郝魯江，副教授，博士，美國Texas A&M大學訪問學者。現任齊魯工業大學（山東省科學院）生物工程學院生物技術繫主任，兼任基輔學院生物技術繫主任。山東省生物學、生物與醫藥等學科學術骨干。“生物學”“生物工程”專業碩士導師，校級“優秀研究生指導教師”。

主持並參與國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省中青年科學家科研獎勵基金等20多項課題；發表研究論文50餘篇，SCI收錄30餘篇；授權發明專利5項，實用新型專利1項；出版專著4部，參編教材1部。主持多項省部級、校級教研教改項目；主持1門山東省研究生教育優質課程（工業微生物遺傳育種）；1門山東省線上線下混合式課程（微生物學）；1門校級精品課程（食品微生物學）。微生物學先後獲得山東省高等學校課程聯盟 2020 年春季學期優秀共享課程三等獎（2020年9月），被評為齊魯工業大學（山東省科學院）2021年普通本科教育課程思政示範課程（2021年5月）。

郝魯江老師先後獲評齊魯工業大學首屆青年學者、齊魯工業大學第四屆青年教學優秀獎、“首屆教學質量優秀獎”、“第三屆教學方法改革標兵”。長期承擔《微生物學》及《微生物學實驗》、《食品微生物學》及《食品微生物學實驗》等專業核心課的理論課教學和實驗教學指導工作。

緒論



章 微生物學實驗技術

節 微生物學基本實驗技術 4

實驗一 普通光學顯微鏡的構造、性能及使用方法4

實驗二 細菌塗片及革蘭氏染色與芽孢染色法 10

實驗三 放線菌與霉菌制片及形態觀察 14

拓展閱讀 1910年諾貝爾生理學或醫學獎：核酸的化學組成  19

實驗四 酵母菌形態及死活細胞的染色鋻別 19

實驗五 酵母菌細胞大小、細胞總數及出芽率的測定 20

拓展閱讀 1962年諾貝爾生理學或醫學獎：DNA雙螺旋結構的發現  26

實驗六 酵母菌子囊孢子的觀察 27

實驗七 培養基制備 28

實驗八 常用滅菌方法 31

（一）干熱滅菌法  31

（二）高壓蒸汽滅菌  33

拓展閱讀 1968 年諾貝爾生理學或醫學獎：遺傳密碼與蛋白質合成  36

實驗九 微生物的分離與純化 36

第二節 微生物學綜合研究型實驗  41

實驗一 空氣中微生物的測定和計數 41

思政小課堂“共和國勛章”獲得者：鐘南山  44

實驗二 樣品中菌落總數和大腸菌群數的檢測 45

（一）樣品中菌落總數的檢測  45

（二）樣品中大腸菌群數的檢測  48

思政小課堂“人民英雄”國家榮譽稱號獲得者：張伯禮  52

實驗三 微生物的生理生化特性試驗 53

（一）大分子物質的水解試驗  53

（二）糖發酵試驗  57

（三）IMViC試驗與硫化氫試驗  59

思政小課堂“共和國勛章”獲得者：袁隆平  62



第二章 細胞生物學實驗技術

節 細胞生物學基本實驗技術 63

實驗一 細胞膜的滲透性 63

拓展閱讀 1974年諾貝爾生理學或醫學獎：細胞結構和功能組織的發現  65

實驗二 血細胞觀察和人 ABO血型鋻定  65

實驗三 生物組織石蠟切片技術 69

實驗四 蘇木精-伊紅染色法  72

實驗五 DNA的顯示 ——Feulgen反應  75

拓展閱讀 1978年諾貝爾生理學或醫學獎：限制性內切酶  77

實驗六 細胞內 DNA和 RNA的區分顯示  78

拓展閱讀 1989年諾貝爾生理學或醫學獎：逆轉錄病毒癌基因及其細胞起源  80

實驗七 細胞內堿性蛋白質和酸性蛋白質的顯示 80

拓展閱讀 1994年諾貝爾生理學或醫學獎：G蛋白及其在細胞轉導中的作用  82

實驗八 細胞內過氧化物酶的顯示 82

實驗九 過碘酸希夫反應（PAS） ——顯示細胞內糖原  84

拓展閱讀 1997年諾貝爾化學獎：合成三磷酸腺苷的酶促機理  85

實驗十 蘇丹Ⅲ染色——顯示細胞內脂肪 86

第二節 細胞生物學綜合研究型實驗 88

實驗一 小鼠骨髓染色體標本的制備與觀察 88

思政小課堂“共和國勛章”獲得者：屠呦呦  90

實驗二 動植物細胞骨架的玻片制備方法和觀察 90

實驗三 動物細胞的傳代培養 92

思政小課堂“人民英雄”國家榮譽稱號獲得者：陳薇  96

實驗四 植物細胞的有絲分裂 96



第三章 分子生物學實驗技術

節 分子生物學基礎實驗技術  99

實驗一 聚合酶鏈式反應（PCR）  99

拓展閱讀 1993年諾貝爾生理學或醫學獎：PCR技術  101

實驗二 DNA瓊脂糖凝膠電泳  101

實驗三 DNA酶切及片段回收  103

實驗四 DNA重組  106

拓展閱讀 2002年諾貝爾生理學或醫學獎：器官發育和程序性細胞死亡的基因調節  107

實驗五 大腸杆菌化學感受態的制備及質粒 DNA轉化  108

實驗六 質粒提取及電泳分析 110

拓展閱讀 2020年諾貝爾生理學或醫學獎：丙型肝炎病毒的發現  112

實驗七 重組子的藍白斑篩選 113

第二節 分子生物學綜合研究型實驗  114

葡萄功能基因表達載體的構建 114

Ⅰ葡萄組織總RNA提取（離心柱法）  114

思政小課堂“人民英雄”國家榮譽稱號獲得者：張定宇  116

ⅡRNA質量及濃度檢測  117

ⅢRT-PCR及目的產物回收  118

Ⅳ目的產物與克隆載體連接、轉化及陽性克隆重組子的篩選 120

Ⅴ克隆重組子及表達載體酶切、連接、轉化及表達重組子篩選 122



參考書目 124

《微生物學實驗》《細胞生物學實驗》《分子生物學實驗》是普通高等教育本科生物工程、生物技術、釀酒工程、食品科學與工程、食品質量與安全等專業的必修基礎課。早在 1978 年，山東輕工業學院（現為齊魯工業大學）首批招生就已經將《微生物學實驗》作為主要專業課程開設，至今已經有了 40 多年的開課史，是目前我校生物技術繫承擔的重要課程。

鋻於《微生物學實驗》《細胞生物學實驗》《分子生物學實驗》三門實驗課在專業培養體繫中的基礎性地位，基於生物相關專業發展中的實用性要求，在多年的教學過程中，我們始終堅持將理論課程中的“基本概念、基礎知識”與實驗課程中的“基本原理、基本操作技能”相結合作為授課內容選擇和課程設計的根本；堅持“理論聯繫實踐，以專業培養方向”為課程內容組織的導向；采取以課堂學習為主，“多媒體輔助教學、網絡平臺輔助教學”作為授課方法；通過“實驗課預習、課堂操作評價、實驗報告評價”等考核方式全面評定學生的學習效果，以期提供給學生“全面、準確、更新”的授課內容，“互動、生動、實際”的課堂授課環境，為本科生物工程、生物技術、釀酒工程、釀酒工程（中外）、食品科學與工程、食品質量與安全等專業課的學習打牢基礎。

盡管目前已出版了眾多《微生物學實驗》《細胞生物學實驗》《分子生物學實驗》單一課程的實驗教材，但涵蓋多門基礎課、內容豐富、基礎性與先進性結合良好的生物技術實驗教材較少，這也是本書編寫的初衷之一。此外，本書還編纂了國家榮譽獲得者的事跡並選用了諾貝爾獲獎者的科學歷程，力求將中外科學家無私奉獻、造福人類的偉大成就和攻堅克難、勇攀高峰的科學精神融入教材體繫，以期對同學們進行潛移默化的思政教育。

本書的編寫工作全部由齊魯工業大學（山東省科學院）生物工程學院任教老師承擔，由郝魯江擔任主編，祝文興、韓寧擔任副主編，對全書進行統稿、校對等工作。本書的具體編寫分工如下：緒論由郝魯江、王曉菡、曹瑞文共同編寫；微生物學實驗技術部分由郝魯江、張傑、王婧臻共同編寫；細胞生物學實驗技術部分由祝文興、郝魯江、劉慶軍共同編寫；分子生物學實驗技術部分由韓寧、張靜、楊真共同編寫。

本教材的出版得到了“齊魯工業大學教材建設基金”資助，部分出版資金來源於齊魯工業大學 2016 年專業核心課程建設項目（ 2016H07）、齊魯工業大學（山東省科學院） 2019 年校級教研項目（ 2019yb56）、齊魯工業大學（山東省科學院）2020年度教學改革和教學研究線上教育專項招標項目（2020zd01）、2020 年批產學合作協同育人項目（ 202002148002）、山東省教育廳 2020年本科教學研究面上項目（ M2020131），在此一並感謝。

鋻於編者的水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請廣大讀者朋友以及使用本教材的老師、同學批評指正。



編者

2021年6月