文档介绍：“有机污染物——苯酚的生物降解特性研究”设计方案
实验目的
酚类化合物为原生质毒物,毒性较大。焦化、煤气、石油、木材防腐、造纸、合成氨等工业废水中都含有高浓度的苯酚。含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决的有害废水之一。利用降解菌来控制苯酚的污染,越来越受到人们的重视。本项目拟采用微生物培养、微生物DNA的提取、分光光度计测定、PCR、TA克隆等实验技术,阐明苯酚降解菌株的生长特性和苯酚的生物降解特性,苯酚降解菌的系统发育。对学生从事有机污染工业废水的生物处理以及有机污染的土壤或水体的生物原位修复方面的科学研究具有深远的意义。
实验原理
利用以苯酚为唯一碳源和能源的无机盐溶液作为驯化液,对某废水处理厂活性污泥进行驯化培养,从中分离筛选出苯酚降解菌。利用比浊法测定微生物生长量,4-氨基安替比林直接光度法测定苯酚浓度,PCR扩增细菌的16s RNA进行苯酚降解菌的系统发育分析。
1)微生物生长量的测定方法——比浊法
比浊法是实验室中常用的用来测定微生物生长量的方法,以反映微生物数量或浓度的一种指标。该方法是根据当某一波长的光线通过混浊的液体后,光的强度将被减弱。入射光与透过光的强度比与样品液的浊度和液体的厚度相关。根据所测得的吸光值,就可以得到微生物的生长量。本实验采用的波长为600nm,使用空白培养基作为对照。
2) 苯酚浓度的测定方法
见后面附录。
3)苯酚降解菌的系统发育分析
16S rRNA基因是细菌染色体上编码rRNA相对应的DNA序列,存在于所有细菌的染色体基因组中。16S rRNA具有高度的保守性和特异性。随着PCR技术的出现及核酸研究技术的不断完善,16S rRNA基因检测技术已成为微生物检测和鉴定的一种强有力工具。该技术主要有三个步骤:首先,基因组DNA
的获得;其次,16S rRNA基因片段的PCR扩增,并进行TA克隆用于测序分析;最后,进行16S rRNA基因序列的系统发育分析。
实验所需仪器设备及台套数、实验用具与消耗品清单及数量
实验设备:
分光光度计(6台),PCR仪(2台),双层摇床(3台),恒温培养箱(2台),普通显微镜(10台),超净工作台(2台),灭菌锅(3个),琼脂糖凝胶电泳系统(2套),凝胶成像系统(1台),微波炉(2台),水浴锅(2台),干燥箱(1台),离心机(5台),磁力搅拌器(10台),电子天平(5台)。
实验用具:
250ml三角瓶(300个),平板(60),试管(100),移液器(10套),接种环(10支),枪盒、枪头、EP管(若干),酒精灯(10),玻片和载玻片(各10盒)。
消耗品(未注明数量的均为1瓶):
苯酚(10瓶),牛肉膏,蛋白胨,琼脂粉,淀粉,葡萄糖,乳糖,柠檬酸,氨水,盐酸,氢氧化钠,乙醇,氯化钠,4-氨基安替比林,铁氰化钾,氯仿(10瓶),无水乙醇(5瓶),冰乙醇,柠檬酸钠,去离子甲酰胺(2瓶),吐温20(2瓶),PI,DAPI,BSA,小牛血清,氨苄霉素,ITPG,X-gal,苯,萘,蒽,二甲苯,菲,硝基苯,氯苯,多氯联苯,2-氯甲苯,苯甲酸,邻苯二胺,NaH2PO4,NaH2PO4, K2HPO4,CaCl2,MgSO4 7H2O,硫酸铵,醋酸钠,Tris,HCl,EDTA,结晶紫,番红,碘液,pH试纸,Parafilm(2卷),琼脂粉(3瓶),琼脂糖(3瓶),蛋白酶K(2瓶),溶菌酶(2瓶),RNA酶,DNA marker,DNA加样缓冲液(6x),硼酸,TA载体(3盒),Taq酶(10支),dNTP(2支),引物,感受态细胞(30支),PCR产物回收试剂盒(2盒),琼脂糖凝胶DNA纯化回收试剂盒(2盒)。
实验内容
内容一:降解菌的形态特征(8课时)
降解菌株进行平板涂布,长出单菌落后进行观察。描述菌落的形态,如菌落的颜色,湿度,粘稠度,透明程度,边缘形态等。取少量细菌进行染色,显微镜下观察,描述细菌单细胞的形态,如细菌的形状,革兰氏染色情况,有无鞭毛等。
内容二:各种因素对菌株降解苯酚的影响(24课时)
一、实验目的
采用单因子分析,分别考查苯酚浓度、温度、pH 值、NaCl浓度,溶氧量(摇床转速)、碳源、等环境因素对降酚菌生长和降解苯酚能力的影响。进而确定菌株的最佳生长和苯酚降解特性。
二、材料、试剂及器具
1、材料
降解菌
2、试剂
苯酚,琼脂粉,淀粉,葡萄糖,乳糖,柠檬酸,氨水,盐酸,氢氧化钠,乙醇,氯化钠,4-氨基安替比林,铁氰化钾,氯仿,水杨酸苯酯,对氨基苯磺酸,对羟基苯甲酸甲酯,对硝基苯酚,水杨酸甲酯,甲萘胺,苯,萘,蒽,二甲苯,菲,硝基苯,氯苯,多氯联苯,2-氯甲苯,苯甲酸,邻苯二胺,NaH2PO4,NaH2PO4,K2HPO4,CaCl2,MgSO4 7H2O,硫酸铵,pH试