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SPOC学校专有课程
环境工程微生物学
第5次开课
开课时间: 2025年02月26日 ~ 2025年06月27日
学时安排: 3-4小时每周
当前开课已结束 已有 37 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=小小的微生物,蕴含着巨大的能量,它与我们如影随形,无处不在,无时不在,无所不能,既是“天使”也是“魔鬼”。它在环境工程领域有广泛应用,可解决诸多复杂环境问题。你如果有兴趣,请加入《环境工程微生物学》课程,揭开微生物的面纱,一起探索“小人国”的奥秘吧。
小小的微生物,蕴含着巨大的能量,它与我们如影随形,无处不在,无时不在,无所不能,既是“天使”也是“魔鬼”。它在环境工程领域有广泛应用,可解决诸多复杂环境问题。你如果有兴趣,请加入《环境工程微生物学》课程,揭开微生物的面纱,一起探索“小人国”的奥秘吧。
—— 课程团队
课程概述

《环境工程微生物学》是环境工程专业的必修基础课、学位课。2023年获批省级混合式一流课程。涉及学科较多,知识面广,课程内容具有一定的深度和广度。不仅为环境工程专业后续的专业课打好必要的知识基础,也是实践技能训练的一个重要教学环节。

该课程包括理论学习和实验基本技能训练两部分。系统介绍了微生物的基础知识,微生物生态与环境生态工程中的微生物作用和实验基本操作技能等内容。通过理论教学,要求学生掌握环境工程领域涉及到的微生物学基本理论和基础知识,掌握微生物在环境工程中的应用机理。学生通过学习能应用环境工程基础知识阐释复杂环境污染控制工程所依赖的理论机制;通过实验教学环节,强化学生的微生物理论和基础知识,学习与掌握微生物研究所必需的基本实验操作技能。学生能够安全地开展实验,正确地采集实验数据。能综合应用所学知识,对实验结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论。

授课目标

 

课程目标1通过本课程的学习,要求学生掌握环境工程领域涉及到的微生物学基本理论和基础知识,如各类微生物的形态、大小、细胞结构与功能、微生物的生理(营养与呼吸)、微生物与环境因素的关系、微生物的生长繁殖、遗传变异及微生物生态等;掌握微生物在环境工程中应用,包括微生物在物质循环中的作用,能够利用微生物学原理推理分析各类复制环境污染控制工程所依赖的理论机制。通过课堂教学,培养学生的家国情怀和科学精神,引导学生明确专业目标,培养专业素养、增强专业认同,增强其作为环境人的使命感和责任感。突出生态文明教育和绿色发展观。

课程目标2 通过实验教学环节的学习,强化学生的微生物理论和基础知识,学习与掌握微生物研究所必需的基本实验操作技能,如微生物的形态观察、大小测定、细胞数量测定、分离与培养技术、水体和大气微生物检测等技能。能综合应用所学知识,对实验结果进行分析和解释,并得到合理有效的结论。通过实验教学,培养学生理论和实践相结合的能力,引导学生在实验中科学思维、理性思考,增强学生挑战学科前沿的勇气,培养学生的科学精神、爱国精神和辩证唯物主义的世界观。

成绩 要求

  大学慕课异步spoc成绩包括线上自学、单元测验、讨论区回复;

 课堂平时成绩含上课出勤、课堂提问、课堂互动、课堂汇报、学生课堂讲解小测验、阶段性考试和作业等;

 每章均会根据教学内容布置思考题,要求按时在网上提交,评定网上答题成绩。  

 课程成绩 = 平时考核成绩 ×50%+ 实验成绩 ×20%+ 期末考试成绩 ×30%

课程大纲
绪论
课时目标:了解微生物及其类群、微生物的发展史;理解环境工程微生物学研究的对象与任务;掌握微生物的概念及特点、微生物的分类命名。
微生物的概述
环境微生物学的研究对象和任务
第一章 非细胞结构的超微生物—病毒
课时目标:了解病毒的测定与培养,病毒对理化因素的抵抗力及污水处理过程中对病毒的去除效果,病毒的危害、对策及应用;理解病毒对理化因素的抵抗力及污水处理过程中对病毒的去除效果,病毒的危害、对策及应用;掌握病毒的一般属性,种类及其特性,病毒的形态和结构,病毒的繁殖过程。
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 病毒的测定(自学)
1.5 病毒对物理、化学因素、抗生素的抵抗力及在污水处理过程中的去除效果
1.6 病毒的危害、对策与应用
第二章 原核微生物
课时目标:了解细菌的形态、大小、基本结构;学生能够用革兰氏染色的基本原理分析细菌细胞壁结构;古菌的分类和发现过程;蓝细菌和放线菌的生境,特性、形态、结构与细菌的不同之处。理解芽孢,荚膜的特性与在环境工程中的应用。理解古菌区别于细菌和真核生物的特点和结构;蓝细菌的特殊结构的作用与代谢类型,放线菌的繁殖方式。掌握细菌的物理化学特性及其与污水生物处理的关系。掌握三域系统、产甲烷菌的产甲烷特性,放线菌的菌落特点,蓝细菌和放线菌应用。
2.1 细菌域
2.2 古菌域
2.3 蓝细菌
2.4 放线菌
2.5 其他原核微生物
第三章 真核微生物
课时目标:了解常见真菌的形态、特征及在环境工程中的应用,藻类的类型及其与富营养化的关系;理解不同原生动物在水体净化和废水处理过程中的作用;掌握原生动物的形态、类型、营养方式,不同原生动物的细胞特征与生活习性,在水体净化和废水处理过程中的作用;典型后生动物的类型及作用;生长特性与应用上的功害;酵母菌、霉菌的形态、结构、繁殖及应用上的作用。
3.1 原生动物
3.2 微型后生动物
3.3 藻类
3.4 真菌
第四章 微生物的生理
课时目标:了解微生物酶的发现,微生物的发光现象,微生物的合成代谢;理解酶促反应动力学方程;掌握微生物酶的组成构类、分类、影响酶作用的因素,微生物的营养需求,不同类型营养物的作用,不同微生物吸收营养物的特点,微生物根据对碳源、氮源要求而区分的营养型及其特点,营养物质的运输机制,微生物的呼吸类型、好氧呼吸和厌氧呼吸的模式、产能和代谢产物的特点。
4.1 微生物的酶
4.2 微生物的营养
4.3 微生物的能量代谢
4.4 微生物的合成代谢
第五章 微生物的生长繁殖与生存因子
课时目标:了解自然界中存在的微生物之间的相互关系。防止菌种退化的方法。理解微生物生长量的测定方法;掌握单细胞微生物的生长繁殖曲线,各阶段的特点及在应用上的指导作用,用单细胞微生物的生长繁殖规律指导废水生物处理。高温、低温对不同温度型微生物的影响及应用;辐射、超声波、重金属、酸碱度、有机物等对微生物影响的机理与应用。 培养微生物需提供的合适条件、消毒杀灭微生物所采用的合适手段,以及主要因素对微生物的影响机理问题。
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
5.4 微生物之间的关系
第六章 微生物的遗传与变异
课时目标:了解生物遗传变异的物质基础;理解微生物遗传变异类型及微生物育种基础;掌握细菌的基因转移和重组的类型及应用,真菌的基因重组,微生物遗传变异类型。
6. 1微生物遗传和变异的本质;
6.2 分子生物学技术在环境工程中的应用。
第七章 微生物生态
课时目标:了解生态系统与生物圈、生态平衡、食物链等问题,空气生物洁净技术,水体富营养化的成因和控制;理解水体净化的指示体和水体富营养化的成因;掌握生态系统与生物圈、生态平衡、食物链等问题,土壤、空气、水体等介质中的微生物生态,生态污染与微生物的变化,水体净化的指示。
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
第八章 微生物在环境物质循环中的作用
课时目标:了解自然界中含氧物质、含碳物质、含氮物质的种类。理解含硫、含铁、含磷物质的分解、转化与循环。掌握自然界中含氧物质、含碳物质、含氮物质的分解、转化与循环。
8.1 氧循环
8.2 碳循环
8.3 氮循环
8.4 硫循环
8.5 磷循环
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
课时目标:了解污、废水生物处理中的人工生态系统中活性污泥、生物膜、氧化塘、沼气发酵过程中微生物生态;理解污、废水生物处理中的主要菌群的作用原理;掌握水污染控制与治理中微生物生态问题,活性污泥膨胀的原因和控制方法,沼气发酵理论。好氧、厌氧生物处理工程净化废水的作用机理。
9.1 污水生物处理中的生态系统
9.2 活性污泥膨胀的成因及控制对策
9.3 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落
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
课时目标:了解污、废水深度处理脱氮除磷的微生物学工艺及主要微生物菌群,微生物在处理微污染水源水中的生物群落,饮用水的消毒方法。理解污、废水深度处理脱氮除磷的微生物学原理,微生物在处理微污染水源水中的处理工艺原理,饮用水加氯和臭氧消毒的机理及影响因素。掌握污、废水深度处理脱氮除磷的微生物学工艺和原理及主要微生物菌群。微生物在处理微污染水源水中的处理工艺原理,饮用水的消毒方法,加氯和臭氧消毒的机理及影响因素。
10.1 污水深度处理——脱氮除磷与微生物学原理
10.2 微污染水源水质预处理中的微生物学原理
10.3 饮用水的消毒及其微生物学效应
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
课时目标:了解有机固体废弃物堆肥法和卫生填埋法在发酵过程中的微生物种群的变化和处理工艺;废气生物处理的装置;理解废气生物处理的微生物作用机制;掌握有机固体废弃物的生物处理方法——堆肥法和卫生填埋法在发酵过程中的微生物种群的变化和处理工艺;废气生物处理的装置和微生物作用机制。
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
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预备知识

环境工程概论

参考资料

1.《环境工程微生物学》(第四版)周群英、王士芬高等教育出版社,2015

2.《微生物学》陈雯莉农业出版社, 2019

3.环境工程微生物学——污染生物控制原理》,王国惠, 科学出版社,20206月第二版

4.微生物学实验》,沈萍,陈向东, 高等教育出版社,20183月第五版


5.《微生物学8th》沈萍陈向东高等教育出版社, 2016


6.《微生物学实验》,沈萍,陈向东, 高等教育出版社,20183月第五版

7.Prescott's Microbiology 9thJoanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton. McGraw-Hill Higher Education, 2013

8. “Brock's Biology of Microorganism ” 15th edition) Michael T. MadiganKelly S. Bender Daniel H. Buckley, W. Matthew Sattley, David A. Stahl2019

9. “Microbiology” (10th edition)Lansing M. PrescottDonald Klein, John HarleyMcGraw-Hill  Higher Education2017

常见问题

声明

本课程部分图片、视频来自网络,为教学需要在此借鉴。如果侵犯到您的权益,请与我们课程团队联系。

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