實(shí)驗(yàn)二十 

[目的要求]

1.證明不同微生物對各種有機(jī)大分子的水解能力不同，從而說明不同微生物有著不同的酶系統(tǒng)。

2.掌握進(jìn)行微生物大分子水解試驗(yàn)的原理和方法。

[實(shí)驗(yàn)原理]

微生物對大分子的淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪不能直接利用，必須靠產(chǎn)生的胞外酶將大分子物質(zhì)分解才能被微生物吸收利用。胞外酶主要為水解酶，通過加水裂解大的物質(zhì)為較小的化合物，使其能被運(yùn)輸至細(xì)胞內(nèi)。如淀粉酶水解淀粉為小分子的糊精、雙糖和單糖；脂肪酶水解脂肪為甘油和脂肪酸；蛋白酶水解蛋白質(zhì)為氨基酸等。

[教學(xué)內(nèi)容]

大分子物質(zhì)的水解試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二十一

[目的要求]

1.了解糖發(fā)酵的原理和在腸道細(xì)菌鑒定中的重要作用。

2.掌握通過糖發(fā)酵解釋的方法。

[實(shí)驗(yàn)原理]

糖發(fā)酵試驗(yàn)是常用的鑒別微生物的生化反應(yīng)，在腸道細(xì)菌的鑒定上尤為重要。絕大多數(shù)細(xì)菌都能利用糖類作為碳源和能源，但是它們在分解糖類物質(zhì)的能力上有很大的差異。有些細(xì)菌能分解某種糖產(chǎn)生有機(jī)酸(如乳酸、醋酸、丙酸等)和氣體(如氫氣、甲烷、二氧化碳等)；有些細(xì)菌只產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。例如大腸桿菌能分解乳糖和葡萄糖產(chǎn)酸并產(chǎn)氣；傷寒桿菌分解葡萄糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣，不能分解乳糖；普通變形桿菌分解葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，不能分解乳糖。

[教學(xué)內(nèi)容]

糖發(fā)酵試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二十二

[目的要求]

了解IMViC與硫化氫反應(yīng)的原理及其在腸道菌鑒定中的意義和方法。

[實(shí)驗(yàn)原理]

IMViC是吲哚(Indol test)、甲基紅(Methyl red test)、伏-普(Voges-Prokauer test)和檸酸鹽(Citrate test)四個(gè)試驗(yàn)的縮寫，i是在英文中為了發(fā)音方便而加上去的。這四個(gè)試驗(yàn)主要是用來快速鑒別大腸桿菌和產(chǎn)氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes)，多用于水的細(xì)菌學(xué)檢查。大腸桿菌雖非致病菌，但在飲用水中若超過一定數(shù)量，則表示受糞便污染。產(chǎn)氣腸桿菌也廣泛存在于自然界中，因此檢查水時(shí)要將兩者分開。

[教學(xué)內(nèi)容]

IMViC試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二十三

[目的要求]

    1. 了解微生物自動鑒定系統(tǒng)的原理及其優(yōu)點(diǎn)

2. 學(xué)習(xí)與掌握Biolog自動鑒定的方法

[實(shí)驗(yàn)原理]

要鑒定一種微生物，用傳統(tǒng)的方法需進(jìn)行大量的工作，其中微生物的生理生化反應(yīng)是重要的內(nèi)容之一，但所需時(shí)間很長。幾十所來，根據(jù)微生物的主要生理生化特性相應(yīng)建立了許多自動鑒定卡或板。迄今，借助計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展又創(chuàng)建了不少的微生物自動鑒定系統(tǒng)，包括自動鑒定板（卡）、和數(shù)據(jù)庫兩大部份，這樣能很方便地將鑒定卡插入計(jì)算機(jī)，判別實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并將其結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中所收集的微生物信息進(jìn)行比較，很快便確定待測菌株的分類地位

[教學(xué)內(nèi)容]

Biolog微生物自動鑒定系統(tǒng)

                         實(shí)驗(yàn)二十四

[目的要求]

1.了解常用化學(xué)消毒劑對微生物的作用。

2.學(xué)習(xí)測定石炭酸系數(shù)的方法。

[實(shí)驗(yàn)原理]

常用化學(xué)消毒劑主要有重金屬及其鹽類、酚、醇、醛等有機(jī)溶劑、鹵族元素及其化合物、染料和表面活性劑等。重金屬離子可與菌體蛋白質(zhì)結(jié)合而使之變性或與某些酶蛋白的巰基相結(jié)合而使酶失活；有機(jī)溶劑可使蛋白質(zhì)及核酸變性，也可破壞細(xì)胞膜透性使內(nèi)含物外溢；碘可與蛋白質(zhì)酪氨酸殘基不可逆結(jié)合而使蛋白質(zhì)失活，氯氣與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑也具有殺菌作用；染料在低濃度條件下可抑制細(xì)菌生長。

[教學(xué)內(nèi)容]

化學(xué)因素對微生物的影響

實(shí)驗(yàn)二十五

[目的要求]

了解某一抗生素的抗菌范圍，學(xué)習(xí)抗菌譜試驗(yàn)的基本方法。

[實(shí)驗(yàn)原理]

生物之間的關(guān)系從總體上可分為互生、共生、寄生、拮抗等，微生物之間的拮抗現(xiàn)象是普遍存在于自然界的，許多微生物在其生命活動過程中能產(chǎn)生某種特殊代謝產(chǎn)物如抗生素，具有選擇性地抑制或殺死其它微生物的作用，不同抗生素的抗菌譜是不同的，某些抗生素只對少數(shù)細(xì)菌有抗菌作用。

[教學(xué)內(nèi)容]

生物因素對微生物的影響

實(shí)驗(yàn)二十六

[目的要求]

1.了解細(xì)菌接合導(dǎo)致傳遺重組的基本原理。

2.學(xué)習(xí)細(xì)菌接合實(shí)驗(yàn)的基本方法。

[實(shí)驗(yàn)原理]

細(xì)菌接合是指供體菌與受體菌的完整細(xì)胞在直接接觸時(shí)供體菌的DNA向受體菌單向傳遞而導(dǎo)致基因重組的現(xiàn)象。大腸桿菌的接合配對是由致育因子(F因子)的存在所決定的。

本實(shí)驗(yàn)采用的供體菌是大腸桿菌野生型Hfr菌株，對鏈霉素呈敏感性(Strs)，受體菌為大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型突變體(Thr- Leu- Thi-)，需要蘇氨酸，亮氨酸和硫胺素，對鏈霉素呈抗性(Strr)。短期接合配對以后，在含有鏈霉素和硫胺素的基本培養(yǎng)基上只能分離到蘇氨酸和亮氨酸的重組子(Thr+ Leu+Thi-)，硫胺素標(biāo)記位于轉(zhuǎn)移染色體的末端，在短期配對過程中因配對中斷難以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，因此硫胺素是Thr+ Leu+Thi-重組子的必須生長因子。

[教學(xué)內(nèi)容]

細(xì)菌的接合作用

實(shí)驗(yàn)二十七

[目的要求]

學(xué)習(xí)噬菌體效價(jià)測定的基本方法。

[實(shí)驗(yàn)原理]

噬菌體的效價(jià)就是一毫升培養(yǎng)液中所含活噬菌體的數(shù)量。效價(jià)測定的方法，一般應(yīng)用雙層瓊脂平板法。由于在含有特異宿主細(xì)菌的瓊脂平板上，噬菌體產(chǎn)生肉眼可見的噬菌斑，因此，能進(jìn)行噬菌體的計(jì)數(shù)。但因噬菌斑計(jì)數(shù)方法其實(shí)際效率難以接近100%(一般偏低，因?yàn)橛猩贁?shù)活噬菌體可能未引起感染)，所以為了準(zhǔn)確地表達(dá)病毒懸液的濃度(效價(jià)或滴度)一般不用病毒粒子的絕對數(shù)量而是用噬菌斑形成單位(Plague-forming units,簡寫成pfu)表示。

[教學(xué)內(nèi)容]

噬菌體效價(jià)的測定

實(shí)驗(yàn)二十八 

[目的要求]

學(xué)習(xí)并掌握生長譜法測定微生物營養(yǎng)需要的基本原理和方法。

[實(shí)驗(yàn)原理]

微生物的生長繁殖需要適宜的營養(yǎng)環(huán)境，碳源、氮源、無機(jī)鹽、微量元素、生長因子等都是微生物生長所必需，缺少其中一種，微生物便不能正常生長、繁殖。在實(shí)驗(yàn)室條件下，人們常用人工配制的培養(yǎng)基來培養(yǎng)微生物。由于不同類型微生物利用不同營養(yǎng)物質(zhì)的能力不同，它們在點(diǎn)植有不同營養(yǎng)物質(zhì)的平板上的生長圖形就會有差別，具有不同的生長譜，故稱此法為生長譜法。該法可以定性、 定量地測定微生物對各種營養(yǎng)物質(zhì)的需求，在微生物育種、營養(yǎng)缺陷型鑒定以及飲食制品質(zhì)量檢測等諸多方面具有重要用途。

[教學(xué)內(nèi)容]

生長譜法測定微生物的營養(yǎng)要求

實(shí)驗(yàn)二十九

[目的要求]

1.學(xué)習(xí)水樣的采取方法和水樣細(xì)菌總數(shù)測定的方法。

2.了解水源水的平板菌落計(jì)數(shù)的原則.

[實(shí)驗(yàn)原理]

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用平板菌落計(jì)數(shù)技術(shù)測定水中細(xì)菌總數(shù)。由于水中細(xì)菌種類繁多，它們對營養(yǎng)和其他生長條件的要求差別很大，不可能找到一種培養(yǎng)基在一種條件下，使水中所有的細(xì)菌均能生長繁殖，因此，以一定的培養(yǎng)基平板上生長出來的菌落，計(jì)算出來的水中細(xì)菌總數(shù)僅是一種近似值。目前一般是采用普通肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基。

[教學(xué)內(nèi)容]

水體中細(xì)菌總數(shù)的測定

實(shí)驗(yàn)三十

[目的要求]

1.了解牛乳的細(xì)菌學(xué)檢查方法和質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2.學(xué)習(xí)牛乳的巴斯德消毒法

[實(shí)驗(yàn)原理]

從健康母牛體內(nèi)剛擠出的牛奶，含有少量的正常起始微生物。但將牛奶裝入未消毒的器具和在分裝、運(yùn)輸過程中，會被很多其他微生物甚至致病菌污染。而且牛乳含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì) (碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、無機(jī)鹽和維生素等)，在其中的微生物會很快繁殖，因此，一 份牛乳樣品的細(xì)菌含量可反映母牛的健康狀況和牛乳生產(chǎn)與保藏的條件。

[教學(xué)內(nèi)容]

牛乳中細(xì)菌的檢查

微生物學(xué)課堂講授詳細(xì)提綱

　第一章 緒論��

一、武漢大學(xué)“微生物學(xué)” 課程的建設(shè)與發(fā)展

二、本學(xué)期的教學(xué)安排

三、微生物與我們

四、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立與發(fā)展

（一）微生物的發(fā)現(xiàn)��

（二）微生物學(xué)的奠基

     1.巴斯德

      2.柯赫

（三）微生物學(xué)發(fā)展過程中的重大事件��

（四）20世紀(jì)的微生物學(xué)��

（五）微生物學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中的重要地位

      1、微生物是生物學(xué)基本理論研究中的理想實(shí)驗(yàn)對象

      2．對生命科學(xué)研究技術(shù)的貢獻(xiàn)��

      3．微生物與“人類基因組計(jì)劃”��

（五)我國微生物學(xué)的發(fā)展��

（六）21世紀(jì)微生物學(xué)展望��

五、微生物的類群及特點(diǎn)

思考題：

1. 用具體事例說明人類與微生物的關(guān)系，為什么說微生物既是人類的敵人，更是我們的朋友？
　
2. 為什么微生物能成為生命科學(xué)研究的“明星”?
　
3. 為什么說巴斯德和柯赫是微生物學(xué)的奠基人?
　
第二章 純培養(yǎng)和顯微技術(shù)

第一節(jié) 微生物的分離和純培養(yǎng)

一、無菌技術(shù)

1. 微生物培養(yǎng)的常用器具及其滅菌

2. 接種操作

二、用固體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)

1. 稀釋倒平板法

2. 涂布平板法

3. 平板劃線法

4. 厭氧微生物的分離

三、用液體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)

四、單細(xì)胞（孢子）分離

五、選擇培養(yǎng)分離

1. 利用選擇平板進(jìn)行直接分離

2. 富集培養(yǎng)

六、二元培養(yǎng)物

第二節(jié) 顯微鏡和顯微技術(shù)

一、顯微鏡的種類及原理

1. 普通光學(xué)顯微鏡

2. 暗視野顯微鏡

3. 相差顯微鏡

4.  熒光顯微鏡

5. 透射電子顯微鏡

6. 掃描電子顯微鏡

7. 掃描隧道顯微鏡

二，顯微觀察樣品的制備（略）

思考題：

1、為什么說Koch等建立的微生物純培養(yǎng)技術(shù)是微生物學(xué)建立與發(fā)展的基石？一般可用哪些方法獲得微生物的純培養(yǎng)？

2、微生物的最顯著特征就是個(gè)體微小，通常只能通過 顯微鏡進(jìn)行觀察。試列舉在顯微觀察（光鏡和電鏡）中通過改變樣

   品的反差以改善觀察效果的技術(shù)及方法。

3、試?yán)�用表格形式對各類顯微鏡在原理、樣品制備和觀察方面的異、同進(jìn)行概括、比較。
　

4、 試找到一篇使用微生物照片的文獻(xiàn)，分析該文為什么要使用微生物照片，采用的是何種顯微觀察技術(shù)？依你之見，   
    該文作者的這張照片還可以用哪些技術(shù)獲得？

第三章 微生物類群與形態(tài)結(jié)構(gòu)

第一節(jié) 真細(xì)菌

一、一般形態(tài)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)

（一）個(gè)體形態(tài)與排列

（二）大小

（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

     1、細(xì)胞壁

     2、細(xì)胞質(zhì)膜

     3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物

        1）概念

        2）貯藏物

        3）磁小體

    4）羧酶體

        5）氣泡

        6）載色體

        7）核糖體

        8）質(zhì)粒

      4、核區(qū)（nuclear region or area）

      5、特殊的休眠構(gòu)造��芽孢

         1）概念

         2）細(xì)菌芽孢的特點(diǎn)

         3）芽孢的形成與芽孢的萌發(fā)過程

         4）芽孢的耐熱機(jī)制

         5）芽孢桿菌（Bacillus）芽孢形成的生理調(diào)控

         6）伴孢晶體

         7）細(xì)菌的其他休眠構(gòu)造

       6、糖被

          1) 概念

          2）特點(diǎn)

        7、鞭毛

           1）概念

           2）觀察和判斷細(xì)菌鞭毛的方法

           3）鞭毛的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動機(jī)制

           4）鞭毛推動細(xì)菌運(yùn)動的特點(diǎn)

        8、菌毛

        9、性毛

二、放線菌

（一）概念

（二）形態(tài)與結(jié)構(gòu)

1、營養(yǎng)菌絲

2、氣生菌絲

3、孢子絲

（三）生長與繁殖

（四）菌落形態(tài)

（五）分布特點(diǎn)及與人類的關(guān)系

三、支原體、立克次氏體和衣原體

     （一）立克次氏體

              1、概念：

              2、特性

      （二）支原體

              1、概念

              2、特性

      （三）衣原體

              1、概念

              2、特性

四、粘細(xì)菌（myxobacteria）

      （一）概念

      （二）生活史

1、營養(yǎng)細(xì)胞

2、子實(shí)體

五、蛭弧菌（Bdellovibrio）

（一）概念

（二）特點(diǎn)

（三）寄生方式

六、藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria）

（一）概念

（二）特點(diǎn)

第二節(jié) 古生菌

一、概念的提出

二、細(xì)胞形態(tài)

三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)

   （一）細(xì)胞壁

   （二）細(xì)胞膜

   （三）細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物

   （四）細(xì)胞核

第三節(jié) 真核微生物

一、 霉菌

    （一）概念

    （二）分布特點(diǎn)及與人類的關(guān)系

    （三）形態(tài)結(jié)構(gòu)

                   1、菌絲

                   2、菌絲的特化

                   3、細(xì)胞結(jié)構(gòu)

     （四）菌落

     （五）霉菌繁殖方式及生活史

                  1、繁殖方式

                  2、生活史

二、酵母菌

   （一）概念

   （二）分布及與人類的關(guān)系

   （三）形態(tài)結(jié)構(gòu)

        1、個(gè)體形態(tài)

        2、細(xì)胞結(jié)構(gòu)

    （四）菌落特征

    （五）繁殖方式和生活史

                1、無性繁殖

                2、有性繁殖

               3、生活史

思考題：

1、試根據(jù)細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，分析并舉例說明為什么它們能在自然界中分布廣泛。

2、細(xì)菌、粘細(xì)菌、放線菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有 什么特點(diǎn)？

第四章 微生物的營養(yǎng)

第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求

一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成

二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能

三、微生物的營養(yǎng)類型(nutritional types)

     1．光能無機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）

     2．光能有機(jī)異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）

     3．化能無機(jī)自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）

     4．化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）

     5．營養(yǎng)缺陷型

第二節(jié) 培養(yǎng)基

一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法

    1、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)

    2、營養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適

    3. 物理化學(xué)條件適宜

       1）pH

       2）水活度

       3)氧化還原電位

    4. 經(jīng)濟(jì)節(jié)約

    5. 精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較

二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用

    1、按成份不同劃分

      1）天然培養(yǎng)基

      2）合成培養(yǎng)基

    2、根據(jù)物理狀態(tài)劃分

      1）固體培養(yǎng)基

      2）半固體培養(yǎng)基

      3）液體培養(yǎng)基

    3、按用途劃分

      1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基

      2）完全培養(yǎng)基

      3）加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)

      4）鑒別培養(yǎng)基

      5）選擇培養(yǎng)基

第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞

一、擴(kuò)散

二、促進(jìn)擴(kuò)散

三、主動運(yùn)輸

初級主動運(yùn)輸

次級主動運(yùn)輸

基團(tuán)轉(zhuǎn)位

Na+,K+-ATP酶系統(tǒng)

四、膜泡運(yùn)輸

思考題：

試比較營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的幾種方式的特點(diǎn)。

第五章 微生物的代謝

第一節(jié) 代謝概論

第二節(jié) 微生物產(chǎn)能代謝

一、 生物氧化

二、異養(yǎng)微生物的生物氧化

    1. 發(fā)酵

    2. 呼吸作用

      (1) 有氧呼吸

     （2）無氧呼吸

三．自養(yǎng)微生物的生物氧化

    1. 氨的氧化

    2. 硫的氧化

    3. 鐵的氧化

    4. 氫的氧化

四．能量轉(zhuǎn)換

    1．底物水平磷酸化

    2．氧化磷酸化

    3．光合磷酸化

      1）環(huán)式光合磷酸化

      2）非環(huán)式光合磷酸化

      3） 嗜鹽菌紫膜的光合作用

第三節(jié) 耗能代謝（自學(xué)）

第四節(jié) 微生物代謝的調(diào)節(jié)（自學(xué)）

第五節(jié) 微生物次級代謝與次級代謝產(chǎn)物

    一. 次級代謝與次級代謝產(chǎn)物

    二. 次級代謝的調(diào)節(jié)（自學(xué)）

思考題：

不同營養(yǎng)類型的微生物在不同條件下產(chǎn)生ATP和還原力的方式與特點(diǎn)。

　
第六章 微生物的生長繁殖及其控制��

第一節(jié) 微生物生長的測定

一、以數(shù)量變化對微生物生長情況進(jìn)行測定

   1、培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)法

   2、膜過濾法

   3、The most probable number method（液體稀釋法）

   4、顯微鏡直接計(jì)數(shù)

二、以生物量為指標(biāo)測定微生物的生長

   1、比濁法

   2、重量法��

   3. 生理指標(biāo)法��

第二節(jié) 細(xì)菌的群體生長繁殖��

一、生長曲線

二、同步培養(yǎng)��

三. 連續(xù)培養(yǎng)

    1. 恒濁連續(xù)培養(yǎng)

    2. 恒化連續(xù)培養(yǎng)

第三節(jié) 微生物生長繁殖的控制��

一、控制微生物的化學(xué)物質(zhì)��

   （一）消毒劑(Disinfectant)和防腐劑(Antisepsis)

   （二） 抗代謝物��

   （三）抗生素��

       1、概念

       2、作用機(jī)制

       3、抗藥性的產(chǎn)生

二、控制微生物的物理因素��

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