МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра ботаники
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к занятиям спецпрактикума по разделу
«Микология. Методы экспериментального изучения
микроскопических грибов»
для студентов 4 курса дневного отделения специальности
«G 31 01 01 — Биология»
МИНСК
2004
УДК [632.4+581.24+582.28].08(075.8)
ББК
С41
А в т о р ы – с о с т а в и т е л и:
В.Д. Поликсенова, А.К. Храмцов, С.Г. Пискун
Р е ц е н з е н т :
доцент кафедры микробиологии
биологического факультета Белгосуниверситета
канд.биол. наук Желдакова Р.А.
Рекомендовано Ученым Советом
биологического факультета
28 июня 2004 г., протокол № 11
| С41 | Методические указания к занятиям спецпрактикума по разделу «Микология. Методы экспериментального изучения микроскопических грибов» для студентов 4 курса дневного отделения специальности «G 31 01 01 – Биология» / Авт.-сост. В.Д. Поликсенова, А.К. Храмцов, С.Г. Пискун. – Мн.: БГУ, 2004. – 36 с. Изложены общие методические указания к выполнению заданий на занятиях спецпрактикума по разделу «Микология. Методы экспериментального изучения микроскопических грибов». Для студентов 4 курса дневного отделения специальностей «G 31 01 01 — Биология». |
УДК [632.4+581.24+582.28].08(075.8)
ББК
ВВЕДЕНИЕ
Спецпрактикум представляет собой часть учебного процесса специализирующихся студентов, в рамках которого запланирована самостоятельная работа студентов.
Один из разделов спецпрактикума – «Экспериментальное изучение микроскопических грибов» (40 ч.), который в отличие от других разделов, предусматривает изучение объектов и явлений опытным путем. Предметом исследований студентов в данном разделе спецпрактикума являются микроскопические грибы, вызывающие болезни растений, и поэтому представляющие собой большой практический интерес. Согласно плану работы студенты должны научиться планировать и проводить биологические эксперименты, получить, обработать и проанализировать экспериментальные данные.
Начало развития экспериментальной микологии относится к концу XIX века. Этому предшествовал длительный и примечательный выдающимися открытиями период изучения цитологии, экологии грибов, их онтогенеза и циклов развития, период создания основ научной фитопатологии. В результате микология из описательной науки, занимающейся изучением только морфологии и систематики, превратилась в экспериментальную, изучающую роль грибов в природе и практической деятельности человека.
Современная экспериментальная микология характеризуется сочетанием классических и новых методов исследования организмов на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях.
Огромнейшие возможности изучения и регуляции процессов жизнедеятельности грибов открывает техника культивирования микроорганизмов, базирующаяся на современных биохимических и физико-химических методах исследования грибов. Культивирование облигатных фитопатогенных грибов (ржавчинных, головневых, мучнисторосяных и др.), в частности, позволило выяснить тонкие механизмы заболеваний и защитных реакций растения-хозяина. Изучение биосинтетической способности грибов привело к выделению сложных по химической природе и специфических по биологическим свойствам метаболитов. Широкое применение в практике нашли различные ферменты грибов, активные по отношению к большинству известных субстратов.
Одним из основных вопросов в области изучения биологически активных метаболитов грибов является выявление условий их максимального биосинтеза, разработка методов получения препаратов из них с целью всестороннего изучения свойств.
Большинство видов микроскопических грибов в значительно меньшей степени, чем бактерии, требовательны к наличию в среде сложных органических веществ – белков, аминокислот, витаминов. Перспективно изучение возможности использования грибов для превращения трудно усваиваемых субстратов, биосинтеза биологически активных веществ в экстремальных условиях.
До последнего времени уделялось чрезвычайно мало внимания изучению физиологических свойств и морфологии грибов, условий вегетативного роста и образования репродуктивных органов в связи с их биосинтетической активностью. Тем не менее, идентификация специфических метаболитов (гормонов), обусловливающих дифференциацию мицелия в связи с образованием репродуктивных органов, играет весьма важную роль в регулировании жизнедеятельности грибов.
При изучении этих и многих других вопросов исследователь неизменно сталкивается с методами выделения грибов из определенных субстратов, их культивированием, определением жизнеспособности, роста и биосинтетической активности и др.
Основоположником отечественной экспериметальной микологии является Н. А. Наумов. Созданное им руководство «Методы микологических и фитопатологических исследований» (1937 г.) относится к библиографической редкости.
К моменту отработки раздела спецпрактикума «Экспериментальное изучение микроскопических грибов» студенты-биологи уже имеют должную теоретическую и практическую подготовку по базовым курсам «Альгология и микология», «Морфология растений», «Физиология растений», «Микробиология». Имеющиеся у студентов знания и навыки являются основой в приобретении и закреплении новых. Самостоятельной постановке эксперимента предшествует детальное теоретическое и практическое пояснение материала преподавателем.
Каждый студент решает одинаковую задачу на примере разных видов грибов, что позволяет в конце эксперимента обобщить полученные данные для целого ряда фитопатогенов, различающихся конкретными свойствами.
Поставленные задачи предусматривают углубленное самостоятельное изучение студентами научной литературы, организацию рабочего места, правильное планирование рабочего времени. Это обязывает студентов согласно их конкретному эксперименту осуществлять наблюдения и контроль опыта по конкретному графику, который может не совпадать с расписанием учебных занятий. На протяжении эксперимента роль преподавателя сводится к консультации студентов по возникающим в ходе опыта вопросам.
Контроль за работой студентов осуществляется в форме проверки и обсуждения оформленных отчетов о проведенных исследованиях. Обычно предпоследнее занятие по указанному разделу спецпрактикума отводится на пояснение и консультацию студентов по вопросам составления отчета, сведению данных опыта в таблицы, графики, диаграммы, плана анализа полученных результатов, требованиям к оформлению научной работы подобного рода.
Итоговое занятие по указанному разделу посвящается публичному выступлению каждого студента-исследователя по материалам отчета о проделанной работе. При этом обобщаются данные, полученные всеми студентами, формулируются выводы, касающиеся закономерностей роста и развития целой группы микроскопических грибов. Публичная презентация материала обязывает студента самостоятельно продумать наглядности, необходимые для полного восприятия информации слушателями, позволяет сравнить полученные данные и завязать научную дискуссию, обобщить материал всех студентов-исследователей, что чрезвычайно важно при работе в научном коллективе.
Подобная организация работы на спецпрактикуме является хорошей базой для последующих самостоятельных научных изысканий, при подготовке отчетов о летних учебных и производственных практиках, подготовке курсовых и дипломных работ, а также в освоении курсов «Микология», «Фитопатология», «Иммунитет растений».
Для проведения экспериментальных микологических исследований в рамках спецпрактикума необходимо иметь следующее оборудование и материалы:
– автоклав;
– термостаты;
– сушильный шкаф;
– весы для взвешивания компонентов среды;
– бактерицидную лампу;
– спиртовку или газовую горелку;
– набор колб термостойких объемом 0,5 л, 1 л и флаконов по 0,5 л для стерилизации сред;
– мерный цилиндр или стакан;
– стеклянную воронку;
– шпатель;
– марлю для фильтрации сред;
– водяную баню;
– чашки Петри;
– пробирки с ватно-марлевыми пробками;
– фильтровальную бумагу;
– стеклограф или тушь;
– иглы и бактериальные петли для пересева грибов;
– скальпель, пинцет, пипетки;
– пробочное сверло;
– счетные камеры Горяева (или аналогичные им);
– штативы для пробирок;
– стекла или пластиковые диски;
– микроскопы.
В зависимости от того, какие грибы используются в эксперименте и каковы его задачи, необходимы разные субстраты для приготовления питательных сред.
ЗАНЯТИЕ 1
Тема: Общие правила, методы выделения в чистую культуру и культивирование грибов
Цель: Ознакомиться с общими правилами и методами культивирования грибов, подготовить объекты к выделению грибов в чистую культуру.
Оборудование: Микроскоп, пенал с набором инструментов, спиртовки, чашки Петри, бумажные фильтры, спирт, вата.
Материал: Органы растений, пораженные различными грибами.
В зависимости от целей и методов исследования культивирование микроскопических грибов включает ряд этапов:
1 – подготовка образцов естественных субстратов (почвы, пораженных органов растений или растительных остатков, зерна и т. д.), из которых предполагается сделать высев на обычные (агар Чапека) и элективные (избирательные) среды, обеспечивающие преимущественное развитие одного вида или группы родственных видов среды; определение наличия грибов.