实验二 重要功能微生物的筛选及生物学特性
微生物的筛选与鉴别方法
引言：微生物是一类微小生物，在自然界中广泛存在。
对于我们人类来说，微生物有着重要的研究和应用价值。
微生物的筛选与鉴别方法却是一个复杂而精细的过程。
在上一篇文章中，我们介绍了微生物的筛选与鉴别方法的基础知识和几种常用的方法。
在本文中，我们将继续探讨微生物筛选与鉴别方法的更多细节，并且介绍更多的方法和技术。
正文：一、传统微生物筛选方法1.1.直接涂布法1.2.筛选培养基法1.3.单克隆分离法1.4.净化筛选法1.5.直接鉴定法二、分子生物学方法2.1.PCR技术2.2.聚合酶链反应(PolymeraseChnReaction,PCR)2.3.实时荧光定量PCR技术2.4.基因测序技术2.5.基因组学方法三、质谱分析法3.1.质谱仪3.2.质谱分析原理3.3.应用于微生物筛选与鉴定的质谱技术3.4.基于质谱技术的微生物蛋白质组学3.5.基于质谱技术的微生物代谢组学四、生物传感与生物芯片技术4.1.生物传感技术4.2.生物芯片技术4.3.生物传感与生物芯片在微生物筛选与鉴定中的应用4.4.微生物芯片技术的发展与趋势4.5.生物传感与生物芯片技术的前景五、光学显微镜与扫描电镜技术5.1.光学显微镜5.2.电子显微镜5.3.扫描电子显微镜5.4.透射电子显微镜5.5.应用于微生物筛选与鉴定的显微镜技术总结：微生物筛选与鉴别方法在生物学研究、医学诊断、环境监测等领域具有重要的应用价值。
随着科技的发展，越来越多的方法和技术被应用于微生物筛选与鉴定，使得整个过程更加高效和精确。
不同的方法和技术在微生物研究领域中有着各自的优势和适用范围。
未来的发展趋势将会是更加高度自动化和智能化的微生物筛选与鉴定方法的出现。
通过不断改进和创新，微生物筛选与鉴定方法将为人类的健康和环境保护做出更大的贡献。
引言：微生物是一类非常复杂和多样化的生物体，它们存在于我们周围的环境中，对人类和地球的生态系统具有重要影响。
为了研究微生物的种类和功能，科学家们发展了多种筛选和鉴别微生物的方法。
新型微生物菌种的筛选和鉴定
新型微生物菌种的筛选和鉴定微生物是生命科学研究的重要领域之一，随着科技和科学的不断进步，越来越多的新型微生物菌种被发现并应用于生产、医疗、环保等领域。
这些新型微生物菌种的筛选和鉴定是非常重要的，对于微生物领域的发展有着积极的推动作用。
本文将从筛选和鉴定两方面进行探讨。
一、新型微生物菌种的筛选微生物资源在自然界中非常广泛，但不是所有微生物都被发现和利用。
为了挖掘出更多的新型微生物菌种并从中获得有用的物质，需要进行筛选工作。
筛选新型微生物菌种需要注意以下几点：1.选择适当的样本来源在筛选过程中，选择适当的样本来源是非常关键的。
例如，可以在海洋、森林、沙漠等不同的环境中进行微生物采集工作，或者从一些特殊的生物体内提取微生物样本等。
选择样本时应该考虑到微生物的生长环境、生长条件以及其生物学特性等。
只有样本来源得当，才能筛选出更有潜力的微生物菌种。
2.建立适当的筛选条件在筛选新型微生物菌种时，需要建立适当的筛选条件，如温度、pH值、营养成分等。
这些条件的设定需要基于微生物生长条件和生物学特性的了解，以便通过筛选找到更优秀的微生物菌种。
3.建立有效的筛选方法筛选方法是筛选新型微生物菌种的重要环节，有效的筛选方法可以提高筛选效率和筛选质量。
目前常用的微生物筛选方法有平板筛选、固体发酵筛选、液体发酵筛选、高通量筛选等。
根据具体的筛选目的和筛选条件，可以选择合适的筛选方法。
二、新型微生物菌种的鉴定除了筛选，对新型微生物菌种的鉴定也是非常重要的。
鉴定能够确定微生物的分类地位、生物学特性等，为后续的应用研究提供科学基础。
新型微生物菌种的鉴定应该注意以下几点：1.基础鉴定方法常用的基础鉴定方法包括生理生化鉴定、形态学鉴定、分子鉴定等。
生理生化鉴定方法主要通过菌种代谢产物、酶活性、碳源利用等特征来进行鉴定；形态学鉴定通过观察菌体形态、胞内结构等特征来进行鉴定；分子鉴定则是通过测序技术或PCR技术来进行鉴定。
根据具体情况可以选择合适的鉴定方法。
微生物的筛选与鉴别方法
微生物的筛选与鉴别方法微生物是一类极小的生物体，它们无法被肉眼直接观察，因此鉴别和筛选微生物需要使用特殊的方法。
以下将介绍几种常见的微生物筛选与鉴别方法。
一、灭菌方法在对微生物进行筛选与鉴别之前，首先要对培养基、培养器具等进行灭菌处理，以杀灭混入的其他微生物。
常用的灭菌方法包括高温灭菌、蒸汽灭菌、滤过灭菌等。
二、菌落计数法菌落计数法是微生物筛选与鉴别的常见方法之一、在固体培养基中培养微生物后，通过计算菌落的数量来判断微生物的数量及活性。
菌落计数法能够提供微生物样品中微生物数量的估计值，并能区分不同菌落的微生物种类。
三、生理生化鉴别法生理生化鉴别法是通过观察微生物对特定生理生化特性的反应来鉴别微生物种类。
常用的生理生化鉴别法包括碳源利用能力测试、酸碱生长反应、氧要求性测试等。
这些测试依据微生物对特定物质的利用能力、对酸碱环境的反应以及对氧气的需求来判定微生物种类。
四、形态特征观察法微生物在形态上具有一定特征，通过观察微生物在菌落和细菌涂片中的形态特征，可以初步判断微生物的种类。
形态特征观察法主要包括对细胞形态、胞内结构、胞外结构等的观察。
五、分子生物学鉴别法分子生物学鉴别法是近年来发展起来的一种新的微生物筛选与鉴别方法。
通过对微生物的基因组进行分析，可以获取微生物的遗传信息，并进行微生物种类的鉴别。
常用的分子生物学鉴别法包括PCR、脱氧核糖核酸(DNA)测序等。
六、质谱分析法质谱分析法是通过对微生物样品中的化合物进行质谱分析，通过分析特定化合物的质谱图谱来鉴定微生物的种类。
质谱分析法的优点是能够快速且准确地鉴别微生物种类，但需要仪器设备的支持。
总结起来，微生物筛选与鉴别方法多种多样，常用的方法包括菌落计数法、生理生化鉴别法、形态特征观察法、分子生物学鉴别法以及质谱分析法。
这些方法可以相互结合使用，以提高微生物鉴别的准确性与可靠性。
通过这些方法，可以更好地了解微生物的特性与功能，为进一步的应用研究提供依据。
功能微生物的筛选和育种
将直接影响到锅体内物品的灭菌效果） 。 （对 1.2.1.3 中的试管，三角瓶，培养皿，玻璃器皿，离心管进行高 压蒸汽灭菌。 ） 1.2.2 产胞外淀粉酶细菌的分离和筛选 1.2.2.1 制备土壤稀释液 称取土壤 2g，放入 18mL 带有玻璃珠的无菌水三角瓶中，振荡 5min 10-4 稀释度。 （稀释度已为 10-1） ， 然后在离心管中依次稀释至 10-3、 1.2.2.2 制备淀粉培养基平板 每组制 5 块淀粉牛膏蛋胨培养基平板：微波炉加热融化淀粉培养基， 冷却至不烫手的温度，倒入灭菌的空培养皿中(20ml 左右)，并轻轻摇 晃混匀，冷却。 1.2.2.3 稀释涂布 无菌操作法分别吸取 10-3、10-4 土壤稀释液 0.1 mL，加在淀粉平板 培养基上（每个稀释度一块） 。用无菌玻璃涂棒均匀涂布，静置 5min 后，置于恒温培养箱中培养。 1.2.2.4 划线分离 用接种环挑取一环 10-1 土壤稀释液，在一块淀粉培养基上进行划线 分离。倒置于恒温箱培养。
挑取平板菌落，在斜面试管培养基上划线，30℃培养，然后置冰箱低 温保藏。 1.2.3.3 菌体生长量的测定 1) 将培养 24h 后液体摇瓶培养物分别取出 2mL 于试管中， 加入 8mL 蒸馏水，进行 5 倍稀释。 2) 将各稀释液分别倒入比色杯中，在 721 型分光光度计 600nm 波长 下测定吸光值(OD600 值)。 3) 如果菌液浓度过大，可继续稀释后再进行测量，保证 OD600 值应 控制在 0.1-1 之间。 4) 分别记录各种不同培养基和不同培养条件下 OD600 值大小， 评价 对菌体生长量的影响。 1.2.3.4 不同条件对淀粉酶活性的影响测定
pH7.0～7.2。 (注： 配制 3000mL， 分装于 250mL 三角瓶， 每瓶 200mL。 ） （第二排负责） 配方(g/L)：牛肉膏 3，蛋白胨 10，NaCl 5，可溶性淀粉 2，琼脂 20， 2） pH7.0～7.2。(注：分装 20 支固体斜面试管（不超过试管高度的 1/ 1/2 和 20 支液体试管（不超过试管高度的 1M） Primer Reverse（50 mM） ddH2O
微生物菌株的筛选及其在生物技术中的应用
微生物菌株的筛选及其在生物技术中的应用一、微生物菌株的筛选微生物菌株是在自然界中相对比较简单的单细胞生物，其遗传基因较为简单，具有较高的生境适应性和生存能力，能够在不适宜人类生存的环境中存活和繁殖。
在生物技术领域，微生物菌株具有着重要的应用价值，可以用于生产工业化生物制品、提取天然产物、开发新型药物等，因此，微生物菌株的筛选成为了微生物领域的重要研究内容之一。
1.1 微生物分类微生物的分类可以从不同的方面进行，如形态分类、代谢分类、生殖方式分类等，其中最常用的是以细胞形态或代谢方式进行分类。
根据细胞形态，微生物可以分为菌、藻和原生动物三类。
其中菌又分为细菌和真菌两类，细菌为单细胞菌，体形小，常呈梭形、球形、棒形、弧形等各种形态，可在不同温度、酸碱度、盐度等环境条件下生长；真菌多呈菌丝状或单菌体状，对生长条件要求比较严格。
根据代谢方式，微生物可以分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
革兰氏阳性菌细胞膜内含有大量的肽聚糖属物质，可形成厚壁，抵抗外界环境变化；而革兰氏阴性菌则通过细菌外膜来保护细胞。
1.2 微生物菌株的筛选方法微生物菌株的筛选涉及到微生物的分离、纯化、鉴定和保存等步骤。
常用的微生物菌株筛选方法如下：（1）分离：将微生物样品经过适当处理，如加入营养物质，放置在培养基上，进行选培等处理，可促进微生物单体形成菌落，以实现分离、筛选目的。
（2）纯化：通过连续的传代培养，从单一的菌落中分离出一个单纯微生物种类，实现纯化作用。
纯化后的菌株可以用于后续实验。
（3）鉴定：通过形态学、生理学和生化学等方面技术，对分离出的微生物菌株进行鉴定，从而确定其种类和特性。
（4）保存：保存菌种的方式和方法有很多，如在冻干或冷冻条件下进行保存，也可以通过粉碎干燥等方法进行保存。
二、微生物菌株在生物技术中的应用2.1 生物制品生产微生物菌株在生物制品生产领域中有着重要的应用价值，如通过发酵技术，从微生物中提取生物制品。
例如，革兰氏阳性菌可以生产β-内酰胺类药物，而镰刀菌则能够分泌β-乳糖酶等得到过程中间产物。
实验二重要功能微生物的筛选及生物学特性
• 重要功能微生物
– – – – 农业微生物（磷细菌） 环境微生物（重金属抗性细菌） 工业微生物（生物表面活性剂产生菌） 医药微生物（放线菌）
• 筛选
– 系列稀释，平板培养，选择性培养基
• 生物学特性
– 菌落特征，菌体特征，革兰氏反应，功能大小 等
1、磷细菌的筛选
2、重金属Cu抗性细菌的筛选
• 样品：土壤 • 培养基：1/10 LB(1000ml)
– 酵母膏 0.5g 蛋白胨 1g 氯化钠 1g pH 7.0 琼脂 2%， 配制600ml，分装至3个250ml的三角瓶，灭菌待用
• 无菌水
– 准备100ml无菌水置于250ml三角瓶中，内加5颗玻璃珠， 灭菌待用。 – 准备3根试管，每根加入9ml无菌水，加塞，灭菌待用。
挑取菌落，进行革兰氏染色，并进行镜检，对所 观察到的细菌进行形态描述。
实验结果
1.观察菌落并将实验结果记录下表
菌落形态
不同溶磷 菌落 1 2 3 …… 形状 大小 颜色 透明 粘稠 边缘 形状
溶磷ห้องสมุดไป่ตู้力
菌落 溶磷圈 圈径/ 直径 直径 菌径 (mm) (mm)
2.选取（不同形态）菌落1-2个制作装片，显微镜观察结果记录下表
② 培养基：无机磷培养基
③
实验步骤
① 配制无机磷培养基100ml， ② 取250ml三角瓶，向其中加入100ml去离子水和几颗小玻璃珠， 再取三只试管各加9mL去离子水，将准备好的上述材料在 115℃下灭菌25分钟。灭完菌好待培养基冷却到60℃左右倒 平板6块。 ③ 称取土壤样品1g，加入到加有玻璃珠的100ml无菌水中，震 荡30分钟，配成10-2菌悬液。 ④ 吸取1mL菌液加入到装有9mL无菌水的试管中，震荡均匀， 配成10-3菌悬液。如法依次制成10-4 、10-5 的菌悬液。 ⑤ 吸取各稀释度的菌悬液100μL加入到冷却的平板中，稀释涂 布，倒置放入30℃恒温培养箱中培养。 ⑥ 待菌体长出，观察细菌菌落形态和溶磷菌溶磷圈。并测量溶 磷菌菌落直径和溶磷圈直径，计算比值，定性比较各溶磷菌 落溶磷能力。 ⑦ 制片，革兰氏染色，镜检，观察菌体形态等特性。
微生物筛选应用的原理
微生物筛选应用的原理1. 简介微生物筛选是一种利用微生物的生物学特性进行筛选和鉴定的方法。
微生物可以通过对特定物质的代谢或生长反应来进行筛选，从而找到具有特定功能的微生物。
本文将介绍微生物筛选的原理及其在不同领域的应用。
2. 原理微生物筛选的原理基于微生物的生物学特性。
微生物能够利用不同类型的营养物质进行代谢，产生相应的代谢产物。
通过对微生物在不同条件下的代谢和生长反应进行观察和分析，可以筛选出具有特定功能的微生物。
微生物筛选的原理主要包括以下几个步骤：- 菌种筛选：根据所需功能的不同，选择相应的微生物菌种作为研究对象。
常用的菌种包括细菌、真菌等。
- 培养条件优化：根据菌种的特性和要求，调整培养基的pH值、温度、养分浓度等条件，以提高微生物的生长速率和代谢产物的产量。
- 代谢产物分析：通过分析微生物在不同条件下产生的代谢产物，筛选出具有特定功能的产物。
这些产物可以是抗生素、酶、有机酸等。
- 鉴定和纯化：对筛选出的微生物进行鉴定，确定其物种和功能，然后进行纯化，获得纯度较高的微生物菌种。
3. 应用领域微生物筛选在许多领域中具有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域的例子：3.1 药物开发微生物筛选在药物开发中扮演着重要的角色。
通过筛选微生物产生的次生代谢产物，科学家们可以发现新的抗生素、抗肿瘤药物等。
例如，青霉素就是通过筛选和培养青霉菌发现的。
微生物筛选还可以用于发现和生产药物中的关键酶，用于合成药物的关键步骤。
3.2 生物能源开发微生物筛选在生物能源开发中起到了关键的作用。
通过筛选具有高效的生物催化剂，可以提高生物质能源的转化效率。
微生物筛选还可以用于发现和改良产氢菌、产醇菌等微生物，用于生物质能源的生产。
3.3 环境修复微生物筛选可以应用于环境修复领域。
某些微生物具有降解有机污染物的能力，通过筛选这些微生物，可以用于污染物的生物修复和降解。
微生物筛选还可以应用于土壤治理、废水处理等领域。
3.4 农业生产微生物筛选在农业生产中也有一定的应用。
筛选微生物原理
筛选微生物原理
筛选微生物的原理主要包括以下几个方面：
1. 培养基选择：根据微生物的生理特性和营养需求，选择适宜的培养基来筛选微生物。
不同的微生物对培养基的要求不同，如耐酸菌需要pH低的培养基，厌氧菌需要无氧条件下的培养
基等。
2. 条件筛选：通过调节环境条件，如温度、pH值、气体浓度等，来筛选特定类型的微生物。
例如，某些微生物只能在特定温度下生长，通过控制温度可以筛选出具有该特性的微生物。
3. 形态特征观察：通过观察微生物的形态特征，如形状、颜色、大小等，来筛选微生物。
某些微生物具有独特的形态特征，可以通过观察这些特征来区分不同的微生物群体。
4. 生理特性测定：通过检测微生物的生理特性，如产酶能力、耐受性等，来筛选微生物。
例如，通过筛选能产生特定酶的微生物，可以应用于酶的生产和应用领域。
5. 分子生物学方法：利用分子生物学技术，如PCR、DNA测
序等，来筛选微生物。
通过检测微生物的基因组或特定基因的存在与表达情况，可以快速准确地鉴定微生物的种属和功能。
总之，筛选微生物的原理是基于对微生物生物学特性、形态特征和分子信息的观察和测定，以期从复杂的微生物群体中获取特定的微生物种类或功能。
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分析讨论
• 实验结果的分析讨论
• 那些环节会影响革兰氏染色结果的正确性？ 其最关键的环节是什么? • 重金属对细菌的生理代谢有何影响？
土壤悬液制备，系列稀释，涂布平板培养 选择10-3、10-4、10-5的稀释度，分别吸取100ul土壤稀 释液，分别加入Cu2、Cu5、Cu10抗性平板中，每个稀 释度设置三个重复，用涂布棒涂布均匀。(3x3x3=27) 观察抗性平板上长出的菌落，比较三种浓度的抗性平板， 将外观形态一致的视为同一种菌以确定抗性范围。 挑取菌落，进行革兰氏染色，并进行镜检，对所观察到的 细菌进行形态描述。
将放线菌菌液涂布在混有金黄色葡萄球菌的培养 基中培养一段时间，观察放线菌周围产生的抑菌
圈。
样品：土壤 培养基：LB培养基，高氏1号培养基 双层平板制备： • 将灭菌后的LB培养基融化，待温度适宜后，与 金葡菌液混匀，倒入培养皿，制成底层含菌培 养基。凝固后，在上层倒入高氏1号。 土壤悬液制备，系列稀释，涂布平板培养 观察平板上长出的菌落，比较抑菌圈的大小。
3、生物表面活性剂产生菌的筛选
• 生物表面活性剂 （Biosurfactants)）是一类由 微生物合成的、结构不同的表面活性分子，具有 一定表/ 界面活性，集亲水基和疏水基结构于一 分子内部的两亲化合物。 在工业领域如采油和能 源工业、药物和化妆品、食品、环境工程等中的 广泛应用。 • 一些生物表面活性剂具有抗生性和溶解红血球的 特性，这些特性被用于建立血平板筛选模型。
② 培养基：无机磷培养基
③
实验步骤
① 配制无机磷培养基100ml， ② 取250ml三角瓶，向其中加入100ml去离子水和几颗小玻璃珠， 再取三只试管各加9mL去离子水，将准备好的上述材料在 115℃下灭菌25分钟。灭完菌好待培养基冷却到60℃左右倒 平板6块。 ③ 称取土壤样品1g，加入到加有玻璃珠的100ml无菌水中，震 荡30分钟，配成10-2菌悬液。 ④ 吸取1mL菌液加入到装有9mL无菌水的试管中，震荡均匀， 配成10-3菌悬液。如法依次制成10-4 、10-5 的菌悬液。 ⑤ 吸取各稀释度的菌悬液100μL加入到冷却的平板中，稀释涂 布，倒置放入30℃恒温培养箱中培养。 ⑥ 待菌体长出，观察细菌菌落形态和溶磷菌溶磷圈。并测量溶 磷菌菌落直径和溶磷圈直径，计算比值，定性比较各溶磷菌 落溶磷能力。 ⑦ 制片，革兰氏染色，镜检，观察菌体形态等特性。
2、重金属Cu抗性细菌的筛选
• 样品：土壤 • 培养基：1/10 LB(1000ml)
– 酵母膏 0.5g 蛋白胨 1g 氯化钠 1g pH 7.0 琼脂 2%， 配制600ml，分装至3个250ml的三角瓶，灭菌待用
• 无菌水
– 准备100ml无菌水置于250ml三角瓶中，内加5颗玻璃珠， 灭菌待用。 – 准备3根试管，每根加入9ml无菌水，加塞，灭菌待用。
挑取菌落，进行革兰氏染色，并进行镜检，对所 观察到的细菌进行形态描述。
实验结果
1.观察菌落并将实验结果记录下表
菌落形态
不同溶磷 菌落 1 2 3 …… 形状 大小 颜色 透明 粘稠 边缘 形状
溶磷能力
菌落 溶磷圈 圈径/ 直径 直径 菌径 (mm) (mm)
2.选取（不同形态）菌落1-2个制作装片，显微镜观察结果记录下表
抗性平板的制备 将灭菌后的1/10LB培养基融化，待温度适宜后，与 CuSO4溶液混匀，制成终浓度为2mg/L、5mg/L、 10mg/L的含铜筛选平板，待用。
Cu2 : 200ml培养基+40ul CuSO4 பைடு நூலகம்Cu5 : 200ml培养基+100ul CuSO4 Cu10 : 200ml培养基+200ul CuSO4
实验二 重要功能微生物 的筛选及生物学特性
• 重要功能微生物
– – – – 农业微生物（磷细菌） 环境微生物（重金属抗性细菌） 工业微生物（生物表面活性剂产生菌） 医药微生物（放线菌）
• 筛选
– 系列稀释，平板培养，选择性培养基
• 生物学特性
– 菌落特征，菌体特征，革兰氏反应，功能大小 等
1、磷细菌的筛选
样品：土壤 培养基：血平板 无菌水 土壤悬液制备，系列稀释，涂布平板培养
观察血平板上长出的菌落，比较溶血圈的 大小。 挑取菌落，进行革兰氏染色，并进行镜检， 对所观察到的细菌进行形态描述。
4、放线菌的筛选及其对金黄色葡萄球菌的抑制作用
• 放线菌产生的抗生素对细菌具有抑制作用，可以
• 磷细菌(也称溶磷细菌或解磷细菌)：主要是指 土壤中的一类溶解磷酸化合物能力较强的细菌 的总称，可以分为无机磷细菌和有机磷细菌。 • 本实验利用无机磷培养基直接从土壤中筛选无 机磷细菌，培养出的目的菌菌落周围会产生透 明的溶磷圈。
材料和器具
① – 样品：土壤 培养基配方：去离子水1000 ml 、葡萄糖10克、 (NH4 )2SO4 0.1克、 KCl 0.2克、 MgCl2•6H2O 5克、 Ca3(PO4)2 5克、 MgSO4•7H2O 0.25克；pH7.0，115℃ 灭菌25min。 其他器具：500ml烧杯、 250ml三角瓶、试管、酒精灯、涂 布棒、1ml和100μl移液枪及枪头、灭菌锅、显微镜、载玻 片等。