本書包括11個基礎實驗任務，重點培養(yǎng)學生規(guī)范操作、無菌操作的意識；13個綜合實驗項目，從各行業(yè)實際崗位需求出發(fā)，培養(yǎng)學生系統(tǒng)性、批判性邏輯思維方式，提高交流與合作能力，鍛煉分析解決實際問題的能力；7個具有代表性的拓展實驗任務，在基礎實驗和綜合實驗的基礎上，側重相關領域前沿知識。
應用微生物學實驗是微生物學理論和實驗技能在環(huán)境科學與工程、生態(tài)學、食品科學與工程等多學科領域的具體應用，反映了多學科交叉融合，更能突出微生物學實驗技能在不同行業(yè)的綜合應用。根據(jù)認知規(guī)律，依托現(xiàn)代教育技術，實驗技能從基礎到綜合再到拓展的分級訓練，更有利于學生對理論知識和實驗操作技能的全面掌握。
本教程以OBE教育理念OBE（outcome based education）教育理念，又稱成果導向教育、能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育。為指導思想，從學生的角度出發(fā)，從不同學科對微生物學實驗技能應用的實際需求出發(fā)，通過從基礎實驗到綜合實驗再到拓展實驗逐級遞進的分級訓練模式，輔助教師在授課過程中思政元素的融入，實現(xiàn)對學生“知識、能力、素養(yǎng)”三位一體的培養(yǎng)目標。本教程重在綜合實驗技能的訓練，力求滿足“新工科”背景下應用型人才培養(yǎng)的需要，可作為應用型本科高校師生的教材或參考書使用，也可為從事微生物工作的有關企、事業(yè)人員提供參考。本教程附有電子資源，可掃描書后二維碼回復書名獲取。
為了實現(xiàn)分級訓練的目標，教程編寫中編者重新解構和篩選了原有課程中碎片化無關聯(lián)的實驗項目，選擇了11個基礎實驗任務，學生可通過基礎實驗訓練，重點培養(yǎng)規(guī)范操作、無菌操作的意識。在綜合實驗階段，從實際崗位需求出發(fā)，以不同行業(yè)實際工作中13個微生物學實驗具體項目為切入點，培養(yǎng)學生系統(tǒng)性、批判性邏輯思維方式，提高交流與合作能力，鍛煉分析解決實際問題的能力，學生在經(jīng)過訓練后更容易將所學知識以完整項目呈現(xiàn)出來，并用于處理實際問題。在此基礎上，拓展實驗的訓練則側重相關領域前沿知識，選擇7個具有代表性的拓展實驗項目，旨在提高學生的研究和創(chuàng)新能力，進一步培養(yǎng)學生的科學精神、理論聯(lián)系實際的辯證思維和解決實際問題的能力。
本教程編寫人員多年從事環(huán)境微生物學、食品微生物學、農(nóng)業(yè)微生物學、微生物生態(tài)學等與微生物學相關的理論與實驗教學,具有豐富的教學工作經(jīng)驗。本教程基礎實驗由張一婷、孫穎編寫；綜合實驗中項目一、二、三由張一婷、孫穎編寫，項目四、九、十二由晉利編寫，項目五由譚海霞編寫，項目六、十、十一由郝英君編寫、項目七、八由王華編寫，項目十三由梁雅潔編寫；拓展實驗主要由梁雅潔編寫，青島農(nóng)業(yè)大學王致鵬教授參與了海洋微生物相關內(nèi)容的編寫。本教程的編寫得到了青島海德城生物有限公司的寶貴建議和大力支持,使得編寫工作得以順利完成,在此一并表示感謝。
由于編者水平有限以及經(jīng)驗不足，書中難免有不足之處，敬請廣大讀者諒解并批評指正。
編者
2023年5月
張一婷，河北環(huán)境工程學院，教務處副處長 副教授，多年從事微生物相關的理論與實驗教學，具有豐富的教學工作經(jīng)驗。參與完成了多個教學研究項目，其中作為主講教師完成了《環(huán)境綜合實驗》精品課及資源共享課的申報；參與完成了水環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)教學資源庫的子項目建設；校級課程思政示范課程《環(huán)境工程微生物學實驗》課程建設等。相關教學成果如下：1）2014年《環(huán)境綜合實驗》資源共享課；2）2015年 水環(huán)境監(jiān)測與治理專業(yè)教學資源庫；3）2012年《環(huán)境微生物》項目式教學改革研究；4）2015年 河北省高等學會項目：應用型本科建設背景下環(huán)境工程專業(yè)實踐教學體系的探索與實踐； 5）2019年《環(huán)境工程微生物學實驗》院級線上線下混合式“金課”；6) 2020年河北省高等教育教學改革研究項目：混合教學模式在實踐教學改革中應用——以《環(huán)境工程微生物學》為例；7）2021年《環(huán)境工程微生物學實驗》獲河北省首屆教師教學創(chuàng)新大賽副高組二等獎；8）2021年教學部協(xié)同育人項目：學科基礎課信息化教學資源庫建設研究以微生物實驗為例；9）《環(huán)境工程微生物學實驗》《環(huán)境微生物》《食品微生物》被立項為校級課程思政示范課。
緒論 1
一、微生物實驗室安全教育1
二、微生物實驗室常用儀器與設備2
第一章基礎實驗 5
任務一普通光學顯微鏡的使用及標本的觀察5
任務二培養(yǎng)基的配制及玻璃器皿的包扎滅菌10
任務三微生物的純種分離、培養(yǎng)和形態(tài)觀察23
任務四霉菌插片培養(yǎng)及觀察31
任務五微生物細胞的計數(shù)和測量34
任務六細菌的簡單染色和革蘭氏染色40
任務七酵母菌死活細胞觀察47
任務八微生物的生理生化鑒定51
任務九微生物的菌種保藏60
任務十環(huán)境條件對微生物生長的影響64
任務十一細菌生長曲線的測定69
第二章綜合實驗 073
項目一地表水中微生物檢測及評價73
任務一地表水水樣采集73
任務二地表水中糞大腸菌群數(shù)的測定77
項目二地下水中微生物檢測及評價81
任務一地下水水樣采集81
任務二地下水中細菌總數(shù)的測定85
任務三地下水中總大腸菌群數(shù)的測定88
項目三生活飲用水中微生物檢測與評價92
任務一生活飲用水水樣采集92
任務二生活飲用水中菌落總數(shù)的測定95
任務三生活飲用水中總大腸菌群數(shù)的測定98
任務四生活飲用水中大腸埃希氏菌的測定101
項目四海洋沿岸水域微生物檢測與評價103
任務一海洋沿岸水域浮游植物樣品的采集103
任務二海洋沿岸水域水體中浮游植物的顯微計數(shù)109
任務三海洋沿岸水域水體中細菌總數(shù)的測定113
任務四海洋沿岸水域水體中糞大腸菌群數(shù)的測定117
項目五土壤微生物檢測與評價121
任務一土壤微生物的分離及計數(shù)121
任務二土壤微生物活性的測定126
任務三土壤微生物群落多樣性分析129
項目六空氣中微生物檢測與評價133
任務一沉降法測定空氣中的微生物133
任務二過濾法測定空氣中的微生物136
項目七食品中微生物的檢測與評價139
任務一食品樣品的采集與處理139
任務二食品中菌落總數(shù)的測定143
任務三食品中大腸菌群的計數(shù)148
任務四食品中霉菌和酵母的計數(shù)153
任務五食品中金黃色葡萄球菌的檢驗157
項目八食品生產(chǎn)環(huán)境中微生物培養(yǎng)及觀察162
任務一食品生產(chǎn)環(huán)境樣品的采集與處理162
任務二樣品中菌落總數(shù)的測定166
任務三樣品中大腸菌群的計數(shù)170
項目九富營養(yǎng)化水體中藻類的檢測175
任務一藻類的計數(shù)175
任務二葉綠素a的測定180
項目十活性污泥或沉積物中微生物檢測183
任務一活性污泥及其生物相的觀察183
任務二活性污泥代謝活性測定186
項目十一活性污泥的培養(yǎng)和馴化191
任務一好氧活性污泥的培養(yǎng)和馴化191
任務二厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)和馴化195
項目十二功能菌的篩選199
任務一脫氮微生物199
任務二微生物絮凝劑產(chǎn)生菌203
任務三石油降解菌206
任務四纖維素降解菌208
任務五半纖維素降解菌211
任務六木質素降解菌214
任務七酚降解菌217
任務八表面活性劑（LAS）降解菌220
任務九其他難降解化合物降解菌223
項目十三細菌的16S rRNA基因序列測定及發(fā)育樹構建226
任務一細菌總DNA的提取226
任務二PCR擴增231
任務三瓊脂糖凝膠電泳分析PCR產(chǎn)物235
任務四基因序列測定與同源性分析239
任務五微生物系統(tǒng)發(fā)育樹構建242
第三章拓展實驗 247
任務一低溫蛋白酶在大腸桿菌中的重組表達247
任務二海洋藻類功能性提取物的提取和測定251
任務三海洋微生物產(chǎn)脂酶發(fā)酵純化及酶學性質研究254
任務四殼寡糖的酶法制備實驗258
任務五微生物群落結構多樣性分析——磷脂脂肪酸（PLFA）法260
任務六水體微生物多樣性PCR-DGGE分析方法的比較研究265
任務七土壤微生物群落的功能結構多樣性分析（Biolog法）271
附表1 15管法最大可能數(shù)（MPN）表 276
附表2 12管法最大可能數(shù)（MPN）表 279
附表3 97孔定量盤法MPN表 280
附表4 食品中大腸菌群最大可能數(shù)（MPN）檢索表 286
參考文獻 287
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