水处理生物学教学大纲

《水处理生物学》教学大纲课程名称：水处理生物学学分：2.5总学时：40讲课学时：24实验学时：16考核方式：考试先修课程：适用专业：给水排水工程开课系或教研室：（一）课程性质与任务1．课程性质：本课程是给水排水科学与工程专业的专业必修课，属于专业基础课。2．课程任务：水处理微生物学是研究生活在各种水环境中的微生物的形态、结构、功能、物质代谢与营养生长的科学，是环境微生物学的重要组成部分。也是给水排水工程专业的一门重要的专业基础课。它是在一般性的研究微生物的形态、细胞结构、功能以及微生物的营养、呼吸、物质代谢、生长、繁殖与遗传变异的基础上，着重研究栖息在水体、城市生活污水、工业废水等各种水环境中的微生物及污水净化中的生物学原理。（二）课程教学基本要求1、本课程环节包括课堂讲授、讨论、答疑和期末考试等教学环节。2、课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法，理论结合实际，应用日常生活，工程实践和最新研究成果，引导学生加深对所学知识的理解和运用，提高学生学习本课程的兴趣和积极性。3、要求学生认知读书，课前预习——泛读，课后复习——精读，从中学会自学的方法和获取知识的能力。4、通过本课程的教学，学生在理解和掌握教学大纲所要求得知识内容的基础上，能正确的应用这些知识解决实际的问题。（三）课程教学内容绪论（2学时）教学内容及要求：1、了解微生物学研究对象和特点2、了解水中常见的微生物的类型及其特点。3、了解微生物在水处理中的作用及重要性教学重点：1、掌握微生物概念、研究内容及在水处理中的作用第一章原核微生物（4学时）教学内容及要求：1、掌握原核微生物种类及特点；2、掌握细菌的大小、形态、结构、培养特征和繁殖方式；3、掌握放线菌的大小、形态、结构、培养特征和繁殖方式；4、掌握丝状细菌特点和水处理中的作用5、了解支原体、立克次氏体和衣原体教学重点：掌握原核微生物的主要种类、大小、形态、结构、培养特征和繁殖方式；第一节:细菌1、细菌的大小；细菌的三种基本形态及繁殖方式2、细菌细胞的基本结构；细菌细胞的特殊结构。3、细菌在不同培养基中的菌落特征。第二节放线菌1、放线菌的形态与菌落特征；繁殖方式2、几种主要丝状细菌的的形态特征。第三节水处理中的其他原核微生物了解支原体、立克次氏体和衣原体及蓝细菌第二章真核微生物（4学时）教学内容及要求：1、掌握真核微生物的特点及分类；2、掌握酵母菌的大小、形态、结构、培养特征和繁殖方式；3、掌握霉菌大小、形态、结构、培养特征和繁殖方式；4、掌握原生动物及微型动物的种类、特点，以及在水处理中的作用教学重点：掌握真核微生物的主要种类、形态、结构、及在水处理中的作用第一节:酵母菌酵母菌的形态、大小、结构及繁殖方式第二节霉菌霉菌的形态、大小、结构及繁殖方式第三节原生动物、微型后生动物及藻类藻类、原生动物及微型动物的种类、特点，以及在水处理中的作用第三章病毒（1学时）教学内容及要求：1、掌握病毒的特征、形态结构和繁殖2、了解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教学重点：掌握病毒的特点第四章微生物的生理特性（2学时）教学内容及要求：1、掌握微生物的六大营养类型及其作用2、理解微生物的代谢途径、以及由此划分的微生物的四大营养类型教学重点：微生物的营养需求、代谢途径、营养类型第一节微生物的营养1、微生物的化学组成与营养物质（化学组成，营养物质）2、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）3、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1、酶的性质与作用特征，酶的种类2、微生物代谢途径、以及呼吸作用和呼吸作用类型，第五章微生物的生长和遗传变异（2学时）教学内容及要求：1、掌握微生物的生长规律和特点2、掌握微生物生长曲线的意义、作用及特点3、理解微生物遗传、变异的基本概念和特点教学重点：微生物生长曲线的特点和作用、微生物变异的特点和如何利用这一性质第一节微生物的生长细菌的生长曲线（缓慢期，对数期，稳定期，衰亡期）；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）。第二节微生物的遗传变异遗传变异的物质基础；微生物的变异（非遗传性变异，遗传性变异）第六章微生物生态（1学时）教学内容及要求：1、了解微生物在环境中的分布2、了解微生物之间、微生物与环境之间的相互作用教学重点：微生物在环境中的分布以及与环境之间的相互作用第一节微生物在环境的分布微生物在土壤中的分布、微生物在水体中的分布、微生物在空气中分布第二节微生物间的相互关系互生关系、共生关系、寄生关系第七章微生物在自然界物质循环中的作用（2学时）教学内容及要求：1、掌握微生物参与物质循环的基本特点和作用2、掌握氮元素的转化途径3、了解复杂有机物的降解特点4、了解硫、磷的转化途径教学重点：微生物在自然界物质转化中的重要作用及一般途径第一节碳素循环微生物分解有机质的一般途径以及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第二节氮素循环微生物转化氮素物质的一般途径；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）、硝化作用（亚硝化作用，硝化作用）、反硝化作用第三节矿物质循环微生物转化矿物质的一般途径；硫的转化作用；磷的转化；铁的转化第八章污水处理系统中的微生物及其作用（4学时）教学内容及要求：1、掌握污水生物处理的基本原理和类型2、掌握好氧处理系统的原理、特点3、掌握厌氧处理系统的原理、特点4、掌握水处理系统中的微生物类群及其作用教学重点：污水处理系统的原理、类型以及系统中的主要微生物类群第一节好氧生物处理好氧生物处理的基本原理、主要类型（活性污泥法、生物膜法）以及系统中的主要微生物（菌胶团、丝状菌）第二节厌氧生物处理厌氧生物处理的基本原理、主要类型以及系统中的主要微生物第三节生物脱氮除磷的原理第九章水的卫生细菌学（2学时）教学内容及要求：掌握水体中的主要病原微生物的形态与传播疾病的渠道及其控制方法教学重点：水体中的主要病原微生物的检测及其控制方法第一节水中的微生物及其分布第二节水中的病原细菌及生活饮用水的细菌标准存在于水体中的主要病原微生物的形态与传播疾病的渠道；我国生活饮用水的细菌标准。第三节水中微生物的控制方法（四）学时分配表章序内容课时备注1绪论22原核微生物43真核微生物44病毒15微生物的生理特性26微生物的生长和遗传变异27微生物生态18微生物在自然界物质循环中的作用2（五）教材及参考书教材：《水处理生物学》主编：顾夏声出版社：中国建筑工业出版社出版或修订时间：2011参考书：《环境工程微生物学》主编：胡家骏出版社：高等教育出版社执笔：审核：审定：日期：年月日9污水处理系统中的微生物及其作用410水的卫生细菌学22.课内实验：《水处理生物学》（课内实验）实验大纲课程名称：水处理生物学实验总学时数：16适用专业：给排水科学与工程承担实验室：（一）实验教学的目的和要求通过实验，加深理解课堂教学的内容，训练学生熟练使用光学显微镜观察各种微生物包括活性污泥生物相形态，掌握培养基的制备及无菌操作技术、微生物的纯种分离、培养及接种技术。通过实验要求学生掌握实验原理，要求学生实事求是，树立严肃认真的科学态度，实验前必须进行充分预习，实验时必须当时做实验记录，实验结束后，应以实事求是的科学态度及时整理报告内容。（二）实验项目名称和学时分配序号实验项目名称学时数必/选开01显微镜的使用及微生物形态观察3必02微生物计数2必03革兰氏染色2必04微生物纯种分离、培养及接种技术4必05活性污泥中微生物的种类及形态观2必（三）单项实验的内容和要求（包括实验分组人数要求）（1）显微镜的使用及微生物形态观察掌握光学显微镜的结构、原理、学习显微镜的操作方法；掌握不同微生物形态结构特点，学会在显微镜下区分不同的微生物。每次实验人数30人，3人一个小组。（2）微生物计数掌握细胞计数板的构造和计算原理；学会在显微镜下找到计数板的计数部分，并掌握计数方法。每次实验人数30人，3人一个小组。（3）革兰氏染色掌握微生物的染色原理及操作方法，了解革兰氏阳性及阴性菌在显微镜下的区别。每次实验人数30人，3人一个小组。（4）微生物纯种分离、培养及接种技术掌握从环境中分离纯化微生物的方法；掌握多种接种技术。每次实验人数30人，3人一个小组。（5）活性污泥中微生物的种类及形态观察察06活性污泥微生物耗氧速率的测定3必070809观察活性污泥中的微生物的不同类群和形态特征，熟悉微生物镜检方法。每次实验人数30人，3人一个小组。（6）活性污泥微生物耗氧速率的测定掌握活性污泥微生物耗氧速率的测定方法。每次实验人数30人，3人一个小组。（四）使用教材及参考书教材：《水处理生物学》主编：顾夏声出版社：中国建筑工业出版社（五）实验的考核形式平时成绩占50%，实验报告占50%。执笔：审核：审定：日期：年月日