《环境微生物学》课程教学大纲

1 《环境微生物学》课程教学大纲

课程名称：环境微生物学

课程类型: 专业基础课

总 学 时：54 讲课学时： 54 实验学时：36

学 分：3

适用对象: 环境科学

先修课程：生物化学

一、课程性质、目的和任务

《环境微生物学》是环境科学专业的专业基础课程，需要生物化学的知识为基础，可以作为污水处理、大气处理及固体废弃物处理等专业课程的基础。

本课程主要介绍病毒、原核微生物、真核微生物等的形态、结构和功能、微生物的营养和培养基、微生物的新陈代谢、微生物的生长及其控制、微生物的遗传变异、微生物的生态、水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理、污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理、有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落。注重微生物学的基础知识，特别是微生物的构造特点，与环境治理相结合，引导学生解决实际问题；同时结合科技的发展，着重介绍微生物的遗传变异，将微生物学诱变与工程菌筛选、优化相衔接。为将来从事环境科学以及环境工程方面的工作打下一定的专业基础。

二、教学基本要求

环境微生物学是微生物学的一个重要分支，是环境科学专业的一个重要的专业基础必修课。通过本课程的学习，本专业学生必须掌握环境微生物学基础知识，了解环境中微生物的主要类群及其生理、生态特性，并在此基础上进一步学习微生物与环境的相互作用关系以及污染物的微生物降解与转化规律，深刻理解传统及新兴的污染控制与治理技术中所涉及的微生物学原理，逐步掌握环境微生物学研究的基本方法，了解有害微生物的控制技术，了解微生物在环境工程中的应用及相关的实验技术，为从事相关领域的科研和实践打下必要的基础。

三、教学内容及要求

【教学内容】

绪 论

1 环境与环境工程面临的问题、可持续发展与微生物

2 环境工程微生物学的研究对象和任务 3 微生物的概述

第一章 非细胞结构的超微生物——病毒

第一节 病毒的一般特征及其分类

第二节 病毒的形态和结构

1病毒的形态和大小 2病毒的化学组成和结构

第三节 病毒的繁殖

1 病毒的繁殖过程 2 病毒的溶原性

第四节 病毒对物理、化学因素的抵抗力及在污水处理过程中的去除效果

1 病毒对物理因素的抵抗力 2 病毒对化学因素的抵抗力 2 3 病毒对的抗菌物质的抵抗力

4 病毒在环境中的存活和在污水处理过程中的去除效果

第二章 原核微生物

第一节 细菌

1 细菌的个体形态和大小 2 细菌的细胞结构

3 细菌的培养特征 4 细菌的物理化学性质

第二节 古菌

第三节 放线菌

1放线菌形态和大小和结构 2 放线菌的菌落形态

3 放线菌的繁殖

第四节 蓝细菌

1 什么是蓝细菌 2 蓝细菌的形态和大小

3 蓝细菌的细胞结构及其功能 4 蓝细菌的繁殖

5 蓝细菌的代谢 6 蓝细菌的分类

7 蓝细菌与人类及环境的关系

第五节 立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体的特点

第三章 真核微生物

第一节 真菌

1 酵母菌 2 霉菌

第二节 藻类

1 藻类的一般特征 2 藻类的分类及各门特征简介

第三节原生动物

1 原生动物的一般特征 2 原生动物的分类及各纲简介

3 原生动物的胞囊

第四节微型后生动物

1 轮虫 2 线虫

3 寡毛类动物 4 浮游甲壳动物

第四章 微生物的生理

第一节 微生物的酶

第二节 微生物的营养

1 微生物的化学组成 2 微生物的营养物及营养类型

3 微生物的培养基 4 营养物质进入微生物细胞的方式

第三节 微生物的产能代谢

1 产能代谢与呼吸作用的关系 2 产能代谢与呼吸类型

第四节 微生物的合成代谢

1 产甲烷菌的合成代谢 2 化能自养微生物的合成代谢 3 3 光合作用 4 异养微生物的合成代谢

第五章 微生物的生长繁殖与生长因子

第一节 微生物的生长繁殖

1研究微生物生长的方法 2 细菌生长曲线在污水微生物处理的应用

第二节 微生物的生长因子

1 温度 2 pH

3 氧化还原电位 4 溶解氧

5 水的活度及渗透压 6 表面张力

第三节 其他不利环境因子对微生物的影响

1 紫外辐射和电离辐射对微生物的影响

2 超声波对微生物的影响 3 重金属对微生物的影响

4 极端温度对微生物的影响 5 极端pH对微生物的影响

6 若干有机物对微生物的影响 7 抗生素对微生物的影响

第四节 微生物与微生物之间的关系

1竞争关系 2 原始合作关系

3 共生关系 4 偏害关系

5 捕食关系 6 寄生关系

第五节 菌种的退化、复壮及保藏

第六章 微生物的遗传和变异

第一节 遗传和变异的物质基础—DNA

第二节 微生物的变异

1 变异的实质—基因突变 2 突变的类型：自发突变；诱变（点突变，畸变）

3 基因突变的机制 4 突变与育种（定向培育，诱变育种）

第三节 基因重组

1 杂交 2 转化

3 转导

第四节 遗传工程技术在环境保护中的应用

1遗传工程技术在环境保护中的应用 2 基因工程技术在环境保护中的应用

3 PCR技术在环境保护中的应用

第七章 微生物生态

第一节 生态系统

1生态系统和生物圈 2 生态系统的分类

第二节 土壤微生物生态

1 土壤的生态条件 2 微生物在土壤中的种类、数量和分布

3 土壤自净和污染土壤微生物生态 4 土壤污染和土壤生物修复

第三节 空气微生物生态

1 空气的生态条件 2 空气微生物的种类、数量和分布 4 3 空气微生物的卫生标准及生物洁净技术

4 空气微生物检测

第四节 水体微生物生态

1 水体中的微生物群落 2 水体自净和污染水体的微生物生态

3 水体营养化

第八章 微生物在环境物质循环中的作用

第一节 氧循环

第二节 碳循环

1 纤维素的转化 2半纤维素的转化

3 果胶质的转化 4 淀粉的转化

5 脂肪的转化 6 烃类物质的转化

第三节 氮循环

1 蛋白质水解和氨基酸转化 2 尿素的氨化

3 硝化作用 4 反硝化作用

5 固氮作用 6 其他含氮物质的转化

第四节 硫循环

1 含硫有机物的转化 2 无机硫的转化

第五节 磷循环

1含磷有机物的转化 2 无机磷化合物的转化

第九章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理

第一节 污、废水生物处理中的生态系统

1 好氧活性污泥法 2 好氧生物膜法

第二节 活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策

1 活性污泥丝状膨胀的成因 2 控制活性污泥丝状膨胀的对策

第三节 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落

1 厌氧消化—甲烷发酵 2 光和细菌处理高浓度有机废水

3 含硫酸盐废水的厌氧微生物处理

第十章 污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理

第一节 污、废水深度处理—脱氮、除磷与微生物学原理

1 污、废水脱氮、除磷的目的和意义 2 天然水体中氮、磷的来源

3 微生物脱氮工艺、原理及其微生物 4 微生物除磷工艺、原理及其微生物

第二节 微污染水源水预处理中的微生物学问题

1 微污染水源水预处理的目的和意义 2 水源水污染源和污染物

3 微污染水源水微生物预处理及微生物群落

第三节 饮用水的消毒及其微生物学效应

1 水消毒的重要性 2 水的消毒方法 5 3 大肠菌群和生活饮用水的细菌标准

4 水的卫生学细菌检验：细菌菌落总数的测定，大肠菌群数的测定

第十一章 有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落

第一节 有机固体废弃物的微生物处理及其微生物群落

1 堆肥法 2 卫生填埋法及渗透液

第二节 废气的生物处理

1 废气的处理方法 2 含硫恶臭污染物及氨气、二氧化碳的微生物处理

第十二章 微生物学新技术在环境工程中的应用

第一节 固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用

1 酶制剂剂型 2 酶的提取

3 酶的纯化 4固定化酶和固定化微生物的固定

5固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用及前景

第二节 微生物细胞外多聚物的开发与应用

1 生物表面活性剂和生物乳化剂的开发和应用

2 微生物自身絮凝和沉淀作用 3 微生物絮凝剂和沉淀剂的开发和应用

第三节 优势菌种与生物制剂的开发和应用

1 菌种筛选与菌剂制备 2 微生物制剂的用途

【教学要求】

绪 论：了解微生物在环境保护和环境治理中的作用，理解环境工程微生物学的研究对象和任务，掌握微生物的特点及分类

第一章：了解病毒的特征、病毒的形态、病毒在环境中的存活条件，理解物理化学因素对病毒的影响；理解病毒的分类、病毒的溶源性；掌握病毒的结构组成、噬菌体的繁殖过程。

第二章：了解细菌的个体形态、放线菌的繁殖方式、蓝细菌的形态、立克次氏体、支原体及衣原体的细胞结构特点，理解细菌的物理化学性质、放线菌的菌落特征，掌握细菌的细胞结构和培养特征、放线菌的形态和细胞构造。

第三章：了解原生动物的分类、后生动物的形态特征、藻类的分类、真菌的形态，理解原生动物的一般特征、藻类的一般特征、真菌的繁殖方式，掌握原生动物的营养类型和包囊功能、微型后生动物在环境指示中的应用、真菌的结构和培养特征。

第四章：了解酶的分类、微生物的化学组成、微生物的能量类型、产甲烷菌的合成代谢，理解酶的物质基础与结构特点、营养物质进入细胞的方式、微生物的产能形式化能自养微生物的合成代谢，掌握微生物的营养类型和培养基、产能代谢与呼吸类型。