том, что гриб кондиционировал питательную среду, выделив в неё вещества. Мы выделили культуральную жидкость. Произвели посев бактерий на твёрдую кондиционированную питательную среду, содержащую культуральную жидкость. На кондиционированной среде колонии бактерий не появились. Антибиотическая активность культуральной жидкости подавила рост и развитие бактерий.

Результаты

В рамках «химической войны» грибы научились выделять вещества, подавляющие рост и развитие бактерий, убивающие их. А человек научился использовать эти вещества, назвав их антибиотиками.

Выводы

1. Колонии бактерий кожи и микромицетов хорошо растут in vitro в благоприятных условиях: на твёрдой питательной среде при температуре +36 °С.

2. Используя метод Коха, выделили чистые культуры бактерий кожи (Micrococcus luteus) и пеницилла (Penicillium). Свойства микроорганизмов, особенности их строения, развития и жизнедеятельности были продемонстрированы при работе с чистыми культурами.

3. На питательной среде in vitro между бактериями и микромицетами возникает аменсализм. Пеницилл прекрасно развивается и подавляет развитие колоний бактерий.

4. Используя жидкую питательную среду Чапека, получили кондиционированную среду, из которой выделили культуральную жидкость, содержащую продукты жизнедеятельности гриба пеницилла.

5. На среде, кондиционированной культуральной жидкостью, не наблюдается рост колоний бактерий Micrococcus luteus.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

Материалы и оборудование: порошковый мясо-пептонный агар (МПА), минеральная основа среды Чапека, вода, колбы конические, спиртовка, стерильные микробиологические петли, чашки Петри, набор красителей по Граму: раствор генциана фиолетового, раствор Люголя, раствор фуксина; медицинские маски, микроволновая печь, лабораторные весы, термостат, бинокулярный микроскоп, нетбук, цифровая фотокамера, предметные и покровные стёкла, иммерсионное масло.

Награды/достижения

-

Сотрудничество с вузом при создании работы

-

Перспективы развития результатов работы

Результаты исследовательской работы можно использовать при изучении таких биологических и экологических тем, как «Взаимоотношения между организмами», «Строение плесневых грибов», «Экология грибов», «Особенности бактерий».

Особое мнение

«Это исследование для меня − это попытка проникнуть в принципы строения, развития, в тонкости взаимоотношений бактерий и микромицетов»