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欢迎选修！污染控制微生物学教学团队主讲教师任南琪教授（工程院院士）李建政教授马放教授杨基先教授实验指导王秀蘅教授，崔崇威教授邢德峰副教授，王立副教授刘冰峰讲师教辅赵贞助教（实验员）学科地位环境科学与工程、市政工程专业的专业基础课，对于《排水工程》、《水质工程》等学科专业课的学习，构建专业知识体系和相关的应用实践具有重要的意义。创新型国家：“中国制造”→“中国创造”，依赖于创新型人才的培养学科培养目标：高水平创新型人才途径：加强基础和应用基础研究，学科交叉成为创新的重要途径环境科学与工程、市政工程在技术创新方面，对应用基础研究的需求日益迫切，与多学科交叉发展迅速过去十年，市政环境工程学院教师的科研课题和成果，有70%以上都与微生物学密切相关，“污染控制微生物学”的教学和人才培养受到了空前重视和迅速发展“污染控制微生物学”不仅是构建专业知识体系的必要基础，同时对实践也有直接指导作用，其本身也具有应用科学的内涵很多同学都希望继续深造或在工作岗位上能够充分利用“污染控制微生物学”知识发挥一技之长，对该课程知识的需求日益提高“污染控制微生物学”是我校环境科学与工程、市政工程硕士研究生入学考试的专业基础课之一，过去五年，有80%以上的考试选择该课程教学指导思想教学目标：为培养高水平专业人才奠定基础课程根据环境科学与工程、市政工程等国家重点学科的培养目标进行设计顺应国际化和个性化发展的时代要求，融入国内外最新成果循序渐进，由浅入深，注重启发性、实用性和前瞻性理论联系实际，采用灵活的教学方式，强化实践环节学习方法指导明确学习目标：专业基础知识的学习和应用知识获取能力的培养培养自己特色的科学思维方式重视课堂学习做好预习、掌握听课重点注意听讲、做好笔记积极提问并参与讨论，教学相长课后复习，认真完成作业独立思考，构建科学思维方式提高理论联系实际的能力重视理论联系实际的思考重视实验，提高实验操作技巧，培养科研技能教学安排学时安排总学时：54学时授课：38学时试验：16学时课程安排授课时间：本学期的1～10周星期一上午第1、2节星期三上午第1、2节结业考试：第13周，星期五B41，13:45~15:45结业方式结业成绩以百分计，其中：课程学习平时成绩：20%实验课成绩：30%期末综合考试成绩：50％教材与主要参考书教材（1）课堂教学：任南琪等主编.污染控制微生物学.哈尔滨工业大学出版社.（2）实验教学：马放等主编.污染控制微生物学.哈尔滨工业大学出版社.主要参考书主要参考书（1）周群英，王士芬.环境工程微生物学（第3版），高等教育出版社，2008（2）周德庆.微生物学教程（第2版），高等教育出版社，2002（3）李建政，任南琪.污染控制微生物生态学，哈尔滨工业大学出版社，2005（4）李建政.环境工程微生物学，化学工业出版社，2004（5）马放.污染控制微生物学原理与应用，化学工业出版社，2003祝：同学们学有所成！污染控制微生物学在有限的课时内，一起讨论学习相关的重要知识（一）基础知识（二）基础知识的应用，特别注意基础知识与应用技术的结合点（三）专业课及考研的需要参考书目周群英，王士芬.《环境工程微生物学》（第三版），高等教育出版社，2008周德庆.《微生物学教程》（第二版），高等教育出版社，2002李建政，任南琪.《污染控制微生物生态学》，哈尔滨工业大学出版社，2005马放.《污染控制微生物学原理与应用》，化学工业出版社，2003现在开始，请做好笔记！课程内容1.绪论2.原核微生物3.真核微生物4.非细胞生物——病毒5.微生物的营养6.微生物的代谢7.微生物的生长繁殖8.微生物的生态9.微生物的遗传和变异12.水体的富营养化和氮磷的去除13.污染控制微生物学的应用14.生物修复技10.废水生物处理基本原理和主要微生物类群11.厌氧生物学原理及厌氧生物处理技术1.绪论1.1微生物概述1.2污染控制微生物学1.3作业1.1微生物概述1.1.1微生物的概念1.1.2微生物的分类地位1.1.3微生物的特点1.1.1微生物的概念请思考并回答：什么是微生物？是否微小就是微生物呢？微生物是否都难以肉眼分辨？微生物(microorgnisms)一词并非生物分类学上的专用名词，而是指所有形体微小、结构较为简单，一般须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能观察到的低等生物的统称。包括病毒（不具细胞结构）、原核生物（如细菌和蓝藻等）、真菌（如酵母菌和霉菌等）、单细胞藻类（衣藻、硅藻等）以及原生动物（如草履虫、肉足虫和太阳虫等）和后生动物（轮虫、线虫甚至蛔虫等）等。（p4）微生物的概念例1大变形虫例2草履虫例3太阳虫例4团藻例5眼虫例6栉毛虫例7钟罩虫例8根霉例9麦壳虫例10草菇例11树舌例12褐藻例13绿藻例13间日疟原虫例14喇叭虫例15沙蚕（寡毛纲）例16四膜虫例17线虫例18夜光虫例19有孔虫例20水螅以上示例都属于微生物范畴，种类庞杂。究竟哪些生物属于微生物呢？现在我们先来学习一点生物的分类学知识。1.1.2微生物的分类地位（1）生物的分类阶元和命名（2）生物界的分类（3）微生物的分类地位及其研究对象（1）生物的分类阶元和命名（1-1）生物的分类阶元界门（亚门）纲（亚纲）目（亚目）科（亚科）属（亚属）种（亚种、品种、变异株）种是生物分类的最基本单位。什么是“种”呢？物种的概念雌雄个体交配可以形成具有生殖能力的子代，这样的生物群体称为一个物种。物种分类举例1界…………门…………纲…………目…………科…………属………种………动物界脊索动物门哺乳纲灵长张目人科人属人种原生生物界原生动物门纤毛纲钟形目钟虫科钟虫属小口钟虫物种分类举例2界………………………原核生物界门……………………细菌门纲……………………放线菌纲目…………………放线菌目科………………分枝杆菌科属……………分枝杆菌属种…………结核分枝杆菌（1-2）生物的命名生物的命名均采用国际统一的命名法则，即“双名法”。一个物种的名称由两个部分组成，即属名和种名，属名在前，种名在后；用拉丁文字，斜体，属名用名词，首字母大写；种名用形容词表示，字首字母小写，为微生物的色素、形状、来源、病名或科学家的姓名等。下面举例说明。举例Stapylococcusaures金黄色葡萄球菌Clostridiumtetani破伤风梭菌Saccharomycespastori巴斯德酵母属名种名EthanoligenenshitB49产乙醇杆菌B49（2）生物界的分类动物界植物界动物界植物界微生物界动物界植物界微生物界病毒界病毒界原生生物界原核生物界真菌界动物界植物界二界说三界说四界说六界说（3）微生物的分类地位及其研究对象正如我们前面了解到的，微生物也是种类庞杂，多种多样。那么，微生物在生物界的分类地位如何呢？它属于何门何纲？污染控制微生物学所研究的对象在生物界又占什么地位？生物病毒界原生生物界原核生物界蓝藻门细菌门真菌界动物界植物界原生动物门藻类酵母菌霉菌微型后生动物大型后生动物各类植物微细藻类微生物的分类地位污染控制相关微生物的分类地位1.1.3微生物的特点（1）结构简单，个体微小在生物界中，微生物的结构虽然也因种类的不同而变化多样，但总体而言是相对简单的，其体积非常微小。如细菌门的生物，属原核生物，单细胞个体，无细胞器等的分化，其度量单位一般用微米(μm)；再如病毒，甚至连基本的细胞结构也不具备，其大小的度量采用纳米(nm)来表示。（2）分布广泛，种类繁多由于微生物个体微小而且轻，故可通过风和水的散播而广泛分布。高至12,000米的高空，深至10,000米的海底，营养贫乏的岩石上，干旱的沙漠中，动植物的体表体内，甚至再高达90℃以上的温泉和寒冷的北极冰层中，都有相适应的微生物种类存在。微生物的种类繁多，已发现的微生物有十几万种，且代谢类型多样化。有何启示启示无论在地球的哪个角落，到处都有微生物存在，而且代谢类型多样。生命有机体无论在地球的哪个角落死亡后，都能因微生物的作用而被分解氧化（3）繁殖速度快，代谢强度高微生物具有在适宜条件下的高速度繁殖的特性。尤其是细菌，其繁殖速度更是惊人。例如，大肠杆菌和梭状芽孢杆菌在最合适的条件下，20分钟可繁殖一代，即由1个分裂成2个，在三小时多一点的时间内，其代谢位能要增加一千倍。如果细菌始终处在最适宜的条件下，那么一昼夜可繁殖72代，这样经过4～5天，就能形成与地球同样大小的物体。微生物具有很高的代谢强度，是由于微生物体积小，与高等生物相比表面积十分巨大，从而使它们能快速地和周围环境进行物质交换的缘故。例如，乳酸杆菌的表面积/体积＝120,000；鸡蛋的表面积/体积＝1.5；休重200磅(90.7公斤)的人体表面积/体积＝0.3。有人计算，乳酸杆菌1小时内生成的乳酸约为其体重的1,000～10,000倍，但一个人如要想得到1000倍于其体重的糖代谢物，则需40多年。有人统计，一头500公斤重的牛每天增加的蛋白质为0.4公斤，而500公斤的酵母菌再24小时内至少可以形成5,000公斤的蛋白质。有何启示可将有机物质快速转化或降解（4）适应能力强，易于培养总体而言，微生物的适应性极强（如前所述），大多数微生物都能在常温常压下，利用简单的营养物质生长繁殖，培养相对容易。（5）易变异微生物繁殖后，其子代与亲代在形态、生理等性状上常有差异，这些差异又能稳定地遗传下去，这一特性被称为变异。请参阅教材P7-81.2污染控制微生物学1.2.1在微生物学中的地位1.2.2污染控制微生物学的内涵1.2.3主要研究内容和任务1.2.1在微生物学中的地位微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其用用的一门科学。随着微生物学的不断发展，已经形成了基础微生物学和应用微生物学，又可分为许多不同的分支学科，并还在不断地形成新的学科和研究领域。微生物学基础微生物学应用微生物学按微生物种类按过程或功能与疾病的关系按生态环境按技术与工艺按应用范围微生物的分类学免疫学医学微生物学流行病学土壤微生物学海洋微生物学环境微生物学水微生物学宇宙微生物学分析微生物学微生物技术学发酵微生物学遗传工程工业微生物学农业微生物学医学微生物学药学微生物学兽医微生物学食品微生物学预防微生物学细菌学真菌学病毒学菌物学原生动物学藻类学微生物生理学微生物遗传学微生物生态学分子生物学细胞微生物学微生物基因组学放大1基础微生物学按微生物种类按过程或功能按与疾病的关系微生物的分类学免疫学医学微生物学流行病学细菌学真菌学病毒学菌物学原生动物学藻类学微生物生理学微生物遗传学微生物生态学分子生物学细胞微生物学微生物基因组学放大2应用微生物学按生态环境按技术与工艺按应用范围土壤微生物学海洋微生物学环境微生物学水微生物学宇宙微生物学分析微生物学微生物技术学发酵微生物学遗传工程工业微生物学农业微生物学医学微生物学药学微生物学兽医微生物学食品微生物学预防微生物学1.2.2污染控制微生物学的内涵污染控制微生物学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，属于环境微生物学的研究范畴，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，着重研究栖息在自然环境、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。(参考教材P1)生物病毒界原生生物界原核生物界蓝藻门细菌门真菌界动物界植物界原生动物门藻类酵母菌霉菌微型后生动物大型后生动物各类植物微细藻类微生物的分类地位污染控制相关微生物的分类地位污染控制微生物学的研究对象1.2.3主要研究内容和任务自然环境以及污染环境中的微生物生态学；污染控制中的微生物学原理以及微生物资源的开发与利用；特种废水的处理技术以及高效、经济、节能废水处理技术的开发与应用；生物工程和一些微生物新技术在污染控制中的应用；环境中有害微生物的去除以及病原微生物的快速检测技术；废水及固体废弃物生物处理过程中的减量化和资源化技术。（参见教材P