Для получения культуры сенной палочки положите в колбу с водой немного сена, горлышко колбы закройте ватой и кипятите содержимое в течение 15 мин, чтобы уничтожить другие бактерии, которые могут оказаться в колбе. Сенная палочка при кипячении не погибает.
Полученный настой сена отфильтруйте и на несколько дней поставьте в помещение с температурой 20—25 °С. Сенная палочка будет размножаться, и вскоре поверхность настоя покроется плёнкой из бактерий.
Стеклянной палочкой перенесите частичку плёнки на предметное стекло, накройте покровным стеклом и рассмотрите под микроскопом. Добавьте под покровное стекло каплю метиленовой синьки или чернил, разбавленных водой. На голубом фоне бактерии видны гораздо лучше. Некоторые из них подвижны, а у неподвижных внутри видны блестящие овальные образования. Это споры.

Для выполнения данной задачи важно понять ключевые биологические процессы и особенности сенной палочки (Bacillus subtilis) — бактерии, которая входит в состав почвенной микрофлоры и широко используется в биологических экспериментах. Разберём теоретическую часть, касающуюся всего процесса.

Сенная палочка (Bacillus subtilis)

1. Общие характеристики:

   • Сенная палочка — это грамположительная палочковидная бактерия, обитающая в почве, воде и на растительных остатках.
   • Она относится к роду Bacillus, который включает в себя множество видов, способных образовывать споры.
   • Споры — это форма покоящейся клетки, которая способна выдерживать неблагоприятные условия, такие как высокая температура, ультрафиолетовое излучение, химические вещества и высушивание.

2. Образование спор:

   • При неблагоприятных условиях (например, недостаток питательных веществ) сенная палочка формирует споры, которые позволяют ей выживать.
   • Споры окружены плотной оболочкой, которая защищает их от внешних воздействий, включая кипячение. Именно поэтому споры сенной палочки могут выжить при температуре выше 100 °C.

3. Размножение:

   • В благоприятных условиях, таких как наличие воды, питательных веществ и подходящая температура (около 20–25 °C), споры прорастают, превращаясь в активные бактериальные клетки.
   • Клетки начинают активно размножаться путём деления, формируя колонии.

Основные этапы эксперимента

1. Подготовка культуры:
− Сено, помещённое в воду, служит источником органических веществ (углерод, азот), которые необходимы для питания бактерий.
− Кипячение воды с сеном уничтожает большинство других микроорганизмов, оставляя споры сенной палочки, которые выживают благодаря своей устойчивости к теплу.

2. Фильтрация и инкубация:
− После кипячения и фильтрации в настое остаются только споры сенной палочки.
− При помещении в подходящие температурные условия (20–25 °C) споры начинают прорастать, и бактерии переходят в активную форму, размножаясь и образуя видимую бактериальную плёнку на поверхности жидкости.

3. Наблюдение под микроскопом:
− Взятие образца плёнки сенной палочки на предметное стекло позволяет изучить клетки бактерий.
− Окрашивание метиленовой синькой или разбавленными чернилами улучшает контраст, выделяя бактерии на голубом фоне. Это делает их видимыми под микроскопом.
− Под микроскопом можно увидеть:
− Подвижные бактерии: это активные клетки, снабжённые жгутиками, которые обеспечивают их движение.
− Неподвижные клетки: это клетки с яркими блестящими образованиями (споры) внутри.

Объяснение процесса кипячения

При кипячении большая часть микроорганизмов погибает из−за денатурации белков и разрушения клеточных структур. Однако споры сенной палочки остаются жизнеспособными благодаря наличию уникальных защитных механизмов:
− Специальные белки и ферменты внутри споры защищают ДНК от повреждений.
− Оболочка споры предотвращает проникновение воды и других веществ, что снижает риск теплового повреждения.

Условия роста бактерий

Для успешного прорастания спор и роста бактерий необходимы:
− Питательные вещества: органические соединения из сенного настоя.
− Вода: обязательна для обмена веществ внутри бактериальных клеток.
− Температура: диапазон 20–25 °C является оптимальным для роста Bacillus subtilis.
− Кислород: сенная палочка относится к аэробным бактериям, то есть для её роста необходим доступ воздуха.

Окрашивание бактерий

Для наблюдения под микроскопом используется метод окрашивания, который улучшает видимость клеток:
− Метиленовая синька: основной краситель, который окрашивает бактериальные клетки в голубой или синий цвет.
− Разбавленные чернила: создают контрастный фон, делая бактерии более заметными.

Подвижность бактерий

Подвижность бактерий обусловлена наличием жгутиков — нитевидных органелл, которые вращаются, как пропеллер, позволяя клетке двигаться в жидкой среде.

Значение эксперимента

• Изучение сенной палочки помогает понять особенности роста и размножения бактерий, их устойчивость к внешним воздействиям, а также процесс образования спор.
• Это базовый эксперимент для знакомства с микробиологией — наукой, изучающей микроорганизмы.

Таким образом, эксперимент позволяет наглядно продемонстрировать ключевые свойства сенной палочки и её жизненный цикл.