《环境生物工程综合实验》教学大纲
一、课程简介
课程名称（中英文）：环境生物工程综合实验
Comprehensive Experiments of Environmental Biotechnology
课程编码： 36106540
学分和总学时： 4 学分 64学时
实验（上机）学时：64学时
开课单位： 环境科学与工程学院
选课对象： 生物工程专业（环境生物技术方向）
二、课程内容与实验目的
环境生物工程综合实验是生物工程专业环境生物技术方向的一门重要的专业技能课。其主要内容包括分子生物学、基因工程以及细胞工程等方面的基本操作技术；环境质量标准，环境质量评价等相关的生物监测方法的训练；了解并掌握如何利用生物技术解决人类所面临的种种环境问题等内容。
通过现代生物技术方面的训练，要求学生了解与掌握最基本的现代分子生物学领域最常用的基本技术。培养学生严谨的科学态度、严密的逻辑思维，使学生在掌握了相关技术的原理及方法的基础上，进一步提高其实验设计及动手能力，为继续从事科学研究打下良好的基础。在实验完成中使学生掌握分子生物学基本实验设计、实验方法、实验结果分析等，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。
生物监测技术是利用植物、动物、微生物在污染环境中所产生的各种信息来判断环境质量的方法，这是一种最直接也是一种综合的方法。生物监测包括生物体内污染物含量的测定；观察生物在环境中受伤害症状、生物的生理生化反应、生物群落结构和种类变化等手段来判断环境质量。通过完成相关实验使学生掌握环境质量标准，评价环境质量等相关的生物监测方法；根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据；收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据。为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制订环境法规、标准、规划等服务。
通过完成环境生物技术相关实验让学生不仅掌握环境生物技术的一些基本研究方法，而且尽可能对环境生物技术的原理有所验证，以便使学生把理论知识与实际操作结合起来，培养学生综合运用所学知识的能力。
三、实验教材与实验考核
实验教材：
1.沈平.环境生物技术实验.杭州：浙江大学出版社 2005.
2.邵雪玲.化学与分子生物学实验指导.武汉：武汉大学出版社，2003.
3.张钰.分子生物学基本实验方法.上海：复旦大学出版社，1998.
参考教材：
1.沈韫芬，章宗涉.微型生物监测新技术.北京：中国建筑工业出版社 1990.
2.王瑞芬.环境生化检验.北京：冶金工业出版社，2003.
3.南京大学环境生物学教研室编.环境生物学实验技术与方法 .南京：南京大学出版社，1989.
为了加强学生操作技能训练，切实提高实验课教学质量，检验学生能力，作为一门独立课程严格进行成绩考核。结合该学科特点，客观反映学生实验成绩，实验成绩考核分为平时考核和期末实验考试，包括下列项目：
①实验准备（15％）
②平时实验操作和技能（35％）
③实验报告（35％）
④实验设计创新能力及其它能力（15％）
四、实验项目内容
实验项目明细表
项目序号 |
实验项目名称 |
实验属性 |
实验内容 |
实验学时 |
是否必选 |
实验所需主要仪器设备名称 |
1 |
水中细菌总数和大肠菌群的检测（MPN法） |
普通 |
使用平板混匀法计数水中的细菌总数 使用多管发酵法检测水中的大肠菌群数 |
4 |
是 |
高压灭菌锅
超净工作台
生化培养箱等 |
2 |
原生动物群落的野外监测实验－PFU法监测水体质量变化 |
普通 |
学习使用原生动物监测水体质量的方法 |
6 |
是 |
普通光学显微镜
原生动物计数板 |
3 |
使用PCR监测人工水体中嗜肺军团菌的污染 |
综合 |
理解掌握监测环境中危险病源菌的一种分子生物学方法 学习掌握PCR在生物监测中的使用特点和适用范围 3.掌握PCR仪的使 用 和多聚酶链反应条件的设定 |
6 |
是 |
PCR仪 移液器 电泳仪 凝胶成像系统等 |
4 |
微生物基因组DNA的提取及琼脂糖凝胶电泳检测 |
普通 |
掌握真核和原核生物基因组DNA提取的一般策略。 掌握DNA提取的基本原理。 掌握琼脂糖凝胶电泳的原理和操作。 |
4 |
是 |
移液器
微量离心机
电泳仪器
紫外仪 |
5 |
短小芽孢杆菌木聚糖酶xynA基因的克隆 |
普通 |
1. 目的基因片段的PCR扩增。
2. PCR产物回收纯化以及与载体的连接反应。
3. E. coli 感受态细胞的制备。
4. 转化实验以及重组子的筛选。
5.重组子的PCR鉴定。 |
12 |
是 |
移液器
微量离心机
冷冻离心机
电转化仪器
PCR仪
电泳仪器
紫外仪 |
6 |
固定化微生物在污水处理中的应用 |
普通 |
掌握微生物固定化的意义. 掌握微生物固定的一般方法. 学习固定化微生物效果评价方法. |
4 |
是 |
培养箱
摇床
超净工作台
磁力搅拌器等 |
7 |
摇瓶溶氧系数的测定 |
普通 |
1．了解摇瓶溶氧的原理；
2．掌握用亚硫酸盐氧化法测定KLa的技能。 |
4 |
是 |
旋转式摇床，天平，三角瓶，碘量瓶，移液管 |
8 |
生物反应器的使用 |
普通 |
1．认识全自动生物反应器的结构与功能，反应前的安装和准备，反应后的拆卸和清洗等；
2．分别了解pH电极和溶氧电极（DO）的结构和基本原理；掌握pH电极和溶氧电极的校正方法；
3．掌握发酵培养基的在位灭菌与离位灭菌；掌握发酵中还原糖与生物量的检测方法。 |
6 |
是 |
全自动发酵罐
超净工作台
高压灭菌锅 |
9 |
生物絮凝性试验 |
普通 |
掌握筛选具有絮凝效果微生物的一般思路. 掌握絮凝性微生物效果评价方法. |
4 |
是 |
培养箱
摇床
超净工作台
分光光度计
冷冻离心机
超声波破碎仪 |
10 |
Ames试验检测香烟烟气中水溶性物质的生物毒性（综合性） |
综合 |
掌握Ames试验原理和操作要点. 理解香烟的危害. |
6 |
是 |
冷冻离心机
超净工作台
培养箱 |
11 |
污水生物处理工艺过程的研究 |
普通 |
掌握膜生物反应器，氧化沟等污水处理工艺的处理原理和完成过程. 掌握各种反应器反应过程中生物相的变化和处理效果的关系. 掌握评价处理效果的各种方法. |
8 |
是 |
膜生物反应器
三沟式氧化沟
生物转盘等
BOD测定仪等 |
合计 |
|
|
|
64 |
|
|
