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环境工程微生物学
课程时长: 24小时0分钟
主讲教师: 张云波

《环境工程微生物学》是一门边缘学科,是环境科学、环境工程、市政工程和环境监测等专业本科生必修的的专业基础课。

  课程是根据国家教育委员会关于工科基础课程最新制定的教学要求安排的。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微生物学知识,以及饮用水卫生细菌学及其检验。内容包括细菌、放线菌、蓝绿细菌、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物及藻类的形态、大小、细胞结构与功能;微生物生理(营养与呼吸);微生物与环境因素的关系;微生物的生长繁殖、遗传与变异以及微生物生态等基础知识。另外还讲述有害微生物的检验与控制,以及实验技术。

  本课程的总体思路是:按微生物由非细胞结构的病毒到有细胞结构的原核微生物、真核微生物,由低等到高等的顺序发展,也涉及到与根际和根面微生物共栖的水生植物。

  第一篇为微生物学基础。

  本部分的编写是根据近十几年来,微生物分类学家们努力工作,对微生物的分类由微生物个体属性(如个体形态、细胞结构)和生

态习性的观察描述发展到目前的分子水平的研究,更主要的是找到了科学的、客观的分类方法,在表型特征基础上用 DNA 和16SRNA 序列分析法对细菌属和种的分类地位作出了决定性的判断。本课程的细菌部分基本按照《伯杰氏系统细菌学手册》的顺序编写。

  第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用。

  本课程反映了在环境工程、给水排水、环境监测等专业的水处理微生物学教授的20年的教学经验,在多年环境微生物学研究的基础上,对原来的水处理微生物学做了大幅度的修改与补充,先后供给环境工程、给水排水及环境监测、化学专业及暖通专业的本科生硕士生的教学使用,取得了良好的教学效果。环境科学技术是多学科交叉的边缘性学科,作为专业基础课的《环境工程微生物学》也相应的成为多学科性的边缘科学。为了适应环境科学技术发展的需求,本课程广泛参考了国内、外文献,充实和更新了部分内容,使其更加系统化和更加有利于教学。课程内容比较丰富全面详细,有一定的广度和深度,并注意了保证基本理论,基础知识及基本操作内容的掌握与训练,能够满足初学者与具有一定微生物学基础的学生的需要。适用于环境工程、给水排水、环境监测及环境科学等专业的课程,也可以供其他大专院校微生物专业师生和从事环境保护的科技人员参考。

  由于微生物学涉及学科较多,知识面较广,因此要求课程内容要有一定的广度和深度。本课程着力于为学生提供基本知识、基本理

论和基本操作技能,旨在打基础,抛砖引玉。学生有了扎实的基础知识和理论,可以在今后的工作或后续深造中应用和扩展。《环境工程微生物学》内容体现了理论和实践的结合,体现了科学的延续性和可持续发展。

  • 第1章 绪论
    • 微生物的分类和命名
    • 微生物的特点
  • 第2章 非细胞结构的超微生物—病毒
    • 病毒的大小、基本特点和分类
    • 病毒的形态和结构
    • 病毒的繁殖
  • 第3章 原核微生物
    • 古菌域的基本特点和分类
    • 细菌的形态和大小
    • 细菌细胞壁的结构和功能
    • 细菌的细胞膜、核质体、质粒
    • 细胞质和内含物
    • 细菌细胞的特殊结构
    • 细菌的群体培养特征
    • 细菌的物理化学性质
    • 蓝藻
    • 放线菌
  • 第4章 真核微生物
    • 原生动物的基本特征
    • 原生动物的分类及各纲主要特点
    • 微型后生动物
    • 藻类的特征
    • 酵母的形态和特征
    • 霉菌的特点和伞菌
  • 第5章 微生物的生理
    • 酶的概念及作用特点
    • 影响酶促反应速率(或酶活力)的因素(1)
    • 影响酶促反应速率(或酶活力)的因素(2)
    • 微生物的营养物
    • 微生物的营养类型
    • 微生物的培养基
    • 营养物质进入细胞的方式
    • 微生物的生物氧化与产能
    • 糖酵解与发酵
    • 好氧呼吸/有氧呼吸
    • 厌氧呼吸/无氧呼吸
  • 第6章 微生物的生长繁殖与生存因子
    • 微生物的分批培养
    • 微生物的连续培养
    • 细菌生长曲线在污(废)水生物处理中的应用
    • 微生物生长量的测定方法
    • 微生物的生存因子
    • 极端环境对微生物的影响
    • 微生物之间的关系
    • 菌种的退化和保藏
  • 第7章 微生物的遗传与变异
    • 微生物的遗传
    • 微生物的变异
    • 突变体的检测与筛选
    • 遗传工程在环境工程中的应用
  • 第8章 微生物生态
    • 生态系统概述
    • 土壤微生物生态
    • 空气微生物生态
    • 水体中的微生物群落和水体自净
    • 污染水体的微生物生态
  • 第9章 微生物在环境物质循环中的作用
    • 氧循环和碳循环
    • 氮循环
    • 其他物质的循环
  • 第10章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
    • 污(废)水生物处理的概述
    • 好氧活性污泥法概述及好氧活性污泥中的微生物群落
    • 菌胶团的作用以及原生动物和微型后生动物的作用
    • 活性污泥净化废水的作用机理及几种主要处理工艺流程
    • 氧化塘(或氧化沟)的生物群落及其处理废水机制
    • 好氧生物膜法
    • 活性污泥丝状膨胀的成因及控制对策
    • 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落
  • 第11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
    • 污(废)水深度处理脱氮与微生物学原理
    • 微生物除磷原理、工艺及其微生物
    • 微污染水源水预处理中的微生物学问题
    • 人工湿地中微生物与水生植物净化污(废)水的作用
    • 饮用水的消毒及其微生物学效应
  • 第12章 有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落
    • 有机固体废弃物的微生物处理
    • 废气的生物处理
  • 第13章 微生物新技术在环境工程中的应用
    • 固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
    • 微生物细胞外多聚物的开发与应用
  • 实践教学
    • 01-光学显微镜的操作及原核微生物和真核微生物的形态观察-实验
    • 02-细菌的简单染色和革兰氏染色-实验
    • 03-培养基的配制和灭菌-实验
    • 04-细菌的纯种分离、培养和接种技术-实验