Kleines Mikrobiologisches Praktikum

Bakterien sind überall
Kleines Mikrobiologisches Praktikum
Skriptum
© Gläsernes Labor, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für
Gesundheit und Umwelt
Skriptversion: 17.06.2008
Kleines Mikrobiologisches Praktikum
Die Mikrobiologie ist ein Teilbereich der Biologie und beschäftigt sich mit Mikroorganismen.
„Mikroorganismen“ sind mikroskopisch kleinen Organismen mit eigenem Stoffwechsel, deren
Individuen man in der Regel nicht mit bloßem Auge erkennen kann.
Mikrobiologische Arbeitsmethoden sind heute aus vielen naturwissenschaftlichen und
medizinischen Forschungsgebieten nicht mehr wegzudenken. Auch verschiedenen
Industriezweige wenden in Verfahren an in denen Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen
eine wichtige Rolle spielen.
Mikroorganismen finden sich aber auch überall in unserer Umwelt - sie beeinflussen unser
Leben ständig. Sei es als Krankheitserreger, aber auch als Hersteller von Nahrungsmitteln oder
als Müllverwerter.
Im Mikrobiologischen Praktikum sollen Schülerinnen und Schüler
experimentellen Umgang mit Mikroorganismen im Labor erproben.
Experimente
1.
2.
3.
4.
Grundsätze für mikrobiologisches (steriles) Arbeiten
Unterscheidung von Bakterien durch Färbung
Bakterien am Körper, Hygieneregeln
Bakterien und Pilze in der Erde
selbständig
den
Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
1 - Grundsätze für mikrobiologisches (steriles) Arbeiten
Mikroorganismen sind allgegenwärtig. Um Kulturen, sterile Lösungen und sterile Geräte vor Verunreinigungen
(Kontaminationen) zu schützen, müssen einige Regeln beachtet werden. Nur so können korrekte
mikrobiologische Ergebnisse gewährleistet werden.
Unter Sterilität (v. lat. steril: keimfrei, unfruchtbar) versteht man den Zustand absoluter Keimfreiheit (=
Nichtvorhandensein vermehrungsfähiger Mikroorganismen). Dazu bedient man sich physikalischer und
chemischer Verfahren. In den nachfolgenden Arbeitsschritten führst Du verschiedene Sterilisationsverfahren
durch.
Als physikalisches Sterilisationsverfahren verwendet man z.B. das Autoklavieren. Diese Methode wird zur
Sterilisation von hitzestabilen Kulturmedien, Lösungen und Gegenständen, die eine Temperatur über 130 °C
nicht vertragen (z. B. Plastik), verwendet. Die zu sterilisierenden Gegenstände werden für mindestens 20 Minuten
einer Wasserdampfatmosphäre (1 bar) von 121 °C ausgesetzt; vergleichbar ist dies mit einem Dampfdrucktopf.
Bei der Desinfektion hingegen wird nicht immer ein vollständiges Abtöten pathogener (krankheitserregender)
Keime erzielt, sondern oftmals nur eine Reduzierung (Verminderung) der Keimzahl erreicht.
Versuchsablauf
Bemerkungen
Wenn Du lange Haare hast, bitte mit einem
Haargummi zusammenbinden (Brandgefahr!)
1. chemisches Verfahren:
Händedesinfektion (nur wenn ohne Handschuhe gearbeitet wird):
Vor und nach jedem mikrobiologischen Arbeiten sollten die
Hände mit speziell dafür vorgesehenem Desinfektionsmittel
desinfiziert werden.
Dazu Hände erst mit Seife waschen (Waschbecken links),
anschließend mit speziellem Desinfektionsmittel (am Tisch,
Gebrauchsanleitung beachten!)
2. physikalisches Verfahren:
Arbeitsmaterialdesinfektion.
Beim mikrobiologischen Arbeiten müssen die verwendeten
Arbeitsgeräte und -materialien jeweils vor und nach Gebrauch
sterilisiert werden, so dass man keine Keime auf das zu
untersuchende Objekt verschleppt. Das kann auf folgende Weise
geschehen. Jeder von Euch sollte jede Methode einmal
ausprobieren.
2 a) AUSGLÜHEN
Sterilisation der Impföse durch Ausglühen in einer Flamme:
- Entzünde den Bunsenbrenner (frage einen Kursbetreuer, wenn
Du dem Bunsenbrenner hier zum ersten Mal begegnest).
- Halte dann die Impföse schräg nach unten in den nicht
leuchtenden Teil der Flamme, bis sie glüht.
- Ziehe danach den Impfösenhals einige Male durch die
Flamme. Anschließend lass die Impföse abkühlen, bevor du
Material aufnimmst.
3
Beispiele für andere chemische
Sterilisationsmittel sind: Antibiotika,
Chemotherapeutika etc…
Zum Händewaschen könnt ihr auch auf die
Toiletten gehen, Desinfektionsmittel steht
auch auf Eurem Tisch.
Wege der physikalischen Sterilisation:
A. Temperatur: ausglühen, abflammen
B. mechanisch: filtrieren
C. Strahlung: radioaktiv, UV
Bei
direktem
Kontakt
mit
dem
Bunsenbrenner aus Sicherheitsgründen
NIE Handschuhe anziehen!
Impföse: Werkzeug zur Entnahme von
kleinen Mengen Kulturmaterial, sowie zum
Beimpfen von Kulturmedien.
Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
2 b) ABFLAMMEN
- Stelle die Sparflamme am Bunsenbrenner ein.
- Tauche den Drigalskispatel kurz in das abgedeckte Becherglas
mit Alkohol. Verschließe das Becherglas wieder mit der
Petrischale.
- Halte den Drigalskispatel kurz an die Sparflamme des
Bunsenbrenners, so dass sich der Alkohol entzündet.
- Halte dabei den brennenden Drigalskispatel außerhalb der
Flamme schräg nach unten bis die Flamme erlischt.
- Nicht den Drigalskispatel in der Bunsenbrennerflamme
abbrennen!
4
Drigalskispatel:
Werkzeug
zum
Ausstreichen
von
Kulturmaterial
auf
Nährböden in Petrischalen.
Glasgeräte können nicht ausglühen, sie
können nur oberflächlich sterilisiert werden.
Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
Biegen eines Drigalskispatels
Drigalskispatel: Werkzeug zum Ausstreichen von Kulturmaterial auf Nährböden in Petrischalen.
Du brauchst:
Pasterpipetten lang, Bunsenbrenner
Versuchsablauf
Bemerkungen
1. Entzünde den Bunsenbrenner (frage einen Kursbetreuer, wenn
Du dem Bunsenbrenner hier zum ersten Mal begegnest). Du
benötigst nur die Sparflamme.
Man kann den Spatel biegen ohne
Handschuhe zu verwenden, wenn Dir das
Glas zu heiß ist arbeite entweder schneller,
oder nimm Pinzetten, bzw. Tiegelzangen
zur Hilfe.
2. Erhitze eine Pasteurpipette ca. zwei Fingerbreit unter der
Verjüngung (s. Abb. unten) und biege sie in einem leichten
Winkel (ca. 30°) ab (A). Dazu kannst du die Finger verwenden –
wenn Du zügig arbeitest, wird das Glas auch nicht zu heiß.
3. Auf dieselbe Weise knickst Du die Pipette wieder zwei Fingerbreit
weiter so ab, dass die Spitze quer zum Griff steht (B).
4. Schließlich die Spitze der Pipette am Ende zum Griff hin
abbiegen und zuschmelzen (C).
Das Zuschmelzen ist nötig, damit keine
Flüssigkeiten in das Ende der verbogenen
Pipette eintreten.
Biegen eines Drigalskispatels aus einer langen Pasteurpipette aus Glas (A-C)
5
Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
Herstellung von Agarplatten
Bakterien und andere Mikroorganismen brauchen zum Überleben Nährstoffe wie alle anderen Lebewesen auch.
Um Mikroorganismen zu kultivieren und zu züchten verwendet man in der Mikrobiologie hauptsächlich zwei
verschiedene Nährmedien: Flüssigkulturen und Agarplatten. Sie enthalten alle Stoffe, die für ein optimales
Wachstum der Mikroorganismen wichtig ist.
Du brauchst:
Kulturmedium (Nähragar), Bunsenbrenner, Petrischalen, Arbeitshandschuhe
Versuchsablauf
Bemerkungen
Das Kulturmedium (Nähragar) wurde von uns schon durch
Autoklavieren
sterilisiert
und
in
Schraubverschlussflaschen
vorbereitet. Besorge dir flüssigen Nähragar aus dem Wasserbad.
Achtung: Der Nähragar ist 60° heiß – bitte mit Thermohandschuhen
(grün-gelbes Strick) anfassen.
Hier: Nähragar = enthält einen
Fleischextrakt als Bakteriennahrung und
Agar zum Festwerden des Nährbodens
1. Entzündet den Bunsenbrenner. Stellt ihn auf die rauschende
Flamme ein. Arbeitet beim Plattengießen immer in der Nähe des
Bunsenbrenners!
Arbeitshandschuhe tragen!!!
2. Stellt Euch jeweils drei leere Petrischalen bereit (Achtung: noch
nicht den Deckel entfernen!). Jede/r sollte mindestens eine
Agarplatte gießen.
3. Entferne vorsichtig den Verschluss der Schraubverschlussflasche
und schwenke den Rand einige Male durch die rauschende
Bunsenbrennerflamme.
4. Zum Gießen den Deckel einer Petrischale anheben und soviel
Nähragar eingießen, das der gesamte Boden vollständig bedeckt
ist (ca. 30 ml). Während des Gießens den Deckel der Petrischale
schräg über das Unterteil halten.
Die Wärme der Flamme lässt Luft
aufsteigen und bewirkt, dass beim
Eingießen des Kulturmediums keine Keime
aus der Luft hineinfallen können.
Das Abflammen dient der Sterilisation des
Ausgusses.
Das Halten des Deckels während des
Gießens soll verhindern, dass sich Keime
aus der Luft in den Nährboden mischen.
5. Eventuell entstandene Luftbläschen durch kurzes Befächeln (von
oben) mit der entleuchteten Bunsenbrennerflamme entfernen.
6. Deckel schräg auflegen und Nährmedium in waagrechter Position
erstarren lassen. (ca. 5 min)
7. Nach Erkalten und Erstarren des Nährmediums (erkennbar an
einer leichten Trübung des Nähragars) werden die Deckel auf die
Petrischalen gelegt und die Petrischalen mit Deckel nach unten
und Boden nach oben gelagert.
6
Dies soll verhindern, dass Kondenswasser
vom Deckel in die Platten tropft und
Bakterien wegschwemmt
Die Petrischalen nicht mehr bewegen, da
sonst der Nähragar nicht erstarrt.
Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
Kultivierung von Bakterien
Um mit Bakterien gut arbeiten zu können ist es oft wichtig sie von einem Medium ins andere zu überführen oder
aus sehr dicht gewachsenen Bakterienkulturen weniger Bakterien zu isolieren. In der Mikrobiologie gibt es dazu
viele verschiedene Arbeitstechniken, von denen ihr hier drei kennen lernen werdet und selber durchführen könnt.
Du brauchst:
Petrischalen, Impföse, Bunsenbrenner, Bakterienproben
A) Flächenausstrich
Versuchsablauf
Bemerkungen
1. Besorgt Euch eine Agarplatte (selbstverständlich könnt ihr eure
selbst gegossenen nehmen, wenn sie schon fest sind, sonst
nehmt eine aus dem allgemeinen Vorrat). Besorgt euch eine
Bakterienflüssigkultur. Sie steht in kleinen Röhrchen bei euch auf
dem Tisch.
2. Beschriftet die Petrischale auf dem Boden (V1-heutiges DatumFlächenausstrich, s. Bild links). Immer am Rand beschriften!
3. Stellt euch alle Materialien bereit, die ihr braucht. Entzündet die
Sparflamme
des
Bunsenbrenners.
Sterilisiert
einen
Drigalkskispatel.
4. Tropft mit einer Einmalpipette 100 µl Bakterienkultur (das sind ca.
3 Tropfen) auf die Oberfläche.
5. Setzt den sterilisierten Drigalskispatel auf der Plattenoberfläche
auf und verteilt die Flüssigkeit kreisförmig, bis die Flüssigkeit in
den Agar eingezogen ist.
Die bereits bewachsenen Platten liegen auf
dem großen Lichttisch.
6. Dreht die Petrischale auf den Deckel und stellt sie in den
Brutschrank. Besorgt euch eine Platte vom Vortag (Seite am
Lichttisch) und schau euch an, wie ein bewachsener
Flächenausstrich aussieht.
B) Kreuzaustrich
Diese Methode eignet sich um Mikroorganismen als Einzelkultur zu erhalten.
Versuchsablauf
Bemerkungen
1. Besorgt Euch eine Agarplatte (selbstverständlich könnt ihr eure
selbst gegossenen nehmen, wenn sie schon fest sind, sonst
nehmt eine aus dem allgemeinen Vorrat).
2. Beschriftet die Petrischale (wie oben) auf dem Boden (V1-DatumKreuzausstrich).
3. Stellt euch alle Materialien bereit, die ihr braucht. Entzündet den
Bunsenbrenner. Stellt ihn auf rauschende Flamme. Sterilisiert eine
Impföse.
7
Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
4. Nehmt etwas Bakterienkultur mit der Impföse auf (die Öse sollte
innen benetzt sein) und verteilt sie mit einem Strich in der Mitte
der Platte (siehe Abbildung, A).
5. Glüht die Impföse noch einmal aus und wartet bis sie abgekühlt
ist. Ihr könnt die Öse auch durch kurzes Drücken auf die
Agaroberfläche abkühlen (so lange drücken bis es nicht mehr
zischt!)
6. Bewegt nun die Impföse, wie in der Abbildung rechts dargestellt
(B), über die Platte
7. Schließt die Petrischale und dreht sie auf den Deckel - stellt sie in
den Brutschrank. Besorgt euch eine Platte vom Vortag (links
neben dem Lichttisch) und schaut euch an, wie ein bewachsener
Kreuzausstrich aussieht.
C) Drei-Strich-Ausstrich (=Reinigungsausstrich)
Dies ist eine häufig angewandte Methode um Einzelkolonien von Bakterien aus einer Mischkolonie zu
isolieren.
Versuchsablauf
Bemerkungen
1. Besorgt Euch eine Agarplatte (selbstverständlich könnt ihr eure
selbst gegossenen nehmen, wenn sie schon fest sind, sonst
nehmt eine aus dem allgemeinen Vorrat). Besorgt euch eine Platte
mit Bakterienkolonien (liegen auf eurem Tisch).
2. Beschriftet die Petrischale wie oben auf dem Boden.
(V1-Datum-3-Strich-Ausstrich)
3. Stellt euch alle Materialien bereit, die ihr braucht. Entzündet den
Bunsenbrenner. Sterilisiert eine Impföse.
4. Nehmt ein kleines Reaktionsgefäß und füllt mit der Pipette vier
Tropfen 0,9%ige Kochsalzlösung hinein.
5. Nehmt eine Kolonie mit der Impföse auf und verteile sie gründlich
durch Hin- und herdrehen der Impföse in dem Tropfen
Kochsalzlösung im Reaktionsgefäß. Ihr habt jetzt eine
Flüssigkultur hergestellt.
6. Nehmt etwas Bakterienflüssigkultur mit der Impföse auf (die Öse
sollte innen benetzt sein) und verteilt sie wie in nebenstehender
Abbildung dargestellt (schaut euch die Überlappung der Striche
genau an!)
7. Beginnt bei A und macht drei parallele Striche mit der Impföse
8. Sterilisiert anschließend die Impföse durch Ausglühen und wartet
bis sie abgekühlt ist.
9. Macht nun drei weitere parallele Striche (s. Abb.) – nehmt KEINE
neue Kultur auf. Wichtig: achtet auf die Überlappung der einzelnen
Striche (Abbildung!!)
10. Schließt die Petrischale. Dreht sie nach den Schritten A-D auf den
Deckel und stellt sie in den Brutschrank. Besorgt euch eine Platte
vom Vortag und schaut euch an, wie ein bewachsener Drei-StrichAusstrich aussieht.
8
Kontrolliere die Impföse auf
Bakterienreste! Wenn noch welche
zu sehen ist, drehe die Impföse
weiter in der Flüssigkeit
Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
Nachweis von Mikroorganismen in der Luft
Die Luft die uns umgibt ist voller Mikroorganismen, auch wenn man einzelne Individuen mit bloßem Auge nicht
sehen kann. Man kann aber Bakterien auch ohne Mikroskop sehen, wenn man ihnen einige Zeit zum Wachstum
gibt. Sie bilden Kolonie, mit vielen Millionen von Einzelindividuen, die charakteristische Farben und Formen
haben. Dadurch kann man viele Bakterien vorläufig identifizieren. Bakterien sind schwerer als Luft, das macht es
sehr einfach sie zu „sammeln“ in dem man Nährboden an Stellen aufstellt, deren Bakterienvielfalt man kennen
lernen möchte.
Beimpfen der Platten
Definitionen:
Beimpfen: Behandeln einer Lösung durch Einbringen von Keimen
Inkubation: [v. lat. incubare: in (oder auf) etwas liegen] die Bebrütung, entwicklungsfördernde Erwärmung v.a. von Zellen und Organismen
Material: Agarplatten, Folienstifte, Stoppuhr
Versuchsablauf
Bemerkungen
Vorarbeiten:
Überlegt Euch einen Platz dessen Luft-Bakterien“belastung“ ihr
untersuchen wollt (z.B. im Abzug, auf der Fensterbank (außen,
innen), Arbeitstisch, etc. (eigene Ideen!)).
z.B.
Besorgt euch drei Agarplatten (selbstverständlich könnt ihr eure
selbst gegossenen nehmen, wenn Sie schon fest sind, sonst nehmt
welche aus dem allgemeinen Vorrat).
Beschriftet drei Agarplatten auf der Unterseite der Petrischale mit
einem Folienstift. Bitte immer am Rand beschriften!!!
Zu notieren sind:
- der Versuch (Nw von Luftkeimen)
- das Datum, an dem die Platte beimpft worden ist
- Standort (z.B. Tisch innen, Boden, Fensterbank,…)
- Expositionszeit (30, 60 und 90 min, s. unten).
1. Stellt alle drei Agarplatten an dem ausgesuchten Platz auf.
2. Öffne die Agarplatten gleichzeitig und starte den Countdown auf
der Stoppuhr. Verschließe nach 30, 60 und 90 min die jeweilige
Agarplatte (Beschriftung!).
Bereite die Stoppuhr vor!
3. Zum Abschluss drehe die Agarplatten um, mit Deckel nach unten
und Boden nach oben.
4. Gib die fertig beschrifteten Agarplatten in den Brutschrank. Die
Platten werden dann bei 30 °C für 2-3 Tage inkubiert (bebrütet).
Stelle die drei Petrischalen in einem
Stapel auf.
Frage:
1. Wie entsteht eine Kolonie von Keimen auf der Agarplatte? Begründe!
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Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
Auswertung inkubierter Platten
Die von euch gesammelten Luftkeime müssen erst so wachsen, dass man sie in Form einer Kolonie mit dem
Auge erkennen kann. Dazu werden die Platten im Brutschrank für min. 24 Stunden inkubiert.
Das Wachstum von Keimen auf Agarplatten resultiert in der Bildung von Kolonien, die ein ganz
verschiedenartiges Aussehen haben können. Diese Kolonien-Morphologie ist oft sehr charakteristisch für
entsprechende Bakterien und kann zur groben Identifizierung einen ersten Anhaltspunkt bieten.
ACHTUNG!!! Bitte achte darauf, dass du die inkubierten Agarplatten vor der Auswertung
sorgfältig am Rand mit Tesafilm zuklebst. Es könnten sich eventuell pathogene Keime in größerer
Menge gebildet haben und dich infizieren!
Materialien:
Tesafilm, bewachsene Platten der Vorgruppen, Farbatlas der Mikrobiologie
Arbeitsgang
Bemerkungen
1. Besorge dir einen bebrüteten Ansatz eines bestimmten
Standortes und notiere Datum und Versuch. Verschließe die
Platten bevor du sie auswertest, indem du den gesamten Rand
mit Tesafilm umklebst, wenn das nicht schon geschehen ist.
2. Beurteile und beschreibe anhand der Tabelle auf der
übernächsten Seite, die Morphologie der entstandenen Kolonien.
Lege dazu die bewachsenen Platten auf den
Leuchttisch.
3. Skizziere die verschiedenen Kolonien einer wenig bewachsenen Agarplatte und versuche mit Hilfe des
Farbatlas die Bakterienkolonien zu benennen.
Hilfestellung:
Luftkeime können sein:
Bakterien:
Micrococcus luteus (goldgelb),
M. roseus (rot)
Bacillus myocides, Bacillacea
Corynebacterium
Mycobacterium
Streptomyces
Nocardia, Rhodococcus (rot)
Pilze:
Rhodotorula (roter Hefepilz)
Aspergillus niger (Gießkannenschlimmel)
Mucor mucedo (Köpfchenschimmel)
Alternaria
Penicillium sp. (Pinselschimmel)
- Cladosporium
Skizze:
4. Vervollständige einige Zeilen der Tabelle auf der nächsten Seite
10
Mikrobiologie
1 – Grundsätze für mikrobiologisches Abreiten
Beispiele für gebräuchliche Umschreibungen:
Größe: nadelkopfgroß, pfenniggroß, klein, ….
Rand: glatt, zackig, samtig, …
Farbe: elfenbeinfarben, weiß, durchsichtig, gelb, …
Form: rund, unregelmäßig, kugelig, flach,…
Expositionszeit und
Standort
Anzahl
Kolonien
Größe
Farbe
11
Verlauf des
Randes
Formen
Mikrobiologie
2 – Färbung von Bakterien
2 - Unterscheidung von Bakterien durch Färbung
Neben vielen anderen Untersuchungsmethoden von Bakterien gibt es ein gängiges Färbeverfahren, mit dem es
möglich ist, Bakterien unter dem Mikroskop zu unterscheiden.
Die Gram-Färbung ist nach dem dänischen Arzt und Bakteriologen HANS CHRISTIAN GRAM benannt, der sie ca.
Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte. Verschiedene Bakterien reagieren auf diese Färbung unterschiedlich. So
kann man eine Einteilung in so genannte Gram-positive Bakterien, die violett/blau erscheinen, und Gram-negative
Bakterien, die rot gefärbt werden, ableiten.
„Dies ist ein wichtiges Kriterium für die Unterscheidung verschiedener Bakterien z.B. bei der Diagnostik von
Infektionskrankheiten. “Gram-positive" und "Gram-negative" Bakterien reagieren unterschiedlich auf Antibiotika.
Mit dieser schnellen diagnostischen Methode kann man in kurzer Zeit (ca. 5 Minuten) anhand eines Abstriches
das "Gramverhalten" der Bakterien bestimmen. Damit hat man die Möglichkeit, sofort mit einer antibiotischen
Therapie zu beginnen bevor das Ergebnis der oft mehrere Tage dauernden definitiven Keimbestimmung vorliegt.“
ACHTUNG!!!!
Beim Färben Handschuhe tragen, um Kontakt mit den Farbsubstanzen zu vermeiden.
Farbspritzer auf den Tischen bitte sofort mit einem feuchten Papiertuch abwischen!!!
Material:
Objektträger, Deckgläser, Pinzette, Tropfpipette, Impföse, Bunsenbrenner, bewachsene Agarplatte mit apathogenen
Bakterienstämmen (z.B. E. coli K12 , B-Staphylokokken, etc.), Färbelösungen
Chemikalien:
dest. Wasser
Versuchsablauf
Bemerkungen
1. Reinige die Objektträger mit Alkohol (Entfetten).
2. Ziehe den entfetteten Objektträger 2-3-mal kurz durch die Flamme
des Bunsenbrenners.
Achtung! Entfettete Schichtseite beachten
3. Lege den Objektträger über die Färbeschale und gib einen
Tropfen Wasser (dafür gibt es eine spezielle Tropfflasche!) darauf.
Die Färbeschale ist grau mit Glasstangen
auf die die Objektträger gelegt werden
können.
4. Entnimm mit der ausgeglühten Impföse etwas Material einer
Bakterienkultur (Kolonienplatte aus dem Brutschrank) und
vermische das Material mit dem Wassertropfen auf dem
Objektträger.
5. Verteile den Wassertropfen auf eine größere Fläche
(ca. 10 x 20 mm) und erwärme den Objektträger vorsichtig an der
Rückseite, damit das Wasser schneller verdampft.
Nicht zu stark erhitzen!!!
Wedeln beschleunigt das Eintrocknen!
Dabei immer aus der Flamme rein und
raus nehmen!
6. Ziehe den Objektträger mit der Schichtseite nach oben einige
Male SCHNELL durch die Bunsenbrennerflamme.
Das Glas darf nur handwarm werden,
ansonsten ist das Präparat beschädigt und
nicht mehr brauchbar!)
7.
Lege die hitzefixierten Präparate über die Färbeschale.
Behandelte Seite nach oben!
8.
Gib nur zwei Tropfen Kristallviolett-Lösung auf die Oberfläche und
betätige die Stoppuhr.
Bereite die Stoppuhr vor!
9.
Spüle die Kristallviolett-Lösung nach einer Minute mit LugolscherLösung ab und warte zwei Minuten.
10. Tropfe anschließend Alkohol langsam auf den gefärbten
Ausstrich, lass den Alkohol einwirken und kipp den Alkohol ab.
Dies wird solange wiederholt, bis keine Farbwolken mehr vom
Präparat abgehen.
12
ACHTUNG: achte darauf, dass die
Tropfflasche NIE in die Flüssigkeit
eintaucht!!
Mikrobiologie
2 – Färbung von Bakterien
11. Gib jetzt 3-4 Tropfen Safranin-Lösung hinzu und spüle nach einer
Minute mit dest. Wasser.
12. Trockne die Rückseite des Objektträgers.
Überschüssiges Wasser auf der
Schichtseite wird vorher durch Absaugen
mit Papier entfernt!
13. Untersuche die gefärbten Bakterien unter dem Mikroskop auf ihr
Farbverhalten und vergleiche sie mit den Abbildungen von
Bakterien im Farbatlas der Mikrobiologie (s. Seite 78!).
Hole Dir am Mikroskop das erste Mal einen
Kursbetreuer zur Hilfe.
Auswertung:
Beschreibe die Form und die Gram-Färbung deiner Präparate!
13
Mikrobiologie
3 – Bakterien am Körper, Hygieneregeln
3 - Nachweis von Keimen am Körper
Material:
sterile Wattestäbchen, drei Agarplatten
Chemikalien:
steriles Wasser
Im folgenden Versuch geht es darum zu untersuchen, an welchen Körperstellen sich verschiedene Keime
befinden. Zum Beispiel befinden sich auf der Haut je nach Region unterschiedlich viele Keime: So wachsen am
Rücken etwa 1.000 Keime pro Quadratzentimeter, unter den Achseln dagegen, wo es viel feuchter ist, etwa
100.000. Auf jeden Fall wachsen die Keime unserer Hautflora so dicht, dass sie uns vor schädlichen Keimen wie
zum Beispiel dem Eitererreger Streptococcus aureus schützen. Diese Keime sind zwar in geringer Anzahl auf der
Haut vorhanden, haben aber keine Chance, sich zu vermehren.
Versuchsablauf
Bemerkungen
1. Besorge dir eine Agarplatte und teile sie auf der Unterseite mit dem
Folienstift in drei gleich große Felder ein. Beschrifte sie am Rand mit
Datum und Versuch.
1. Ausstrich
2. Ausstrich
2. Entscheide dich für drei Körperregionen deren Keimzahl du
untersuchen willst.
3. Feuchte ein steriles Wattestäbchen mit sterilem Wasser an (nicht
triefend nass machen!) und streiche über die entsprechenden
Körperregionen.
3. Ausstrich
4. Berühre das entsprechende Drittel der Agarplatte mit dem beimpften
Wattestäbchen und streiche in Zick-Zick-Linien über die
Agaroberfläche ohne den Agar zu beschädigen (s. Skizze)
5. Wiederhole die Prozedur (3 und 4) für die beiden anderen Proben.
6. Verschließe die Petrischale anschließend und drehe sie auf den
Deckel.
7. Bringe die fertig beschrifteten Agarplatten zum Brutschrank. Die
Agarplatten werden dann 24 Stunden bei 37°C bebrütet.
8. Besorge dir die schon bereitgestellten, bebrüteten Versuchsansätze
der Vorgruppen und verschließe sie, indem du den gesamten Rand
mit Tesafilm umklebst, falls das noch nicht geschehen ist.
Werte nach folgenden Gesichtspunkten aus!
• Zähle die Anzahl der Kolonien.
• Vergleiche die Anzahl in unterschiedlichen Körperregionen.
• Schaue dir an wie die Kolonie aussehen (Kolonien-Morphologie).
Fragen:
1. Nenne die Hauptfunktion, die Bakterien der menschlichen Haut verleihen!
2. Wovon ernähren sich die Bakterien auf der Hautoberfläche?
3. Die Hauptgruppe der auf der menschlichen Haut vorkommenden Bakterien sind Milchsäurebakterien.
3 a) Erläutere die Aufgabe und Wirkung der Milchsäurebakterien auf der Körperoberfläche!
3 b) Wie nennt sich der dünne, saure Film, der die Haut überzieht?
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Mikrobiologie
3 – Bakterien am Körper, Hygieneregeln
Hygieneregeln
Material:
sterile Wattestäbchen, Agarplatte
Chemikalien:
steriles Wasser
Versuchsablauf
1. Nimm dir eine Agarplatte und beschrifte sie am Rand mit Datum und Versuch. Zeichne auf der
Rückseite mit dem Folienstift ein Kreuz, um die Platte in vier Bereiche einzuteilen.
2. Beschrifte die vier Bereiche mit den Versuchsparametern, die durchgeführt werden (siehe Punkt 3)
3. Führe vier Fingerabdrücke (vorsichtiges Berühren) in folgenden Zuständen durch:
- ungewaschen
- gewaschen, nicht getrocknet
- abgetrocknet
- anschließend desinfiziert
Nimm dabei immer den selben Finger (z.B. rechter Daumen)
4. Bringe die fertig beschrifteten Agarplatten zum Brutschrank. Die Agarplatten werden dann von uns 24
Stunden bei 37 °C bebrütet.
5. Wasche dir nach dem Versuch die Hände!
6. Besorge dir die schon bereitgestellten, bebrüteten Agarplatten der Vorgruppen dieses Versuches und
verschließe sie, indem du den gesamten Rand mit Tesafilm umklebst, wenn das noch nicht geschehen
ist.
Was fällt Dir auf der gewachsenen Bakterienplatte auf? Leite aus deinen Ergebnissen für den Alltag
nützliche und sinnvolle Hygieneregeln ab!
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Mikrobiologie
4 – Bakterien und Pilze in der Erde
4 - Bakterien und Pilze in der Erde
Bakterien und Pilze haben für den Lebensraum Boden eine zentrale Bedeutung. Trotzdem kann man sie in der
Regel nicht sehen. Bakterien sind so klein, dass man sie nur mir einem sehr guten Mikroskop sehen kann. Pilze,
wie wir sie im klassischen Sinne kennen (z.B. Champignons) sind nur die Fruchtkörper von einem verzweigten
Netzt aus dünnen Fäden, das durch den Boden gespannt ist (Mycel). Die Pilzfäden kann man bereits mit einer
sehr guten Lupe sehen.
Um Bakterien und Pilze sichtbar zu machen, wirst Du sie auf Agarplatten vermehren.
Du brauchst:
Kulturmedium in Petrischalen, Folienstifte, Pinzette, Erde
Versuchsablauf
Bemerkungen
1. Suche Dir eine der Erdproben aus.
2. Die Beschriftung der Agarplatten erfolgt ausschließlich auf der
Unterseite der Petrischale. Zu notieren sind:
– der Versuch (6 - Erde)
– das Datum, an dem die Platte beimpft worden ist
– die Herkunft der Erdprobe
Gehe dann mit Petrischale und
Pinzette zu der Erde.
3. Desinfiziere das Vorderende der Pinzette.
Danach vorne nicht mehr mit der
Hand berühren!
4. Nimm mit der Pinzette ein paar Erdbrocken und drücke sie nur
ganz leicht auf dem Nährboden fest. Halte die Petrischale dann
mit dem Nährboden nach unten über den Abfalleimer und
schüttle sie etwas, damit alles Lose herunterfällt. Petrischale
sofort wieder verschließen!
Achte genau darauf, den Agar weder
mit Gegenständen noch mit der Hand
zu berühren!
5. Zum Abschluss drehe die Agarplatten um, mit Deckel nach unten
und Boden nach oben. Gib die fertig beschrifteten Agarplatten in
den Brutschrank. Die Platten werden dann bei 35 °C für 1-2 Tage
inkubiert (bebrütet).
6. Säubere die Pinzette gründlich.
7. Besorge dir eine bebrütete Petrischale deiner (!) Erdprobe von
einer Vorgängergruppe und unterscheide Bakterien und Pilze.
8. Bringe am Ende die bewachsenen Agarplatten wieder zurück.
Wovon leben die Bakterien und Pilze im Boden?
16
Achte darauf, dass die inkubierten
Agarplatten vor der Auswertung
sorgfältig am Rand mit Tesafilm
zugeklebt sind.
>Das Helmholtz-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit
Das Helmholtz-Zentrum konzentriert die Forschungsarbeiten auf eine der wichtigsten Fragen unserer
Gesellschaft, die Gesundheit des Menschen in seiner Umwelt. Ziel ist es, Risiken für die menschliche
Gesundheit durch Umweltfaktoren zu erkennen, Mechanismen der Krankheitsentstehung zu
entschlüsseln sowie Konzepte zu entwickeln, um die Gesundheit des Menschen und seine natürlichen
Lebensgrundlagen auch für die Zukunft zu schützen.
Als Forschungseinrichtung des Bundes und des Freistaats Bayern mit Sitz in Neuherberg, im Norden
Münchens, sind wir Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten öffentlichen
Forschungsorganisation Deutschlands.
> Über das Gläserne Labor
Das Gläserne Labor wurde speziell für Schülerinnen und Schüler eingerichtet. Hier sollen sie zu
bestimmten naturwissenschaftlichen Themen möglichst eigenständig, aber natürlich nach Anleitung,
experimentieren und dabei entdecken, wie faszinierend naturwissenschaftliche Phänomene sind und
Spaß haben an der Experimentier- und Forschertätigkeit.
Zusätzlich sollen die Schülerinnen und Schüler das Helmholtz-Zentrum als Forschungseinrichtung
kennen lernen und verstehen, wie Grundlagenforschung funktioniert und warum sie wichtig bzw. nötig
ist. Je nach Thema werden aktuelle Forschungsprojekte des Helmholtz-Zentrums vorgestellt.
Das Helmholtz-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit übernimmt als Mitglied der HelmholtzGemeinschaft Verantwortung für die Qualität der naturwissenschaftlich-technischen Bildung unserer
Kinder.
Das Gläserne Labor dient als Institution, um dieser Anforderung durch unterrichtsergänzende
Angebote gerecht zu werden.
Es wurde am Helmholtz –Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit mit großzügiger finanzieller
Unterstützung der Helmholtz-Gemeinschaft eingerichtet.
> Weitere Informationen
Besuchen Sie uns im Internet. Dort finden sie aktuelle Informationen und das Anmeldeformular:
http://www.helmholtz-muenchen.de/schullabor/
Bei Fragen stehen wir telefonisch unter 089 3178 – 2725 zur Verfügung.
Auf ein baldiges Wiedersehen freut sich ihr Team vom Gläsernen Labor!
Gläsernes Labor
Abteilung Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum München
Deutsches Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit
Ingolstädter Landstrasse 1
85764 Neuherberg
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