《环境微生物学》课程授课教案

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1、《环境微生物学》课程授课教案TeachingPlanforEnvironmentalEngineeringMicrobiology教学学时：2周学时教学章节第七章微生物在环境物质循环中的作用教学内容和要求理解碳循环的过程及微生物在其中的作用，主要包括纤维素、半纤维素、淀粉、脂肪、木质素、烃类的转化；理解氮循环的过程及微生物在其中的作用，包括蛋白质水解与氨基酸转化、尿素的氨化、硝化作用、反硝化作用、固氮作用等；了解硫循环。教学重点碳循环、氮循环过程中几种主要物质的转化过程教学难点氮循环的过程及微生物在其中的作用纤维素及淀粉的转化教学方法在教学手段中：打课程授课√使用教（模）具挂图参观现代化手段

2、多媒体√投影仪电视录像电影CAI软件名称上机学时思考题和作业P2962、3、6、10备注第七章微生物在环境物质循环中的作用微生物生态学在一定意义上也可称作环境微生物学，是生态学的分支学科，研究和揭示微生物系统与环境系统（包括动植物）间的相互作用及其功能表达规律，探索其控制和应用途径。主要研究微生物在自然界中的分布、种群组成、数量和生理生化特性；研究微生物之间及其与环境之间的关系和功能，以及微生物与动植物之间的相互关系和功能等。微生物生态学的目的是通过研究，充分了解和掌握微生物生态系统的结构和功能，更好地发挥微生物的作用，更充分地利用微生物资源，为解决人口膨胀、资源匮乏、能源短缺和环境污染问题

3、，特别是为解决环境污染问题提供生态学理论基础和方法、技术手段等，为我国经济的可持续发展提供决策依据。第一节碳循环含碳物质有二氧化碳、碳水化合物、脂肪、蛋白质等。碳循环以二氧化碳为中心，二氧化碳被植物、藻类利用进行光合作用，合成植物性碳；动物以以植物性碳为食，将其转变为动物性碳；动物和人呼吸放出二氧化碳，有机碳化合物别厌氧和好氧微生物分解所产生的二氧化碳均回到大气。而后，二氧化碳再一次被植物利用进入循环。一、纤维素的转化纤维素是葡萄糖的高分子聚合物，每个纤维素分子含1400～10000个葡萄糖基（β1-4糖苷键）主要来源于棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及城市垃圾等，均含有大量纤维素。1.

4、纤维素的分解途径纤维素在微生物酶的催化下沿下列途径分解：2.分解纤维素的微生物好氧细菌——粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌厌氧细菌——产纤维二糖芽孢梭菌、无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢梭菌。放线菌——链霉菌属。真菌——青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。二、半纤维素的转化存在于植物细胞壁的杂多糖。造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。2.分解半纤维素的微生物分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。许多芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌及放线菌能分解半纤维素。霉菌有根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。三、淀粉的转化淀粉分直链淀粉和支链淀粉两类。直链淀粉由葡萄糖分子脱水羧合，以葡糖糖α1-4糖苷键组成不分支的

5、链状结构高聚物（α1-4糖苷键直链；α1-6糖苷键支链；）水中来源：以粮食作原料的工厂废水。例如淀粉厂废水、酒厂废水，印染废水、抗生素发酵废水及生活污水等均含有淀粉。首先在微生物分泌的淀粉酶作用下水解为葡萄糖，然后被吸收作为微生物的能源物质氧化产能。具有淀粉酶的微生物主要有：枯草芽孢杆菌和根霉、曲霉。其他微生物则主要进行淀粉水解产物葡萄糖的进一步分解。四、木质素的转化木质素是植物木质化组织中的带有氧基丙烷支链的一种或多种芳香族聚合物。极难降解，有毒污染水环境。水中来源：造纸和人造纤维废水。降解微生物：真菌（主要）——干朽菌、蘑菇。细菌（少）——假单胞菌的个别种相比而言真菌分解木质素比细菌快，

6、但与糖类分解的速度相比则慢得多。五、脂肪的转化脂肪是甘油与脂肪酸所形成的酯，存在于动、植物体中，是人和动物的能量来源，可作为微生物的碳源和能源。水中来源：毛纺、毛条厂废水、油脂厂废水、肉联厂废水、制革厂废水含有大量油脂。降解油脂较快的微生物：细菌——荧光杆菌、绿脓杆菌、灵杆菌丝状菌——线菌、分支杆菌真菌——青霉、乳霉、曲霉途径：水解+β氧化六、烃类化合物的转化石油是含有烷烃（30%）、环烷烃（46%）、芳香烃（28%）及少量非烃化合物的复杂混合物。石油污染主要出现在采油区和石油运输事故现场以及石化行业的工业废水中。1.石油成分的生物降解性石油中的各种成分由于分子结构不同，降解速度也不一样，降

7、解速度大小上有以下规律。A．链长度链中等长度（C10~C24）＞链很长的（C24以上）＞短链（因有生物毒性）B．链结构直链＞支链（支链多的＞支链少的）不饱和＞饱和烷烃＞芳烃链末端有季碳原子的烃以及多环芳烃极难降解或不降解2.降解石油的微生物降解石油的微生物很多，据报道有200多种细菌——假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属放线菌——诺卡氏菌酵母菌——假丝酵母霉菌——青霉属、曲霉属藻类——蓝藻和绿藻3.石油