《环境工程微生物学》教学大纲

一、基本信息

课程名称		环境工程微生物学				课程编号	ENSE3105
英文名称		Environmental  engineering microbiology				课程类型	科类基础课
总学时	54	理论学时		54	实验学时		实践学时
学分	3	预修课程	分析化学、有机化学、生物化学			适用对象	环境工程本科生
课程简介 （200字左右）		课程分为三个部分，第一部分为微生物学基础，介绍微生物的形态、种类，生理代谢，遗传变异及分子生物学基本原理，关注对环境工程有意义的极端微生物。第二部分为微生物生态，介绍微生物在环境中的分布，微生物在环境物质循环中的作用。第三部分环境生态工程中的微生物学原理，介绍环境工程中各种生物处理方法的微生物学机理，及如何应用微生物学基础知识分析和解决工程中发现和出现的问题。

二、教学目标及任务  

《环境工程微生物学》是《 环境监测》、《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》等专业课程的基础。要求学生掌握微生物学的基本理论和基础知识，如微生物的形态、营养、生长繁殖、物质代谢、遗传变异、生态等，掌握微生物在环境污染生物治理中的应用机理。通过本课程的学习，要求学生能够研究解决微生物在污染治理等环境工程中出现的问题。

本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2、3、4、5和6。

 

三、学时分配   

教学课时分配

章节	章节内容	讲课	实验	实践	合计
第一章	绪论 微生物在生物界中的地位，五届系统，生物三元界，微生物的特点与命名，微生物学发展史及在环境工程中的应用	2			2
第二章	原核微生物 细菌，放线菌，蓝细菌，其他原核微生物，古细菌	5			5
第三章	真核微生物 酵母菌，霉菌，原生动物、微型后生动物、藻类	4			4
第四章	病毒 病毒的一般特征，病毒的繁殖，理化等因素对病毒的影响	4			4
第五章	微生物生理代谢 微生物的酶，微生物的营养，代谢，生长繁殖，环境因素对微生物生长的影响，微生物与微生物之间的关系，菌种保藏	14			14
第六章	微生物的遗传与变异 微生物的遗传，基因突变，基因重组，分子遗传学技术在环境工程与环境保护中 的应用	5			5
第七章	微生物生态与微生物在环境物质循环中的作用 土壤、空气、水体的微生物生态，碳、氮、硫、磷循环	11			11
第八章	水污染治理中的微生物学原理 好氧活性污泥法，好氧生物膜法，甲烷发酵。微生物脱氮，微生物除磷	7			7
第九章	微生物技术在环境工程中的应用 微生物胞外多聚物的开发与应用，优势菌种与微生物制剂的开发与应用	2			2
合计		54			54

 

四、教学内容及教学要求 

第一章  绪论

第一节  微生物在生物界中的地位

五届系统，生物三元界

习题要点：五届系统，生物三元界

第二节       微生物的特点与命名

习题要点：微生物命名

第三节  微生物学发展史及在环境工程中的应用

习题要点：微生物命名、特点

本章重点、难点：微生物的分类、命名、特点

本章教学要求：了解环境工程微生物学的研究对象与任务；掌握微生物的分类、命名、特点。

第二章  原核微生物

第一节  细菌

1、     细胞的形态、大小与构造

2、     细菌的培养特征、理化特征

习题要点：细菌的形态、培养特征

第二节  放线菌

1、     放线菌的形态构造

2、     放线菌的菌落特征

3、     放线菌的繁殖、分类

习题要点：放线菌的形态、菌落特征

第三节  蓝细菌

1、 蓝细菌的形态、大小

2、 蓝细菌的细胞结构与功能

3、 蓝细菌的繁殖、生境

习题要点：蓝细菌的功能、生境

第四节  其他原核微生物；古细菌

1.          支原体、衣原体、立克次氏体、螺原体

2.          古细菌的特点及在环工领域的应用

习题要点：古细菌特点

本章重点、难点：原核微生物的特点（形态、大小与构造）

本章教学要求：了解蓝细菌、古细菌的特点，掌握细菌、放线菌的特点和常见种群。

第三章  真核微生物

第一节  酵母

1.          酵母菌形态构造

2.          酵母菌的菌落、繁殖

习题要点：酵母菌形态、构造、菌落、繁殖

第二节  霉菌

1.          霉菌的形态大小

2.          霉菌的菌落

3.          霉菌常见属的特点

习题要点：霉菌的形态、菌落

第三节  原生动物、微型后生动物、藻类

1.          原生动物的一般特征、分类及简介

2.          轮虫、线虫

3.          藻类的一般特征、分布及用途

习题要点：原生动物的一般特征，轮虫、线虫特点

本章重点、难点：真核微生物（酵母、霉菌）的特点

本章教学要求：了解原生动物的一般特征，理解原生动物在污水处理中的指示作用，掌握酵母、霉菌的特点。

第四章  病毒

第一节  病毒的一般特征

1、     病毒的大小、形态、分类

2、     病毒的化学组成

习题要点：病毒的大小、形态  、化学组成

第二节  理化等因素对病毒的影响

1、     理化等因素对病毒的影响

2、     病毒的危害与对策

习题要点：理化等因素对病毒的影响

本章重点、难点：病毒的大小、形态  、化学组成

本章教学要求：了解病毒的危害，理解理化等因素对病毒的影响，掌握病毒的一般特征。

第五章  微生物生理代谢

第一节  微生物的酶

1、     酶的组成、结构、分类、命名

2、     酶的催化特征

习题要点：酶的组成、结构，催化特征。

第二节  微生物的营养

1、     微生物细胞的化学组成

2、     微生物的营养与营养类型

3、     微生物的培养基

4、     营养物质进入细胞的方式

习题要点：微生物细胞的化学组成、营养类型

第三节  微生物的能量代谢

1、     生物氧化与产能代谢

2、     微生物的发光机制与应用

习题要点：生物氧化与产能代谢

第四节  微生物的合成代谢

1、     产甲烷菌的合成代谢

2、     自养、异养微生物的合成代谢

3、     习题要点：产甲烷菌/自养、异养微生物的的合成代谢

第五节  微生物的生长繁殖

1、     微生物的生长繁殖的概念

2、     单细胞微生物的生长曲线

3、  微生物生长量的测定方法

习题要点：微生物的生长繁殖, 单细胞微生物的生长曲线

第六节  环境因素对微生物生长的影响

1、     温度、氧气、pH、渗透压

2、     辐射、超声、干燥

3、     有机物、抗生素、金属离子

习题要点：环境因素对微生物生长的影响

第七节  微生物与微生物之间的关系

1、     共生、互生

2、     对抗（竞争、捕食、寄生）

习题要点：共生、互生、对抗

第八节  菌种保藏

1、     菌种保藏方法

2、     菌种复壮

习题要点：菌种保藏方法

本章重点、难点：微生物细胞的化学组成、营养类型，单细胞微生物的生长曲线，菌种保藏方法。

本章教学要求：了解环境因素对微生物生长的影响，理解微生物与微生物之间的关系，掌握微生物细胞的化学组成、营养类型，单细胞微生物的生长曲线，菌种保藏方法。

第六章  微生物的遗传与变易

第一节  微生物的遗传

1、     遗传与变异的物质基础－DNA

2、     DNA的变性与复性

习题要点：DNA结构，DNA的变性与复性

第二节  基因突变

1、     突变类型

2、     突变的特点

习题要点：突变类型，突变的特点

第三节  基因重组

1、     转化

2、     转导

3、     杂交（细胞融合）

习题要点：基因重组的种类

第四节分子遗传学技术在环境工程与环境保护中的应用

1、     基因工程

2、     PCR技术

习题要点：基因工程原理

本章重点、难点：DNA结构，DNA的变性与复性；突变类型，突变的特点；基因重组，基因工程原理

本章教学要求：了解PCR技术，掌握DNA结构，DNA的变性与复性；突变类型，突变的特点；基因重组，基因工程原理

第七章微生物生态

第一节土壤微生物生态

1、     土壤生态条件

2、     微生物在土壤中的种类与数量

3、     土壤污染、土壤自净土壤修复

习题要点：微生物在土壤中的种类与数量

第二节空气微生物生态

1、     空气中微生物的主要种类

2、     空气中微生物的卫生标准

习题要点：空气中微生物的主要种类

第三节水体微生物生态

1、     水体中微生物来源、种类

2、     水体自净、水体富营养化

习题要点：水体中微生物来源、种类，水体富营养化危害。

第四节  碳素循环

1、     纤维素、半纤维素的转化

2、     淀粉的转化

3、     烃类物质的转化

习题要点：淀粉的转化

第五节  氮素循环

1、     氨化作用

2、     硝化作用

3、     反硝化作用

4、     固氮作用

习题要点：氮素循环各个环节

第六节  硫素循环

1、     含硫有机物的转化

2、     无机硫的转化

习题要点：硫素循环的各环节

第七节  磷素循环

1、     含磷有机物的转化

2、     无机磷化物的转化

习题要点：磷素循环的各环节

本章重点、难点：碳、氮、硫、磷的循环过程及作用微生物。

本章教学要求：了解物质循环过程，理解微生物在物质循环中的作用，掌握碳、氮、硫、磷的循环过程中作用微生物的特点。

第八章  水污染治理中的微生物学原理

第一节  好氧活性污泥法

1、     活性污泥的特点

2、     活性污泥中主要微生物类群

习题要点：活性污泥的特点，活性污泥中主要微生物类群

第二节  活性污泥丝状膨胀

1、     活性污泥丝状膨胀的成因

2、     活性污泥丝状膨胀的对策

习题要点：活性污泥丝状膨胀的成因，对策

第三节       好氧生物膜法

1、     生物膜法的特点

2、     生物膜法与活性污泥法的特点比较

习题要点：生物膜法的特点

第四节       厌氧发酵

1、     甲烷发酵过程

2、     甲烷发酵微生物学原理

习题要点：甲烷发酵的微生物学原理

第五节       微生物脱氮

1、     水体中氮的来源

2、     微生物脱氮原理、脱氮微生物

习题要点：微生物脱氮原理、脱氮微生物

第六节       微生物除磷

1、     水体中磷的来源

2、     微生物除磷原理、除磷微生物

习题要点：微生物除磷原理、除磷微生物

本章重点、难点：活性污泥、生物膜法处理污水的微生物学原理，甲烷发酵微生物学原理，微生物脱氮除磷的原理

本章教学要求：了解水中氮磷的来源，掌握活性污泥、生物膜法处理污水的微生物学原理，甲烷发酵微生物学原理，微生物脱氮除磷的原理。

第九章               微生物技术在环境工程中的应用

第一节        微生物胞外多聚物的开发与应用

第二节  优势菌种与微生物制剂的开发与应用

习题要点：优势菌种概念，微生物絮凝剂的作用原理

本章重点、难点：微生物制剂的开发

本章教学要求：了解一些新技术在环境治理中的应用。

 

五、考核方式及要求  

平时成绩20%＋闭卷考试80%

六、推荐教材及教学参考书 

教  材：《环境工程微生物学》，周群英 王士芬 编著，高等教育出版社，2008年，标准书号：ISBN7978-7-04-022265-4。

参考书：《微生物学教程》，周德庆著，高等教育出版社，1993，标准书号：ISBN7-04-004141-3/Q.203。

大纲修订人：王世梅

大纲审定人：李荣

修订日期： 2015年4月30日