工业微生物实验与研究技术PDF电子书下载

第一章　显微技术 1

第一节　显微镜 1

一、明视野光学显微镜 1

［实验1-1］明视野显微镜 3

二、其他光学显微镜 5

［实验1-2］暗视野显微镜 5

［实验1-3］相差显微镜 7

［实验1-4］荧光显微镜 10

三、电子显微镜 11

［实验1-5］细菌、酵母菌超薄切片的透射电镜观察 13

［实验1-6］噬菌体的透射电镜观察 14

［实验1-7］酵母细胞的扫描电镜观察 15

第二节　显微摄影 16

第二章　工业微生物形态与观察 20

第一节　细菌 20

［实验2-1］细菌细胞的单染色及形态观察 21

第二节 放线菌 25

［实验2-2］放线菌的形态观察 27

第三节　噬菌体 27

［实验2-3］噬菌体的分离与纯化 31

［实验2-4］高效价噬菌体原液的制备 32

［实验2-5］溶源菌的鉴定 33

第四节　酵母菌 34

［实验2-6］酵母菌细胞形态观察 36

［实验2-7］酵母菌巨大菌落观察 36

第五节　小型丝状真菌（霉菌） 37

一、藻状菌（主要指根霉、毛霉、犁头霉） 37

［实验2-8］根霉、毛霉的形态观察 39

二、曲霉 40

三、青霉 40

［实验2-9］青霉、曲霉的形态观察 41

四、其他霉菌 43

第六节　食用真菌 45

［实验2-10］平菇的瓶栽 46

第七节　藻类 46

［实验2-11］螺旋藻的培养 47

第三章　工业微生物细胞一般结构与特殊结构的观察 48

第一节 染色 48

一、染色的基本原理 48

二、染料 48

三、染色 50

［实验3-1］活体染色 50

［实验3-2］单染色 50

［实验3-3］负染色 50

［实验3-4］抗酸性染色 51

［实验3-5］革兰氏染色 52

［实验3-6］荧光染色与观察 55

第二节　细胞各部结构成分的分离与观察 57

［实验3-7］革兰氏阳性菌细胞壁的制备 58

［实验3-8］细胞壁的形态观察 59

［实验3-9］细菌荚膜的观察 60

［实验3-10］细菌鞭毛的观察 61

［实验3-11］微生物细胞核的观察 62

［实验3-12］异染颗粒的观察 63

［实验3-13］胞内脂肪颗粒和肝糖颗粒的观察 64

［实验3-14］酵母液泡的提取 65

［实验3-15］酵母线粒体的制备 66

第三节　芽孢、子囊孢子、假菌丝和菌丝的观察 67

一、芽孢 67

［实验3-16］芽孢形成及发芽的观察（附伴孢晶体的观察） 69

二、酵母子囊孢子 70

［实验3-17］子囊孢子的形成及观察 71

三、酵母假菌丝与霉菌真菌丝 72

［实验3-1 8］假菌丝的观察 72

［实验3-19］霉菌菌丝生长的观察 73

第四章　工业微生物纯培养技术 74

第一节　消毒与灭菌 74

一、热杀菌 74

二、化学品消毒 76

三、紫外线和放射线 77

四、空气灭菌 77

五、过滤除菌 78

［实验4-1］微孔滤膜滤器的使用 80

六、防霉 83

［实验4-2］防霉剂的选用 83

第二节　培养基及其配制 85

一、培养基 85

二、培养基成分 86

［实验4-3］麦芽汁培养基的配制 88

第三节　分离、接种和培养 88

一、分离 88

［实验4-4］试管倾倒培养皿分离法 89

［实验4-5］稀释平皿分离 91

［实验4-6］平皿划线分离 93

二、接种 95

［实验4-7］接种技术 95

三、摇瓶与发酵 97

［实验4-8］摇瓶发酵生产柠檬酸 100

［实验4-9］小型连续发酵实验 103

［实验4-10］酿酒酵母的同步培养 104

［实验4-11］厌氧罐分离培养厌氧微生物 107

第五章　培养条件对工业微生物生长与发酵的影响 109

第一节　温度 109

［实验5-1］酵母营养细胞致死时间的测定 111

第二节　水活度与渗透压 112

［实验5-2］培养基中糖和盐浓度对微生物生长的影响 113

第三节　氧和氧化还原电位 114

［实验5-3］微生物生长对氧的要求 116

［实验5-4］培养液氧化还原值（rH）的测定 117

［实验5-5］溶解氧的测定（碘量法） 117

［实验5-6］BOD的测定 119

［实验5-7］发酵液COD测定 121

第四节　酸碱度 122

［实验5-8］pH对微生物的影响 124

第五节　重金属和一些化合物对微生物的抑制作用 124

［实验5-9］滤纸片法测定重金属对微生物的影响 125

［实验5-10］消毒剂杀菌力的测定 126

第六节　表面张力 128

［实验5-11］表面张力对微生物的影响 128

第七节　极端环境因素对微生物的影响 129

第六章　工业微生物的生理与发酵试验 130

第一节　微生物对碳源的利用 130

［实验6-1］细菌对糖、醇及糖苷的利用 131

［实验6-2］酵母对糖类的发酵 132

第二节　微生物对氮源的利用 132

［实验6-3］细菌对硝酸盐的还原作用 132

［实验6-4］酵母对氮源的利用 133

第三节 细菌鉴定中的某些特殊生理实验 134

［实验6-5］淀粉水解 134

［实验6-6］V-P试验（乙酰甲基甲醇试验） 135

［实验6-7］硫化氢的生成 136

［实验6-8］吲哚试验 136

［实验6-9］过氧化氢酶的产生 137

［实验6-10］明胶液化试验 138

［实验6-11］石蕊牛乳试验 139

［实验6-12］甲基红试验（M-R） 140

［实验6-13］乙醇的氧化 140

［实验6-14］乙酸的氧化 141

［实验6-15］脲酶的测定 141

第四节　常用细菌的分离和检测 142

［实验6-16］枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis） 142

［实验6-17］醋酸细菌 143

［实验6-18］乳酸菌 145

［实验6-19］德氏乳杆菌 147

［实验6-20］丙酸细菌 149

［实验6-21］丁酸梭菌（Clostridium butyricum） 150

第五节　酵母应用特性的测定 152

［实验6-22］酵母发酵力的测定 152

［实验6-23］压榨酵母发酵力的测定 153

［实验6-24］面包酵母发面力的测定 154

［实验6-25］酵母忍耐酒精浓度的测定 155

［实验6-26］酵母抵抗防腐剂能力的测定 156

［实验6-27］啤酒酵母凝絮力的测定 157

一、Gilliland法 157

二、Helm法 158

三、本斯值法 159

四、光密度改良法（江南大学发酵工程系研究改良） 160

［实验6-28］啤酒酵母产生双乙酰的测定 160

第六节　发酵制品的实验 161

［实验6-29］细菌液化型淀粉酶的发酵及活力测定 161

［实验6-30］曲霉的葡萄糖淀粉酶生成和活力测定 162

［实验6-31］米曲霉的蛋白酶生成及活力测定 163

［实验6-32］纤维素酶的发酵及其活力测定 163

［实验6-33］乳酸发酵及测定 166

［实验6-34］乳酸菌饮料 167

［实验6-35］葡萄酒饮料 168

［实验6-36］发酵法酿制食醋 169

第七章　发酵过程及发酵食品中微生物的检测 171

第一节　微生物生长、大小和数量的检测方法 171

一、细胞质量测定 171

二、细胞菌数测定法 171

［实验7-1］酵母细胞数的测定 171

［实验7-2］酵母细胞大小的测量 173

［实验7-3］细菌增殖曲线的测定 174

［实验7-4］丝状真菌生长速率的测定 176

第二节　发酵和食品工业中常见的微生物种类及其概测 177

一、发酵和食品工业中常见微生物的种类 177

二、发酵和食品工业中常见微生物类别的概测 178

第三节　发酵和食品工业用水和发酵过程微生物数量的检测 183

一、发酸和食品工业用水微生物数量的测定 183

［实验7-5］水中细菌数的测定 183

［实验7-6］水中大肠菌群数量的测定 184

［实验7-7］水中大肠杆菌数量的测定 186

［实验7-8］大肠杆菌的简易检出法 188

二、酒醅中微生物总数测定 189

［实验7-9］酒醅中微生物数量的测定 189

［实验7-10］固态发酵水浆厌氧微生物的分离 189

［实验7-11］啤酒生产中细菌、霉菌及野生酵母的检测 190

第四节　培养皿或试管中菌落总数的确定 191

第八章 自然界工业微生物资源的筛选 192

第一节　工业微生物获得的一般途径 192

一、目的工业微生物应具备的特性 192

二、工业微生物的来源 192

三、分离和筛选微生物 192

第二节　工业菌种筛选程序 193

一、采样 193

二、选择性培养与富集培养 193

三、培养分离 194

四、筛选 195

五、毒性试验 195

第三节　培养分离 195

一、自然界中细菌的分离 195

［实验8-1］土中细菌的直接分离 196

［实验8-2］土中细菌的富集培养与分离 197

［实验8-3］水中细菌的直接分离 198

［实验8-4］水中细菌的滤膜压印分离法 199

二、放线菌的分离 199

［实验8-5］土样中放线菌的非选择性分离 201

三、真菌分离 202

［实验8-6］土样中真菌的压贴分离 203

［实验8-7］担子菌组织分离法 204

［实验8-8］担子菌孢子分离 204

四、目标菌株的分离、筛选实例 205

［实验8-9］利用碱法纸浆废液的微生物的分离 205

［实验8-10］葡萄酒酵母的筛选 205

［实验8-11］耐高渗压产甘油酵母的筛选 206

［实验8-12］生产选种 207

第九章　工业菌种的育种技术 208

第一节　富集培养技术在育种中的应用 209

一、去调节突变株的分离 209

二、营养缺陷型的富集 210

三、富集法在研究次级代谢的重组DNA技术中的应用 212

第二节　诱变育种 213

一、诱变剂和诱变处理 213

二、诱变育种步骤 216

［实验9-1］紫外线的诱变育种 218

［实验9-2］亚硝基胍诱变曲霉菌（黑曲露、米曲霉） 219

［实验9-3］链霉菌菌丝体的诱变育种 219

第三节　定点突变 221

［实验9-4］产甘油假丝酵母核糖体蛋白L41基因定点突变 223

第四节　营养缺陷型的选育 225

一、诱变方法 226

二、淘汰野生型 226

三、检出缺陷型 226

四、营养缺陷型生长谱的确定 228

［实验9-5］大肠杆菌营养缺陷型的筛选 231

［实验9-6］酵母营养缺陷型的筛选 233

［实验9-7］青霉菌营养缺陷型菌株的筛选 234

第五节　呼吸缺陷型及代谢调节突变株的筛选 235

一、呼吸缺陷型菌株的筛选 235

［实验9-8］酵母呼吸缺陷型的筛选 235

二、代谢调节突变株的筛选 236

［实验9-9］氨基酸抗反馈调节突变株的选育 237

第六节　抗噬菌体菌株的选育 238

［实验9-10］抗噬菌体产α-淀粉酶菌株的选育 238

第七节　基因重组育种 239

一、细菌接合杂交 240

［实验9-11］细菌的接合 240

二、酵母杂交育种技术 241

［实验9-12］酵母单倍体的分离与鉴定 243

［实验9-13］罕见交配法转移酵母杀伤质粒 245

第八节　原生质体育种 247

一、原生质体融合育种的特点 248

二、原生质体融合育种步骤 251

三、原生质体融合育种的要点 251

四、原生质体转化 261

五、原生质体再生率和融合率计算 264

［实验9-14］芽孢杆菌的原生质体融合 264

［实验9-15］链霉菌属原生质体融合 267

［实验9-16］小单胞菌的原生质体融合 269

［实验9-17］酵母的原生质体融合 271

［实验9-18］丝状真菌的原生质体融合 273

［实验9-19］原生质体融合法转移酵母线粒体及杀伤质粒 276

［实验9-20］枯草芽孢杆菌属间原生质体转化 278

［实验9-21］质粒DNA转化链霉菌原生质体 279

［实验9-22］丝状真菌原生质体转化 280

［实验9-23］紫外线诱变原生质体选育苏氨酸高产菌 283

六、原生质体技术中的一些特殊技术 283

七、原生质体电融合技术 285

［实验9-24］电诱导酵母原生质体融合 285

第九节　突变与重组的结合应用 287

第十章　工业菌种改良的基因工程技术 289

第一节　分子生物学技术 289

一、GC含量测定 289

［实验10-1］热变性温度法测定GC含量 290

二、聚丙烯酰胺凝胶电泳技术 291

［实验10-2］SDS-PAGE 291

［实验10-3］聚丙烯酰胺凝胶的等电聚焦电泳 295

三、DNA和RNA的定量测定 297

［实验10-4］紫外分光光度法DNA的定量测定 297

［实验10-5］溴化乙锭-塑料薄膜法DNA的定量测定 297

四、核酸分子杂交技术 298

［实验10-6］缺口平移法制备DNA探针 300

［实验10-7］随机引物标记法 302

［实验10-8］RNA探针的制备 304

［实验10-9］Dig-核酸探针的制备 305

［实验10-10］光敏生物素标记核酸探针的制备 306

［实验10-11］凝胶中DNA转移至硝酸纤维膜（Southern blot） 307

［实验10-12］菌落原位杂交 308

［实验10-13］放射性核素标记核酸探针的杂交 310

［实验10-14］地高辛标记核酸探针的杂交及显色 311

［实验10-15］生物素标记核酸探针的杂交及显色 312

第二节　基因工程的基本过程和原理 313

一、载体 313

二、DNA重组用酶 315

［实验10-16］PCR技术 320

第三节　大肠杆菌基因工程 321

一、大肠杆菌感受态细胞的制备和转化 321

［实验10-17］用氯化钙制备和转化感受态大肠杆菌（1） 322

［实验10-18］用氯化钙制备和转化感受态大肠杆菌（2） 323

［实验10-19］用PEG制备和转化大肠杆菌感受态细胞 323

［实验10-20］大肠杆菌的电击转化 324

二、大肠杆菌中质粒的提取与纯化 325

［实验10-21］质粒的大量提取与纯化 326

［实验10-22］质粒的小量提取 327

［实验10-23］用硅胶膜分离法小量提取质粒 328

三、微生物染色体DNA的提取与PCR扩增 329

［实验10-24］枯草杆菌染色体DNA的提取 329

［实验10-25］真菌染色体DNA的简易提取方法 329

［实验10-26］枯草杆菌淀粉酶基因的PCR扩增 330

［实验10-27］从电泳凝胶中分离枯草杆菌淀粉酶基因 331

四、外源基因在大肠杆菌中的高表达 332

［实验10-28］载体和基因的酶切 336

［实验10-29］基因与载体的连接 336

第四节　非大肠杆菌微生物基因工程 340

一、芽孢杆菌基因工程 340

［实验10-30］枯草杆菌感受态细胞的制备和转化 341

［实验10-31］地衣芽孢杆菌感受态细胞的诱导形成及其高效电转化 342

［实验10-32］枯草杆菌转化子质粒的提取和检测 342

［实验10-33］高碱性蛋白酶基因多拷贝重组菌的构建 344

二、棒杆菌基因工程 345

［实验10-34］适用于异源DNA整合转化的谷氨酸棒杆菌电转化法 346

［实验10-35］谷氨酸棒杆菌温度和溶菌酶敏感菌株的构建 346

三、根癌农杆菌基因工程 348

［实验10-36］双元载体质粒导入根癌农杆菌的电击转化法 348

［实验10-37］根癌农杆菌介导产甘油假丝酵母的遗传转化 350

第五节　酵母基因工程 351

一、酵母的载体 351

二、酵母的表达载体 352

［实验10-38］酵母染色体DNA的提取 353

［实验10-39］酿酒酵母的醋酸锂完整细胞转化法 353

［实验10-40］单链载体DNA的制备 354

［实验10-41］酵母菌质粒DNA的提取 355

［实验10-42］巴斯德毕赤酵母的电转化方法 356

三、实例　黑曲霉植酸酶基因在酿酒酵母中的高表达 356

第十一章　工业微生物菌种保藏技术 358

第一节　菌种的退化与防治措施 358

一、菌种退化的现象 358

二、菌种退化的原因 359

三、防止退化的措施 360

第二节　菌种保藏方法总览及一些菌种可以采用的保藏方法 361

第三节　低温保藏 362

一、斜面保藏法 363

二、超低温冷冻保藏技术（－80～－60℃） 363

［实验11-1］－80℃超低温保藏 363

三、液氮冷冻保藏技术 364

［实验11-2］液氮冷冻保藏 364

第四节　冻干保藏 366

［实验11-3］菌种冷冻干燥保藏 366

第五节　其他保藏方法 368

一、矿物油中浸没保藏 368

［实验11-4］液体石蜡保藏菌种 369

二、干燥-载体保藏 369

［实验11-5］快速沙土管保藏法 369

［实验11-6］其他干燥-载体保藏法 370

第六节　基因工程菌的保藏 371

第七节　微生物活力和稳定性测定 371

第八节　常用菌种保藏培养基 372

一、细菌保藏用培养基 372

二、放线菌用保藏培养基 373

三、酵母菌株用保藏培养基 373

四、丝状真菌用保藏培养基 373

第九节　著名菌种保藏及专利菌种保藏机构 374

一、中国微生物菌种保藏管理委员会组织系统 374

二、国际确认的专利菌种保藏机构（IDA） 375

第十二章　微生物细胞固定化技术 376

第一节　载体结合法 376

一、表面吸附法 377

二、共价结合法 377

第二节　交联法 378

第三节　包埋法 378

一、藻酸钙凝胶包埋法 378

［实验12-1］酿酒酵母的藻酸钙固定化 380

［实验12-2］固定化枯草杆菌连续生产耐热α-淀粉酶 381

二、κ-角叉胶包埋法 383

［实验12-3］κ-角叉胶一步包埋法 383

［实验12-4］κ-角叉胶二步包埋法 385

［实验12-5］固定化酵母连续生产酒精 385

［实验12-6］固定化细胞的回收与活细胞计数 386

三、聚丙烯酰胺凝胶包埋法 386

［实验12-7］大肠杆菌的聚丙烯酰胺凝胶固定化 387

四、光交联树脂前聚体包埋法 388

［实验12-8］光交联树脂固定化原生质体 388

五、其他载体包埋方法 388

第四节　几种固定化细胞方法联用 390

一、包埋-交联法 390

二、吸附-交联法 391

三、包埋-吸附法 391

第五节　其他固定化方法 391

第六节 固定化微生物细胞方法的选择 392

一、固定化微生物细胞方法的选择 392

二、固定化细胞技术的评价指标 393

第十三章　酶固定化技术 394

第一节　概述 394

第二节　吸附法 394

一、几丁质载体上酶的吸附固定 395

［实验13-1］吸附法几丁质固定化酶的制备 395

二、疏水吸附法 396

［实验13-2］疏水吸附法固定化酶的制备 397

三、亲和吸附法 398

［实验13-3］亲和吸附法固定L-维生素C氧化酶 398

［实验13-4］亲和吸附交联法固定蔗糖酶 398

［实验13-5］葡萄糖氧化酶的免疫固定化 399

四、过渡金属介导法 399

［实验13-6］过渡金属介导葡萄糖淀粉酶固定于控孔玻璃 399

［实验13-7］过渡金属介导葡萄糖淀粉酶固定化改良法 400

第三节　包埋法 400

一、凝胶聚合包埋法 401

二、辐射聚合包埋法 401

［实验13-8］辐射共聚合包埋法固定葡糖淀粉酶 402

三、酶蛋白共聚合包埋法 402

［实验13-9］酰化共聚合包埋法固定α-糜蛋白酶 402

四、交联多聚物凝胶包埋法 403

［实验13-10］明胶交联包埋法 403

［实验13-11］明胶交联法制备固定化双酶膜 404

［实验13-12］聚乙烯醇交联包埋法 404

［实验13-13］脱乙酰几丁质交联包埋法 405

五、移植共聚合包埋法 405

［实验13-14］移植共聚合包埋法 406

六、物理定位法 406

第四节　共价交联法 407

一、溴化氰交联法 407

［实验13-15］溴化氰交联滴定法 407

［实验13-16］三乙烯胺-溴化氰活化法 408

［实验13-17］溴化氰活化法制备可溶性载体固定化酶 409

二、碳化二亚胺法 410

［实验13-18］碳化二亚胺二步法固定基氧化酶 410

三、戊二醛交联法 411

［实验13-19］戊二醛交联固定化葡萄糖氧化酶 411

四、交联聚乙烯亚胺法 412

［实验13-20］裱涂载体的制备及用于酶固定化 412

五、活性载体法 413

第十四章　工业微生物实验室常见的一些单元操作技术 414

第一节　搅拌和振荡 414

一、搅拌器 414

二、导管和密封 415

三、电动机 416

四、振荡 416

第二节　气体的计量和导入 416

第三节　加热和冷却 417

一、加热 417

二、冷凝器 417

三、冷却剂 419

第四节　减压操作 420

一、真空的产生 420

二、真空的测量 421

三、真空操作 422

第五节　干燥 423

一、气体的干燥 423

二、液体的干燥 423

三、固体的干燥 424

四、干燥剂 424

第六节　过滤和离心 425

第七节　简单蒸馏 427

第八节　纸层析 428

一、流动相的制备 429

二、点样 429

三、展开 430

四、显色 430

第九节　薄层层析 430

一、五块层析板的一次涂布 431

二、点样 431

三、展开 431

四、斑点的显色和鉴定 432

第十节　溶液的脱色 432

第十一节　密度的测定 432

第十二节　折光率 433

第十三节 比旋光度 433

第十四节　硅化 434

一、蒸发硅化 434

二、浸没硅化 435

第十五节　透析袋的准备 435

第十六节　天平的使用与维护 435

一、机械分析天平 435

二、电子天平 436

第十七节　分光光度计波长的校正 438

参考文献 439

附录 441

一、实验室生物安全防护等级与受体生物安全等级 441

二、实验室安全及防护知识 442

三、实验室常识 444

四、玻璃器皿的洗涤及各种洗液的配制 445

五、缓冲液 447

六、一些有机物质的性质 454

七、指示剂 457

八、冷却剂和吸水剂 459

九、硫酸铵饱和度的常用表 460

十、试剂的配制及一些常用数据表 462

十一、限制性酶和甲基化酶 468

十二、有关蛋白质的一些数据 488

十三、离心机转数（r/min）与相对离心力（RCF）的换算 492

十四、本书使用的英文缩写 493