《环境微生物学》讲义大纲
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环境微生物学教学大纲引言
•介绍环境微生物学的定义和研究领域
•引出环境微生物学的重要性和应用价值•概述本课程的目标和结构
第一部分:微生物的分类与鉴定
1.微生物分类的基本原则和方法
2.常见环境微生物的分类及特征
3.微生物鉴定的实验方法和技术
4.实践操作:微生物鉴定实验
第二部分:环境微生物的生物学特性
1.微生物的形态和结构特征
2.微生物的营养需求和生长特性
3.微生物的代谢途径和能量来源
4.实践操作:微生物生长实验
第三部分:环境微生物的生活史和遗传特征
1.微生物的繁殖和生活史
2.微生物的遗传特征和遗传物质
3.环境微生物的遗传多样性和进化
4.实践操作:微生物遗传实验
第四部分:环境微生物的功能和生态学
1.环境微生物的功能和作用机制
2.微生物对环境的影响和调控
3.环境微生物的生态学特征和相互作用
4.实践操作:环境微生物的生态学实验
第五部分:环境微生物学应用与前沿研究
1.环境微生物学在环境保护中的应用
2.环境微生物学在美食生产中的应用
3.环境微生物学与人类健康的关系
4.环境微生物学的前沿研究领域和趋势
结语
•总结本课程的教学内容和重点
•强调环境微生物学的重要性和应用
•鼓励学生进行相关的实践和研究
以上是《环境微生物学教学大纲》的大致内容安排,本课程将通过理论讲授、实践操作和案例分析等多种教学方法,帮助学生全面了解环境微生物学的基本理论和实际应用。
欢迎同学们积极参与讨论和实验,共同探索环境微生物学领域的新知识和新发现。
《环境微生物学》讲义大纲第一章绪论前言1.微生物学的形成和发展●推测时期●观察时期●培养时期巴斯德、科赫等的贡献简介●生理学研究时期2.环境微生物学的形成和发展第一节、微生物的特点一、个体小、种类多、分布广、代谢类型多样二、繁殖快三、代谢强度大:四、数量多五、易变异第二节、环境微生物学的研究内容一、自然环境中的微生物生态学研究二、污染环境中的微生物生态学研究三、废水、废物的生物处理中的微生物学原理和方法研究四、环境监测与评价的微生物方法和原理研究第三节、学习环境微生物的意义21世纪环境微生物学展望重点:微生物、微生物的特点,环境微生物学的主要学习内容和学习方法第二章、环境中微生物的主要类群前言微生物的种类繁多,根据它们的形态、结构以及生理性状等特征,主要归纳如下:原核微生物与真核微生物的主要区别第一节、细菌细菌是一大群单细胞原核微生物,是微生物学的主要研究对象,也是环境微生物学的讨论重点。
一、细菌的形状和大小1、细菌的个体形态(三种主要形态)2、菌落的形态(colony)固体培养基(1)细菌在固体琼脂(1.5~2.0%)平板上的菌落特征(2)在半固体琼脂(0.3~0.5%)试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征(3)在明胶试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征二、细菌细胞的结构细菌细胞结构模式图1、细胞壁(1)功能:(2)结构:(3)细胞壁与革兰氏染色染色的历史发展和染色原理染色方法可分为简单染色法和复染色法之分。
步骤和原理。
革兰氏染色的机理2、细胞膜(1)细胞膜的结构(2)功能:细菌质粒(plasmid),降解质粒。
4、细胞质及其内含物(1)细胞质:(2)细胞质内含物:5、荚膜(1)类型:大荚膜、微荚膜、粘液层、粘接物、菌胶团(2)化学组成(3)功能及意义6、鞭毛:运动器细菌的趋光性、趋化性等7、芽孢:某些细菌在生长的一定阶段,能形成对不良环境条件具有较强抗性的休眠体。
(1)产芽孢的细菌(2)芽孢的形态(3)芽孢的特性,芽孢能耐受不良环境的原因。
《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 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 pH3 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。
环境微生物学Environmental Microbiology一、课程基本情况课程类别:专业任选课课程学分: 2 学分课程总学时:32 学时,其中讲课:32 学时,实验(含上机):0 学时,课外0 学时课程性质:选修开课学期:第6学期先修课程:环境生物学及实验适用专业:环境科学教材:王家玲主编,李顺鹏、黄正副主编,《环境微生物学》(第二版),高等教育出版社,2004。
开课单位:环境科学与工程学院环境科学系二、课程性质、教学目标和任务《环境微生物学》是环境科学专业一门重要的专业选修课程,它是环境污染治理与微生物学相结合而产生发展起来的一门边缘性学科,其重点是研究污染控制技术中涉及到的微生物学问题,是在普通微生物学的基础上,着重研究生长在自然环境、受污染环境和人工处理系统中的微生物生态、环境的自净作用、环境污染及其生物处理技术中的微生物学原理。
本课程的主要研究对象是微生物的形态结构、分类鉴定、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、微生物各类群之间、微生物与其它生物之间及微生物与环境之间的相互作用、相互影响的复杂关系等。
其作用和目的是为了更好地认识、利用、控制和改造微生物,造福于人类。
由于参与环境污染净化的微生物种类繁多,而微生物本身又在污染的环境中生长繁殖,不断演变,所以阐明微生物自身的生长变化规律以及与环境的复杂关系是本课程的主要任务,主要内容包括微生物的类群,微生物的生长和代谢,微生物的遗传和变异,微生物在环境中的分布及其相互关系,微生物在物质循环中的作用,微生物对污染物的降解与转化,污水、废渣与废气的微生物处理,污染环境的生物修复等。
本课程着重讨论与环境污染控制相关的微生物学问题。
三、教学内容和要求第1章绪论(1学时)1.1微生物与环境(0.5学时)(1)理解微生物对人类生存环境的影响;(2)掌握微生物的特点。
重点:微生物的特点难点:无1.2环境微生物学的定义与研究任务(0.5学时)(1)了解环境微生物学的定义;(2)了解我国环境微生物学的兴起与发展;(3)理解环境微生物学当前主要研究任务。
环境微生物学教学大纲一、教学目标环境微生物学是生物学领域中的一个重要分支,该课程的教学目标是使学生系统地了解微生物在环境中的分布、功能和相互作用,以及微生物对环境的影响。
通过本课程的学习,学生将具备以下能力:1. 理解环境微生物学的基本概念和原理;2. 了解不同环境中微生物的分布和多样性;3. 掌握微生物在环境中的功能和相互作用;4. 理解微生物对环境的影响,并能够进行相关的环境监测和评估。
二、课程内容1. 环境微生物学的基本概念和原理a. 微生物的定义、分类和特征b. 微生物的生长和代谢c. 环境微生物学的研究方法和技术2. 环境微生物的分布和多样性a. 土壤微生物群落的研究与分析b. 水体中的微生物群落及其生态功能c. 空气中的微生物及其传播途径3. 环境微生物的功能和相互作用a. 微生物与环境中的有机物分解和循环b. 微生物与环境中的元素转化和生物地球化学c. 微生物之间及微生物与宿主之间的相互作用4. 微生物对环境的影响a. 微生物污染和环境健康b. 微生物在环境修复中的应用c. 微生物控制和治理环境问题的策略三、教学方法本课程将采用多种教学方法,包括:1. 授课:通过讲授基本概念、原理和研究进展,帮助学生建立起对环境微生物学的整体认识。
2. 讨论:通过课堂讨论和小组讨论,引导学生深入思考和分析微生物在环境中的功能和相互作用。
3. 实验:组织学生进行环境微生物学的实验操作,培养学生的实验技能和科学思维能力。
4. 案例研究:通过分析真实环境问题的案例,培养学生解决环境微生物学问题的能力。
5. 学术报告:要求学生根据自己的选题进行学术报告,提高学生的科研能力和表达能力。
四、教学评价本课程将采用多种评价方法,包括:1. 平时成绩:包括课堂表现、参与讨论、作业完成情况等。
2. 实验报告:对学生实验操作的结果和分析进行评价。
3. 学术报告:对学生学术报告的内容和表达进行评价。
4. 期末考试:测试学生对环境微生物学基本概念和原理的理解和掌握程度。
《环境微生物》教学大纲一、说明(一)教学目的和要求:环境微生物是一门新型交叉学科,其综合性与应用性极强。
本课程的基本要求是要求学生了解和掌握微生物的基本形态、结构、生理特征、生长规律、遗传变异、生态,以及微生物在环境工程领域中的应用。
通过本课程的学习,使学生掌握微生物的基本概念、基本理论和实验技能,了解在环境工程领域内微生物的特点、作用及其应用,为学好本专业提供必要的基础知识和基本技能。
要求学生认真听课、积极思考、独立完成课外练习。
(二)教学重点和难点本课程重点要掌握的是环境微生物学的基本知识与原理、微生物在环境保护中的作用与地位、微生物对人类生存环境所产生的有利作用与有害作用及其实际调控应用等。
难点是微生物的代谢产物与环境污染、污染物生物毒性的微生物学检测方法、污染物致突变性的微生物检测方法等。
(三)教学方法本课程系统理论性强,结合专科生的实际情况和要求,本课程的教学方式是以课堂讲授为主,结合实验教学内容并辅以讨论及专题讲座,以巩固学生所学的知识。
(四)总学时本课程的总学时数为36学时。
(五)学分本课程为2学分。
(六)开课学期本课程的开课在第三学期。
二、大纲内容和学时分配Ⅰ、教学内容第一章绪论(一)教学要求1、了解微生物学研究的对象和任务、微生物的概念及特性、微生物的分类与命名。
2、了解微生物与生物技术的关系及其在现代科学中的意义。
(二)重点与难点本章的难点是微生物的概念及特性、分类与命名。
(三)教学内容1、微生物学研究的对象和任务2、微生物的概念3、微生物的特性4、微生物的分类与命名第二章原核微生物(一)教学要求1、了解细菌的个体形态,细胞的基本结构和细菌的特殊结构。
2、了解细菌的繁殖与菌落特征,细菌在生态环境中的作用。
3、掌握细菌的物理化学性质。
4、了解放线菌、蓝细菌、光合细菌、古菌的个体形态、菌落特征、繁殖方式及其在生态环境中的作用。
(二)重点与难点本章重点与难点是细菌、放线菌及其它菌属的个体形态、菌落特征、细菌的细胞结构及菌功能。
环境微生物学大纲绪论一、教学大纲基本要求掌握微生物的概念、微生物的特点,了解微生物学发展简史,明确环境微生物学的研究对象及其任务,领会环境微生物学的重要性和现实意义。
二、本章知识要点(一)名词解释微生物:肉眼看不见的微小生物环境微生物学:研究人类的生态环境与微生物之间相互关系的科学。
(二)知识要点1、微生物定义微生物(microorganism)指肉眼看不见的、必须借助于显微镜才能看到的微小生物。
微生物通常包括无细胞结构的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)、具原核细胞结构的真细菌、古生菌以及具真核细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、原生动物和单细胞藻类。
2、微生物的特点(1)体积小,比表面积大(2)吸收多,转化快(3)生长旺,繁殖速(4)适应性强,易变异(5)种类多,分布广3、微生物学的发展简史(1)史前时期:17世纪中叶以前,直观应用时期(2)初创时期:始于17世纪下叶,形态学水平,代表人物:列文虎克(3)奠基时期:始于19世纪下叶,生理学水平,代表人物:巴斯德、科赫、贝耶林克、维诺格拉德斯基(4)发展时期:始于20世纪初,生物化学水平,代表人物:E. Euchner(5)成熟时期:始于20世纪50年代,分子生物学水平4、环境微生物学的研究内容(1)自然环境中微生物的多样性(1)自然环境中的微生物生态学(1)污染环境中的微生物生态学(1)废水、废气、固废的生理处理中微生物学原理与方法三、重点、难点(一)重点1.微生物定义2.微生物特点2.环境微生物学研究内容(二)难点1.微生物特点2.微生物与环境的关系第一章非细胞结构微生物一、教学大纲基本要求掌握病毒的形态、大小和基本特征,掌握病毒粒子结构、主要的化学组成及其繁殖方式,掌握噬菌体的形态、类型以及溶源性细菌的特性,了解动物病毒及植物病毒的形态及其基本特性。
二、本章知识要点(一)名词解释1.病毒:超显微的,没有细胞结构的,特定活细胞内寄生的生命体。
《环境微生物》课程教学大纲一、教学内容本节课的教学内容来自《环境微生物》课程的第五章节,主要内容包括:环境微生物的定义、分类及其在环境中的应用。
具体讲解环境微生物的生存环境、生长特性以及其在环境保护、污水处理、土壤改良等方面的应用。
二、教学目标1. 使学生理解环境微生物的基本概念,掌握其主要特点及其在环境中的作用。
2. 培养学生对环境微生物研究的兴趣,提高其环保意识。
3. 训练学生运用环境微生物知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点重点:环境微生物的概念、分类及其在环境中的应用。
难点:环境微生物的生长特性及其在污水处理、土壤改良等方面的作用机制。
四、教具与学具准备教具:PPT、黑板、粉笔。
学具:笔记本、课本、练习题。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示污水处理厂的图片,让学生了解环境微生物在实际应用中的重要性。
2. 知识讲解:详细讲解环境微生物的定义、分类及其在环境中的应用,重点阐述其生长特性以及在污水处理、土壤改良等方面的作用。
3. 例题讲解:分析实际案例,让学生了解环境微生物在解决环保问题中的具体应用。
4. 随堂练习:布置相关练习题,检验学生对环境微生物知识的理解和掌握。
5. 课堂讨论:鼓励学生就环境微生物的的应用展开讨论,培养其运用知识解决问题的能力。
六、板书设计环境微生物1. 定义:……2. 分类:……3. 生长特性:……4. 应用:a. 污水处理b. 土壤改良七、作业设计1. 简述环境微生物的定义及其分类。
2. 解释环境微生物在污水处理和土壤改良中的作用机制。
3. 举例说明环境微生物在实际环保工作中的应用。
答案:1. 环境微生物是指在自然环境中生存、繁殖的微生物,包括细菌、真菌、病毒等。
其分类繁多,可根据其生存环境、生长特性等进行分类。
2. 环境微生物在污水处理中通过分解有机物,降低污水中的污染物浓度;在土壤改良中,能促进土壤中有机质的分解,提高土壤肥力。
3. 例如,在污水处理厂中,利用微生物的分解作用将污水中的有机物转化为无害物质,从而达到净化水质的目的。
环境微生物学教学大纲一、课程概述环境微生物学是研究微生物在环境中的分布、生命周期、代谢和影响的学科。
本课程旨在通过理论讲授和实验操作,使学生了解环境微生物学的基本原理、研究方法和最新进展,培养学生的科学思维和实践能力。
二、教学目标1. 掌握环境微生物学的基本概念和原理,了解微生物在环境中的分布和功能。
2. 了解和掌握环境微生物的分离和鉴定技术,培养学生的实验技能。
3. 了解环境微生物的生态功能,如生物降解、生物修复和生物控制等。
4. 了解环境微生物与人类健康、工业生产和环境保护的关系,培养学生的应用能力。
5. 培养学生的科学思维和创新意识,提高学生的综合素质。
三、教学内容1. 环境微生物学的基本概念和发展历程- 微生物的概念和分类- 环境中的微生物多样性和分布规律- 环境微生物学的发展历程和研究方法2. 环境微生物的组成和功能- 环境中的细菌、真菌、病毒等微生物群落- 微生物的代谢途径和功能特征- 环境微生物的生态功能和环境影响3. 环境微生物的分离和鉴定技术- 分离环境微生物的常用方法- 微生物菌种鉴定的常见技术- 分析环境微生物群落结构的方法4. 环境微生物与环境修复- 微生物的生物降解和污染物去除- 微生物修复技术在环境修复中的应用- 微生物与植物的协同修复技术5. 环境微生物与人类健康和工业生产- 环境微生物与疾病的关系- 微生物在食品工业、医药工业和生物能源生产中的应用- 环境微生物对环境保护的影响四、教学方法1. 理论讲授:以课堂讲授的形式,介绍环境微生物学的基本概念、原理和应用。
2. 实验操作:组织环境微生物学实验,培养学生的实验技能和科学思维。
3. 文献阅读:引导学生阅读相关文献,提升学生的科研能力和信息检索能力。
4. 讨论交流:组织学生小组讨论和报告,培养学生的合作与沟通能力。
5. 实地考察:组织环境微生物学相关的实地考察活动,加深学生对环境微生物的认识。
五、评价方式1. 平时表现(占比30%):包括课堂参与、实验操作和小组讨论等。
《环境微生物学》讲义
第一章绪论
前言
1.微生物学的形成和发展
●推测时期
●观察时期
●培养时期
巴斯德、科赫等的贡献简介
●生理学研究时期
2.环境微生物学的形成和发展
第一节、微生物的特点
一、个体小、种类多、分布广、代谢类型多样
二、繁殖快
三、代谢强度大:
四、数量多
五、易变异
第二节、环境微生物学的研究内容
一、自然环境中的微生物生态学研究
二、污染环境中的微生物生态学研究
三、废水、废物的生物处理中的微生物学原理和方法研究
四、环境监测与评价的微生物方法和原理研究
第三节、学习环境微生物的意义
21世纪环境微生物学展望
重点:微生物、微生物的特点,环境微生物学的主要学习内容和学习方法
第二章、环境中微生物的主要类群
前言
微生物的种类繁多,根据它们的形态、结构以及生理性状等特征,主要归纳如下:
原核微生物与真核微生物的主要区别
第一节、细菌
细菌是一大群单细胞原核微生物,是微生物学的主要研究对象,也是环境微生物学的讨论重点。
一、细菌的形状和大小
1、细菌的个体形态(三种主要形态)
2、菌落的形态(colony)
固体培养基
(1)细菌在固体琼脂(1.5~2.0%)平板上的菌落特征
(2)在半固体琼脂(0.3~0.5%)试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征(3)在明胶试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征
二、细菌细胞的结构
细菌细胞结构模式图
1、细胞壁
(1)功能:
(2)结构:
(3)细胞壁与革兰氏染色
染色的历史发展和染色原理
染色方法可分为简单染色法和复染色法之分。
步骤和原理。
革兰氏染色的机理
2、细胞膜
(1)细胞膜的结构
(2)功能:
3、细胞核:细菌的细胞核没有核膜和核仁,没有固定形态,结构简单。
细菌质粒(plasmid),降解质粒。
4、细胞质及其内含物
(1)细胞质:
(2)细胞质内含物:
5、荚膜
(1)类型:大荚膜、微荚膜、粘液层、粘接物、菌胶团
(2)化学组成
(3)功能及意义
6、鞭毛:运动器
细菌的趋光性、趋化性等
7、芽孢:某些细菌在生长的一定阶段,能形成对不良环境条件具有较强抗性的休眠体。
(1)产芽孢的细菌
(2)芽孢的形态
(3)芽孢的特性,芽孢能耐受不良环境的原因。
三、环境中常见的细菌种类
细菌种类繁多,需依据形态、生理、生化特征及碱基组成百分数等性状加以分类。
根据“伯杰氏细菌鉴定手册”就环境中常见的细菌类群作一简介。
1、球菌类
2、杆菌类
3、螺旋菌类
第二节、放线菌
放线菌的发现
一、放线菌的特征
1、菌体
2、菌丝:营养菌丝、气生菌丝、孢子丝
3、菌落
4、繁殖:通过生成分生孢子或孢囊孢子繁殖
二、放线菌的主要类群
链霉菌属、诺卡氏菌属、放线菌属、小单孢菌属、链孢囊菌属。
抗生素
第三节、其它原核微生物
一、立克次氏体(Rickettsia)
二、1、衣原体(Chlamydia)
三、支原体
四、螺旋体
五、粘细菌
六、鞘细菌
缺位、游走子、假分支
七、蛭弧菌(Bdellovibrio)
G-,能攻击其他G-细菌,蛭弧菌在细胞壁和细胞膜之间的周质空间里增殖。
G 八、蓝细菌
第四节、真核微生物
真核微生物主要包括真菌中的酵母菌(yeast)、霉菌,动物中的原生动物和植物中的微型藻类。
一、酵母菌
1、形态:大多数呈卵圆形,圆形,细胞宽1-5微米,长5-30微米,比细菌细胞大得多。
无性繁殖时,可形成假菌丝。
2、结构:真核生物与原核生物的区别。
3、繁殖:无性繁殖和有性繁殖两种方式。
无性繁殖又有芽殖和裂殖两种方式。
有性繁殖是产生子囊孢子。
4、利用
二、霉菌(mold)
主要特征
✧单细胞菌丝体:菌丝内无横隔,整个分枝的菌丝体即为一个多核单细胞菌丝体。
如根霉、毛霉、绵霉等
✧多细胞菌丝体:菌丝内有横隔将长丝分成许多小段,每一段为一个细胞。
每个细胞含一个或多个核。
如:曲霉、青霉等。
代表霉菌介绍:根霉、曲霉、青霉
教学录像:“微生物在工业上的应用”
三、原生动物
1、纤毛虫类
●游泳型
●匍匐型
●固着型
2、鞭毛虫类
3、肉足虫类
4、吸管虫类
四、微型后生动物
●轮虫
●线虫
●瓢体虫
五、微型藻类
教学录像:“常见淡水藻类”
第五节、病毒
一、病毒的特征
二、病毒的基本结构
三、病毒的感染过程
四、毒性噬菌体和温和噬菌体
五、病毒的培养和计数
六、环境因子对病毒的影响
七、类病毒
最新进展:朊病毒
第三章、环境中微生物的生理特性
第一节、微生物的营养
同化作用、异化作用
一、微生物细胞的化学组成
二、微生物必需的营养物质
1、水
2、碳源:组成细胞蛋白质的骨架,能量的来源。
3、氮源:组成细胞蛋白质、核酸的重要成分。
4、生长因素:微生物生长所不可缺少的有机物成为生长因素。
包括:维生素、氨基酸、嘌呤等。
5、矿质元素(无机盐)
三、微生物的营养类型
营养类型:光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型
四、微生物的培养基
培养基是人工配置的、适于微生物生长繁殖或累积代谢产物的营养基质。
1、配制原则:
2、培养基类型及应用:
(1)按培养基的成分是否完全了解:合成培养基、天然培养基
(2)根据培养基的物理状态:固体培养基、半固体培养基、液体培养基(3)按培养基的特殊用途:选择培养基、鉴别培养基、加富培养基
五、物质的运输
营养物质进入细胞的途径:扩散、促进扩散、主动运输、基团移位等。
第二节、微生物的生长
一、微生物生长的概念
二、测定微生物群体生长的方法
1、测定微生物的数量
(1)显微镜直接计数
(2)稀释平板计数法
(3)滤膜培养计数法
(4)比浊法
2、测定微生物的重量
(1)称重法
(2)定氮法
(3)DNA含量的测定
三、微生物群体生长的规律
生长曲线
1、迟缓期
2、对数期
3、稳定期
4、衰亡期
四、理化因子对微生物生长的影响
●温度
●氧气:好氧微生物、厌氧微生物、兼性厌氧微生物
●pH
五、消毒与灭菌
1、物理法
2、化学法
第三节、微生物的能量代谢
一、化能异养微生物通过对有机物的氧化,产生能量获得ATP
根据最终电子受体(或最终受H体)的不同,可把微生物的呼吸类型分为3类:发酵:最终电子受体为有机物,在无氧条件下进行有机物的氧化。
好氧呼吸:最终电子受体为O2。
无氧呼吸:最终电子受体为除了O2之外的无机物。
1、发酵:EMP途径、乙醇发酵
2、好氧呼吸:TCA循环、乙醛酸循环
3、无氧呼吸:
●硝酸盐还原
●硫酸盐还原
●碳酸盐还原
二、光能利用微生物转化太阳能为化学能、产生ATP
1、非产氧型的环式光合磷酸化-PSI
2、产氧型的非环式光合磷酸化-PSII
三、无机物氧化产生ATP
1.氢细菌
2.硝化细菌
●亚硝化反应
●硝酸化反应
3.硫细菌
第四章、微生物生态
第一节、微生物生态研究中必须注意的几个问题
一、微环境或微生境(Microhabitat)
二、表面环境与附着
三、营养
四、生长速度
五、影响生态系统的群体水平
第二节、环境中微生物群落的组成
一、空气中的微生物
1、室外空气中微生物的数量和分布
2、室内空气中微生物的数量和分布
二、土壤中的微生物
1、常见类群
2、分布:团粒内外分布、垂直分布、地理分布
3、土壤自净作用
三、陆地水域中的微生物
1、生境
2、特征和类群
3、分布
四、海洋中的微生物
1、海洋环境特点
2、海洋细菌特点
3、分布
4、微区系
第三节、微生物群落的发展和演替。