环境微生物学教学大纲

环境微生物教学大纲1环境微生物学教学大纲一.本课程的目的要求环境微生物学是研究人类生存环境与微生物之间相互关系及作用规律的科学。本课程是生物学及其相关专业的一门选修课，要求学生掌握环境微生物学的基本知识和理论，包括微生物对于污染物质的降解与转化，从而修复并改善环境的作用规律；微生物对于环境的污染与破坏，从而引起环境质量下降的作用规律，了解环境微生物学原理在环境保护中的应用，包括废水、废渣的微生物治理与综合利用的方法，微生物在环境监测中的应用。通过本课程的学习，培养学生良好的环保意识和科学分析环境污染问题的能力，使学生能够初步运用环境微生物学知识去解决生产和生活中出现的环境污染问题。二．课堂教学内容（38学时）第一章绪论（4学时）第一节环境微生物学的兴起与发展一、环境微生物学的学科地位（环境科学分支，应用微生物学范畴）二、环境微生物学的兴起与发展（环境科学的形成，环境微生物学与环境科学的关系，环境微生物学形成和发展）第二节*环境微生物学的定义及内容一、环境微生物学的定义（定义，广义和狭义环境微生物学）二、环境微生物学的内容（污染物降解转化；净化环境原理的应用；微生物对人类生存环境的污染破坏；环境微生物学原理的实际应用）第三节微生物在生态系统中的地位作用一、生态系统的概念（生态系统，生物圈）二、生态系统的结构功能（结构、功能、生态平衡）三、*微生物在生态系统的地位（能流物流中的作用、生态平衡的维持）第四节环境及环境问题一、环境及环境问题（环境、环境问题）二、环境问题的形成及发展（人类活动与环境的相互关系，当前世界面临的环境问题）第二章环境中的主要微生物类群（2学时）第一节*微生物的概念、类群及特征一、微生物的概念二、微生物类群（微生物的自然地位，三域系统，类群）三、微生物的特性（种类多，分布广；体积小，面积大；代谢能力强，代谢类型多；生长旺，繁殖快；易变异，适应性强）第二节原核细胞型微生物一、细菌的形态和大小（形态，大小）二、细菌细胞的构造（基本构造,特殊构造）三、细菌的繁殖和培养特征（繁殖，培养特征）四、*环境中常见的细菌（球菌类、杆菌类、螺旋菌类、放线菌类、鞘细菌、滑动细菌、光合细菌）第三节真核细胞型微生物一、真菌（酵母菌，霉菌）二、藻类三、原生动物第四节非细胞型微生物环境微生物教学大纲2一、病毒的形态与大小（定义，体形态，大小）二、病毒的化学组成与结构（核酸，蛋白质）三、病毒的侵染与增殖第三章微生物的生长代谢与遗传变异（3学时）第一节*微生物的营养一、微生物的化学组成与营养物质（化学组成，营养物质）二、微生物的营养类型（光能自养型，光能异养型，化能自养型，化能异养型）三、营养物质的摄取（被动扩散，促进扩散，主动运输，膜泡运输第二节*微生物的代谢一、酶（酶的性质与作用特征，酶的种类）二、微生物的呼吸作用（呼吸作用类型，微生物的类群）第三节*微生物的生长繁殖一、细菌的生长曲线（缓慢期，对数期，稳定期，衰亡期）二、微生物生长的测定方法（细菌数目的特定，微生物生长量的测定）第四节微生物的生活条件一、温度二、氢离子浓度三、氧化还原电位四、光线五、超声波六、压力七、化学药剂第五节微生物的遗传变异一、遗传变异的物质基础二、微生物的变异（非遗传性变异，遗传性变异）第四章微生物在环境中得分布及其相互关系(3学时)第一节*微生物在环境的分布一、微生物在土壤中的分布（土壤环境，微生物的数量与分布）二、微生物在水体中的分布（大气水，江河水，湖泊和池塘水，地下水，海水）三、微生物在空气中分布四、微生物在食品上的分布（粮食、肉类、鱼类，乳类）第二节*微生物间的相互关系一、互生关系二、共生关系三、寄生关系四、拮抗关系第五章微生物在自然界物质循环中的作用（4学时）第一节*碳素循环一、微生物分解有机质的一般途径（复杂有机物质分解为简单有机物质，简单有机物质的有氧分解，简单有机物质的无氧分解）二、微生物分解纤维素三、微生物分解淀粉四、微生物分解半纤维素环境微生物教学大纲3五、微生物分解脂类物质六、微生物分解木素及芳香族物质（木素，芳香族化合物）七、微生物分解烃类第二节*氮素循环一、微生物转化氮素物质的一般途径二、氨化作用（蛋白质的分解，核酸的分解，其他含氮有机物的分解）三、硝化作用（亚硝化作用，硝化作用）四、反硝化作用五、固氮作用第三节矿物质循环一、微生物转化矿物质的一般途径二、硫的转化（有机物分解产生硫化氢，硫化作用，反硫化作用）三、磷的转化（含磷有机物的分解，不溶性磷矿物的溶解，磷酸盐的还原）四、铁的转化（高铁化合物的还原和溶解，亚铁化合物的氧化和沉淀，含铁有机化合物的形成与分解）第六章微生物对污染物质的降解与转化（4学时）第一节*概述一、微生物降解与转化物质的巨大潜力二、有机污染物的可生物降解性（可生物降解性，可生物降解性的测定）三、影响微生物降解与转化的生态学因素（物质的化学结构，共代谢作用，环境物理化学因素，微生物降解和转化污染物后生成的中间体或终产物）第二节*石油一、微生物对石油的降解能力二、石油降解的生化途径三、石油降解微生物（细菌，霉菌，酵母菌，藻及兰细菌）四、影响石油降解的生态因素（油的物理状态，温度，营养物质，氧气，共代谢作用及其抑减效应）五、石油降解微生物的实际应用（石油勘查，石油精炼脱蜡，石油微生物的菌体利用）第三节*农药一、微生物对农药的降解能力二、微生物降解农药的途径（酶促作用，非酶促作用）三、几种农药的生物降解（2,4-D，666，DDT，有机磷农药）第四节合成洗涤剂第五节多氯联苯第六节塑料第七节其它有机污染物第八节重金属第七章污水与废渣的生物处理法（6学时）第一节*污水的生物处理一、概述（水体自净，污水处理概况与类型，污水生物处理的基本生化原理，需氧量）二、活性污泥法（活性污泥的性质和生物项，活性污泥法的基本工艺流程及生物学过程，活性污泥膨胀，剩余污泥的处理，评价活性污泥的指标）三、生物膜法（生物膜中的生物，生物膜的净化原理，生物滤池，生物转盘，流化床生物膜法）四、氧化塘法（净化原理，氧化塘的的类型，应用情况）五、厌氧处理法（沼气发酵的生物化学，甲烷细菌，厌氧处理构筑物，厌氧处理法的基本要求）环境微生物教学大纲4六、土地处理法（净化原理，土壤灌溉注意事项）七、污水去除氮和磷的微生物学法（利用微生物反硝化作用脱氮，繁殖藻类除氮和磷）八、污水处理中的菌种及其对水质要求（菌种，水质要求）九、污水生物处理的发展趋势（不通生物处理工艺联用，扩大用于处理的菌种，诱变产生突变株，污水处理与综合利用相结合，生物工程新技术的研究与应用）第二节*废渣的生物处理一、需氧性堆肥法（堆肥材料与堆肥方法，堆肥的微生物学过程）二、厌氧发酵法（厌氧性堆肥，密封发酵法，沼气发酵法）三、有机肥料的卫生指标四、城市生活垃圾的生物处理法（我国城市生活垃圾的特点，城市生活垃圾处理途径）第八章微生物对环境的污染与危害（4学时）第一节环境中的病原微生物一、空气的微生物污染（空气中的病原微生物及其传播，污水处理污水与灌溉引起的空气污染，空气微生物污染的防治措施）二、水体的微生物污染（水中的病原微生物，医院污水的微生物污染，水中微生物污染的检测，饮水消毒问题）三、土壤的微生物污染（土壤中的病原微生物及其传播，土壤生物性污染的预防）第二节*水体富营养化一、富营养化的危害二、富营养化的形成及影响因素三、优势藻种与固氮作用四、光合作用呼吸作用五、富营养化的监测与防治第三节*微生物代谢物与环境污染一、氨二、硝酸与亚硝酸三、氮氧化物四、硫化氢五、酸性矿水六、甲基汞七、羟氨八、亚硝胺类九、腐殖质十、农药代谢的毒性产物十一、细菌毒素十二、真菌毒素十三、藻类毒素十四、气味代谢物十五、材料的霉腐与损害第九章环境监测中的微生物学方法（3学时）第一节*水质的细菌学检验一、细菌总数二、粪便污染的指示菌环境微生物教学大纲5三、大肠菌群四、粪链球菌五、产气荚膜梭菌六、铜绿假单胞菌七、金黄色葡萄球菌第二节水中病毒的检验第三节*至突变物与致癌物的微生物检测方法一、沙门氏菌/哺乳动物微粒体实验（原理，测定方法，应用与效果，评价）二、其他营养缺陷型菌株回变实验三、细菌的正向突变试验四、聚合酶缺陷型菌株试验五、重组缺陷型菌株试验六、噬菌体试验七、真核微生物试验第四节其他微生物检测法一、发光细菌二、藻类第十章微生物与废物综合利用(3学时)第一节单细胞蛋白一、单细胞蛋白的经济生物学特性二、生产单细胞蛋白的微生物三、单细胞蛋白生产的一般工艺流程四、废物生产单细胞蛋白实例五、单细胞蛋白的可接受性与安全性第二节细菌冶金一、细菌冶金的原理二、细菌冶金的微生物及培养条件三、细菌冶金的方法第三节微生物与能源一、微生物产生甲烷二、微生物产生醇类三、微生物产生氢气第十一章生物工程在治理污染中的应用（2学时）第一节生物工程一、生物工程的定义与内容（基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程）第二节固定化酶和固定化细胞一、*固定化酶（固定化酶及其特点，酶的分离提纯，酶的固定化方法，固定化酶反应装置，固定化酶的应用）二、*固定化细胞（固定化细胞及其特点，细胞的固定化方法，固定化细胞的应用）第三节遗传工程一、*天然质粒转移的遗传工程（降解性质粒，利用天然降解性质粒构建新功能菌株）二、质粒分子育种三、基因工程（基因工程的主要操作步骤，基因工程的应用，基因工程的安全防护）