环境微生物学教学大纲

1、环境微生物学课程教学大纲环境微生物学课程教学大纲一、课程介绍一、课程目标及地位 环境微生物学(Environmental Microbiology)是重点研究污染环境中的微生物学，是环境科学中的一个重要分支，是20世纪60年代末兴起的一门边缘学科，它主要以微生物学本学科的理论与技术为基础，研究有关环境现象，环境质量及环境问题，与其他学科如土壤微生物学，水及污水处理微生物学，环境化学，环境地学，环境工程学等学科互相影响，互相渗透，互为补充。环境微生物学研究自然环境中的微生物群落，结构，功能与动态；研究微生物对不同环境中的物质转化以及能量变迁的作用与机理，进而考察其对环境质量的影响。二、教学基本要

2、求 环境微生物学是环境工程、制药工程、食品科学与工程、食品质量与安全和生物技术专业的一门重要技术基础课，以阐述微生物的形态结构与功能、微生物的营养、环境因素对微生物生长的影响以及微生物的遗传育种为主，同时适当介绍微生物的生态学、微生物的分类以及传染与免疫等知识。考虑到学生已经在生物化学课中学过各种物质代谢的知识，所以在工业微生物学中不再讲解，只介绍微生物的产能方式如呼吸和发酵。通过本课程的学习，要求学生掌握微生物的基本知识，包括微生物的形态、结构、营养、生长、环境因素对微生物的影响、菌种选育、菌种保藏以及新陈代谢和遗传变异等；了解微生物在生物界中的地位，在自然界中的分布与作用，特别是在食品、发

3、酵与制药工业中的实际应用等，为其它专业课的学习奠定良好基础。   为适应相应专业的发展，还要求比较系统地掌握发酵专业中有关微生物的形态、生理、培养、鉴别、检出、筛选、保藏等方面的知识；了解微生物对营养物质的需要和营养物质在生命活动中的功能，具有选择与配制培养基的能力；掌握灭菌的原理与方法；了解环境因素与微生物生命活动的关系、了解微生物的生长发育、呼吸与发酵之间的关系、了解微生物在自然界中的分布及微生物间的相互关系和寻找新菌种的途径。通过对遗传变异知识的学习使学生具有分离、筛选和培育微生物新菌种的能力。三、课程的重点和难点本课程的讲授一般安排在第四个学期，本课程重点是微生物的

4、微生物的基本结构、分类与鉴定；掌握微生物的形态结构, 分离纯化和鉴定方法；难点是遗传与变异。重点章节是第5章、第6章微生物与环境的关系。难点章节是第1章、第2章，微生物的多样性与基本结构。（四）课程教学方法与手段经过多年的探索总结，教学方法上，我们改变过去传统的单一的“传授式”教学方法。将启发式、讨论式、交互式等多种教学方法灵活地应用于课堂教学，使学生成为教学的主体，从被动学习变为主动学习，从而提高学生的学习兴趣，培养学生自主学习的能力和创新思维。通过基本实验强化学生对理论知识的理解；通过综合设计性实验激发学生的创造性和培养科学严谨的工作作风；通过课外开放性实验帮助学生将课堂所学知识与实践结合

5、起来，提高了学生对该课程学习的主动性和积极性，收到很好的教学效果。（五）教学时数分配表环境微生物学教学时数分配表教学内容各教学环节学时分配章节主要内容讲授实验实践指导自学小计1绪论332环境中微生物的主要类群993环境中微生物的生理特性664微生物生态335微生物对环境污染和净化的影响336微生物在环境污染防治中的应用667细菌的人工培养法38细菌的分布及消毒与灭菌39细菌形态与结构的检查法3微生物细胞数的计数3微生物大小的测定3土壤微生物的分离和观察3合计3018048（六）教材与主要参考书教材：环境工程微生物学：周群英，高廷耀主编，高等教育出版社，2001。参考书：微物学教程，周德庆编，第

6、二版，高等教育出版社，2002.7，微生物学，李阜棣、胡正嘉主编，第五版，中国农业出版社，2000.7。微生物生物学，杨苏声和周俊初主编，科学出版社，2000.7。Brock Biology of Microorganisms, ed. by Madigan, Martinko and Parker，Tenth edition. Prentice Hall. 2003。（七）考核与评价考核形式：考试成绩平时成绩实验成绩。评价方式：综合评价。评分标准：70（卷面成绩）5（平时成绩）25（实验课成绩）三、教学内容纲要环境微生物学课程教学内容纲要第一章 绪论一、教学目的与要求掌握微生物的概念、微生物

7、的特点了解微生物学与环境微生物学的形成与发展二、教学内容第一节 微生物的特点1、个体小、种类多、分布广、代谢类型多样2、繁殖快3、代谢强度大：4、数量多5、易变异第二节 环境微生物学的研究内容1、自然环境中的微生物生态学研究2、污染环境中的微生物生态学研究3、废水、废物的生物处理中的微生物学原理和方法研究4、环境监测与评价的微生物方法和原理研究第三节 学习环境微生物的意义21世纪环境微生物学展望三、教学形式与方法课堂讲授，多媒体教学。第二章 环境中微生物的主要类群一、教学目的与要求掌握细菌、真菌、支原体、衣原体、病毒的概念；细菌、真菌、病毒的基本生物学性状熟悉细菌的基本结构和特殊结构及其生物学

8、意义了解微生物培养和生长繁殖规律二、教学内容第一节 细菌1、细菌的形状和大小细菌的个体形态（三种主要形态）菌落的形态（colony）2、细菌细胞的结构3、环境中常见的细菌种类细菌种类繁多，需依据形态、生理、生化特征及碱基组成百分数等性状加以分类。根据“伯杰氏细菌鉴定手册”就环境中常见的细菌类群作一简介。第二节 放线菌放线菌的发现1、放线菌的特征2、放线菌的主要类群链霉菌属、诺卡氏菌属、放线菌属、小单孢菌属、链孢囊菌属。第三节 其它原核微生物1、立克次氏体（Rickettsia）2、衣原体（Chlamydia）3、支原体4、螺旋体5、粘细菌6、鞘细菌7、蛭弧菌（Bdellovibrio）8、蓝细

9、菌第四节 真核微生物真核微生物主要包括真菌中的酵母菌(yeast)、霉菌，动物中的原生动物和植物中的微型藻类。1、酵母菌2、霉菌（mold）代表霉菌介绍：根霉、曲霉、青霉3、原生动物4、微型藻类第五节 病毒1、病毒的特征2、病毒的基本结构3、病毒的感染过程4、毒性噬菌体和温和噬菌体5、病毒的培养和计数6、环境因子对病毒的影响7、类病毒最新进展：朊病毒三、教学形式与方法课堂讲授，多媒体教学。第三章 环境中微生物的生理特性一、教学目的和要求掌握培养基的配制原则，微生物群体生长的测定方法。熟悉微生物群体生长的规律。了解微生物生长必需的营养物质和条件。二、教学内容第一节 微生物的营养同化作用、异化作用

10、1、微生物细胞的化学组成2、微生物必需的营养物质3、微生物的营养类型营养类型：光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型4、微生物的培养基培养基是人工配置的、适于微生物生长繁殖或累积代谢产物的营养基质。5、物质的运输营养物质进入细胞的途径：扩散、促进扩散、主动运输、基团移位等。第二节 微生物的生长1、微生物生长的概念2、测定微生物群体生长的方法3、微生物群体生长的规律4、理化因子对微生物生长的影响温度、氧气：好氧微生物、厌氧微生物、兼性厌氧微生物、pH 5、消毒与灭菌第三节 微生物的能量代谢1、化能异养微生物通过对有机物的氧化，产生能量获得ATP根据最终电子受体（或最终受H体）的不同，可把

11、微生物的呼吸类型分为3类：发酵：最终电子受体为有机物，在无氧条件下进行有机物的氧化。好氧呼吸：最终电子受体为O2。无氧呼吸：最终电子受体为除了O2之外的无机物。2、光能利用微生物转化太阳能为化学能、产生ATP3、无机物氧化产生ATP三、教学形式与方法课堂讲授，多媒体教学。第四章 微生物生态一、教学目的与要求掌握微生物在自然界的分布规律以及微生物群落的发展与演替。熟悉自然界中常见的微生物种类。了解微生物在自然界物质循环中的作用。二、教学内容第一节 微生物生态研究中必须注意的几个问题1、微环境或微生境（Microhabitat）2、表面环境与附着3、营养4、生长速度5、影响生态系统的群体水平第二节

12、 环境中微生物群落的组成1、空气中的微生物（1）室外空气中微生物的数量和分布（2）室内空气中微生物的数量和分布2、土壤中的微生物（1）常见类群（2）分布：团粒内外分布、垂直分布、地理分布（3）土壤自净作用3、陆地水域中的微生物4、海洋中的微生物第三节 微生物群落的发展和演替1、演替及其类型2、微生物群落的演替实例第四节 微生物在自然界物质循环中的作用1、碳素循环2、氮素循环固氮微生物的类型、固氮机理3、硫素循环4、磷素转化第五节 微生物间以及它与其它生物间的相互关系1、微生物间的相互关系2、微生物与高等植物间的相互关系3、微生物与人体及动物间的相互关系第六节 极端环境中的微生物1、好热菌现象，

13、耐热机制，多胺的作用2、对微生物的冷冲击现象，机理的探讨3、抗射线的细菌及其机理抗射线的细菌，机理的探讨4、海洋细菌的盐适应机理三、教学形式与方法课堂讲授，多媒体教学。第五章 微生物对环境污染和净化的影响一、教学目的与要求掌握微生物引起的环境污染问题。熟悉污染物的微生物降解与转化以及测试方法。二、教学内容第一节 微生物引起的环境污染问题1、耗氧有机物对水体的污染2、耐酸细菌与酸性矿水的污染3、微生物引起的管道堵塞与厌氧锈蚀4、微生物引起的硝酸盐还原对人体的影响5、汞的生物甲基化6、砷的还原与甲基化7、微生物毒素与食品污染第二节 污染物的微生物降解与转化1、微生物的化学作用2、有机污染物的生物降解性3、有机污染物的生物降解性的测试方法4、污染物的微生物降解与转化三、教学形式与方法课堂讲授，多媒体教学。第六章 微生物在环境污染防治中的应用一、教学目的与要求掌握微生物在废水、废弃物处理中的应用，环境监测的微生物学指标。了解废水生物处理技术的新发展。二、教学内容第一节 废水处理与微生物1、废水处理的方法2、废水的污染指标和净化度指