《環(huán)境微生物學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、環(huán)境微生物學(xué)Environmental Microbiology一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課課程學(xué)分： 2 學(xué)分課程總學(xué)時(shí)： 32 學(xué)時(shí)，其中講課：32 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)（含上機(jī)）：0 學(xué)時(shí)，課外 0 學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：選修開課學(xué)期：第6學(xué)期先修課程： 環(huán)境生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)適用專業(yè)： 環(huán)境科學(xué)教 材：王家玲主編，李順鵬、黃正副主編，環(huán)境微生物學(xué)（第二版），高等教育出版社，2004。開課單位：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)環(huán)境微生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)一門重要的專業(yè)選修課程，它是環(huán)境污染治理與微生物學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生發(fā)展起來的一門邊緣性學(xué)科，其重點(diǎn)是研究污染控制技術(shù)中涉及到的微生物學(xué)

2、問題，是在普通微生物學(xué)的基礎(chǔ)上，著重研究生長在自然環(huán)境、受污染環(huán)境和人工處理系統(tǒng)中的微生物生態(tài)、環(huán)境的自凈作用、環(huán)境污染及其生物處理技術(shù)中的微生物學(xué)原理。本課程的主要研究對象是微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、分類鑒定、生理生化、生長繁殖、遺傳變異、生態(tài)分布、微生物各類群之間、微生物與其它生物之間及微生物與環(huán)境之間的相互作用、相互影響的復(fù)雜關(guān)系等。其作用和目的是為了更好地認(rèn)識、利用、控制和改造微生物，造福于人類。由于參與環(huán)境污染凈化的微生物種類繁多，而微生物本身又在污染的環(huán)境中生長繁殖，不斷演變，所以闡明微生物自身的生長變化規(guī)律以及與環(huán)境的復(fù)雜關(guān)系是本課程的主要任務(wù)，主要內(nèi)容包括微生物的類群，微生物的生長和代

3、謝，微生物的遺傳和變異，微生物在環(huán)境中的分布及其相互關(guān)系，微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用，微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化，污水、廢渣與廢氣的微生物處理，污染環(huán)境的生物修復(fù)等。本課程著重討論與環(huán)境污染控制相關(guān)的微生物學(xué)問題。三、教學(xué)內(nèi)容和要求第1章 緒論 （1學(xué)時(shí)）1.1微生物與環(huán)境（0.5學(xué)時(shí)）（1）理解微生物對人類生存環(huán)境的影響；（2）掌握微生物的特點(diǎn)。重點(diǎn)：微生物的特點(diǎn)難點(diǎn)：無1.2環(huán)境微生物學(xué)的定義與研究任務(wù)（0.5學(xué)時(shí)）（1）了解環(huán)境微生物學(xué)的定義；（2）了解我國環(huán)境微生物學(xué)的興起與發(fā)展；（3）理解環(huán)境微生物學(xué)當(dāng)前主要研究任務(wù)。重點(diǎn)：環(huán)境微生物學(xué)的主要研究任務(wù)難點(diǎn)：環(huán)境微生物學(xué)的主要研究任務(wù)第2

4、章 環(huán)境中的微生物 (2學(xué)時(shí))2.1 真細(xì)菌、古細(xì)菌和真菌（1學(xué)時(shí)）(1)了解古細(xì)菌及其特點(diǎn)；(2)掌握真細(xì)菌和真菌的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及主要分類。重點(diǎn)：真細(xì)菌和真菌的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及分類難點(diǎn)：真細(xì)菌和真菌的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及分類2.2 藻類、原生動物及非細(xì)胞型微生物（1學(xué)時(shí)）(1)了解藻類的形態(tài)構(gòu)造、分類及生理特征；(2)理解原生動物的營養(yǎng)與繁殖，常見原生動物代表；(3)理解微生物的分類、鑒定和保藏；(4)掌握病毒和噬菌體的形態(tài)特點(diǎn)及增殖方式。重點(diǎn)：病毒和噬菌體難點(diǎn)：病毒和噬菌體第3章 微生物的生長與代謝 (2學(xué)時(shí))3.1 微生物的營養(yǎng)、代謝與生長繁殖（1.5學(xué)時(shí)）(1)了解微生物的營養(yǎng)類型和攝??；(2)了解

5、微生物的生長與繁殖的概念；(3)理解微生物的呼吸類型及同化作用；(4)理解分批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)；(5)掌握酶的概念及微生物的能量生成與轉(zhuǎn)換；(6)掌握微生物生長量的測定方法。重點(diǎn)：微生物的呼吸類型及同化作用，酶的概念，微生物的能量生成與轉(zhuǎn)換難點(diǎn)：分批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)，微生物生長量的測定方法3.2 環(huán)境因素對微生物生長的影響（0.5學(xué)時(shí)）(1)理解氧氣和氧化還原電位、溫度、輻射等環(huán)境因素對微生物生長的影響。重點(diǎn)：氧氣和氧化還原電位，溫度的影響難點(diǎn)：氫離子濃度，超聲波，輻射的影響第4章 微生物的遺傳與變異 (2學(xué)時(shí))4.1 微生物的遺傳和變異（1.5學(xué)時(shí)）(1)了解RNA與遺傳表達(dá)，微生物基因表達(dá)的調(diào)

6、控；(2)理解細(xì)胞中DNA的復(fù)制，DNA損傷的修復(fù)；(3)掌握微生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，微生物的變異與基因突變機(jī)理、類型。重點(diǎn)：微生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，基因突變難點(diǎn)：微生物基因表達(dá)的調(diào)控4.2 微生物基因重組和人工構(gòu)建新菌株（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解原生質(zhì)體融合和基因工程；(2)理解原核和真核微生物的基因重組，誘變育種。重點(diǎn)：原生質(zhì)體融合，基因重組難點(diǎn)：原生質(zhì)體融合，基因重組第5章 微生物在環(huán)境中的分布及其相互關(guān)系（2學(xué)時(shí)）5.1 微生物在環(huán)境中的分布（1學(xué)時(shí)）(1)了解極端環(huán)境中的微生物；(2)理解微生物在食品上的分布；(3)掌握微生物在土壤、水體和空氣中的分布。重點(diǎn)：微生物在土壤、水體和空氣中的分

7、布難點(diǎn)：微生物在土壤、水體和空氣中的分布5.2 微生物間的相互關(guān)系（1學(xué)時(shí)）(1)理解寄生和拮抗關(guān)系；(2)掌握互生和共生關(guān)系。重點(diǎn)：互生和共生關(guān)系難點(diǎn)：寄生和拮抗關(guān)系第6章 微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用 （2學(xué)時(shí)）6.1 碳素生物循環(huán)（1學(xué)時(shí)）(1)了解微生物分解木素及芳香族物質(zhì)；(2)理解微生物分解果膠類物質(zhì)、烴類、脂質(zhì)和淀粉；(3)掌握微生物分解有機(jī)物的一般途徑；(4)掌握微生物分解纖維素和半纖維素。重點(diǎn)：微生物分解有機(jī)物的一般途徑，微生物分解纖維素和半纖維素難點(diǎn)：微生物分解果膠類物質(zhì)、烴類、脂質(zhì)和淀粉6.2 氮素生物循環(huán)和其他無機(jī)元素的生物循環(huán)與轉(zhuǎn)化（1學(xué)時(shí)）(1)了解無機(jī)元素如硫、磷、鐵

8、的循環(huán)與轉(zhuǎn)化；(2)理解微生物轉(zhuǎn)化氮素的一般途徑，氨化作用；(3)掌握硝化與反硝化作用，生物固氮作用。重點(diǎn)：氨化作用，硝化與反硝化作用難點(diǎn)：硝化與反硝化作用第7章 微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化 (2學(xué)時(shí))7.1 微生物對有機(jī)污染物的降解（1.5學(xué)時(shí)）(1)了解生物降解與生物轉(zhuǎn)化的概念；(2)了解微生物降解污染物的一般途徑；(3)理解微生物對石油、芳香族、鹵代烴等有機(jī)污染物的降解。重點(diǎn)：微生物降解污染物的一般途徑難點(diǎn)：微生物對石油、芳香族、鹵代烴等有機(jī)污染物的降解7.2 微生物對重金屬及類金屬的轉(zhuǎn)化（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解微生物對汞和砷的轉(zhuǎn)化；(2)理解微生物對硒、鉛等的轉(zhuǎn)化。重點(diǎn)：微生物對汞和砷

9、的轉(zhuǎn)化難點(diǎn)：微生物對硒、鉛、錫的轉(zhuǎn)化第8章 污水的生物處理 (2學(xué)時(shí))8.1 污水生物處理概述及有機(jī)污水的生物處理（1學(xué)時(shí)）(1)了解水體污染及其危害，污水處理的一般技術(shù)途徑；(2)理解污染物濃度指標(biāo)及其意義，污水排放標(biāo)準(zhǔn)及處理要求；(3)掌握有機(jī)污水處理的基本原理，好氧和厭氧生物處理。重點(diǎn)：有機(jī)污水處理的基本原理，好氧和厭氧生物處理難點(diǎn)：好氧和厭氧生物處理8.2 氮磷污水和其他無機(jī)污染物廢水的生物處理（1學(xué)時(shí)）(1)了解含硫廢水和金屬廢水的生物處理；(2)掌握生物脫氮除磷技術(shù)。重點(diǎn)：生物脫氮除磷技術(shù)難點(diǎn)：生物脫氮除磷技術(shù)第9章 廢渣與廢氣的生物處理 (1學(xué)時(shí))9.1 廢渣的生物處理（0.5學(xué)

10、時(shí)）(1)了解衛(wèi)生填埋法；(2)理解高溫堆肥法。重點(diǎn)：高溫堆肥法難點(diǎn)：高溫堆肥法9.2 廢氣的生物處理（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解廢氣的生物處理原理與微生物相；(2)理解廢氣生物處理的主要影響因素和工藝類型。重點(diǎn)：廢氣生物處理的主要影響因素難點(diǎn)：廢氣生物處理的工藝類型第10章 污染環(huán)境的生物修復(fù) (2學(xué)時(shí))10.1 生物修復(fù)的原理與修復(fù)類型（1學(xué)時(shí)）(1)了解生物修復(fù)的概念和發(fā)展過程；(2)理解生物修復(fù)的原理與影響因素；(3)掌握原位和易位生物修復(fù)。重點(diǎn)：生物修復(fù)的原理與影響因素難點(diǎn)：原位和易位生物修復(fù)10.2 生物修復(fù)的應(yīng)用（1學(xué)時(shí)）(1)理解農(nóng)藥和石油污染的生物修復(fù)；(2)掌握污染水體的生物修

11、復(fù)。重點(diǎn)：污染水體的生物修復(fù)難點(diǎn)：石油污染的生物修復(fù)第11章 環(huán)保型微生物制劑的開發(fā)應(yīng)用 (2學(xué)時(shí))11.1 環(huán)保型微生物制劑及其品種（1學(xué)時(shí)）(1)了解生物塑料；(2)理解微生物降解劑和生物表面活性劑；(3)理解微生物農(nóng)藥和微生物肥料。重點(diǎn)：微生物降解劑難點(diǎn)：微生物農(nóng)藥和肥料11.2 環(huán)保型微生物制劑的生產(chǎn)使用與展望（1學(xué)時(shí)）(1)了解環(huán)保型微生物制劑的遲效和失效問題；(2)理解微生物制劑及其保存和使用；(3)掌握菌種選育和菌數(shù)擴(kuò)增與生產(chǎn)。重點(diǎn)：菌種選育和菌數(shù)擴(kuò)增與生產(chǎn)難點(diǎn)：微生物制劑及其保存和使用第12章 微生物與廢物資源化 (2學(xué)時(shí))12.1 單細(xì)胞蛋白（1學(xué)時(shí)）(1)了解單細(xì)胞蛋白的經(jīng)

12、濟(jì)生物學(xué)特性；(2)理解單細(xì)胞蛋白的可接受性與安全性；(3)掌握生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物及單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的一般工藝流程。重點(diǎn)：生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物難點(diǎn)：單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的一般工藝流程12.2 細(xì)菌冶金（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解細(xì)菌冶金的原理和方法；(2)理解細(xì)菌冶金的微生物及主要影響因素。重點(diǎn)：細(xì)菌冶金的原理和方法難點(diǎn)：細(xì)菌冶金的主要影響因素12.3 微生物與能源（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解微生物產(chǎn)生醇類與氫氣；(2)掌握微生物產(chǎn)甲烷。重點(diǎn)：微生物產(chǎn)甲烷難點(diǎn)：微生物產(chǎn)生醇類與氫氣第13章 環(huán)境中的致病微生物 (2學(xué)時(shí))13.1 空氣、水體和土壤的微生物污染（1.5學(xué)時(shí)）(1)了解空氣中的病原微生物及其

13、傳播和防治措施；(2)理解土壤中的病原微生物及其傳播和預(yù)防；(3)掌握水中的病原微生物及污染防治。重點(diǎn)：水中的病原微生物及污染防治難點(diǎn)：土壤中的病原微生物及其傳播13.2 食品的微生物污染及醫(yī)院內(nèi)感染（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解幾種典型的食品微生物污染；(2)了解葡萄球菌、鏈球菌等醫(yī)院內(nèi)感染微生物；(3)了解幾種血源性感染病毒；(4)理解食品微生物污染的防治。重點(diǎn)：食品微生物污染的防治難點(diǎn)：食品微生物污染的防治第14章 微生物的代謝產(chǎn)物與環(huán)境污染 (2學(xué)時(shí))14.1 微生物毒素的污染與危害（1學(xué)時(shí)）(1)了解藻類毒素；(2)理解放線菌和真菌毒素；(3)掌握細(xì)菌毒素。重點(diǎn)：細(xì)菌毒素難點(diǎn)：放線菌和真菌

14、毒素14.2 微生物一般代謝產(chǎn)物的污染與危害（1學(xué)時(shí)）(1)了解農(nóng)藥代謝的毒性產(chǎn)物和氣味代謝物；(2)理解微生物的代謝產(chǎn)物硫化氫、酸性礦水、甲基汞等；(3)掌握微生物的一般代謝產(chǎn)物氨、硝酸與亞硝酸、氮氧化物。重點(diǎn)：微生物的一般代謝產(chǎn)物氨、硝酸與亞硝酸、氮氧化物難點(diǎn)：微生物的代謝產(chǎn)物硫化氫、酸性礦水、甲基汞第15章 微生物與水體富營養(yǎng)化 (2學(xué)時(shí))15.1 水體富營養(yǎng)化的影響及危害(1學(xué)時(shí))(1)了解自然景觀的危害及水體生態(tài)和生物的影響；(2)掌握富營養(yǎng)化水體微生物的動態(tài)變化。重點(diǎn)：富營養(yǎng)化水體微生物的動態(tài)變化難點(diǎn)：富營養(yǎng)化水體微生物的動態(tài)變化15.2 富營養(yǎng)化成因、影響因素及監(jiān)測指標(biāo)與評價(jià)（1

15、學(xué)時(shí)）(1)理解富營養(yǎng)化的指標(biāo)與評價(jià)；(2)掌握水體富營養(yǎng)化的成因及影響因素。重點(diǎn)：水體富營養(yǎng)化的成因及影響因素難點(diǎn)：富營養(yǎng)化的指標(biāo)與評價(jià)第16章 環(huán)境污染的指示微生物 (1學(xué)時(shí))16.1 一般污染指示微生物（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解致病菌的指示菌和腸道病毒的指示微生物；(2)理解細(xì)菌總數(shù)、霉菌和酵母菌總數(shù)的概念；重點(diǎn)：細(xì)菌總數(shù)難點(diǎn)：霉菌和酵母菌總數(shù)16.2 糞便污染指示菌（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解糞鏈球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌和蛭弧菌；(2)掌握總大腸菌群和糞大腸菌群。重點(diǎn)：總大腸菌群和糞大腸菌群難點(diǎn)：總大腸菌群和糞大腸菌群第17章 污染物生物毒性的微生物學(xué)檢測方法 （1學(xué)時(shí)）17.1 原核微生物和真核

16、微生物檢測法（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解發(fā)光細(xì)菌和硝化細(xì)菌檢測方法；(2)了解藻類和原生動物檢測方法。重點(diǎn)：細(xì)菌生物發(fā)光抑制試驗(yàn)難點(diǎn)：硝化作用抑制試驗(yàn)17.2 活性污泥毒性檢測法及微生物學(xué)檢測法評價(jià)（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解脫氫酶活性試驗(yàn)和呼吸抑制試驗(yàn)；(2)理解污染物毒性的微生物學(xué)檢測法的特點(diǎn)。重點(diǎn)：污染物毒性的微生物學(xué)檢測法的特點(diǎn)難點(diǎn)：脫氫酶活性試驗(yàn)和呼吸抑制試驗(yàn)第18章 污染物致突變性的微生物檢測方法 (1學(xué)時(shí))18.1 基因突變試驗(yàn)（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)；(2)理解鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗(yàn)。重點(diǎn)：鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗(yàn)難點(diǎn)：鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗(yàn)18.2 DNA損傷修復(fù)試驗(yàn)和DNA重組試驗(yàn)（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解SOS顯色試驗(yàn)和溶原性細(xì)菌試驗(yàn)；(2)了解聚合酶缺陷型菌株試驗(yàn)和重組缺陷型菌株試驗(yàn)；(3)了解微生物致突變試驗(yàn)與致癌物的確定。重點(diǎn)：微生物致突變試驗(yàn)與致癌物的確定難點(diǎn)：DNA重組試驗(yàn)第19章 微生物監(jiān)測技術(shù)的新發(fā)展 (1學(xué)時(shí))19.1 分子生物學(xué)技術(shù)在環(huán)境微生物監(jiān)測中的應(yīng)用（0.5學(xué)時(shí)）(1)了解分子生物學(xué)技術(shù)與環(huán)境微生物的分類、鑒定、監(jiān)測；(2)了解報(bào)告基因與環(huán)境微生物監(jiān)測。重點(diǎn)：分子生物學(xué)技術(shù)與環(huán)境微生物的分類、鑒定、監(jiān)測難點(diǎn)：報(bào)告基因與環(huán)境微生物監(jiān)測19.2 微生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用(0.5學(xué)時(shí))