授課教授:藍忠昱教授
微生物學(Microbiology)顧名思義就是研究微生物的科學。微生物包含了細菌(Bacteria)、原生生物(Protoza)、藻類(Algae)、病毒(Virus)和真菌(Fungi)五類,通常是肉眼看不到的。但是也有幾種可以成長至將近1毫米,如Thiomargarita namibiensis。
細胞大致上可分為原核細胞與真核細胞,原核細胞沒有細胞核,真核細胞則有。
原核細胞的直徑通常比真核細胞的小,也沒有真核細胞的胞器。除此之外,原核細胞的細胞壁相較之下較薄,真核細胞的細胞壁較厚。
細菌是原核單細胞生物。大多都會是球狀、螺旋狀或者桿狀的。他們的構造包含了細胞壁、細胞膜、外膜、細胞質、DNA、核糖體等等。
細菌的細胞壁主要由類脂質和肽聚糖組成,依照比例不同可以分成格蘭氏陰性菌(肽聚糖10-20%)和格蘭氏陽性菌(肽聚糖60-80%),他們會在經過格蘭氏染色後分別呈現紅色和紫色。
細胞膜和其他細胞一樣都是由磷脂質和蛋白質組成,負責的是物質進出的運輸。
鞭毛是細菌的外在結構,通常被用來讓細菌在液體中游動。
腺毛位在細菌表面,可黏在寄主細胞上,也可以拿來讓細菌之間傳送質體。
莢膜能讓細菌抵抗吞噬細胞的攻擊。
醫藥工業:抗生素、疫苗
能源:生質能源
環保工業:生物分解廢水處理
食品:醬油、酒類、麵包
農業:肥料、生物農藥
正常微生物叢:在寄主生物上永久居住的微生物
健康人體上的正常微生物叢位在皮膚或者呼吸道、口腔、胃、大腸、尿道等粘膜,有助於營養的吸收或幫助免疫系統。
致病菌:入侵寄主生物產生毒素而使寄主產生疾病
伺機性病原菌:原為組成正常微生物叢的微生物,但宿主免疫能力下降時會大量繁殖導致疾病
一・目的
這次實驗中我們學習操作三種不同的細菌培養和分離方法,Broth、Dish
二・實驗器材與材料
E. coli 大腸桿菌
接種環
三角玻棒
P20 Pipetman
酒精
酒精燈
培養皿/培養基
Tube/培養液
三・實驗步驟
分區畫線法
拿接種環在酒精燈上過火,滅菌,冷卻
取少許大腸桿菌,在培養皿一角落來回畫線,線條不互相交叉
接種環再過火,冷卻,從步驟2的線開使在另一角落來回畫線,線條不互相交叉
接種環再過火,冷卻,從步驟3的線開使再剩餘空間中來回畫線,皆不與之前的線互相交叉
蓋上培養皿蓋子,放進培養箱中等待一天
塗抹法
三角玻棒浸泡酒精,在酒精燈上過火,滅菌,冷卻
用Pipetman吸取10微升的大腸桿菌滴在培養皿上
用三角玻棒將大腸桿菌平均塗抹於培養皿上
蓋上培養皿蓋子,放進培養箱中等待一天
菌落懸浮法
拿接種環在酒精燈上過火,滅菌,冷卻
取少許大腸桿菌,將接種環置入培養液中在管中輕輕敲打邊緣使大腸桿菌掉入培養液中
放進培養箱中等待一天
菌落懸浮法
分區畫線法
塗抹法
一・目的
這次實驗中我們以陽光照射時間和化學物質作為操作變因觀察他們如何影響細菌的生長。
二・實驗器材與材料
E. coli 大腸桿菌
三角玻棒
酒精
酒精燈
培養皿
濾紙片
無菌水
蒜頭萃取液
Ampicillin
漂白水
漱口水
三・實驗步驟
化學物質
三角玻棒浸泡酒精,在酒精燈上過火,滅菌,冷卻
用Pipetman吸取10微升的大腸桿菌滴在培養皿上
用三角玻棒將大腸桿菌平均塗抹於培養皿上
將濾紙片貼在培養皿上,紙片之間還有和培養皿邊緣的距離不能太近,避免影響抑菌圈的觀察
在紙片上滴上無菌水、蒜頭萃取液、漂白水、漱口水(Ampicillin已事先準備好了)
蓋上培養皿蓋子,放進培養箱中等待一天
陽光
三角玻棒浸泡酒精,在酒精燈上過火,滅菌,冷卻
用Pipetman吸取10微升的大腸桿菌滴在培養皿上
用三角玻棒將大腸桿菌平均塗抹於培養皿上
重複1-3步驟三次,這時有三個有大腸桿菌的培養皿
一培養皿照射陽光5分鐘,一培養皿照射陽光20分鐘,一培養皿不照射陽光
蓋上培養皿蓋子,放進培養箱中等待一天
不照射陽光
照射陽光5分鐘
照射陽光20分鐘
一・目的
學習操作細菌的簡單染色、負染色和格蘭氏染色。
二・實驗器材與材料
E. coli 大腸桿菌
B.s 枯草桿菌
載玻片
蓋玻片
酒精燈
鑷子
P20 Pipetman
結晶紫
碘
酒精
番紅
Nigrosin
正立顯微鏡
鏡油
三・實驗步驟
簡單染色
滴10微升的水在載玻片上
用Pipetman的Tip取大腸桿菌置入水中
鑷子夾住載玻片在酒精燈上來回烘烤固定細菌直到無菌水全數蒸發
滴上結晶紫
蓋上蓋玻片,放在正立顯微鏡下用100倍物鏡觀察
負染色
於載玻片邊緣滴上Nigrosin
用Pipetman的Tip取大腸桿菌置於染劑中
用另一載玻片將Nigrosin平均塗抹於有大腸桿菌的載玻片上
蓋上蓋玻片,放在正立顯微鏡下用100倍物鏡觀察
格蘭氏染色
將大腸桿菌和枯草桿菌固定在載玻片上
滴上結晶紫,等待十秒將染劑沖掉
滴上碘,等待十秒將染劑沖掉
滴上酒精,等待十秒將染劑沖掉
滴上番紅,等待十秒將染劑沖掉
蓋上蓋玻片,放在正立顯微鏡下用100倍物鏡觀察
四・實驗結果
簡單染色
負染色
格蘭氏染色(大腸桿菌)
格蘭氏染色(枯草桿菌)
簡單染色
負染色
格蘭氏染色(大腸桿菌)
格蘭氏染色(枯草桿菌)
試述細胞壁構造如何影響格蘭氏染色結果?(格蘭氏染色法的原理)
格蘭氏陰性菌和陽性菌的其中一項差異就是細胞壁中肽聚糖層的厚度。格蘭氏陰性菌細胞壁有較薄的肽聚糖層,較多類脂質。進入脫色的階段時,類脂質外膜被溶解,而肽聚糖層孔洞較大,之前的結晶紫-碘複合物也隨之脱去。格蘭氏陽性菌細胞壁有較厚的肽聚糖層,較少的類脂質,結晶紫與碘和肽聚糖結合後不容易脱去且使孔隙變小,因此使用酒精後仍能保持紫色。
格蘭氏染色步驟中最重要的步驟為何?請解釋理由?
用95%酒精脫色應該是最重要的部分。這個步驟中決定了肽聚糖是否因類脂質溶解而流失,也決定了最後染色的結果。如前面所述,陰性菌在這個步驟中會流失細胞壁中的結晶紫-碘複合物,讓他們能最後被染成紅色。陽性菌則因肽聚糖層孔隙變小而保留紫色。