实验显微镜下的生命世界基础生物学实验安徽大学研究生复试用生物生命科学剖析Word下载.docx

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普通光学显微镜、放大镜、解剖器械、接种环、消毒牙签、载玻片、盖玻片、吸水纸、擦镜纸和酒精灯。

（二）试剂

醋酸洋红染液、0.1mol/L稀碘液、0.1%碱性湖蓝BB、中性红·

詹纳斯绿染液、乳酸石炭酸棉蓝染色液、石炭酸复红染色液、0.1%美蓝染色液、50%乙醇、香柏油、二甲苯和O.85%生理盐水。

五、实验操作

Ⅰ光学显微镜的使用

（一）光学显微镜的构造

显微镜的种类繁多，结构也很复杂，但是无论哪一种显微镜，按其结构特点分可分为机械装置和光学系统两大部分（图1-1）。

1．机械装置

显微镜的机械装置是由精密而牢固的零件组成，主要包括镜座、镜臂、载物台、镜筒、物镜转换器和调焦装置等。

图1-1显微镜的外形

（1）镜座是显微镜的基座，用以支持整个镜体的平稳。

（2）镜臂镜臂的作用是支持镜筒、载物台、聚光器和调焦装置等。

（3）载物台是镜臂基部的一个方形或圆形，放置玻片标本的平台。

台中央有一个通光孔。

台上有的装有标本片夹，有的装有附标尺的标本移动器，游标尺可用来测量标本的大小和标记被检部分。

（4）镜筒是显微镜上部圆形中空的长筒。

上端放置目镜，下端连接物镜转换器。

其作用是保护成象的光路与亮度。

（5）物镜转换器固着在镜筒的下端，可以左右自由转动，有3～4个螺旋圆孔，为安装物镜的部位。

当旋转转换器时，即可把所需要倍数物镜固定在使用的位置上，使物镜与目镜的光线合轴。

（6）调焦装置为了得到清晰的物象,必须调节物镜与标本之间的距离。

使它与物镜的工作距离相等，这种操作叫调焦。

在镜臂两侧有大小调焦螺旋各一对，旋转时可使镜筒上升或下降。

大的一对是粗调焦手轮，调动镜筒的升降距离大，旋转一周可使镜筒移动2厘米左右，小的一对是微调焦手轮，调动镜筒距离小，旋转一周可使镜筒移动约0.1～0.2毫米。

（7）聚光器调节螺旋在镜柱的左侧或右侧,旋转它时可使聚光器上下移动，借以调节光线，但简单的显微镜没有这种装置。

（8）倾斜关节为连接镜柱与镜臂的关节，可使镜体在一定范围内后倾便于观察，但复杂的显微镜没有这种装置。

2．光学系统显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜和照明装置。

（1）接目镜装于镜筒上端，放大倍数通常有5×

、10×

、16×

等几种，一般常用10×

。

（2）接物镜装于镜筒下端的物镜转换器上，通常有10×

、40×

、100×

（油浸物镜）等几种。

物镜和目镜配合所取的乘积。

如下表1-1

表1-1物镜和目镜配合所取的乘积为放大倍数

放大目镜

倍数

物镜

5×

10×

16×

50×

100×

160×

40×

200×

400×

640×

注：

“×

”代表倍数。

（3）聚光器位于载物台下面，由集光镜（一组透镜）和虹彩光圈组成。

是集聚由反光镜反射来的光线，可以调节高低而得到强度不同的光线。

光圈：

位于聚光器中央，由许多铜片组成，有一操纵柄，可用铜片分开或聚合而使光圈放大或缩小，以便控制透入的光线，所以根据光线的强弱不同，适当调节光圈，以增加物象清晰度度。

（4）照明装置主要包括反光镜（或内置光源）反光镜为聚光镜下面的一双面镜，镜分平凹两面，可以任意方向转动，其功能是将光源射来的光线，反射到聚光器，再射出镜筒，平面反射平行光线宜在强光下用，凹面反射集中成束的光线，宜于弱光下使用。

（二）光学显微镜的使用方法

1．安装根据实验需要装配适当的物镜和目镜，调节聚光器的光栏，使数值孔径等于物镜的数值孔径。

2．低倍镜的使用总的原则是“先低倍，后高倍；

先接近，后渐离”。

“先低倍，后高倍”具体指观察任何标本，都必须先用低倍镜，因低倍镜的视野大，容易发现目标和确定观察部位。

先用低倍镜找到清晰物像后，用手移动转换器，直接换高倍镜即可。

“先接近，后渐离”具体指将观察标本放置在载物台上，转动粗调螺旋使低倍镜镜头与玻片标本的间距很小，边观察边用粗调螺旋慢慢升起镜筒（或下降载物台），直至物像出现后再用细调螺旋调节到物像清楚为止。

具体步骤如下：

（1）检查右手握镜臂，从镜箱内取出显微镜，左手托镜座，轻轻放在实验桌上。

先检查一下显微镜备部件有无损坏，如发现有损坏或性能不良者，立即报告教师请求处理。

（2）准备将显微镜放于前方略偏左侧，必要时使镜筒倾斜（有的显微镜本身已经倾斜）以便观察。

转动粗调节钮，将镜筒略升高使物镜与载物台距离略拉开。

再旋转物镜转换器，将低倍镜对准载物台中央的通光孔（可听到“咔哒”声）。

（3）对光打开光圈，上升聚光器，双眼同时睁开，以左眼向目镜内观察，同时调节反光镜的方向，直到视野内光线明亮均匀为止。

反光镜的平面镜易把其他景物映入视野，一般用凹面镜对光；

用内置光源时，使用光亮调节器调光。

（4）放标本片标本片的盖片朝上，将标本片放到载物台前方，然后推到物镜下面，用压片夹压住，如有标本移动器，可用上面的弹簧夹夹住标本片，然后把要观察的部分移到通光孔的正中央。

（5）调节焦距总的原则是“先接近，后渐离”。

先接近：

从显微镜侧面注视物镜镜头，同时旋转粗调节钮，使镜筒缓慢下降（或载物台缓慢上升），大约低倍镜头与玻片间的距离约5mm时。

后渐离：

再用左眼从目镜里观察视野，左手慢慢转动粗调节钮，使镜筒缓缓上升（或载物台缓慢下降），使低倍镜头与玻片间的距离逐渐增大，在这过程中，直至视野中出现物像为止。

如物像不太清晰，可转动细调节钮，使物像更加清晰。

（6）计算倍数由所用的目镜放大倍数跟物镜放大倍数相乘，就能算出物象比原物的放大倍数。

例如，5×

的目镜和10×

的物镜所放大的物象，是原物的5×

10倍，即50倍。

如果物象不在视野中央，就得一面观察，一面用手移动玻片。

选择一个适当的部分移至视野的中央。

镜中所成的象是倒象。

玻片移动方向跟物象移动方向刚巧相反。

如果按上述操作步骤仍看不到物像时，可能由以下原因造成。

（1）转动调节钮太快，超过焦点。

应按上述步骤重新调节焦距。

（2）物镜没有对正，应对正后再观察。

（3）标本没有放到视野内，应移动标本片寻找观察对象。

（4）光线太强，尤其观察比较透明的标本片或没有染色的标本时，易出现这种现象，应将光线调暗一些后，再观察。

3．高倍镜的用法

（1）依照上述操作步骤，先用低倍镜找到清晰物像。

（2）将需要观察的部分移到视野的中央。

（3）眼睛从侧面注视物镜，用手移动转换器，换高倍镜。

（4）眼睛向目镜内观察，同时微微上下转动细调节钮，直至视野内看到清晰的物像为止。

如按上述操作仍看不到物像时，可能由下列原因造成。

（1）观察的部分不在视野内，应在低倍镜下寻找到后，移到视野中央，再换高倍镜观察。

（2）标本片放反了，应把标本片放正后，再按上述步骤操作。

（3）焦距没调好，应仔细调节焦距。

注意：

有的显微镜高倍镜与低倍镜不配套，从低倍镜转换高倍镜时，往往转不过来或撞坏标本，如遇到这种情况，可把镜筒略升高（或载物台下降），直接用高倍镜调焦。

方法是：

从侧面注视物镜，调节粗调节钮，使高倍镜头下降至与标本片最短距离，再观察目镜视野，慢慢调节细调节钮，使镜头缓缓上升，直至物像清晰为止。

如需要更换标本片时，应该先把镜筒升高（或载物台下降），然后把标本片移到载物台前方，再取下。

4．油镜的使用方法

（1）先用低倍物镜观察标本的概况。

（2）更换高倍物镜，把所要观察的部分移在视野中央。

（3）把镜筒上升约1.5cm，再把油镜转到工作位置。

（4）在盖玻片上所要观察的位置滴一小滴香柏油，细心拧动粗调螺旋，使镜筒慢慢下降（或载物台慢慢上升）。

这时要从侧面仔细观察物镜前端与标本之间的距离，先使物镜前端与油滴接触，然后再慢慢下降镜筒（或慢慢上升载物台），至物镜前端接近而没有碰到盖玻片为止。

这步操作要特别小心，防止油镜压碎标本或损坏油镜（油镜的工作距离约0.2mm）。

（5）眼睛从目镜中观察，拧动细调螺旋，使镜筒慢慢上升（或载物台慢慢下降）到能看清标本。

这步操作要特别注意不要把细调螺旋的方向拧错，以防压碎标本。

（6）观察完毕后，提升镜筒（或下降载物台）约1cm，把油镜转离光轴，及时做清洁工作。

先用干的擦镜纸擦1～2次，把大部分油去掉，再用二甲苯滴湿的擦镜纸擦2次，最后再用擦镜纸擦1次。

擦拭时要顺镜头的直径方向，不要沿镜头的圆周擦。

擦拭要细心，动作要轻，不可用力擦，如果聚光器上有油滴也要同样清洁。

载玻片上的油可用“拉纸法”擦净，即把一小张擦镜纸盖在载玻片油滴上，在纸上滴一些二甲苯，趁湿把纸往外拉，这样连续作3～4次，即可干净。

（7）复原把聚光器下降约1cm，把物镜转离光轴，使镜筒下端正好对在两个物镜之间。

下降镜筒或载物台至原来位置，把载物台上的标本移动器移到适当位置，把反光镜转到垂直方向（或关闭内置光源开关）。

Ⅱ细胞的形态结构

（一）真核细胞形态的观察（示范）（图1-2）

显微镜下观察各种动植物组织器官切片标本，了解不同组织细胞的形态特征以及与其功能的关系。

1．人血涂片观察成熟的红细胞、各类白细胞形态。

人的成熟红细胞形态如何，该特征与其携带O2和C02的机能有何联系。

2．平滑肌切片观察动物平滑肌细胞形态结构特征，该特征与其收缩机能联系如何?

3．小肠横切片观察小肠壁内表面单层柱状上皮细胞形态结构特征，该特征与其吸收机能有何联系。

4．兔脊髓横切片观察脊髓灰质前角运动神经元，试述神经元胞突适应接受刺激和传导神经冲动的形态特征。

5．小白菜下表皮平铺片观察表皮细胞的形态及表皮上两个肾形保卫细胞围成的气孔，想想叶表皮气孔与蒸腾作用、气体出入机能的关系。

（二）动物细胞的结构

图1-2形状不同的细胞（引自吴敏，2001）

1．口腔黏膜细胞涂片标本的制备与观察

（1）人口腔黏膜细胞涂片标本的制备吸取醋酸洋红（或碘液）滴一滴在一干净载玻片中央，将消毒牙签粗的一端伸入口腔，在口腔颊内壁上轻轻刮取黏膜上皮细胞，将刮下的白色粘性物质放入载玻片上的染液内，分散均匀。

染色10～30min后，加盖盖玻片，即用镊子夹取盖玻片的一侧，将另一侧边缘先接触载玻片上染液，然后将整块盖玻片慢慢盖上，注意两玻片之间不要有气泡。

若盖玻片周围的染液过多，可用吸水纸吸去盖玻片边缘多余的染液。

（2）观察将以上制备的标本片置显微镜载物台上，有盖玻片的一面向上。

用标本移动器的卡片卡紧，并转动标本移动器的螺旋，移动标本片，使待观察的材料处于物镜正下方。

在低倍镜下，可见人口腔黏膜上皮细胞呈扁圆形或扁平多边形。

再寻找较分散、轮廓清晰的单个细胞，移至视野中央转高倍镜观察。

高倍镜下可见细胞外仅有一大致可辨的细胞界限，即细胞膜。

细胞核扁圆形呈鲜红色（如用碘液染则为深黄色），位于细胞中央或近中央，细胞质浅红色（或浅黄色）。

2．人口腔黏膜细胞线粒体活体标本的制备和观察取3～4滴中性红·

詹纳斯绿染液于一干净载玻片中央。

用消毒牙签刮取口腔颊黏膜细胞，用力稍重点，以获得生活力较旺盛的细胞。

将刮取物置于载玻片上的染液中，混匀，盖上盖玻片。

2～3min后置显微镜下观察。

先低倍镜后高倍镜观察，在高倍镜下可见颊黏膜细胞的细胞质中，散在一些被染成亮绿色的短杆状和圆形颗粒，即为线粒体。

（三）植物细胞的结构

1．洋葱鳞片表皮细胞临时装片标本的制备与观察

（1）临时装片的制备取一干净载玻片，滴一滴碘液在玻片中央。

用尖头镊子从洋葱肉质鳞片内表面撕下一小块膜质表皮，平铺在载玻片的碘液滴上，用解剖针将其轻轻压人液滴中，使之展开，盖上盖玻片（操作同上）。

用吸水纸吸去盖玻片周围多余的碘液。

（2）观察将制备好的装片标本置显微镜下观察。

先用低倍镜观察，可见许多长柱状细胞排列整齐，彼此相连。

选择其中一个较典型的细胞移至视野中央，再转高倍镜观察。

在高倍镜下可见细胞最外面为一层棕黄色较厚的结构，即细胞壁。

细胞壁以内是着色较浅、近于透明的细胞质。

细胞质内有一个或几个、或大或小的透明的液泡，在细胞中央或靠近细胞壁，有一个椭圆形细胞核。

调节细调螺旋，可见核内有1～2个染成棕黄色、折光较强的核仁。

细胞质外围有一薄层细胞质膜，但在光镜下不易分辨。

2．菠菜叶肉细胞叶绿体的观察取一新鲜菠菜叶片，用镊子撕去一小块下表皮，用小刀轻轻刮取表皮以内的叶肉细胞，置于载玻片的水滴中，分散均匀，盖上盖玻片，制成菠菜叶肉细胞临时装片标本。

将所制标本装片置显微镜下，先用低倍镜再转高倍镜观察，注意叶肉细胞内叶绿体的形态和数目。

（四）原核细胞的结构

1．制备临时装片取新鲜颤藻，用解剖针挑少许丝状体，置载玻片上的水滴中，使藻丝分散后，用吸水纸将水吸去。

再加一滴O.1%的碱性湖蓝BB溶液，染色1～2min，盖上盖玻片。

2．观察将所制装片置低倍镜下观察，可见颤藻的藻丝由单列细胞组成，细胞呈短圆柱状或盘状，藻丝顶端细胞呈帽状。

选择其中较清晰的细胞，转高倍镜观察。

可清楚地看到细胞内呈深蓝色的中央体，在细胞壁以内，中央体四周未着色的是周质。

Ⅲ一滴池塘水中的微小生物

生命科学是实验科学，同时也是发现科学。

我们知道水是无色、无味、透明的液体。

但有的水体，特别是富营养化的水体往往呈现蓝绿色、红色等颜色，而且发出很臭的气味，水体含有害物质，不能饮用，这是什么原因造成的？

天然情况下，江河湖泊等大型水体生物物种丰富，鱼类为什么不断长大呢？

通过本次实验，我们就有所理解，有所收获。

一滴池塘水中含有众多的微小生命，它们大多因个体微小而无法用肉眼判明正身，必须借助显微镜才能观察清楚。

镜下可见，水中微小生物种类繁多（图1-12,13,14），或单细胞植物和动物，或低等多细胞生物。

它们是水生生物的重要组分，也是池塘生态系统食物链的重要一环。

（一）制备临时装片

用浮游网到池塘采集水生生物，分成两份。

可将样品分装两瓶，1瓶按100毫升样品加入1.5毫升鲁哥氏液的比例进行固定（鲁哥氏液6g碘化钾溶于20mL水中，溶解后加入4g碘，充分摇动待碘完全溶解后再加80mL水，溶液即配制完成）。

另1瓶不固定，采样后立即观察（一般不能过夜，因为时间延长，藻类植物越来越少，浮游动物种类也越来越少，但优势种明显，而且个体越来越大）。

用滴管吸取池塘水水样一滴于载玻片中央，慢慢盖下盖玻片，制成临时装片，置显微镜下观察。

学生贯彻两种

方法获得的水样，结果有何不同。

（二）池塘水中的藻类植物

1．兰藻门

（1）颤藻属（Oscillatoria）（图1-3）

植物体为不分枝单列细胞的丝状体，每个细胞如圆筒形丝状外有一极薄不易看到的胶鞘，注意丝体能否前后伸缩和左右摆动的现象，

在丝体上常出现死细胞，死细胞呈双凹形，将丝体分为几段，每一段为一藻殖段（连锁体），藻殖段可长成新丝体。

（2）螺旋藻属（Spirulina）（图1-4）

单细胞，或多细胞组成丝体，无鞘；

圆柱形，呈疏松或紧密

而有规则的螺旋状弯曲。

细胞或藻丝顶部常不尖细，横壁常不明显，不收缢或收缢，顶细胞圆形，外壁不增厚。

（3）念珠藻属（Nostoc）（图1-5）

念珠藻为球状或片状的胶质群体，呈兰绿色或兰黑色。

显微镜下观察：

看到在胶质内埋有许多条细胞圆形如珠，连成弯曲的藻类。

在藻丝上除营养细胞外，尚有异形胞。

异形胞的内含物较均匀透明，易识别，两个异形胞之间藻丝，叫藻殖段。

（4）鱼腥藻属（Anabaena）（图1-6，7）

植物体为单一丝状，或不定形胶质块，或柔软膜状。

藻丝等宽或末端尖细，直或不规则地螺旋状弯曲。

细胞球形，桶形。

孢子1个或几个成串，紧靠异形胞或位于异形胞之间。

图1-6鱼腥藻属

2．绿藻门

（1）小球藻属为淡水中最常见的单细胞藻类。

在低倍视野中，它们像绿色的小点单独或群聚成团。

换高倍镜观察，小球藻为圆形或略椭圆形，细胞内有一个杯形载色体。

（2）衣藻属（图1-13）也是常见单细胞藻类。

先低倍镜后高倍镜观察，可

见有些细胞呈卵形、椭圆形或呈圆形，细胞壁较厚，胞内也存在载色体。

与小球藻最大的不同是其体前端有两根鞭毛，能游动，此即为衣藻。

（3）空球藻属（图1-8）

群体球形或卵形，由16、32、64（常为32）个细胞组成，群体细胞彼此分离,排列在群体胶被的周边，群体胶被表面平滑或具胶质小刺，个体胶被彼此溶合。

细胞球形，壁薄，前端向群体外侧，中央

具2条等长的鞭毛，基部具2个伸缩泡。

色素体杯状，仅l个种色素体为长线状，具1个或数个蛋白核。

眼点位于细胞前端。

（4）盘星藻属（图1-9，10）

植物体盘状，星状，浮游，由2～128个细胞排列成为一层细胞厚的定形群体，群体完整无孔或具穿孔，边缘细胞常具1、2或4个突起，有时突起上具长的胶质毛丛，群体内部细胞多角形，无突起。

细胞壁平滑无花纹，或具颗粒或细网纹。

幼小细胞的色素体周生，圆盘状，具1个蛋白核，随细胞成长而扩散，具多个蛋白核。

成熟细胞具l、2、4或8个细胞核。

（5）水绵属（图1-11）

取水绵少许，放置于玻片水滴中，盖上盖玻片，置于显微镜下观察。

植物体是由长筒形细胞连成的不分枝的丝状体，每个细胞内有一和或数条呈带状的色素体，作螺旋形绕于原生质体外围，上有一列淀粉核。

细胞核由原生质连络丝将其与周围的原生质连着，细胞中有一大液泡。

取水绵接合生殖制片，观察水绵接合生殖情况。

（示范）

图1-11水绵属的生活史

3．硅藻门（图1-12）

在显微镜的低倍视野中还可以看到一类形状比较特殊的单细胞藻类-硅藻，它们的形状多样，有圆形，新月形，弓形或其他形状，但细胞壁是由两个瓣片套合而成，转高倍镜观察，可见瓣面上有花纹。

硅藻在海水尤其是淡水中分布普遍，是鱼类和很多其他水生动物的食料，硅藻死亡后，其细胞壁形成的硅藻土有多种工业用途。

图1-12池水中的部分硅藻

（三）池水中的微小动物（图1-13,14）

1．绿眼虫眼虫是单细胞生物。

在低倍镜下观察，可看到许多绿色游动的小虫子，这是眼虫。

找到一个游动缓慢的眼虫，移至高倍镜下观察，眼虫的前端钝圆，后端尖削，虫体前端有一个红色的眼点，细胞内有许多绿色的椭圆形小体——叶绿体，所以身体呈绿色，因为这两个特征称为绿眼虫。

将光线调节暗些，可看见虫体的前端有一根鞭毛，在不停地摆动，从而带动身体运动。

图1-13池水中的部分微小生物（引自吴敏，2001）

2．喇叭虫在低倍镜下移动装片，寻找单细胞动物喇叭虫。

其虫体可伸缩，伸展时，体呈喇叭形；

体表具成行的纤毛，口围有一圈口缘小膜带，顺时针旋至口旁。

多数种类的大核呈念珠状或长棒状；

小核多个，极小。

3．钟虫在低倍镜下继续寻找钟虫。

钟虫形体似倒置的钟，钟口即口缘有纤毛，纤毛不停地快速摆动，虫体其他部分无纤毛。

反口端有一柄，以柄附于水草或其他物体上，轻触载玻片，可见柄能伸缩。

钟虫是单细胞动物。

4．大草履虫在低倍视野中，继续寻找较眼虫稍大的单细胞动物——大草履虫。

草履虫一般运动迅速，为了限制草履虫的游动以便观察，制作装片时，将少许棉花撕松，铺在载玻片上，滴一滴池塘水，盖好盖玻片。

如果草履虫继续运动迅速，可将吸水纸放在盖玻片的一侧吸去部分水（注意不要吸干）再进行观察。

在低倍镜下可见虫体酷似倒置的草鞋底。

将光线调暗一些，可看到虫体满覆纤毛，时时在摆动。

5．轮虫轮虫是体型极小的多细胞动物。

在低倍镜下观察，虫体前端轮盘状，沿轮盘边缘丛生着纤毛，纤毛不停地摆动，使虫体运动。

身体中部即躯干部膨大，其内是内脏。

躯干部向后渐削细，为足部。

调节标本移动器，将轮虫的足部移至视野中央，其足末端细细的趾附着于玻片或其他物体上。

图1-14池水中的部分微小动物

Ⅳ常见的细菌和真菌

细菌属原核生物，一般直径在1μm（10-6m）左右，需借助显微镜来观察，细菌形态千差万别，但基本形态可分为球状、杆状和螺旋状三种（图1-15a）。

丝状原核生物放线菌由分支发达的菌丝组成，根据菌丝的形态和功能又可分为营养菌丝（基内菌丝、基质菌丝）、气生菌丝和孢子丝三种第一部分观察性实验（图1-15b）。

霉菌、酵母菌以及蘑菇等均是真菌，属真核生物。

霉菌菌体由菌丝构成，菌丝管状，直径约2～10μm，在固体培养基上，部分菌丝伸入培养基内吸收养料，称为营养菌丝；

另一部分则向空中生长，称为气生菌丝，有的气生菌丝发育到一定阶段，分化为繁殖菌丝（图1-15c）。

酵母菌是一类单细胞的真核微生物，一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形（图1-15d）。

大小约（1～5）μm×

（5～30）/μm，最长可达100μm。

蘑菇是大型真菌（图1-15e）。

图1-15常见的细菌和真菌（引自吴敏，2001）

a．细菌的基本形态b．放线菌c．霉菌d．酵母e．蘑菇

（一）细菌类

1．观察细菌三型制片标本先在低倍镜下找到待观察的样品区域，并用标本移动器将其移至视野中央，然后，将低倍镜移开，在待观察的样品区域滴一滴香柏油，再用油镜观察。

注意识别细菌的球状、杆状和螺旋状三种形态，在细菌细胞中可以观察到明显的细胞核吗?

观察完毕，清洁油镜头。

2．活菌形态观察（示范）取两块载玻片各滴一滴生理盐水，用牙签分别挑取少量枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌培养物，涂