環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)大綱

1、環(huán)境微生物學(xué)教學(xué)大綱Environmental Microbiology課程編碼：21A62007 學(xué)分：3 課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課（必修）計(jì)劃學(xué)時(shí)：48 其中講課：48 實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`：0 上機(jī)：0適用專業(yè)：環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程推薦教材：周群英、王士芬編著，環(huán)境工程微生物學(xué)（第三版），高等教育出版社, 2008年參考書目：1、王家玲、李順鵬編，環(huán)境微生物學(xué)（第二版），高等教育出版社, 2003年2、周德慶編著，微生物學(xué)教程，高等教育出版社, 1999年課程的教學(xué)目的與任務(wù)通過課程教學(xué)，使學(xué)生掌握微生物學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)關(guān)注對(duì)環(huán)境工程極有意義的古菌、極端環(huán)境微生物；掌握微

2、生物及先進(jìn)的分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用；能夠應(yīng)用微生物基礎(chǔ)知識(shí)分析和解決工程中出現(xiàn)的各類問題。課程的基本要求1、通過本門課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握微生物的基本概念與特征；2、掌握好氧菌、厭氧菌在水污染治理中的作用與微生物代謝中酶的作用；掌握微生物的生長繁殖及生長曲線在生態(tài)環(huán)境與污染物生化處理中的作用；3、了解微生物的遺傳和變異的初步知識(shí)；4、熟悉微生物在自然界各類物質(zhì)循環(huán)和轉(zhuǎn)化中所起到的作用；5、熟悉廢水、廢氣和固廢污染治理中的基本微生物學(xué)原理和主要微生物群落。各章節(jié)授課內(nèi)容、教學(xué)方法及學(xué)時(shí)分配建議（含課內(nèi)實(shí)驗(yàn)）緒論 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求掌握微生物及其類群、特點(diǎn)、分類命名

3、；了解微生物的發(fā)展史和微生物在環(huán)境保護(hù)與環(huán)境處理之中的重要地位及作用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 使學(xué)生了解微生物在環(huán)境保護(hù)與環(huán)境處理之中的重要地位及作用。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 環(huán)境與環(huán)境工程面臨的問題、可持續(xù)發(fā)展與微生物第二節(jié) 環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)一、環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對(duì)象二、環(huán)境工微生物學(xué)的研究任務(wù)第三節(jié) 微生物的概述一、微生物的分類和命名二、病毒和類病毒三、原核微生物與真核微生物四、微生物的特點(diǎn)第一章 非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物病毒 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求 掌握病毒的特點(diǎn)；了解病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。教學(xué)重

4、點(diǎn)與難點(diǎn) 使學(xué)生了解掌握病毒繁殖過程；病毒對(duì)物理化學(xué)等因素的抵抗力；以及病毒危害與應(yīng)用。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 病毒的一般特征及其分類一、病毒的特點(diǎn)二、病毒的分類三、類病毒和朊病毒第二節(jié) 病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)一、病毒的形態(tài)和大小二、病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)第三節(jié) 病毒的繁殖一、病毒的繁殖過程二、噬菌體的溶原性第四節(jié) 病毒的測定與培養(yǎng)一、病毒的測定二、病毒的培養(yǎng)特征三、病毒的培養(yǎng)基四、病毒的培養(yǎng)第五節(jié) 病毒對(duì)物理、化學(xué)因素、抗生素的抵抗力及在污水處理過程中的去除效果一、病毒對(duì)物理因素的抵抗力二、病毒對(duì)

5、化學(xué)因素的抵抗力三、病毒對(duì)抗生素的抵抗力四、病毒在環(huán)境中的存活和污水處理過程中對(duì)病毒的去除效果第六節(jié) 病毒的危害、對(duì)策與應(yīng)用一、病毒的危害與對(duì)策二、病毒的應(yīng)用第二章 原核微生物 建議學(xué)時(shí)：5教學(xué)目的與要求 掌握細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌的個(gè)體形態(tài)與大小，細(xì)胞結(jié)構(gòu)及培養(yǎng)特征。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌的特點(diǎn)和研究意義。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 古菌域一、古菌的特點(diǎn)二、古菌的分類三、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境工程領(lǐng)域研究古菌的意義第二節(jié) 細(xì)菌域一、細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)與大小二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征四、細(xì)菌的物理化學(xué)特性五、細(xì)菌

6、的物理化學(xué)性質(zhì)與污（廢）水生物處理的關(guān)系第三節(jié) 藍(lán)細(xì)菌一、藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)大小二、藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其功能三、藍(lán)細(xì)菌的繁殖四、藍(lán)細(xì)菌的生境五、藍(lán)細(xì)菌的代謝六、藍(lán)細(xì)菌的分類七、藍(lán)細(xì)菌與人類及環(huán)境的關(guān)系第四節(jié) 放線菌一、放線菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu)二、放線菌的菌落形態(tài)三、放線菌的繁殖四、放線菌的分類第五節(jié) 其他原核微生物一、立克次氏體二、支原體三、衣原體四、螺旋體第三章 真核微生物 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握原生動(dòng)物的分類及各綱特征；了解輪蟲、線蟲等特征及應(yīng)用。掌握藻類、酵母菌、霉菌、傘菌的分類及特征。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 原生動(dòng)物的特點(diǎn)和在污水處理中的應(yīng)用。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下

7、自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 原生動(dòng)物一、原生動(dòng)物的一般特征二、原生動(dòng)物的分類及各綱簡介三、原生動(dòng)物的胞囊第二節(jié) 微型后生動(dòng)物一、輪蟲二、線蟲三、寡毛類動(dòng)物四、浮游甲殼動(dòng)物五、苔蘚蟲、擬水螅第三節(jié) 藻類一、藻類的一般特征二、藻類的分類及各門特征簡介三、 藻類的分布及用途第四節(jié) 真菌一、酵母菌二、霉菌三、 傘菌第四章 微生物的生理 建議學(xué)時(shí)：7教學(xué)目的與要求 掌握酶的分類及其催化特性；了解微生物的組成；掌握微生物的能量代謝和合成代謝的特征；了解其他代謝途徑。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 營養(yǎng)物進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式；幾種能量代謝過程。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下

8、自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 微生物的酶一、酶的組成二、酶蛋白的結(jié)構(gòu)三、酶的活性中心四、酶的分類與命名五、酶的催化特性六、影響酶促反應(yīng)速率（或酶活力）的因素第二節(jié) 微生物的營養(yǎng)一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成二、微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型三、碳氮磷比四、微生物的培養(yǎng)基五、營養(yǎng)物進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式第三節(jié) 微生物的能量代謝一、微生物的生物氧化和產(chǎn)能二、生物氧化類型與產(chǎn)能代謝三、三種生物氧化類型比較（以葡萄糖為例）四、其他代謝途徑五、 微生物發(fā)光機(jī)制與其應(yīng)用第四節(jié) 微生物的合成代謝一、產(chǎn)甲烷菌的合成代謝二、化能自養(yǎng)型微生物的合成代謝三、光合作用四、異養(yǎng)微生物的合成代謝第五章 微生物的生

9、長繁殖與生存因子 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握細(xì)菌的生長曲線和生存因子的影響；了解研究微生物生長的方法；掌握不利生存因子對(duì)微生物的影響；了解微生物之間的六種關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 細(xì)菌的生長曲線；各種不利生存因子對(duì)微生物的影響。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 微生物的生長繁殖一、微生物的生長繁殖的概念二、研究微生物生長的方法三、細(xì)菌生長曲線在污（廢）水生物處理中的應(yīng)用四、微生物生長量的測定方法第二節(jié) 微生物的生存因子一、溫度二、pH三、氧化還原電位四、溶解氧五、太陽輻射六、活度與滲透壓七、表面張力第三節(jié) 其他不利環(huán)境因子對(duì)微生物的影響一

10、、紫外輻射和電離輻射對(duì)微生物的影響二、超聲波對(duì)微生物的影響三、重金屬對(duì)微生物的毒害四、極端溫度對(duì)微生物的影響五、極端pH對(duì)微生物的影響六、干燥對(duì)微生物的影響七、一些有機(jī)物對(duì)微生物的影響八、抗生素對(duì)微生物的影響第四節(jié) 微生物與微生物之間的關(guān)系一、競爭關(guān)系二、原始合作關(guān)系三、共生關(guān)系四、偏害關(guān)系五、捕食關(guān)系六、寄生關(guān)系第五節(jié) 菌種的退化、復(fù)壯與保藏一、菌種的退化和復(fù)壯二、 菌種的保藏第六章 微生物的遺傳和變異 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制；DNA的變性與復(fù)性；了解微生物的遺傳密碼；掌握基因重組的三種方法；了解分子遺傳學(xué)新技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) DNA的結(jié)構(gòu)與

11、復(fù)制以及DNA的變性與復(fù)性；PCR技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 微生物遺傳一、遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)DNA二、DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制三、DNA的變性和復(fù)性四、RNA五、遺傳密碼六、微生物生長與蛋白質(zhì)合成、七、微生物的細(xì)胞分裂第二節(jié) 微生物的變異一、變異的實(shí)質(zhì)基因突變二、 突變的類型第三節(jié) 基因重組一、雜交二、轉(zhuǎn)化三、轉(zhuǎn)導(dǎo)第四節(jié) 突變體的檢測與篩選一、突變體的檢測二、突變體的篩選第五節(jié) 分子遺傳學(xué)新技術(shù)在環(huán)境工程與環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用一、遺傳工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用二、基因工程技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用三、PCR技術(shù)在環(huán)

12、境工程中的應(yīng)用四、分子遺傳學(xué)的綜合技術(shù)用于環(huán)境微生物鑒定和種群動(dòng)態(tài)分析第七章 微生物的生態(tài) 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握生態(tài)系統(tǒng)的定義；熟悉土壤、空氣、水體微生物生態(tài)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 土壤、空氣、水體微生物生態(tài)。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)一、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈二、生態(tài)平衡三、 生態(tài)系統(tǒng)的分類第二節(jié) 土壤微生物生態(tài)一、土壤的生態(tài)條件二、微生物在土壤中的種類、數(shù)量與分布三、土壤自凈和污染土壤的微生物生態(tài)四、土壤污染與土壤生物修復(fù)第三節(jié) 空氣微生物生態(tài)一、空氣的生態(tài)條件二、空氣微生物的種類、數(shù)量和分布三、空氣微生物的衛(wèi)

13、生標(biāo)準(zhǔn)及生物潔凈技術(shù)四、空氣微生物檢測五、軍團(tuán)菌病第四節(jié) 水體微生物生態(tài)一、水體中微生物的來源二、水體的微生物群落三、水體自凈和污染水體的微生物生態(tài)四、水體富營養(yǎng)化第八章 微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握氧循環(huán)、碳循環(huán)、氮循環(huán)；了解硫循環(huán)、磷循環(huán)、鐵循環(huán)、錳循環(huán)等。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 硝化作用、反硝化作用、固氮作用等。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 氧循環(huán)第二節(jié) 碳循環(huán)一、纖維素的轉(zhuǎn)化二、半纖維素的轉(zhuǎn)化三、果膠質(zhì)的轉(zhuǎn)化四、淀粉的轉(zhuǎn)化五、脂肪的轉(zhuǎn)化六、木質(zhì)素的轉(zhuǎn)化七、烴類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化第三節(jié) 氮循環(huán)一、蛋白質(zhì)水解與氨基酸轉(zhuǎn)化二、

14、尿素的氨化三、硝化作用四、反硝化作用五、固氮作用六、其他含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化第四節(jié) 硫循環(huán)一、含硫有機(jī)物的轉(zhuǎn)化二、無機(jī)硫的轉(zhuǎn)化第五節(jié) 磷循環(huán)一、含磷化合物的轉(zhuǎn)化二、 無機(jī)磷化合物的轉(zhuǎn)化第六節(jié) 鐵循環(huán)第七節(jié) 錳循環(huán)第八節(jié) 汞循環(huán)第九章 水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握好氧活性污泥法、好氧生物膜法；了解活性污泥絲狀膨脹的成因。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 好氧活性污泥法；控制活性污泥絲狀膨脹的對(duì)策。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 污水生物處理中的生態(tài)系統(tǒng)一、好氧活性污泥法二、 好氧生物膜法第二節(jié)

15、活性污泥絲狀膨脹的成因及控制對(duì)策一、活性污泥絲狀膨脹的成因二、 控制活性污泥絲狀膨脹的對(duì)策第三節(jié) 厭氧環(huán)境中活性污泥和生物膜的微生物群落一、厭氧消化甲烷發(fā)酵二、光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水三、 含硫酸鹽廢水的厭氧微生物處理第十章 污（廢）水深度處理和微污染水預(yù)處理中的微生物學(xué)原理 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握脫氮、除磷的原理及工藝；掌握水的消毒方法；了解人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的基本特征。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 脫氮、除磷的原理及工藝。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 污水深度處理脫氮、除磷與微生物學(xué)原理一、污（廢）水脫氮、除磷的目的

16、和意義二、天然水體中氮、磷的來源三、微生物脫氮原理、脫氮微生物及脫氮工藝四、微生物除磷原理、除磷微生物及其工藝第二節(jié) 微污染水源水預(yù)處理中的微生物學(xué)原理一、微污染水源水預(yù)處理的目的和意義二、水源水污染源和污染物三、微污染水源水微生物預(yù)處理及微生物群落第三節(jié) 人工濕地中微生物與水生植物凈化污（廢）水的作用一、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)二、人工濕地凈化污（廢）水的基本原理三、人工濕地各組成的功能四、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)處理污（廢）水的效果第四節(jié) 飲用水的消毒與其微生物學(xué)效應(yīng)一、水消毒的重要性二、 水的消毒方法第十一章 有機(jī)固體廢物與廢氣的微生物處理及其微生物群落 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求 掌握堆肥法

17、；了解固廢處理系統(tǒng)微生物的基本特征。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 堆肥法的類型和原理。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 有機(jī)固體廢物與廢氣的微生物處理及其微生物群落一、堆肥法二、 垃圾和脫水污泥衛(wèi)生填埋及其滲濾液處置第二節(jié) 廢氣的生物處理一、廢氣的處理方法二、 幾種典型廢氣的微生物處理方法第十二章 微生物學(xué)新技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求 掌握酶的提取、酶的純化步驟、固定化酶和固定化微生物的固定化方法、微生物自身絮凝和沉淀作用；了解固定化酶和固定化微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用及前景、微生物能源等。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 固定化酶和固定化細(xì)胞等固定化方法授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 固定化酶和固定化細(xì)胞在環(huán)境工程中的應(yīng)用一、酶制劑劑型二