Ćwiczenia z mikrobiologii ogólnej. Skrypt dla studentów biologii. Część teoretyczna i praktyczna

• Druk: Łódź, 2014
• Redakcja naukowa: Antoni Różalski
• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego

Mikrobiologia jest nauką o drobnoustrojach (mikroorganizmach). Zajmuje się cechami morfologicznymi, właściwościami biochemicznymi, rolą w środowisku naturalnym, właściwościami chorobotwórczymi, jak również zastosowaniem drobnoustrojów w przemyśle. Podstawowy schemat badania drobnoustrojów obejmuje: wstępną obserwację makroskopową i mikroskopową, wyosobnienie interesującego nas ustroju w postaci czystej hodowli, określenie jego cech morfologicznych, typu wzrostu na podłożach stałych i płynnych, zbadanie jego właściwości biochemicznych i fizjologicznych oraz ustalenie ewentualnej roli wyizolowanego mikroorganizmu w środowisku naturalnym, w przebiegu choroby lub możliwości wykorzystania w procesie przemysłowym. Zwalczanie drobnoustrojów jest także jedną z dziedzin mikrobiologii ogólnej we wszystkich przypadkach, w których obecność niektórych z nich jest wręcz szkodliwa. Istnieje też możliwość zakażenia mikrobiologicznego, dlatego pracownicy laboratoriów mają najwyższe kwalifikacje zawodowe i duże doświadczenie, wykonują swoją pracę posługując się wyłącznie sprzętem zmechanizowanym i korzystają z pełnego zabezpieczenia osobistego.
Książka zawiera przegląd zagadnień mikrobiologii ogólnej, łączących się tematycznie z problematyką ćwiczeń odbywanych przez studentów specjalności: mikrobiologicznej, biochemicznej i biofizycznej, fizjologicznej oraz biologii środowiskowej.
W związku z niepełnym opracowaniem niektórych tematów, podana została literatura pomocnicza i uzupełniająca.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Biologia i przyroda
• Redakcja: Antoni Różalski
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-7171-635-5
• ISBN druku: 978-83-7171-635-5
• Liczba stron: 346

CZĘŚĆ I - TEORETYCZNA

Od autorów    9

Wykaz skrótów   10

1. Wprowadzenie   11

1.1. Prokaryota i Eukaryota – cechy wspólne i różnice   14

2. Laboratorium mikrobiologiczne – organizacja, wyposażenie, zaplecze   16

3. Podłoża mikrobiologiczne   18

4. Sterylizacja (wyjaławianie)   23

4.1. Metody fizyczne   23
4.1.1. Sterylizacja cieplna – sucha   23
4.1.1.1. Wyjaławianie przez wyżarzanie   23
4.1.1.2. Wyjaławianie przez opalanie   24
4.1.1.3. Wyjaławianie gorącym suchym powietrzem   24
4.1.2. Sterylizacja cieplna – mokra (parą wodną)   24
4.1.2.1. Dekoktacja – wyjaławianie przez gotowanie   24
4.1.2.2. Pasteryzacja   25
4.1.2.3. Tyndalizacja – sterylizacja w aparacie Kocha   26
4.1.2.4. Wyjaławianie za pomocą pary wodnej pod zwiększonym ciśnieniem   26
4.1.3. Sterylizacja przez sączenie (filtrowanie)   29
4.1.4. Sterylizacja za pomocą promieniowania elektromagnetycznego   30
4.1.4.1. Wyjaławianie za pomocą promieniowania ultrafioletowego (UV)   30
4.1.4.2. Sterylizacja radiacyjna   31
4.2. Sterylizacja gazowa (metoda chemiczna)   32
4.3. Kontrola sterylizacji   33

5. Dezynfekcja   34

5.1. Chemiczne środki dezynfekcyjne   35
5.1.1. Kwasy i zasady   36
5.1.2. Środki utleniające   37
5.1.3. Alkohole   37
5.1.4. Aldehydy   38
5.1.5. Związki fenolu i ich pochodne   38
5.1.6. Związki powierzchniowo czynne   38
5.1.7. Jodofory   39
5.1.8. Chloroheksydyna   39
5.1.9. Sole metali ciężkich   39
5.2. Metody badania środków dezynfekcyjnych   40
5.3. Kontrola skażenia powierzchni drobnoustrojami   41
5.4. Metody kontroli skażenia bakteryjnego powietrza   42

6. Mikroskopia   44

6.1. Mikroskop świetlny prosty – lupa   44
6.2. Mikroskop świetlny złożony   45
6.2.1. Budowa mikroskopu świetlnego   48
6.3. Mikroskop z ciemnym polem widzenia   49
6.4. Mikroskop kontrastowo-fazowy   51
6.5. Mikroskop ultrafioletowy   51
6.6. Mikroskop fluorescencyjny (luminescencyjny)   52
6.7. Mikroskop polaryzacyjno-interferencyjny   52
6.8. Mikroskop elektronowy – transmisyjny   52
6.9. Mikroskop skaningowy   54

7. Barwienie drobnoustrojów   55

7.1. Barwniki stosowane w barwieniu drobnoustrojów   56
7.2. Przygotowanie preparatów   56
7.3. Barwienie metodą Grama   57
7.4. Barwienie metodą Ziehl-Neelsena (kwasooporność bakterii)   58
7.5. Barwienie Neissera   59

8. Hodowla drobnoustrojów   60

8.1. Metody otrzymywania czystych kultur   60
8.1.1. Metody bezpośrednie   60
8.1.2. Metody pośrednie   61
8.1.2.1. Metoda posiewu redukcyjnego płytek agarowych   61
8.1.2.2. Metoda posiewu powierzchniowego (płytki „mazane”)   62
8.1.2.3. Metoda posiewu wgłębnego (płytki „lane”)   62
8.1.2.4. Metoda seryjnych rozcieńczeń   64
8.1.2.5. Metoda replik (płytek odciskowych – Lederberga)   64
8.2. Gatunek, klon i szczep w mikrobiologii   64
8.3. Typy hodowli drobnoustrojów   65
8.4. Hodowle tlenowców i beztlenowców   69
8.4.1. Metody hodowli tlenowców   69
8.4.1.1. Hodowle powierzchniowe   69
8.4.1.2. Hodowla wgłębna   70
8.4.2. Hodowla beztlenowców   70
8.4.2.1. Metody fizyczne   70
8.4.2.2. Metody chemiczne   72
8.4.2.3. Metoda biologiczna   72

9. Zasady diagnostyki mikrobiologicznej   73

9.1. Morfologia mikroskopowa   75
9.2. Morfologia kolonii   75
9.3. Wzrost na skosie agarowym   76
9.4. Typy wzrostu na podłożu płynnym   76

10. Drożdże i grzyby strzępkowe   78

10.1. Drożdże   78
10.1.1. Brzeczka   80
10.1.2. Budowa komórki drożdżowej   81
10.1.3. Rozmnażanie się drożdży   83
10.1.4. Metabolizm drożdży i ich zastosowanie praktyczne   85
10.2. Grzyby strzępkowe   86

11. Morfologia mikroskopowa i cytologia bakterii   89

11.1. Morfologia mikroskopowa bakterii   89
11.2. Cytologia bakterii   92
11.2.1. Ściana komórkowa bakterii   94
11.2.1.1. Peptydoglikan   94
11.2.1.2. Ściana komórkowa bakterii Gram-dodatnich   97
11.2.1.3. Ściana komórkowa bakterii Gram-ujemnych  100
11.2.2. Błona cytoplazmatyczna  107
11.2.3. Protoplasty, sferoplasty  110
11.2.4. Otoczki, śluz powierzchniowy, pochewki, glikokaliks  111
11.2.5. Warstwa S  115
11.2.6. Rzęski  117
11.2.7. Fimbrie  120
11.2.8. Inne struktury zewnątrzkomórkowe bakterii  122
11.2.9. Cytoplazma komórek bakteryjnych. Materiały zapasowe  123
11.2.10. Zagadnienie jądra komórkowego u bakterii  124
11.2.11. Rybosomy  125
11.2.12. Przetrwalniki (spory) – zjawisko sporulacji  126

12. Mutacje S → R  130

12.1. Charakterystyka mutacji S → R  130
12.2. Genetyczna determinacja biosyntezy LPS  132
12.3. Testy różnicujące formy S i R  133

13. Promieniowce  135

13.1. Rodzaj Actinomyces  137
13.2. Rodzaj Streptomyces  137

14. Metabolizm drobnoustrojów  140

14.1. Podział drobnoustrojów ze względu na sposób odżywiania i zdobywania energii 140
14.2. Źródła węgla i energii wykorzystywane przez drobnoustroje  142
14.2.1.  Szlaki metaboliczne rozkładu węglowodanów  143
14.3. Oddychanie tlenowe  146
14.3.1.  Chemoorganotrofy  146
14.3.2.  Chemolitotrofy  149
14.4. Fermentacja  149
14.5. Oddychanie beztlenowe  152
14.6. Tłuszcze jako substraty oddechowe  152
14.7. Źródła azotu  153
14.7.1.  Azot atmosferyczny  154
14.7.2.  Wykorzystanie azotu mineralnego  154
14.7.3.  Rozkład białek i aminokwasów  154
14.8. Wykorzystywanie przez drobnoustroje pierwiastków w postaci mikro- i makroelementów  161
14.9. Czynniki wzrostowe  162

15. Badanie właściwości biochemicznych drobnoustrojów  163

15.1. Właściwości glikolityczne  164
15.1.1.  Szereg cukrowy  164
15.1.2.  Rozkład cukrów na podłożu VL  165
15.1.3.  Badanie rozkładu cukrów na podłożach stałych  165
15.1.4.  Technika auksanograficzna  166
15.1.5.  Próba na podłożu Hugh-Leifsona (H-L)  166
15.1.6.  Wzrost bakterii na podłożu Kliglera  166
15.1.7.  Próba Voges-Proskauera (VP) i Metyl Red (MR)  167
15.2. Właściwości proteolityczne  168
15.2.1.  Hydroliza kazeiny  168
15.2.2.  Upłynnianie żelatyny  168
15.2.3. Badanie wytwarzania amoniaku  169
15.2.4. Wytwarzanie siarkowodoru  169
15.2.5. Rozkład tryptofanu (próba na indol)  170
15.2.6. Deaminacja fenyloalaniny  170
15.2.7. Dekarboksylacja aminokwasów  170
15.2.8. Hydroliza mocznika  171
15.3.  Właściwości lipolityczne  171
15.3.1. Podłoże z margaryną  171
15.3.2. Podłoże z dodatkiem Tween 80  172
15.4.  Właściwości utleniająco-redukcyjne  172
15.4.1. Oksydaza cytochromowa  172
15.4.2. Katalaza  173
15.4.3. Peroksydaza  173
15.4.4. Reduktaza azotanowa  173
15.4.5. Redukcja chlorku 2,3,5-trifenylotetrazoliowego (TTC)  173
15.4.6. Redukcja błękitu metylenowego  174
15.5.  Inne właściwości biochemiczne drobnoustrojów  174
15.5.1. Wzrost bakterii na podłożu Simmonsa z cytrynianem  174
15.5.2. Wykrywanie lecytynazy  175
15.5.3. Wykrywanie fosfatazy  175
15.5.4. Zmiany w mleku z lakmusem  175
15.6.  Mikrometody, szybkie testy do badania właściwości biochemicznych drobnoustrojów  176
15.6.1. Enterotube (Roche)  176
15.6.2. Enterotest (Lachema – Czechy)  177
15.6.3. Enteroplast (Plastomed – Polska)  177
15.6.4. Mikrometoda API  177
15.7.  Inne cechy drobnoustrojów brane pod uwagę w ich identyfikacji  178
15.7.1. Wytwarzanie barwników przez bakterie  178
15.7.2. Właściwości hemolityczne  179

16. Wpływ czynników fizycznych i chemicznych na drobnoustroje  180

16.1. Woda (wpływ wysychania)  180
16.2. Temperatura  181
16.2.1. Psychro-, mezo- i termofile  182
16.2.2. Bakteriostatyczne i bakteriobójcze działanie ciepła  184
16.3. Ciśnienie osmotyczne  185
16.4. Ciśnienie mechaniczne  186
16.5. Ciśnienie hydrostatyczne  186
16.6. Wpływ promieniowania elektromagnetycznego na drobnoustroje  187
16.6.1. Działanie światła widzialnego na drobnoustroje  187
16.6.2. Promieniowanie ultrafioletowe i jonizujące  187
16.7. Działanie ultradźwięków  188
16.8. Napięcie powierzchniowe  188
16.9. Potencjał red-oks  189
16.10. Wpływ wartości pH środowiska na drobnoustroje  190
16.11. Wpływ substancji chemicznych na drobnoustroje  190
16.11.1. Wpływ barwników na wzrost bakterii  190
16.11.2. Wpływ kationów i anionów na drobnoustroje  191

17. Sulfonamidy i związki tuberkulostatyczne  192

18. Antybiotyki  194

18.1. Antybiotyki β-laktamowe  194
18.2. Antybiotyki aminoglikozydowe (aminocyklitolowe)  196
18.3. Tetracykliny  196
18.4. Makrolidy  197
18.5. Antybiotyki peptydowe  197
18.6. Inne antybiotyki  199
18.7. Oporność drobnoustrojów na działanie antybiotyków  199
18.8. Wpływ fitoncydów na drobnoustroje  201

19. Bakteriocyny  202

20. Bakteriofagi  205

20.1. Budowa bakteriofagów  206
20.2. Namnażanie fagów  207
20.3. Zjawisko lizogenii  209
20.4. Zastosowanie bakteriofagów  210

21. Wzajemne stosunki pomiędzy drobnoustrojami  212

21.1. Oddziaływanie bezpośrednie  212
21.2. Oddziaływania pośrednie pomiędzy drobnoustrojami  213
21.2.1. Symbioza  213
21.2.2. Synergizm  214
21.2.3. Metabioza  216
21.2.4. Antagonizm  217
21.2.4.1. Antybioza  217

22. Bakterie fotosyntetyzujące  219

22.1. Organelle fotosyntezy  219
22.2. Centra reakcji fotosyntezy  220
22.3. Chemizm fotosyntezy u bakterii  223
22.4. Bakterie fotosyntetyzujące – charakterystyka  225

23. Halofile  228

24. Naturalne środowiska drobnoustrojów – gleba, woda i powietrze  233

24.1. Gleba jako środowisko drobnoustrojów  233
24.2. Woda i ścieki – środowisko wzrostu drobnoustrojów  241
24.2.1. Warunki rozwoju drobnoustrojów w środowisku wodnym  241
24.2.2. Drobnoustroje środowisk wodnych  243
24.2.3. Analiza sanitarna wody  245
24.2.4. Ścieki i ich oczyszczanie  246
24.3. Powietrze i jego znaczenie w przenoszeniu drobnoustrojów  249

25. Praktyczne zastosowanie drobnoustrojów – wybrane zagadnienia  252

25.1. Nadprodukcja enzymów  252
25.2. Wytwarzanie kwasu cytrynowego  252
25.3. Biosynteza aminokwasów  253
25.4. Reakcje biokonwersji związków chemicznych  254
25.5. Biotransformacje związków mineralnych  256
25.6. Inżynieria genetyczna  257
25.7. Inne sposoby wykorzystania drobnoustrojów  258

Literatura pomocnicza i uzupełniająca  259


CZĘŚĆ II - PRAKTYCZNA

Zasady pracy z drobnoustrojami  5
Ćwiczenie  1. Temat: Mikroskopy. Mikrometry  8
Ćwiczenie  2. Temat: Metody hodowli drobnoustrojów 12
Ćwiczenie  3. Temat: Podstawy diagnostyki drożdży 14
Ćwiczenie  4. Temat: Cytologia komórki drożdżowej 16
Ćwiczenie  5. Temat: Diagnostyka bakterii – morfologia mikroskopowa i makroskopowa bakterii 19
Ćwiczenie  6. Temat: Cytologia komórki bakteryjnej. Morfologia mikroskopowa bakterii. Część I 21
Ćwiczenie  7. Temat: Cytologia komórki bakteryjnej. Część II 24
Ćwiczenie  8. Temat: Mutacja S → R 26
Ćwiczenie  9. Temat: Morfologia i cytologia promieniowców 28
Ćwiczenie 10. Temat: Metody liczenia drobnoustrojów 30
Ćwiczenie 11. Temat: Wpływ czynników fizycznych i chemicznych na drobnoustroje. Część I 35
Ćwiczenie 12. Temat: Wpływ czynników fizycznych i chemicznych na drobnoustroje. Część II 37
Ćwiczenie 13. Temat: Metabolizm bakterii. Część I. Źródła węgla i azotu wykorzystywane przez bakterie 41
Ćwiczenie 14. Temat: Metabolizm bakterii. Część II. Właściwości glikolityczne i lipolityczne bakterii 43
Ćwiczenie 15. Temat: Metabolizm bakterii. Część III. Właściwości proteolityczne i oksydoredukcyjne bakterii 45
Ćwiczenie 16. Temat: Metabolizm. Część IV. Mikrometody i szybkie testy do badania właściwości biochemicznych drobnoustrojów 47
Ćwiczenie 17. Temat: Bakterie fotosyntetyzujące 49
Ćwiczenie 18. Temat: Bakterie halofilne 51
Ćwiczenie 19. Temat: Wzajemne oddziaływania pomiędzy drobnoustrojami. Część I. Typy oddziaływania pośredniego 53
Ćwiczenie 20. Temat: Wzajemne oddziaływania pomiędzy drobnoustrojami. Część II. Praktyczne wykorzystanie zjawiska antybiozy 58
Ćwiczenie 21. Temat: Wzajemne oddziaływanie pomiędzy drobnoustrojami. Część III. Bakteriocyny 63
Ćwiczenie 22. Temat: Bakteriofagi jako przykład bezpośredniego oddziaływania pomiędzy drobnoustrojami 67
Ćwiczenie 23. Temat: Naturalne środowiska bytowania drobnoustrojów: woda, gleba i powietrze 71
Ćwiczenie 24. Temat: Przykłady praktycznego wykorzystania drobnoustrojów. Fermentacje: alkoholowa i mlekowa oraz biosynteza kwasu cytrynowego 74
Ćwiczenie 25. Temat: Praktyczne zastosowanie mikrobiologii. Badanie stopnia zanieczyszczenia kosmetyków drobnoustrojami 80

Literatura pomocnicza i uzupełniająca 83