《环境微生物学》课程教学大纲

1、环境微生物学Environmental Microbiology一、课程基本情况课程类别：专业任选课课程学分： 2 学分课程总学时： 32 学时，其中讲课：32 学时，实验（含上机）：0 学时，课外 0 学时课程性质：选修开课学期：第6学期先修课程： 环境生物学及实验适用专业： 环境科学教 材：王家玲主编，李顺鹏、黄正副主编，环境微生物学（第二版），高等教育出版社，2004。开课单位：环境科学与工程学院环境科学系二、课程性质、教学目标和任务环境微生物学是环境科学专业一门重要的专业选修课程，它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，其重点是研究污染控制技术中涉及到的微生物学

2、问题，是在普通微生物学的基础上，着重研究生长在自然环境、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技术中的微生物学原理。本课程的主要研究对象是微生物的形态结构、分类鉴定、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、微生物各类群之间、微生物与其它生物之间及微生物与环境之间的相互作用、相互影响的复杂关系等。其作用和目的是为了更好地认识、利用、控制和改造微生物，造福于人类。由于参与环境污染净化的微生物种类繁多，而微生物本身又在污染的环境中生长繁殖，不断演变，所以阐明微生物自身的生长变化规律以及与环境的复杂关系是本课程的主要任务，主要内容包括微生物的类群，微生物的生长和代

3、谢，微生物的遗传和变异，微生物在环境中的分布及其相互关系，微生物在物质循环中的作用，微生物对污染物的降解与转化，污水、废渣与废气的微生物处理，污染环境的生物修复等。本课程着重讨论与环境污染控制相关的微生物学问题。三、教学内容和要求第1章 绪论 （1学时）1.1微生物与环境（0.5学时）（1）理解微生物对人类生存环境的影响；（2）掌握微生物的特点。重点：微生物的特点难点：无1.2环境微生物学的定义与研究任务（0.5学时）（1）了解环境微生物学的定义；（2）了解我国环境微生物学的兴起与发展；（3）理解环境微生物学当前主要研究任务。重点：环境微生物学的主要研究任务难点：环境微生物学的主要研究任务第2

4、章 环境中的微生物 (2学时)2.1 真细菌、古细菌和真菌（1学时）(1)了解古细菌及其特点；(2)掌握真细菌和真菌的结构、特点及主要分类。重点：真细菌和真菌的结构、特点及分类难点：真细菌和真菌的结构、特点及分类2.2 藻类、原生动物及非细胞型微生物（1学时）(1)了解藻类的形态构造、分类及生理特征；(2)理解原生动物的营养与繁殖，常见原生动物代表；(3)理解微生物的分类、鉴定和保藏；(4)掌握病毒和噬菌体的形态特点及增殖方式。重点：病毒和噬菌体难点：病毒和噬菌体第3章 微生物的生长与代谢 (2学时)3.1 微生物的营养、代谢与生长繁殖（1.5学时）(1)了解微生物的营养类型和摄取；(2)了解

5、微生物的生长与繁殖的概念；(3)理解微生物的呼吸类型及同化作用；(4)理解分批培养与连续培养；(5)掌握酶的概念及微生物的能量生成与转换；(6)掌握微生物生长量的测定方法。重点：微生物的呼吸类型及同化作用，酶的概念，微生物的能量生成与转换难点：分批培养与连续培养，微生物生长量的测定方法3.2 环境因素对微生物生长的影响（0.5学时）(1)理解氧气和氧化还原电位、温度、辐射等环境因素对微生物生长的影响。重点：氧气和氧化还原电位，温度的影响难点：氢离子浓度，超声波，辐射的影响第4章 微生物的遗传与变异 (2学时)4.1 微生物的遗传和变异（1.5学时）(1)了解RNA与遗传表达，微生物基因表达的调

6、控；(2)理解细胞中DNA的复制，DNA损伤的修复；(3)掌握微生物遗传的物质基础，微生物的变异与基因突变机理、类型。重点：微生物遗传的物质基础，基因突变难点：微生物基因表达的调控4.2 微生物基因重组和人工构建新菌株（0.5学时）(1)了解原生质体融合和基因工程；(2)理解原核和真核微生物的基因重组，诱变育种。重点：原生质体融合，基因重组难点：原生质体融合，基因重组第5章 微生物在环境中的分布及其相互关系（2学时）5.1 微生物在环境中的分布（1学时）(1)了解极端环境中的微生物；(2)理解微生物在食品上的分布；(3)掌握微生物在土壤、水体和空气中的分布。重点：微生物在土壤、水体和空气中的分

7、布难点：微生物在土壤、水体和空气中的分布5.2 微生物间的相互关系（1学时）(1)理解寄生和拮抗关系；(2)掌握互生和共生关系。重点：互生和共生关系难点：寄生和拮抗关系第6章 微生物在物质循环中的作用 （2学时）6.1 碳素生物循环（1学时）(1)了解微生物分解木素及芳香族物质；(2)理解微生物分解果胶类物质、烃类、脂质和淀粉；(3)掌握微生物分解有机物的一般途径；(4)掌握微生物分解纤维素和半纤维素。重点：微生物分解有机物的一般途径，微生物分解纤维素和半纤维素难点：微生物分解果胶类物质、烃类、脂质和淀粉6.2 氮素生物循环和其他无机元素的生物循环与转化（1学时）(1)了解无机元素如硫、磷、铁

8、的循环与转化；(2)理解微生物转化氮素的一般途径，氨化作用；(3)掌握硝化与反硝化作用，生物固氮作用。重点：氨化作用，硝化与反硝化作用难点：硝化与反硝化作用第7章 微生物对污染物的降解与转化 (2学时)7.1 微生物对有机污染物的降解（1.5学时）(1)了解生物降解与生物转化的概念；(2)了解微生物降解污染物的一般途径；(3)理解微生物对石油、芳香族、卤代烃等有机污染物的降解。重点：微生物降解污染物的一般途径难点：微生物对石油、芳香族、卤代烃等有机污染物的降解7.2 微生物对重金属及类金属的转化（0.5学时）(1)了解微生物对汞和砷的转化；(2)理解微生物对硒、铅等的转化。重点：微生物对汞和砷

9、的转化难点：微生物对硒、铅、锡的转化第8章 污水的生物处理 (2学时)8.1 污水生物处理概述及有机污水的生物处理（1学时）(1)了解水体污染及其危害，污水处理的一般技术途径；(2)理解污染物浓度指标及其意义，污水排放标准及处理要求；(3)掌握有机污水处理的基本原理，好氧和厌氧生物处理。重点：有机污水处理的基本原理，好氧和厌氧生物处理难点：好氧和厌氧生物处理8.2 氮磷污水和其他无机污染物废水的生物处理（1学时）(1)了解含硫废水和金属废水的生物处理；(2)掌握生物脱氮除磷技术。重点：生物脱氮除磷技术难点：生物脱氮除磷技术第9章 废渣与废气的生物处理 (1学时)9.1 废渣的生物处理（0.5学

10、时）(1)了解卫生填埋法；(2)理解高温堆肥法。重点：高温堆肥法难点：高温堆肥法9.2 废气的生物处理（0.5学时）(1)了解废气的生物处理原理与微生物相；(2)理解废气生物处理的主要影响因素和工艺类型。重点：废气生物处理的主要影响因素难点：废气生物处理的工艺类型第10章 污染环境的生物修复 (2学时)10.1 生物修复的原理与修复类型（1学时）(1)了解生物修复的概念和发展过程；(2)理解生物修复的原理与影响因素；(3)掌握原位和易位生物修复。重点：生物修复的原理与影响因素难点：原位和易位生物修复10.2 生物修复的应用（1学时）(1)理解农药和石油污染的生物修复；(2)掌握污染水体的生物修

11、复。重点：污染水体的生物修复难点：石油污染的生物修复第11章 环保型微生物制剂的开发应用 (2学时)11.1 环保型微生物制剂及其品种（1学时）(1)了解生物塑料；(2)理解微生物降解剂和生物表面活性剂；(3)理解微生物农药和微生物肥料。重点：微生物降解剂难点：微生物农药和肥料11.2 环保型微生物制剂的生产使用与展望（1学时）(1)了解环保型微生物制剂的迟效和失效问题；(2)理解微生物制剂及其保存和使用；(3)掌握菌种选育和菌数扩增与生产。重点：菌种选育和菌数扩增与生产难点：微生物制剂及其保存和使用第12章 微生物与废物资源化 (2学时)12.1 单细胞蛋白（1学时）(1)了解单细胞蛋白的经

12、济生物学特性；(2)理解单细胞蛋白的可接受性与安全性；(3)掌握生产单细胞蛋白的微生物及单细胞蛋白生产的一般工艺流程。重点：生产单细胞蛋白的微生物难点：单细胞蛋白生产的一般工艺流程12.2 细菌冶金（0.5学时）(1)了解细菌冶金的原理和方法；(2)理解细菌冶金的微生物及主要影响因素。重点：细菌冶金的原理和方法难点：细菌冶金的主要影响因素12.3 微生物与能源（0.5学时）(1)了解微生物产生醇类与氢气；(2)掌握微生物产甲烷。重点：微生物产甲烷难点：微生物产生醇类与氢气第13章 环境中的致病微生物 (2学时)13.1 空气、水体和土壤的微生物污染（1.5学时）(1)了解空气中的病原微生物及其

13、传播和防治措施；(2)理解土壤中的病原微生物及其传播和预防；(3)掌握水中的病原微生物及污染防治。重点：水中的病原微生物及污染防治难点：土壤中的病原微生物及其传播13.2 食品的微生物污染及医院内感染（0.5学时）(1)了解几种典型的食品微生物污染；(2)了解葡萄球菌、链球菌等医院内感染微生物；(3)了解几种血源性感染病毒；(4)理解食品微生物污染的防治。重点：食品微生物污染的防治难点：食品微生物污染的防治第14章 微生物的代谢产物与环境污染 (2学时)14.1 微生物毒素的污染与危害（1学时）(1)了解藻类毒素；(2)理解放线菌和真菌毒素；(3)掌握细菌毒素。重点：细菌毒素难点：放线菌和真菌

14、毒素14.2 微生物一般代谢产物的污染与危害（1学时）(1)了解农药代谢的毒性产物和气味代谢物；(2)理解微生物的代谢产物硫化氢、酸性矿水、甲基汞等；(3)掌握微生物的一般代谢产物氨、硝酸与亚硝酸、氮氧化物。重点：微生物的一般代谢产物氨、硝酸与亚硝酸、氮氧化物难点：微生物的代谢产物硫化氢、酸性矿水、甲基汞第15章 微生物与水体富营养化 (2学时)15.1 水体富营养化的影响及危害(1学时)(1)了解自然景观的危害及水体生态和生物的影响；(2)掌握富营养化水体微生物的动态变化。重点：富营养化水体微生物的动态变化难点：富营养化水体微生物的动态变化15.2 富营养化成因、影响因素及监测指标与评价（1

15、学时）(1)理解富营养化的指标与评价；(2)掌握水体富营养化的成因及影响因素。重点：水体富营养化的成因及影响因素难点：富营养化的指标与评价第16章 环境污染的指示微生物 (1学时)16.1 一般污染指示微生物（0.5学时）(1)了解致病菌的指示菌和肠道病毒的指示微生物；(2)理解细菌总数、霉菌和酵母菌总数的概念；重点：细菌总数难点：霉菌和酵母菌总数16.2 粪便污染指示菌（0.5学时）(1)了解粪链球菌、产气荚膜梭菌和蛭弧菌；(2)掌握总大肠菌群和粪大肠菌群。重点：总大肠菌群和粪大肠菌群难点：总大肠菌群和粪大肠菌群第17章 污染物生物毒性的微生物学检测方法 （1学时）17.1 原核微生物和真核

16、微生物检测法（0.5学时）(1)了解发光细菌和硝化细菌检测方法；(2)了解藻类和原生动物检测方法。重点：细菌生物发光抑制试验难点：硝化作用抑制试验17.2 活性污泥毒性检测法及微生物学检测法评价（0.5学时）(1)了解脱氢酶活性试验和呼吸抑制试验；(2)理解污染物毒性的微生物学检测法的特点。重点：污染物毒性的微生物学检测法的特点难点：脱氢酶活性试验和呼吸抑制试验第18章 污染物致突变性的微生物检测方法 (1学时)18.1 基因突变试验（0.5学时）(1)了解发光细菌试验；(2)理解鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验。重点：鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验难点：鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验18.2 DNA损伤修复试验和DNA重组试验（0.5学时）(1)了解SOS显色试验和溶原性细菌试验；(2)了解聚合酶缺陷型菌株试验和重组缺陷型菌株试验；(3)了解微生物致突变试验与致癌物的确定。重点：微生物致突变试验与致癌物的确定难点：DNA重组试验第19章 微生物监测技术的新发展 (1学时)19.1 分子生物学技术在环境微生物监测中的应用（0.5学时）(1)了解分子生物学技术与环境微生物的分类、鉴定、监测；(2)了解报告基因与环境微生物监测。重点：分子生物学技术与环境微生物的分类、鉴定、监测难点：报告基因与环境微生物监测19.2 微生物传感器在环境监测中的应用(0.5学时)