Od czego zależy wzrost bakterii?

1246
BioCentrum Edukacji Naukowej
Margus Pedaste i Tago Sarapuu
46 Vanemuise St., 51014 Tartu, Estonia
Od czego zależy wzrost bakterii?
Karta pracy dołączona do modelu komputerowego pt.: „Wzrost bakterii”
Wstęp
Kiedy mówimy o wzroście organizmów, mamy najczęściej na myśli wzrost
rozmiarów pojedynczego osobnika. Wzrost organizmów widocznych
gołym okiem można łatwo zmierzyć, w przeciwieństwie do wzrostu
mikroorganizmów. Na przykład komórki bakteryjne mają średnicę od 0,1
do 25µm i trudno jest zmierzyć wzrost pojedynczej komórki, nawet przy
użyciu mikroskopu. Naukowcy opisują wzrost bakterii używając określenia
„czas generacji”, które oznacza okres czasu potrzebny do podwojenia się
liczby komórek bakteryjnych. W rzeczywistości jest to cecha związana z
rozmnażaniem się bakterii, lecz ma także związek z ich wzrostem. W
warunkach optymalnych „czas generacji” wynosi dla niektórych bakterii
20-30 minut. Tworzą one wówczas na szalkach z pożywką widoczne
gołym okiem kolonie. Dlatego wzrost bakterii może być też opisywany
jako powiększanie się ich kolonii.
Podczas tej lekcji będziecie mieć możliwość zabawy w młodych naukowców. Waszym zadaniem będzie
badanie, w jaki sposób różne czynniki środowiskowe wpływają na wzrost bakterii. Wyniki swych badań będziecie
mogli wykorzystać w praktyce dnia codziennego, gdy tylko zechcecie zwiększyć lub zmniejszyć intensywność
wzrostu tych mikroorganizmów, np. podczas przygotowania jogurtu lub ochrony produktów spożywczych przed
niepożądanymi bakteriami.
Formułowanie hipotez
Otwórz model „Wzrost bakterii” przez kliknięcie ikony programu. Przeczytaj uważnie instrukcję znajdującą
się na dole ekranu i wymień czynniki środowiskowe, które będziesz w stanie modyfikować przy użyciu
programu:
• …………………………………………………….................................……………….........................................................................………………
• …………………………..............................…………………………………….........................................................................………………………
• ..............................…………………………………………………………….........................................................................…………………………
Następnie postaraj się zgadnąć, w jaki sposób natężenie danego czynnika wpływa na wzrost bakterii.
Uzupełnij zdania (hipotezy).
• Jeśli ………………………………………………………………, to wzrost bakterii będzie…............................………………………………….
• Jeśli ……………………………..………........................…, to wzrost bakterii będzie ...................................................................….
• Jeśli .................................…………………………………, to wzrost bakterii będzie ……................................................................
www.biocen.edu.pl
Copyright © M. Pedaste and T. Sarapuu, 2007
BioCentrum Edukacji Naukowej
Planowanie badań
Przeprowadź trzy eksperymenty weryfikujące Twoje hipotezy. Opisz, w
jaki sposób planujesz doświadczenia i wymień wyposażenie niezbędne
do przeprowadzenia ich w prawdziwym laboratorium.
• W celu weryfikacji pierwszej hipotezy planuję ………………………….............
...................................................................................................................................
Niezbędne wyposażenie do przeprowadzenia tego doświadczenia to
...................................................................................................................................
• W celu weryfikacji drugiej hipotezy planuję ………………………….................
...................................................................................................................................
Niezbędne wyposażenie do przeprowadzenia tego doświadczenia to
...................................................................................................................................
• W celu weryfikacji trzeciej hipotezy planuję …………………………................
...................................................................................................................................
Niezbędne wyposażenie do przeprowadzenia tego doświadczenia to
...................................................................................................................................
Badanie 1. Wpływ temperatury na wzrost bakterii.
Wykorzystaj symulację „Wzrost baterii” i wypełnij poniższą tabelę.
Temperatura
°C
Wilgotność
%
Antybiotyk
obecny / brak
10
60
brak
25
60
brak
50
60
brak
Czas podwojenia liczby bakterii (w godzinach)
pierwszy
drugi
trzeci
Średni czas
generacji (w
godzinach)
Na podstawie otrzymanych wyników narysuj wykres i odpowiedz na
poniższe pytania.
• W jakich warunkach wzrost bakterii był najbardziej intensywny?
........................…………………………………………………………………………………………...
• W jakich warunkach wzrost bakterii był najwolniejszy?
........................…………………………………………………………………………………………...
• Jaki wpływ ma temperatura na wzrost bakterii? Napisz ogólny
wniosek.
………………………………………………………………………………………...………………………
.................................................……………………………………………………………………...
www.biocen.edu.pl
Copyright © M. Pedaste and T. Sarapuu, 2007
Od czego zależy wzrost bakterii?
Średni czas generacji (w godzinach)
10
8
6
4
2
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Temperatura (°C)
Badanie 2. Wpływ wilgotności na wzrost bakterii.
Wykorzystaj model „Wzrost baterii” i wypełnij poniższą tabelę. Wybierz
odpowiednią temperaturę (stałą w czasie całego eksperymentu).
Temperatura
°C
Wilgotność
%
Antybiotyk
obecny / brak
20
brak
60
brak
100
brak
Czas podwojenia liczby bakterii (w godzinach)
pierwszy
drugi
trzeci
Średni czas
generacji (w
godzinach)
Wyjaśnij, dlaczego wybrałeś taką temperaturę, jako stały parametr
podczas trwania całego eksperymentu?
…………………………………………………………………………………………………………………
...................................………………………………………………………………………………….
Na podstawie otrzymanych wyników narysuj wykres i odpowiedz na
poniższe pytania.
• W jakich warunkach wzrost bakterii był najbardziej intensywny?
…………………………………………………………………………………........................………...
• W jakich warunkach wzrost bakterii był najwolniejszy?
........................…………………………………………………………………………………………...
• Jaki wpływ ma wilgotność na wzrost bakterii? Napisz ogólny
wniosek.
………………………………………………………………………………………...………………………
.................................................……………………………………………………………………...
Copyright © M. Pedaste and T. Sarapuu, 2007
www.biocen.edu.pl
BioCentrum Edukacji Naukowej
Average generation time (in hours)
10
8
6
4
2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Humidity (%)
Badanie 3. Wpływ obecności antybiotyku na wzrost
bakterii.
Wykorzystaj model „Wzrost baterii” do wypełnienia poniższej tabeli.
Wybierz odpowiednią temperaturę oraz wilgotność (jako stałe warunki
w czasie całego eksperymentu).
Temperatura
°C
Wilgotność
%
Antybiotyk
obecny / brak
Czas podwojenia liczby bakterii (w godzinach)
pierwszy
drugi
obecny
brak
• Wyjaśnij, dlaczego wybrałeś taką temperaturę oraz wilgotność, jako
stałe parametry podczas trwania całego eksperymentu?
…………………………………………………………………………………………………………………
......................................................………………………………………………………………….
• Jakie zmiany można zaobserwować podczas tego eksperymentu?
.....................………………………………………………………………………………..................
• Jaki wpływ ma obecność antybiotyku na wzrost bakterii? Napisz ogólny
wniosek.
………………………………………………………………………………………...………………………
.................................................……………………………………………………………………...
www.biocen.edu.pl
trzeci
Średni czas
generacji (w
godzinach)
Od czego zależy wzrost bakterii?
Podsumowanie
Przeprowadziłeś badanie wpływu różnych czynników na wzrost bakterii.
Biorąc pod uwagę wyniki swoich eksperymentów wyjaśnij, co powinni
zrobić bohaterowie poniższych historii.
• Michał i Kasia przygotowywali jogurt. Do naczynia z mlekiem dodali
łyżkę jogurtu. Następnie umieścili naczynie w zamrażalniku. Czekali
dwa dni, ale nic się nie wydarzyło – jogurt nie powstał. Co powinni
zrobić inaczej i dlaczego?
…………………………………………………………………………………………………………………
......................................................………………………………………………………………….
..........................………………………………………………………………………………………….
..........................………………………………………………………………………………………….
• Ania i Radek chcieli zbadać bakterie unoszące się w powietrzu w ich
mieszkaniu. w tym celu przygotowali pożywkę dla bakterii i wylali ją
na szalki Petriego. Następnie umieścili szalki na parapecie okiennym
w łazience. Po tygodniu chcieli sprawdzić wyniki hodowli bakterii, lecz
okazało się to niemożliwe. Szalki były pokryte koloniami bakterii, ale
też pleśnią. Co poszło źle? Co powinni zrobić inaczej i dlaczego?
…………………………………………………………………………………………………………………
......................................................………………………………………………………………….
..........................………………………………………………………………………………………….
..........................………………………………………………………………………………………….
Podziękowania
Tłumaczenie protokołu na język polski wykonał Maciej Węsierski.
Protokół jest częścią projektu Volvox finansowanego przez Komisję
Europejską w ramach Szóstego Programu Ramowego.
www.biocen.edu.pl