《环境工程微生物学》课程教学大纲

1、环境工程微生物学Environmental Engineering Microbiology一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分： 3 学分课程总学时：48 学时，其中讲课：48学时，实验（含上机）： 学时，课外 学时课程性质：必修开课学期：第3学期先修课程： 无适用专业： 环境工程教 材：环境工程微生物学（第四版），高等教学出版社，周群英、王士芬编著，2014开课单位：环境科学与学院环境工程系二、课程性质、目标和任务环境工程微生物学是环境工程专业重要的学科基础课之一，其任务是使学生获得本专业所涉及的、必须掌握的与环境工程相关的微生物学基础知识、基本理论和基本技能，为今后更进一步学习废

2、水生物处理或固体废弃物处理等专业课程打好必要的基础。本课程主要讲述环境工程中的污（废）水及有机固体废物生物处理和水体、土壤及大气污染与自净过程中涉及到的、本专业人员必须掌握的微生物学知识及有害微生物的检验与控制技术，内容包括原核微生物；非细胞结构的超微生物病毒；真核微生物；微生物的生理与代谢；微生物与环境因素的关系；微生物的生长繁殖和生存因子、遗传与变异；微生物在地球圈层中的微生态；微生物在环境工程中的应用；空气和水的微生物检验和控制等。三、教学内容和要求1绪论（2学时）（1）掌握微生物的分类方法和命名原则；微生物定义；（2）熟悉微生物与人类的关系；（3）理解原核微生物与真核微生物的含义；（4

3、）了解环境工程微生物学的研究对象和任务；微生物学发展过程中的重大事件；（5）初步了解微生物的共同特点；微生物的发现和微生物学的建立与发展；微生物在环境保护中的应用；重点：微生物的分类方法和命名原则难点：微生物的分类方法和命名原则2病毒（4学时）（1）掌握病毒的特点；病毒的形态和大小；病毒对抗菌物质的抵抗力；（2）熟悉病毒的分类；病毒的繁殖过程；病毒对化学物质的抵抗力；（3）理解病毒的溶原性；病毒的化学组成和结构；（4）了解病毒对物理因素的抵抗力；病毒的培养；（5）初步了解类病毒和病毒；病毒的培养特征；病毒的危害、对策与应用重点：病毒的特点；病毒的形态和大小；病毒对抗菌物质的抵抗力难点：病毒的特

4、点；病毒的形态和大小；病毒对抗菌物质的抵抗力3原核微生物（4学时）（1）掌握细菌的形态与大小；细菌细胞壁功能；荚膜的功能；鞭毛的构造；蓝细菌与人类及环境的关系；（2）熟悉细菌细胞的结构；革兰氏染色过程；原生质；细菌芽孢的特点；放线菌形态与结构；（3）理解细菌的大小；菌胶团；芽孢；菌毛；培养基；菌落；蓝藻；放线菌；放线菌生长与繁殖；（4）了解古菌的特点；荚膜的组成；菌落特征；细菌的物理化学性质；蓝藻形态大小；蓝细菌的构造；立克次氏体的特点；衣原体的特点；支原体的特点；（5）初步了古菌的分类；芽孢的抵抗机制；鞭毛生理功能；蓝藻特性；蓝细菌生活环境；蓝细菌细胞的几种特化形式；重点：细菌的形态与大小；

5、细菌细胞壁功能；荚膜的功能；鞭毛的构造难点：细菌的形态与大小；细菌细胞壁功能；荚膜的功能；鞭毛的构造4真核微生物（4学时）（1）掌握原生动物的生命特征和生理功能；藻类的一般特征；掌握酵母菌、霉菌的形态、结构、繁殖和培养特征（2）熟悉原生动物的细胞结构；原生动物的营养类型；各门特征；（3）理解原生动物的概念；原生动物的一般特征、分类；真菌；微型后生动物；（4）了解原生动物的繁殖；原生动物与人类的关系；各纲特点及在水体自净、污水处理中的作用；（5）初步了解微型后生动物的典型代表（轮虫，线虫，寡毛类动物，浮游甲壳动物等）；重点：原生动物的生命特征和生理功能难点：原生动物的生命特征和生理功能5微生物的

6、生理（5学时）（1）掌握微生物的酶组成、分类与命名；微生物的营养类型；培养基及其类别；（2）熟悉营养物进入细胞的方式；微生物的呼吸类型（发酵，好氧呼吸，无氧呼吸）（3）理解酶的催化特性及影响酶活力的因素；新陈代谢；TCA循环；（4）了解微生物的化学组成、所需营养物质；ATP的生成方式；生物氧化类型与产能代谢；（5）初步了解微生物产能种类；微生物发光现象；产甲烷菌的合成代谢、化能自养型微生物的合成代谢和光合作用的途径；重点：微生物的酶组成、分类与命名；微生物的营养类型；培养基及其类别难点：微生物的酶组成、分类与命名；微生物的营养类型；培养基及其类别6微生物的生长繁殖与生存因子（4学时）（1）掌握

7、微生物生长量的测定方法；菌种的退化原因、复壮与保藏方法；（2）熟悉细菌生长曲线各阶段的特点及影响因素；微生物之间的关系；（3）理解微生物的生长繁殖；分批培养；连续培养；细菌生长曲线在污（废）水生物处理中的应用原理；微生物与微生物之间的关系类型；（4）了解研究微生物生长的方法；微生物的生存因子及其作用；极端pH值对微生物的影响；（5）初步了解不利环境因子对微生物的影响；重点：微生物生长量的测定方法；菌种的退化原因、复壮与保藏方法难点：微生物生长量的测定方法；菌种的退化原因、复壮与保藏方法7微生物的遗传与变异（4学时）（1）掌握DNA的复制；DNA的变性和复性；蛋白质合成；基因突变的表现类型；（2

8、）熟悉DNA结构；RNA；密码子；基因突变类型；基因突变的特点；（3）理解遗传和变异；遗传变异的物质基础DNA；变异的实质-基因突变、突变类型；（4）了解微生物的遗传性与变异的含义；导致的基因突变的因素；（5）初步了解遗传工程技术在环境保护中的应用；杂交；转化；转导；重点：DNA的复制；DNA的变性和复性；蛋白质合成；基因突变的表现类型难点：DNA的复制；DNA的变性和复性；蛋白质合成；基因突变的表现类型8微生物的生态（4学时）（1）掌握土壤自净原理和污染土壤微生物生态；水体有机污染指标及内容；生态平衡；微生物在土壤中的分布及数量；（2）熟悉水体微生物的来源；生态系统的分类；土壤生物修复方法；

9、（3）理解生态系统；生物圈；水体自净过程及变化规律；理解水体富营养化的成因；土壤自净；（4）了解土壤的生态条件；土壤污染原因；空气微生物的分布、种类和数量；空气微生物的卫生标准及生物洁净技术；衡量水体自净的指标及污水系统特征；（5）初步了解海洋及淡水中微生物群落分布及生态特征；空气微生物检测；重点：土壤自净原理和污染土壤微生物生态难点：土壤自净原理和污染土壤微生物生态9微生物在环境物质循环中作用（4学时）（1）掌握碳循环；氮循环；硫循环、磷循环、铁和锰的循环；（2）熟悉氮循环的过程及微生物在其中的作用，包括蛋白质水解与氨基酸转化、尿素的氨化、硝化作用、反硝化作用、固氮作用等内容；（3）理解碳循

10、环的过程及微生物在其中的作用，主要包括纤维素、半纤维素、淀粉、脂肪、木质素和烃类的转化；（4）了解氧循环；降解石油的微生物；含氮物质的降解机理；（5）初步了解石油的降解机理；重点：碳循环；氮循环；硫循环、磷循环、铁和锰的循环难点：碳循环；氮循环；硫循环、磷循环、铁和锰的循环10水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理（5学时）（1）掌握活性污泥的形成和存在状态；好氧活性污泥净化废水的作用机理；好氧生物膜法的主要构筑物；废水的厌氧处理的特点；常见活性污泥处理工艺；（2）熟悉好氧活性污泥的组成和性质；生物膜的净化机理；活性污泥丝状膨胀的成因；厌氧活性污泥的性质和组成；（3）理解好氧活性污泥中微

11、生物的浓度和数量；控制活性污泥丝状膨胀的对策；厌氧活性污泥法；厌氧生物膜法；厌氧活性污泥净化废水的作用机理；产甲烷菌产生甲烷的机制；（4）了解好氧活性污泥中的微生物群落；原生动物及微型后生动物的作用；生物膜中的微生物群落及其功能；（5）初步了解好氧活性污泥法的几种处理工艺流程；好氧活性污泥的培养；厌氧活性污泥处理的工艺流程；光合细菌处理高浓度有机废水；含硫酸盐废水的厌氧微生物处理；重点：好氧活性污泥净化废水的作用机理；废水的厌氧处理的特点；难点：好氧活性污泥净化废水的作用机理；废水的厌氧处理的特点；11污水深度处理（4学时）（1）掌握脱氮原理；微生物除磷原理；饮用水的常用消毒方法；（2）熟悉常

12、见的脱磷工艺；（3）理解污染水源水预处理中的微生物学问题；（4）了解微生物脱氮工艺；（5）初步了解用生物法处理废水对水质的要求；重点：脱氮原理；微生物除磷原理难点：脱氮原理；微生物除磷原理12有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落（2学时）（1）掌握好氧堆肥；气体有机废物的微生物处理方法；（2）熟悉卫生填埋法；含硫恶臭污染物的净化；（3）理解固体废物；气体有机废物的微生物处理基本原理；（4）了解挥发性有机化合物的来源；NH3、CO2的净化；（5）初步了解卫生填埋法的渗滤液处理方法；挥发性有机物的生物处理；重点：好氧堆肥难点：好氧堆肥13微生物新技术在环境工程中的应用（2学时）（1）掌握生物表面活性剂和生物乳化剂的开发与应用；（2）熟悉固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用；（3）理解微生物絮凝剂和沉淀剂的开发与应用、优势菌种与生物制剂的开发与应用；（4）了解酶制剂应用的剂型；（5）初步了解酶的提取、纯化方法及固定化酶和固定化微生物的固定方法、；重点：生物表面活性剂和生物乳化剂的开发与应用难点：生物表面活性剂和生物乳化剂的开发与应用四、课程考核（1）作业等：作业：至少 4次。（2）考核方式：闭卷考试。（3）总评成绩计算方式