2011-09-27

1

Biologia –

ćwiczenie 2

Komórka

•

Podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna
każdego organizmu, zdolna do spełniania różnych
funkcji życiowych, tj. oddychania, odżywiania,
rozmnażania , wzrostu;

•

Podstawowymi składnikami każdej komórki są:
- cytoplazma
- materiał genetyczny
- błona plazmatyczna.

•

Komórki zasadniczo dzieli się na:
-

prokariotyczne

(bezjądrzaste)

-

eukariotyczne

(jądrzaste)

Nieposiadająca jądra

komórkowego. Zamiast jądra

występuje nukleoid –obszar

zawierający nić DNA,

nieoddzielony od cytoplazmy

żadną błoną. Komórka ta ma

prosta budowę, spotykana jest u

bakterii i sinic.

Posiadająca jądro komórkowe

oraz liczne organella

komórkowe. Ten typ komórki

stanowi podstawę budowy

wszystkich organizmów

wielokomórkowych i większości

jednokomórkowych (wyjątek

bakterie i sinice).

KOMÓRKA

prokariotyczna

eukariotyczna

rzęska

cytoplazma

rybosomy

mezosomy

ściana komórkowa

Budowa komórki prokariotycznej

błona
komórkowa

DNA (nukleoid)

otoczka

Procaryota

Struktura

Komórka

prokariotyczna

Funkcje

Jądro komórkowe

-/nukleoid

Przekazywanie inf. Genetycznej, podział komórek;

Błona komórkowa

+

Pobieranie składników pokarmowych i wydalanie produktów

metabolizmu;

Ściana komórkowa

+

Ochrona wnętrza komórki przed uszkodzeniem;

Cytoplazma

+

Układ białek koloidalnych i białek katalizujących reakcje

biochemiczne;

Chloroplasty

-/chromatofory

Pełnią funkcję asymilacyjną;

Reticulum endoplazmatyczne

-

-

Wakuola

-

-

Rybosomy

+

Miejsce syntezy białek;

Aparat Golgiego

-

-

Lizosomy

-

-

Mitochondriom

-/mezosomy

Centra energetyczne komórki, podział komórki;

Wić, rzęski

+/wiele

Narząd ruchu;

2011-09-27

2

Trochę historii…

Bakteriologia - dział mikrobiologii zajmujący się budową,
sposobem życia i znaczeniem bakterii.

Antony van Leeuwenhoek

w 1686 roku po raz pierwszy

zaobserwował „mikroby”, używając własnoręcznie
wykonanego, mikroskopu. Nazwa "bakterie" została
wprowadzona znacznie później, bo w 1838 r. przez
Christiana Gottfrieda Ehrenberga.

Antony van Leeuwenhoek

Bakterie

•

Bakterie (łac. Bacteriae, od gr. bakterion –
"pałeczka") – grupa mikroorganizmów,
stanowiących osobne królestwo. Są to
jednokomórkowce lub zespoły komórek o
budowie prokariotycznej o mikroskopijnej
wielkości (0,2 – 80 μm)

Porównanie wielkości bakterii na tle innych organizmów a także cząsteczek oraz atomów

Środowisko życia

•

Szczyty górskie;

•

Oceaniczne głębiny;

•

Atmosfera;

•

Litosfera;

•

Hydrosfera;

•

Lodowce;

Wykorzystywane są do produkcji:

•

Sery, jogurty, mleko

•

Kiszonki

•

Piwo, wino

•

Produkcja antybiotyków

•

Oczyszczanie ścieków

•

Produkcja enzymów, substancji chemicznych, leków

Kształty komórek bakteryjnych

•

Kuliste- ziarniaki – Coccus, dwoinki – Diplococcus,
paciorkowce – Streptococcus, gronkowce –
Staphylococcus;;

•

Cylindyczne- pałeczki – Bacterium, laseczki – Bacillus;

•

Spiralne – krętki – Spirochaetes, przecinkowce – Vibrio,
śrubowce – Spirillum;

•

Nitkowate (rozgałęzione)- np. bakterie siarkowe z
rodzaju Beggiatoa;

2011-09-27

3

Ziarenkowce

- Pojedyncze komórki – Micrococcus;

-

Dwoinki (pary)- Streptococcus pneumoniae;

-

Łańcuszki- Streptococcus pyogenes;

-

Skupiska- tetrady (czworaczek), pakietowiec sześcienny np.
Sarcina;

-

Nieregularne ugrupowania- gronkowiec np. Staphylococcus
aureus;

Formy cylindryczne

•

Pałeczki – Salmonella spp., Escherichia spp.
(pojedyncze, pary, skupiska);

•

Laseczki – Bacillus spp., Clostridium spp.,

Formy spiralne

•

Przecinkowce- np. Vibrio cholerae;

•

Śrubowce- Spirillum spp.;

•

Krętki- Treponema pallidum, Borrelia spp.;

Nitkowate

•

Promieniowce- organizmy prokariotyczne, tworzące rząd
gramdodatnich bakterii. Posiadają nieregularną,
cylindryczną budowę z tendencją do rozgałęziania się, co
upodabnia je do grzybów nitkowatych. Ze splątków nitek
powstaje pseudogrzybnia (pseudomycelium), która może
być powierzchniowa, wgłębna lub powietrzna.

ziarniaki

dwoinki

paciorkowce

pakietowce

gronkowce

krętki

przecinkowce

pałeczki

laseczki

śrubowce

•

U niemal wszystkich prokariontów komórki wytwarzają
sztywną

ścianę komórkową

. Zasadniczy zrąb tej ściany

tworzą Łańcuchy

mukopeptydu

(zwanego

peptydoglikanem

lub

mureiną

). Dookoła ściany

komórkowej często wykształca się tak zwana

otoczka

,

która zbudowana jest najczęściej z substancji śluzowych;

•

Mikrobiolodzy na podstawie różnic w budowie ściany
komórkowej wyróżniają trzy główne grupy bakterii:

* bakterie bez ściany komórkowej –

mykoplazmy

* bakterie – gramdodatnie
* bakterie – gramujemne

2011-09-27

4

Bakterie gramdodatnie

•

Ściana komórkowa bakterii gramdodatnich jest dość
gruba. U większości form mureina jest u nich
połączona z innymi polimerami wielocukrowymi - z
kwasami techojowymi.

PEPTYDOGLIKAN

BŁONA KOMÓRKOWA

KWASY TECHOJOWE

Bakterie gramujemne

•

Ściana komórki gramujemnej składa się z dwu
warstw: cienkiej ściany z peptydoglikanu (1) oraz
grubej błony zewnętrznej zbudowanej z lipoproteiny
(3) i lipopolisacharydu (2).

1

2

3

PRZESTRZEŃ
PERYPLAZMATYCZNA

BŁONA KOMÓRKOWA

BŁONA ZEWNETRZNA

FOSFOLIPIDY

•

Różnice w składzie ściany komórkowej bakterii mają
duże znaczenie praktyczne. Antybiotyk penicylina
zakłóca

proces

syntezy

peptydoglikanu

(1),

prowadząc

do

powstanie

osłabionej

ściany

komórkowej, która przestaje zapewniać komórce
skuteczną ochronę. Penicylina działa najskuteczniej
na bakterie gramdodatnie.

ŚCIANA BAKTERII
GRAMUJEMNEJ

ŚCIANA BAKTERII
GRAM DODATNIEJ

1

1

Struktury

Bakterie gramdodatnie

Bakterie gramujemne

Grubość ściany

komórkowej

20-80 nm

10 nm

Białka w mureinie

Kowalencyjnie związane

ze ścianą i tkwiące w

niej;

Lipoproteina Brauna

związana kowalencyjnie;

Lipidy w mureinie

0-3%

10-30%

Aminocukry w ścianie

10-22%

2-8%

Rola aminokwasów

Kilka

Wiele

Kwasy tejchojowe

+

-

LPS

-

+/13%

Błona zewnętrzna

-

+

Wrażliwość na penicylinę

+

-

Wrażliwość na lizozym

+

Po zastosowaniu EDTA

Wymagania odżywcze

Bardziej złożone/ brak

autotrofów;

Prostsze/ występują

autotrofy;

Barwienie drobnoustrojów

•

Bakterie posiadają małą zdolność załamywania promieni
świetlnych, dlatego są słabo widoczne w zwykłym mikroskopie
świetlnym. Ich obserwacja jest możliwa dopiero po
wybarwieniu;

•

Barwniki są związkami chemicznymi zdolnymi do reagowania
z barwionymi substancjami, dając trwałe, barwne połączenia.
Większość barwników używanych w mikrobiologii to aniliny,
pochodne benzenu. W cząsteczkach tych związków
wyróżniamy grupę chromoforową (barwną) (np. grupy –azo, -
nitrozo, -azoksy, tiokarbonylową) i grupę auskochromową
zdolną do tworzenia soli z barwionym substratem (np. grupy
–NH

2

, -OH);

Rodzaje barwienia

Proste

Złożone

•

Komórki wybarwiane są
tylko jednym
barwnikiem, np. błękitem
metylenowym, fioletem
krystalicznym lub
fuksyną (1-2 min);

•

Barwienie kilkoma
barwnikami wg ściśle
określonej kolejności, np.
metoda Grama, metoda
Ziehl – Neelsena;

2011-09-27

5

Barwienie proste

•

Przygotowanie szkiełka podstawowego- szkiełka odtłuszczamy
poprzez nacieranie je kawałkiem mydła i następnie suchą szmatką
bądź ręcznikiem papierowym, bądź poprzez 2-3-krotne opalenie nad
płomieniem palnika;

•

Wykonanie rozmazu- nanieść kroplę wody (soli fizjologicznej,
zawiesiny bakterii) na odpowiednio przygotowane szkiełko a
następnie dodać do niej ezą niewielkiej kultury ze skosu.
Rozprowadź równomiernie komórki w kropli wody, preparat
pozostawić do wyschnięcia w temperaturze pokojowej;

•

Utrwalenie- Po wyschnięciu szkiełko ująć w szczypczyki i
przeciągnąć trzykrotnie przez płomień palnika, szkiełko pozostawić
do ostygnięcia, a następnie barwić;

•

Barwienie- Utrwalony preparat zalać safraniną bądź błękitem
metylenowym pozostawić na 2 minuty. Po tym czasie spłukać wodą,
osuszyć w bibule i oglądać w mikroskopie świetlnym (obiektyw 100x
+ olejek imersyjny);

Pracować w warunkach jałowych!!!

•

Przed rozpoczęciem pracy i po jej zakończeniu przetrzeć
miejsce pracy denaturatem bądź etanolem;

•

Palniki włączone (uwaga na włosy);

•

Ezy, głaszczki wyżarzać w płomieniu palnika przed i po
każdorazowym użyciu;

•

Opalać brzegi kolbek, próbówek w płomieniu palnika;

Część praktyczna

•

Materiały- Tryskawka z wodą destylowaną, Szkiełka podstawowe, eza, olejek imersyjny, barwniki;

•

Kultury- Pseudomonas fluorescens, Sarcina sp., Staphylococcus aureus, Bacillus mycoides, Escherichia coli;

•

Procedura

•

Podpisać szkiełka i nanieść po jednej kropli wody;

•

Wysterylizuj ezę poprzez jej wyżarzenie w płomieniu palnika gazowego. Aby sterylizacja była efektywna należy
ogrzać drucik ezy do czerwoności. Przed kontaktem ezy z kulturą, należy ją ostudzić. Chłodzenie ezy do
odpowiedniej temperatury trwa około 30 sekund (eza powinna być schłodzona przed kontaktem z
pożywką. Wysoka temperatura powoduje rozpryśnięcie pożywki i uwalnianie bakterii do
powietrza)

•

Przygotowanie preparatu

▫

przy pomocy schłodzonej ezy pobierz niewielką ilość kultury ze skosu. Jeżeli usłyszysz syczenie pożywki przy
jej kontakcie z ezą, oznacza że ma zbyt wysoką temperaturę; wysterylizuj ezę jeszcze raz i zacznij od początku.
Rozprowadź równomiernie komórki w kropli wody wcześniej umieszonej na szkiełku; rozmaz powinien
wyglądać jak rozcieńczone mleko; po przygotowaniu rozmazu ponownie wysterylizuj ezę

▫

pozostaw preparat do całkowitego wyschnięcia;

▫

przytrzymując szkiełko podstawowe utrwalić preparat -przesuń preparat kilka razy przez płomień palnika;

•

Barwienie

▫

umieść preparat na wanience

▫

pokryj preparat błękitem metylenowym lub safraniną i pozostaw na 2 minuty;

▫

dokładnie wypłucz nadmiar barwnika wodą destylowaną z tryskawki;

▫

pozostaw preparat aż do wyschnięcia

;

•

Przeprowadź obserwację wybarwionego preparatu przy pomocy mikroskopu używając obiektywu immersyjnego;
umieść olejek immersyjny bezpośrednio na preparacie, bez użycia szkiełka nakrywkowego, narysuj preparaty;

•

Wytrzyj olejek z obiektywu