《实验室在微生物学中的应用：案例研究方法》

Laboratory Applications in Microbiology: A Case Study Approach

作者：Barry Chess

出版社：McGraw Hill

中图号：Q93

ISBN：9781259705229

藏书地点：武大外教中心

如果你曾在一个万里无云的夜晚，在一个远离光污染的地方凝视夜空，你可能会对那浩瀚的星空感到惊讶，甚至有些谦卑。很难估计到底有多少颗恒星;最好的估计是从我们自己的银河系开始的，它大约有1000亿颗(1 × 10¹¹)恒星。天文学家估计宇宙中大约有10万亿个(1x10¹³)星系。假设所有星系的大小都和银河系差不多，你得到的结果是宇宙中大约有1x10²⁴颗恒星——虽然不是最准确的数字，但仍然令人生畏。如果你把目光转回地球，你会发现更令人敬畏的丰富。例如，如果你把地球上所有1x10³¹的病毒一个叠一个，它们将延伸约1亿光年。这大约是仙女座星系的43倍远。下次你去海里游泳的时候，想想至少有一个海洋中的细菌(约1.3 x 10²⁹)比宇宙中的恒星多十万(1 x 10⁵)倍。或者你更喜欢呆在陆地上，那里一茶匙的土壤有大约10亿(1x10⁹)个微生物。

这些微生物在做什么?简而言之，就是让我们其他人的生活成为可能。怎么做?大约从24亿年前开始，蓝藻细菌开始向大气中释放大量氧气。这被称为“大氧化事件”，它为耗氧生物(如我们)的进化奠定了基础。微生物在生命进化中还有另一个重要角色，因为只有细菌能固定氮——也就是说，把气态氮转化为供植物、动物和其他微生物使用的有机氮。最后，你能想象如果死亡的有机物质没有被降解，地球上的生命会是什么样子吗?也许最好不要这样做。最好想想啤酒、葡萄酒、巧克力、奶酪和酸奶等微生物产品。

当然，并不是所有的微生物都能使生命成为可能，甚至更容易。每年约有1600万人(1.6 x 10⁷)死于传染病;其中许多死亡是可以通过接种疫苗或抗生素治疗来预防的。讽刺的是，大多数疫苗和抗生素也是微生物产品。虽然我们对致病微生物的了解最多，因为致病微生物不到所有微生物的1%，但关于微生物还有很多需要了解。事实上，就像星星的数量一样，微生物种类(包括细菌、病毒、真菌和原生生物)的数量是有争议的。可以肯定的是，微生物对地球上所有其他生命都很重要。我们在这一章的目标是向你介绍这个神奇的微生物世界，并概述它们的进化和发现的历史。微生物学是一门生物科学，所以你将在这篇文章中学习到的很多内容与你在高中和大学生物课上所学到的关于大型生物的内容相似。但是微生物有独特的特性，微生物学有独特的方法来理解它们。这些也将被介绍。但在你深入研究这一章之前，检查一下你是否拥有充分利用这一章所需的背景知识。

微生物的定义是那些小到肉眼看不清楚的微生物。它们的直径一般为1毫米或更小。虽然小尺寸是微生物的一个重要特征，但仅仅定义它们是不够的。大多数单细胞微生物都是显微镜下才能看到的，但有些，如面包霉菌，不用显微镜就可以看到。一些宏观微生物是多细胞的。他们是与其他多细胞生命形式如植物和动物不同的是，它们缺乏高度分化的组织。总之，细胞微生物的直径通常小于1毫米，通常是单细胞的，如果是多细胞的，则缺乏分化的组织。

除了微生物，微生物学家还研究各种非细胞生物。这包括病毒和亚病毒。术语“微生物”和“亚微生物”有时也适用于这些非细胞生物。

微生物的多样性一直是微生物分类学家面临的一个挑战。早期对细胞微生物要么是植物，要么是动物的描述过于简单。例如，一些微生物像动物一样有运动能力，但也像植物一样有细胞壁和光合作用。微生物分类学的一个重要突破源于对其细胞结构的研究，当时人们发现，细胞呈现出两种可能的“平面图”之一。后来被称为原核细胞的细胞有一个开放的平面图。也就是说，它们的内容物不被膜划分为隔间(“房间”)。只有真核细胞具有细胞核和其他膜结合的细胞器(如线粒体、叶绿体)，这些细胞器将一些细胞物质和过程从其他细胞中分离出来。这些观察结果最终导致了一种将生物分为五类的分类体系的发展，原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界和植物界。微生物(除病毒和其他非细胞感染因子外)被放在前三个领域。在这个方案中，所有具有原核细胞结构的生物都被放置在原核生物界。然而，五界学说已不再为微生物学家所接受，这是因为“原核生物”太多样化了，不能被归为一个王国。

《实验室在微生物学中的应用：案例研究方法》一书于2019年由 McGraw Hill出版，作者是Barry Chess。Barry Chess在帕萨迪纳城市学院教授微生物学已经20多年了。在此之前，他在加州州立大学和加州大学学习期间，进行了与肌肉和骨骼发育有关的基因表达的研究。在帕萨迪纳城市学院，除了他平时在微生物实验室和讲堂的工作外，Barry Chess还教授主修和非主修生物学的学生，开设了人类遗传学课程，帮助建立了一个校园生物技术项目，并定期指导学生完成独立的生命科学研究项目。在过去的几年里，他的兴趣集中在创新的教学方法，以导致更大的学生成功。他曾为国家科学案例研究教学中心撰写和审查案例，并为《你可以信赖的科学故事:生物学定量推理的51个案例研究》一书做出贡献。Barry曾就如何在课堂上有效使用案例研究、如何使用数字工具加强学习等问题发表论文和演讲，并在美国电影学会担任了数年的科学顾问。除了微生物学的实验室应用，Barry Chess是讲座文本《微生物学基础》的合著者，现在已经是第十版了。他是美国科学促进会和美国微生物学会的成员。

微生物学中的实验室应用：设计了一种案例研究方法，以帮助培养有成就的微生物学家。案例研究说明了技能在微生物学实验室中的适用性。书中的每个练习都是从下到上的支架知识构建的，并依赖元认知来确保学生理解练习的目标，获得成功所需的技能，并最终掌握手头的主题。

本书作为讲述微生物学的书籍，内容专业详实，语言浅显易懂，具有以下特点：

1、语言浅显易懂，图文结合，帮助读者理解

2、含有大量参考文献，帮助读者进一步理解微生物学的相关知识

3、本书最后罗列大量微生物学的专业词汇

本书目录

前言

基本实验室技能

微生物调查

微生物的操作、染色和观察

环境对微生物生长的影响

微生物生长的控制

流行病学

微生物遗传学

应用微生物学

医学微生物学

未知细菌的鉴定

实验室技术、试剂和化验

附录A：细菌生长的分光光度测定：分光光度计的使用

附录B：实验室移液管的使用

附录C：培养基的制备

附录D：培养基、试剂和染色配方

术语汇编

指数

王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生