《环境工程微生物学》化学工程与工艺类本科生课程教学大纲

《环境工程微生物学》教学大纲 课程编号: 总学时:56(理论教学40学时,实践教学16学时) 学分:3.5 基本面向:化学工程与工艺类本科生 所属单位:化工系 、本课程的目的、性质及任务 本课程属工程学科,是生物和环境化工类及相近专业的必修课 本课程需具备一定的微生物学或环境生物学基础知识。环境微生物学这门课主 要包括微生物学基础知识、微生物生态、生物处理技术中的微生物学原理与方法 等三部分内容。通过本课程的学习让学生了解生物处理技术中的微生物学原理与 方法以及利用这些知识在环保领域中的开发与应用。 本课程的基本要求 通过本课程的学习,了解环境中微生物的主要类群及其生理、生态特性,并在 此基础上进一步学习微生物与环境的相互作用关系以及污染物的微生物降解与 转化规律,深刻理解传统及新兴的污染控制与治理技术中所涉及的微生物学原 理,逐步掌握环境微生物学研究的基本方法,为从事相关领域的科研和实践打下 必要的基础。 三、本课程与其它课程的关系 先修课程:有机化学、无机化学、生物化学等,达到教学大纲要求 四、本课程的教学内容 绪论 第一节环境与环境工程面临的问题,可持续发展与微生物 第二节环境工程微生物学的研究对象与任务 第一篇微生物学基础知识 第一章非细胞结构的超微生物—病毒 1-1.病毒的一般特征及其分类

《环境工程微生物学》教学大纲 课程编号： 总学时：56（理论教学 40 学时，实践教学 16 学时） 学分： 3.5 基本面向：化学工程与工艺类本科生 所属单位：化工系 一、本课程的目的、性质及任务 本课程属工程学科，是生物和环境化工类及相近专业的必修课。 本课程需具备一定的微生物学或环境生物学基础知识。环境微生物学这门课主 要包括微生物学基础知识、微生物生态、生物处理技术中的微生物学原理与方法 等三部分内容。通过本课程的学习让学生了解生物处理技术中的微生物学原理与 方法以及利用这些知识在环保领域中的开发与应用。 二、本课程的基本要求 通过本课程的学习，了解环境中微生物的主要类群及其生理、生态特性，并在 此基础上进一步学习微生物与环境的相互作用关系以及污染物的微生物降解与 转化规律，深刻理解传统及新兴的污染控制与治理技术中所涉及的微生物学原 理，逐步掌握环境微生物学研究的基本方法，为从事相关领域的科研和实践打下 必要的基础。 三、本课程与其它课程的关系 先修课程：有机化学、无机化学、生物化学等，达到教学大纲要求。 四、本课程的教学内容 绪论 第一节 环境与环境工程面临的问题，可持续发展与微生物 第二节 环境工程微生物学的研究对象与任务 第一篇 微生物学基础知识 第一章 非细胞结构的超微生物——病毒 1-1．病毒的一般特征及其分类

1-2.病毒的形态和结构 1-3.病毒的繁殖 1-4.病毒的培养 重点掌握:病毒的化学组成与结构、病毒的繁殖过程及溶原性 第二章原核微生物 2-1.细菌 2-2.放线菌 2-3.蓝绿细菌 重点掌握:细菌的形态、细胞结构及各部分结构的功能;细菌的物理化学性质(细 菌的带电性及等电点、革兰氏染色的原理与步骤);放线菌的菌丝体及菌落形态: 兰细菌的细胞结构特点以及与水体富营养化有关的蓝细菌种属 第三章真核微生物 3-1.原生动物 3-2.微型后生动物 3-3.藻类 3-4.真菌 重点掌握:原生动物的细胞结构、分类及胞囊;微型后生动物的分类;真菌的种 类;与水体富营养化有关的藻类 第四章微生物的生理 4-1.微生物的酶 4-2.微生物的营养 4-3.微生物的产能代谢 重点掌握:微生物酶的结构与组成、酶的催化特性、、米-门公式的形式与意义; 微生物的营养物与营养类型、微生物所需的碳氮磷比;微生物的培养基及其类型: 微生物的呼吸类型、ATP的生成方式。 第五章微生物的生长繁殖与生存因子 5-1.微生物的生长繁殖

1-2．病毒的形态和结构 1-3．病毒的繁殖 1-4．病毒的培养 重点掌握：病毒的化学组成与结构、病毒的繁殖过程及溶原性 第二章 原核微生物 2-1．细菌 2-2．放线菌 2-3．蓝绿细菌 重点掌握：细菌的形态、细胞结构及各部分结构的功能；细菌的物理化学性质（细 菌的带电性及等电点、革兰氏染色的原理与步骤）；放线菌的菌丝体及菌落形态； 兰细菌的细胞结构特点以及与水体富营养化有关的蓝细菌种属 第三章 真核微生物 3-1．原生动物 3-2．微型后生动物 3-3．藻类 3-4．真菌 重点掌握：原生动物的细胞结构、分类及胞囊；微型后生动物的分类；真菌的种 类；与水体富营养化有关的藻类 第四章 微生物的生理 4-1．微生物的酶 4-2．微生物的营养 4-3．微生物的产能代谢 重点掌握：微生物酶的结构与组成、酶的催化特性、、米-门公式的形式与意义； 微生物的营养物与营养类型、微生物所需的碳氮磷比；微生物的培养基及其类型； 微生物的呼吸类型、ATP 的生成方式。 第五章 微生物的生长繁殖与生存因子 5-1．微生物的生长繁殖

5-2.微生物的生存因子 5-3.其他不利环境因子对微生物的影响菌种的退化、复壮与保藏 5-4.微生物与微生物之间的关系 5-5.菌种的退化、复壮与保藏 重点掌握:细菌的生长繁殖阶段;细菌的生长曲线及其在废水生物处理中的应用; 微生物生长量的测定方法;微生物的生长因子;极端的温度、pH条件对微生物 的影响;微生物之间的相互关系;菌种的保藏方法 第六章微生物的遗传与变异 微生物的遗传 6-2.微生物的变异 重点掌握:DNA的概念、结构、复制与变性;微生物的遗传与变异的概念;RNA 蛋白质合成过程;分子遗传学的中心法则。 第二篇微生物生态与环境生态工程中的微生物作用 第七章微生物的生态 7-1.生态系统 7-2.土壤微生物生态 7-3.空气微生物生态 水体微生物生态 重点掌握:空气微生物的卫生的标准;污染水体的微生物生态及水体自净:水体 富营养化的概念及判别依据。 第八章微生物在环境物质循环中的作用 8-1.氧循环 8-2.碳循环 3.氮循环 3硫循环 8-3磷循环 8-3铁、锰循环

5-2．微生物的生存因子 5-3．其他不利环境因子对微生物的影响菌种的退化、复壮与保藏 5-4．微生物与微生物之间的关系 5-5. 菌种的退化、复壮与保藏 重点掌握：细菌的生长繁殖阶段；细菌的生长曲线及其在废水生物处理中的应用； 微生物生长量的测定方法；微生物的生长因子；极端的温度、pH 条件对微生物 的影响；微生物之间的相互关系；菌种的保藏方法。 第六章 微生物的遗传与变异 6-1．微生物的遗传 6-2．微生物的变异 重点掌握：DNA 的概念、结构、复制与变性；微生物的遗传与变异的概念；RNA； 蛋白质合成过程；分子遗传学的中心法则。 第二篇 微生物生态与环境生态工程中的微生物作用 第七章 微生物的生态 7-1．生态系统 7-2．土壤微生物生态 7-3．空气微生物生态 7-4．水体微生物生态 重点掌握：空气微生物的卫生的标准；污染水体的微生物生态及水体自净；水体 富营养化的概念及判别依据。 第八章 微生物在环境物质循环中的作用 8-1．氧循环 8-2．碳循环 8-3．氮循环 8-3 硫循环 8-3 磷循环 8-3 铁、锰循环

重点掌握:氮循环(氨化作用、硝化作用、反硝化作用、蛋白质的水解及氨基酸 的水转化;硫化作用;反硫化作用及其危害。 第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 9-1.污、废水生物处理中的生态系统 9-1-1.好氧活性污泥法 9-1-2.好氧生物膜法 9-2.活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策 9-3.厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落 重点掌握:好氧活性污泥及其组成;菌胶团、原生动物、微型后生动物在废水处 理中的作用;活性污泥的培养与驯化:活性污泥的性能指标(MSS、SV、SVI); 活性污泥丝状膨胀原因与控制对策;甲烷发酵。 第十章污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理 10-1.污、废水深度处理一一脱氮、除磷与微生物学原理 10-2.微污染水源水预处理中的微生物学问题 10-3.饮用水的消毒及其微生物学效应 重点掌握:生物脱氮的工艺与原理(AO、0/A工艺流程及脱氮原理);生物除磷 原理(除磷的AO工艺流程与原理);微污染水源水预处理中的微生物特点。 第十一章有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落 11-1.有机固体废弃物的微生物处理及其微生物群落 11-2.废气的生物处理 第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用 12-1.固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用 12-2.微生物细胞外多聚物的开发与应用 12-3.优势菌种与生物制剂的开发与应用 五、学时分配

重点掌握：氮循环（氨化作用、硝化作用、反硝化作用、蛋白质的水解及氨基酸 的水转化；硫化作用；反硫化作用及其危害。 第九章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 9-1．污、废水生物处理中的生态系统 9-1-1．好氧活性污泥法 9-1-2．好氧生物膜法 9-2．活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策 9-3．厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落 重点掌握：好氧活性污泥及其组成；菌胶团、原生动物、微型后生动物在废水处 理中的作用；活性污泥的培养与驯化；活性污泥的性能指标(MLSS、SV、SVI)； 活性污泥丝状膨胀原因与控制对策；甲烷发酵。 第十章 污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理 10-1．污、废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理 10-2．微污染水源水预处理中的微生物学问题 10-3．饮用水的消毒及其微生物学效应 重点掌握：生物脱氮的工艺与原理（A/O、O/A 工艺流程及脱氮原理）；生物除磷 原理（除磷的 A/O 工艺流程与原理）；微污染水源水预处理中的微生物特点。 第十一章 有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落 11-1．有机固体废弃物的微生物处理及其微生物群落 11-2．废气的生物处理 第十二章 微生物学新技术在环境工程中的应用 12-1．固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用 12-2．微生物细胞外多聚物的开发与应用 12-3．优势菌种与生物制剂的开发与应用 五、学时分配

章次 授课内容 理论学时 非细胞结构的超微生物一一病毒 第二章 原核微生物 第三章 真核微生物 第四章 微生物的生理 第五章 微生物的生长繁殖和生存因子 第六章 微生物的遗传与变异 第七章 微生物的生态 第八章 微生物在环境物质循环中的作用 第九章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生 物学原理 第十章 污、废水的深度处理和微污染源水的预处理 中的微生物学原理 333343344433 第十一章 有机固体废弃物与废气的微生物处理及微 生物群落 第十二章 微生物学新技术在环境中的应用 合计 40 六、教学建议 本课程采用课堂教学,提倡启发式、讨论式教学组织实施,以充分调动学生 的主观能动性和积极参与精神,提高教学质量和教学效果。 七、参考资料 (一)教材 周群英,髙廷耀编著,《环境工程微生物学》(第二版),北京,髙等教育出版社, 2000 (二)参考书 1.周德庆主编,《微生物学教程》,高等教育出版社,北京,1993; 2.马文漪,杨柳燕编著,《环境微生物工程》,南京,南京大学出版社,198; 3.贺延龄、陈爱侠编著,《环境微生物学》,北京,中国轻工业岀版社,2001

章次 授课内容 理论学时 第一章 非细胞结构的超微生物——病毒 3 第二章 原核微生物 3 第三章 真核微生物 3 第四章 微生物的生理 3 第五章 微生物的生长繁殖和生存因子 4 第六章 微生物的遗传与变异 3 第七章 微生物的生态 3 第八章 微生物在环境物质循环中的作用 4 第九章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生 物学原理 4 第十章 污、废水的深度处理和微污染源水的预处理 中的微生物学原理 4 第十一章 有机固体废弃物与废气的微生物处理及微 生物群落 3 第十二章 微生物学新技术在环境中的应用 3 合计 40 六、教学建议 本课程采用课堂教学，提倡启发式、讨论式教学组织实施，以充分调动学生 的主观能动性和积极参与精神，提高教学质量和教学效果。 七、参考资料 （一）教材 周群英，高廷耀编著，《环境工程微生物学》（第二版），北京，高等教育出版社， 2000； （二）参考书 1. 周德庆主编，《微生物学教程》，高等教育出版社，北京，1993； 2. 马文漪，杨柳燕编著，《环境微生物工程》，南京，南京大学出版社，1998； 3. 贺延龄、陈爱侠编著，《环境微生物学》，北京，中国轻工业出版社，2001；