微生物学实验指导

微生物学是生命科学的重要基础学科,同时也是应用最为广泛的生命科学分支学科,其发展离不开极具自身特点的实验技术。回顾近三百年的微生物学发展史,微生物实验技术和方法的不断完善和突破可谓与学科发展相得益彰,相互促进。随着现代生命科学和技术的快速进步,微生物实验技术获得了极大的发展,在分子生物学、病毒学、合成生物学、生物医药工程等学科中发挥了越来越重要的作用。
编写本书的初衷缘于笔者开设的微生物学基础实验课程的教学改革。该课程是为清华大学生命科学学院、化学系、协和医学院等生物相关学科学生开设的专业限选课,是生物科学的基础专业课。在清华大学“三位一体”(价值塑造、能力培养、知识传授)的教学理念指导下,秉承分层教学、提升课程挑战度、多维度科学训练的教学设计理念,笔者对该课程进行了全面深入的改革,在完成基础知识传授和基础实验技能培训的同时,兼顾学科前沿技术和先进实验装备应用,例如将清华大学具有自主知识产权的达到国际先进水平的实验装备引入实验教学中,实现产学研融合互促。同时在基础实验课教学中加入小组讨论的方式,以完成创新型自主设计实验,给不同专业基础和学习诉求的学生以灵活自主、多样化、梯度化的科研体验,契合党的二十大提出的全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才的科教兴国战略。
清华大学生命科学学院为大学三年级学生开设的生物学综合实验课程生“物化学与分子生物学综合实验”中包含的“发酵工程综合实验”是本学院开设课程中唯一的生物工程实验,其教学内容相对独立且繁杂,教学设备相对陌生又复杂,学生学习难度较大。本教材含有该部分内容,并配套相应的操作视频。
本书可供高校生物医药相关专业的本科生使用,也可供从事微生物实验教学的教师和科研工作的人员参考,内容覆盖基础型实验、设计型实验、综合型实验,涉及微生物学科的各个分支。同时本教材含有彩色实验图片、教学微课视频,以多种方式帮助学生更好地理解教学内容,掌握微生物学实验技术。
除了培养学生基础实验技能及其综合科研思维外,希望本教材能激起学生对微生物学无限的兴趣和探索欲。正如微生物学奠基人———法国科学家路易斯·巴斯德所说:“我恳求你,在这些神圣的被称为实验室的建筑里,保持盎然的兴趣。要培养兴趣,让你的兴趣日益扩增。实验室就是人类祈求美好未来的圣殿,在这里,人类知识再次成长、成熟。”
多位教师和助教在教学实践中对实验方法和教学内容提出过许多宝贵的意见和建议,他们也参与了本教材部分内容的编写工作。感谢王欢、张旭、刘阳嘉在综合型实验部分所做的工作,感谢王欢在整个教材的校稿工作中提供的帮助。由于我们水平有限,时间仓促,教材中可能会有不妥之处,希望各位同仁批评指正,我们将不胜感激!

本实验教材是清华大学生命科学学院和协和医学院微生物学实验**指定实验教材。 本书是微生物学基础实验以及综合实验的教学指导用书，包含实验内容以及每个实验的实验记录部分，分基础实验、综合探究实验、发酵工程综合实验，内容涵盖微生物学的各分支学科，内容全面，理工医结合。主要面对生命科学、医学专业学生，用于专业基础及专业综合实验课程的学习。微课视频的有利于直观明确指导复杂仪器设备的操作使用以及前沿实验设备的应用。

麻彩萍，毕业于清华大学生物系，美国耶鲁大学分子生物物理与生物化学系访问学者。现任职于清华大学生命科学学院现代生命科学实验教学中心微生物学基础实验课程负责人，副教授。

第1章　普通光学显微镜的结构和基本原理                 1
第1节　普通光学显微镜的结构和基本原理简介               1　
第2节　普通显微镜的使用方法                       3　
第3节　普通显微镜的保养                         6
第2章　实验                                7
第1节　基础型实验                            7　　
实验1　微生物形态观察                          7　　
实验2　环境微生物的检测与分离纯化                   17　　
实验3　细菌的简单染色和革兰氏染色                   25　　
实验4　环境因素对微生物生长的影响和紫外线诱变效应           31　　
实验5　细菌鉴定中的生理生化反应                    39　　
实验6　细菌的分子生物学鉴定                      47　　
实验7　微生物的大小测量和显微镜直接计数法               52　
第2节　设计型实验                            58　　
实验8　基于正交实验设计的细菌生长曲线测定               58　
第3节　综合型实验                            65　　
实验9　利用全自动高通量微生物液滴培养系统研究细菌的生长特性      65　　
实验10　腔微生物群落多样性鉴定及其生物成膜和染色           80　　
实验11　发酵工程综合实验                        88
附录　相关试剂配制                           105

本实验教材是清华大学生命科学学院和协和医学院微生物学实验**指定实验教材。 本书是微生物学基础实验以及综合实验的教学指导用书，包含实验内容以及每个实验的实验记录部分，分基础实验、综合探究实验、发酵工程综合实验，内容涵盖微生物学的各分支学科，内容全面，理工医结合。主要面对生命科学、医学专业学生，用于专业基础及专业综合实验课程的学习。微课视频的有利于直观明确指导复杂仪器设备的操作使用以及前沿实验设备的应用。

麻彩萍，毕业于清华大学生物系，美国耶鲁大学分子生物物理与生物化学系访问学者。现任职于清华大学生命科学学院现代生命科学实验教学中心微生物学基础实验课程负责人，副教授。