Gymnázium, Rýmařov, příspěvková organizace Odborná práce biologického kroužku Mikrobiologie vody Vypracovali: Martina Ďásková, Jaroslava Ježková, Alexandra Kunčíková, Michaela Matulová, Michaela Rampulová Pod vedením: Marie Novotné Rýmařov 2008
Obsah OBSAH... 2 1. ÚVOD... 3 2. LITERÁRNÍ PŘEHLED TÉMATU... 4 3. METODIKA... 5 4. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST... 6 4.1. PRVNÍ KULTIVACE BAKTERIÍ... 8 4.1.1. Pomůcky... 8 4.1.2. Provedení práce... 9 4.1.3. Fotografie první kultivace bakterií... 10 4.1.4. Kultivace UPOL... 12 4.1.5. Zjištěné druhy bakteriálních kolonií u první kultivace... 13 4.2. DRUHÁ KULTIVACE BAKTERIÍ... 14 4.2.1. Zjištěné druhy bakterií u druhé kultivace... 14 5. ZÁVĚR... 15 5.1. PRVNÍ KULTIVACE BAKTERIÍ... 15 5.1.1. Podrobnější grafy první kultivace bakterií... 16 5.1.2. POVRCHOVÁ VODA 16.11.2007... 18 5.2. DRUHÁ KULTIVACE BAKTERIÍ... 19 5.2.1. Povrchová voda 7.12.2007... 20 5.3. ZÁVĚR... 21 6. POUŽITÁ LITERATURA... 22 2
1. Úvod Naše škola v r. 2007 získala dotaci z rozvojového programu MŠMT Podpora environmentálního vzdělávání, výchovy a osvěty za projekt,,výzkum kvality vody a výtvarné zpracování odpadních materiálů v Ekogymnáziu Rýmařov. Ve stejném roce také získala naše škola referenční list,,ekologická škola Moravskoslezského kraje za mimořádné aktivity v oblasti životního prostředí. Je nám známa důležitost environmentálního vzdělávání, a proto jsme zapojeni do projektu Ekogymnázium. Když se řekne voda, většina lidí si představí vodu pitnou, která nám doma teče z kohoutku. Ale voda není vždy čistá nebo pitná. Mnoho lidí nemá ponětí, odkud se voda bere a co se v ní nachází. Musíme si uvědomit, že ve vodě se zrodil život, který v ní trvá dodnes. Proto jsme se blíže podívali na čistotu a život ve vodě na Rýmařovsku a jeho nejbližším okolí. Molekula H 2 O 3
2. Literární přehled tématu Cílem naší práce bylo dokázat přítomnost mikroorganismů ve vodě z přírodních zdrojů. Vzhledem k tomu, že jsme o mikroorganismech měli minimální znalosti, začali jsme informace vyhledávat: v literatuře: Obecná bakteriologie ( prof. S. Rosypal a kol.) - SPN Praha, 1981 Základy mikrobiologie (Němec M.,Horáková D.) - MU Brno, 1993 Biologie vodních baktérií (Kopřivík B.) - Olomouc, 1982, Biologie pro gymnázia (Jan Jelínek) Nakladatelství Olomouc, 2003 na internetových stránkách: http://cs.wikipedia.org/wiki/bakterie (staženo 22.11.2007) http://www.004.cz/view.php?cisloclanku=2005082003-slovnicek-pojmuzdravotni-problematika (staženo 12.10.2007) http://genetika.wz.cz/prokaryota.htm (staženo 2.11.2007) http://www.svetkatastrof.webzdarma.cz/b-vb.html (staženo 19.10.2007) http://zenith.webgarden.cz/viry-a-bakterie/bakterie.html (staženo 5.10.2007) 4
3. Metodika Jeden z důvodů, proč jsme si toto téma vybrali, byl také ten, že se naše škola již účastní dvou ekologických projektů. Téma mikrobiologie vody nás natolik zaujalo, že jsme se rozhodli zapojit do soutěže,,věda je zábava, jejímž pořadatelem je UPOL. Po konzultaci s pí. prof. Novotnou jsme odebrali vzorky vody z různých přírodních zdrojů v Rýmařově a jeho okolí (kaluž, Podolský potok, Edrovický rybník, ). Po mikroskopování všech vzorků jsme vybrali čtyři nejzajímavější lokality: Flemichova zahrada Edrovický rybník rybník U Lomu Kobolkův rybník 5
4. Experimentální část Bakterie jsme očkovali celkem dvakrát. První očkování bakterií probíhalo 12.11.2007: - v prvních 48 hodinách se ve vzorcích nevyskytovaly žádné bakterie - kolonie bakterií jsme počítali až za 48 hodin (14.11.2007). Druhé očkování probíhalo 5.12.2007: - kolonie bakterií jsme počítali za 48 hodin (7.12.2007). Postup práce, znázornění v tabulkách a v grafech je na dalších stranách.. Pro větší přehlednost jsme si vyrobili v kroužku biologie mapu Rýmařova a do té jsme značili místa odběru vody. Fotografie naší mapy: 6
Do práce se zapojili studenti biologického kroužku. Počítání bakteriálních kolonií Mikroskopování bakterií Zapisování do tabulek Vytváření prezentace 7
4.1. První kultivace bakterií 4.1.1. Pomůcky Chemikálie: čerstvé vzorky vody, fyziologický roztok, masopeptonový agar (MPA) č.2 Laboratorní sklo: sterilní zkumavky, pipety na 10 ml, sterilní hokejky, Petriho misky, sterilní lahve Další pomůcky: mikropipety na 0,1 ml 8
4.1.2. Provedení práce Na povrch každé agarové plotny jsme napipetovali přímo z lahve 1 ml vzorku vody a rozetřeli jsme jej hokejkou po celém povrchu. 2. vzorek jsme zředili fyziologickým roztokem (1:10). Z příslušného ředění jsme napipetovali 1 ml vody na povrch každé agarové plotny a rozetřeli jsme jej hokejkou. Každou plotnu jsme řádně popsali. Bakterie jsme pěstovali při teplotě 19 C - stanovení psychrofilních bakterií. Po 24 hodinách jsme počítali kolonie bakterií a zapisovali do předem připravené tabulky. Rozlišili jsme také druhy bakteriálních kolonií, určili je pomocí vhodné literatury a zaznamenávali zjištěné informace do tabulek a grafů. 9
4.1.3. Fotografie první kultivace bakterií Vybrali jsme fotografie ze dne16.11.2007, protože na nich můžeme nejzřetelněji vidět bakteriální kolonie a také jsme z těchto vzorků prováděli statistiky. Edrovický rybník 1: Edrovický rybník 2: Kobolkův rybník 1: Kobolkův rybník 2: 10
Flemichova zahrada 1: Flemichova zahrada 2: Rybník U Lomu 1: Rybník U Lomu 2: 11
4.1.4. Kultivace UPOL Enterokoky a termotolerantní koliformní bakterie nám pomohli kultivovat na Palackého univerzitě v Olomouci. U Lomu, Edrovice U Lomu, Kobolkův rybník Edrovice, Flemichova zahrada 12
4.1.5. Zjištěné druhy bakteriálních kolonií u první kultivace Zajímali jsme se nejen o počet bakteriálních kolonií, ale také o jejich tvar, barvu, okraje a profil. Pro větší přehlednost jsme si sestrojili tabulku. Vzorek Tvar Profil Okraje Barva Flemichova zahrada 1 okrouhlý 50%, laločnatý 50% vypouklý 60%, zvýšený 40% Flemichova okrouhlý 55%, vypouklý 50%, zahrada 2 laločnatý 45% zvýšený 50% Rybník Okrouhlý 95%, U Lomu 1 laločnatý 5% vypouklý Rybník U Lomu 2 okrouhlý vypouklý Edrovický rybník 1 okrouhlý 95%, laločnatý 5% vypouklý 70%, plochý 30% Edrovický vypouklý 85%, rybník 2 okrouhlý plochý 15% Kobolkův plochý 70%, rybník 1 okrouhlý vypouklý 30% Kobolkův plochý 90%, rybník 2 okrouhlý vypouklý 10% Svraštělé bílá 98%, žlutá 2% svraštělé 95%, bílá 85%, žlutá zubaté 5% 15% 1 fialová, 2 vroubkované červené, zbytek žlutá vroubkované bílá 80%, žlutá 20% s koncentrickou bílá 60%, 40% stavbou žlutá s koncentrickou bílá 60%, 40% stavbou žlutá vroubkované bílá 90%, červená 2%, žlutá 8% bílá 95%, vroubkované žlutooranžová 5% 13
4.2. Druhá kultivace bakterií U druhé kultivace bakterií jsme postupovali stejně jako u první kultivace, jen jsme měli tři druhy vzorků z každé vody. První vzorek byl neředěný, druhý byl ředěný v poměru 1:10 a třetí byl ředěný 1:100. 4.2.1. Zjištěné druhy bakterií u druhé kultivace Vzorek Tvar Profil Okraje Barva Flemichova zahrada 1 okrouhlý 90%, zvlněný 10% vypouklý 50%, plochý 50% rizoidní, svraštělé 1 fialová, zbytek nažloutlá Flemichova zahrada 2 Flemichova zahrada 3 Rybník U Lomu 1 Rybník U Lomu 2 Rybník U Lomu 3 Edrovický rybník 1 Edrovický rybník 2 Edrovický rybník 3 Kobolkův rybník 1 Kobolkův rybník 2 Kobolkův rybník 3 okrouhlý okrouhlý zvlněný 60%, okrouhlý 40% okrouhlý 70%, zvlněný 30% okrouhlý zvlněný 50%, okrouhlý 50% zvlněný 60%, okrajový 40% okrouhlý 50%, zvlněný 50% okrouhlý 80%, zvlněný 20% okrouhlý 75%, zvlněný 25% okrouhlý 80%, laločnatý 20% plochý zvýšený pupkovitý 50, vypouklý 50% bradavičnatý bradavičnatý vypouklý 60%, zvýšený 40% plochý bradavičnatý mírně vypouklý mírně bradavičnatý bradavičnatý vroubkované 50%, svraštělé 50% vroubkované 1 bílá, zbytek nažloutlé nažloutlé, žluté svraštělé 60%, 20 ks fialové, 15 vroubkované ks žlutých, 40% zbytek bílé vroubkované vroubkované vroubkované 50%, svraštělé 50% vroubkované vroubkované zubaté 85%, svraštělé 15% zubaté vroubkované 19 ks fialové, nažloutlé, zbytek bílé 2 ks fialové, 1 ks červené, žluté 3 oranžové, 5 žlutých, zbytek bílé 9 ks fialové, 4 ks žluté, nažloutlé, bílé žlité, nažloutlé, bílé fialové kolonie (20Ks), zbytek bílé fialové kolonie (20Ks), zbytek bílé, nažloutlé žlutá, fialová, nažloutlá 14
5. Závěr 5.1. První kultivace bakterií Mikrobiologické a biologické ukazatele - celkový počet kolonií /KTJ/ na agaru - zobrazení počtu bakteriálních kolonií v 1 ml. První vzorek byl neředěný a druhý byl ředěný v poměru 1:10. F 1 F 2 E 1 E 2 L 1 L 2 K 1 K 2 Pondělí 12.11.2007 0 0 0 0 0 0 0 0 Úterý 13.11.2007 0 0 0 0 0 0 0 0 Středa 14.11.2007 225 119 167 33 140 35 270 3 Čtvrtek 15.11.2007 900 2509 578 2332 372 1679 468 116 Pátek 16.11.2007 746 3182 600 3047 493 1015 613 835 3500 3000 2500 2000 1500 12.11.2007 13.11.2007 14.11.2007 15.11.2007 16.11.2007 1000 500 0 F1 F2 E1 E2 L1 L2 K1 K2 Vysvětlivky: F Flemichova zahrada, E Edrovický rybník, L rybník U Lomu, K Kobolkův rybník Z grafu a z tabulky můžeme vyčíst, že se bakterie velmi rychle rozmnožují. V grafu vidíme, že nejvíce bakterií se po pěti dnech vyskytovalo ve vzorku vody z Flemichovy zahrady 1. Při pozorování této vody mikroskopem jsme došli k závěru, že tento vzorek vody je nejvíce znečištěný a také se v něm nachází nejvíce mikroorganismů (trepky velké, rozsivky, ). Výskyt mikroorganismů tedy souvisí i s množstvím výskytu bakterií. Pro větší přehlednost jsme graf rozdělili do čtyř malých grafů. 15
5.1.1. Podrobnější grafy první kultivace bakterií Flemichova zahrada 1. a 2. vzorek 3500 3000 2500 2000 1500 1000 F1 F2 500 0 12.11.2007 13.11.2007 14.11.2007 15.11.2007 16.11.2007 Rybník U Lomu 1. a 2. vzorek 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 L1 L2 200 0 12.11.2007 13.11.2007 14.11.2007 15.11.2007 16.11.2007 16
Edrovický rybník 1. a 2. vzorek 3500 3000 2500 2000 1500 1000 E1 E2 500 0 12.11.2007 13.11.2007 14.11.2007 15.11.2007 16.11.2007 Kobolkův rybník 1. a 2. vzorek 900 800 700 600 500 400 K1 300 200 K2 100 0 12.11.2007 13.11.2007 14.11.2007 15.11.2007 16.11.2007 17
5.1.2. Povrchová voda 16.11.2007 Mikrobiologické a biologické ukazatele - celkový počet kolonií /KTJ/ na agaru - zobrazení počtu bakteriálních kolonií v 1 ml. Vzorek byl ředěný v poměru 1:10. Vzorek Termotolerantní koliformní bakterie Enterokoky Chladnomilné bakterie Kobolkův rybník 180 20 Masivní nárůst Edrovický rybník 280 100 Masivní nárůst Rybník U Lomu 110 40 Masivní nárůst Flemichova zahrada 430 60 Masivní nárůst 18
5.2. Druhá kultivace bakterií Mikrobiologické a biologické ukazatele - celkový počet kolonií /KTJ/ na agaru - zobrazení počtu bakteriálních kolonií v 1 ml. První vzorek byl neředěný, druhý byl ředěný v poměru 1:10 a třetí byl ředěný v poměru 1:100. Flemichova zahrada U Lomu Kobolkův rybník Edrovický rybník Neředěný vzorek 2600 1920 2148 2025 1:10 ředěný vzorek 601 1438 2005 1405 1:100 ředěný vzorek 61 117 151 171 Bakterie 3000 2500 počet bakterií 2000 1500 1000 500 neředěné 1:10 ředěné 1:100 ředěné 0 Flemichova zahrada Lom Kobolkův rybník Edrovický rybník místo sběru Z tohoto grafu můžeme dojít k závěru, že se bakterie nejvíce množí v neředěném vzorku a opět nejvíce ve vodě z Flemichovy zahrady. Nejvyrovnanější hodnoty bakterií jsou ve vzorku z Kobolkova rybníka, kde je skoro stejný počet bakterií v neředěném vzorku a vzorku ředěném 1:10. 19
5.2.1. Povrchová voda 7.12.2007 Mikrobiologické a biologické ukazatele - celkový počet kolonií /KTJ/ na agaru - zobrazení počtu bakteriálních kolonií v 1 ml. Třetí vzorek byl ředěný v poměru 1:100. vzorek termotolerantní koliformní bakterie enterokoky Chladnomilné bakterie Kobolkův rybník masivní nárůst 0 masivní nárůst Edrovický rybník masivní nárůst 23 masivní nárůst Rybník U Lomu masivní nárůst 1 masivní nárůst Flemichova zahrada masivní nárůst 0 masivní nárůst 20
5.3. Závěr V první řadě bychom chtěli poděkovat Palackého univerzitě Olomouc za kultivaci některých druhů bakterií a zvláště paní Dr. Jarmile Medkové za odbornou pomoc. Tato práce se nám líbila, a proto jsme se rozhodli v ní pokračovat. Pomocí nových mikroskopů, které škola nakoupila za peníze z jednoho ekologického projektu, jsme začali mikroskopovat další druhy mikroorganismů ve vodě. Stylonychia (Rybník ve Flemichově zahradě) 21
6. Použitá literatura Literatura: Obecná bakteriologie ( prof. S. Rosypal a kol.) - SPN Praha, 1981 Základy mikrobiologie (Němec M.,Horáková D.) - MU Brno, 1993 Biologie vodních baktérií (Kopřivík B.) - Olomouc, 1982, Biologie pro gymnázia (Jan Jelínek) Nakladatelství Olomouc, 2003 Internetové stránky: http://cs.wikipedia.org/wiki/bakterie (staženo 22.11.2007) http://www.004.cz/view.php?cisloclanku=2005082003-slovnicek-pojmuzdravotni-problematika (staženo 12.10.2007) http://genetika.wz.cz/prokaryota.htm (staženo 2.11.2007) http://www.svetkatastrof.webzdarma.cz/b-vb.html (staženo 19.10.2007) http://zenith.webgarden.cz/viry-a-bakterie/bakterie.html (staženo 5.10.2007) 22