معلومة

3.5: التمرين 2 - مراقبة مزارع الخميرة والبكتيريا - علم الأحياء

3.5: التمرين 2 - مراقبة مزارع الخميرة والبكتيريا - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يجب أن يعمل الطلاب في مجموعات من ثلاثة. ستتلقى كل مجموعة ثلاث ثقافات من S. cerevisiae (SC), S. بومبي (SP)، و بكتريا قولونية (EC).

1. قم بتسمية الشرائح الثلاث. ستحتوي كل شريحة على عينتين للمقارنة. الشرائح كبيرة بما يكفي لاستيعاب عينتين - وغطاءين. قم بترقيم الشرائح باستخدام Sharpie (استخدم المنطقة المصقولة ، إذا كانت الشريحة تحتوي على واحدة.) أثناء عملك ، تأكد من تسجيل أي من العيّنتين أقرب إلى نهاية الشريحة المسمى. سجل بياناتك في المساحات المتوفرة أدناه أو في دفتر ملاحظاتك.

شريحة 1: مقارنة ثقافات S. بومبي و S. cerevisiae.
شريحة 2: مقارنة ثقافات S. cerevisiae و بكتريا قولونية.
الشريحة 3: ثقافات S. بومبي و بكتريا قولونية بهدف 100X (1000X).

2. تحضير معلقات مركزة للخلايا المستنبتة. تبدو جميع مزارع الخلايا غائمة ، لأن كثافة الخلايا عالية. ومع ذلك ، ستلاحظ بضعة ميكرولترات من تعليق الخلية تحت المجهر ، وقد تكون الخلايا قليلة ومتباعدة. يركز
الثقافات للتأكد من أنه سيكون هناك ما يكفي من الخلايا في مجال رؤية المجهر لإجراء ملاحظات ذات مغزى.

  • تركيز الخلايا عن طريق الطرد المركزي لأنابيب الاختبار التي تحتوي على الثقافات للعد
    10 في جهاز طرد مركزي دقيق بأقصى سرعة. اضغط مع الاستمرار على الزر السريع في أجهزة الطرد المركزي الصغيرة Labnet أو الزر الموجود بين القرصين في أجهزة الطرد المركزي الصغيرة من إيبندورف.
  • قم بإزالة معظم وسط الثقافة باستخدام الماصة المجهرية P1000 ، حتى يغطي الوسيط بيليه الخلية فقط.
  • أعد تعليق الخلايا باستخدام خلاط الدوامة.

3. نقل وصمة عار عينات الخلايا.

• نقل 2 ميكرولتر من كل تعليق خلية إلى الشريحة ، باستخدام الماصة الدقيقة P20.
• وصمة عار الخلايا عن طريق إضافة 6 ميكرولتر من غرام اليود إلى كل تعليق خلية مع ميكروبيبيص P20. قم بتغطية كل عينة بغطاء.

4. مراقبة عينات من الأنواع الثلاثة باستخدام أهداف 40X و 100X. يجب على كل عضو في مجموعتك ملاحظة النوعين على الشريحة التي قام بإعدادها. اعمل مع عضو آخر في المجموعة لعمل ملاحظات على النوع الثالث. سجل ملاحظاتك وأجب عن الأسئلة الموجودة في المساحات أدناه.

ملحوظة

العدسة الغاطسة بالزيت مطلوبة لهدف 100X ، ويمكن لهذا الزيت إتلاف هدف 40X. كن حذرًا في اتباع التعليمات أدناه بالضبط.

يجب تنفيذ الخطوات بالترتيب الصحيح لحماية العدسات!

  1. ركز على الميكروسكوب سواء كان س. الخباز أو س. بومبي حضاره. ركز أولاً على هدف 10x ، ثم انتقل إلى هدف 40X وأعد التركيز باستخدام التحكم في التركيز الدقيق. سجل ملاحظاتك.
  2. أنت الآن جاهز للانتقال إلى هدف الغمر بالزيت 100X! قم بتدوير قطعة الأنف في منتصف المسافة بين أهداف 40X و 100X. بدون تحريك المرحلة ، ضع قطرة من زيت الغمر أعلى الغطاء الخاص بك حيث يضيء الضوء من خلال الشريحة. ببطءقم بتدوير الهدف 100X في مكانه ، ثم غمره في قطرة الزيت. استخدم مقبض تركيز FINE لإبراز الخميرة. سجل ملاحظاتك.
  3. قم بتدوير قطعة الأنف في منتصف المسافة بين أهداف 40X و 100X مرة أخرى. لا تحاول تحريك المرحلة مع هدف 100X في مكانه.
  4. استخدم عناصر التحكم XY لنقل المرحلة إلى العينة الثانية على الشريحة دون تغيير التركيز.
  5. قم بتدوير العدسة 40X إلى موضعها. اضبط التركيز وسجل ملاحظاتك.
  6. كرر الخطوة 2 أعلاه وسجل ملاحظاتك في 100X.
  7. قم بتدوير هدف 100X خارج الموضع. قم بإزالة الشريحة وتجاهلها في النفايات الزجاجية. قم بتنظيف العدسة 100X بورق العدسة. تأكد من عدم وجود زيت على أي من العدسات الأخرى.

S. cerevisiae الملاحظات
ارسم الخلايا التي تراها بالعدستين المختلفتين في المربعات أدناه.

أي جزء من الخلايا يظهر براعم؟
هل يمكنك اكتشاف أي بنى خلوية بتكبير 1000X؟


S. بومبي الملاحظات
ارسم الخلايا التي تراها بالعدستين المختلفتين في المربعات أدناه.

ما هو جزء الخلايا الذي يظهر الحاجز؟
هل يمكنك اكتشاف أي بنى خلوية بتكبير 1000X؟


بكتريا قولونية الملاحظات
ارسم الخلايا التي تراها بالعدستين المختلفتين في المربعات أدناه.

ما هو جزء من الخلايا متحرك؟
كيف تصف هيكل ملف بكتريا قولونية?


تمارين الخميرة

يحب علماء الأحياء الدقيقة بدء تجاربهم مع مستعمرة واحدة ، لأن الخلايا الموجودة في المستعمرة هي من نسل خلية واحدة. القلق في جميع التجارب الجينية هو الطفرات غير المعروفة التي تنشأ تلقائيًا وقد تؤثر على النمط الظاهري قيد الدراسة. تظهر الطفرات العفوية باستمرار في جميع الخلايا بمعدل 10-8 / قاعدة / جيل. ل S. cerevisiae، مع جينوم يبلغ 12 ميغا بايت ، سيكون لدى معظم الخلايا طفرة واحدة على الأقل بحلول الوقت الذي خضعت فيه 9-10 انقسامات. وبالتالي ، فإن المستعمرة ، التي تحتوي على مئات الملايين من الخلايا ، هي مجموعة من الكائنات الحية المتشابهة جدًا وراثيًا ، ولكنها ليست متطابقة تمامًا.
يستخدم الباحثون عادةً ألواح الخطوط لعزل المستعمرات المفردة. لوحة الخطوط هي في الواقع تخفيف متسلسل للثقافة الموجودة على الوسائط الصلبة. يبدأ الباحثون سلسلة من خلال التقاط عينة صغيرة من الخميرة أو كائن حي دقيق آخر باستخدام أداة معقمة ، والتي يمكن أن تكون حلقة بلاتينية ، أو عود أسنان ، أو طرف الماصة. ثم قاموا بنشر الثقافة عن طريق عمل سلسلة من الضربات المتعرجة عبر سطح اللوحة. يتناقص عدد الخلايا الموجودة في الحلقة أو عود الأسنان مع تقدم الخط. وبالتالي ، تظهر الخطوط أكثر سمكًا عند نقاط البداية ، ويقل سمك الخط حتى يصبح من الممكن اكتشاف مستعمرات مفردة معزولة جيدًا بالقرب من نهاية الخط. نظرًا لأنه قد يكون من الصعب حل الخلايا من خط واحد ، تستخدم العديد من المعامل سلسلة من الخطوط على نفس اللوحة لفصل المستعمرات. يتم عمل كل خط جديد بحلقة معقمة حديثًا تلتقط الخلايا عن طريق عبور مسارات الخط السابق ، قبل البدء في سلسلة جديدة من التعرج. في تجاربنا ، سوف نستخدم بروتوكول متعدد الخطوط ، والذي يسمح لنا باستنبات سلالات متعددة على لوحة واحدة من وسط الثقافة. (انظر الشكل أدناه.) ستحتوي لوحات الخطوط التي تعدها على المخزونات للتجارب المستقبلية. أثناء رسم سلالاتك ، انتبه جيدًا للتفاصيل لتجنب التلوث المتبادل أو الارتباك حول هويات السلالات الفردية.

  1. سيتم تعيين فريقك ثلاثة مختلفة S. cerevisiae التقى سلالات للثقافة. نمت سلالات المخزون التي ستستخدمها إلى كثافة عالية في وسط YPD السائل. اجمع ثقافات YPD للسلالات الأم المراد نشرها ، وحلقة تلقيح البلاتين ، ولوحة أجار مع وسائط YPD جديدة. ستكون هذه اللوحة بمثابة لوحة مخزون فريقك للفصل الدراسي.
  2. قسّم لوحة مخزون فريقك إلى قطاعات عن طريق تعليم الجزء السفلي من اللوحة بعلامة سحرية. قم بتسمية كل قطاع بوضوح برمز للسلالة التي سيتم رسمها فيه. كسلسلة من ثلاث خطوط سيتم إجراؤها داخل كل قطاع ، كما هو موضح في الصفحة السابقة. احتفظ بالملصقات على حافة اللوحة واستخدم أحرفًا صغيرة. لاحظ الأحرف الأولى من اسمك والتاريخ.
  3. عقم حلقة التلقيح عن طريق تثبيتها في شعلة موقد بنسن حتى تتوهج باللون الأحمر. قم بتبريد الحلقة عن طريق لمس سطح لوحة أجار لفترة وجيزة قبل المتابعة. (ستقتل الحلقة الساخنة خلايا الخميرة التي تلامسها!)
  4. قد تكون الخلايا الموجودة في مزارع مخزونك قد استقرت بمرور الوقت. أعد تعليق الخلايا باستخدام خلاط الدوامة. العمل بسرعة ، قم بإزالة غطاء أنبوب الثقافة الأول. حلقة معقمة في الثقافة ، وإزالة الحلقة ووضع الغطاء مرة أخرى على أنبوب الثقافة.
  5. انقل الخلايا إلى القطاع المسمى بشكل مناسب على لوحة المخزون. الخط الأول: قم بعمل عدة متعرجات عبر الحافة الخارجية للقطاع باستخدام الحلقة. المس سطح أجار برفق أثناء تحريك عود الأسنان. فكر في دفع قرص هوكي عبر حلبة للتزلج على الجليد ، بدلاً من حفر حفرة. أنت لا تريد وضع علامات المسار في أجار! استبدل الغطاء.
  6. عقم الحلقة في اللهب وقم بتبريدها على سطح أجار قبل بدء الخط الثاني. اصنع خطًا رأسيًا ثانيًا من حافة اللوحة باتجاه المركز ، مع البقاء داخل القطاع. يجب أن يتقاطع الخط مع الخطوط المتعرجة في الخط الأول. أغلق الغطاء وأعد تعقيم (وتبريد) الحلقة.
  7. الخط الثالث: اصنع سلسلة ثالثة من التعرجات التي تتقاطع ذهابًا وإيابًا على الخط الثاني المستقيم ، بدءًا من الحافة الخارجية للوحة وتتحرك باتجاه المركز. احرص على البقاء داخل القطاع. أغلق الغطاء وعقم الحلقة.
  8. كرر الخطوات من 4 إلى 7 لكل مزرعة سائلة.
  9. اقلب اللوحة واحتضانها عند 30 درجة مئوية حتى تظهر المستعمرات الفردية ، والتي عادة ما تكون من 24 إلى 48 ساعة.
التمرين 2 & # 8211 لوحات موضعية

يستخدم العلماء لوحات موضعية لحساب عدد الخلايا في الثقافات وللحصول على معلومات حول خصائص نمو السلالات على وسائط مختلفة. يوضح الشكل الموجود إلى اليمين مثالاً على لوحة بقعة نموذجية. يمثل كل صف سلسلة تخفيف من ثقافة خميرة مختلفة. يتم استخدام نفس الحجم من الثقافة المخففة لكل بقعة. تم التخطيط لسلسلة التخفيف بحيث تحتوي أكثر البقع المخففة على عدد صغير من المستعمرات الفردية التي يمكن تمييزها عن بعضها البعض ، عادةً أقل من عشرة.

الأكثر شيوعًا ، يقوم الباحثون بعمل سلسلة من التخفيفات 1:10 في الماء المعقم ثم اكتشاف بضعة ميكرولترات من كل تخفيف على التوالي. في هذه التجربة ، تم رصد 5 ميكرولتر من التخفيفات التسلسلية. لاحظ أنه من الممكن حساب المستعمرات الفردية في العينات الأكثر تمييعًا. يمكّنك هذا بدوره من حساب عدد الخلايا القابلة للحياة في الثقافة الأصلية. في الصف العلوي ، يمكنك تمييز 4 مستعمرات في العينة التي تم تخفيفها بمقدار 100000 ضعف. كان من الممكن أن تحتوي الثقافة الأصلية على 400000 خلية في 5 ميكرولتر ، وهو ما يتوافق مع 80 مليون خلية لكل مل (8 × 107 خلية / مل).

في هذه التجربة ، ستستخدم لوحات موضعية لتقدير كثافة الخلايا لمرحلة السجل وثقافات الطور الثابت لـ S. cerevisiae. ستتلقى كل مجموعة ثقافتين:

CL & # 8211 S. cerevisiae ثقافة مرحلة السجل
CS & # 8211 S. cerevisiae ثقافة المرحلة الثابتة
ضع سلسلة التخفيف من كل ثقافة على صف منفصل من اللوحة. تأكد من تسمية الصفوف!

  1. شبكات المحاذاة مفيدة لإعداد لوحات موضعية جيدة المظهر! الحصول على شبكة محاذاة (يمين) ووضع علامة على المواضع المستهدفة لتخفيف الثقافة. ضع علامة اتجاه في نقطة واحدة على طول المحيط.
  2. قم بتسمية اللوحة بالأحرف الأولى من اسمك والتاريخ بأحرف صغيرة حول الحافة السفلية للطبق. ضع علامة تجزئة على حافة اللوحة لتكون بمثابة علامة محاذاة.
  3. قم بإعداد سلسلة من خمس تخفيفات 1:10 من كل مزرعة باستخدام الماء المعقم. (غالبًا ما تكون المخططات الموجودة في دفتر المختبر الخاص بك مفيدة في تصميم سلسلة التخفيف.) لإعداد تخفيف متسلسل ، استخدم الماصة الأولى 90 ميكرولتر من الماء المعقم في خمسة أنابيب من أجهزة الطرد المركزي الدقيقة. بعد ذلك ، استخدم P20 لنقل 10 ميكرولتر من الثقافة الأصلية إلى الأنبوب الأول. أخرج الحافة في حاوية النفايات المناسبة.
  4. دوامة المزرعة المخففة حديثًا لضمان توزيع الخلايا بشكل موحد. باستخدام طرف الماصة المجهرية الجديدة ، انقل 10 ميكرولتر من هذا الأنبوب إلى الأنبوب الثاني في السلسلة. كرر هذه الخطوة للأنابيب 3-5.
  5. تحضير طبق البقعة. بدءًا من التخفيف الأخير في السلسلة ، حدد 5 نقاط ميكرولتر على التوالي. يتم تخفيف كل دوامة قبل اكتشافه ، لأن الخلايا قد تكون قد استقرت. ستكون قادرًا على استخدام طرف ماصة واحدة لكل سلسلة تخفيف ، نظرًا لأنك بدأت بأكثر تعليق خلية مخفف.
  6. كرر الخطوة 3 لكل ثقافة تقوم بتحليلها. كن حذرًا لتدوين في دفتر المختبر الخاص بك الثقافة التي تم رصدها في كل صف على اللوحة!
  7. اترك اللوحة على الجانب الأيمن لأعلى

التمرين 3 & # 8211 تقدير كثافة الخلايا باستخدام مقياس الطيف الضوئي

يوفر مقياس الطيف الضوئي طريقة "سريعة وقذرة" لتقدير كثافة الخلايا في الثقافة. على عكس الصفائح الموضعية ، التي يجب تحضينها لعدة أيام قبل ظهور المستعمرات ، يمكن تحويل قراءات مقياس الطيف الضوئي على الفور إلى كثافات الخلايا. من ناحية أخرى ، لا تميز الطريقة بين الخلايا الحية والميتة. تعتمد طريقة القياس الطيفي على تشتت الضوء بواسطة الخلايا في الثقافة. عندما يصطدم الضوء في مقياس الطيف الضوئي بجسيم كبير مثل خلية ، تنحرف أشعة الضوء عن مسار مستقيم وقد لا تصل هذه الأشعة الضوئية إلى الكاشف. كلما زاد عدد الخلايا في العينة ، زاد تشتت الضوء. تعتمد قدرة تشتت الضوء للخلية على حجمها وهندستها ، لذا فإن منحنى المعايرة ضروري لاستقراء قياسات الكثافة الضوئية لرقم الخلية. على سبيل المثال ، نفس العدد من خلايا الخميرة سيشتت الضوء أكثر من نفس العدد من الخلايا البكتيرية ، لأن الخلايا البكتيرية أصغر بكثير.

يتم قياس تشتت الضوء باستخدام مقياس الطيف الضوئي الذي تم ضبطه للإبلاغ عن الامتصاصية. نظرًا لاختلاف المبادئ المستخدمة لقياس تشتت الضوء والامتصاصية ، يُشار إلى كمية الضوء المشتت بواسطة محلول باسم "كثافته الضوئية" بدلاً من "امتصاصه". يتم اختصار الكثافة الضوئية لعينة تم تحليلها عند 600 نانومتر OD600 ، حيث يشير الرمز السفلي إلى الطول الموجي المستخدم للقياس.


3.5: التمرين 2 - مراقبة مزارع الخميرة والبكتيريا - علم الأحياء

التخفيف البسيط هو الذي يتم فيه دمج وحدة حجم مادة سائلة ذات أهمية مع حجم مناسب من سائل مذيب لتحقيق التركيز المطلوب. عامل التخفيف هو العدد الإجمالي لأحجام الوحدات التي سيتم فيها إذابة المادة الخاصة بك. يجب بعد ذلك خلط المادة المخففة جيدًا لتحقيق التخفيف الحقيقي. على سبيل المثال ، يستلزم التخفيف 1: 5 (التعبير اللفظي باسم & quot1 إلى 5 & quot التخفيف) الجمع بين حجم وحدة واحدة من المذاب (المادة المراد تخفيفها) + 4 وحدات حجم لوسط المذيب (وبالتالي ، 1 + 4 = 5 = عامل التخفيف) . يتم التعبير عن عامل التخفيف بشكل متكرر باستخدام الأسس: 1: 5 سيكون 5e-1 1: 100 سيكون 10e-2 ، وهكذا.

مثال 1: يُخفف مركز عصير البرتقال المجمد عادةً بأربع علب إضافية من الماء البارد (مذيب التخفيف) مما يعطي عامل تخفيف 5 ، أي أن تركيز البرتقال يمثل وحدة واحدة أضفت إليها 4 علب أخرى (نفس أحجام الوحدات ) من الماء. لذلك يتم الآن توزيع تركيز البرتقال من خلال 5 وحدات حجم. قد يسمى هذا التخفيف 1: 5 ، و OJ الآن 1/5 مركزة كما كانت في الأصل. لذلك ، في تخفيف بسيط ، أضف حجم وحدة أقل من المذيب من قيمة عامل التخفيف المطلوب.

مثال 2: لنفترض أنه يجب عليك تحضير 400 مل من المطهر الذي يتطلب تخفيف 1: 8 من محلول مخزون مركز بالماء. اقسم الحجم الذي يحتاجه عامل التخفيف (400 مل / 8 = 50 مل) لتحديد حجم الوحدة. ثم يتم التخفيف على شكل 50 مل من المطهرات المركزة + 350 مل من الماء.

2. التخفيف التسلسلي

التخفيف المتسلسل هو ببساطة سلسلة من التخفيفات البسيطة التي تضخم عامل التخفيف بسرعة تبدأ بكمية أولية صغيرة من المادة (على سبيل المثال ، مزرعة بكتيرية ، مادة كيميائية ، عصير برتقال ، إلخ). مصدر مادة التخفيف (المذاب) لكل خطوة يأتي من المادة المخففة لخطوة التخفيف السابقة. في التخفيف التسلسلي ، يكون عامل التخفيف الكلي في أي نقطة هو نتاج عوامل التخفيف الفردية في كل خطوة تؤدي إلى ذلك.

عامل التخفيف النهائي (DF) = DF 1 * DF 2 * DF 3 إلخ.

مثال: في تمرين علم الأحياء الدقيقة النموذجي ، يقوم الطلاب بإجراء ثلاث خطوات 1: 100 تخفيف متسلسل للثقافة البكتيرية (انظر الشكل أدناه) في عملية تحديد عدد البكتيريا القابلة للحياة في ثقافة ما (انظر الشكل أدناه). تستخدم كل خطوة في هذا المثال حجمًا إجماليًا 1 مل. تجمع الخطوة الأولية حجم وحدة واحدة من الثقافة البكتيرية (10 ميكرولتر) مع 99 وحدة حجم من المرق (990 ميكرولتر) = تخفيف 1: 100. في الخطوة الثانية ، يتم دمج حجم وحدة واحدة من التخفيف 1: 100 مع 99 وحدة حجم من المرق ، مما ينتج عنه تخفيف إجمالي قدره 1: 100 × 100 = تخفيف 1: 10000. كرر مرة أخرى (الخطوة الثالثة) سيكون التخفيف الكلي 1: 100x10،000 = 1: 1،000،000 إجمالي التخفيف. تركيز البكتيريا الآن أقل بمليون مرة مما كان عليه في العينة الأصلية.

3. صنع أحجام ثابتة لتركيزات معينة من الكواشف السائلة:

V 1 C 1 = V 2 C 2 طريقة

في كثير من الأحيان ستحتاج إلى عمل حجم معين من التركيز المعروف من حلول المخزون ، أو ربما بسبب التوافر المحدود للمواد السائلة (بعض المواد الكيميائية باهظة الثمن ولا يتم بيعها واستخدامها إلا بكميات صغيرة ، على سبيل المثال ، ميكروغرام) ، أو للحد كمية النفايات الكيميائية. الصيغة أدناه هي طريقة سريعة لحساب مثل هذه التخفيفات حيث:

V = الحجم ، C = التركيز في أي وحدة تعمل بها.

(سمات حل المخزون) V 1 C 1 = V 2 C 2 (سمات حل جديد)

مثال: لنفترض أن لديك 3 مل من محلول مخزون يحتوي على 100 مجم / مل من الأمبيسلين (= C 1) وتريد صنع 200 ul (= V 2) من المحلول الذي يحتوي على 25 مجم / مل (= C 2). تحتاج إلى معرفة الحجم (V 1) من المخزون الذي يجب استخدامه كجزء من الحجم الإجمالي 200 مايكرولتر المطلوب.

V 1 = حجم المخزون الذي ستبدأ به. هذا هو المجهول الخاص بك.
C 1 = 100 مجم / مل في محلول المخزون
V 2 = الحجم الكلي المطلوب عند التركيز الجديد = 200 ul = 0.2 ml
C 2 = التركيز الجديد = 25 مجم / مل

عن طريق إعادة الترتيب الجبري:

V 1 = (V 2 x C 2) / C 1

V 1 = (0.2 مل × 25 ملجم / مل) / 100 ملجم / مل

وبعد الغاء الوحدات

V 1 = 0.05 مل أو 50 ميكرولتر

لذلك ، يمكنك تناول 0.05 مل = 50 مايكرولتر من محلول المخزون وتخفيفه باستخدام 150 ميكرولتر من المذيب للحصول على 200 مايكرولتر من المحلول.
مطلوب 25 مجم / مل محلول. تذكر أن كمية المذيب المستخدمة تعتمد على الحجم النهائي المطلوب ، لذلك عليك طرح حجم البداية من النهائي لحسابه.

4. المولات والمحاليل المولية (الوحدة = M = المولات / لتر)

في بعض الأحيان قد يكون استخدام المولارية أكثر فعالية عند التعبير عن التركيزات الكيميائية. أ خلد يتم تعريفه على أنه 6.023 × 1023 ذرة أو جزيئات من مادة ما (وهذا ما يسمى أفاغادرو عدد، ن). كتلة الخلد الواحد لعنصر ما هي الكتلة الذرية (ز) ويلاحظ لكل عنصر في الجدول الدوري. الوزن الجزيئي الغرامي هي كتلة (جم) مادة بناءً على الكتل الذرية المجمعة للعناصر في الصيغة الكيميائية. يشير وزن الصيغة إلى المواد الكيميائية التي لا توجد لها جزيئات منفصلة على سبيل المثال ، يتكون كلوريد الصوديوم في شكل صلب من أيونات الصوديوم والكلوريد ، ولكن لا توجد جزيئات حقيقية من كلوريد الصوديوم. ال معادلة وزن لذلك فإن من 1 مول كلوريد الصوديوم سيكون مجموع كتلة ذرية واحدة لكل أيون. يتم توفير الوزن الجزيئي (أو FW) كجزء من المعلومات الموجودة على ملصق الزجاجة الكيميائية. يمكن حساب عدد المولات في الكتلة التعسفية لعنصر أو مركب على النحو التالي:

عدد المولات = الوزن (جم) / الوزن الذري (أو الجزيئي) (جم)

مولارية (M) هي الوحدة المستخدمة لوصف عدد مولات عنصر أو مركب في لتر واحد (L) من المحلول (M = مول / لتر) وبالتالي فهي وحدة تركيز. وفقًا لهذا التعريف ، يكون محلول 1.0 M مكافئًا لوزن جزيئي واحد (جم / مول) لمركب يصل حجمه إلى 1 لتر (1.0 لتر) مع مذيب (على سبيل المثال ، الماء) عند درجة حرارة ثابتة (تتمدد السوائل وتتقلص مع درجة الحرارة وبالتالي يمكن أن تغير المولارية).

مثال 1: لتحضير لتر من المحلول المولي من كاشف جاف

اضرب الوزن الجزيئي (أو FW) في المولارية المرغوبة لتحديد عدد جرامات الكاشف المراد استخدامها:

افترض أن المركب MW = 194.3 جم / مول

لصنع محلول 0.15 مول ، استخدم 194.3 جم / مول * 0.15 مول / لتر = 29.145 ز / لتر

يمكنك إذابة الكتلة المحددة من الكاشف في جزء صغير من الحجم الكلي للمذيب (عند STP) ثم رفع الحجم إلى لتر واحد بالضبط عن طريق إضافة مذيب إضافي والخلط جيدًا.

مثال 2: لتحضير حجم معين من محلول مولاري محدد من كاشف جاف

مادة كيميائية لها FW 180 جم / مول وتحتاج إلى 25 مل (0.025 لتر) من 0.15 م (م = مول / لتر). كم غرام من المادة الكيميائية اللازمة لصنع هذا المحلول؟

# جرام / الحجم المطلوب (L) = المولارية المرغوبة (مول / لتر) * FW (جم / مول)

عن طريق إعادة الترتيب الجبري ،

# جرام = الحجم المطلوب (L) * المولارية المرغوبة (مول / لتر) * FW (جم / مول) # جرام = 0.025 لتر * 0.15 مول / لتر * 180 جم / مول

بعد إلغاء الوحدات ،

# غرامات = 0.675 ز

حلول تحتوي على كواشف متعددة

قد تتكون المحاليل المعقدة مثل المحاليل ، المحاليل الملحية ، المثبتات ، وما إلى ذلك ، من كواشف كيميائية متعددة. عند إعداد هذه الحلول ، يتم التعامل مع كل كاشف على حدة في تحديد مقدار استخدامه لعمل الحل النهائي. لكل منها الحجم المستخدم في الحسابات هو الحجم النهائي للحل المطلوب.

المزيد من الأمثلة على المشكلات التي تم العمل بها: About.com: الكيمياء

5. المحاليل المئوية (٪ = أجزاء لكل مائة أو جرام / 100 مل)

يتم خلط العديد من الكواشف حلول النسبة المئوية إما كوزن لكل حجم (w / v) عند البدء باستخدام الكواشف الجافة أو الحجم لكل حجم (v / v) عند البدء باستخدام الكواشف السائلة. عند تحضير المحاليل من الكواشف الجافة ، يتم استخدام نفس الكتلة من أي كاشف لعمل تركيز بنسبة معينة على الرغم من اختلاف التركيزات المولية.

نسبة الوزن (وزن / حجم) = [كتلة المذاب (جم) / حجم المحلول (مل)] × 100 ، و ،

نسبة الحجم (v / v) = [حجم المذاب (مل) / حجم المحلول (مل)] × 100

على سبيل المثال ، يحتوي 100 مل من محلول 10٪ من أي كاشف جاف على 10 جم من الكاشف الجاف بحجم نهائي 100 مل. يحتوي محلول 10٪ (حجم / حجم) على 10 مل محلول / 100 مل من حجم المحلول.

مثال 1: إذا كنت تريد عمل 200 مل من 3٪ كلوريد الصوديوم ، فستحتاج إلى 0.03 جم / مل × 200 مل = 6.0 جم كلوريد الصوديوم في 200 مل من الماء.

عند استخدام الكواشف السائلة ، يعتمد تركيز النسبة المئوية على الحجم لكل حجم ، ويتم حسابه بالمثل على أنه النسبة المئوية للتركيز × الحجم المطلوب = حجم الكاشف المراد استخدامه.

مثال 2: إذا كنت ترغب في صنع 2 لتر من 70٪ إيثانول من 100٪ إيثانول ، فيمكنك خلط 0.70 مل / مل × 2000 مل = 1400 مل إيثانول مع 600 مل من الماء.

للتحويل من المحلول٪ إلى المولارية ، اضرب المحلول٪ في 10 للتعبير عن النسبة المئوية للمحلول جرام / لتر ، ثم اقسم على وزن الصيغة.

مولارية = (جرام كاشف / 100 مل) * 10
xxxxxxxxxx FW

مثال 1: تحويل محلول 6.5٪ من مادة كيميائية مع FW = 325.6 إلى مولارية ،

[(6.5 جم / 100 مل) * 10] / 325.6 جم / مول = [65 جم / لتر] / 325.6 جم / مول = 0.1996 م

للتحويل من المولارية إلى محلول النسبة المئوية ، اضرب المولارية في FW واقسم على 10:

٪ محلول = مولارية * مهاجم
xxxxxxxxxx 10

مثال 2: تحويل محلول 0.0045 M من مادة كيميائية لها محلول FW 178.7 إلى نسبة مئوية:

[0.0045 مول / لتر * 178.7 جم / مول] / 10 = محلول 0.08٪

6. حلول الأسهم المركزة - باستخدام وحدات & quotX & quot

يتم الحفاظ على حلول المخزون للمركبات المستقرة بشكل روتيني في المختبرات كحلول أكثر تركيزًا يمكن تخفيفها إلى قوة العمل عند استخدامها في تطبيقات نموذجية. يُشار إلى تركيز العمل المعتاد على أنه 1x. سيُشار إلى محلول أكثر تركيزًا بمقدار 20 مرة على أنه 20x وسيتطلب تخفيفًا بنسبة 1:20 لاستعادة تركيز العمل النموذجي.

مثال: محلول 1x من المركب له تركيز مولاري 0.05 M لاستخدامه النموذجي في إجراء معمل. سيتم تحضير مخزون 20x بتركيز 20 * 0.05 م = 1.0 م. سيكون مخزون 30X 30 * 0.05 م = 1.5 م.

7. الحالة الطبيعية (N): التحول إلى المولارية

الحالة الطبيعية = n * M حيث n = عدد البروتونات (H +) في جزيء الحمض.

مثال: في معادلة الكبريت المركز (36 N H2SO4) ، يوجد بروتونان ، لذا فإن مولاريته = N / 2. إذن ، 36N H2SO4 = 36/2 = 18 م.


وصف مورفولوجيا المستعمرة للبكتيريا

من خلال النظر عن كثب في النمو الاستعماري على سطح وسط صلب ، يمكن وصف خصائص مثل نسيج السطح والشفافية ولون أو تدرج النمو. تظهر الخصائص الثلاث التالية بسهولة سواء كنت تنظر إلى مستعمرة بكتيرية واحدة أو نمو أكثر كثافة ، دون الاستعانة بأي نوع من أجهزة التكبير.

نسيج—يصف كيفية ظهور سطح المستعمرة. قد تتضمن المصطلحات الشائعة المستخدمة لوصف الملمس ناعمًا ، لامعًا ، مخاطيًا ، لزجًا ، جافًا ، بودري ، قشاري ، إلخ.

الشفافية—يمكن أن تكون المستعمرات شفافة (يمكنك أن ترى من خلالها) ، أو شفافة (يمر الضوء من خلالها) ، أو معتم (مظهر صلب).

اللون أو تصبغ- تنتج العديد من البكتيريا أصباغ داخل الخلايا مما يجعل مستعمراتها تظهر بلون مميز ، مثل الأصفر أو الوردي أو الأرجواني أو الأحمر. العديد من البكتيريا لا تنتج أي صبغة وتظهر بيضاء أو رمادية.

الشكل 3. الأوصاف البكتريولوجية للتشكل الاستعماري

مع زيادة عدد البكتيريا ، تكبر المستعمرات وتبدأ في اتخاذ شكل أو شكل. يمكن أن تكون مميزة تمامًا وتوفر طريقة جيدة لتمييز المستعمرات عن بعضها عندما تكون متشابهة في اللون أو الملمس. يمكن وصف الخصائص الثلاث التالية للبكتيريا عند ملاحظة مستعمرة واحدة منفصلة. قد يكون من المفيد استخدام أداة مكبرة ، مثل عداد المستعمرة أو مجهر تشريح ، لتمكين عرض عن قرب للمستعمرات. يجب وصف المستعمرات من حيث حجمها الكلي ، وشكلها أو شكلها ، وكيف تبدو صورة مقربة لحواف المستعمرة (حافة أو هامش المستعمرة) ، وكيف تظهر المستعمرة عندما تراقبها من الجانب ( ارتفاع).

يوضح الشكل 4 لقطة مقرّبة للمستعمرات التي تنمو على سطح صفيحة أجار. في هذا المثال ، الاختلافات بين البكتريا واضحة ، لأن لكل منهما شكل استعماري مميز.

الشكل 4. نوعان مختلفان من المستعمرات البكتيرية على طبق أجار.

باستخدام مصطلحات علم الأحياء الدقيقة ، قم بوصف الشكل الاستعماري للمستعمرات الموضحة أعلاه بشكل كامل. سيتضمن الوصف الكامل الملمس والشفافية واللون والشكل (الحجم والشكل العام والهامش والارتفاع).

النموذج (الشكل ، الهامش ، الارتفاع): ____________________________________________


عدد الوسائط المتاحة لنمو البكتيريا كبير. تعتبر بعض الوسائط وسائط عامة متعددة الأغراض وتدعم نمو مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية. مثال رئيسي على وسيط متعدد الأغراض هو مرق الصويا المربى (TSB). يتم استخدام الوسائط المتخصصة في تحديد البكتيريا ويتم استكمالها بالأصباغ أو مؤشرات الأس الهيدروجيني أو المضادات الحيوية. نوع واحد، وسائل الإعلام المخصبةيحتوي على عوامل النمو والفيتامينات والعناصر الغذائية الأساسية الأخرى لتعزيز نمو الكائنات الدقيقة، الكائنات الحية التي لا تستطيع صنع بعض العناصر الغذائية وتتطلب إضافتها إلى الوسط. عندما يُعرف التركيب الكيميائي الكامل للوسيط ، يُطلق عليه اسم أ وسط محدد كيميائيا. على سبيل المثال ، في متوسط ​​EZ، يتم تحديد جميع المكونات الكيميائية الفردية والكميات الدقيقة لكل منها معروفة. في وسائط معقدة، التي تحتوي على مستخلصات وهضم الخمائر أو اللحوم أو النباتات ، التركيب الكيميائي الدقيق للوسط غير معروف. كميات المكونات الفردية غير محددة ومتغيرة. مرق المغذيات ، مرق الصويا التريبتي ، و ضخ قلب الدماغ، كلها أمثلة لوسائل الإعلام المعقدة.

الشكل 1. على لوحة أجار MacConkey هذه ، تكون مستعمرات الإشريكية القولونية المخمرة اللاكتوز لونها وردي فاتح. يشكل Serratia marcescens ، الذي لا يتخمر اللاكتوز ، خطًا بلون الكريم على وسط السمرة. (الائتمان: الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة)

يُطلق على الوسائط التي تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة غير المرغوب فيها وتدعم نمو الكائن الحي محل الاهتمام من خلال توفير العناصر الغذائية وتقليل المنافسة وسائط انتقائية. مثال على الوسيط الانتقائي ماكونكي أجار. يحتوي على أملاح الصفراء والبنفسجي البلوري الذي يتداخل مع نمو الكثير البكتيريا موجبة الجرام ويفضل نمو البكتيريا سالبة الجرام، ولا سيما المعوية. يُطلق على هذه الأنواع بشكل شائع اسم المعوية ، وتوجد في الأمعاء ، وتتكيف مع وجود أملاح الصفراء. ال ثقافات الإثراء تعزيز النمو التفضيلي للكائن الدقيق المرغوب الذي يمثل جزءًا صغيرًا من الكائنات الحية الموجودة في اللقاح. على سبيل المثال ، إذا أردنا عزل البكتيريا التي تكسر الزيت الخام ، البكتيريا الهيدروكربونية، فإن الثقافة الفرعية المتسلسلة في وسط يوفر الكربون فقط في شكل نفط خام ستثري الثقافات ببكتيريا آكلة للزيت. ال الوسائط التفاضلية يسهل تمييز مستعمرات البكتيريا المختلفة عن طريق تغيير لون المستعمرات أو لون الوسط. تغيرات اللون هي نتيجة المنتجات النهائية الناتجة عن تفاعل الإنزيمات البكتيرية مع الركائز التفاضلية في الوسط أو ، في حالة التفاعلات الانحلالية ، تحلل خلايا الدم الحمراء في الوسط. في الشكل 1 ، يمكن ملاحظة التخمير التفاضلي للاكتوز على أجار MacConkey. تنتج مخمرات اللاكتوز حامضًا ، والذي يحول الوسط ومستعمرات المخمرات القوية إلى اللون الوردي الساخن. يُستكمل الوسط بمؤشر الأس الهيدروجيني باللون الأحمر المحايد ، والذي يتحول إلى اللون الوردي الساخن عند درجة الحموضة المنخفضة. يمكن الجمع بين الوسائط الانتقائية والتفاضلية وتلعب دورًا مهمًا في تحديد البكتيريا بالطرق البيوكيميائية.

فكر في الأمر

  • التمييز بين الوسائط المعقدة والمحددة كيميائياً.
  • التمييز بين وسائل الإعلام الانتقائية والإثراء.

نزهة نهاية العام

يحتفل قسم الأحياء الدقيقة بنهاية العام الدراسي في شهر مايو من خلال إجراء نزهة تقليدية على العشب الأخضر. تستمر الخطب لبضع ساعات ، ولكن في النهاية يمكن لجميع أعضاء هيئة التدريس والطلاب البحث في الطعام: سلطة الدجاج والطماطم والبصل والسلطة وفطيرة الكسترد. بحلول المساء ، يصاب القسم بأكمله ، باستثناء طالبين نباتيين لم يأكلوا سلطة الدجاج ، بالغثيان والقيء والتهوع والتشنج البطني. يشكو العديد من الأفراد من الإسهال. يظهر على أحد المرضى علامات الصدمة (انخفاض ضغط الدم). يتم جمع عينات الدم والبراز من المرضى ، ويتم إجراء تحليل لجميع الأطعمة المقدمة في الوجبة.

يمكن أن تسبب البكتيريا التهاب المعدة والأمعاء (التهاب المعدة والأمعاء) إما عن طريق الاستعمار والتكاثر في العائل ، وهو ما يعتبر عدوى ، أو عن طريق إفراز السموم التي تعتبر تسممًا. عادة ما تتأخر علامات العدوى وأعراضها ، بينما يظهر التسمم في غضون ساعات ، كما حدث بعد النزهة.

لم تظهر عينات الدم المأخوذة من المرضى أي علامات للعدوى البكتيرية ، مما يشير إلى أن هذه كانت حالة تسمم. نظرًا لأن التسمم ناتج عن إفراز السموم ، لا يتم عادةً اكتشاف البكتيريا في عينات الدم أو البراز. ماكونكي أجار و السوربيتول-ماكونكي أجار لوحات و زيلوز ليسين ديوكسيكولات (XLD) تم تلقيح الصفائح بعينات من البراز ولم تكشف عن أي مستعمرات ملونة بشكل غير عادي ، ولم يلاحظ أي مستعمرات سوداء أو مستعمرات بيضاء على XLD. جميع مخمرات اللاكتوز الموجودة في أجار MacConkey تخمر السوربيتول أيضًا. استبعدت هذه النتائج العوامل الشائعة للأمراض التي تنقلها الأغذية: بكتريا قولونية, السالمونيلا spp. و شيغيلا النيابة.

الشكل 2. مكورات موجبة الجرام في مجموعات. (الائتمان: مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

كشف تحليل سلطة الدجاج عن وجود عدد غير طبيعي من الكوتشي الموجب للجرام مرتبة في مجموعات (الشكل 2). تُطلق مزرعة المكورات الموجبة الجرام فقاعات عند مزجها ببيروكسيد الهيدروجين. الثقافة تحولت أجار ملح مانيتول أصفر بعد فترة حضانة لمدة 24 ساعة.

تشير جميع الاختبارات إلى المكورات العنقودية الذهبية كالكائن الحي الذي يفرز السم. أظهرت عينات من السلطة وجود بكتيريا المكورات موجبة الجرام في العناقيد. كانت المستعمرات موجبة للكاتلاز. نمت البكتيريا على مانيتول ملح أجار تخمر مانيتول ، كما يتضح من التغيير إلى اللون الأصفر في الوسط. مؤشر الأس الهيدروجيني في أجار ملح مانيتول هو أحمر الفينول ، والذي يتحول إلى اللون الأصفر عندما يتم تحمض الوسط بواسطة منتجات التخمير.

السم الذي يفرزه بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية من المعروف أنه يسبب التهاب المعدة والأمعاء الحاد. ربما تم إدخال الكائن الحي إلى السلطة أثناء التحضير بواسطة معالج الطعام وتضاعف أثناء حفظ السلطة في درجة حرارة محيطة دافئة أثناء إلقاء الخطب.

  • What are some other factors that might have contributed to rapid growth of بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية in the chicken salad?
  • Why would بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية not be inhibited by the presence of salt in the chicken salad?

المفاهيم الأساسية والملخص

  • Chemically defined media contain only chemically known components.
  • وسائط انتقائية favor the growth of some microorganisms while inhibiting others.
  • Enriched media contain added essential nutrients a specific organism needs to grow
  • الوسائط التفاضلية help distinguish bacteria by the color of the colonies or the change in the medium.

متعدد الخيارات

EMB agar is a medium used in the identification and isolation of pathogenic bacteria. It contains digested meat proteins as a source of organic nutrients. Two indicator dyes, eosin and methylene blue, inhibit the growth of gram-positive bacteria and distinguish between lactose fermenting and nonlactose fermenting organisms. Lactose fermenters form metallic green or deep purple colonies, whereas the nonlactose fermenters form completely colorless colonies. EMB agar is an example of which of the following?

  1. a selective medium only
  2. a differential medium only
  3. a selective medium and a chemically defined medium
  4. a selective medium, a differential medium, and a complex medium

المستدمية النزلية must be grown on chocolate agar, which is blood agar treated with heat to release growth factors in the medium. المستدمية النزلية is described as ________.

املاء الفراغ

Blood agar contains many unspecified nutrients, supports the growth of a large number of bacteria, and allows differentiation of bacteria according to hemolysis (breakdown of blood). The medium is ________ and ________.

Rogosa agar contains yeast extract. The pH is adjusted to 5.2 and discourages the growth of many microorganisms however, all the colonies look similar. The medium is ________ and ________.

فكر في الأمر

What is the major difference between an enrichment culture and a selective culture?

التفكير النقدي

Haemophilus, influenzae grows best at 35–37 °C with

5% CO2 (or in a candle-jar) and requires hemin (X factor) and nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD, also known as V factor) for growth. [1] Using the vocabulary learned in this chapter, describe المستدمية النزلية.


Methods Summary

ال A. annua السيتوكروم ب5 cDNA sequence was identified from a trichome expressed sequence tag library (NCBI accession 35608) by searching for sequence similarity to Crepis alpina السيتوكروم ب5 type 11 (ref. 23). A cDNA encoding A. annua ADH1 was identified and the encoded protein characterized essentially as described for ALDH1 (ref. 11). Growth of strains, general genetic methodology and construction of synthetic genes were as described 3 . Yeast strains were derived from Y337 (ref. 3). Salient features of DNA constructs are as follows: (1) for expression of ERG9 من CTR3 promoter the MET3 promoter was replaced with nucleotides −1 to −734 of the CTR3 promoter, integration being selected by d -serine 24 (erg9Δ::dsdA_PCTR3-ERG9) or nourseothricin 25 (erg9Δ::natA_PCTR3-ERG9) resistance (2) for reduced expression of cytochrome P450 reductase (CPR1), CPR1 was removed from plasmid pAM322 (ref. 3) by digestion and recircularization to generate pAM552, which expresses only ADS and CYP71AV1. A single copy of CPR1 was expressed from the GAL3 المروجين (صGAL3) (nucleotides −1 to −660) integrated between GAL1 و GAL7 (gal1/10/7Δ::natA_PGAL3-CPR1-TCYC1, in which تيCYC1denotes the CYC1 terminator) (3) a single integrated copy of A. annua السيتوكروم ب5 was expressed from the GAL7 promoter (nucleotides −1 to −725 leu2::hisMXΔ::kanA_PGAL7-CYB5-TCYC1) (4) a single integrated copy of A. annua aldehyde dehydrogenase (ALDH1) was expressed from the GAL7 promoter, selecting for hygromycin B (ref. 25) (ndt80::hphA_PGAL7-ALDH1-TTDH1 و his3::hphA_PGAL7-ALDH1-TTDH1) (5) a single integrated copy of A. annua alcohol dehydrogenase (ADH1) was expressed from the GAL7 promoter, selecting for uracil prototrophy (natAΔ::URA3_PGAL7-ADH1-TTDH1 و gal80Δ::URA3_PGAL7-ADH1-TGAL80). Flask and fermentor culture conditions were essentially as described 3 . Fermentations requiring IPM contained 400 ml IPM added to 800 ml fermentor volume before inoculation. Artemisinic acid was purified from IPM by aqueous extraction at pH 10.7, followed by precipitation at pH 5.0. Assays for amorph-4,11-diene and artemisinic acid are essentially as described 3 . Artemisinic alcohol and artemisinic aldehyde were monitored by gas chromatography with flame-ionization detection.


العمل العملي للتعلم

فئة عملية

This activity involves skills for safe handling of microbial material. تلاميذ قارن the activity of an enzyme extract with that of two enzyme-producing microbes and can consider the industrial importance of enzymes and microbes.

This practical is based on an investigation called Breakdown of protein by microbes (319 KB) published in Practical Microbiology for Secondary Schools © Society for General Microbiology.

تنظيم الدرس

Give each working group (1-2 students) a milk-agar plate. They will have to use sterile paper discs to collect samples of two microbes and one enzyme extract, all using sterile technique. Organise the work so that not all the groups want bottle A at the same time!

Written information about industrial processes using microbes and enzymes (particularly proteases) would be a useful resource for this lesson. See links at end.

There is scope here for developing skills of sterile technique to become the focus as well as exploring the enzyme activity.

الأجهزة والكيماويات

لكل مجموعة من الطلاب:

Marker pens to label the plates

Tape to close up the plates (ملاحظة 2)

بالنسبة للفصل - تم إعداده بواسطة فني / مدرس:

العصوية الرقيقة nutrient broth culture, 2 cm 3 in a bottle/ test tube

خميرة الخميرة malt extract broth culture, 2 cm 3 in a bottle/ test tube

Milk-agar plates, 2 per group (ملاحظة 1)

Virkon solution 1% w/v (see manufacturer’s instructions)

Bottles of sterile distilled water, 1 per 4 groups

Bottles of 0.1% trypsin solution, 1 per 4 groups

الصحة و أمبير السلامة والملاحظات الفنية

Carry out a full risk assessment before planning any work in microbiology (ملاحظة 1 لمزيد من التفاصيل).
Check the standard procedures for more details of Maintaining and preparing cultures, Aseptic techniques, Making up nutrient agars, Pouring an agar plate and Incubating and viewing plates safely.

1 Before embarking on any practical microbiological investigation carry out a full risk assessment. For detailed safety information on the use of micro-organisms in schools and colleges, refer to Basic Practical Microbiology – A Manual (BPM) which is available, free, from the Society for General Microbiology (email This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ) or go to the safety area of the SGM website (http://www.microbiologyonline.org.uk/teachers/safety-information) or refer to the CLEAPSS Laboratory Handbook.

2 To make milk-agar, make up and sterilise nutrient agar. Allow to cool to 40-50 ºC and add pasteurised milk (10% by volume) aseptically and mix carefully. The milk should be pasteurised and freshly bought but can be skimmed, semi-skimmed or full-cream. See Standard procedures: Making up nutrient agars for more details.

3 Make up 0.1% trypsin solution. Refer to CLEAPSS Hazcard and Recipe card. Powdered enzyme is harmful, but solutions less than 1% are considered LOW HAZARD. Make up fresh for each day of use as it degrades over time.

4 Make your own assay discs by punching discs around 6mm diameter from filter paper, or chromatography paper using a cork borer or a hole punch. Wrap in aluminium foil, in sets of four, and sterilise by autoclaving.

إجراء

SAFETY: Use sterile technique when handling microbial cultures. Incubate and view plates safely. Sterilise and/ or dispose of all contaminated material using appropriate methods.

تحضير

أ Inoculate nutrient broth using sterile technique from a clean culture of العصوية الرقيقة at least 48 hours before use. Inoculate malt extract broth with خميرة الخميرة في نفس الوقت. (See Standard procedures: Maintaining and preparing cultures of bacteria and yeasts)

ب Calculate the quantity required and prepare just enough milk-agar (ملاحظة 2) for the investigation (12-15 ml for normal depth in a 90 mm Petri dish).

ج Prepare a suitable solution to disinfect the work area for the investigation and afterwards. Suitable disinfectants include sodium chlorate(I) (hypochlorite) at concentrations providing 1000 ppm available chlorine for general surface cleaning, or 2 500 ppm chlorine for discard pots, or VirKon (follow manufacturer’s instructions).

د Prepare 0.1% trypsin solution (ملاحظة 3).

ه Sterilise distilled water in enough McCartney/ Universal bottles.

F Paper discs can be purchased (Whatman Antibiotic Assay discs) or you can make your own (ملاحظة 4).

Investigation

أ Keep one milk-agar plate unopened as a control.

ب Provide each working group with one milk-agar plate.

ج Students use a marker pen to mark four sections on the base. Label the sections A, B, C, and D. Write a key to record the treatment of each disc, for example


1 المقدمة

In response to the COVID-19 pandemic, the University of KwaZulu-Natal (South Africa) switched to on-line classes. I developed a series of computational exercises using the Jupyter notebook (https://jupyter.org/) as a substitute for the molecular biology labs normally run during my course. Jupyter notebooks are becoming the de facto standard for scientific data analyses because they are widely available, open-source and can be annotated with explanatory text and images. 1, 2 Furthermore, as the code within the notebook is run as a series of “cells,” any errors in the code can be readily identified and corrected.


Demonstrating Cellular Respiration and Fermentation

Cellular respiration and fermentation are 2 of the most challenging concepts for introductory biology students, who may become so consumed by memorizing steps of the Krebs cycle and glycolysis that they lose sight of the big picture. The following demonstrations place aerobic cell respiration and fermentation firmly in grasp. First, students observe respiration in germinating seeds by detecting the carbon dioxide produced. Next, they observe the carbon dioxide gas produced by yeast fermentation.

Demonstrating Aerobic Cellular Respiration with Germinating Seeds

Have students observe the respiration of germinating seeds, using bromthymol blue as a pH indicator. You can keep this demonstration simple by observing pH changes in solution as seeds respire. Alternatively, you might add variables to the demonstration (e.g., compare the respiration rates of various plant seeds with the same total mass). Additionally, you can test whether photosynthesis is occurring by placing duplicate samples in the dark.

المواد

  • Hydrated Seeds
  • Sealable Bag
  • Bromthymol Blue, 0.04%
  • Sodium Hydroxide, 1%
  • Test Tubes
  • Rubber Stoppers
  • 250-mL Flask
  • Test Tube Rack
  • Distilled Water or Springwater
  • Paper Towel

Safety tip

ملحوظة: Wear gloves and safety goggles while handling the bromthymol blue solution and sodium hydroxide.

إجراء

  1. Two days before the demonstration, rehydrate the seeds (we recommend wheat, barley, peas, or mung beans). Place the seeds in a cup or beaker. Use dechlorinated water to cover the seeds to a depth at least 3 times their height in the container to compensate for the expansion of the seeds as they swell. Allow the seeds to soak overnight.
  2. Pour off the remaining water and fold the seeds into a wet paper towel. Place the towel in a sealable bag. Close the bag and store the seeds in a dark place over a second night.
  3. Prepare the bromthymol blue solution by adding 1.5 mL (about 30 drops) of 0.04% bromthymol blue to 80 mL of springwater or distilled water. The prepared bromthymol blue solution should be green, but the shade of green may vary depending on the pH of your water source. A color change will easily be observed if the solution given to students is slightly basic. To create a slightly basic solution, add the sodium hydroxide dropwise to the bromthymol blue until the color changes from green to a deep blue (10 to 20 drops).
  4. Explain the use of bromthymol blue as a pH indicator to the class. The chemical bromthymol blue is an indicator that appears blue in an alkaline (base) solution and yellow in an acidic solution. Carbon dioxide that is added to the solution surrounding the seeds combines with water to form carbonic acid (H2كو3), turning the bromthymol blue to a yellow-green color. Remove the carbon dioxide from solution and the bromthymol blue will turn a deeper blue.
  5. Fill a test tube ¾ full with rehydrated seeds. Pour the bromthymol blue solution over the seeds until the tube is completely full. Seal the tube with a rubber stopper.
  6. Prepare a control tube with only bromthymol blue solution. Fill the tube until it is completely full, and seal it with a rubber stopper.
  7. Store the samples until the end of the class period or overnight and have students make observations regarding the color of the solution or any other changes they observe. (You may set up duplicate samples in the dark to rule out any possible effects of photosynthesis on the experiment.)

Class discussion

Have students consider the seeds&apos respiration. Oxygen is present in the test tube, and the carbon dioxide gas is a product of the process of aerobic cellular respiration. (To a much lesser extent and for a limited time, germinating seeds may also perform anaerobic respiration, which also produces carbon dioxide.) Discuss the purpose of the control tube with only bromthymol blue solution.

Students may think that the seeds are photosynthesizing. If chlorophyll and light are present, the seeds may be photosynthesizing. Students should know that plants&apos photosynthesis uses carbon dioxide and produces oxygen. While additional oxygen would not significantly change the pH, removal of carbon dioxide from solution would make the solution more basic and turn the bromthymol blue a deeper blue color.

Demonstrating Fermentation with Yeast

Students observe the carbon dioxide gas produced as yeast ferments sugar. You can simply demonstrate yeast fermentation of a 10% glucose solution, or you can introduce variables and have students compare the degree of fermentation (as indicated by the volume of carbon dioxide generated) occurring under each condition. Suggested conditions to vary include the concentration of glucose, the sugar type, the temperature of incubation, and the amount of light.

المواد

  • Sugar(s): Glucose, Sucrose, Lactose, and/or Sucralose (artificial sweetener)
  • Packet of Activated Dry Yeast
  • Water (distilled or spring)
  • Fermentation Tube(s) (a plastic graduated test tube and a larger glass test tube)
  • Beaker or Test Tube Rack
  • 2 100-mL Flasks
  • 100-mL Graduated Cylinder
  • الرصيد
  • Hot Plate

إجراء

  1. Prepare the 10% sugar solution(s) in distilled water. Yeast can ferment glucose and sucrose but not lactose or sucralose (artificial sweetener).
  2. Prepare the yeast suspension immediately before class.
    1. Warm 70 mL springwater or distilled water to approximately 37° C and add 7 g of yeast (1 packet). If you are using a 15-mL conical tube for the small tube, this volume will be sufficient for 8 setups. Scale up or down depending on the desired volume.
    2. Activate the yeast by swirling it for 1 to 2 min. Make sure the yeast distributes evenly in suspension. The presence of clumps leads to inconsistent results. Start a fresh yeast suspension for each class period as the rate of fermentation diminishes over time.

    Class discussion

    The volume of carbon dioxide released is proportional to the quantity of sugar fermented and is therefore a measure of fermentation. Fermentation results from the action of enzymes. In yeast cells, enzymes convert sugars into carbon dioxide and ethanol. A yeast can ferment a particular type of sugar only if the yeast cell contains the proper enzyme(s) to break down that molecule. Baker&aposs yeast contains the enzymes to break down glucose and sucrose but not lactose or sucralose.

    You May Also Like


    Lab Exam

    Heat is applied to the slide prior to the stain to ensure that the capsule takes up dye.

    Cells appear clear an the capsuleappears as a purple ring around them.

    The stains used in this procedure are nigrosin and crystal violet.

    Uses oxygen in energy metabolism, can process toxic oxygen by-products

    Does not use gaseous oxygen in its metabolism, unable to process toxic oxygen by-products

    Can conduct aerobic or anaerobic metabolism, can process toxic oxygen by-products

    Does not use gaseous oxygen in its metabolism, unable to process toxic oxygen by-products

    Can conduct aerobic or anaerobic metabolism, can process toxic oxygen by products

    Uses oxygen in its metabolism can process toxic oxygen by-products

    An antiseptic is used to kill organisms IN the body while a disinfectant removes or kills organisms on body surfaces

    An antiseptic kills or inactivates all microbial forms but a disinfectant does not kill endospores

    An antiseptic is used to remove or kill organisms on skin while a disinfectant is used on inanimate objects

    Caffeine increases alertness but also increases anxiety

    Too much caffeine is harmful to your health.

    One should avoid consuming too much caffeine while studying.

    Tadpoles will be larger if fed a meat-based diet.

    Tadpoles fed a meat-based diet will be bigger, but only if in a tank with low numbers.

    Tadpoles will be larger if the pH is higher.

    CAM metabolism and photorespiration

    lactic acid fermentation and alcoholic fermentation

    glycolysis and photorespiration

    the solution in the tube in which all gas has been consumed has the carbohydrate which is used most efficiently

    the solution in the tube with the smallest gas bubble has fermented most efficiently

    a respirometer can not be used for this purpose

    Demonstrates unique patterns of DNA fragments in a gel

    amplifies a specific sequence of DNA

    Demonstrates the order of nitrogenous bases in DNA

    Gel electrophoresis seperates DNA fragments based on size.

    Gel electrophoresis is able to cut DNA in very specific locations.

    Gel electrophoresis enables the amplification of certain segments of DNA.


    شاهد الفيديو: الأحياء - 3ث - التكاثر: التبرعم في فطر الخميرة والهيدرا (شهر نوفمبر 2022).