环境工程微生物试验

《环境工程实验Ⅰ》（环境工程微生物）教学大纲一、基本信息1二、教学目标及任务环境工程微生物学实验是一门操作技能较强的课程。

通过一系列的实验操作，强化学生无菌操作的理念，使学生掌握微生物实验的基本方法。

通过观察不同的实验材料，进行各项实验操作、分析实验结果、完成实验作业等环节，配合课堂教学，以验证和巩固课堂讲授的微生物学的理论知识。

本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2、4和6。

三、学时分配教学课时分配四、实验内容及教学要求实验一:光学显微镜的使用及细菌形态的观察实验目的：学会光学显微镜的使用方法，观察细菌的形态。

本实验教学要求：了解光学显微镜的构造，理解光学显微镜成像原理，掌握显微镜的操作和保养方法。

观察细菌的个体形态，学会生物图的绘制。

本实验重点、难点：显微镜的操作和保养方法，油镜观察细菌的形态，生物图的绘制。

实验二:细菌的简单染色和革兰氏染色实验目的：学会细菌染色的操作技术。

本实验教学要求：了解细菌的图片及染色在微生物实验中的重要性，理解革兰氏染色的原理，掌握细菌染色的操作技术。

本实验重点、难点：掌握微生物的一般染色和革兰氏染色方法。

实验三:真菌的形态观察实验目的：学会用显微镜观察真菌的个体形态本实验教学要求：进一步熟悉和掌握显微镜的操作方法，掌握制作水浸片的方法，观察真菌（酵母、霉菌）的个体形态。

本实验重点、难点：学习制作水浸片的方法，观察真菌的个体形态实验四:微生物细胞的计数和测量实验目的：学会用血球计数板对微生物计数本实验教学要求：了解血球计数板的结构，理解血球计数板计数计微生物的原理和掌握计数方法。

学习测微技术，测量细胞（酵母菌）的大小。

本实验重点、难点：测微技术原理，测量细胞（酵母菌）的大小实验五:培养基的配制，器皿的包扎，灭菌方法实验目的：学习培养基的配制及灭菌方法本实验教学要求：了解配制培养基的过程，理解配制培养基的原理，掌握配制方法。

学会各种各种器皿的包扎，灭菌技术。

本实验重点、难点：培养基配制的原理及方法。

第一章微生物学实验常识第一节微生物实验操作常识环境工程微生物学实验课的目的是：训练学生掌握微生物学最基本的操作技能；了解微生物学的基本知识；加深理解课堂讲授的某些微生物学理论。

同时，通过实验，培养学生观察、思考、分析问题和解决问题的能力以及实事求是、严肃认真的科学态度以及勤俭节约、爱护公物的良好作风。

一、实验过程中注意事项1．每次实验前必须对实验内容进行充分预习，以了解实验的目的、原理和方法，做到心中有数，思路清楚。

2．认真及时做好实验记录，对于当时不能得到结果而需要连续观察的实验，则需记下每次观察的现象和结果，以便分析。

3．实验室内应保持整洁，勿高声谈话和随便走动，保持室内安静。

4．实验时细心仔细，全部操作应严格按操作规程进行，万一遇有盛菌液试管或瓶不慎打破、皮肤破伤或菌液吸入口中等意外情况发生时，应立即报告指导教师，及时处理，切勿隐瞒。

5．实验过程中，切勿使酒精、乙醚、丙酮等易燃药品接近火焰。

如遇火险，先关掉火源，再用湿布或砂土掩盖灭火，必要时用灭火器。

6．使用显微镜或其他贵重仪器时，要求细心操作，特别爱护。

对消耗材料和药品等要力求节约，用毕后仍放会原处。

7．每次实验完毕后，必须把所用仪器抹净放妥，将实验室收拾整齐，擦净桌面，如有菌液污染桌面或其他地方时，可用3%来苏尔液或5%石炭酸液覆盖其上半小时后擦去，如系芽孢杆菌，应适当延长消毒时间。

凡带菌之工具（吸管、玻璃刮棒等）在洗涤前须先消毒（浸泡在3%来苏尔液中）。

8．每次实验须进行培养的材料，应标明自己的组别及处理方法，放于教师指定的地点进行培养。

实验室中的菌种和物品等，未经教师许可，不得携出室外。

9．每次实验的结果，应以实事求是的科学态度填入报告内容中，力求简明准确，及时汇交教师批阅。

10．离实验室前应将手洗净，注意关闭门窗，灯、火、煤气等。

二、接种室在微生物工作中，菌种的接种移植是一项主要操作，这项操作的特点就是要保证菌种纯，防止杂菌的污染。

关键词:环境工程微生物学实验;教学改革;线上线下环境工程微生物学是我校环境科学与工程专业的重要专业基础课之一，是后续水污染控制工程、大气污染控制工程和固体废物处理与处置等专业课的前期基础课程。

环境工程微生物学实验作为理论课非常重要的实践课程，不仅是熟练掌握微生物基本操作，包括显微镜的使用、微生物形态的观察、微生物的计数及测量、微生物的染色、培养基的制备、灭菌、微生物的纯种分离及菌落观察与鉴别等训练环节，也是培养环境专业类学生观察能力、鉴别能力、动手能力、协作能力、运用能力等的重要途径［1］。

应用型人才培养目标更加注重培养学生用专业知识解决实际生产问题的能力［2］。

本文根据应用型人才培养目标的要求，在环境工程微生物学实验教学中，采用线上线下相结合的教学方法，增加综合性与设计实验，来达到培养学生应用专业知识解决实际生产问题的能力，为应用型人才培养目标的实现做出贡献。

1实验教学现状目前，我校环境工程微生物学实验(16学时)，与环境工程微生物学理论课(32学时)在第二学期同时开设，主要实验项目为显微镜的使用及微生物形态观察、微生物的计数及测量、培养基的制备、革兰氏染色、纯种分离与菌落观察，均为基础性和验证性实验项目，使学生在实验预习、实验操作、实验报告撰写过程中达到了巩固环境工程微生物学基本理论的目的。

由于学时和实验条件的限制，采用传统的教学方法进行分组(2人/组)授课，课前，学生根据实验项目进行实验原理、实验目的及实验步骤的预习;课上，教师根据学生预习情况，详细讲解实验操作步骤，并进行实验操作演示，然后，学生按照教师的讲解和演示进行实验操作，教师随时指导、纠正学生不准确或错误的操作，回答学生提出的疑难问题;课后，学生进行实验数据整理、分析，完成实验报告。

实验成绩主要依据实验预习(20%)、实验操作(40%)及实验报告(40%)三项进行综合评定。

由于微生物学实验耗时都比较长，因此，实验所需器皿、材料和细菌悬液等都由实验员准备。

南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：√验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验四微生物数量的测定一、实验目的：1了解血球计数板测定微生物数量的原理；2 了解血球计数板的结构，学习并掌握血球计数板计数微生物数量的技术，包括样品的点样、菌数计数的方法与计算；二、实验基本原理：镜检计数法适用于各种含单细胞菌体的纯培养悬浮液，如有杂菌或杂质常不易分辨。

菌体较大的酵母菌或霉菌泡子可采用血球计数板；一般细菌则采用彼得罗夫·霍泽(Petroff Hausser)细菌计数板。

两种计数板的原理和部件相同，只是细菌计数板较薄，可以使用油镜观察。

而血球计数板较厚，不能使用油镜，故细菌不易看清。

血球计数板是一块特制的厚载玻片，载玻片上有4条槽而构成3个平台。

中间的平台较宽，其中间又被一短横槽分隔成两半，每个半边上面各有一个方格网。

每个方格网共分9大格，其中间的一大格(又称为计数室)常被用作微生物的计数。

计数室的刻度有两种：一种是大方格分为16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格。

但是不管计数室是哪一种构造，它们都有一个共同特点，即每个大方格都由400个小方格组成。

每个大方格边长为1mm，则每一大方格的面积为1mm2，每个小方格的面积为1／400mm2，盖上盖玻片后，盖玻片与计数室底部之间的高度为0.1mm，所以每个计数室(大方格)的体积为0.1mm3，每个小方格的体积为l／4000mm3。

使用血球计数板直接计数时，先要测定每个小方格(或中方格)中微生物的数量，再换算成每毫升菌液(或每克样品)中微生物细胞的数量。

本方法适用于细胞数较多的样品测定（每毫升105～106以上），当样品中的细胞浓度较低时，须选择其他方法测定，否则因误差太大而影响实验结果。

板的构造a.平面图(中间平台分为两半，各刻有一个方格网)b.侧面图(中间平台与盖玻片之间有高度为0.1毫米的间隙)血球计数板计数网的分区和分格三、主要仪器设备及耗材：显微镜、血球计数板、盖玻片（22mm×22mm）、吸水纸、滴管、擦镜纸、酵母菌液四、实验步骤：(1)取洁净的血球计数板一块，在计数室上盖上一块盖玻片。

以“微”见大，为世界疫情提供“中国方案”：《环境工程微生物实验》课程思政优秀案例一、课程基本情况《环境工程微生物学实验》是环境工程专业的一门专业实验必修课，也是环境工程专业的主干课程之一。

通过课程学习，使学生系统地了解微生物学方面的基础理论，掌握微生物在环境中所处的地位以及在废水、固废处理中的重要作用及利用微生物进行生化处理的技术技能，从而进一步利用微生物为环境治理工程服务。

课程思政的目标是培养学生的科学素养、奉献精神和爱国主义精神等，塑造学生正确的世界观、人生观和价值观。

二、课程思政教学设计思路（一）认知目标（1）掌握光学显微镜的结构、光学原理及操作与使用方法；（2）熟练制备培养微生物所需要的培养基的方法；（3）掌握环境中微生物生长的测定方法；（4）掌握从环境中分离和培养微生物的方法和技能。

（二）能力目标（1）通过光学显微镜的使用，培养学生微生物方面的基本技能；（2）通过培养基的制备及微生物数量的测定，使学生具备测定微生物的基本能力；（3）学生掌握从环境中分离和培养微生物的方法和技能，培养科学探究能力，养成良好的科研思维能力。

（三）情感目标（1）学生通过使用显微镜实验观测微生物的形态，从而了解我国是最早利用微生物的国家之一，树立民族自信心；（2）通过微生物分离、培养与测定实验，使学生了解我国著名微生物家汤飞凡对微生物学发展发展的贡献以及钟南山院士对新冠病毒控制的杰出贡献，激发学生学习微生物专业的热情，培养爱国主义情怀和良好的科学素养。

（3）通过细菌数量的测定实验，引出2021年新冠肺炎病毒在我国和国外的控制情况及我国控制新冠病毒的方法和措施为国外提供很好的借鉴，中国为世界问题的解决提供方案，增强民族自豪感。

三、教学方法与教学过程课程导入直接影响学生的学习兴趣，好的课程导入对学生学习的积极性和主动性有着重要的影响。

在环境工程微生物实验中，可以采用情境教学法导入课程。

如以大家比较熟悉的新冠肺炎病毒为例，教师先展示新冠肺炎病毒的图片，组织学生讨论：“怎样才能观察到新冠肺炎病毒，实验室如何分离、检测新冠肺炎病毒，以及如何防治新冠肺炎病毒？”，从而引出本课程的学习目的和重要性。

环境工程微生物学操作实验报告-范例培养基的配制和灭菌细菌的纯种分离、培养接种技术及菌落形态的观察姓名：张世凡学号：201330480123课程名称：环境工程微生物实验一、实验目的1、熟悉玻璃器皿的洗涤与灭菌前的准备工作。

2、了解微生物培养基的基本原理，掌握配制、分装培养基的方法。

3、学习各类物品的包装、配制、灭菌技术。

4、从环境中分离、培养微生物，掌握一些常用微生物和纯化微生物的方法。

5、学会几种接种技术。

6、平板菌落计数。

7、抗Cu菌的筛选。

8、观察实验分离出来的几种细菌的个体形态及与其相应的菌落的形态特征。

9、通过观察和比较细菌，放线菌，酵母菌及霉菌的菌落形态，达到初步鉴别微生物的能力。

二、实验原理1、培养基原理：培养基是微生物生长的基质，是按照微生物营养、生长繁殖的需要，有碳、氢‘氧、氮、磷、硫、钾、钙、钠、镁、铁、等微量元素和水，按一定的体积分数配制而成。

调整适合的pH，经高温灭菌后以备培养微生物之用。

由于微生物的种类及代谢类型的多样性，因而培养基放入种类也多，他们的配方及配制法也有所差异，但一般的配置过程大致相同。

本实验采用肉汤蛋白胨培养基、查氏培养基（筛选霉菌）、高氏1号淀粉琼脂培养基（筛选放线菌）。

2、灭菌原理:本次实验中培养基、移液枪头等采取加压蒸汽灭菌法。

加压蒸汽灭菌器是能耐一定压力的密闭金属锅，加压灭菌的原理在于提高灭菌器内的蒸汽温度来达到灭菌的目的。

培养皿等玻璃器皿用具采用干热灭菌法，另外还有膜过滤灭菌法。

接种时对接种针等采用灼烧灭菌。

3、分离纯化原理：本实验使用的平板表面涂布法，是把聚集在一起的群体分散成能在培养基上长成单个菌落的分离方法。

此法加样量不宜太多，只能在0.5mL以下，培养时起初不能倒置，现正置一段时间等水分蒸发后倒置。

平板划线法也可以分离从而获得单一菌落以观察其形态特征。

4、微生物的接种原理：接种就是将一定量的微生物在无菌操作条件下转移到另一无菌的并适合该菌生长繁殖所需的培养基中的过程。

环境工程微生物实验指导书-图文实验一光学显微镜的操作及细菌形态观察1.1实验目的(1)掌握光学显微镜的结构、原理，学习显微镜的操作方法和保养。

(2)观察几种典型细菌的形态与构造，学会绘制微生物图。

1.2实验器材显微镜、二甲苯、香柏油、载玻片、盖玻片、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、球衣菌、假单胞菌、固氮菌标本片。

1.3显微镜的结构及其操作方法1.3.1普通光学显微镜(LightMicrocope)1.3.1.1光学显微镜的结构和各部件作用观察、检验微生物通常用光学生物显微镜（见图1-1），显微镜分机械装置和光学系统两部分。

一机械装置(1)镜筒：镜筒长度一般是160cm。

它的上端装目镜，下端装物镜回转板。

回转板上一般有三个物镜。

(2)转换器：位于镜筒的下方，其上有3个孔，有的有4个孔或5个孔。

不同规格的物镜分别安装在各孔上。

(3)载物台：载物台是放置标本的平台，中央有一圆孔，使下面的光线可以通过。

两旁有弹簧夹，用以固定标本或载破片。

有的载物台上装有自动推物器。

(4)调节器：镜筒旁有两个螺旋，大的叫粗调节器，小的叫细调节器，用以升降镜筒，调节物镜与被观察物体之间的距离。

二光学光学系统（1）目镜：一般使用的显微镜具有2—3个目镜，其上刻有“5某”、“10某”、“15某”(或“16某”)等数字及符号，意即放大5倍、10倍、15倍(16倍)。

这三种透镜的焦距分别为50mm、25nn、16mm，线视场分别为20mm、14mm、10mm。

（2）物镜：物镜装在回转板上，可分为低倍物镜、高倍物镜和油镜三种。

相应的放大倍数是10某（5某）、40某（50某）、100某（90某），相应的工作距离是7.63mm、0.5mm、0.198mm，物镜上常标注数值孔径（N.A）。

使用低倍镜和高倍镜时，一般做活体观察，不进行染色。

在观察原生动物时，低倍镜主要用来观察全部原生动物的种类和观察它的活动状态，而高倍镜则可以看清楚微生物的结构特征。

环境工程微生物学实验项目培养基的制备与灭菌环境中的微生物大肠杆菌的平板划线分离法微生物的染色与鉴定平板菌落计数法水污染控制工程实验项目离心泵性能测定板框过滤实验干燥实验环境化学实验项目水体中总磷、生产率和叶绿素含量的测定天然水体中氨氮的测定底泥中铬的简单状态鉴别底质对汞的吸附作用大气中氮氧化物的测定碱液吸收气体中的二氧化硫电位法测定茶叶中的微量氟食品添加剂的检测-软饮料中防腐剂和色素的检测环境监测实验项目目恃比色法测定水中色度分光光度法测定水中浊度纳试剂比色法测定氨氮酸性高锰酸钾指数碘量法测定水中溶解氧的）的测定化学需氧量（CODC r碘量法测定硫化物4-氨基安替比林分光光度挥发酚的测定重量法测污水中石油类大气中总悬浮颗粒物的测定甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中二氧化硫城市交通噪声测量环境仪器分析实验项目气相色谱定量分析-内标法测定邻二甲苯中杂质利用气-固色谱法分析O2，N2，CH4混合气体高效液相色谱法甲苯含量的测定离子色谱法测定废水中的阴离子火焰原子吸收法测定水中钙，镁的含量原子发射光谱法测定废水中的重金属气相质谱法测定气体组分利用红外光谱法进行化合物结构鉴定有机化合物的吸收光谱及溶剂效应差值吸收光谱法测定废水中微量苯酚邻二氮菲分光光度法测定铁Ce4+氧化还原滴定法测定Fe2+的含量NaOH电位滴定法测定H3PO4的含量及H3PO4的各级酸离解常数自动电位滴定法测定水中Cl- I-的含量空气污染控制工程实验项目粉尘密度的测定粉体粒径分布的测汽车尾气中总悬浮物、硫氧化物及氮氧化物的测定环境空气中硫氧化物及氮氧化物的测定室内空气中总悬浮物及VOCs的测定旋风除尘试验袋式除尘试验吸附法去除气体中的VOCs的实验及模拟生物法净化VOCs的实验及模拟水污染控制工程实验项目自由沉淀絮凝沉淀实验气浮离子交换实验活性炭吸附实验水充氧实验废水可生化性测定厌氧污泥活性的测试污泥脱水性能测定环境工程试验教学大纲实验教学大纲代号课程名称英文名称学期安排任课教师教材或参考书0902105 环境工程微生物学实验Experiments of EnvironmentalEngineering Microbiologcy第五学期白卯娟自编实验讲义0902106 环境监测实验Professional experiments forenvironmental monitoring第六学期鲁风芹环境监测实验刘0902107 水污染控制工程实验Water Pollution ControlEngineering第六学期路明义水污染控制工程0902108 大气污染控制工程实验0902215 环境化学实验Experiments of EnvironmentalChemistry第五学期周贵忠自编实验讲义0902216 环境仪器分析实验Apparatus Analysis ofEnvironment第四学期孙玉焕自编实验讲义。