水处理生物学实验指导书河北联合大学2011年9月
水处理生物学实验指导书 河北联合大学 2011 年 9 月
实验一显微镜的使用及微生物形态的观察一、 目的1：学习普通光学显微镜的使用方法（本实验学习低倍镜和高倍镜的使用）。2．通过对教学生物标本玻片或曝气池活性污泥的观察，认识微生物的形态。二、实验器材1.教学生物标本玻片或曝气池活性污泥。2.显微镜、目测微尺、物测微尺、载玻片、盖玻片等。三、实验步骤(一)显微镜的结构和各部分的作用图8—1所示，是微生物检验常用的显微镜，其构造分机械和光学两部分。机械部分主要包括：1．镜筒镜筒长度一般是160mm。它的上端装有接目镜，下端有回转板。回转板上一般装有3个接物镜。102.载物台载物台是放置标本1的平台，中央有一圆孔。使下面的光12线可以通过。两旁有弹簧夹，用以固-13定标本或载玻片。有的载物台上装有自动推物器。143.调节器镜筒内旁有两个螺011P15旋，大的叫粗调节器，小的叫细调节FIPPA器，用以升降镜筒。调节接物镜与所需观察的物体之间的距离。图8-1显微镜光学部分主要包括：1.接目镜一般使用的显微镜1一接目镜：2一镜简：3一回转板：4一具有2一3个接目镜，其上常刻有“5接物镜，5集光器：6-光圈；7—反×”“10×”或“15×”等数字及符光镜，8一粗调节器：9细调节器：号，意即使用时可放大5倍、10倍或15倍。观察微生物时常用放大10倍或10-镜臂；11—弹黄夹；12一载物台；15倍的接目镜。13一倾斜关节：14支柱：15-镜座2.接物镜接物镜装在回转板上．可分低倍镜、高倍镜和油镜3种，其相应的放大倍数常是10、40(或45)100(或90)。通常显微镜的放大倍数等于接物镜与接目镜放大倍数的乘积。例如，用放大40倍的接物镜（高倍镜）与放大10倍的接目镜时所得的物象的放大倍数为40×10=400，如果用放大15倍的接目镜则放大倍数为40X15=600。接目镜装在镜筒上端，在使用过程中并不经常变动，所以通常所谓的低倍镜、高倍镜或油镜的观察主要是指使用不同的接物镜而言的。油镜的放大倍数最大（90或100)。放大倍数这样大的镜头，焦距就很短，直径就很小，所以自标本玻片透过的光线，因介质密度（从玻片至空气，再进入油镜）不同，有些光线因折射或全反射，就不能进入境头，致使射入的光线较少，物象显现不清。所以为了不使通过的1
1 实验一 显微镜的使用及微生物形态的观察 一、目的 1．学习普通光学显微镜的使用方法（本实验学习低倍镜和高倍镜的使用）。 2．通过对教学生物标本玻片或曝气池活性污泥的观察，认识微生物的形态。 二、实验器材 1．教学生物标本玻片或曝气池活性污泥。 2．显微镜、目测微尺、物测微尺、载玻片、盖玻片等。 三、实验步骤 (一)显微镜的结构和各部分的作用 图 8—1 所示，是微生物检验常用 的显微镜，其构造分机械和光学两部 分。 机械部分主要包括： 1 ．镜筒 镜 筒 长 度 一 般 是 160mm。它的上端装有接目镜，下端 有回转板。回转板上一般装有 3 个接 物镜。 2．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 定标本或载玻片。有的载物台上装有 自动推物器。 3．调节器 镜筒内旁有两个螺 旋，大的叫粗调节器，小的叫细调节 器，用以升降镜筒。调节接物镜与所 需观察的物体之间的距离。 光学部分主要包括： 1． 接目镜 一般使用的显微镜 具有 2—3 个接目镜，其上常刻有“5 ×”、“l0×”或“15×”等数字及符 号，意即使用时可放大 5 倍、l0 倍或 15 倍。观察微生物时常用放大 l0 倍或 15 倍的接目镜。 2．接物镜 接物镜装在回转板 上．可分低倍镜、高倍镜和油镜 3 种，其相应的放大倍数常是 10、40(或 45)l00(或 90)。通 常显微镜的放大倍数等于接物镜与接目镜放大倍数的乘积。例如，用放大 40 倍的接物镜(高 倍镜)与放大 10 倍的接目镜时所得的物象的放大倍数为 40×10＝400，如果用放大 15 倍的 接目镜则放大倍数为 40×15＝600。接目镜装在镜筒上端，在使用过程中并不经常变动，所 以通常所谓的低倍镜、高倍镜或油镜的观察主要是指使用不同的接物镜而言的。 油镜的放大倍数最大(90 或 100)。放大倍数这样大的镜头，焦距就很短，直径就很小， 所以自标本玻片透过的光线，因介质密度(从玻片至空气，再进入油镜)不同，有些光线因折 射或全反射，就不能进入境头，致使射入的光线较少，物象显现不清。所以为了不使通过的
BD3A光线有所损失，须在油镜与玻片中间加入和玻璃折射率（n=1.52）相仿的镜油（香柏油，4n=1.515)。因为这种接物镜使用时须加镜油，所以我们称它为油镜(图8一2)。一般的低倍镜或高倍镜使用时不加油，所以也称于镜。使用低倍镜和高倍镜时，一般作活体的观-察，不进行染色。在观察细小动物时，低倍镜-D主要用来区别动物的种类和看出它们的活动状C0态，而高倍镜则可看清动物的结构待征，低倍镜容易看到标本的全貌，油镜在大多数情况下是用来观察染色的涂片。图8-2油镜加镜油的原理3.集光器集光器在载物台的下面，用来1~空气：2一玻片；3一油镜透镜集合由反光镜反射来的光线。集光器可以上下4一镜油调整，中央装有光圈，用以调节光线的强弱。当光线过强时，应缩小光圈或把集光器向下移动。4反光镜反光镜装在显微镜的最下方至集光器。（二）显微镜使用和保护的方法1.低倍镜的使用法(1)置显微镜于固定的桌几上，窗外不宜有障碍视线之物。(2)拨动回转板，把低倍镜移到镜筒正下方，和镜筒连接而对直。（3)拨动反光镜向着光线的来源处。同时用眼对准接目镜（选用适当放大倍数的接目镜）仔细观察，使视野完全成为白色，这是光线已经通到镜里的表示。（4)把载玻片放到载物台上，要观察的标本放到圆孔的正中央。(5)将粗调节器向下旋转，同时眼晴注视接物镜，以防接物镜和载玻片相碰。当接目镜的尖端距载玻片约0.5cm时停止旋转。（6)把粗调节器向上旋转，同时左眼向接目镜里观察。如标本显出，但不十分清楚，可用细调节器调节，至标本完全清晰为止。（7)假如因旋转粗调节器太快，致使超过焦点，标本不能出现时，不应在眼睛注视接目镜的同时向下旋转粗调节器，必须从第（5）步做起，以防因没有把握的旋转，使接自镜与载玻片碰触。(8)在观察时，最好两眼都能同时静开一面看一面画出所看到的物象。2.高倍镜的使用法(1)使用高倍镜以前，先用低倍镜检查，把要观察的标本放到视野正中。(2)拨动回转板使高倍和低倍两镜头互相对换。当高倍镜移动到载玻片时，往往镜头十分靠近载玻片。这时必须注意是否因高倍镜靠近的缘故而使载玻片也随着移动。如果载玻片有移动的现象，则应立刻停止推动回转板，把高倍镜退回原处，再按照使用低倍镜的方法，校正标本的位置，然后旋动调节器，使镜筒稍微向上，再对换高倍镜头。(3)当高倍镜已被推到镜筒下面时，向镜内观察所显现的标本，往往不很清楚，这时可旋转细调节器，上下移动，但不要过分移动。3.油镜的使用法（此节在实验三中学习）（1)如用高倍镜放大，倍数还不够，则须采用油镜。用油镜以前，先用高倍镜检查，把要观察的标本放到视野正中。(2)用油镜时，在载玻片上加一滴镜油，然后拨动回转板对换高倍镜和油镜，使油镜头2
2 光线有所损失，须在油镜与玻片中间加入和玻 璃折射率（n=1.52）相仿的镜油( 香柏油， n=1.515)。因为这种接物镜使用时须加镜油，所 以我们称它为油镜(图 8—2)。一般的低倍镜或 高倍镜使用时不加油，所以也称干镜。 使用低倍镜和高倍镜时，一般作活体的观 察，不进行染色。在观察细小动物时，低倍镜 主要用来区别动物的种类和看出它们的活动状 态，而高倍镜则可看清动物的结构待征，低倍 镜容易看到标本的全貌，油镜在大多数情况下 是用来观察染色的涂片。 3．集光器 集光器在载物台的下面，用来 集合由反光镜反射来的光线。集光器可以上下 调整，中央装有光圈，用以调节光线的强弱。 当光线过强时，应缩小光圈或把集光器向下移 动。 4．反光镜 反光镜装在显微镜的最下方至集光器。 (二)显微镜使用和保护的方法 1．低倍镜的使用法 (1)置显微镜于固定的桌几上，窗外不宜有障碍视线之物。 (2)拨动回转板，把低倍镜移到镜筒正下方，和镜筒连接而对直。 (3)拨动反光镜向着光线的来源处。同时用眼对准接目镜(选用适当放大倍数的接目镜) 仔细观察，使视野完全成为白色，这是光线已经通到镜里的表示。 (4)把载玻片放到载物台上，要观察的标本放到圆孔的正中央。 (5)将粗调节器向下旋转，同时眼睛注视接物镜，以防接物镜和载玻片相碰。当接目镜 的尖端距载玻片约 0.5cm 时停止旋转。 (6)把粗调节器向上旋转，同时左眼向接目镜里观察。如标本显出，但不十分清楚，可 用细调节器调节，至标本完全清晰为止。 (7)假如因旋转粗调节器太快，致使超过焦点，标本不能出现时，不应在眼睛注视接目 镜的同时向下旋转粗调节器，必须从第(5)步做起，以防因没有把握的旋转，使接目镜与载 玻片碰触。 (8)在观察时，最好两眼都能同时睁开一面看一面画出所看到的物象。 2．高倍镜的使用法 (1)使用高倍镜以前，先用低倍镜检查，把要观察的标本放到视野正中。 (2)拨动回转板使高倍和低倍两镜头互相对换。当高倍镜移动到载玻片时，往往镜头十 分靠近载玻片。这时必须注意是否因高倍镜靠近的缘故而使载玻片也随着移动。如果载玻片 有移动的现象，则应立刻停止推动回转板，把高倍镜退回原处，再按照使用低倍镜的方法， 校正标本的位置，然后旋动调节器，使镜筒稍微向上，再对换高倍镜头。 (3)当高倍镜已被推到镜筒下面时，向镜内观察所显现的标本，往往不很清楚，这时可 旋转细调节器，上下移动，但不要过分移动。 3．油镜的使用法(此节在实验三中学习) (1)如用高倍镜放大，倍数还不够，则须采用油镜。用油镜以前，先用高倍镜检查，把 要观察的标本放到视野正中。 (2)用油镜时，在载玻片上加一滴镜油，然后拨动回转板对换高倍镜和油镜，使油镜头
尖端和油接触，而后向接目镜观察。假如不清晰，可稍微转动调节器，但切记不要用粗调节器。(3)用过油镜后，必须用擦镜纸或软绸将载玻片和油镜所粘着的油拭净。必要时，可略蘸二甲苯少许，指拭镜头，最后用擦镜纸或软绸擦干。4.显微镜的保护法（1)显微镜应放置在干燥的地方，使用时须避免强烈的日光照射。(2)接物镜或接目镜不清洁时，应当用擦镜纸或软绸措擦。(3)用完显微镜后，应当立即放到镜匣中。(三)显微镜观察(1)低倍镜观察1)在选定的接目镜下，利用低倍镜，确定目测微尺一格的长度（单位以μm计)。2)观察教学生物标本玻片或所制备的微生物标本玻片，画出所见的形态草图。3)记下观察所用接目镜和接物镜的放大倍数和算出显微镜的放大倍数。(2)高倍镜观察1)改用高倍镜观察，画出微生物的形态草图，并与用低倍镜所看到的比较，注意其不同点。2)记下显微镜的放大倍数。四、记录序号玻片名称放大倍数形态草图五、思考题1.使用显微镜时，哪些地方须特别注意？2.使用低倍镑时，显微镜的放大倍数一般最大可达多少?使用高倍镜时显微镜的放大倍数是怎样呢?在什么时候才需要使用油镜？3
3 尖端和油接触，而后向接目镜观察。假如不清晰，可稍微转动调节器，但切记不要用粗调节 器。 (3)用过油镜后，必须用擦镜纸或软绸将载玻片和油镜所粘着的油拭净。必要时，可略 蘸二甲苯少许，揩拭镜头，最后用擦镜纸或软绸擦干。 4．显微镜的保护法 (1)显微镜应放置在干燥的地方，使用时须避免强烈的日光照射。 (2)接物镜或接目镜不清洁时，应当用擦镜纸或软绸揩擦。 (3)用完显微镜后，应当立即放到镜匣中。 (三)显微镜观察 (1)低倍镜观察 1)在选定的接目镜下，利用低倍镜，确定目测微尺一格的长度(单位以 µm 计)。 2)观察教学生物标本玻片或所制备的微生物标本玻片，画出所见的形态草图。 3)记下观察所用接目镜和接物镜的放大倍数和算出显微镜的放大倍数。 (2)高倍镜观察 1)改用高倍镜观察，画出微生物的形态草图，并与用低倍镜所看到的比较，注意其不同 点。 2)记下显微镜的放大倍数。 四、记录 序 号 玻片名称 放大倍数 形态草图 五、思考题 1．使用显微镜时，哪些地方须特别注意? 2．使用低倍镑时，显微镜的放大倍数一般最大可达多少?使用高倍镜时显微镜的放大倍 数是怎样呢?在什么时候才需要使用油镜?
实验二微型动物的计数一、目的显微镜观察活性污泥样品中微型动物的种类、数量及状态。二、实验器材1.活性污泥法曝气池混合液。2．显微镜、小量筒、滴管等。3.计数板如果没有微型动物计数的计数板（微型动物，即使是原生动物，也比细菌大得多，一般的细菌或血球计数板都不适用），则可按照上海织袜四厂和上海师范大学生物系所介绍的微型动物计数板制作方法制备如下：A采用厚质玻璃割成9cm长，4cm宽的长方块，玻璃厚度以0.3一0.4cm为宜。利用氢氟-2酸腐蚀法，使玻板中央刻上10×10=100个小方格，小方格的大小没有严格规定，只要一片大号盖玻片能盖满格子有余和便于在显微镜下计数就可以了。用大号盖玻片切成宽约0.7cm的玻条，用阿拉伯树胶粘在计数用的小图8-5微型动物计数板方格的四周，使呈一圈凸起的边框。这样，就1一小方恪；2一凸起的边框制成了一块微型动物计数板，如图8一5所示。关于氢氟酸腐蚀法划方格的方法是先将玻璃表面涂一层薄面均匀的石蜡，然后用尖针在石蜡层上刻出所要求的方格，再以氢氟酸蒸汽进行重蒸。三、计数方法及步骤1.将活性污泥法曝气池混合液轻轻搅拌均匀：如混合液较浓，则可稀释成1：1的液体（稀释方法：取10mL量筒一个，加混合液5mL再加蒸馏水5mL，轻轻搅拌均匀，即成1：1稀释液)。2.取洗净的滴管一支（滴管每滴水的体积应预先标定，一般每一滴水的体积约为1/20mL)，吸取摇匀的混合液或己稀释的混合液加一滴到计数板的中央方格内，然后加上一块洁净的大号盖玻片，使玻片的四周正好搁在计数板四周凸起的边框上，侧视如图8一6所示。3.用低倍显微镜进行计数注意所滴加的液体不一定布满整个100格小方.2格，在显微镜下计数时只要把充有液体的小方格，着次序一行行的计算即可。同时记录各种动物的活动能力、形态结构等。原生动物中有不少种类是群体，须将群体和群体上的个体分别计数。图8-6微型动物计数板（侧视）4.计算设在一滴水中测得钟虫301一盖玻片；2一计数板；3一凸起的边框；4一稀释液只，则每mL混合液中含有钟虫30×2×20=1200只，如测得轮虫10只，则每毫升混合液含轮虫10×2×20=400只（如滴管每一摘体积为1/20mL，所观察的液体是1：1稀释的曝气池混合液)。4
4 实验二 微型动物的计数 一、目的 显微镜观察活性污泥样品中微型动物的种类、数量及状态。 二、实验器材 1．活性污泥法曝气池混合液。 2．显微镜、小量筒、滴管等。 3．计数板 如果没有微型动物计数的计数板(微型动物，即使是原生动物，也比细菌大 得多，—般的细菌或血球计数板都不适用)，则可按照上海织袜四厂和上海师范大学生物系 所介绍的微型动物计数板制作方法制备如下： 采用厚质玻璃割成 9cm 长，4cm 宽的长方 块，玻璃厚度以 0.3 一 0.4cm 为宜。利用氢氟 酸腐蚀法，使玻板中央刻上 10×l0＝100 个小 方格，小方格的大小没有严格规定，只要一片 大号盖玻片能盖满格子有余和便于在显微镜 下计数就可以了。用大号盖玻片切成宽约 0.7cm 的玻条，用阿拉伯树胶粘在计数用的小 方格的四周，使呈一圈凸起的边框。这样，就 制成了一块微型动物计数板，如图 8—5 所示。 关于氢氟酸腐蚀法划方格的方法是先将玻璃表面涂一层薄面均匀的石蜡，然后用尖针 在石蜡层上刻出所要求的方格，再以氢氟酸蒸汽进行重蒸。 三、计数方法及步骤 1．将活性污泥法曝气池混合液轻轻搅拌均匀；如混合液较浓，则可稀释成 1：1 的液 体(稀释方法：取 l0mL 量筒一个，加混合液 5mL 再加蒸馏水 5mL，轻轻搅拌均匀，即成 1： 1 稀释液)。 2．取洗净的滴管一支(滴管每滴水的体积应预先标定，一般每一滴水的体积约为 l／ 20mL)，吸取摇匀的混合液或己稀释的混合液加一滴到计数板的中央方格内，然后加上一块 洁净的大号盖玻片，使玻片的四周正好搁在计数板四周凸起的边框上，侧视如图 8—6 所示。 3．用低倍显微镜进行计数 注意所 滴加的液体不一定布满整个 l00 格小方 格，在显微镜下计数时只要把充有液体的 小方格，挨着次序一行行的计算即可。同 时记录各种动物的活动能力、形态结构等。 原生动物中有不少种类是群体，须将 群体和群体上的个体分别计数。 4．计算 设在一滴水中测得钟虫 30 只，则每 mL 混合液中含有钟虫 30×2× 20＝1200 只，如测得轮虫 10 只，则每毫升混合液含轮虫 10×2×20＝400 只(如滴管每一摘 体积为 1／20mL，所观察的液体是 1：l 稀释的曝气池混合液)