Урок биологии в старшей школе «Лабораторная работа. Аммонификация белка»

Полная версия 46 (час) лабораторных работ с видеоматериалами

Тип урока – комплексное применение ЗУН учащихся

Метод обучения - основаны на самостоятельном проведении учащимися экспериментов, исследований и выдвижение гипотезы. Определение путей ее реализации, подбор необходимых приборов и материалов самими учащимися.

Формы организации деятельности учащихся

Аутэкология — раздел экологии, изучающий влияние факто­ров окружающей среды на отдельные организмы (растения, жи­вотные, грибы, бактерии). Задача аутэкологии — выявление фи­зиологических, морфологических и других приспособлений (адаптаций) видов к различным экологическим условиям: режиму увлажнения, высоким и низким температурам, засолению почвы и т.д. В последние годы у аутэкологии появилась новая задача — изучение механизмов реагирования организмов на различные ан­тропогенные загрязнения: физические, химические и биологиче­ские.

Аммонификация белка

Процесс разложения органических азотсодержащих веществ с выделением аммиака носит название аммонификации. Аммо­нификацию ведут различные микроорганизмы: бактерии, грибы, актиномицеты (редуценты). Процесс идет в аэробных и анаэроб­ных условиях. Данный процесс выполняет функцию возвращения минеральных азотных соединений в среду для растений (проду­центы), что обеспечивает непрерывность круговоротов.

Аммонификация белка начинается с гидролиза белка под влиянием протеолитических ферментов, выделяемых микроорга­низмами, с образованием последовательно пептонов, полипепти­дов, дипептидов и аминокислот.

Далее аминокислоты путем дезаминирования разрушаются с образованием аммиака и разнообразных органических соедине­ний в соответствии с характером аминокислот и окружающих условий среды. Продукты промежуточного распада аминокислот могут быть ассимилированы клетками микроорганизмов или раз­рушены ими дальше. Основными конечными продуктами аэроб­ной минерализации белка являются аммиак, углекислый газ, вода, соли серной и фосфорной кислот.

В анаэробных условиях промежуточные продукты распада аминокислот полностью не минерализуются. Поэтому при раз­рушении белка в анаэробных условиях, помимо аммиака и угле­кислого газа, накапливаются различные органические соедине­ния: органические кислоты, спирты; сероводород и его производ­ные — меркаптаны; токсические соединения — диамины и пто­маины (в частности, кадаверин, компонент трупного яда); дурно пахнущие продукты — индол и скатол.

Цель работы: изучение процесса разложения органических азотсодержащих соединений.

Материалы и оборудование: весы; разновесы; колба объемом 100—150 мл; стерильная дистиллированная вода; микробиологи­ческая петля; пинцет; скальпель; предметные стекла; целлофан; резиновые колечки; чашки Петри; красная лакмусовая бумага; полоски фильтровальной бумаги, пропитанные 10%-ным раствором

ацетата свинца; водный раствор фуксина или генцианвиолета; микроскоп; пробирки с МПБ, МПА и средой Мишустина.

Ход работы.

Получение накопительной культуры аммонификаторов-аэробов.

Аммонификаторы-аэробы обычно выделяются на пластинках МПА в чашках Петри. Однако следует иметь в виду, что на МПА, помимо аммонифицирующих бактерий, могут выделяться и дру­гие микроорганизмы.

Для заражения питательной среды в колбе объемом 250 мл приготовьте почвенную суспензию: 10 г почвы на 90 мл стериль­ной дистиллированной воды. Пробирки с МПА разогрейте на во­дяной бане, охладите до температуры 40—50 °С и заразите поч­венной болтушкой, перенося одну петлю взвеси из колбы в про­бирку с МПА. Содержимое пробирки перемешайте вращением ее между ладонями и вылейте в стерильную чашку Петри. Засеянные чашки Петри поместите в термостат при температуре 25—28 °С.

Через 3—4 суток на поверхности МПА в чашках Петри разви­ваются колонии микроорганизмов. Наиболее характерные из резвившихся колоний опишите и микро скопируйте. На пластинках МПА преимущественно развиваются колонии бацилл.

Помимо бацилл на пластинках МПА развиваются колонии бактерий, преимущественно Рзеийотопаз Йиогезсепз — мелкая, подвижная палочка размером 1—2 мкм. Культура образует зеле­новато-желтый флуоресцирующий пигмент. На МПА колонии часто бесцветные, выпуклые, блестящие; клет­ки отличаются большой полиморфностью, в молодых культурах клетки мелкие, размером 1—3 мкм, подвижные, позднее появля­ются нитевидные формы длиной 10—20 мкм. Колонии стелются по поверхности агара тонким, едва заметным налетом; мелкая, подвижная палочка, близкая по форме к кокку, размером 0,6—1,0 мкм. Колонии на МПА гладкие или зернистые, ярко-красные, с металлическим блеском.

°С. При этом вегетативные клетки бактерий погибают, споры сохраняются жизнеспособными. Высев из почвенной болтушки проведите на среду Мишустина (смесь МПА с СА в отношении 1:1) в чашки Петри, как указано выше, для выделения аммонифи- каторов-аэробов.

На среде Мишустина по культурным и частично по морфоло­гическим признакам удается дифференцировать ряд бацилл на виды. При проведении микробиологического анализа почвы изу­чению споровых форм бактерий уделяется особое внимание, так как каждый тип почвы характеризуется своей специфичной ба­циллярной микрофлорой. Спорообразующим формам бактерий отводится ведущая роль в превращении сложных органических веществ в почве, не разлагающихся под воздействием неспоро­носных бактерий. Количество споровых форм бактерий в почве является, по Мишустину, показателем глубины трансформации органических веществ, а следовательно, и плодородия почвы.

Получение накопительной культуры аммонификаторов-анаэробов.

Аммонификаторы анаэробы легко выделяются на мясном бульоне с добавлением 2%-ного пептона, оптимальная рН среды 7—8. Среду налейте высоким слоем в большие пробирки, закрой­те плотно ватными пробками и простерилизуйте в автоклаве.

Среду заразите комочком почвы. Для обнаружения выделяю­щегося аммиака под пробку пробирки подвесьте полоску красной лакмусовой бумаги, а для обнаружения сероводорода — полоску фильтровальной бумаги, смоченную 10%-ным раствором уксус­нокислого свинца. Полоски бумаги не должны касаться жидкости в пробирке. Для герметичности пробирку плотно закройте целло­фановым колпачком, закрепляя его резиновым колечком. Заражен­ные пробирки поместите в термостат при температуре 25—28 °С.

Через 3—5 суток определите продукты аммонификации белка. Выделение аммиака обнаруживается посинением красной лакму­совой бумаги, выделение сероводорода — почернением бумаги, смоченной уксуснокислым свинцом. Из нижних слоев жидкости приготовьте накопительный мазок, окрасьте его фуксином или генцианвиолетом и микроскопируйте.

На препаратах преимущественно выделяются бактерии: подвижная палочка, одиночная или со­единенная в цепочки, размером 7—9 мкм. Спора расположена терминально на одном из концов клетки. Встречается в гниющих трупах, навозе, пищевых продуктах; подвижная палочка, одиночная или соединенная в цепочку, раз­мером 3—5 мкм. Спора расположена эксцентрально. При разло­жении белка образуется большое количество сероводорода.

Контрольные вопросы

1.Что такое аммонификация?

2.Какие группы организмов выполняют функцию разложения азот­содержащих организмов?

3.Какое значение имеет процесс аммонификации в экосистемах?

4.Назовите продукты аммонификации белка.

Азотсодержащие органические соединения 

Амины. 

Определение азота в органических соединениях

Ресурсы:

ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ Н.А. Иванова, Т. В. Сторчак, Э.Р. Юмагулова

(Учебно-методическое пособие)

Сайт YouTube: https://www.youtube.com/

Хостинг презентаций

-http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html