Mikrobiologi

Mikroorganismer har stor betydelse för hälsa och sjukdom – vissa används vid tillverkning av mat, läkemedel och andra biotekniska produkter, medan andra kan ge svåra infektioner. Det finns många spännande och intressanta försök att göra med mikroorganismer i skolan för att få en praktisk tillämpning inom områden som cellära, evolution, smittspridning eller bioteknik. Antibiotikaresistens är ett växande folkhälsoproblem både i Sverige och i övriga världen, undervisningsmaterial om hur du kan jobba med detta område i skolan finns nedan. 

Många mikroorganismer är enkla att arbeta med, men det är viktigt att vara medveten om riskerna med mikrobiologiskt arbete. På Bioresurs har vi tagit fram Säkerhetsanvisningar för laborationer med mikroorganismer.


 

För högstadiet och gymnasiet

Rädda antibiotikan med kunskap och handling

Antibiotikaresistens är ett folkhälsoproblem och en ökad resistensutveckling kan få stora konsekvenser för både individen och samhället, på lokal och global nivå. För att möta den komplexa problematik som vår användning av antibiotika medför behöver elever inte bara lära sig faktakunskaper, de behöver också utveckla handlingskompetens som innefattar bland annat att människor upplever att de har möjligheter att agera utifrån kunskaper, kritiskt tänkande och värderingar. I ett  forskningsprojekt har didaktikforskare vid Uppsala universitet tillsammans med biologilärare på högstadiet och gymnasiet tagit fram ett undervisningsmaterial om antibiotikaresistens.

Har du frågor om materialet, maila oss så hjälper vi till! Vi vill även gärna få återkoppling på hur materialet fungerar i era klasser, maila oss och berätta:
eva.lundqvist@edu.uu.se
ida.solum@bioresurs.uu.se

Mikrobiologiska arbetsmetoder

Sterilteknik

Vid mikrobiologiskt arbete är det viktigt att förhindra kontaminering av odlingar och att inte utsätta sig själv eller andra för risker med oönskade bakterier eller andra mikroorganismer. Denna fil innehåller en kortfattad punktlista för hur man jobbar sterilt vid laborationer med mikroorganismer.

Sterilteknik (elevinstruktion, pdf)

Beskrivning av fyra olika bakteriearter

I dokumentet beskrivs fyra vanliga bakterierarter som är lämpliga att arbeta med i skolan. De arter som tas upp är E.coli, B. megaterium, B. subtilis och M. luteus.

Beskrivning av fyra olika bakteriearter

Systematiska undersökningar med mikrosvampar - jäst

För att träna förmågan att genomföra systematiska undersökningar i biologi kan jäst användas för experiment i klassrummet. Jäst är billigt, ofarligt och försöken kan varieras genom att exempelvis variera temperatur, socker, mjöl eller jäst.

Systematiska undersökningar med jäst (lärarhandledning, pdf)

Jästförsök med ballonger - bekräftande undersökning (elevinstruktion, pdf)
Jästförsök med ballonger - guidad undersökning (elevinstruktion, pdf)

Jästförsök med degrullar - bekräftande undersökning (elevinstruktion, pdf)
Jästförsök med degrullar - guidad undersökning (elevinstruktion, pdf)

Mikroorganismer överallt

Mikroorganismer finns överallt i miljön. I denna uppgift ska eleverna planera en undersökning som jämför förekomsten av bakterier i olika miljöer. För att ta prover från ytor kan man använda olika metoder, dels kan man trycka föremål eller fingrar direkt mot agarplattans yta, mindre föremål kan placeras direkt på agarytan eller så kan man använda sterila verktyg som t.ex. sterila bomullstops som dras över agarytan. Tänk på säkerhetsriskerna eftersom patogena bakterier kan råka odlas upp, läs mer om korrekt hantering i Säkerhetsanvisningar för laborationer med mikroorganismer (länk finns högst upp på sidan).

Mikroorganismer överallt, elevinstruktion (pdf)

 

Antibakteriella ämnen

För att testa om ett ämne har någon påverkan på bakteriers tillväxt sprids i det här försöket en bakteriesuspension ut på en agarplatta. På plattan placeras sedan de ämnen man vill undersöka, t.ex. små filtrerpapperslappar doppade i olika lösningar eller små bitar av fasta ämnen. En klar zon utan bakterieväxt bildas runt de prover som är giftiga för bakterierna – ju större diameter på hämningszonen, eller avdödningszonen, desto giftigare.

Antibakteriella ämnen, elevinstruktion (pdf)

ProViva. Foto. Bioresurs.

Undersökning av antalet bakterier i ProViva

ProViva är en produkt som innehåller probiotika, ”goda bakterier”. Probiotika är levande bakterier som kan påverka maghälsan positivt. Mängden bakterier i livsmedel kan mätas som antalet kolonibildande enheter (Colony Forming Units= CFU) per gram. Hur mycket bakterier finns det i en ”bra för magen” produkt så som ProViva?

Undersökning av antalet bakterier i ProViva, elevinstruktion (pdf)

Jordbakterier på morötter

Försöket med morötter är enkelt att utföra, men kräver eftertanke och kunskaper om bakterier och växtceller för att kunna förklaras. Bakterier som i första hand är aktuella i försöket hör till släktet Bacillus. Dessa är vanligt förekommande i naturen. Slantar av morötter kokas i vatten under varierande antal minuter och placeras sedan i rena petriskålar där de får ligga cirka en vecka. Ett enkelt försök, men som är lite klurigt att förklara.

Jordbakterier på morötter
Resultat och analys

Winogradskykolonn

Ett enkelt och illustrativt försök är att tillverka en Winogradskykolonn, ett miniatyrekosystem där ett brett spektrum av bakterier kan leva under lång tid. Winogradskykolonner kan användas för att visa olika slag av fotoautotrofa bakterier och för att illustrera svavelomsättning i aeroba och anaeroba miljöer. En stor flaska eller långsmal glasbehållare (1-2 liters mätglas)  fylls med bland annat slam från en sjö eller ett vattendrag och får sedan stå belyst under några veckor. Olika bakterier tillväxer och bildar röda och gröna zoner.

Bakterier som använder ljus – gör en Winogradskykolonn

Resistensbestämning vid urinvägsinfektion

Vissa infektioner i urinvägarna kan behöva behandlas med antibiotika, men tvärr har allt fler bakterier blivit resistenta mot olika sorters antibiotika. Genom att göra en resistensbestämning av de bakterier som orsakat infektionen kan man på förhand se om de är resistenta mot ett visst antibiotikum och till vilken grad, för att kunna ge patienten rätt behandling. I denna laboration ska du odla upp bakterier från ett ”urinprov” och testa några olika sorters antibiotika för resistensbestämning. Laborationen är på Avancerad nivå, läs mer om vad det innebär i Säkerhetsanvisningar för laborationer med mikroorganismer (länk finns högst upp på sidan).

Resistensbestämning vid urinvägsinfektion, elevinstruktion (pdf)
Resistensbestämning vid urinvägsinfektion, lärarhandledning (pdf)

Biogasreaktor i miniformat

Biogas bildas av en mikrobiologisk process där olika typer av organiskt avfall kan användas för miljövänlig energiproduktion (biogas). Det bildas då också en rötrest, som är rik på växtnäringsämnen och som kan användas för att återföra näringsämnen tillbaka till marken. Här presenteras en laboration där en modell av en biogasreaktor tillverkas. Det tar någon/några veckor att få fram resultat (gasproduktion). Laborationen har utvecklats vid SLU i samband med kursdagar för gymnasielärare.

Biogasreaktor i miniformat

Odla svamp

I stort sett alla vedlevande och förnanedbrytande svampar kan man lätt odla och de växer relativt snabbt. Ostronskivling, som man köper i livsmedelsaffärer, är särskilt lättodlad. De flesta mykorrhizasvampar, dvs. de flesta matsvampar, går däremot inte att odla. Mycel från skogens svampar kan odlas upp på agarplatta om man är noga med steriliteten. Man kan sedan testa olika ämnen för att se hur de påverkar växten av mycelet.

Odla svamp och testa giftverkan av olika ämnen

Odla mikrosvampar

Levande barr har en rik flora av såväl endofytiskt som epifytiskt levande svampar. Dessa kan man ganska lätt odla ut och bland annat visa att det faktiskt växer endofytiska svampar inne i barren.Varje liten svampindivid avgränsas i barret med ett tydligt svart band.

Odla mikrosvampar från granbarr

På ytan av friska barr lever såväl bakterier som svampar (epifytflora). De får sin näring från utsöndringar genom kutikula och klyvöppningar. Så länge bladen är friska är floran på bladytan dominerad av svamparter, företrädelsevis olika jästarter. När bladen vissnar, ändras florans sammansättning eftersom de sockerhaltiga exudaten från bladet försvinner. Här beskrivs hur man kan odla upp mikroorganismer från bladytor.

Mikroorganismer på bladens yta

Bakteriehalt i livsmedel

Detta är en klassisk mikrobiologisk undersökning där bakteriehalten i olika livsmedelsprover analyseras. I livsmedelshygieniska undersökningar är man intresserad av att dels kunna påvisa förekomst av eventuella sjukdomsalstrande bakterier, dels kontrollera att livsmedlet inte innehåller för stora mängder av sådana mikroorganismer som förstör smak, konsistens och näringsvärde. Köttfärs är exempel på ett livsmedel som är är intressant att undersöka eftersom det är känsligt för olämplig förvaring.

Bakteriehalt i livsmedel

Odla cyanobakterier

Cyanobakterier är intressanta av olika orsaker, som exempelvis evolutionära aspekter, mikroskopstudier av celler, odling i kvävefritt medium för att studera cyanobakteriernas kvävefixerande förmåga och odling i medier med olika fosfathalt. Utifrån praktiska försök kan kopplingar göras till exempelvis algblomningen i Östersjön.Här finns beskrivning av hur cyanobakterier odlas i ett definierat näringsmedium.

Odla cyanobakterier

Laborationer med arkéer

Arkéerna är närmast släkt med eu­karyoterna, dit bland andra djuren, växterna och svamparna hör. Halobacterium sp. NRC-1 hör till arkéerna och som många arkéer klarar den att leva i extrema miljöer. Det är en modellorganism för arkéerna som är väl undersökt. Nedan beskrivs en serie undersökningar som handlar om att göra iakttagelser och beskriva egenskaper hos Halobacterium, som växer dels på platta, dels i vätskekultur. Gruppen arkéer och nedanstående laborationer presenteras även i en artikel i Bi-lagan.

Labbhäfte Halobacterium

Odlingsanvisningar

Transfomera E.coli med GFP (Extern länk)

Ett färdigt kit som kan beställas från BioRad, E.coli-bakterier transformeras med en plasmid innehållande GFP (Green Fluorescent Protein). Läs även instruktionen nedan som visar hur laborationen kan göras utan att använda ampicillin. Det ger dessutom
möjlighet att träna på att göra en spädningsserie och att renodla bakterier.

pGLO™ Bacterial Transformation Kit
Komplement till laborationen