《环境微生物学实验》教学大纲

一、基本信息   

课程名称	环境微生物学实验				课程编号		ENSE3125
英文名称	Environmental Microbiology Experiment				课程类型		本专业推荐选修课
总学时	18				学分		1
实验项目数	6	验证性实验个数	0	综合性实验个数		2	设计性实验个数	4
预修课程	基础微生物学				适用对象		环境科学专业
课程简介 （200字左右）	环境微生物学实验是在理论课的基础上设置的，其核心思想是通过环境微生物技术和其他技术方法相结合，在生物与环境和谐、人与环境统一的基础上解决环境问题。     与理论课程相对应，实验课程也分为三部分，第一部分利用传统微生物学手段研究环境微生物，包括环境微生物的分离纯化、培养、鉴定以及数量测定等；第二部分为微生物对环境中污染物以及固体废弃物的生物降解实验，包括有机污染物降解和淀粉水解实验等；第三部分利用现代分子生物学手段研究环境微生物，包括环境微生物总DNA的提取以及基于16S rRNA的细菌鉴定等，所涉及的技术包括DNA提取技术、PCR技术以及电泳技术等。

二、教学目标及任务  

本课程是环境科学专业的一门专业推荐选修课程，是与环境微生物学所对应的实验课程。通过本课程的学习，员工应掌握各类筛选培养基的制备灭菌以及从土壤中分离纯化微生物和培养计数等技术，掌握从野外微生物群落中获得生产生活所需功能的纯培养菌株的方法和流程，并掌握环境微生物总DNA的提取方法和步骤以及利用PCR技术在属的水平上鉴定环境中细菌类群的方法。

三、学时分配   

教学课时分配

序号	实验内容	学时
实验一	筛选培养基的制备以及土壤微生物的分离纯化和培养	3
实验二	土壤中细菌、真菌和放线菌的平板计数	3
实验三	产淀粉水解酶菌株的筛选和活性验证	3
实验四	多环芳烃降解菌的筛选和功能验证	3
实验五	土壤微生物总DNA的提取	3
实验六	细菌16S rRNA基因的PCR扩增和电泳检测	3
合计		18

四、实验内容及教学要求 

实验一:筛选培养基的制备以及土壤微生物的分离纯化和培养

本实验目的：了解常用的微生物筛选培养基的种类及配置原理，掌握微生物培养基的配制程序以及土壤微生物的分离纯化和培养技术。

本实验教学要求：了解微生物筛选培养基的种类及配置原理，理解微生物培养基的配制程序，掌握牛肉膏蛋白胨培养基、高氏一号培养基、马丁氏培养基、基础盐培养基和CMC-Na-刚果红培养基的配制方法以及土壤微生物的分离纯化和培养技术。

本实验重点、难点：重点是掌握各种微生物筛选培养基的配制程序以及土壤微生物的分离纯化和培养技术；难点是掌握如何根据不同的微生物生长需要选择合适的培养基。

实验二:土壤中细菌、真菌和放线菌的平板计数

本实验目的：了解稀释涂布法分离微生物的原理，掌握利用稀释涂布平板法和筛选培养基对土壤中可培养的细菌、真菌和放线菌的计数技术。

本实验教学要求：了解稀释涂布法分离微生物的原理，掌握如何利用稀释涂布平板法和筛选培养基对土壤中可培养微生物进行计数。

本实验重点、难点：重点是利用稀释涂布平板法和筛选培养基对土壤中可培养微生物进行计数；难点是理解分别利用牛肉膏蛋白胨培养基、高氏一号培养基和马丁氏培养基对细菌、放线菌以及真菌进行计数的原理。

实验三:产淀粉水解酶菌株的筛选和活性验证

本实验目的：了解利用淀粉培养基筛选产淀粉水解酶菌株的原理，掌握从土壤中分离筛选产淀粉水解酶菌株的方法。

本实验教学要求：了解利用淀粉培养基筛选产淀粉水解酶菌株的原理，掌握从土壤中分离筛选产淀粉水解酶菌株的方法，并掌握利用平板水解圈初步判定淀粉水解酶活性的方法。

本实验重点、难点：重点是利用淀粉培养基从土壤中分离筛选产淀粉水解酶菌株；难点是利用淀粉培养基验证产淀粉水解酶菌株活性的原理。

实验四:多环芳烃降解菌的筛选和功能验证

本实验目的：了解利用基础盐培养基加多环芳烃筛选多环芳烃降解细菌的原理，掌握从土壤中分离筛选有机污染物降解细菌的方法。

本实验教学要求：了解利用基础盐培养基加多环芳烃筛选多环芳烃降解细菌的原理，理解富集培养的作用，并掌握从土壤中分离筛选有机污染物降解菌的方法。

本实验重点、难点：重点是利用基础盐培养基加有机污染物从土壤中分离筛选有机污染物降解菌；难点是基础盐培养基和富集培养的作用。

实验五:土壤微生物总DNA的提取

本实验目的：熟悉从土壤中提取微生物总DNA的原理，掌握从土壤中提取微生物总DNA的方法。

本实验教学要求：了解从土壤中提取微生物总DNA的原理和各种土壤总DNA提取方法，理解土壤微生物总DNA提取过程中各种试剂的作用，掌握从土壤中提取微生物总DNA的原理的方法。

本实验重点、难点：重点是利用直接法从土壤中提取微生物总DNA的方法；难点是土壤微生物总DNA提取过程中所使用的各种试剂的作用以及影响DNA提取效率的因素。

实验六:细菌16S rRNA基因的PCR扩增和电泳检测

本实验目的：了解以通用引物进行16S rRNA基因 PCR扩增的基本原理，掌握从土壤微生物总DNA中进行16S rRNA基因PCR扩增的方法。

本实验教学要求：了解以通用引物进行16S rRNA基因PCR扩增的基本原理，理解以细菌通用引物扩增细菌16S rRNA基因的目的，掌握从土壤微生物总DNA中进行16S rRNA基因PCR扩增的方法。

本实验重点、难点：重点是利用PCR技术从土壤微生物总DNA中进行16S rRNA基因扩增并进行电泳检测；难点是PCR扩增技术和电泳技术的基本原理以及影响PCR扩增的因素。

五、考核方式及要求  

课程考核分课堂表现和实验报告两部分，前者占总成绩30%，后者占总成绩70%，总成绩由两部分加合生成。

通过此课程的学习以提高员工的动手能力、独立分析能力以及解决实验中实际问题的能力，同时掌握环境微生物常用仪器的使用方法。

六、推荐教材及教学参考书 

教  材：《环境微生物学实验指导》，郑平主编，浙江大学出版社，2005年，标准书号：ISBN 7-308-04184-0。

参考书：《环境微生物实验技术》，陈坚、刘和、李秀芬、华兆哲编著，化学工业出版社，2008年，标准书号：ISBN 978-7-122-02615-6。

      《环境工程微生物学实验》，苑宝玲、李云琴编著，化学工业出版社，2005年，标准书号：ISBN 7-5025-7771-8。

 

大纲修订人： 刘 娟

大纲审定人：

修订日期：2015年4月30日