《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 |
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实践学时 |
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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。 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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2 |
合计 |
54 |
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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