Культуральні властивості бактерій: визначення, опис, особливості та функції

Мікробіологія – велика сучасна наука, що вивчає біохімічні й фізичні властивості, морфологію і систематику бактерій. Світ прокаріотів багатий величезною кількістю різних видів. Щоб дослідити всі параметри цих мікроорганізмів, ведеться робота з їх культурами на спеціальних поживних середовищах в стерильних умовах. Культуральні властивості бактерій – це один з найважливіших способів визначення і вивчення прокаріотів.

Що таке колонія бактерій?

Не секрет, що прокаріоти – це одноклітинні організми. Вони легко і швидко розмножуються, подвоюючи свою кількість, за деякими даними, кожні 20-30 хвилин. Нескладно здогадатися, що перед нами експоненційного росту культури.


Колонія – це потомство однієї клітини, видиме скупчення величезної кількості мікроорганізмів на живильному середовищі. За розміром колонії, її кольором та іншими морфологічними ознаками в лабораторії визначають культуральні властивості бактерій. Для вивчення параметрів окремого скупчення клітин прокаріотів використовується спеціальна живильне середовище. На ній мікроорганізми здатні швидко розмножуватися, т. к. в склад входять важливі для метаболізму бактерій речовини. У підсумку через 4-5 діб (проміжок часу може варіювати) на чашці Петрі з'являються прикметні видимі точки, з якими проводиться робота. Проба бактерій, отримана з будь-якого середовища, попередньо розбавляється для зменшення кількості бактерій на одиницю об'єму. Проводиться ця процедура для комфортної роботи в подальшому, т. к. при надмірному посіві мікроорганізмів живильне середовище може покритися суцільним шаром колоній (так званий «газон»). Тоді окремі точки ледь помітні, а багато процедур стають неможливими для проведення.

Поняття культуральні властивості бактерій

Яким чином проводиться аналіз колоній мікроорганізмів? Які параметри слід врахувати при дослідженні? Характеристика колонії бактерій на живильному середовищі складається за кількома критеріями. До них належать морфологічні, біохімічні, фізіологічні властивості мікроорганізмів, і всі ці параметри визначаються в лабораторії поетапно. Наприклад, візуальні відмінності колоній даної бактерії можна зареєструвати відразу після їх вирощування. Інші ознаки вивчаються вже за допомогою спеціального обладнання (мікроскоп) або певних методик роботи з речовинами-аналізаторами метаболітів, пігментів, ферментів і інших продуктів життєдіяльності прокаріотів. Деякі культуральні властивості бактерій наведені нижче. 1. Розміри колонії. Вона може бути дуже дрібною, дрібної, середньої і великої. Діаметр вимірюється в міліметрах і може знаходитися в діапазоні від 01 до 5 і більше. Колонії, що не перевищують 1 мм в діаметрі, називаються точковими. 2. Колір, а також здатність до виділення фарбувального пігменту в навколишнє середовище. 3.Поверхню. Тут визначають, чи є вона гладкою, шорсткою, горбистою або ж зовсім складчастої. 4. Профіль колонії: кратерообразная, опукла, конусовидний або просто плоский. 5. Структура колонії. Вона може бути однорідною, струйчатой, крупнозернистою або дрібнозернистою. 6. Оптичні властивості: прозора, напівпрозора, непрозора, флуоресцирующая, матова або блискуча; 7. Консистенція. Колонія може бути в'язкою або рідкої, тістоподібної або пленчатой, маслянистої або крихкою. 8.Край колонії: рівна, лопатевої, ризоидний, хвилястий, зубчастий і т. д. Якщо робота ведеться з дрібними групами клітин, використовується мікроскоп. При невеликому збільшенні можна розгледіти і край колонії, і її профіль, поверхня. Деякі ознаки досліджуються за допомогою хімічних речовин. Консистенцію можна дізнатися, доторкнувшись стерилізованої петлею або піпеткою до колонії. Таким чином визначаються культуральні та біохімічні властивості бактерій.

Живильне середовище

Для того щоб бактерії активно розмножувалися в лабораторних умовах, використовуються поживні середовища. Вони можуть бути рослинного або тваринного походження, а по консистенції – тверді або рідкі. Важливими параметрами при виготовленні таких сумішей є постійна кислотність, осмотичний тиск і, звичайно ж, наявність ферментів, вітамінів, мікро - і макроелементів. Не варто забувати і про джерела вуглецю, азоту і водню. Живильне середовище обов'язково повинна бути прозорою або напівпрозорої, щоб була можливість без помилок визначити культуральні властивості бактерій. Агар найчастіше використовується як вихідний матеріал для виготовлення таких середовищ. Він може бути в рідкому (розплавленому) стані, але переважно вже відразу заливається в чашці Петрі і застигає. Рідкі поживні середовища теж використовуються в лабораторних умовах, але, у зв'язку з агрегатним станом фізіологія мікроорганізмів, культуральні властивості бактерій вивчаються трохи по-іншому. Тут важливі такі параметри, як ступінь каламутності води, поверхневий, пристінковий або ж придонний ріст. Зернистий осад, однорідний або ж у вигляді пластівців, і інші ознаки, які можливо спостерігати тільки в рідинному середовищі.

Інструменти для роботи

Маніпуляції з бактеріальними клітинами вимагають використання стерилізованих лабораторних інструментів. Посів і вивчення культуральних властивостей мікроорганізмів вимагає наявності бактеріальної петлі або пастерівської піпетки. Обидва інструменту повинні бути стерилізовані в полум'я спиртівки, а наконечник піпетки попередньо відколоти. Ці нехитрі пристосування допоможуть при роботі з посівами в лабораторії як на твердому живильному середовищі, так і в рідкому.

3 етапи виділення ізольованих колоній

Вихідний матеріал, як правило, містить суміш різноманітних бактерій. Виділення ізольованих колоній необхідної групи клітин – це детальний і потребує уваги процес. Він умовно ділиться на три етапи: 1. Виділення накопичувальної культури бактерій, серед яких є необхідна нам для дослідження. 2. Виділення ізольованих чистих колоній з допомогою спеціальних селективних методів. 3. Вирощування і розмноження клітин бактерій, проведення роботи з ними. Звичайно, для «видобутку» потрібних бактерій слід шукати місця їх найбільшої концентрації у зовнішньому середовищі, а в разі патогенних або умовно-патогенних прокаріотів можна використовувати біологічний метод дослідження. Суть останнього полягає в тому, що підбирається організм, який чутливий до даної бактерії. Та розмножується в піддослідному тваринному, і в результаті в пробі крові можна знайти безліч необхідних для роботи клітин прокаріотів.

Виділення ізольованих колоній

Культуральні властивості бактерій можна дослідити лише у ізольованих і чистих колоній. Щоб отримати такі з декількох десятків сторонніх видів бактерій на чашці Петрі, що використовують метод Коха. Його суть полягає в тому, що на 3 різні і вільні від мікроорганізмів чашки з поживним середовищем поміщають потрібних бактерій. Причому це роблять одній і тій же петлею або піпеткою за залишковим принципом, тобто не зшкрібають додатково клітини бактерій після проведення по живильному середовищі першої і другої чашки. Так, вже на третій кількість бактерій зменшиться й можна буде спокійно знайти потрібну колонію для дослідження.

Культуральні властивості – основи мікробіології

Вивчення клітин бактерій завжди починається з аналізу їх колонії. За певним списком параметрів описується група мікроорганізмів на чашці Петрі, а потім вже робиться фіксований мазок і готується таким чином препарат. Його розглядають з допомогою мікроскопа і вже описують окремі клітини колонії. Обидва дії потрібні для ідентифікації бактерій: патогенні вони чи ні, до якої систематичної групи належать і т. д.

Де можна виявити бактерій?

Практично скрізь. Вони мешкають і в повітрі, і в земній корі, і в воді, і в таких екстремальних умовах, як гейзери, вулкани або, навпаки, арктичні льодовики. Мільярди бактерій знаходяться і в нашому людському організмі, і серед них є як корисні, так і патогенні види. Мазок з будь-якої поверхні, якщо вона не була попередньо стерилізована, на чашці Петрі дасть кілька різних видів колоній. Проросте клітина бактерій чи ні, залежить від складу живильного субстрату, що часто використовується при вирощуванні необхідних мікроорганізмів. Так, заздалегідь готується виборча середовище, на якій можуть проживати тільки певні види бактерій. Для систематизації або ідентифікації активно використовуються культуральні властивості бактерій. Мікробіологія часто зустрічається з такими проблемами, як посів і ріст колоній, їх вибірка, стерилізація устаткування і скрупульозна робота над полум'ям спиртівки.

Висновок

У багатьох біологічних лабораторіях проводиться дослідження бактеріальних клітин різного походження. Це і діагностичні центри та наукові об'єднання. Культуральні властивості бактерій – це один із способів визначення мікроорганізмів, що допомагає при роботі з «коктейлями» з різних видів прокаріотів. Також знання про те, до якої систематичної групи відноситься та чи інша клітина, дозволяє зайвий раз перевірити правильність ходу дослідження використовуваного матеріалу.