1 / 39

20 12 ./20 13 . mācību gada 1 . semestris

Bioloģijas laboratorijas eksperimenta veidošanas un demonstrēšanas metodika . Sadaļa : "Mikrobioloģija un biotehnoloģija". 20 12 ./20 13 . mācību gada 1 . semestris. Mikroorganismu un to dzīves vides daudzveidība. Eksperimenti ar m ikroorganismu audzēšanas apstākļiem.

hoshi
Download Presentation

20 12 ./20 13 . mācību gada 1 . semestris

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Bioloģijas laboratorijas eksperimenta veidošanas un demonstrēšanas metodika.Sadaļa: "Mikrobioloģija un biotehnoloģija". 2012./2013. mācību gada 1. semestris Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  2. Mikroorganismu un to dzīves vides daudzveidība. Eksperimenti ar mikroorganismu audzēšanas apstākļiem. 1. laboratorijas darbs http://priede.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/Maris/Biol_lab_eksperimenta_veid_un_demonstr_metodika/ Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  3. Roberts Kohs(1843 – 1910) Vācu zinātnieks, mikroorganismu pētīšanai pievērsās 1872. gadā, Luisa Pastera iedvesmots. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  4. Roberts Kohs 1881. gadā Kohs sāka pielietot cietās barotnes – šķidrajai barotnei tika pievienots želatīns. Atdzesējot barotni tā sacietēja. Uz cietās barotnes baktērijas veidoja pauguriem līdzīgas kolonijas. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  5. Cietā barotne Katras kolonijas pirmsākums bija viena noteikta baktērija, no kuras bija izaugušas visas pārējās. 10 000 - 1 000 000 Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  6. Cietā barotne Ja paraugā bija dažādu baktēriju maisījums, - tās varēja atdalīt, - izvēlēties tālākai audzēšanai vai pētīšanai baktērijas no vienas noteiktas kolonijas, - radās iespēja baktērijas ērti saskaitīt (kvv - koloniju veidojošās vienības, kvv parasti neatspoguļo patieso baktēriju skaitu). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  7. Cietā barotne Kā pagatavot? 5% želatīna šķīdums ūdenī. Kā veidot eksperimenta salīdzinošos variantus? Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  8. Cietā barotne Kādi trūkumi varētu būt želatīna barotnei? Kādēļ mūsdienās mikrobiologi to lieto ļoti reti? Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  9. Cietā barotne Cik daudz un kā uzsēt? Vēlams, lai: - sējmateriāls (baktēriju suspensija) iesūcas barotnē, - sējmateriālu pirms tam var pagūt izlīdzināt pa visu cietās barotnes virsmu. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  10. Cietā barotne Cik daudz un kā uzsēt? Tādēļ: - sējmateriāla tilpums parasti ~ 100 µl (0,1 ml), - to pa barotnes virsmu izlīdzina ar sterilu špateli. Sējmateriālu parasti nākas atšķaidīt. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  11. Mikroorganismu daudzums. Aptuvenas aplēses rāda, ka: - 1 g augsnes ir ap 40 000 000 baktēriju, - 1 ml saldūdens ir ap 1 000 000 baktēriju. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  12. Sergejs Vinogradskis(1856 - 1953) Krievu (ukraiņu) zinātnieks - mikrobiologs, ekologs, augsnes pētnieks. Aprakstījis pirmos litotrofos un hemoautotrofos organismus, sēra baktērijas. Attīstījis vielu dabīgās aprites ciklu teoriju. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  13. Sergejs Vinogradskis(1856 - 1953) Attīstījis vielu dabīgās aprites ciklu teoriju. http://en.wikipedia.org/wiki/Sergei_Winogradsky Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  14. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) Vinogradska kolonna ir vienkārša sistēma, kurā var vienlaicīgi kultivēt un novērot lielu mikroorganismu daudzveidību. Šo ierīci veido stikla cilindrs, kurā iepildīti kādas ūdenskrātuves (dīķa, upes, grāvja) gultnes grunts un dūņas, virs kurām uzliets attiecīgās ūdenskrātuves ūdens. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  15. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) Eksperimenta veidošanas gaitā dūņas tiek bagātinātas ar dažādām piedevām mikroorganismu daudzveidības veicināšanai. Galvenās piedevas ir: kāds oglekļa avots - celulozi saturoši materiāli: - sasmalcināta avīze, - salmi, siens, nokaltusi zāle, - koksnes skaidas, - graudu milti, graudu pārslas u.c.; Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  16. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) Galvenās piedevas ir: kāds mazšķīstošs kalcija avots: - sasmalcinātas olu čaumalas, - tāfeles krīts, kalcija karbonāts (CaCO3); kāds sēra avots: - kalcija sulfāta (ģipša), nātrija sulfāta vai magnija sulfāta veidā (CaSO4, Na2SO4, MgSO4) - dažkārt izmanto arī ar sēru salīdzinoši bagāto olas dzeltenumu vai pievieno - sēra pulveri, "sēra ziedus" (S). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  17. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) Galvenās piedevas ir: var pievienot arī - fosfātu un - nitrātu piedevas, kas veicina dažādu mikroorganismu augšanu. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  18. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) Ja šādu kolonnu vairākus mēnešus tur saules gaismā, tajā izveidojas: - skābekļa satura gradients (aerobi/anairobi apstākļi) kā arī - sulfīdu gradients. Šo abu faktoru maiņa kolonnas tilpumā nodrošina visai daudzveidīgus vides apstākļus. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  19. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) Līdz ar to visai atšķirīgas mikroorganismu grupas salīdzinoši nelielā telpā var rast sev piemērotus dzīves un vairošanās apstākļus. Raksturīgākie visai atšķirīgu mikroorganismu grupu pārstāvji: klostrīdiju, desulfatējošo baktēriju, zaļo sērbaktēriju, purpura sērbaktēriju, purpura nesērbaktēriju, begiotu, ciānbaktēriju un aļģu sugas. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  20. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) http://www.engineeringplanet.rutgers.edu/lamkie.php http://mywinogradsky.blogspot.com/2008/11/day-25-these-photos-show-some-of.html Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  21. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) http://en.wikipedia.org/wiki/Winogradsky_column Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  22. Vinogradska kolonna(Winogradsky column) http://www.hiramgenomicsstore.com/pages/CustomWinogradsky.html Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  23. "Bio-mēslojums" Biofertilizer Klasiskā risinājumā - slāpekli saistošo (fiksējošo) mikroorganismu kultūras augsnes mikrofloras bagātināšanai un neorganisko slāpekļa savienojumu apjoma palielināšanai augsnē. Ciānbaktēriju (zilaļģu) Anabaena sp.slāpekli saistošās heterocistas http://www.ibvf.csic.es/en/RNAbiology/RNAbiology_cyanobacteria Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  24. Slāpekļa fiksācija Atmosfērā esošo slāpekli (~ 78%) dabā spēj saistīt vienīgi slāpekli fiksējošie mikroorganismi ( baktērijas). Tiek lēsts, ka gada laikā uz Zemes baktērijas saista ap 108 tonnas atmosfēras slāpekļa. Rūpnieciska N2 saistīšana ir energoietilpīgs un salīdzinoši dārgs process. 3 H2 + N22 NH3 100 atmosfēras 450 oC Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  25. Slāpekļa fiksācija Nozīmīgākās ir gumiņbaltērijas, (piemēram Rhizobiumģints pārstāves), kuras veido simbiozi ar tauriņziežu dzimtas augiem. Āboliņa sakņu sistēma ar gumiņiem Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  26. Slāpekļa fiksācija Gumiņbaltērijas (Rhizobium) Gumiņos dzīvojošās baktērijas no auga saņem organiskās barības vielas (heterotrofija), augs no baktērijām saņem saistīto atmosfēras slāpekli NH4+ jonu veidā (simbioze). Ar tauriņziežu kultūrām apsētajās platībās sezonas laikā 1ha platībā tiek saistīti 100 - 300 kg atmosfēras slāpekļa. Lai šo procesu veicinātu, sējumu augsni mēdz apstrādāt ar Rhizobium kultūrām. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  27. Slāpekļa fiksācija Brīvi dzīvojošās baktērijas N2 spēj fiksēt arī noteiktas augsnē (Azotobacter) un ūdenī dzīvojošas baktērijas, taču efektivitāte nav tik liela kā gumiņbaktēriju gadījumā (3 - 30 kg N /ha), jo augsnē esošie organiskie enerģijas avoti nav tik bagātīgi. Spēja fiksēt N2 piemīt arī noteiktiem ciānbaktēriju pārstāvjiem (Anabaena), kuras enerģiju gūst no saules gaismas, līdz ar to slāpekļa saistīšana notiek efektīvāk (noteiktās kultūru kombinācijās līdz 60 kg N /ha). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  28. Slāpekļa fiksācija ir anaerobs process. Anaerobi – elektronu beigu akceptors - kāds cits reducēties spējīgs savienojums, ne skābeklis. (Aerobi – akceptors - molekulārais skābeklis.) 0 -3 +1 -3 (4 H+) N + 3e N (NH4+) Atmosfēras slāpekli saistošie mikroorganismi. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  29. Slāpekļa fiksācija Saistītais slāpeklis - paliek NH4+ jonu veidā vai - tiek izmantots N saturošo organisko vielu veidošanai (aminoskābes, nukleozīdi u.c.). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  30. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  31. Minimālās šķidrās barotnes Noteiktu neorganisko sāļu šķīdumi, kuri apgādā kultūru ar makro- un mikro- elementiem. Minimālās barotnes var bagātināt ar noteiktiem organiskajiem savienojumiem: - proteīniem, piemēram, kazeīnu, - ogļhidrātiem, piemēram, glikozi utt. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  32. Minimālās šķidrās barotnes Makroelementi: O H C N P Ca S K Na Cl Mg Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  33. N P Ca S K Na Cl Mg Minimālās šķidrās barotnes Makroelementi: 10x M9 fosfātu (1x NaCl) šķīdums H2O Na2HPO4x2H2O 7.52 g/100 ml KH2PO4 3.00 g/100 ml NaCl 1x (samazināts) 50 mg/100 ml Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  34. N P Ca S K Na Cl Mg Minimālās šķidrās barotnes Makroelementi: 1M CaCl2 1M MgSO4 Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  35. Minimālās šķidrās barotnes Mikroelementi: Piemēram, 20 000x šķīdums: 100 ml H2O (Na2EDTA) 400 mg FeSO4 · 7H2O 500 mg H3BO3500 mg MnCl2xH2O 400 mg ZnSO4 · 7H2O 200 mg CuSO4· 5H2O 50 mg NaMoO4·2H2O 50 mg Co(NO3)2x6H2O 50 mg NiCl2·6H2O 30 mg SeO210 mg NaWO4·2H2O 10 mgkopā 2200 mg Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  36. Minimālās šķidrās barotnes Gatavā barotne: 100 ml tilpumā: H2O ~89,6 ml 10x M9 10 ml 1M CaCl2 300 l 1M MgSO4 100 l 20 000x mikroelementi 10 l Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  37. Minimālās barotnes Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  38. Halofīlās arhebaktērijas Ar gaismas palīdzību iegūto jonu gradientu izmanto ATF sintēzei. (fototrofas) Dzīvo vidē ar - ļoti lielu (tuvu piesātinājumam) sāļu koncentrāciju, - kurā ir pieejami organiskie savienojumi, jo pašas tos nespēj veidot izmantojot CO2 (heterotrofas nevis autotrofas). Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

  39. Halofīlās arhebaktērijas Iespējams izdalīt izmantojot lielas sāļu (KCl, NaCl) koncentrācijas, organiskām vielām bagātinātās barotnēs. Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas katedra Māris Lazdiņš

More Related