高等环境微生物学
环境微生物学
环境微生物学引言环境微生物学是研究环境中微生物的分布、功能和相互作用的学科。
微生物广泛存在于地球上各种不同的环境中，包括土壤、水体、大气和生物体内等等。
环境微生物学的研究对于理解生态系统的结构和功能，以及对环境的保护和管理具有重要意义。
环境微生物的分布环境微生物的分布受到多种因素的影响，包括温度、湿度、pH值和营养物质等。
一般来说，土壤和水体是微生物最常见的栖息地。
土壤微生物多样性很高，一个茶匙土壤中的微生物数量可以达到数十亿。
水体中的微生物主要以浮游生物和沉积生物的形式存在。
环境微生物的功能环境微生物在生态系统中起着至关重要的作用。
首先，它们是生态系统的分解者。
微生物可以分解有机物质，将大分子有机物分解成较小的分子，从而释放出有机碳和其他营养物质。
这些营养物质有效地供应给其他生物，参与生态系统的营养循环。
其次，在环境修复中，微生物也扮演着重要的角色。
一些微生物能够降解有毒物质和污染物，在环境污染治理中具有广泛应用前景。
例如，利用微生物降解石油污染物，减少对海洋生态系统的危害。
此外，微生物还参与了生物地球化学循环。
通过光合作用和化学反应，微生物可以将无机物质转化为有机物质，并且参与了碳、氮、磷等元素的循环。
环境微生物的相互作用环境微生物之间存在着丰富的相互作用关系，包括共生、拮抗和竞争等。
共生是指两种微生物种群之间的相互依赖关系，双方都能从这种关系中获益。
例如，根瘤菌与豆科植物之间的共生关系，根瘤菌能够固定氮，提供给植物需要的营养素。
拮抗是指一种微生物通过产生抗生素或其他化合物来抑制其他微生物的生长和繁殖。
这种拮抗关系对于维持生态系统的稳定和多样性非常重要。
竞争是指微生物之间争夺营养物质和生存空间的竞争关系。
资源有限的情况下，微生物往往会竞争生存，较强的竞争者将占据优势位置。
这种竞争关系影响着微生物种群的结构和功能。
环境微生物在环境保护和管理中的应用环境微生物学的研究成果可以应用于环境保护和管理中。
第5讲 环境微生物分子生态
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2、茎、叶和果实上的微生物
植物的茎、叶和果实为附生微生物种群提供了良好的栖息场所， 在植物的这些部分也发现有大量的异养细菌、光合细菌、真菌(特别 是酵母)、地衣和藻类等。
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3、植物的微生物病害——植物病原体
植物的绝大多数病害都与微生物有关，也就是说很多 微生物(病毒、细菌和真菌)可引起植物疾病，不仅会产生 严重的生态问题，也会造成重大的经济损失。植物病害甚 至还会引起饥荒和人口迁移。如1845年发生在欧洲特别是 在爱尔兰的马铃薯软腐病就引起了大规模的饥荒，造成了 约1/4人口的死亡，大量的移民从爱尔兰涌入北美。
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很多研究发现，根际周围微生物的数量远远高于周围土壤 中的微生物数量，同时，根际微生物的种类受植物的种类和根 分泌物的影响, 例如，在黄瓜和玉米的根际土壤中, 荧光假单胞 菌较高, 而在大麦根际, 恶臭假单胞菌的数量较高。73%－91％ 的根的分泌物可被周围微生物用做碳源和能源。苜蓿的生长促 进根际假单胞菌的生长，而假单胞菌能够合成假单胞菌素 （pseudobactin），进一步刺激根瘤菌的生长，加强微生物－ 植物的共生固氮作用，假单胞菌不仅仅生活在根的周围土壤中， 还能侵入根的表皮以下组织 。
根瘤(Nodules)、根瘤菌及联合固氮作用
固氮菌可以与许多植物，特别是豆科植物形成根瘤结构的共生关系。 根瘤中的固氮菌从植物根系中获取其他所需营养，但其最重要的作 用是可以将大气中的氮气转化成氨，以供植物及其本身生长所需。根瘤 中根瘤菌的固氮作用对于维持土壤肥力是极为重要的。在农业生产上， 可以用于提高作物产量。根瘤形成过程是根瘤菌与植物根系一系列复杂 的相互作用的结果。
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（二）种群内部的相互作用
《环境工程微生物学》
《环境工程微生物学》环境工程微生物学是一门研究微生物在环境中的生存、繁殖、代谢及其对环境质量影响的学科。
近年来，随着环境保护意识的不断提高，环境工程微生物学在我国得到了广泛关注和重视。
本文将从环境工程微生物学的概念、分支、研究方法、现状与未来发展等方面进行阐述，并介绍一些实践应用案例。
一、环境工程微生物学的概念与作用环境工程微生物学是环境科学的一个重要分支，它主要研究微生物在环境中的生存状态、群落结构、生理代谢特性以及与环境污染相关的微生物学过程。
环境工程微生物学的作用在于揭示微生物在环境污染形成、转化和修复过程中的作用机制，为环境保护和污染治理提供科学依据。
二、环境微生物学的分支与应用领域环境微生物学可分为多个分支，如环境微生物生态学、环境微生物生理学、环境微生物分子生物学等。
这些分支相互交叉，共同推动环境微生物学的发展。
环境微生物学在环境保护、污染治理、资源利用等领域具有广泛的应用，如水体污染治理、土壤污染修复、固体废物处理等。
三、环境微生物学的研究方法与技术环境微生物学的研究方法主要包括传统微生物学方法、分子生物学方法和生物信息学方法。
传统微生物学方法包括微生物分离、培养、鉴定等；分子生物学方法主要包括聚合酶链反应（PCR）、基因测序等技术；生物信息学方法则包括基因组学、蛋白质组学等。
这些方法和技术为环境微生物学的研究提供了强大的技术支持。
四、环境微生物学的现状与未来发展当前，环境微生物学在我国已取得了一定的研究成果，但仍面临诸多挑战。
未来环境微生物学的发展方向包括：微生物群落功能基因组学、微生物生态网络、微生物资源利用等。
此外，环境微生物学还需加强基础研究与应用研究的结合，为我国环境保护事业提供更有力的支持。
五、环境微生物学的实践应用案例环境微生物学在实践中的应用案例众多，以下列举几个典型案例：1.废水处理：利用微生物降解有机污染物，实现废水处理；2.土壤修复：利用特定微生物修复受污染的土壤，如石油污染、重金属污染等；3.固体废物处理：利用微生物分解固体废物中的有害物质，减少环境污染；4.生物传感器：利用微生物构建生物传感器，实时监测环境质量。
环境微生物学 PPT课件
研究内容。 （3）在治理污染的人工构筑系统中微生物的作用与应用，
此即环境工程微生物学的主要内容。
（4）在环境监测中的应用，此即环境微生物监测技术。
（三）环境微生物学学科特点
1、以微生物学为基础，与微生物生态学联系紧密。 2、是实用性极强的独立学科。与发酵微生物、工
五 环境微生物学及其研究内容
（一）环境微生物学概念
环境微生物学是由普通微生物学发展起来的环境 科学和环境工程相结合的一门理论基础学科。
以普通微生物学为基础，在研究微生物一般规律 的同时，着重微生物和环境之间相互作用的规律、 微生物活动对环境和人类产生的影响以及在环境污染 控制工程中有关微生物学原理的研究。
非细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等； 细胞结构的：
①属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等 ；
②属于真核生物的酵母菌、霉菌、蕈菌、单细胞藻类、原 生动物等。
脊髓灰质炎病毒
H1N1病毒
我们生活中的微生物
土壤 水体 空气 极端环境 皮肤 肠道 •••••• 土壤：细菌数亿/g
人口腔中的微生物
教学安排
54 学时，3学分
成绩评定
平时成绩 30% 期中考试成绩 20% 期末考试 50%
主要参考教材: 殷士学主编. 环境微生物学. 北京: 机械工业出版社, 2006
参考书目: 1. 乐毅全,王世芬主编.环境微生物学.北京:化学工
业出版社,2005 2. 和文祥,洪坚平主编.环境微生物学. 北京:中国农
我国环境微生物学的兴起与发展
我国环境微生物学科研起始于20世纪70年代。
目前研究的成果：
1、中科院微生物研究所在70年代初分离筛选有效 微生物，成功处理氯丁橡胶、腈纶、TNT炸药等工 业废水。华东师范大学研究球衣菌处理生活污水及 光合细菌处理豆制品废水。
《环境微生物学》讲义大纲
《环境微生物学》讲义大纲第一章绪论前言1．微生物学的形成与进展●推测时期●观察时期●培养时期巴斯德、科赫等的奉献简介●生理学研究时期2．环境微生物学的形成与进展第一节、微生物的特点一、个体小、种类多、分布广、代谢类型多样二、繁殖快三、代谢强度大：四、数量多五、易变异第二节、环境微生物学的研究内容一、自然环境中的微生物生态学研究二、污染环境中的微生物生态学研究三、废水、废物的生物处理中的微生物学原理与方法研究四、环境监测与评价的微生物方法与原理研究第三节、学习环境微生物的意义21世纪环境微生物学展望重点：微生物、微生物的特点，环境微生物学的要紧学习内容与学习方法第二章、环境中微生物的要紧类群前言微生物的种类繁多，根据它们的形态、结构与生理性状等特征，要紧归纳如下：原核微生物与真核微生物的要紧区别第一节、细菌细菌是一大群单细胞原核微生物，是微生物学的要紧研究对象，也是环境微生物学的讨论重点。
一、细菌的形状与大小1、细菌的个体形态（三种要紧形态）2、菌落的形态（colony）固体培养基（1）细菌在固体琼脂（1.5～2.0％）平板上的菌落特征（2）在半固体琼脂（0.3～0.5％）试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征（3）在明胶试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征二、细菌细胞的结构细菌细胞结构模式图1、细胞壁（1）功能：（2）结构：（3）细胞壁与革兰氏染色染色的历史进展与染色原理染色方法可分为简单染色法与复染色法之分。
步骤与原理。
革兰氏染色的机理2、细胞膜（1）细胞膜的结构（2）功能：3、细胞核：细菌的细胞核没有核膜与核仁，没有固定形态，结构简单。
细菌质粒（plasmid），降解质粒。
4、细胞质及其内含物（1）细胞质：（2）细胞质内含物：5、荚膜（1）类型：大荚膜、微荚膜、粘液层、粘接物、菌胶团（2）化学构成（3）功能及意义6、鞭毛：运动器细菌的趋光性、趋化性等7、芽孢：某些细菌在生长的一定阶段，能形成对不良环境条件具有较强抗性的休眠体。
环境工程微生物学-第三版周群英王士芬
第一篇微生物学基础1、叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。
答：大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程有：吸附、侵入、复制、聚集与释放。
首先，大肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭毛，或是纤毛。
噬菌体侵入宿主细胞后，立即引起宿主的代谢改变，宿主细胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质，而由噬菌体核酸所携带的遗传信息所控制，借用宿主细胞的合成机构复制核酸，进而合成噬菌体蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，这个过程叫装配。
大肠杆菌T系噬菌体的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘、尾髓和尾丝，并逐个加上去就装配成一个完整的新的大肠杆菌T系噬菌体。
噬菌体粒子成熟后，噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞破裂，使菌体被释放出来重新感染新的宿主细胞一个宿主细胞可释放10到1000个噬菌体粒子。
2、什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？答：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体称作毒性噬菌体。
侵入宿主细胞后，不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。
3、什么叫噬菌斑？什么是PFU？答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成多个菌落，当接种适度的噬菌体悬液后引起点性感染，空斑单位，空斑就是原代或传代单层细胞被病毒感染后，一个个细胞被病毒蚀空形成的空斑。
一个空斑表示一个病毒。
所以，通过病毒空斑单位的计数可知单位体积中含病毒数第二章原核微生物1、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？答：细菌是单细胞生物。
所有细菌均有：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。
部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层等。
细胞壁是包围在细菌体表面最外层的、具有坚韧而带有弹性的薄膜。
可以起到：①保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用。
②维持细菌的细胞形态。
③细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（格兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）④细胞壁为鞭毛提供指点，使鞭毛运动。
环境微生物学课程标准
《环境微生物学》课程标准一、概述（一）课程性质环境工程微生物学是《水污染控制工程》、《固体废物处理与处置》等专业课程的基础，所以只有在理论上掌握微生物的基础理论知识才能更充分理解和学好《水污染控制工程》和《固体废物处理与处置》。
（二）课程基本理念《环境微生物学》是环境科学专业的专业基础课程，需要生物化学的知识为基础，可以作为污水处理、大气处理及固体废弃物处理等专业课程的基础。
（三）课程设计思路环境微生物学是微生物学的一个重要分支，是环境科学专业的一个重要的专业基础必修课。
通过本课程的学习，本专业学生必须掌握环境微生物学基础知识，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，了解有害微生物的控制技术，了解微生物在环境工程中的应用及相关的实验技术，为从事相关领域的科研和实践打下必要的基础。
二、课程目标1、总目标通过本课程的学习，使学生系统地了解微生物学的基本形态、类型，掌握微生物的结构、生理特性、生长规律、遗传与变异及微生物在自然界物质转化中的作用、微生物在环境工程中的作用，从而进一步利用微生物为治理环境服务。
2、具体目标1、理论教学的目的和任务本课程主要介绍病毒、原核微生物、真核微生物等的形态、结构和功能、微生物的营养和培养基、微生物的新陈代谢、微生物的生长及其控制、微生物的遗传变异、微生物的生态、水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理、污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理、有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落。
注重微生物学的基础知识，特别是微生物的构造特点，与环境治理相结合，引导学生解决实际问题；同时结合科技的发展，着重介绍微生物的遗传变异，将微生物学诱变与工程菌筛选、优化相衔接。
为将来从事环境科学以及环境工程方面的工作打下一定的专业基础。
环境微生物学教学大纲
环境微生物学教学大纲一、教学目标环境微生物学是生物学领域中的一个重要分支，该课程的教学目标是使学生系统地了解微生物在环境中的分布、功能和相互作用，以及微生物对环境的影响。
通过本课程的学习，学生将具备以下能力：1. 理解环境微生物学的基本概念和原理；2. 了解不同环境中微生物的分布和多样性；3. 掌握微生物在环境中的功能和相互作用；4. 理解微生物对环境的影响，并能够进行相关的环境监测和评估。
二、课程内容1. 环境微生物学的基本概念和原理a. 微生物的定义、分类和特征b. 微生物的生长和代谢c. 环境微生物学的研究方法和技术2. 环境微生物的分布和多样性a. 土壤微生物群落的研究与分析b. 水体中的微生物群落及其生态功能c. 空气中的微生物及其传播途径3. 环境微生物的功能和相互作用a. 微生物与环境中的有机物分解和循环b. 微生物与环境中的元素转化和生物地球化学c. 微生物之间及微生物与宿主之间的相互作用4. 微生物对环境的影响a. 微生物污染和环境健康b. 微生物在环境修复中的应用c. 微生物控制和治理环境问题的策略三、教学方法本课程将采用多种教学方法，包括：1. 授课：通过讲授基本概念、原理和研究进展，帮助学生建立起对环境微生物学的整体认识。
2. 讨论：通过课堂讨论和小组讨论，引导学生深入思考和分析微生物在环境中的功能和相互作用。
3. 实验：组织学生进行环境微生物学的实验操作，培养学生的实验技能和科学思维能力。
4. 案例研究：通过分析真实环境问题的案例，培养学生解决环境微生物学问题的能力。
5. 学术报告：要求学生根据自己的选题进行学术报告，提高学生的科研能力和表达能力。
四、教学评价本课程将采用多种评价方法，包括：1. 平时成绩：包括课堂表现、参与讨论、作业完成情况等。
2. 实验报告：对学生实验操作的结果和分析进行评价。
3. 学术报告：对学生学术报告的内容和表达进行评价。
4. 期末考试：测试学生对环境微生物学基本概念和原理的理解和掌握程度。
环境微生物学(学科)
学科
01 研究内容
03 学科关系 05 研究意义
目录
02 研究目的 04 学科历史 06 学科教材
环境微生物学(Environmental Microbiology)是重点研究污染环境中的微生物学，是环境科学中的一个重 要分支，是20世纪60年代末兴起的一门边缘学科，它主要以微生物学本学科的理论与技术为基础，研究有关环境 现象，环境质量及环境问题，与其他学科如土壤微生物学，水及污水处理微生物学，环境化学，环境地学，环境 工程学等学科互相影响，互相渗透，互为补充。环境微生物学研究自然环境中的微生物群落，结构，功能与动态； 研究微生物对不同环境中的物质转化以及能量变迁的作用与机理，进而考察其对环境质量的影响。
2．许多环境污染物或微生物转化某些污染物产生的一些中间产物对人体和生态平衡危害极大，有些污染物或 它们的代谢中间产物甚至可以导致人体细胞癌变，所以开展污染生态中微生物降解污染物的途径、降解程度和降 解速率的研究，可以给环境医学和环境保护的对策提供理论依据。
3．自然界有许多微生物是人、动物和植物的病原菌，有些微生物在自然界生长和代谢过程中，产生一些毒物 或改变局部的自然条件，结果不利于其它生物的生长和生存，象这样的微生物我们应当设法控制它们的生长和扩 散。
学科教材
内容简介
章节目录
本书共分11章，阐述了有关环境微生物的基本概念和理论、环境微生物的分类和特性、环境微生物的生理和 代谢、环境微生物的遗传和进化、环境微生物的生态规律和多样性、涉及环境微生物的技术方法、环境微生物学 最新进展等。从“实践—认识—再实践”的高度，揭示环境微生物学的发展规律，以便在理论上和实践上完全摒 弃“先污染后治理”这种亡羊补牢式的陈旧思维，全面树立以“绿色生态”打造“可持续发展”这种环境生态新 理念。鉴于环境微生物学的基础性，我们尽量多介绍有关环境微生物学的基本理论和技术，分章节详细介绍它们 和环境科学与环境工程的渗透与融合。根据环境微生物学在生命和环境领域的地位和作用，力求做到既全面详尽， 又主次分明重点突出。鉴于现代生命科学基础的分子生物学和基因工程在环境微生物学中的重要作用，我们力求 综合这些重要学科，以不同的环境与资源问题为例加以重点介绍。
环境微生物学3篇
环境微生物学第一篇：环境微生物学简介环境微生物学是一门研究微生物在自然环境中分布、演化、功能及与环境间相互作用的学科。
环境微生物学的发展与人们对环境保护与生态平衡的重视有关，也是应用微生物技术进行环境修复和污水处理的基础。
环境微生物学包括环境中的细菌、真菌、古菌等微生物生物学特性，分子生态学、微生物物种识别、生态位分析等。
它还涉及到微生物群落与微生物基因组的研究。
在微生物资源开发、生态环境保护、污水处理、微生物肥料等领域具有重要的应用价值。
环境中的微生物数量和种类丰富多样，能够适应各种环境因素和环境条件。
大气中的微生物主要来自于地表或海洋释放的微粒，水体和土壤中的微生物数量较大。
此外，环境中的微生物还与生物资源、物质循环、污染物处理等过程息息相关。
环境微生物的研究需要运用多种技术手段，如PCR、宏基因组测序、微生物分离与培养等方法，对微生物进行分析和研究。
为了保证环境微生物学的研究进程顺利开展，需要加强学术交流与合作。
在研究过程中，还需注重对环境的保护，避免人为干扰环境微生物的分布和数量。
同时，也要加强对环境微生物资源的开发和利用，以推动微生物技术在环境保护和污水处理等方面的应用。
第二篇：环境微生物学的应用及意义环境微生物学作为一门重要的学科，其研究内容和应用领域较为广泛。
在环境污染监测、生态修复以及环境保护方面，环境微生物学都发挥了不可或缺的作用。
一方面，环境微生物学可用于环境污染物的生物降解。
通过培养和筛选适应性强的菌株，结合生物反应器等技术手段，可在环境污染治理中实现污染物的生物修复，使之转化为对环境影响低的物质。
例如，在土壤中添加适当的微生物肥料，可提高土壤中的微生物数量，促进土壤中有机物、无机物的分解过程，改善土壤质量，促进植物的生长。
另一方面，在环境保护方面，环境微生物学可用于定量评价环境质量。
细菌、真菌等微生物对环境因素敏感，部分微生物对环境中存在的污染物具有特定的响应，因此可通过分析环境中微生物数量和种类来评价环境质量的好坏。
环境工程微生物学讲义
本课程是环境学院各专业学生的专业基础课；与另一门课《环境微生物学实验》相结合，构成一个完整的体系；本课程强调每个学生要动手，通过实验，加深对讲课内容的理解和记忆；本课程内容分两大部分：一是微生物学的基础知识；二是微生物学在环境领域中的应用。
绪论主要内容：环境微生物学的研究对象和任务研究对象研究任务微生物学概述微生物的定义微生物的特点原核微生物与真核微生物微生物的命名与分类第一节环境工程微生物学的研究对象和任务一、环境微生物学的研究对象定义：环境微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动规律。
•其内容包括：微生物个体形态、群体形态；细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传变异等；微生物与环境的关系（尤其是微生物与污染环境之间的关系）；微生物对物质的转化分解作用（特别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物）。
二、环境工程微生物学的研究任务总的归纳起来有两大方面的任务：（1）防止或消除有害微生物（2）充分利用有益的微生物资源三、微生物在环境污染治理（水处理）中的应用１）在环境监测方面（水污染的监测）利用在环境中生存的生物的种类、数量、活性等特征，来判断环境状况的好坏。
这些生物称为指示生物。
生物监测的优缺点：生物监测的主要优越性：(a)长期性——汇集了生物在整个生活时期中环境因素改变的情况，可以反映当地的环境变化；(b)综合性——能反映环境诸因子、多成分对生物有机体综合作用的结果；(c)直观性——直接把污染物与其毒性联系起来；(d)灵敏性——有时甚至具有比精密仪器更高的灵敏性，有助于提早发现环境污染。
生物监测的主要缺点：(a)定量化程度不够；(b)需要一定的专业知识和经验。
２）在环境治理方面包括水、大气、固体废弃物处理方面其中特别在水处理方面，有着大量成功应用的例子。
第二节微生物概述一、微生物的定义微生物是指所有形体微小，用肉眼无法看到，须借助于显微镜才能看见的，单细胞或个体结构简单的多细胞，或无细胞结构的低等生物的统称。
sy环境微生物学详解
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。
《环境工程微生物学》PPT演示课件
生理生化试验
通过测定微生物的代谢产物、酶活性 等生理生化指标，推断其种类和代谢 特性。
培养法
通过特定的培养基和培养条件，使微 生物得以生长繁殖，进而观察其菌落 形态、生长速度等特征，进行微生物 的分离、纯化和计数。
现代微生物检测技术
分子生物学方法
利用PCR、基因芯片等技术，检测微生物特定基因序列的存在和表 达情况，实现快速、灵敏的微生物检测和鉴定。
常见环境工程微生物实验操作
微生物的分离与纯化
介绍从环境样品中分离和纯化微生物的方法和步骤，如平板划线 法、稀释涂布法等。
微生物的培养与计数
详细讲解微生物的培养条件、培养基的配制以及微生物的计数方法 ，如平板计数法、比浊法等。
微生物的生理生化实验
介绍常见的微生物生理生化实验，如糖发酵实验、蛋白质分解实验 等，用于鉴定不同种类的微生物。
微生物燃料电池在环境治理中潜力挖掘
微生物燃料电池原理
介绍微生物燃料电池的工 作原理及基本构造。
在环境治理中的应用
阐述微生物燃料电池在废 水处理、土壤修复等方面 的应用实例。
技术ห้องสมุดไป่ตู้战与解决方案
分析微生物燃料电池在实 际应用中面临的技术挑战 ，并提出相应的解决方案 。
未来发展方向
探讨微生物燃料电池在环 境治理中的未来发展方向 及潜在应用前景。
环境工程领域的微生物技术应用需要稳定的微生物群落支持，如何维持
群落稳定性是未来的研究重点。
03
环境因子对微生物技术的影响
环境因子如温度、pH值等对微生物的生长和代谢具有重要影响，如何
优化环境因子条件以提高微生物技术的处理效果需要进一步探讨。
THANKS
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环境工程微生物学前沿研究
环境微生物学(共94张PPT)
1 细菌
1.1 细菌的形态与大小
球状
球菌细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的 球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排 列方式，常被作为分类依据。分有：单 球菌、双球菌（肺炎球菌）、四联球菌、 八叠球菌（甲烷球菌）、链球菌、葡萄 球菌。
四联球菌 八叠球菌
双球菌 链球菌
葡萄球菌
葡萄球菌
杆状
细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细 （直径）比较稳定，而长度则常因培 养时间、培养条件不同而有较大变化。 分有：单杆菌、双杆菌、球杆菌和链 杆菌。
常用的染色法有：
A 简单染色：常用来观察细菌的形态、大小和排列方式。
用一种染液染色菌体。一般菌体被染上染料的颜色。
B 复合染色法：两种染料染色，以区别细菌的革兰氏染色反应或
抗酸性反应，或将菌体和某一结构染成不同颜色。
革兰氏染色
程序：（1）初染（结晶紫30S） （2）媒染剂（碘液30S）
（3）脱色（95%乙醇10~20S）
偏端单胞
如：红色螺菌
两端丛生
偏端丛生
周生鞭毛 如：大肠杆菌
鞭毛生理功能
运动方式：旋转
运动
请说出下面细菌菌体从内到外的结构
菌毛
鞭毛
拟核
细胞质
cytoplasm
荚膜
细胞质膜 细胞壁
……
思考
1）细菌有哪几种形态？举例说明？ 2）细菌的一般结构和特殊结构是什么？ 各具有哪些生理功能？ 3）革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞 壁结构有什么异同？各有哪些化学组成？
A
A A
（1）初染（结晶紫30S）
（2）媒染剂（碘液30S） （3）脱色（95%乙醇10~20S）
（4）复染（蕃红30 ~ 60S）
环境类专业课程思政的教学实践——以环境微生物学为例
2022年第8期总第560期No.8,2022SumNo.560 Journal of Science and Education2020年5月下旬，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，指出全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措。
[1]在高等教育过程中，为落实立德树人根本任务，要将专业教育与思想政治教育融合起来，构建“三全育人”大格局，避免出现“两张皮”现象。
环境微生物学是高等教育中环境类学科极其重要的专业基础课程，其学习效果直接影响学生学习后续专业课程的质效。
在环境微生物学课程中融入思政要素，将促进学生科学精神、人文素养、思想品行、实践能力的全面提升。
把专业知识与课程思政融会贯通、紧密结合，以增强知识、提高能力、提升素质为目的，实现德才兼备、全面发展的专业人才培养目标[2]。
1课程思政的重要性习近平总书记近年来对课程思政作出一系列的指示、批示和重要论述，为全面推进课程思政高质量建设提供根本遵循。
高校的根本任务就是立德树人，教师的根本任务就是教书育人。
高校课程中80%以上是专业课程，这些课程是思想政治教育的主战场；高校教师80%以上是专业课教师，这些教师是课程思政的主力军。
2课程思政在实施中存在的问题课程思政发展到今天已取得了较大成果，但还是存在一些问题，迫切需要完善和改进。
例如，课程思政在教学实践中存在表面化、硬融入的问题，教师对课程所蕴含的思想政治资源挖掘不够深入，教师课程思政育人的意识和能力需要进一步提升。
出现这些问题的根源在于，很多一线教师没有意识到课程思政的重要性，对课程思政重视不够，对所教课程也缺乏系统深入的研究，不了解学科的发展历史、重要事件与人物、文化背景、前沿动态等信息，不能有效提炼出与课程相关的思政要素，课程思政实施浅尝辄止，无法达到“盐溶于汤”的良好效果。
在今后的教学实践中，必须认识到课程思政在实施过程中存在的问题并有针对性地解决问题。
教师首先要热爱自己的事业、自己的岗位、自己的学生，真正做到用心、用情、用爱去教书育人；其次要把课程思政当作一门学问、一种价值、一种信仰环境类专业课程思政的教学实践——以环境微生物学为例常显波（烟台大学环境与材料工程学院山东·烟台264005）摘要：该文基于多年教学实践，根据课程思政在实施过程中存在的问题，以环境类专业的主要课程——环境微生物学为例，从路径、方法、内容、评价等各个环节进行课程思政的改革探索和实践，从“大水漫灌”向“精准滴灌”方向发展，以期更好地实现教书与育人的有机结合，真正落实立德树人根本任务，全面提高人才培养质量，为社会长治久安、民族复兴和国家崛起培养人才。
环境微生物学.ppt
中国各海区赤潮发生情况（1952-1998）
2020-11-16 资料来自“邹景忠，赤x潮x 灾害，《海洋志》”
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沿海省（自治区、直辖市）赤潮发现次数
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(二)水体污染（有毒化学物危害）
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（二）、研究污染环境的微生物行为及微生 物对污染物的去除或转化、微生物活动对环 境的影响等，此即污染微生态学研究内容。
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（三）、在治理污染的人工构筑系统中微 生物的作用与应用，此即环境工程微生物 学的主要内容。
（四）、在环境监测中的应用，此即环境 微生物监测。
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(三) 荒漠化
过去我们常理解为“沙漠不断扩大，把沙漠 里的沙子扩散到越来越广的肥沃土地上”， 这是不准确的。
1992年世界环境与发展大会上通过的定义是 “包括气候和人类活动在內种种因素造成的 干旱、半干旱和亚湿润地区的土地退化”。 也就是由于大风吹蚀，流水侵蚀，土壤盐漬 化等造成的土壤生产力下降或丧失，都称为 荒漠化。
2. 沈德中主编，环境与资源微生物学. 北京：中国环 境科学出版社，2003
3. 李顺鹏主编，环境生物学. 北京：中国农业出版社， 2002
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绪论
一、环境微生物学概念 环境微生物学是由普通微生物学发展起来的环境 科学和环境工程的一门学科。它以普通微生物学为 基础，在研究微生物学一般规律的同时，着重微生 物和环境之间相互作用的规律、微生物活动对环境 和人类产生的有益和有害的影响以及在环境污染控 制工程中有关的微生物学原理的研究，是环境科学 和环境工程的重要理论基础。
环境工程微生物学
微生物的生长与繁殖
微生物的生长
微生物的生长包括吸收营养、合成细 胞物质和产生能量等过程。其生长曲 线可分为延滞期、对数期、稳定期和 衰亡期四个阶段。
微生物的繁殖
微生物的繁殖方式主要有二分裂、出芽 生殖、孢子生殖等。其中，二分裂是最 常见的繁殖方式，即一个细胞分裂成两 个相同的子细胞。
微生物的代谢与遗传
3
微生物组学在环境工程中的应用 利用微生物组学技术，优化污水处理、固废处理 等环境工程中的微生物群落结构，提高处理效率。
微生物代谢组学与蛋白质组学研究
01
微生物代谢途径解析
通过代谢组学技术，研究环境微生物的代谢途径和代谢产物，揭示其在
环境中的适应机制。
02
蛋白质组学在环境工程中的应用
利用蛋白质组学技术，分析环境工程中微生物的蛋白质表达谱和蛋白质
微生物的代谢
微生物的代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。分解代谢是指微生物将大分 子有机物分解为小分子物质的过程，而合成代谢则是将小分子物质合成为细胞 物质的过程。
微生物的遗传
微生物的遗传物质主要是DNA，其遗传方式遵循孟德尔遗传定律。同时，微生 物还具有基因重组、基因突变等遗传变异现象，这些变异为微生物的进化和适 应环境提供了可能。
微生物的分类
根据形态和结构，微生物可分为细 菌、放线菌、真菌、病毒、立克次 氏体、支原体、衣原体、螺旋体等 八大类。
微生物的形态与结构
微生物的形态
微生物的形态多种多样，有球形、杆形、螺旋形、弧形等。
微生物的结构
微生物的结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等部分。 其中，细胞壁主要起保护作用，细胞膜负责物质交换，细胞质 是细胞进行新陈代谢的主要场所，细胞核则控制细胞的遗传和 代谢活动。
环境工程微生物学_第三版(周群英_王士芬_著)课件(绪论)25页PPT文档
细菌域 Domain bacteria
古（生）菌 域 Domain archaea
真核生物域 Domain eukary ota
紫色细菌 叶绿体 蓝细菌 黄杆菌 产液菌属
线粒体
甲烷球菌属
甲烷杆菌属
真菌
植物
革兰氏阳性细菌
甲烷八叠球菌属
极端嗜盐菌
无硫绿细菌
热球菌属
伪变形虫
栖热胞菌属
4、食品、药物、工程学
二、微生物的分类和命名
“微生物”不是分类学上的概念。
（一）微生物的分类
分类单元：界、门、纲、目、科、属、种 关于：域（p6、p30）
生物五界分类系统
魏泰克的五界分类系统
原核生物界、原生生物界、真菌界、动物 界和植物界。
王大耜的六界分类系统 病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真 菌界、பைடு நூலகம்物界和植物界。
一、微生物学的发展沿革（补充） （一）微生物学的奠基
微生物学是在19世纪末期，在法国学者巴斯德和 德国学者科赫等人工作的基础上建立起来的。
巴斯德（1822—1895）
证明酒、醋的酿造过程：微生物引起的发酵。 酒变酸是有害微生物作用； 提出了巴斯德消毒法
证实了传染病是由病原微生物引起的 否定自生说。
例如 B. Subtilis AS 1.398和B. Subtilis BF 7.658是枯草 杆菌的两个菌株，前者可生产蛋白酶，后者可生产 α-淀粉酶。
出现在分类学文献中的学名，往往还加上首次定名 人（外加括号）、现名定名人和现名定名年份，但 在一般使用时，这几个部分总是省略的。
Bacillus subtilis （Ehrenberg）Cohn 1872
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Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
Fig. 6-4
TECHNIQUE
RESULTS
(a) Scanning electron microscopy (SEM)
Cilia
1 µm
Eukaryotic cells are generally much larger than prokaryotic cells • Eukaryotic cell organization is characteristic of the other four kingdoms – animalia, protista, plantae, fungi.
circular chromosome no membranous organelles
Prokaryotic Cell Features
• Prokaryotic cell organization is characteristic of the kingdoms Eubacteria and Archaebacteria. Prokaryotic cells lack internal compartments. Prokaryotic cells
(b) Transmission electron Longitudinal Cross section section of of cilium microscopy (TEM) 1 µm cilium
Categories of Cells
The basic structural and functional unit of every organism is one of two types of cells: prokaryotic or eukaryotic Only organisms of the domains Bacteria and Archaea consist of prokaryotic cells Protists, fungi, animals, and plants all consist of eukaryotic cells
Endoplasmic Reticulum
• Contiguous with the outer nuclear membrane There are two distinct regions of ER:
- Rough endoplasmic reticulum • Associated with ribosomes synthesize proteins to be transported out of the cell or into other cellular membranes
Frog egg
Unaided eye Light microscope
Length of some nerve and muscle cells
Robert Hooke A.V. Leeuwen
Electron microscope
Most plant and animal cells
10 µm 1 µm 100 nm 10 nm 1 nm
Fig. 6-11
Cytosol Endoplasmic reticulum (ER) Free ribosomes Bound ribosomes
Large subunit Small subunit Diagram of a ribosome
0.5 µm TEM showing ER and ribosomes
CHAPTER 2 The Organization of Cell
The Cell: The Basic Unit of Life
Basic features of all cells: Plasma membrane Semifluid substance called cytosol Chromosomes (carry genes): DNA and RNA Ribosomes (make proteins)
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Fig. 6-2
10 m 1m 0.1 m
Chicken egg Human height
1 cm
Microscopy
1 mm 100 µm
Fig. 6-6
Fimbriae Nucleoid Ribosomes Plasma membrane Bacterial chromosome Cell wall Capsule
0.5 µm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(a) A typical rod-shaped bacterium
Flagella
(b) A thin section through the bacterium Bacillus coagulans (TEM)
The Cell: The Basic Unit of Life
Eukaryotic cells are characterized by having
DNA in a nucleus that is bounded by a membranous nuclear envelope Membrane-bound organelles Cytoplasm in the region between the plasma membrane and nucleus
Prokaryotic Organelles
Ribosome
Large & small subunits 3 core molecules of RNA (rRNAs) and ~40 proteins
• 23S rRNA + 5S rRNA = 50S large ribosomal subunit • 16S rRNA = 30S small ribosomal subunit
- Smooth endoplasmic reticulum • Not associated with ribosomes • Location of lipids biosynthesis
Ribosomes: Protein Factories
Ribosomes are particles made of ribosomal RNA and protein Ribosomes carry out protein synthesis in two locations:
Two basic types of electron microscopes (EMs) are used to study subcellular structures Scanning electron microscopes (SEMs) focus a beam of electrons onto the surface of a specimen, providing images that look 3-D Transmission electron microscopes (TEMs) focus a beam of electrons through a specimen TEMs are used mainly to study the internal structure of cells
Categories of Cells
Eukaryotic
membranous organelles
• nucleus, ER, Golgi,
vesicles, mitochondria, plastids cytoskeleton
• actin, myosin, tubulin
Prokaryotic
• Microscopes are needed to visualize most cells
• Eggs notable exception
• Light or electron microscopes allow observation of greater detail than light microscopes do. Magnification • Light microscopes 200nm Resolution 1,000 fold
In the cytosol (free ribosomes) On the outside of the endoplasmic reticulum or the nuclear envelope (bound ribosomes)
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• Chromatin – DNA bound by proteins • Discrete units - chromosomes
• Surrounded by nuclear envelope
• Double membrane system • Pores • Outer membrane contiguous with ER
are characterized by having No nucleus DNA in an unbound region called the nucleoid No membrane-bound organelles Cytoplasm bound by the plasma membrane
Animal Eukaryotic Cell
Figure 4.7 – Part 1