Микробиология и вирусология

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 
Федеральное государственное  
бюджетное образовательное учреждение  
высшего образования 
«Самарский государственный аграрный университет» 
 
 
 
 
 
 
 
В. В. Ермаков 
 
 
Микробиология и вирусология 
 
 
Практикум 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кинель 2023 
 
1 

УДК 579.6:579.62:579.63:579.26 
ББК 48.41 Р 
Е72 
 
Рекомендовано учебно-методическим советом Самарского ГАУ 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
д-р биол. наук, проф., зав. кафедрой  
«Микробиология и заразные болезни»,  
ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ, 
М. В. Сычева; 
д-р биол. наук, проф., зав. кафедрой  
«Биоэкология и физиология сельскохозяйственных животных»,  
ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 
В. В. Зайцев 
 
 
 
Ермаков, В. В. 
Е72          Микробиология и вирусология : практикум. ‒ Кинель : ИБЦ 
Самарского ГАУ, 2023. – 164 с. 
ISBN 978-5-88575-704-1 
 
В учебном издании приведены материалы о морфологии, физиологии, генетике, антибиотикочуствительности микроорганизмов, питательным средам, методам культивирования и выделения чистых культур, биохимическим методам идентификации микроорганизмов. 
Учебное издание предназначено для студентов сельскохозяйственных и биологических вузов, обучающихся по специальностям и направлениям подготовки 36.03.02 «Зоотехния», 06.03.01 «Биология».  
 
УДК 579.6:579.62:579.63:579.26 
ББК 48.41 Р 
 
 
 
 
 
 
© ФГОБУ ВО Самарский ГАУ, 2023 
ISBN 978-5-88575-704-1                     © Ермаков В. В., 2023 
2 

Предисловие 
 
В учебном издании приведёны материалы для изучения методов биотехнологии, стадий и инженерно-технического обеспечения биотехнологических процессов. В издании приведены работы, 
в ходе которых рассмотрены методика подготовки и анализа микроскопических препаратов, применение питательных основ, культивирование и выделение чистых культур бактерий, грибов и вирусов, методы санитарно-микробиологического исследования различных объектов окружающей среды.  
Учебное издание поможет студентам изучить методику работы и фиксирование результатов работы с микропрепаратамии, питательными средами, культурами бактерий, микрогрибов и вирусов, санитарно-микробиологического исследования различных 
объектов окружающей среды, а также проведение биохимической 
идентификации и выявление антибиотикочувствительности культур микробов. 
Процесс изучения дисциплины «Микробиология и вирусология» направлен на формирование у студентов следующей профессиональной компетенции: способен применять знание биологического разнообразия и использовать методы наблюдения, идентификации, классификации, воспроизводства и культивирования живых объектов для решения профессиональных задач. 
3 

Занятие 1. Микробиологическая лаборатория,  
методы световой микроскопии  
 
Цель занятия. Изучить назначение, расположение оборудования и 
материалов, правила работы в микробиологической лаборатории; изучить 
методы световой микроскопии. 
 
Микробиологическая лаборатория. Основная цель работы 
лаборатории – обеспечение благополучия в животноводстве, предупреждение и ликвидация болезней и гибели животных, а также 
охрана населения от болезней, общих для человека и животных. 
Основной задачей работы лаборатории является установление диагноза болезней животных, в частности, птиц, пушных зверей, рыб, 
пчёл; проведение экспертизы мяса, молока, яиц и других продуктов животного и растительного происхождения, а также почвы, 
воды, воздуха, кормов, мочи, навоза, кожевенно-мехового сырья. 
В лаборатории также выполняют научные работы, осуществляют 
производство некоторых биопрепаратов. Данные задачи решаются 
в ходе бактериологических, микологических, вирусологических, 
биохимических, серологических, гематологических, иммунологических, патологоанатомических и других исследований. 
Различают производственные (ведомственные), районные, областные (краевые), зональные – референтные центры, центральные 
научно-производственные лаборатории. В зависимости от цели 
работы лаборатории подразделяют на научно-исследовательские, 
специализированные (режимные), производственные. В районных, 
областных и зональных лабораториях имеются отделы: бактериологический (микологический), иммунологический (серологический), гематологический, вирусологический, паразитологический, 
химико-токсикологический, 
радиологический, 
ветеринарносанитарной экспертизы, производственный (в областных и зональных лабораториях). В лабораториях (отделах) имеется чистая зона 
для работы с непатогенными микробами и так называемая особая 
зона для работы с патологическим материалом и патогенными 
(болезнетворными) микробами. 
Научно-исследовательские и специализированные (режимные) лаборатории размещают обычно в нескольких зданиях с подразделением на отделы и зоны.  
4 

Производственные (ведомственные) лаборатории размещают 
в отдельном здании с дифференциацией на отделы и зоны, площадь которых определяется объёмом работы и целевым назначением.  
В государственных учебных учреждениях размещают ведомственные микробиологические лаборатории или оборудуют специализированную аудиторию (аудитории). В агроуниверситетах и 
сельскохозяйственных академиях занимаются изучением, в частности, морфологии и физиологии микробов, роли определенных 
штаммов микробов в биохимических процессах превращения веществ в природе, возбудителей инфекционных болезней животных, методов диагностики их и борьбы с ними. 
Структура и оборудование лаборатории зависят от объекта 
исследований (бактерии, микрогрибы, простейшие, вирусы) и от 
целевой направленности работы (научные исследования, диагностика заболеваний, обучение студентов – специализированная 
аудитория (аудитории)). 
Материалом для лабораторных исследований является кровь, 
моча, мокрота, молоко, фекалии, содержимое патологических образований, полученные при жизни животного; кусочки паренхиматозных органов – после их гибели; пробы объектов окружающей 
среды (воздух, вода, почва, корма, растения, смывы с предметов 
ухода и т.д.). 
В каждой лаборатории предусмотрено наличие следующих основных помещений: 1) гардеробная для спецодежды (халат, чепчик 
или косынка); 2) рабочая комната для проведения бактериологических и биохимических исследований; 3) рабочая лабораторная комната для проведения микологических и биохимических исследований; 4) рабочая лабораторная комната для проведения физиологобиохимических, гематологических, серологических и иммунологических исследований; 5) комната для проведения вирусологических 
исследований; 6) рабочая комната для проведения радиологических 
исследований; 7) рабочая комната для проведения паразитологических исследований; 8) рабочая комната для проведения химикотоксикологических исследований; 9) рабочая комната для проведения патологоанатомических вскрытий и исследований патологического материала; 10) помещение для приема и выдачи результатов 
исследований; 11) бокс-комната (англ. box-коробка), для работы, 
например с бакматериалом в стерильных (асептических) условиях, 
5 

две бокс-комнаты – размещают в чистой зоне и в «заразной» зоне; 
12) помещения под термостаты и инкубаторы (термостатная), в отделе два и более термостата; 13) средоварочная для подготовки питательных сред; 14) автоклавная для стерилизации материала из чистых зон и автоклавная для стерилизации материала из особых зон; 
15) материальная комната для хранения лабораторной посуды, реактивов, инструментов и т.д.; 16) моечные для мытья и обработки, в 
частности, лабораторной посуды; 17) виварий (несколько помещений) с изолированными боксами для отдельного содержания здоровых и зараженных лабораторных животных: мышей, крыс, морских 
свинок, хомяков, кроликов, голубей (по мере необходимости животных других видов), а также нескольких баранов для взятия крови, необходимой в дальнейшем для приготовления питательных 
сред, постановки гематологических, физиолого-биохимических, серологических и иммунологических исследований. 
Оборудование микробиологических лабораторий. Лаборатории должны быть снабжены рядом обязательных приборов, аппаратов, инструментов, посуды и расходных материалов. 
Минимальный набор. Приборы для микроскопии. Термостаты 
для культивирования микробов, проведения серологических и иммунологических исследований. Микроанаэростаты и СО2-инкубаторы. 
Воздушные стерилизаторы (ВС) и автоклавы. Печь-крематорий 
для сжигания трупов лабораторных животных и инфицированного 
биоматериала. Центрифуги настольные, рефрижераторные, микроцентрифуги. Холодильники. Приборы и инструменты для работы с питательными средами. Приборы для проведения санитарнобактериологического и микологического исследования воздуха, 
воды, почвы, кожевенно-мехового сырья, пищевых и других продуктов, различного биоматериала. Минимальный обязательный 
комплект лабораторного оборудования, необходимого для проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР). Тест-планшеты для 
выявления ферментативной активности микробов, определения 
чувствительности микробов к антибиотикам. Наборы микробиологических красителей. Набор дезинфектантов для проведения дезинфекции. Специализированные инструменты для патологоанатомического вскрытия животных, в частности, лабораторных животных после постановки биопробы. Лабораторная посуда из стекла и 
полимерных материалов, штативы, инструменты, в частности, 
чашки Петри, микробиологические и серологические пробирки, 
6 

матрацы, флаконы, ампулы, предметные и покровные стекла, 
шприцы, пинцеты. Набор различных питательных сред. Ёмкости и 
моечная машина для мойки лабораторной посуды. 
Методы микроскопии. Для обнаружения и исследования 
бактерий и микрогрибов применяют следующие типы микроскопов: биологические, люминесцентные и электронные. Препараты 
исследуют обычными и специальными методами в ходе световой и 
электронной микроскопии. 
Световая микроскопия. Световые и люминесцентные микроскопы предназначены для изучения микробов, которые имеют 
размеры не менее 0,2 мкм, бактерий, простейших, микрогрибов 
(рис. 1).  
 
 
 
Рис. 1. Устройство светопольного биологического микроскопа 
 
К механической части ‒ относятся: штатив (состоящий из основания и тубусодержателя) и укрепленные на нём тубус с револьвером для крепления и смены объективов, предметный столик для 
препарата, приспособления для крепления конденсора и светофильтров, а также встроенные в штатив механизмы для грубого 
(макромеханизм, макровинт) и тонкого (микромеханизм, микровинт) перемещения предметного столика или тубусодержателя. 
7 

Оптическая часть микроскопа представлена объективами, окулярами и осветительной системой, которая состоит из расположенных 
под предметным столиком конденсора Аббе, зеркала с плоской и 
вогнутой сторонами, а также отдельного или встроенного осветителя. Объективы «сухие» и «иммерсионные» ввинчиваются в револьвер, а окуляр, через который наблюдают изображение, устанавливают с противоположной стороны тубуса. Различают монокулярный 
(один окуляр) и бинокулярный (два окуляра) тубусы. 
Существуют методы микроскопии для изучения неокрашенных микроорганизмов: фазово-контрастная, тёмнопольная и люминесцентная микроскопия. Для изучения микроорганизмов и их 
структур, размер которых меньше разрешающей способности светового микроскопа, используют электронную микроскопию. 
 
Задание 1. Описать назначение, цель и задачи работы микробиологической лаборатории. 
Задание 2. Проанализировать структуру и оборудование лаборатории.  
Задание 3. Провести световую микроскопию препаратов. 
 
Контрольные вопросы 
1. Каково назначение микробиологической лаборатории?  
2. Каковы цель и задачи работы микробиологической лаборатории?  
3. Какое основное оборудование должно быть в микробиологической лаборатории? 
4. В чем суть метода световой иммерсионной микроскопии?  
5. Зачем используется темнопольная и фазово-контрастная микроскопия?  
8 

Занятие 2. Методы люминесцентной,  
иммунофлюоресцентной и электронной микроскопии  
 
Цель занятия. Изучить особенности проведения люминесцентной, 
иммунофлюоресцентной и электронной микроскопии.  
 
Люминесцентная (флуоресцентная) микроскопия основана на 
способности некоторых веществ биологического происхождения и 
красителей люминесцировать, т.е. светиться под воздействием падающего на них ультрафиолетового или синего света. Люминесцентная микроскопия увеличивает контрастность изображения, 
даёт возможность различить отдельные клеточные структуры и 
даже отметить их изменения при различных функциональных состояниях клетки. Этот вид микроскопии широко применяют, в 
частности для диагностики ряда инфекционных болезней, для выявления и учёта живых и мёртвых клеток прокариот и эукариот в 
природных субстратах: почвах, илах, ризосфере растений, а также 
для цитологических исследований клеток. 
Молекулы веществ, способных к люминесценции, поглощают энергию падающего света и переходят в возбужденное состояние, которое характеризуется более высоким энергетическим 
уровнем. В таком состоянии они находятся непродолжительное 
время и вновь возвращаются к исходному энергетическому уровню. Этот переход сопровождается отдачей избытка энергии в виде 
света – люминесценцией. Цвет люминесценции смещён в более 
длинноволновую часть спектра по сравнению с возбуждающим её 
светом (правило Стокса). Как правило, для возбуждения люминесценции объект освещают ультрафиолетовыми лучами с длиной 
волны 300-400 нм или сине-фиолетовыми лучами с длиной волны 
400-460 нм.  
При возбуждении люминесценции ультрафиолетовым излучением свечение может быть в любой части видимого спектра; если люминесценция возбуждается синим светом цвет её может 
быть от зелёного до красного. Эта особенность люминесценции 
позволяет, используя специальные светофильтры, поглощающие 
возбуждающий свет, наблюдать сравнительно слабое люминесцентное свечение. 
Ряд веществ биологического происхождения – хлорофилл, витамин В2, алкалоиды, каротиноиды, порфирины, кофакторы, некоторые антибиотики и другие соединения обладают собственной  
9 

люминесценцией. В зависимости от содержания таких веществ в 
микробной клетке, определённым микроорганизмам, например 
зелёным водорослям, некоторым дрожжам и бактериям (метаногенам), свойственна первичная люминесценция. Однако клетки 
большинства микроорганизмов люминесцируют очень слабо, поэтому их обрабатывают специальными красителями – флуорохромами, обладающими люминесценцией. Люминесценцию объекта 
после обработки флуорохромами называют наведённой, или вторичной. 
Флуорохромирование – окрашивание сильно разведёнными 
(до нескольких мкг/мл) растворами флюоресцирующих красителей 
(флюорохромов). Этот метод используется для бактериоскопического исследования возбудителей некоторых инфекций: туберкулеза (аурамин), дифтерии (корифосфин), включений в клетках, образуемых некоторыми вирусами (примулин), и др. Этот же способ 
может применяться для цитохимического изучения живых и фиксированных микроорганизмов: некоторые флуорохромы избирательно связываются с полимерами клетки (например, акридиновый 
оранжевый, связываясь с ДНК, флюоресцирует зелёным, а с РНК – 
красным). 
В отличие от обычных красителей флуорохромы применяют в 
больших разведениях (до 1:500 000 и выше). Это позволяет использовать их для прижизненного флуорохромирования, поскольку в таких разведениях снижается их токсическое действие на 
клетки. Необходимо отметить, что повышение концентрации 
флюорохрома нередко приводит к снижению яркости флюоресценции (концентрационное гашение). Значительно снижают яркость флюоресценции или полностью её гасят тяжёлые металлы, 
железо и некоторые другие вещества. В связи с этим для фиксации 
не могут быть использованы жидкости, содержащие тяжёлые металлы, а для промывки – вода, содержащая примесь железа. 
Метод флуорохромирования нашёл применение в бактериоскопической диагностике некоторых инфекций благодаря тому, 
что он обладает более высокой чувствительностью, поскольку ярко светящиеся на тёмном фоне бактерии легче обнаружить, чем 
при обычном окрашивании, даже при меньшем увеличении. В 
частности, при окрашивании по Цилю-Нильсену замена фуксина 
на флюорохром «аурамин 00» позволяет более эффективно выявлять с помощью люминесцентной микроскопии кислотоустойчивые палочки в исследуемом материале. Флуорохром корифосфин 
10