《环境微生物学》课程教学大纲.docx
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《环境微生物学》课程教学大纲
一、课程基本信息课程代码：
260356
课程名称：
环境微生物学
英文名称：
EnvironmentalEngineeringMicrobiology
课程类别：
专业基础课学时：
72
学 分：
3.5
适用对象:
环境工程
考核方式：
考试平时成绩占总成绩的30%先修课程：
大学英语物理化学，生物化学
二、课程简介
环境微生物学作为环境工程专业的一门课程，是较重要的专业基础课，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工程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工程中的微生物学原理。
本学科在学习微生物学原理的基础上，着重讨论与环境污染控制有关的微生物学问题。
EnvironmentalEngineeringMicrobiologyisabasicandimportantcourseofhigher
engineercourseschool.Itintegratesanddevelopsfromtwoparts:
environmentcontaminationcontrollandmicrobiology.It’semphasesistheproblemofmicrobiologyinenvironmentcontaminationcontrollengineerdesign.Onthebaseofcommon
Microbiology,inthreefield:
naturalenvironmentandcontaminatedenvironmentandhte
systemofmanualdisposal,Microbiologyofcontaminationcontrollstudythetheoryofmicrobiologyinzoologymicroorganismandself-purificationofenvironmentandenvironmentcontaminationandtheengineerofmicroorganismdisposal.
Thiscoursemainlystudyhteproblemofmicrobiologyinenvironmentcontamination
controllafterwehavelearnedthetheoryofcommonmicrobiology.
三、课程性质与教学目的
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，本学科在学习微生物原理的基础上，着重讨论与环境污染控制有关的微生物学问题。
由于参与环境污染净化的微生物种类很多，而且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学科的主要任务，就是要搞清楚被污染环境中微生物的种类、生态分布、生长繁殖和遗传变异的规律，和污染控制的作用机理，通过理论的学习，直接指导生产实践。
四、教学内容及要求第一章绪论
目的与要求
了解污染控制微生物学的研究对象和任务了解污染控制中的微生物作用
掌握微生物的定义、特点及其分类了解其发展史
教学内容
第一节污染控制微生物学的研究对象和任务主要内容
了解污染控制微生物学的研究对象和任务。
基本概念和知识点
微生物学，污染控制微生物学的研究对象和任务是什么？
。
问题与应用（能力要求）
正确认识污染控制微生物学的研究对象和任务。
第二节微生物概述主要内容
微生物的定义，微生物的分类地位，微生物的分类单位，微生物的命名、微生物的特点。
基本概念和知识点
微生物的定义，微生物的分类地位，微生物的分类单位，微生物的命名、微生物的特点。
问题与应用（能力要求）
掌握微生物的定义、熟悉掌握微生物的特点第三节微生物学及污染控制微生物学的发展史
主要内容
微生物学的发展史，污染控制微生物学的发展史。
基本概念和知识点
微生物学的发展史，污染控制微生物学的发展史。
问题与应用（能力要求）
了解微生物学的发展史，污染控制微生物学的发展史课后练习
1，2，3，4题（P11页）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法第二章原核微生物
目的与要求
1.掌握原核微生物定义、包括的范围
2.了解细菌各个方面的知识（形态、大小结构特点）
3.掌握细胞结构的特点、作用，
4.掌握细菌的繁殖方式，培养特征，细菌的分类等
5、掌握放线菌、鞘细菌、蓝细菌、滑动细菌、光合细菌等的生理生化特点，及其在环境工程中的作用
（二）教学内容第一节细菌
1.主要内容
学习细菌的各项基本知识，其包括：
细菌的形态和大小，细菌的结构，细菌细胞的特殊结构，荚膜及菌胶团，芽孢形成条件及特点，细菌的培养特征，革兰氏染色的主要过程和机理，菌胶团的定义和在水处理中的作用，细菌的带电性，细菌的分类，污染控制工程中的常见的菌属。
2.基本概念和知识点
细菌的形态和大小，细菌的结构，细菌细胞的特殊结构，荚膜及菌胶团，芽孢，细菌的培养特征，革兰氏染色的主要过程和机理，菌胶团的定义和在水处理中的作用，细菌的带电性，细菌的分类，污染控制工程中的常见的菌属，。
3.问题与应用（能力要求）
了解细菌的形态和大小，细菌的结构，细菌细胞的特殊结构，掌握荚膜及菌胶团，芽孢，细菌的培养特征，革兰氏染色的主要过程和机理，菌胶团的定义和在水处理中的作用，细菌的带电性，细菌的分类。
第二节放线菌
1.主要内容
放线菌的定义、形态结构及菌落特征，放线菌的繁殖方式。
2.基本概念和知识点
放线菌的定义、形态结构及菌落特征，放线菌的繁殖方式,放线菌在废水处理中的应用。
3.问题与应用（能力要求）
掌握放线菌的定义，了解放线菌的繁殖方式第三节鞘细菌、蓝细菌、滑动细菌、光合细菌
1.主要内容
讲述鞘细菌、蓝细菌、滑动细菌、光合细菌的生理生化特点及其在环境工程中的作用。
2.基本概念和知识点
鞘细菌、蓝细菌、滑动细菌、光合细菌的定义，形态，生理生化特点、及其在环境工程中的作用。
3.问题与应用（能力要求）
掌握鞘细菌、蓝细菌、滑动细菌、光合细菌的生理生化特点。
掌握其在环境工程中的作用
（三）课后练习
，12，3，4，5（P38页）
（四）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法，做实验。
第三章真核微生物
（一）目的与要求
1.掌握真核微生物的定义，常见的种类
2.掌握真菌的定义，常见的类型，在环境治理中的作用
3.掌握藻类的微生物学特征，藻类的分类
4.原生动物的分类及在废水处理中的作用，后生动物，轮虫作用和特征。
（二）教学内容第一节真菌
1.主要内容
学习真菌的特点和定义，酵母菌、霉菌的形态、繁殖和菌落的特征，酵母菌、霉菌在废水中的应用。
2.基本概念和知识点
真菌的特点和定义，酵母菌、霉菌的形态、繁殖和菌落的特征，酵母菌、霉菌在废水中的应用。
。
3.问题与应用（能力要求）
掌握真菌的特点和定义，酵母菌、霉菌的形态、繁殖和菌落的特征，酵母菌、霉菌在废水中的应用。
第二节藻类
1.主要内容
讲述藻类的定义和分类、生活条件、指示性的作用，产生的条件及危害等。
2.基本概念和知识点
藻类的微生物学特征，藻类的分类，及藻类各门的主要特征，生活条件、指示性的作用。
3.问题与应用（能力要求）
掌握藻类的微生物学特征，藻类的分类，指示性的作用，了解其产生的条件及危害。
第三节原生动物及后生动物
1.主要内容
讲述原生动物及后生动物的形态和生理特点，原生动物的分类，常见的种类及其指示性的作用，在废水处理中的作用。
2.基本概念和知识点
原生动物及后生动物的形态、生理特点，分类，常见的种类、其指示性的作用、在废水处理中的作用。
3.问题与应用（能力要求）
掌握原生动物及后生动物的形态、生理特点，分类，常见的种类、其指示性的作用、在废水处理中的作用。
（三）课后练习
1，2，3，4，5，6（P58页）
（四）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法，做实验。
第四章非细胞生物—病毒
（一）目的与要求
1.掌握病毒的基本特征
2.掌握病毒的形态结构、增殖特点，
3.掌握病毒在水中的存活因素及怎么去去除和破坏水中的病毒
（二）教学内容
第一节病毒的形态结构
1.主要内容
病毒的形态和大小、病毒的化学组成和结构。
2.基本概念和知识点
病毒的形态和大小、掌握病毒的化学组成和结构。
3.问题与应用（能力要求）
了解病毒的形态和大小、掌握毒的化学组成和结构。
第二节病毒的增殖
1.主要内容
病毒的增殖过程、生长曲线，烈性噬菌体和温和噬菌体，一步生长曲线，潜伏期和突破期。
2.基本概念和知识点
病毒的增殖过程、生长曲线，烈性噬菌体和温和噬菌体，一步生长曲线，潜伏期和突破期的特点。
3.问题与应用（能力要求）
掌握病毒的增殖过程和特点
第二节影响水中病毒存活的因素及水中病毒的去除与破坏
1.主要内容
病毒存活的因素（物理、化学、生物因素），水中病毒的去除与破坏的方法和原理
（物理、化学、生物等）在废水处理的各个阶段，病毒的消除情况。
2.基本概念和知识点
病毒存活的因素（物理、化学、生物因素），水中病毒的去除与破坏的方法和原理
（物理、化学、生物等）在废水处理的各个阶段，病毒的消除情况。
3.问题与应用（能力要求）
掌握病毒存活的因素（物理、化学、生物因素），掌握水中病毒的去除与破坏的方法和原理，学会采取什么样的方法去杀死病毒。
第三节微生物主要类群的特征比较
1.主要内容
微生物主要类群的特征比较（原核微生物、真核微生物、非细胞微生物），从个体形态、菌落特征、繁殖方式等。
2.基本概念和知识点
微生物主要类群的特征比较（原核微生物、真核微生物、非细胞微生物），从个体形态、菌落特征、繁殖方式等。
3.问题与应用（能力要求）
微生物主要类群的特征比较（原核微生物、真核微生物、非细胞微生物），从个体形态、菌落特征、繁殖方式等。
（三）课后练习
1，2，3，4，6（P66页）
（四）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法。
第五章微生物的营养
（一）目的与要求
1.掌握微生物营养的类型，微生物细胞的化学组成
2.掌握物质的运输方式及各自的特点
3.掌握微生物的营养类型
4.掌握培养基的配制原则，分类类型几各自的特点
（二）教学内容
第一节微生物的营养物质
1.主要内容
微生物的营养物质种类（水分，碳源、氮源及矿质营养和生长因子）、微生物对营养需求的机理。
2.基本概念和知识点
微生物的营养物质种类（水分，碳源、氮源及矿质营养和生长因子），营养缺陷型，微生物对营养需求的机理。
3.问题与应用（能力要求）
正确掌握微生物的营养物质种类。
第二节微生物细胞的化学组成
1.主要内容
生物细胞的化学组成物质，化学组成是配制培养基的主要依据。
2.基本概念和知识点
生物细胞的化学组成物质，化学组成是配制培养基的主要依据。
3.问题与应用（能力要求）
掌握生物细胞的化学组成物质，在废水处理中，怎么应用微生物细胞的化学组成。
第三节物质的运输
1.主要内容
主要讲述物质的运输
2.基本概念和知识点
物质的运输，单纯扩散，促进扩散，主动运输，基团转让，微生物运输营养物质方式的比较。
3.问题与应用（能力要求）
掌握物质的运输方式及各自的特点。
第四节微生物的营养类型
1.主要内容
主要讲述微生物的营养类型（四大类）
2.基本概念和知识点
光能自养型微生物，化能自养型微生物，光能异养型微生物，化能异养型微生物。
3.问题与应用（能力要求）
掌握主要讲述微生物的营养类型（四大类）第四节培养基
1.主要内容
配置培养基的基本原则，培养基的类型、分类及用途
2.基本概念和知识点
配置培养基的基本原则，培养基的类型，各自的作用及特点
3.问题与应用（能力要求）
掌握配置培养基的基本原则和培养基类型的特点、分类及用途。
（三）课后练习
1，2，3，4，5（P77页）
（四）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法，做实验。
第六章微生物的代谢
（一）目的与要求
1.学习微生物代谢的基本概念
2.掌握酶的作用特性与分类以及一些重要的辅酶，酶作用的基本原理—米-门方程式，了解酶的应用
3.掌握化能异养型微生物的产能代谢，掌握发酵和呼吸的特点，发酵和呼吸类型，其在环境工程中的作用，三羧酸循环的意义，无氧呼吸的特点及种类，4．掌握化能自养型微生物的产能代谢，典型细菌的代表
5、了解微生物的三种典型有机物质代谢及代谢调节的过程
（二）教学内容
第一节微生物的酶和酶促反应
1.主要内容
代谢的基本概念，酶的概念及其作用特性，酶的分类与命名，，酶的化学组成和重要辅酶（辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ），酶作用的基本原理，酶促反应动力学，米-门方程
式，了解酶的应用。
2.基本概念和知识点
代谢的分类及基本概念，酶的概念及其作用特性，酶的分类与命名，，酶的化学组成和重要辅酶（辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ），酶作用的基本原理，酶促反应动力学，米-门方程式，了解酶的应用
3.问题与应用（能力要求）
对酶促反应动力学，米-门方程式做重点学习。
第二节化能异养型微生物的产能代谢——发酵与呼吸
1.主要内容
发酵的概念，主要发酵类型，呼吸，电子传体体系，三羧酸循环的生理意义，无氧呼吸类型。
2.基本概念和知识点
发酵的概念，主要发酵类型，呼吸，电子传体体系，有氧呼吸的产能分析，三羧酸循环的生理意义，无氧呼吸类型。
3.问题与应用（能力要求）
掌握发酵的概念，主要发酵类型，有氧呼吸的产能分析，三羧酸循环的生理意义，无氧呼吸类型。
第三节化能自养型微生物的产能代谢
1.主要内容
化能自养型微生物的产能代谢原理及常见的细菌。
2.基本概念和知识点
化能自养型微生物的产能代谢原理及常见的细菌变，硝化细菌的产能分析，硝化细菌在什么条件下才能成为优势菌种。
3.问题与应用（能力要求）
掌握硝化细菌在环境工程中的应用。
第四节微生物的有机物质代谢及代谢调节
1.主要内容
讲述不同有机物质代谢，代谢调节对微生物的意义、机理，葡萄糖效应定义及在环境工程中的应用。
2.基本概念和知识点
不同有机物质代谢（常见三种典型物质），酶在代谢调节中的作用，代谢调节对微生物的意义、机理。
3.问题与应用（能力要求）
掌握不同有机物质代谢（常见三种典型物质）。
了解酶在代谢调节中的作用，掌握葡萄糖效应定义及在环境工程中的应用。
（三）课后练习
，12，8，10，11，13，14（P121页）
（四）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法，做实验。
第七章微生物的生长繁殖
（一）目的与要求
1.掌握微生物的生长繁殖特点
2.掌握纯培养的分离方法
3.掌握微生物纯培养的生长规律，生长曲线的划分及各自的特点。
4.掌握连续培养的优点
5、掌握活性污泥增长曲线的特点，活性污泥增长曲线怎样指导实践生产
（二）教学内容
第一节微生物纯培养的生长
1.主要内容
微生物的生长繁殖特点，纯培养的分离方法，微生物生长量的测定，间歇培养。
2.基本概念和知识点
微生物的生长繁殖特点，纯培养的分离方法，微生物生长量的测定，间歇
培养，
3.问题与应用（能力要求）
掌握间歇培养，连续培养的特点，细菌纯培养的生长曲线的意义。
第二节微生物的生长曲线
1.主要内容
细菌纯培养的生长曲线（迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期），活性污泥增长曲线的特点，活性污泥增长曲线怎样指导实践生产。
2.基本概念和知识点
细菌纯培养的生长曲线（迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期），生长曲线的划分及各自的特点，活性污泥增长曲线的特点，活性污泥增长曲线怎样指导实践生产。
3.问题与应用（能力要求）
掌握生长曲线的划分及各自的特点，活性污泥增长曲线的特点，活性污泥增长曲线怎样指导实践生产。
（三）课后练习
1，2，3，4，5（P134页）
（四）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法，做实验。
第八章微生物的生态
（一）目的与要求
1.了解空气中的微生物及土壤中的微生物生态分布，种类及分类
2.了解微生物对空气污染的监测，空气微生物污染的评价标准，空气微生物的检测，土壤微生物的种类，土壤微生物的分离和计数，土壤的卫生微生物检测
3.掌握生态因子概述，非生物因子，生物因子，种内的生存竞争，种间的生存竞
争，生态演替，活性污泥中原生动物的演替规律，生物膜中原生动物的演替规律4．掌握生态系统的组成和结构及功能，生态系统中的能流，微生物对生态系统的重要影响
5．了解水的卫生学知识和大肠菌群和生活饮用的细菌标准，大肠菌群的形态和生理特性，掌握水的卫生细菌学检测，大肠菌群的检测，了解饮用水的消毒技术
（二）教学内容
第一节空气中的微生物、土壤中的微生物及水中的微生物
1.主要内容
空气污染和微生物，微生物对空气污染的监测，空气微生物污染的评价标准，空气微生物的检测，土壤微生物的种类，土壤微生物的分离和计数，土壤的卫生微生物检测，淡水微生物，咸水微生物，在环境工程中的典型生物。
2.基本概念和知识点
空气污染和微生物，微生物对空气污染的监测，常用的检测手段，空气微生物污染的评价标准，空气微生物的检测，土壤微生物的种类，土壤微生物的分离和计数，土壤的卫生微生物检测，淡水微生物，咸水微生物及在环境工程中的作用。
3.问题与应用（能力要求）
了解空气、土壤、水中的微生物种类及在环境工程中的作用。
第二节微生物的个体生态条件
1.主要内容
生态因子概述，生态因子的分类，非生物因子（温度及高温灭菌的原理和方法，低温保存菌钟的原理，光照，渗透压，PH值，氧化还原电位，毒性物质等），生物因子（竞争、互生、共生、拮抗、寄生、捕食）。
2.基本概念和知识点
生态因子概述，生态因子的分类，非生物因子（温度及高温灭菌的原理和方法，低温保存菌钟的原理，光照，渗透压，PH值，氧化还原电位，毒性物质
等），生物因子（竞争、互生、共生、拮抗、寄生、捕食），抗生素的作用原理。
3.问题与应用（能力要求）
掌握非生物因子（温度及高温灭菌的原理和方法，低温保存菌钟的原理，光照，渗透压，PH值，氧化还原电位，毒性物质等），生物因子（竞争、互生、共生、拮抗、寄生、捕食）对微生物及微生物之间的影响。
第三节微生物种群的生存竞争
1.主要内容
种内的生存竞争，种间的生存竞争。
2.基本概念和知识点
种内的生存竞争，种间的生存竞争。
3.问题与应用（能力要求）
了解种内的生存竞争，种间的生存竞争的原理。
第四节微生物的生物群落及生态系统
1.主要内容
生态演替，活性污泥中原生动物的演替规律，生物膜中原生动物的演替规律，生态系统的组成和结构及功能，生态系统中的能流，微生物对生态系统的重要影响。
2.基本概念和知识点
生态演替，活性污泥中原生动物的演替规律，生物膜中原生动物的演替规律，生态系统的组成和结构及功能，生态系统中的能流，微生物对生态系统的重要影响。
3.问题与应用（能力要求）
掌握活性污泥中原生动物的演替规律，生物膜中原生动物的演替规律及在环境工程中的应用。
第五节水的卫生细菌学
1.主要内容
水中的病原微生物，大肠菌群和生活饮用的细菌标准，大肠菌群的形态和生理特性，水的卫生细菌学检测，大肠菌群的检测，饮用水的消毒技术。
2.基本概念和知识点
水中的病原微生物，大肠菌群和生活饮用的细菌标准，大肠菌群作为卫生指标的原因和意义，大肠菌群的测定（发酵法和滤膜法），发酵法的测定原理及步骤，大肠菌群的形态和生理特性，水的卫生细菌学检测，大肠菌群的检测，饮用水的消毒技术。
3.问题与应用（能力要求）
掌握大肠菌群的测定（发酵法和滤膜法），发酵法的测定原理及步骤，了解饮用水的消毒技术。
（三）课后练习
1，4，12，8，18，21，24（P239页）
（四）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法，做实验。
第九章微生物的遗传和变异
（一）目的与要求
1.了解遗传的物质基础，证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验
2.掌握微生物遗传和变异的规律，
3.了解基因工程在环境工程中的应用，基因工程在工程菌构建中的应用。
（二）教学内容
第一节微生物的遗传
1.主要内容
遗传的物质基础，证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验，DNA的结构与复制，遗传信息的传递——基因的表达
2.基本概念和知识点
遗传的物质基础，证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验，DNA的结构与复制规律，遗传信息的传递——基因的表达，中心法则。
3.问题与应用（能力要求）
掌握DNA的结构与复制，遗传信息的传递——基因的表达过程第二节微生物的突变
1.主要内容
微生物突变的原因及机制、种类
2.基本概念和知识点
微生物突变的原因及机制，种类：
点突变、移码突变、染色体崎变的特点
3.问题与应用（能力要求）
掌握微生物突变的原因及机制。
第三节细菌的基因重组及基因工程在环境科学与工程中的应用
1.主要内容
细菌的基因重组的定义，细菌的基因重组的方式——转化、接合、转导，遗传工程在环境工程中的应用，基因工程在工程菌构建中的应用。
2.基本概念和知识点
细菌的基因重组的定义，细菌的基因重组的方式——转化、接合、转导，质粒的种类及作用，遗传工程在环境工程中的应用，基因工程在工程菌构建中的应用（方法及步骤）。
3.问题与应用（能力要求）
掌握细菌的基因重组的方式——转化、接合、转导以及各自的特点。
（三）课后练习
1，2，3，4，6，8，9（P263页）
（四）教学方法与手段
运用课堂教学，课堂讨论的方法。
第十章废水生物处理基本原理核主要微生物类群
（一）目的与要求
1.学习废水生物处理的基本原理，四种作用
2.掌握好氧生物处理的方法（活性污泥法和生物膜法）
3.掌握氧化塘净化的原理，
4.了解废水生化处理中的主要微生物类群
（二）教学内容
第一节废水生物处理基本原理
1.主要内容
废水生物处理基本原理：
絮凝作用，吸附作用，氧化作用，沉淀作用，同一种有机污染物在好氧和厌氧条件下的特点。
2.基本概念和知识点
废水生物处理基本原理：
絮凝作用，吸附作用，氧化作用，沉淀作用，同一种有机污染物在好氧和厌氧条件下的特点不同（共同点和不同点）。
3.问题与应用（能力要求）
掌握废水生物处理基本原理，掌握同一种有机污染物在好氧和厌氧条件下的特点。
第二节好氧生物处理
1.主要内容
曝气方式、活性污泥法，生物膜法
2.基本概念和知识点
不同的曝气方式、活性污泥法特点，生物膜
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