№12 лабораториялық сабақтың тақырыбы: Фосфор, күкірт және марганец айналысына қатысатын микроағзаларды анықтау
жүктеу/скачать 33,44 Kb.
|
Топ билогия Лаб 12
|
№12 лабораториялық сабақтың тақырыбы: Фосфор, күкірт және марганец айналысына қатысатын микроағзаларды анықтау Лабораториялық сабақтың оқыту нәтижелері: 1.Топырақ зат айналымындағы фосфор, күкірт және марганец айналысындағы микроағзалар қатысатын үдерістерді топпен талқылайды. 2.Биотикалық қауымдастық деңгейіндегі фосфор, күкірт, марганец қосылыстарының өзгеріске ұшырауын анықтайтын жұмыстарды нұсқаулыққа сай жүргізеді, нәтижелерін пәннің қолданбалы негізінде пайдалану қабілетін көрсетеді. Лабораториялық сабақтың мазмұны: Топырақта фосфордың пайда болуы. Фосфор өсімдік қоректенуіне аса қажетті элемент. Ол ақуыз заттарының жəне кейбір липоидтардың құрамында болады. Фосфор қосылыстары алдымен минералданады, фосфорқышқыл тұздары өсімдіктерге сіңімді, яғни нашар еритін күйден жақсы еритін жағдайға келуі тиіс. Ақуызды заттарды шіріту бактериялары ыдыратқанда ондағы фосфоорганикалық қосылыс бүлініп, фосфор қышқылына айналады. Ал бұл қышқыл топырақ негіздерімен қосылысқа түсіп, қоректік сапасы жоқ, қиын сіңетін калий, магний, темір, алюминий тұздарына айналады. Органикалық фосфордың минералдануы шіріткіш микроағзалардың əсерінен болады, ең соңында фосфор қышқылы пайда болады. Ал фосфатидтердің ыдырауы да гидролиз жолымен жүреді: алдымен фосфор эфирі, одан соң ол ыдырап фосфор қышқылы бөлініп шығады. Топырақта түрлі фосфаттардың еруіне қышқыл түзетін басқа да микроағзалардың зор əсері бар. Оларға күкірт бактериялары, нитрификаторлар жəне əр түрлі заттарды қышқыл түзе ыдырататын микроағзалар жатады. Қиын сіңетін фосфатидтерді оңай сіңетін түрге көшіруде аммонификаторлардың да алатын орны басқаша. Шіру барысында пайда болған аммиак фосфорқышқыл кальций тұзын оңай еритін аммоний тұздарына айналдыра алады. Қондырғылар, техникалық және инструментальдық құралдар: топырақ үлгілері менсуспензиясы, Петри тостағаншасы, термостат, микробиологиялық ілмек немесе ине, микроскоп, фарфор тостағаны, шыны түтік, ашытқы экстракты Оқытудың техникалық және инструментальдық құралдары: проектор, сызба, кестелер Жұмысты орындау тәртібі: Топырақтан темір фосфаттарын және алюминийді ерітетін қабілеті бар микроағзаларды анықтау үшін келесі әдістер қолданылады. Темір фосфаттары және алюминийді тұнбаға түсіреді. Зейц фильтрі арқылы простерилизацияланған Na3P04 және FеС13 (FePО4 алу үшін) немесе А1С13 (АlР04 алу үшін) ерітінділерін қосады және тұнбаға түскеннен кейін асептикалық балқытылған глюкозо-аспарагинді ортаға (г/л): глюкоза - 10,0; аспарагин - 0,5; К2НР04 - 0,5; агар - 20,0 енгізеді. Келесідей өлшемелерді қолданады (мг): FeCl3 *6Н2О - 390; Na3Р04 * 12Н2О - 570; АlCl3 * 6Н2О - 360. Ортаны Петри тостағаншасына құяды және топырақ суспензиясын егеді (сұйтылуы104 - 106). 28° температурада 3-10 тәулік инкубация жасайды. Темір фосфаттары және алюминийді ерітетін бактерия қауымдарының актиномицеттердің, саңырауқұлақтардың айналасында түссіздену аймағы пайда болады. Топырақтағы фитин қышқылының тұздарын (фитаты – ең көп тараған топырақтың органофосфаттары) ерітетін микроағзаларды анықтау үшін Муромцев әдісін қолданады. Темір фитаттарын келесідей жолмен алады: 50 г фитинді 500 мл 2%-ды НС1 ерітеді және темір фитатын концентрлі ҒеС13 сулы ерітіндісін қосу арқылы тұнбаға түсіреді (темір фитатының ақ тұнбасыт үседі). Тұнбаны фильтрлейді, фильтратқа NaOH қосқанда рН 6 дейін лайлануын қойғанша, 2%-ды НС1ерітіндісімен шаяды. Темір фитатын (0,1% құрғақ салмағы бойынша) глюкозо-аспарагинді ортаға енгізеді. Енгізу алдында тұз қышқылының артығын алып тастайды, агар қосады және 30 минут 115° стерилдейді. Темір фитаттарын ерітетін бактерия қауымдарының актиномицеттердің, саңырауқұлақтардың айналасында түссіздену аймағы пайда болады. Жинақтағыш фотосинтездейтін күкірт бактерияларының культураларын келесідей орталарды қолдана отырып алуға (г): КН2Р04 -1; NH4C1 - 0,5; MgS04 * 7H20 - 0,4; СаСl2 * Н2О - 0,05; микроэлементтердің ерітіндісі - 1 мл; дистилденген су - 950 мл. Микроэлементтердің ерітіндісі (г/л дистилденген су): ЭДТА -5,2; FeCl24H20 - 1,5; ZnCl2 - 0,07; MnCl2 * H2O - 0,1; Н3ВО3 - 0,062; CoCl2 * 6H20 - 0,19; CuCl2 * H2O - 0,017; NiCl2 * 6H20 - 0,024; Nа2МоO4 * 2Н2О - 0,036. Асептикалық стерильденген ортаға микроэлементтер ерітіндісін қосады, 1 мл В12 дәрумені (100 мл дистилденген суға 2 мг В12) және 40 мл К2НСО3 (5%-ды). Дәрумендердің ерітінділерін және NaHCO3 алдын ала фильтрлеумен стрилдейді. Ортаға дистилденген судағы 5%-ды Nа2S * 9Н2О ерітіндісін қосады (16 мл – қара қошқыл үшін (для пурпурных) және 12 мл жасыл күкірбактериялар үшін). Ерітіндіні автоклавтаумен стерилдейді; жасыл күкіртбактериялар үшін ортаның рН 6,8, қара қошқыл үшін - 8,3 (Н2S04 жеткізіледі немесе N2CO3 (2 моль/л сай).Ортаны пробиркаға жоғары қабатпен құяды және топырақпен немесе лаймен зақымдайды. Инкубацияны жасанды немесе табиғи жарықтануда жүргізеді. Тионды бактерияларды культивирлеу және анықтау үшін келесідей орталарды қолданады (г/л): (NH4)2S04 - 0,2; MgS0 * 7H20 - 0,1; FeS04 - 0,01; CaCl2 - 0,25; КН2Р04 - 3,0; ұнтақ тәрізді күкірт - 10 г (күкіртті жеке стерилдейді және ортаға егер алдында қосады); Na2S203 -.H20 - 5,0; (NH4)2S04 - 0,4; K2HP04 - 4,0; КН2Р04 - 1,5; CaCl2 - 0,25; MgS04 * 7H20 - 0,5; FeS04 - 0,01; рН 7. Инкубацияны 1–2 апта бойы термостатта жүргізеді. Тионды бактериялардың дамуы жайлы күкірттің еруі бойынша, қабыршақ түзуі немесе ортаның лайлануы, ерітіндінің рН төмендеуі және онда сульфаттардың болуымен жориды. Сульфаттарды 2н. НС1-дағы 5%-ды BaCl2 ерітіндісінің көмегімен анықтайды (ақ тұнба түседі). Жинақтағыш сульфатредуциялайтын бактериялардың культураларын алу үшін келесідей құрамдағы Постгейт ортасын қолданады. Ерітінді 1 (г): К2НР04 - 1; NH4C1 - 1; CaCl2 * 2H20 - 0.1; MgS04 * 7H2O - 2; лактат Na (70%-ный) - 3,5; ашытқы экстракты - 1; рН 7,4; дистилденген су - 980 мл. Ерітінді 2 (г): FeS04 * 7H20 - 0,5; дистилденген су - 10 мл. Ерітінді 3 (г): аскорбин қышқылы - 0,1; Na-тиогликолят - 0,1; дистилденген су - 10 мл.; рН 7,4. Ерітінділерді жеке стерилдейді, содан кейін оларды стерильденген пробиркаларға құяды және араластырады. Кейде ортаға топырақты егуге дейін жалында алдын ала стерилдеген шегені қосады. Топырақты ортаға еккеннен кейін После засева сред почвой (жақсысы батпақты топырақты алу) ортасы бар пробиркаларды резеңке немесе тығыз қиюласқан тығынмен ауа қалдырмай жабады (ортаны тығынның астына дейін құяды). Тығынның үстіне парафин құяды. Культураларды 30° термостатта 3 апта бойы инкубациялайды. Пробиркадағы тұнбаның қарайғанына қарап сульфатредуциялайтын бактериялардың дамуын тіркейді, оның нәтижесінде күкіртті темір түзілуге әкеліп соғады. Сульфаттотықтырғыш бактерияларды анықтау және есептеу үшін Штурм әдісі қолданылады (7 - сурет). 7– сурет. Сульфаттотықтырғыш бактерияларды Л.Д. Штурм әдісі (сол жақта) В. И. Дуде бойынша: 1 - агар; 2 – топырақ пластинкасы; 3 – парафин Петри тостағаншасының қақпағына агарланған Таусон ортасын құяды, ал кейіннен, топырақ суспензиясын бетіне еккеннен соң, тостағаншаның түбіне орта бетін басады, қабырға мен түбінің және қақпақтың арасындағы саңылауды стерильденген парафинмен құяды. Тостағаншаны дөңгелек шыны пластинкамен герметизациялауға болады. В.И. Дудемен ұсынған модификациялық әдіс бар. Агарланған орталарды стерильді топырақ пластинкаларымен немесе жұқадисперсті минералдармен алмастырады: каолиниттер, бентониттер, гипс және силикагельдер. Топырақ пластинкаларына топырақ суспензиясының тамшысын тамызады және шыны шпательдің көмегімен пластинканың бетіне біркелкі жаяды. Пластинкаға дөңгелек шыны салады (немесе Петри тостағаншасының түбі), ауа көпіршігін жою үшін оны топыраққа (немесе минералды пластинкаға) қатты бастырады. Егер пластинка ортасында аздаған ойық болса, процедура жеңіл орындалады. Соңғы этапта, тостағанша қабыр,асы мен шыны пластинканың шеті арасындағы топырақ бөліктерін парафинмен құяды (7 - сурет). Сульфатредуциялайтын бактериялардың қара қауымдары инкубацияның 3-4-ші тәулігінде байқала бастайды. Қауымдардың өсуін ұзақ уақыт бойы камераның бүтіндігін бұзбастан бақылауға болады. Қауымдардың санын есептеуді 3-4 аптадан соң жүргізеді. 100 г ауалы-құрғақ топырақта 0,5 мл ашытқы экстрактын және 0,1 мл кальций лактатын қосқан кезде бактериялардың жақсы дамығаны байқалады. Leptothrix жіптәрізді темірбактерияларынанықтау үшінжинақтағыш культура әдісін қолданады. Топырақ немесе лайды пішен суына салады, шымтезекті сығынды немесе пептонды суды, оған темір көздерін (мысалы, шеге) немесе марганец салады. Leptothrix культивациялау және анықтау үшін төмен концентрациялы органикалық заттармен (0,1-2 г/л) ортаны қолданады. Мысалы, ван Вейн бойынша келесідей құрамдағы минералды тұздардың жиынтығын (мг): KH2P04 - 27; K2HP04 - 40; Na2HPО4 * 2Н20 – 0 - 40; MgS04 * H20 - 75; CaCl2 * H2O - 50; FeCl3 * 6H2O - 5; глюкоза - 100; ашытқы экстракты - 70; казеин гидролизаты - 100 (немесе KNO3); MnS04 - 50; MgCO3 - 1000 (1 г); лимон қышқылының аммикты-темір тұзы - 100. Марганец және темір тұздары, сонымен қатар микроэлементтер және дәрумендер жиынтығын егу алдында ортаға енгізеді. Инкубациядан кейін ортаның бетінде ұсақ қара-қоңыр қауымдар түзіледі. Біржасушалы Arhtrobacter siderocapsulatus (Siderocapsaeusphaera)темірбактерияларынанықтау үшін келесідей құрамдағыТилер модификациясындағы Принсгейм ортасы қолданылады (%): ашытқы экстракты - 0,005; MnS04 - 0,002. Пробирканың түбіне қымыздыққышқылды темір немесе FeS қосылады. Дистилденген су. 2-3 күн инкубациялайды. Кейде ортаға пептон (0,00002%) және глюкоза (0,0002%) қосады. Темірмен агарланған ортаны қолданады, қатқан агарға темір тотығының қымыздыққышқылды қою суспензиясын, ал үстіне – аталған құрамдағы марганецсіз жұқа қабат ортаны құяды. Топырақ суспензиясын егу немесе батпақты өзен суын агардың бетінде көбейтеді, онда ұсақ қара-қоңыр қауымдар түзіледі. Микроскоптау барысында коккалар және таяқшалар капсуламен көрінеді. Топырақ, лай, су сынамаларындағы темірбактерияларының мөлшерін есептеуді саңылауының диаметрі 0,4 мкм «Синпор» мембраналық фильтрінде тура есептеу әдісімен жүргізеді. Микроағзалардың жасушаларындағы темір тотықтарын анықтау үшін фильтрлерді эритрозинмен немесе тұз қышқылды сары қан тұзымен бояйды. Топырақтағы марганецті тотықтыратын бактерияларды анықтау үшін қоректік орта бетінде топырақ өсінділерін егу әдісі қолданылады. Топырақ суспензиясын егу алдында 30 минут бойы 180 айн/мин тербеткіште өңдейді. Келесідей қоректік орталар қолданылады: 1.Лиске ортасы (%): сілтіленген агар - 1,5; сіркеқышқылды марганец - 0,01. 2.Жартылайсұйық орта: сілтіленген агар - 0,1%, қымыздыққышқылды немесе сіркеқышқылды марганец – қою суспензияның 1 тамшысын 5 мл ортасы бар пробиркаға құяды. 3. Сұйық орта (%): крахмал - 2; көмірқышқылды марганец - 0,1; дистилденген су. Тығыз қоректік орталардағы ағзаның марганецті тотықтыратын бірлескен саңырауқұлақ қауымы концентрациялық құрылымды жақсы сипатта болады. Metallogenium қалдықтарынан марганецтің бар болуын тұз қышқылды бензидин реакциясының көмегімен анықтайды. Топырақтағы Metallogenium анықтау үшін капиллярлы микроскоп әдісін қолданады. Педоскоптар, фульво қышқыл қоспасынан даярланған, агарланған органоминералды гельмен толтырылады. Органоминералды фульваттық гельдерді алу үшін қышқылдың сығындысын қолданады, оны 50 г топырақты тәулік бойы 1 л 0,1 н. НС1 ерітіндісінде тұндыру арқылы алынады. Фильтрациядан кейін фульвоқышқылды NaOH ерітіндісінің сығындысымен рН шамасын 5,0 дейін бейтараптандыру арқылы тұндырады. Тұнбаны фильтрациялайды, сумен жуады. Жуылған гельді аздаған мөлшердегі суы бар колбаға салады және 30 минут 115° стерилдейді. Кейбір жағдайларда Холодный бойынша агарланған органоминеральды гельмен жабылған, әйнекке жайылуды қолданады. Әйнектің экспозициясының мерзімі 2 ай. Бақылауды микроскоппен жүргізеді. Metallogenium қауымдары саңырауқұлақтардың гифтерінде өседі. Саңырауқұлақтар Меtallogenium мен агар тереңдігінде қара «өрмекші» түрінде болады. Қауіпсіздік техникасы мен еңбекті қорғау ережесі: кептіргіш шкафта, электр плитасымен, қышқылдармен жұмыс жасау тәртібін білуі керек. Тапсырмалар: 1. Топырақта фосфор, күкірт пен темір айналымына қатысатын бактерияларды анықтап, сипаттап, қорытындылау. 2. Фосфор қосылыстарын ыдырататын бактерияларды анықтау үшін, темір фосфаты бар ортадағы тостағаншаны топырақ суспензиясымен егу. Бірнеше сабақтан кейін Петри тостағаншасындағы ағарған түссізденген аймақтың болуын бақылау, олар топырақта фосфор айналымына қатысатын бактериялардың болуын дәлелдейді. 3. Топырақта тионбактерияларын анықтау бойынша тәжірибе қою. Келесі сабақта орта өзгерістерін бақылау, лайдың пайда болуын, ерітіндінің рН төмендеуін, ортада сульфаттардың пайда болуын бақылау. 4. Пробиркада Постгейт сұйық ортасымен сульфатредуциялайтын бактериялардың дамуын тұнбаның қарайюы бойынша тіркеу. 5. Микроскоптың астында жинақтағыш культурадан темірбактерияларын және саңырауқұлақ гифтеріндегі Metallogenium қауымын бақылау. 6. Бұршақ өсімдіктерінің тамырларындағы түйнектердің суретін салу. Деңгейлік тапсырмалар: 1.Темір фосфаттары және алюминийді ерітетін бактерия қауымдарының актиномицеттердің, саңырауқұлақтардың айналасында пайда болатын аймақ туралы айтып беріңіз. 2. Тионды бактерияларды культивирлеу және анықтау үшін қолданылатын орталарды тізімдеп, сипаттаңыз. 3.Топырақтағы марганецті тотықтыратын бактерияларды анықтау үшін қолданылатын қоректік орталарды атаңыз, құрамын жазыңыз. 4.Metallogenium қалдықтарынан марганецтің бар болуын анықтайтын реакцияны жазыңыз. ОБӨЖ тапсырмалары: 1.Топырақ құрамындағы темірдің өсімдік тіршілігіндегі маңызы БӨЖ тапсырмалары: 1.Темірдің түзілуі және зат айналымындағы ролі Пайдаланған әдебиеттер тізімі: Негізгі әдебиеттер: 1.Дайрабаев Р.А. Топырақ биологиясы. Түркістан : Тұран, 2015. 2.Абдукадырова Г. Топырақ биологиясы. Электрондық оқулық. Жетісай.2013. \http:// rmebrk.kz 3.Дайрабаев Р. Топырақ биологиясы. Оқу-әдістемелік құралы. "Тұран" баспаханасы, Түркістан, 2015 ж. Қосымша әдебиеттер: 1.Шорин С.С., Ауелбекова А.Қ.. Қолданбалы биология және топырақтану негіздері. Оқулық . Қарағанды, 2012. 2.Дайрабаев Р, Ерденов М. Қорғалған топырақтың зиянкестері мен аурулары. Оқу құралы. "Тұран" баспаханасы, Түркістан, 2020ж. 3.Қабышева Ж.Қ. Топырақтану - А. : ЖШС РПБК Дәуір, 2013.http://rmebrk.kz/. 4.Кажиахметов С.А. Топырақтану пәні бойынша лабораториялық жұмыстарды жүргізу әдістемесі. Оқу-әдістемелік құрал. - Орал : ЗКГУ, 2012. http://rmebrk.kz/ WEB сайттар: 1.http://soil.msu.ru/ 2. www.soil-science.ru/ 3.www.genebee.msu.ru/journals/soil-r.html 4.http// www.NLRK.kz-IP-ұлттық кітапханасы. жүктеу/скачать 33,44 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|