Rola bakterii w technologii żywnosci, Notatki z Mikrobiologia

Pobierz Rola bakterii w technologii żywnosci i więcej Notatki w PDF z Mikrobiologia tylko na Docsity!

Nauka i technologia dla żywności

Projekt badawczy

Temat: Bakterie i ich rola w technologii żywności

Wprowadzenie:

Mikrobiologia jest nauką o najmniejszych organizmach żywych (mikroorganizmach drobnoustrojach) zasiedlających ziemską biosferę. Wyraz ten pochodzi z języka greckiego, od trzech słów: mikros – mały, bios – życie, logos – wiedza. Wśród mikroorganizmów bakterie stanowią najliczniejszą (choć nie jedyną) i najbardziej zróżnicowaną pod względem budowy i właściwości grupę. Ze względu na bardzo niewielkie rozmiary, od 1 do 10 μm, bakterii długo nie można było zobaczyć, mimo że ich istnienia domyślano się już od dłuższego czasu. Dopiero wynalezienie mikroskopu świetlnego, wyposażonego w soczewki o dużym powiększeniu, pozwoliło je zobaczyć i bliżej poznać. Bakterie mają bardzo prostą budowę, łatwo przystosowują się do zmiennych warunków środowiska, a w sprzyjających warunkach mogą się bardzo szybko rozmnażać. Spotyka się je w ogromnych ilościach w każdym środowisku na Ziemi, a wiele z nich żyje wewnątrz lub na większych istotach żywych. Zwykle bakterie kojarzą się z chorobami i obawiamy się kontaktu z nimi, jednak w rzeczywistości większość z nich jest dla nas przyjazna. Człowiek nauczył się nawet wykorzystywać właściwości bakterii do zaspokojenia własnych potrzeb i stąd ich znacząca rola w technologii żywności. Bakterie stosuje się m.in. do produkcji serów, jogurtów, kiszonych ogórków, etanolu itp.

Cel projektu: Celem praktycznym projektu jest zobaczenie przez uczniów bakterii, czyli tego, czego na co dzień wokół siebie dostrzec nie możemy oraz podkreślenie ich pozytywnej roli w życiu człowieka. Wymiernym efektem pracy ucznia będzie przygotowanie prezentacji w programie PowerPoint zatytułowanej „Bakterie – dużo o nich wiem i chętnie….zjem!”

Cele kształcenia: Uczeń:

• wyjaśnia znaczenie słowa mikrobiologia,
• wymienia podstawowe cechy bakterii,
• dzieli bakterie na grupy uwzględniając różne kryteria,
• wymienia sposoby wykorzystania bakterii dla potrzeb przemysłowo-rolniczych,
• podaje przykłady bakterii stosowanych w technologii żywności,
• wymienia zarówno pozytywne, jak i negatywne skutki działania bakterii,
• samodzielnie sporządza skosy w probówkach do posiewu bakterii,
• w komorze laminarnej wykonuje posiew bakterii na skosie,
• stosuje właściwe materiały oraz narzędzia do sporządzania podłoży oraz posiewu bakterii,
• analizuje i opisuje obserwowane hodowle na skosach w probówkach,
• stosuje właściwy materiał biologiczny oraz przyrządy do sporządzania preparatów mikroskopowych utrwalonych,
• wykonuje preparaty bakteryjne utrwalane i barwione metodą Grama,
• wyjaśnia różnice w budowie pomiędzy bakteriami gramdodatnimi i gramujemnymi,
• analizuje i opisuje wykonywane preparaty mikroskopowe,
• wyjaśnia czym jest imersja,
• stosuje obiektyw imersyjny do obserwacji preparatów bakteryjnych,
• stosuje kamerę mikroskopową do rejestrowania obrazów mikroskopowych.

Pytanie kluczowe: Jaka jest rola bakterii w produkcji żywności?

Bakterie i ich rola w technologii żywności

Bakterie należą do najczęściej występujących w przyrodzie form życia, są bardzo małe i można je obserwować tylko pod mikroskopem. Spotyka się je w ogromnych ilościach w każdym środowisku na Ziemi, nawet takim, które cechują ekstremalne warunki uniemożliwiające przeżycie innym organizmom. Wiele z nich żyje wewnątrz lub na innych większych istotach żywych. Wiele form tych mikroorganizmów znajduje się w powietrzu. Bakterie nie prowadzą w nim aktywnego życia, ale wykorzystują je do przemieszczania się w kierunku właściwego dla siebie środowiska. Niewielkie rozmiary bakterii (rzędu kilku mikrometrów) były przyczyną tego, że przez długi czas bakterie pozostawały nieznane i niezbadane. Bakterie zostały zauważone po raz pierwszy dopiero w 1686 roku przez holenderskiego przyrodnika i przedsiębiorcę Antoniego van Leeuwenhoek’a przy użyciu własnoręcznie wykonanego mikroskopu. Zaobserwowane organizmy nazwał on „animalcules”. A. van Leeuwenhoek bardzo mocno wyprzedził swoją epokę i ówczesny świat nie był przygotowany na jego odkrycia. Jego osiągnięcia poszły w zapomnienie, a mikrobiologia ożyła dopiero po 200-tu latach. Nazwa bakterie wprowadzona została w 1838r. przez niemieckiego przyrodnika Christiana

• Pałeczki (Bacterium) – wydłużone.
• Laseczki (Bacillus) – wydłużone z przetrwalnikami.
• Promieniowce (Actinomycetales) – nitkowato rozgałęzione.
• Przecinkowce (Vibrio) – przypominające przecinki.
• Maczugowce (Corynebacteriaceae) – przypominające maczugi.
• Wrzecionowce – o kształcie wrzeciona.
• Śrubowce (Spirillum) – kształt falisty.
• Krętki (Spirochaetes) – kształt przypominający korkociąg.
• Nitkowce – komórki bardzo wydłużone.

W przypadku ziarniaków wyróżnić można:

• Dwoinki – para komórek.
• Czworaczki ( tetrady) – cztery komórki.
• Pakietowce – regularne prostopadłościany.
• Paciorkowce – sznur wielu komórek.
• Gronkowce – zbiór komórek o kształcie grona.

Ze względu na wytrzymałość temperaturową bakterie można podzielić następująco:  psychrofile – temperatura optymalna 15 °C (zakres: 0-30 °C)  mezofile – optimum 30 - 38 °C (zakres: 10-45 °C)  termofile – 40 - 75 °C

Bakterie mogą oddychać zarówno tlenowo, jak i beztlenowo. Bakterie tlenowe uzyskują energię w wyniku spalania substancji organicznych z udziałem tlenu. Można je podzielić na tlenowce bezwzględne, którym tlen jest niezbędny do życia i giną przy jego braku i tlenowce względne, które żyją w środowisku tlenowym, jednak gdy tlenu zabraknie zdolne są do oddychania beztlenowego. Bakterie beztlenowe uzyskują energię w procesie fermentacji (mlekowej, masłowej, metanowej itd.), rozkładając substancje organiczne bez udziału tlenu. Je także można podzielić na bezwzględne beztlenowce, dla których tlen jest toksyczny oraz względne beztlenowce, które żyją w środowisku beztlenowym, lecz tlen nie jest dla nich toksyczny i gdy dostanie się do ich środowiska potrafią wykorzystać go do oddychania. Podczas zajęć uczniowie dokonają posiewów bakterii tlenowych i beztlenowych na podłożach hodowlanych w probówkach i płytkach Petriego oraz będą mieli możliwość obserwacji formy i rodzaju wzrostu bakterii, zarówno z dostępem, jak i bez dostępu tlenu. Niektóre bakterie są autotroficzne (samożywne), co oznacza, że potrafią same dla siebie produkować pożywienie, przekształcając proste związki nieorganiczne w organiczne, wykorzystując światło słoneczne lub związki chemiczne. Inne są heterotroficzne (cudzożywne), co z kolei oznacza, że przeżywają tylko dzięki odżywianiu się gotowymi substancjami organicznymi. Większość bakterii nie może samodzielnie poruszać się zbyt daleko, dlatego bakterie heterotroficzne znajdują sobie żywiciela, aby na nim lub w nim żyć. Czasami to współżycie układa się całkiem dobrze i jest korzystne zarówno dla bakterii, jak i jej gospodarza. Taki układ nazywamy symbiozą. Bakterie żyjące, np. w żołądkach krów

pomagają im w trawieniu trawy. Bakterie Escherichia coli ( E. coli ) żyją w naszych jelitach nie wyrządzając nam żadnej szkody. Taki układ nazywamy komensalizmem. Czasem bakterie są pasożytami, które żyjąc w organizmie swego żywiciela mogą przynosić mu dużo szkody uwalniając trujące związki chemiczne, zwane toksynami. Bakterie wywołujące choroby nazywamy patogenami. Ponadto bakterie, które w jednym miejscu są komensalami, w innym będą patogenami np. bakterie E. coli przedostając się z jelit do układu moczowego wywołują objawy chorobowe. Bakterie pełnią w przyrodzie wiele bardzo ważnych funkcji:

• w ekosystemach pełnią rolę reducentów – rozkładają substancje organiczne na prostsze związki nieorganiczne. Dzięki bakteriom zachowany zostaje obieg materii i energii w przyrodzie
• uczestniczą w obiegu azotu, siarki, fosforu i węgla w przyrodzie
• żyją w symbiozie z wieloma gatunkami organizmów na Ziemi, np. umożliwiają wielu roślinożercom (np. przeżuwaczom, termitom) trawienie celulozy
• gatunki pasożytnicze wywołują choroby u wielu organizmów, regulując w ten sposób ich populacje i usuwając z nich osobniki słabe
• uczestniczą w samooczyszczaniu wód oraz procesach glebotwórczych. Bakterie wykorzystywane są także w wielu gałęziach przemysłu. W przemyśle spożywczym umożliwiają produkcję np. serów, jogurtów, kiszonych ogórków i kapusty (bakterie mlekowe), octu. W przemyśle farmaceutycznym bakterie wykorzystywane są do produkcji leków (np. insuliny, antybiotyków) oraz szczepionek. Stosuje się je również do produkcji acetonu, etanolu, aminokwasów, witamin, hormonów i enzymów. W nauce są podstawowymi organizmami modelowymi wykorzystywanymi w badaniach biochemicznych i genetycznych. Ze względu na małe rozmiary i szybki metabolizm wykorzystywane są w inżynierii genetycznej i biologii molekularnej. Bakterie znajdują również zastosowanie w ochronie środowiska. Są głównym składnikiem osadu czynnego w biologicznych oczyszczalniach ścieków. Bakterie rozkładające węglowodory mogą wspomagać usuwanie skutków wycieków ropy lub innych olejów z tankowców. Ponadto niektóre gatunki mogą zastępować pestycydy w walce ze szkodnikami. Istnieje jednak szereg negatywnych skutków działania bakterii dla człowieka i innych organizmów żywych. Są to przede wszystkim choroby, które wywołują te drobnoustroje. Organizm człowieka zamieszkuje ok. 1000 gatunków bakterii. Żyją głównie w układzie pokarmowym, gdzie uczestniczą w trawieniu oraz syntezują wiele ważnych dla człowieka substancji (np. witaminę K, kwas foliowy, biotynę). Zamieszkują także skórę, układ oddechowy. Wiele pasożytniczych bakterii może wywoływać choroby zakaźne. Odżywiają się one kosztem ludzkiego organizmu zaburzając jego funkcjonowanie Niebezpieczne dla człowieka mogą być także gatunki niepasożytnicze oraz bakterie występujące naturalnie w organizmie. Niektóre bakterie podczas swojego życia wytwarzają substancje szkodliwe dla innych organizmów i wydalają je do środowiska, w którym żyją. Substancje te nazywane są egzotoksynami. Przykładem egzotoksyny jest botulina (jad kiełbasiany) – jedna z najsilniejszych znanych neurotoksyn wytwarzana przez beztlenowe laseczki Clostridium

• gromadzenie i porządkowanie informacji i danych niezbędnych podczas wykonywania kolejnych zadań,
• wykorzystanie kamery mikroskopowej oraz programu komputerowego do rejestrowania oraz obróbki obrazów gotowych i wykonanych samodzielnie preparatów mikroskopowych,
• tworzenie prezentacji efektów pracy w laboratorium z mikroskopem przy wykorzystaniu programu PowerPoint.

Materiały i środki dydaktyczne:

• mikroskop laboratoryjny,
• kamera mikroskopowa wraz z oprogramowaniem,
• komputer,

Biologia

Rozmiary i kształty komórek

Budowa komórek

Chemia

Skład chemiczny komórek

Odczynniki i barwniki

stosowane w mikrobiologii

Fizyka

Imersja

Zasada działania obiektywu

immersyjnego (mokrego)

Wykorzystanie matematyki i technologii informacyjnej:

• podłoża hodowlane do wzrostu bakterii,
• materiał biologiczny (bakterie),
• barwniki do barwienia preparatów bakteryjnych,
• szkło i drobny sprzęt laboratoryjny,
• instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych,
• karty pracy.

Metody pracy:

• praca z mikroskopem (obserwacje mikroskopowe),
• praca z kamerą mikroskopową i programem komputerowym do rejestrowania i obróbki obrazów mikroskopowych,
• praca z podłożami mikrobiologicznymi (sporządzanie podłoża dla wzrostu bakterii w formie skosu w probówce),
• praca z materiałem biologicznym (przygotowanie utrwalanych preparatów bakteryjnych),
• praca z barwnikami (barwienie preparatów utrwalonych – jednym barwnikiem oraz metodą Grama),
• dyskusja i porównanie wyników,
• praca z komputerem (przygotowanie prezentacji w programie PowerPoint).

Etapy projektu:

etap działania czas

Organizacja -^ ustalenie stanowisk pracy,

• poznanie podstawowych urządzeń oraz narzędzi niezbędnych podczas realizacji zadań

20 minut

Planowanie - przedstawienie zadań do realizacji podczas zajęć

• ustalenie kolejności i czasu wykonywania poszczególnych zadań

20 minut

Realizacja 1. Sporządzanie podłoży^ w formie skosów^ w probówce.

2. Posiew bakterii tlenowych z rodzaju Bacillus i Escherichia na skosie w probówce, w komorze laminarnej.
3. Posiew bakterii beztlenowych z rodzaju Clostridium na podłoże w płytkach Petriego.
4. Oglądanie i opisywanie wzrostu bakterii tlenowych na skosie oraz bakterii beztlenowych w płytce Petriego.

20 minut

25 minut

15 minut

20 minut

Kto wykonuje zadanie (uczeń samodzielnie, uczniowie w parach, …) Każdy uczeń pracuje indywidualnie, samodzielnie wylewa podłoże do probówki i pozostawia je do zastygnięcia w formie skosu, w oparciu o instruktaż, nadzór i pomoc prowadzącego ćwiczenia oraz w oparciu o informacje znajdujące się w instrukcji przygotowanej dla ucznia. Sposób wykonania Zadanie to należy wykonać zgodnie z informacjami i wskazówkami zamieszczonymi w Instrukcji nr 1 przygotowanej dla uczniów wykonujących zadanie. Instrukcja została umieszczona w dalszej części opracowania. Wskazówki dla ucznia (na co zwrócić uwagę, czego nie przeoczyć, co pominąć …) Szczególną uwagę podczas wykonywania zadania 1 należy zwrócić na następujące kwestie:  pracę należy wykonywać przy włączonym palniku gazowym.  należy pamiętać o założeniu rękawiczki przed złapaniem kolby z podłożem, a kolbę chwytać od spodu, a nie za szyjkę, żeby uniknąć spalenia rękawicy i poparzenia się podczas opalania brzegu kolby w trakcie realizacji zadania.  brzeg kolby z podłożem należy opalić poprzez kilkakrotne przesunięcie przez płomień zarówno przed, jak i po wlaniu podłoża do probówki, w celu usunięcia drobnoustrojów.  korka z waty, którym zamknięta jest kolba z podłożem oraz korka celulozowego, którym zamknięta jest sterylna probówka nie należy odkładać na stół laboratoryjny, lecz trzymać w rękach, zgodnie z instrukcją prowadzącego zajęcia.  probówkę należy napełnić podłożem maksymalnie w 1/3 jej objętości, a po jej zamknięciu korkiem celulozowym odłożyć natychmiast do zastygnięcia w formie skosu, a więc ułożyć ją opierając pod kątem ok. 20-30° w stosunku do powierzchni.  nie należy poruszać probówką w trakcie zestalania się podłoża żeby nie uszkodzić powierzchni skosu (w zależności od temperatury powietrza w laboratorium przez ok. 10 - 15 minut).  po zestaleniu się podłoża probówkę należy opisać w celu umożliwienia późniejszej identyfikacji posiewanych drobnoustrojów oraz osoby wykonującej posiew,  wszystkie napisy na probówce umieszczać nieco poniżej korka, w poprzek probówki, a nie wzdłuż, tak żeby zajmować jak najmniejszą powierzchnię. Oczekiwany efekt pracy ucznia (zdjęcie, wypełniona karta pracy, …) W efekcie pracy ucznia w ramach wykonywania zadania 1 oczekuje się opanowania przez niego techniki sporządzania podłoża w formie skosu w probówce. Uczeń powinien opanować również wiedzę teoretyczną dotyczącą podłoży hodowlanych oraz ich cech i rodzajów. Oczekiwania wobec nauczyciela opiekuna Rolą nauczyciela podczas realizacji tego zadania jest instruowanie i szkolenie ucznia, nadzorowanie wykonywanych przez niego czynności, wspieranie go, zachęcanie do cierpliwej i spokojnej pracy oraz sprawdzanie wiedzy teoretycznej ucznia, którą powinien przyswoić sobie przed przystąpieniem do zajęć. Nauczyciel powinien nadzorować pracę ucznia, jednak powinien unikać wykonywania pracy za niego, nawet jeśli jakieś zadanie zajmuje uczniowi więcej czasu, niż pozostałym uczestnikom zajęć. Uczeń powinien mieć

szansę sprawdzenia się i wykazania samodzielnością. Rolą nauczyciela jest również przydzielenie każdemu z uczniów jednej sterylnej probówki, w której uczeń sporządzi skos oraz kolby z upłynnionym, gorącym podłożem agarowym (1 kolba z podłożem na każdy stół laboratoryjny – pozwoli to nadzorować pracę uczniów i uniknąć poparzeń!).

Zadanie 2 Posiew bakterii tlenowych z rodzaju Bacillus i Escherichia na skosie w probówce, w komorze laminarnej Opis zadania (co robimy, dlaczego) Po przygotowaniu podłoża hodowlanego w szkle laboratoryjnym musimy wprowadzić bakterie na to podłoże, aby mogły na nim rosnąć i rozwijać się. Podłoże jest sterylne (jałowe), co pozwala sądzić, że po wprowadzeniu na nie interesujących nas bakterii nastąpi wzrost jedynie tych drobnoustrojów. Żeby istotnie tak się stało należy podczas posiewu bakterii zachować jak najbardziej sterylne warunki. Do zachowania takich warunków służą m.in. komory laminarne, w których uczniowie będą dokonywali posiewów trzech gatunków bakterii na przygotowane w zadaniu pierwszym skosy. Posiewane bakterie to: Escherichia coli , Bacillus subtilis oraz Bacillus megaterium. Możliwe trudności w czasie realizacji zadania (zapobieganie, radzenie sobie z trudnościami) Trudności podczas realizacji tego zadania mogą wynikać przede wszystkim z braku wprawy w posługiwaniu się ezą oraz braku zarówno doświadczenia, jak i znajomości przez uczniów podstawowych technik stosowanych podczas posiewu drobnoustrojów. Najlepszym rozwiązaniem niezmiennie pozostaje tutaj spokój i cierpliwość, a także skupienie podczas zajęć i współpraca z prowadzącym zajęcia. Uczeń powinien starać się wykonywać polecenia nauczyciela i nie wahać się prosić o pomoc w sytuacjach kiedy ma jakiekolwiek wątpliwości. Kto wykonuje zadanie (uczeń samodzielnie, uczniowie w parach, …) Każdy uczeń pracuje samodzielnie, samodzielnie dokonuje posiewu bakterii na skosie w oparciu o instruktaż, nadzór i pomoc prowadzącego ćwiczenia oraz w oparciu o informacje znajdujące się w instrukcji przygotowanej dla ucznia. Sposób wykonania Zadanie to należy wykonać zgodnie z informacjami i wskazówkami zamieszczonymi w Instrukcji nr 2 przygotowanej dla uczniów wykonujących zadanie. Instrukcja została umieszczona w dalszej części opracowania. Wskazówki dla ucznia (na co zwrócić uwagę, czego nie przeoczyć, co pominąć, …) Szczególną uwagę podczas wykonywania zadania 2 należy zwrócić na następujące kwestie:  posiewu należy dokonać w komorze laminarnej, przy włączonym palniku.

z trudnościami) W czasie realizacji tego zadania nie przewiduje się większych trudności. Jego realizacja wymaga zachowania jałowych warunków, a więc pracy z włączonym palnikiem gazowym, należy więc zachować szczególną ostrożność podczas pracy z ogniem, aby się nie poparzyć. Najlepszym rozwiązaniem niezmiennie pozostaje tutaj spokój i cierpliwość, a także skupienie podczas zajęć i współpraca z prowadzącym zajęcia. Uczeń powinien starać się wykonywać polecenia nauczyciela i nie wahać się prosić o pomoc w sytuacjach kiedy ma jakiekolwiek wątpliwości. Kto wykonuje zadanie (uczeń samodzielnie, uczniowie w parach, …) Uczniowie pracują w parach, w oparciu o instruktaż, nadzór i pomoc prowadzącego ćwiczenia oraz w oparciu o informacje znajdujące się w instrukcji przygotowanej dla ucznia. Sposób wykonania Zadanie to należy wykonać zgodnie z informacjami i wskazówkami zamieszczonymi w Instrukcji nr 3 przygotowanej dla uczniów wykonujących zadanie. Instrukcja została umieszczona w dalszej części opracowania. Wskazówki dla ucznia (na co zwrócić uwagę, czego nie przeoczyć, co pominąć, …) Szczególną uwagę podczas wykonywania zadania 3 należy zwrócić na następujące kwestie:

 wprowadzając materiał biologiczny na podłoże hodowlane do płytki należy uchylać wieczko płytki w jak najmniejszym stopniu, aby uniknąć zakażeń.  pracę należy wykonywać przy włączonym palniku gazowym.  brzegi płytki należy bardzo dokładnie okleić plastrem, żeby zapewnić drobnoustrojom warunki beztlenowe. Oczekiwany efekt pracy ucznia (zdjęcie, wypełniona karta pracy, …) W efekcie wykonania zadania 3 uczeń powinien opanować technikę posiewu drobnoustrojów w płytkach Petriego metodą płytek tartych. Oczekiwanym efektem pracy ucznia będzie również wyhodowanie w płytce bakterii beztlenowych z rodzaju C lostridium , które będą wykorzystane do sporządzania preparatów utrwalonych barwionych metodą Grama. Oczekiwania wobec nauczyciela opiekuna Rolą nauczyciela podczas realizacji tego zadania jest instruowanie ucznia i nadzorowanie wykonywanych przez niego czynności. Nauczyciel powinien służyć uczniowi radą i pomocą, dawać wskazówki i zachęcać do działania. Rolą nauczyciela jest również przydzielenie każdej parze uczniów jednej sterylnej płytki Petriego z podłożem, w której uczniowie dokonają posiewu oraz przydzielenie skosu z bakteriami z rodzaju Clostridium , z którego będzie pobierany materiał biologiczny do posiewu. Nauczyciel powinien dopilnować, żeby po posiewie i zestaleniu podłoży w płytkach trafiły one do cieplarki i były inkubowane w temperaturze 37°C.

Zadanie 4 Oglądanie i opisywanie wzrostu bakterii tlenowych na skosie oraz bakterii beztlenowych w płytce Petriego Opis zadania (co robimy, dlaczego) Obserwacje cech morfologicznych i rozwojowych pojedynczych komórek drobnoustrojów prowadzi się stosując mikroskopowe preparaty przyżyciowe albo preparaty utrwalone. Zbiór komórek wyrastających na skosie w probówce lub na podłożu stałym w płytce Petriego nazywamy kolonią. Obserwacji cech morfologicznych całych kolonii drobnoustrojów możemy dokonać gołym okiem, uwzględniając następujące cechy: wielkość i kształt kolonii, brzeg, powierzchnię i wyniosłość kolonii, kolor, przejrzystość, konsystencję i zapach kolonii. Uczniowie, na podstawie obserwacji makroskopowych (gołym okiem) określą cechy morfologiczne posiewanych bakterii tlenowych i beztlenowych oraz określą łączące je cechy wspólne oraz cechy różnicujące. Możliwe trudności w czasie realizacji zadania (zapobieganie, radzenie sobie z trudnościami) Podstawowe trudności, na które uczeń może natknąć się podczas realizacji tego zadania wynikają z niedostatecznego opanowania przez niego podstaw teoretycznych dotyczących znajomości cech morfologicznych bakterii i ich określania oraz braku staranności i dokładności podczas sporządzania opisów oglądanych materiałów. Najlepszym rozwiązaniem niezmiennie pozostaje tutaj właściwe przygotowanie się ucznia do zajęć, a także skupienie podczas zajęć i współpraca z prowadzącym zajęcia. Uczeń powinien starać się wykonywać polecenia nauczyciela i nie wahać się prosić o pomoc w sytuacjach kiedy ma jakiekolwiek wątpliwości. Kto wykonuje zadanie (uczeń samodzielnie, uczniowie w parach, …) Każdy uczeń pracuje indywidualnie, w oparciu o instruktaż, nadzór i pomoc prowadzącego ćwiczenia oraz w oparciu o informacje znajdujące się w instrukcji przygotowanej dla ucznia. Sposób wykonania Zadanie to należy wykonać zgodnie z informacjami i wskazówkami zamieszczonymi w Instrukcji nr 4 przygotowanej dla uczniów wykonujących zadanie. Instrukcja została umieszczona w dalszej części opracowania. Wskazówki dla ucznia (na co zwrócić uwagę, czego nie przeoczyć, co pominąć, …) Szczególną uwagę podczas wykonywania zadania 4 należy zwrócić na określenie wszystkich możliwych do określenia cech morfologicznych kolonii wyrosłych na skosach i w płytkach Petriego oraz stosowanie w tym celu prawidłowych określeń, które zostały zawarte w Instrukcji nr 4. Zadanie należy wykonać dokładnie, wnikliwie analizując wyrosłe kolonie bakterii. Oczekiwany efekt pracy ucznia (zdjęcie, wypełniona karta pracy, …) Wymiernym efektem pracy ucznia podczas realizacji tego zadania będzie wypełnienie Karty pracy do zadania 4 Oczekiwania wobec nauczyciela opiekuna Rolą nauczyciela w tym zadaniu jest rozdanie uczniom probówek i płytek Petriego z wyrosłymi na nich koloniami bakterii (po jednej probówce i płytce na parę) oraz rozdanie,

Najlepszym rozwiązaniem niezmiennie pozostaje tutaj właściwe przygotowanie się ucznia do zajęć, a także skupienie podczas zajęć i współpraca z prowadzącym zajęcia. Uczeń powinien starać się wykonywać polecenia nauczyciela i nie wahać się prosić o pomoc w sytuacjach kiedy ma jakiekolwiek wątpliwości. Kto wykonuje zadanie (uczeń samodzielnie, uczniowie w parach, …) Każdy uczeń pracuje samodzielnie, samodzielnie wykonuje preparat, utrwala go i barwi w oparciu o instruktaż, nadzór i pomoc prowadzącego ćwiczenia oraz w oparciu o informacje znajdujące się w instrukcji przygotowanej dla ucznia. Sposób wykonania Zadanie to należy wykonać zgodnie z informacjami i wskazówkami zamieszczonymi w Instrukcji nr 5 przygotowanej dla uczniów wykonujących zadanie. Instrukcja została umieszczona w dalszej części opracowania. Wskazówki dla ucznia (na co zwrócić uwagę, czego nie przeoczyć, co pominąć, …) Szczególną uwagę podczas wykonywania tego zadania należy zwrócić na następujące kwestie:

 szkiełko przedmiotowe, przed sporządzeniem rozmazu, należy opisać rysując np. literę lub strzałkę, aby po barwieniu wiedzieć, z której strony nanieśliśmy materiał,  rozmaz na szkiełku przedmiotowym należy robić na tyle duży, żeby mógł wyschnąć w jak najkrótszym czasie.  rozmaz należy utrwalić poprzez kilkakrotne przesunięcie szkiełka przedmiotowego przez płomień palnika, pamiętając o tym, żeby szkiełko było skierowane rozmazem do góry; w przeciwnym razie można spalić preparat.  należy przestrzegać czasu i procedury barwienia – kolejności stosowania poszczególnych barwników i odczynników.  po barwieniu preparat należy wysuszyć.  na preparat nie należy nakładać szkiełka przykrywkowego, lecz nanieść kroplę olejku immersyjnego i oglądać w mikroskopie pod obiektywem powiększającym 100 razy.  zgodnie z definicją imersji kropla olejku immersyjnego musi wypełniać przestrzeń pomiędzy obiektywem, a preparatem, a więc kropla olejku znajdująca się na szkiełku przedmiotowym musi dotykać obiektywu,  kropla olejku imersyjnego nie powinna być ani zbyt duża, ani zbyt mała, ponieważ utrudnia to, a czasem wręcz uniemożliwia znalezienie obrazu preparatu w mikroskopie,  znajdujący się pod stolikiem mikroskopu aparat Abbego z kondensorem musi być podniesiony maksymalnie do góry podczas stosowania obiektywu powiększającego 100 razy, po to żeby właściwie doświetlić obraz widziany w mikroskopie. Oczekiwany efekt pracy ucznia (zdjęcie, wypełniona karta pracy, …) Wymiernym efektem pracy ucznia w efekcie realizacji zadania 5 będzie opanowanie w teorii i praktyce metodyki barwienia metodą Grama oraz wypełnienie Karty pracy do zadania 5. Oczekiwania wobec nauczyciela opiekuna Rolą nauczyciela podczas realizacji tego zadania jest instruowanie ucznia i nadzorowanie jego pracy podczas przygotowywania preparatu, podczas jego utrwalania i barwienia oraz podczas pracy przy mikroskopie. Nauczyciel powinien nadzorować pracę ucznia, jednak

powinien unikać wykonywania pracy za niego. Nauczyciel powinien służyć uczniowi radą i pomocą oraz powinien dawać wskazówki pomagające w wykonaniu zadania. Rolą nauczyciela w tym zadaniu jest również rozdanie uczniom szkiełek przedmiotowych, kolbek z mieszaniną różnych rodzajów bakterii oraz Kart pracy do zadania 5, a także zebranie i nadzorowanie wypełniania tych kart.

Zadanie 6 Obserwacja preparatów przy użyciu kamery mikroskopowej i rejestracja obrazów w komputerze i na przenośnym dysku Opis zadania (co robimy, dlaczego) Obserwacje mikroskopowe pozwalają stwierdzić obecność drobnoustrojów w badanych próbach, jednak z punktu widzenia poznawczego i edukacyjnego, ważna jest również możliwość zapisu i obróbki obrazów preparatów mikroskopowych. Uczniowie będą mieli taką możliwość dzięki wykorzystaniu w laboratorium kamery mikroskopowej umożliwiającej rejestrację obrazów wykonanych preparatów. W pakiecie z kamerą znajduje się program komputerowy, który umożliwi uczniom zapisanie obrazu preparatu na komputerze, a następnie na własnym dysku przenośnym, co umożliwi wykorzystanie zapisanych zdjęć w prezentacji przygotowywanej w programie PowerPoint. Możliwe trudności w czasie realizacji zadania (zapobieganie, radzenie sobie z trudnościami) Nie przewiduje się szczególnych trudności w trakcie wykonywania tego zadania. Można wprawdzie napotkać na problemy ze strony programu komputerowego czy samej kamery, jednak są to problemy natury technicznej i konstrukcyjnej, niezależne od ucznia czy nauczyciela. Kto wykonuje zadanie (uczeń samodzielnie, uczniowie w parach, …) W laboratorium mikrobiologicznym znajduje się jeden komputer i mikroskop wyposażony w kamerę mikroskopową. Każdy uczeń pracuje indywidualnie, przy tym komputerze i mikroskopie, w oparciu o instruktaż, nadzór i pomoc prowadzącego ćwiczenia oraz w oparciu o informacje znajdujące się w instrukcji przygotowanej dla ucznia. Sposób wykonania Zadanie to należy wykonać zgodnie z informacjami i wskazówkami zamieszczonymi w Instrukcji nr 6 przygotowanej dla uczniów wykonujących zadanie. Instrukcja została umieszczona w dalszej części opracowania. Wskazówki dla ucznia (na co zwrócić uwagę, czego nie przeoczyć, co pominąć, …) Szczególną uwagę podczas wykonywania tego zadania należy zwrócić na to, żeby preparat w mikroskopie był właściwie doświetlony i wyraźny, tak aby w efekcie użycia kamery uzyskać zdjęcie jak najlepszej jakości, pozwalające na obserwację jak największej ilości szczegółów preparatu. Oczekiwany efekt pracy ucznia (zdjęcie, wypełniona karta pracy, …) Wymiernym efektem pracy ucznia w efekcie realizacji zadania 5 będą zdjęcia preparatów mikroskopowych barwiony metodą Grama, które uczeń wykonał samodzielnie oraz gotowe zdjęcia różnych bakterii wykorzystywanych w technologii żywności. Zdjęcia te

Oczekiwany efekt pracy ucznia (zdjęcie, wypełniona karta pracy, …) Efektem pracy ucznia wykonanej w ramach tego zadania będzie opracowanie wykonane w programie PowerPoint zawierające obserwacje, wyniki badań, zdjęcia oraz wnioski wynikające z realizowanych w ramach zajęć laboratoryjnych zadań. Oczekiwania wobec nauczyciela opiekuna Rolą nauczyciela podczas realizacji tego zadania jest instruowanie ucznia oraz nadzorowanie wykonywanych przez niego zadań. Uczeń powinien mieć szansę wykazania się samodzielnością i kreatywnością. Nauczyciel powinien służyć uczniowi radą i pomocą podczas wykonywania prezentacji, powinien dawać wskazówki, stymulować do działania, jednak nie powinien podsuwać gotowych rozwiązań. Rolą nauczyciela jest również zebranie wszystkich gotowych opracowań na jeden dysk przenośny w celu oceny pracy ucznia wykonanej podczas zajęć.

Instrukcja - krok po kroku dla ucznia (w języku ucznia)

Instrukcja nr 1 Instrukcja sporządzania podłoży w formie skosów w probówce:

• przygotuj sterylną probówkę i poluzuj nieco zamykający ją korek, tak aby bez problemu wyciągnąć korek jedną ręką,
• chwyć ręką w rękawicy, od spodu kolbę z gorącym upłynnionym podłożem hodowlanym (bulion z agarem),
• drugą ręką otwórz kolbę wyciągając z niej korek z waty w taki sposób, żeby trzy palce – kciuk, palec wskazujący oraz środkowy – pozostały wolne,
• opal brzeg kolby przesuwając go kilkakrotnie przez płomień palnika,
• wyciągnij korek celulozowy zamykający probówkę za pomocą trzech wolnych palców i opierając brzeg kolby o brzeg probówki napełnij ją podłożem w 1/3 jej objętości,
• zamknij probówkę celulozowym korkiem,
• ponownie opal brzeg kolby przesuwając go kilkakrotnie przez płomień palnika,
• opal korek z waty zamykający kolbę poprzez dwu-, trzykrotne przesunięcie przez płomień palnika,
• zamknij kolbę z podłożem korkiem z waty,
• odstaw kolbę z podłożem, zdejmij rękawicę, dociśnij korek celulozowy zamykający probówkę,
• odłóż probówkę z podłożem układając ją pod kątem ok. 20-30°, do zastygnięcia w formie skosu,
• poczekaj ok. 10-15 minut, do całkowitego zestalenia skosu,
• w celu umożliwienia późniejszej identyfikacji posiewanych drobnoustrojów oraz osoby wykonującej posiew opisz probówkę w następujący sposób:
  • data posiewu, inicjały wykonującego posiew, E.c. – w przypadku gdy posiewane bakterie to Escherichia coli ,
  • data posiewu, inicjały wykonującego posiew, B.s. – w przypadku gdy posiewane bakterie to Bacillus subtilis ,

• data posiewu, inicjały wykonującego posiew, B.s. – w przypadku gdy posiewane bakterie to Bacillus megaterium.

Instrukcja nr 2 Instrukcja wykonywania posiewu bakterii tlenowych z rodzaju Bacillus i Escherichia na skosie w probówce, w komorze laminarnej:

• probówkę z przygotowanym skosem umieść w komorze laminarnej,
• ezę wyżarz trzymając ją pionowo przez kilka, kilkanaście sekund w płomieniu palnika,
• jedną probówkę z przygotowanym czystym skosem oraz drugą ze skosem, na którym znajdują się bakterie, które będą posiewane, umieść w lewej ręce, jedną nad drugą, powierzchnią skosu do góry,
• małym palcem prawej ręki chwyć i wyciągnij korek z probówki zawierającej bakterie, ezą dotknij delikatnie 2-3 razy powierzchni skosu w miejscu gdzie widoczne są kolonie bakterii, a następnie zamknij probówkę korkiem,
• małym palcem prawej ręki chwyć i wyciągnij korek z probówki z czystym skosem, ezą przenieś bakterie na skos delikatnie „rysując” oczkiem ezy linię falistą na powierzchni skosu (należy uważać, żeby podczas posiewu nie uszkodzić powierzchni skosu), a następnie zamknij probówkę korkiem,
• ezę wyżarz trzymając ją pionowo przez kilka, kilkanaście sekund w płomieniu palnika,
• probówkę z wykonanym posiewem wyjmij z komory laminarnej, umieść w statywie i wstaw do cieplarki; inkubuj w temperaturze 37°C.

Instrukcja nr 3 Instrukcja posiewu bakterii beztlenowych z rodzaju Clostridium na podłoże w płytkach Petriego:

• przygotuj jałową płytkę Petriego z podłożem hodowlanym,
• ezę wyżarz trzymając ją pionowo przez kilka, kilkanaście sekund w płomieniu palnika i odczekaj chwilę aż wystygnie,
• małym palcem prawej ręki chwyć i wyciągnij korek z probówki zawierającej bakterie Clostridium , ezą dotknij delikatnie 2-3 razy powierzchni skosu w miejscu gdzie widoczne są kolonie bakterii, a następnie zamknij probówkę korkiem,
• delikatnie uchyl wieczko płytki i na powierzchni znajdującego się w niej podłoża delikatnie „rysuj” oczkiem ezy linię falistą (należy uważać, żeby podczas posiewu nie uszkodzić powierzchni podłoża), a następnie zamknij płytkę,
• ezę wyżarz trzymając ją pionowo przez kilka, kilkanaście sekund w płomieniu palnika,
• brzegi płytki Petriego oklej bardzo dokładnie plastrem, tak aby zapewnić beztlenowe warunki hodowli,
• płytkę opisz na jej powierzchni (data posiewu, inicjały posiewającego) i umieść w cieplarce, w temperaturze 37°C do inkubacji.

Instrukcja nr 4 Instrukcja oglądania i opisywania wzrostu bakterii tlenowych na skosie oraz bakterii beztlenowych w płytce Petriego: