江苏自考环境工程大纲-环境微生物学河海大学编 (高纲号 0727)一、课程性质及其设置目的与要求（一）课程性质和特点《环境微生物学》课程是江苏省高等教育自学考试环境工程专业（独立本科段）的一门基础专业课程，它的特点是包括了生物化学、有机化学和生态学等多学科交叉的一门课程。

本课程系统地介绍环境微生物学的基本知识和理论、基本技术和方法。

本课程在内容上分为四篇，第一篇是介绍了环境微生物学基础，包括特点、任务、分类、生长与代谢、遗传与变异、分布及其相关关系和微生物在物质循环中的作用。

第二篇是介绍了微生物治理环境，包括降解与转化、污水的生物处理、废渣与废气的生物处理、生物修复、开发应用和资源化。

第三篇是介绍了微生物环境污染，包括致病微生物、代谢产物与环境污染和微生物与水体富营养化。

第四篇是介绍了微生物环境监测，包括指示微生物、污染物生物毒性的微生物学检测方法、污染物致突变性的微生物检测方法和微生物监测技术的新发展。

通过学习应考者可以了解环境微生物学的基本理论，掌握微生物学在治理环境污染中的基本技术和基本方法，并能够应用在具体的科学研究和实际工作中，为环境微生物学的发展培养专业人才。

（二）本课程的基本要求通过本课程的学习，应考者应达到以下要求：1、了解环境微生物学的基本知识；2、理解微生物学在治理环境污染中基本作用；3、掌握微生物学在治理环境污染中基本方法和技术；4、熟练掌握微生物学中常见术语的名称和意义。

（三）本课程与相关课程的联系本课程的前修课程是生物化学、有机化学和生态学。

这三门课程可以帮助学生理解环境微生物学的基本知识，更好地掌握微生物学在治理环境污染中的基本方法和技术。

同时为在工作和研究中的具体应用打下良好的基础。

二、课程内容与考核目标第一篇环境微生物学基础第1章绪论（一）课程内容本章主要介绍了微生物的特点和环境微生物的定义与任务。

（二）学习目的与要求了解微生物的特点和环境微生物的定义与任务。

（三）考核知识点与考核要求1、领会：微生物的特点。

2、掌握：环境微生物的任务。

3、熟练掌握：环境微生物的定义。

第一章绪论第一节微生物与环境一、微生物的特点（微生物是众多肉眼不可见、个体微小的低等生物的总称。

）1种类繁多、分布极广 1微生物物种丰富多样2微生物代谢类型丰富多样3微生物生态型丰富多样2繁殖迅速、数量巨大3个体微小，容易变异二、微生物对人类生存环境的影响第二节环境微生物学的定义与研究任务环境微生物学可简明定义为，研究保护环境的微生物学。

研究任务如下：a微生物在自然环境中存在的基本状况与活动规律B微生物对化学污染物的防治及其他有利影响C微生物对环境的有害影响及其防治D环境监测涨的微生物学技术与方法第2章环境中的微生物（一）课程内容本章主要介绍了环境中微生物的种类。

（二）学习目的与要求了解环境中微生物的特征和分布。

（三）考核知识点与考核要求1、领会：微生物的特征和分布。

2、掌握：微生物的生理生化特点。

3、熟练掌握：细菌的形态和大小。

第二章环境中的微生物第一节微生物类群与生物三域一、微生物及其类群二、生物三域特征第二节真细菌一、细菌一）细菌的形态与大小1细菌的形态细菌以球形，杆形和螺旋形三大形态为主球形简称球菌，有单个，成对，长链，四联，八叠，葡萄状之分。

杆形简称杆菌，有单个，长链之分螺形简称螺菌，除了球形，杆形和螺旋形外，还有一些并不多见的特殊形态2细菌的大小Um。

球菌的大小用菌体直径，杆菌和螺旋菌则以其宽度*直径表示。

球菌0.5-1.0.杆菌0.4-1.0二）细菌细胞的构造与功能三）细菌的繁殖及其群体特征四）环境中常见的细菌第3章微生物的生长与代谢（一）课程内容本章主要介绍了微生物的生长与代谢。

（二）学习目的与要求了解微生物生长与代谢的营养类型、过程和影响因素。

（三）考核知识点与考核要求1、领会：微生物生长与代谢的影响因素。

2、掌握：微生物生长与代谢的营养和营养类型。

3、熟练掌握：微生物生长与代谢的过程以及相关基本知识。

第三章微生物的生长与代谢第一节微生物的营养与营养类型一、微生物的化学组成与营养物质1 微生物的化学组成：碳氢氧氮磷硫钾钙镁钠铁等大量元素外，还有微量元素zn，cu，mn，钼钴等2 微生物的营养物质：碳源，氮源，无机盐，生长因子与水等五大类，大部分以无机或有机物的形式为微生物所利用，也有一些以分子态气体方式供给3 培养基：合成天然培养基，固体半固体液体，基础加富选择鉴别培养基二、微生物的营养类型光能自养型：微生物体内含有光合色素，可以利用光作为能源，利用co2作为碳源，以无机物作为电子供给使co2还原并合成菌体细胞有机物。

光能异样型：微生物利用光作为能源，以有机质作为电子供体，碳源来自有机物，也可利用co2 化能自养型：微生物生长需要无机物，在氧化无机物的过程中获取能源，同时，无机物又作为电子供体，使co2还原为有机碳化物化能异养型：是微生物最普遍的代谢方式。

这类微生物的碳源与能源均来自有机物，它们在分解有机物的过程中产生能量，利用其中一部分供给自己合成作用之需。

三、营养物质的摄取1、影响营养物质透过细胞膜的因素：1细胞壁与细胞膜的结构2营养物质本身的性质3微生物生活的环境2、营养物质的运输机制：1单纯扩散2促进扩散3主动运输4基团转位第二节微生物的代谢一、酶1酶的性质与作用特征：1酶是蛋白质2 酶的专一性3 酶促作用的可逆性4酶的作用条件2酶的种类：1单成分酶和双成分酶2结构酶与诱导酶3胞内酶和胞外酶4水解酶和氧化还原酶和转移酶和同分异构酶和裂解酶和合成酶二、微生物能量生成与转换A底物水平磷酸化B氧化磷酸化C光合磷酸化三、微生物呼吸作用类型1有氧呼吸2无氧呼吸3发酵作用四、微生物的同化作用1co2的同化 a异氧微生物的co2的同化b自养微生物的co2的同化2氮素的同化a氨的同化b硝酸盐的同化c分子氮的同化3硫酸盐的同化第三节微生物的生长繁殖一、生长繁殖的概念微生物细胞质量的增加和个体体积加大称为生长，即细胞组分与结构在量方面的增加。

当单个细胞个体生长到一定程度时，由一个亲代细胞分裂为两个大小、形状与亲代细胞相似的子代细胞，使得个体数目增加，称为单细胞微生物的繁殖。

在多细胞微生物中，菌丝的延长、分裂，产生同类细胞的过程仍属生长，，而通过形成无性孢子和有性孢子，孢子脱离母体菌丝再萌发产生子代菌体，使得个体数目增加才称为繁殖。

三、三分批培养在细菌生长繁殖过程中定期取样进行菌数测定，以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标，绘制出的曲线图，称为细菌的生长曲线。

分析细菌的生长曲线大致分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期四、连续培养分批培养时由于营养物质的不断消耗和有害代谢产物的不断累积，使微生物不能长久的保持对数生长速率。

如果在细菌进入对数生长期时以一定的速度不断补充新鲜营养物质，同时以同样的速度排出培养物（包括菌体和代谢产物），就可以延长对数生长期，这种培养方法称为连续培养。

该方法有恒化培养和恒浊培养两种方式。

第四节环境因素对微生物生长的影响1氧气和氧化还原电位2温度3水及其可供给性a水的活度；水的可供给性与水的活度有关，水的活度是指在一定温度和压力条件下，溶液中的蒸汽压与纯水蒸气压之比。

b渗透压c干燥4氢离子浓度5辐射a可见光b紫外辐射c电离辐射d微波6超声波7压力a液体静压力b机械压力c气体压力：氧气，二氧化氮，氮气8化学物质：化学物质对微生物影响可分为灭菌，消毒，防腐作用等，灭菌作用是指杀死一切微生物及其孢子，作用最为彻底，消毒作用是指杀死微生物的营养体，而难以灭火芽孢和孢子，是不完全的灭菌。

在医学上常用以杀死一般的病原微生物；防腐作用是一种抑菌二非杀灭作用4 第5章微生物在环境中的分布及其相互关系（一）课程内容本章主要介绍了微生物在环境中的分布及其相互关系。

（二）学习目的与要求了解微生物在环境中的分布及其相互关系。

（三）考核知识点与考核要求1、领会：微生物在环境中的分布。

2、掌握：微生物在环境中的相互关系。

3、熟练掌握：微生物在环境中每种相互关系的特点。

第五章微生物在环境中的分布及其相互关系第一节微生物在环境中的分布一、微生物在土壤中的分布1土壤是微生物良好的生活环境 1养分2水分及渗透压3空气 4pH 5温度2土壤中微生物的数量与分布二、微生物在水体中的分布1大气水 2江河水 3湖泊与池塘水 4地下水 5海水三、微生物在空气中的分布四、微生物在食品上的分布1粮食2肉类3鱼类4乳类五、极端环境中的微生物1嗜热微生物2嗜冷微生物3嗜酸微生物4嗜碱5嗜盐f嗜压微生物第二节微生物间的相互关系一、互生关系是一种微生物的生活（主要是代谢产物）创造或改善了另一种微生物的生活条件，这种有利作用可以是单方面的偏利共生，或是双方面的互惠共生二、共生关系是指两种微生物共同生活在一起时在形态上形成了特殊共生体，在生理上产生一定的分工，互相有利，甚至互相依存，当一种生物脱离了另一种生物时便难以独立生存三、寄生关系是一种对抗关系，是指一种微生物生活在另一种微生物体内，以另一种微生物为生活基质，在其中进行生长繁殖，并对后者带来或强或弱的危害作用四、拮抗关系是一种微生物在其生命活动过程中，产生某种代谢产物或改变其他条件，从而抑制其他微生物的生长繁殖，甚至是杀死其他微生物的现象。

它也是一种普遍存在的现象。

寄生关系和非特异性拮抗关系与特异性拮抗关系。

5 第6章微生物在物质循环中的作用。

（一）课程内容本章主要介绍了微生物在物质循环中的作用。

（二）学习目的与要求了解微生物在物质循环中的作用。

（三）考核知识点与考核要求1、领会：碳素生物循环和其它无机元素的生物循环与转化。

2、掌握：微生物转化氮素物质的一般途径。

3．熟练掌握：氮素生物循环中的氨化作用、硝化作用、反硝化作用和生物固氮作用。

第六章微生物在物质循环中的作用第一节碳素生物循环一、微生物分解有机物的一般途径1复杂有机物分解为简单有机物2简单有机物的有氧分解1完全氧化2不完全氧化3简单有机物的无氧分解及甲烷的生成1简单有机物的无氧分解2甲烷的生成a甲烷产生菌b甲烷生成的基质c甲烷生成的机制4微生物分解有机物的总图式二、微生物分解纤维素三、分解半纤维素四、分解果胶类物质五、分解淀粉六、分解脂质物质七、分解木素及芳香族物质八、分解烃类第二节氮素生物循环氮素是核酸和蛋白质的主要成分，是构成生物体的必需元素。

一、微生物转化氮素物质的一般途径：自然界的氮素以3种主要形态存在：分子态氮，无机态氮，有机态氮。

上述3种形态的氮素物质，在自然界中因生物的作用，不断地相互转化，进行着氮素循环。

其转化的一般途径如下：1绿色植物和微生物的生命活动过程中，吸收硝态氮和铵态氮，组成蛋白质、核酸等含氮有机物质，使无态氮同化为有机态氮2动植物和微生物遗体中的有机氮化物，经微生物的分解作用，使无机质化为氨态氮3氨态氮在有氧条件下，经硝化细菌的作用氧化成硝态氮4硝酸盐由于反硝化细菌的作用，还原为分子态氮，逸散到大气中5空气中的分子态氮，通过固氮微生物的作用，还原为氨，进而合成有机氮化物二、氨化作用有机氮化物在微生物的分解作用中释放出氨的过程，称为氨化作用A蛋白质的分解蛋白质分子的氨化过程，首先在微生物分泌的蛋白酶的作用下进行水解生成多肽和二肽，然后由肽酶进一步水解为氨基酸。