《生态学实验》教学大纲

 

一、基本信息   

课程名称	生态学实验				课程编号		ECOL4107
英文名称	Experiment in Ecology				课程类型		专业核心课
总学时	36				学分		2
实验项目数	9	验证性实验个数	1	综合性实验个数		4	设计性实验个数	4
预修课程	普通生态学				适用对象		生态学专业
课程简介 （200字左右）	生态学实验室生态学专业的核心课程，服务于生态学课程。结合学科特点，本课程设计环境生态因子的测定，环境胁迫对植物的影响，植物之间、微生物之间以及动物-微生物的互作，以及分子水平的土壤微生物群落的分析几个方面的实验。通过本课程的学习，加深学生对生态学基础知识和基本理论的理解，促使学生在研究过程中获取知识、发展技能，培养能力，特别是创新能力。同时受到科学的方法、精神和价值观教育。

 

二、教学目标及任务  

本课程是生态学专业的专业核心课，它是专业课程的重要组成，是培养生态学专业本科生实验操作技能的核心课程。学生通过学习本课程后能对专业基础知识更深入的了解，有助于建立专业的观念和增强学习本专业其它课程的信心，达到从基础理论的被动接受向专业动手能力主动探索的方向发展，初步掌握环境因子分析，环境胁迫对生物的影响，以及生物之间的互作，以及种群结构的分析等知识和技能。

 

三、学时分配   

教学课时分配

序号	实验内容	学时
实验一	土壤样品的采集、制备和水分的测定	4
实验二	土壤有机质含量的测定	4
实验三	盐分胁迫对植物体内游离脯氨酸积累的影响	4
实验四	植物化感作用的验证实验	4
实验五	微生物间拮抗作用实验	4
实验六	食细菌线虫取食偏好性及影响因素实验	4
实验七	土壤样品总DNA的提取	4
实验八	微生物总DNA的16SrDNA PCR扩增技术	4
实验九	土壤细菌群落的变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析	4
合计		36

 

四、实验内容及教学要求 

实验一: 土壤样品的采集、制备和水分的测定

实验目的：学习土壤样品的采集、制备和水分测定的方法。

本实验教学要求：

了解：代表性样品采集的方法、适用范围和优缺点。

理解：代表性样品的概念，采集目的和意义，土壤水分存在状态和测定原理以及影响因素。

掌握：土样采集、制备和土壤水分测定的方法及其注意事项。

本实验重点、难点：田间采集样品的注意事项，采集代表性混合样品的方法，土壤吸湿水的测定原因和原理。

 

实验二： 土壤有机质含量的测定

实验目的：学习土壤有机质测定方法的原理与操作技术。

本实验教学要求：

了解：经典法、磷酸-铬酸湿烧法测定有质的原理、方法的适用条件和优缺点；重铬酸钾容量法用于测定植物、有机肥中有机质测定时的一些不同要求。

理解： 称样量、氧化剂用量、重铬酸钾-硫酸溶液吸取方法、消化时间与温度对测定结果的影响。

掌握：重铬酸钾容量法测有机质的方法原理、试剂配制和取用的一些特殊要求、操作技术、操作要点和结果计算。

本实验重点、难点：重铬酸钾容量法的方法原理、试剂配制和取用的一些特殊要求、操作技术、操作要点。

 

实验三： 盐分胁迫对植物体内游离脯氨酸积累的影响

实验目的：认识盐分胁迫对植物游离脯氨酸积累的影响。

本实验教学要求：

了解：植物体内游离脯氨酸积累的机制

理解：盐分胁迫对植物体内游离脯氨酸积累的影响

掌握：植物体内游离脯氨酸含量的测定方法

本实验重点、难点： 标准曲线的制作，游离脯氨酸积累的原理，相关试剂配制和储存。

 

实验四： 植物化感作用的验证实验

实验目的： 通过实验验证植物化感作用的过，认识某些植物的化感作用对其他生物的影响。

本实验教学要求：

了解：本地具有化感作用的植物，释放化感作用物质的主要途径。

理解： 化感作用的定义，测定原理，作用类型。

掌握：浸提法测定植物水淋溶物对受体植物种子萌发和幼苗生长的影响

本实验重点、难点： 化感作用的促进和抑制效应，环境条件对实验的可能影响，种子萌发的重复数。

 

实验五： 微生物间拮抗作用实验

实验目的： 加深对微生物之间互作现象的认识

本实验教学要求：

了解：微生物之间存在的拮抗现象及抗生素的抗菌作用

理解： 微生物间拮抗作用的产生机制以及特点

掌握：微生物间拮抗作用的测定方法

本实验重点、难点： 不同方法测定微生物拮抗作用的比较，无菌操作要点注意，

 

实验六： 食细菌线虫取食偏好性及影响因素实验

实验目的：观察食细菌线虫具有的取食偏好行为

本实验教学要求：

了解：食细菌线虫对不同种类的细菌具有取食的偏好性。

理解：食细菌线虫发生取食偏好性的机制和特点，以及食细菌线虫的趋化性能。

掌握：测定比较食细菌线虫取食偏好的方法和指标。

本实验重点、难点：食细菌线虫的培养与灭菌，保证实验流程中的高度的无菌，以及体式镜使用和其他操作注意事项。

 

实验七：土壤样品总DNA的提取

实验目的： 提取土壤样品中的总DNA。

本实验教学要求：

了解：土壤总DNA的来源，不同的提取方法

理解：不同DNA提取方法优缺点，以及原理

掌握：从土壤样品中快速提取总群落基因组DNA的方法，以及凝胶电泳监测

本实验重点、难点：理解提取各步骤的原理，警惕提取步骤中的一些注意点，包括取上清不要吸到变性蛋白层，乙醇漂洗，不要倒掉DNA沉淀。

 

实验八：微生物总DNA的16SrDNA PCR扩增技术

实验目的： 以细菌通用引物扩增细菌16SrDNA PCR

本实验教学要求：

了解：通用引物的概念，以及进行16SrDNA PCR扩增的基本原理

理解： 影响PCR扩增的因素，出现非特异性条带的可能原因

掌握：从土壤总DNA中扩增微生物，细菌总16SrDNA PCR的方法，并电泳检查验证

本实验重点、难点：流程的无菌操作过程，以及PCR扩增原理，影响因素，非特异性条带产生的原因。

 

实验九：土壤细菌群落的变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析

实验目的： 基于之前实验基础上的土壤细菌群落分析（PCR-DGGE分析）。

本实验教学要求：

了解：PCR-DGGE分析的适用范围，优缺点。

理解：PCR-DGGE分析的技术原理。

掌握：PCR-DGGE分析的实验操作方法，以及银染过程。

本实验重点、难点：整个实验流程中去离子水洗涤，防止氯离子污染，PCR-DGGE分析的检测原理，变性梯度的确定。

 

五、考核方式及要求  

采用平时实验成绩与实验报告评价相结合的方式考察学生本课程实践能力掌握的程度，其中实验报告占总成绩60%，平时成绩占总成绩40%。

 

六、推荐教材及教学参考书 

教  材：《生态学实验与实习》，杨持 主编，高等教育出版社，2011年，标准书号：ISBN 978-7-04-024219-5。

参考书：《生态学实验原理与方法》，付必谦 主编，科学出版社，2006年，标准书号：ISBN 978-7-03-017529-8。

《环境微生物学实验方法与技术》，王兰 主编，化学工业出版社，2009年，标准书号：ISBN 978-7-122-04305-4。

《普通生态学实验指导》，章家恩 主编，中国环境科学出版社，2012年，标准书号：ISBN 978-7-5111-1093-0。

《生态学实验》，王友保 主编，安徽人民出版社，2010年，标准书号：ISBN 978-7-212-03289-0。

 

七、说明

由于实验中用到植物、微生物和动物，存在培养的过程，以及有些实验具有周期性或者指标会随时间发生动态变化，因此实验会有课程外的测定和记录需求，也有部分实验项目有需合并进行的可能。另外基于部分实验难度和要求高，根据实际情况，可能会设计为演示实验。

 

大纲修订人：徐莉

大纲审定人：

修订日期：ⅹ年ⅹ月ⅹ日