内容简介
《微生物学实验技术(第二版)》是一本内容广泛、选材实际、方法先进并具有一定特色的微生物学实验技术工具书。它总括了前西北农业大学微生物学教研室20余年来在微生学教学、科研及生产应用方面的宝贵经验,吸收了兄弟院校和科研院所同类教材及研究手册的内容,为适应当今生物科技不断拓展与深化的需要编写而成。
《微生物学实验技术(第二版)》内容共分为8篇。第一篇:微生物学基本技术;第二篇:微生物生理生化;第三篇:微生物遗传育种及分子生物技术;第四篇:土壤微生物;第五篇:环境微生物;第六篇:发酵微生物;第七篇:食品微生物;第八篇:食用与药用真菌。全书共设计实验156个,附录16个。
《微生物学实验技术(第二版)》可供高等院校微生物学专业、生物技术专业、发酵工程、食品工程、农产品加工贮运、环境保护、植物保护、土壤资源、植物营养、农学、园艺等专业的大学本、专科学生及硕、博士研究生使用,也可供从事微生物学及相关学科教学、科研及生产的科技工作者参考使用。
内页插图
目录
第二版前言
第一版前言
微生物学实验室规则
第一篇 微生物学基本技术
实验一 环境中微生物检测
实验二 普通光学显微镜的构造和使用
实验三 细菌运动性观察
实验四 细菌的简单染色法
实验五 细菌的革兰氏染色法
实验六 细菌的荚膜染色法
实验七 细菌的芽孢染色法
实验八 细菌的鞭毛染色法
实验九 细菌的伴孢晶体染色法
实验十 细菌的细胞壁染色法
实验十一 放线菌形态及菌落特征观察
实验十二 酵母菌形态及菌落特征观察
实验十三 酵母菌假菌丝形态观察
实验十四 酵母菌子囊孢子的培养与观察
实验十五 霉菌形态及菌落特征观察
实验十六 根霉接合孢子观察
实验十七 噬菌斑的观察及噬菌体效价测定
实验十八 昆虫多角体病毒观察
实验十九 蓝细菌形态观察
实验二十 藻类形态观察
实验二十一 原生动物观察
实验二十二 微生物细胞大小测定
实验二十三 显微镜下直接测数法一一血球计数板法
实验二十四 微生物接种技术
实验二十五 细菌培养特征观察
实验二十六 培养基制备
实验二十七 灭菌与消毒
实验二十八 土壤微生物的分离与测数
实验二十九 酵母菌的分离与纯化
实验三十 厌氧细菌的分离培养
实验三十一 菌种保藏
第二篇 微生物生理生化
实验三十二 细菌生长曲线测定
实验三十三 营养元素对微生物生长发育的影响
实验三十四 温度对微生物生长发育的影响
实验三十五 氧对微生物生长的影响
实验三十六 氢离子浓度对微生物生长发育的影响
实验三十七 渗透压对微生物生长发育的影响
实验三十八 微生物间的拮抗作用
实验三十九 紫外线对微生物致死作用试验
实验四十 化学药剂对微生物的影响
实验四十一 糖类发酵试验
实验四十二 葡萄糖的氧化发酵测定
实验四十三 乙醇发酵试验
实验四十四 乳酸发酵试验
实验四十五 丁酸发酵试验
实验四十六 淀粉水解试验
实验四十七 石蕊牛奶试验
实验四十八 明胶水解试验
实验四十九 甲基红和乙酰甲基甲醇试验
第三篇 微生物遗传育种及分子生物技术
实验五十 紫外线诱变试验
实验五十一 硫酸二乙酯对枯草杆菌的诱变效应
实验五十二 枯草杆菌抗药性标记(抗利福平突变型)的筛选
实验五十三 呼吸缺陷型酵母筛选
实验五十四 大肠杆菌营养缺陷型筛选
实验五十五 利用转座子的插入筛选大肠杆菌营养缺陷型
实验五十六 红霉素链霉菌无活性突变型筛选
实验五十七 酵母菌营养缺陷型筛选
实验五十八 原生质体融合
实验五十九 细菌总DNA提取
实验六十 细菌转化
实验六十一 细菌转导
实验六十二 互补测验
实验六十三 根瘤菌质粒的快速检测
实验六十四 大肠杆菌质粒DNA提取
实验六十五 质粒DNA聚丙烯酰胺凝胶电泳及其银染法鉴定
实验六十六 大肠杆菌感受态细胞的制备及质粒DNA分子导入原核细胞
实验六十七 用梯度平板法筛选大肠杆菌抗药性突变株
第四篇 土壤微生物
实验六十八 土壤中微生物生物量测定
……
第五篇 环境微生物
第六篇 发酵微生物
第七篇 食品微生物
第八篇 食用与药用真菌
主要参考文献
附录
前言/序言
《微生物学实验技术》出版已10余年,发行近万册,期间曾重印2次,但仍不能满足教学科研需要。本次根据实际需要及使用本教材院校对本书提出的修改建议,对第一版原有内容进行增删修订后再版。
目前出版的高等院校微生物学实验指导教材各有特色,包括了各个院校多年的教学经验积累和独创性实验设计,均有很高的指导与参考价值。但现有实验教材有两个共同特点,一是内容选择偏重基础微生物学实验,应用微生物学实验较少;主要用于本科生普通微生物学教学涉及的微生物学理论与原理验证,对微生物学相关科研需要考虑不足,难以满足微生物学相关专业硕士、博士研究生从事学位论文实验研究时对微生物学技术与方法的需要。二是实验指导书覆盖的微生物学课程门类少,需分别编写针对不同微生物学课程的实验指导。
本书编写的指导思想有二。一是教学、科研并重。除满足微生物学本科生及研究生相关课程的教学理论验证实验需要外,同时提供微生物学相关研究需要的常用技术与方法,以供学生在本科、硕士、博士毕业学位论文及毕业后从事科学研究使用。此外,本书涉及应用微生物学研究内容较多,特别是附录中收入了较多进行微生物学研究时经常需要查阅的实验参数、培养基配方及天然培养基原料成分,故可作为微生物学科学研究的重要技术参考书,供从事微生物学及相关专业科研和生产的科技工作者参考使用。二是能同时满足微生物学相关多门课程的教学需要。本书所选内容涉及微生物学8门相关课程:普通微生物学、微生物生理学、微生物遗传育种、土壤微生物学、环境微生物学、发酵微生物学、食品微生物学及食用药用真菌学。本书的出版省去了上述每门课程都编写独立实验指导的工作。
本书的主要特点是文字表述简洁,原理、方法并重;注重实验的操作性及结果的重现性;内容广泛、实用性强、操作简便,适合具备常规条件的微生物实验室开设。
参加本版编写修订工作的编者除第一版人员外,西北农林科技大学生命学院杨祥副教授(第一篇)、颜霞副教授(第三篇)、林雁冰副教授(第二篇)、陈德育实验师(第八篇),资源环境学院韦小敏博士(附录)、王小娟博士(第四篇),三峡大学化学与生命科学学院涂璇副教授(第五篇)、郭金玲副教授(第六篇),太原科技大学化学与生物工程学院李增波讲师(第七篇),贵州师范大学生命科学学院辛健康副教授(第八篇)分别承担本书不同篇部分实验内容的编写修订。林雁冰副教授、颜霞副教授为本书再版制作了插图电子文档。
科学出版社为本书修订再版做了大量工作,编者对此表示衷心感谢。
生物工程基础与应用:实验指导手册(第三版) 作者: 张伟、李红梅、王强 出版社: 科学技术文献出版社 出版日期: 2023年10月 --- 第一部分:概述与安全规范 第一章 现代生物工程概览 本章旨在为读者勾勒出生物工程领域的全景图。我们将探讨生物工程的起源、发展历程及其在当代社会中的核心地位,尤其关注其在医药、农业、环保和食品工业中的革命性应用。内容涵盖基因工程、细胞工程、酶工程以及发酵工程等主要分支,并通过近年来的重大突破案例,展示该领域的前沿动态和未来趋势。重点阐述生物工程如何利用生命体的基本原理解决实际问题,并明确其在可持续发展中的战略意义。 第二章 实验室通用安全与规范 安全是所有生物实验操作的基石。本章详细阐述了生物实验室的风险识别、评估与控制。内容包括: 生物安全等级(BSL)的划分与管理: 详细说明从BSL-1到BSL-4实验室的建筑要求、设备标准和操作规程。 化学品安全处理: 涵盖酸碱、有机溶剂、腐蚀性试剂及毒性化学品的储存、使用、废弃和应急处理流程。特别强调化学品安全技术说明书(MSDS/SDS)的查阅与应用。 生物性危害控制: 介绍灭菌(高压蒸汽灭菌、干热灭菌、过滤除菌)的标准操作流程(SOP),感染性废弃物的分类、收集与无害化处理方法。 个人防护装备(PPE)的正确选用与穿戴: 强调实验服、手套(不同材质的适用性)、护目镜和面罩在不同实验场景下的必要性。 应急响应程序: 针对化学品泄漏、生物样本溢出、火灾和人员伤害等突发事件的快速反应、报告和现场处理步骤。 第二部分:分子生物学核心技术 第三章 核酸的分离、纯化与定量 本部分聚焦于遗传物质——DNA和RNA的基础操作。 细胞裂解与核酸释放: 探讨不同组织和细胞类型(细菌、酵母、植物组织、动物组织)的有效裂解方法,包括机械法、化学法和酶解法。 核酸的分离纯化: 详细介绍溶液萃取法(酚-氯仿法)、固相萃取法(硅胶柱层析法)的原理与操作细节。重点分析影响纯化效率的因素,如盐浓度、pH值和洗脱条件。 核酸的定量与质量检测: 掌握使用紫外分光光度计(Nanodrop等)对核酸浓度进行精确测定,以及通过琼脂糖凝胶电泳评估核酸的完整性和降解程度。讨论A260/A280和A260/A230比值的意义。 第四章 聚合酶链式反应(PCR)及其高级应用 本章深入讲解PCR技术的理论基础和实际操作。 PCR基本原理: 详细解析变性、复性、延伸三个循环的温度和时间控制,以及Taq DNA聚合酶的作用机制。 反应体系的优化: 探讨dNTPs、引物、模板DNA、缓冲液和Mg2+浓度对扩增效率和特异性的影响。 定量实时PCR (qPCR): 介绍SYBR Green和TaqMan探针技术的原理,实现对模板起始量的精确测量和基因表达水平的分析。 衍生技术: 简述反转录PCR (RT-PCR) 在RNA分析中的应用,以及高保真PCR和长片段PCR的挑战与解决方案。 第五章 基因克隆与表达载体构建 本章侧重于将目标基因片段导入受体细胞并使其表达的过程。 限制性内切酶的酶切反应: 介绍不同类型限制酶的选择原则、反应条件(温度、盐度)及位点特异性。讨论如何进行酶切产物的回收与纯化。 DNA连接反应: 详细讲解T4 DNA连接酶的活性、反应动力学,以及粘性末端和平末端的连接效率差异。 载体系统概述: 比较质粒(Plasmid)、噬菌体(Phage)、粘粒(Cosmid)等载体的特性,重点介绍用于原核表达(如pET系列)和真核表达(如pIRES系列)的常用载体结构及其调控元件(启动子、终止子、抗性基因)。 转化与筛选: 掌握大肠杆菌的化学感受态制备和热激转化技术。介绍基于抗生素筛选和蓝白斑筛选法分离阳性克隆株的方法。 第三部分:蛋白质组学与酶学分析 第六章 蛋白质的分离、纯化与分析 本部分专注于蛋白质的提取和纯化技术。 蛋白质提取与溶解度调节: 探讨使用不同缓冲液(含去污剂、还原剂、蛋白酶抑制剂)从细胞中提取天然构象的蛋白质。介绍盐析(硫酸铵沉淀)原理。 层析技术在蛋白质纯化中的应用: 离子交换层析(IEX): 根据蛋白质的等电点(pI)选择合适的pH和交换介质,实现初步分离。 疏水作用层析(HIC): 利用蛋白质的疏水性进行分离的原理与操作。 凝胶过滤层析(SEC): 基于分子大小的原理及其在脱盐和初步纯化中的用途。 亲和层析(Affinity Chromatography): 重点介绍带标签蛋白(如His-tag, GST-tag)的纯化原理和步骤。 SDS-PAGE电泳分析: 详细讲解聚丙烯酰胺凝胶的制备(不同浓度的影响),蛋白质的变性、上样、电泳分离过程,以及考马斯亮蓝或银染法的显色原理。 第七章 酶活性测定与动力学分析 本章介绍如何定量研究生物催化剂的性能。 酶活力的单位与标准: 定义酶学国际单位(U)和特定活性。 酶促反应的监测方法: 讲解基于底物消耗或产物生成的监测技术,包括紫外吸收法、耦合酶反应法(如利用NADH的吸光度变化)和化学显色法。 米氏方程与动力学参数: 阐述Michaelis-Menten动力学模型,通过双倒数图(Lineweaver-Burk Plot)计算最大反应速率(Vmax)和米氏常数(Km)。 酶抑制剂的研究: 区分竞争性、非竞争性、混合性和反竞争性抑制剂对动力学参数的影响,并介绍如何通过实验设计来鉴定抑制类型。 第四部分:细胞培养与生物过程基础 第八章 原核细胞和真核细胞的无菌操作技术 本章强调微生物和细胞培养对环境的严格要求。 无菌操作环境的建立: 详细描述超净工作台(层流罩)的正确使用方法,包括气流模式、消毒程序和操作区域划分。 微生物(细菌/酵母)培养: 介绍液体和固体培养基的配制,接种技术(涂布、划线、液体转移),以及优化培养条件(温度、溶氧、pH)以获得高密度菌体。 哺乳动物细胞培养: 讲解培养基的组成(血清作用、抗生素),传代(Passaging)技术,血细胞计数盘的使用和细胞存活率的评估。强调支原体污染的检测与预防。 第九章 发酵过程基础与生物反应器操作 本章将分子技术成果转化为工业规模生产的基础。 生物反应器(发酵罐)的结构与原理: 介绍常见的搅拌式反应器设计,包括搅拌系统、通气系统、温度控制和pH传感器。 关键过程参数的控制: 详细阐述溶解氧(DO)的测定与调控策略(通过调速或改变气体流量),pH值的自动控制(酸碱滴定),以及泡沫控制技术。 补料分批发培养(Fed-Batch)策略: 解释为何采用补料策略以避免底物抑制,以及如何设计和实施流加方案以提高目标产物的滴度。 --- 附录 常用缓冲液配制指南(PBS, Tris-HCl, HEPES等) 常用酶的性质与储存条件表 实验记录与数据分析基础模板 本书特点: 本书结构严谨,内容覆盖了现代生物工程领域从基础分子操作到过程控制的关键实验技术。每个章节均包含详尽的操作步骤、原理阐述和常见问题故障排除,特别注重培养读者严谨的科学态度和解决实际问题的能力。本书不仅适用于高校相关专业学生,也是初级研究人员和技术人员进行实验技能提升的理想参考手册。