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1、环境生物技术课程教学大纲 课程英文名称：Environmental biotechnology 课程编号：1832172002 课程计划学时：32 学分：2课程简介： 环境生物技术课程是为生物工程专业和环境工程专业的本科生所开设的一门专业选修课，是在学生具备了生物化学、微生物学或环境工程微生物学的基础知识之后才可进行选修的专业技术基础课。该课程在这两个专业的本科生培养过程中占有比较重要的地位。该课程主要讲述生物技术中的基因工程、发酵工程、酶工程以及细胞工程在环境污染的治理以及环境友好材料的生产中的应用，同时还包括生物农药等内容，所涉及的知识面较广。其中重点为基因工程和发酵工程在环境治理中的应用
2、，要求学生掌握基因工程和发酵工程原理和应用，为学生将来在环境科学领域的发展打下坚实的基础。学生通过对本门课程的学习不仅是掌握了生物工程的基本技术在环境治理领域的应用，由于这些基本技术的原理是一致的，又可以将这些所学知识与食品生产、化工产品的生产以及在制药方面的应用联系起来，为学生将来在其他领域的发展可奠定一定的基础。一、课程教学内容及教学基本要求第一章 环境生物技术引论本章重点为生物技术发展简史的四个阶段，难点为生物技术发展简史的四个阶段所特有的代表性产品。第一节 生物技术的学科体系与发展简史本节要求了解生物技术的定义，生物技术的学科体系(考核概率10%)，理解生物技术的高新特征 (考核概率3
3、0%)，掌握生物技术的发展简史(考核概率60%)。1 生物技术的定义2 生物技术的学科体系3 生物技术的发展简史4 生物技术的高新特征第二节 环境生物技术的学科体系本节要求了解环境生物技术的定义，环境生物技术的学科体系(考核概率10%)，理解环境生物技术的层次性(考核概率30%)，掌握环境生物技术的主要研究范围 (考核概率60%)。1 环境生物技术的定义2 环境生物技术的技术体系与学科结构3 主要研究范围第二章 环境生物技术的生物学基础 本章重点为微生物学、酶学以及生态学中的基础知识，难点为生态系统的自净作用。第一节 微生物学基础知识本节要求了解微生物在自然界的分布以及与人类的关系(考核概率1
4、0%)，理解环境工程领域重要的细菌、微生物的营养需求(考核概率30%)，掌握微生物的类群、细菌的基本形态、营养要素对微生物的作用（考核概率60%)。1 微生物的类群2 微生物的营养3 微生物的代谢第二节 酶学基础知识本节要求了解酶的固定化(考核概率10%)，理解酶催化反应的特征、大多数酶的本质是蛋白质(考核概率30%)，掌握酶的分类、蛋白质的空间结构（考核概率60%)。1 酶的分类2 酶催化反应的特征3 酶蛋白的结构与功能4 酶的固定化第三节 生态学基础知识本节要求了解空气的自净作用(考核概率10%)，理解生态系统的形态结构、生态系统的环境功能(考核概率30%)，掌握生态系统的定义、生态系统的
5、基本特点、生态系统的基本结构与主要功能（考核概率60%)。1 生态系统及其基本特征2 生态系统的基本结构与主要功能3 生态系统的环境功能与自净作用第三章 环境生物检测与控制技术 本章重点为环境生物检测中的微生物分析法、废水处理中的微生物控制技术。难点为物理法和化学法杀灭微生物的机理。第一节 环境生物检测技术本节要求了解微生物以外其他生物在环境污染检测中的应用、大气污染及检测方法(考核概率10%)，理解水质污染指示生物、环境生物技术检测新进展(考核概率30%)，掌握环境生物分析的定义、微生物分析法（考核概率60%)。1 环境生物分析2 环境生物检测技术新进展第二节 环境微生物控制技术本节要求了解
6、水体富营养化的原因和控制方法(考核概率10%)，理解工业废水的处理方法(考核概率30%)，掌握废水处理过程中的微生物控制技术（考核概率60%)。1 废水处理过程中的微生物控制技术2 水体富营养化的控制技术3 水体中的微生物控制技术第四章 现代微生物技术在环境保护中的应用 本章重点为基因工程的原理及其应用的领域，难点为目的基因的获得、重组体的构建以及阳性克隆的筛选。第一节 基因工程与环境保护本节要求了解细胞学说的内容及其发展过程(考核概率10%)，理解遗传的基础知识即中心法则、DNA的双螺旋结构以及转录和翻译(考核概率30%)，掌握基因工程的原理的应用领域（考核概率60%)。1 细胞学说2 遗传
7、的分子基础3 基因工程技术4 基因工程与环境污染治理第二节 细胞融合技术与环境污染治理本节要求了解细胞融合的原理和操作以及在环境污染治理中的应用。第五章 废水好氧生物处理技术 本章重点为活性污泥法和生物膜法的原理和基本流程，难点是生物反应器。第一节 活性污泥法本节要求了解活性污泥法的产生过程(考核概率10%)，理解活性污泥法的工艺类型 (考核概率30%)，掌握活性污泥的组成以及反应机理、活性污泥法的基本流程（考核概率60%)。1 活性污泥的产生2 活性污泥法的反应机理与基本流程3 活性污泥法的工艺类型第二节 生物膜法本节要求了解生物膜中生物的组成以及生物膜法的产生过程(考核概率10%)，理解生
8、物膜反应器的类型(考核概率30%)，掌握生物膜法的原理和基本流程（考核概率60%)。1 生物膜法的产生与特点2 生物膜反应器的类型第六章 废水厌氧生物处理技术本章重点为厌氧微生物处理废水的机理，厌氧处理的三个阶段，难点为各种厌氧生物反应器。 第一节 废水厌氧生物处理的微生物学原理本节要求了解厌氧生物处理的发展简史(考核概率10%)，理解厌氧微生物的分类以及厌氧机理(考核概率30%)，掌握厌氧生物处理的三个阶段（考核概率60%)。1 厌氧微生物与厌氧处理过程第二节 厌氧生物处理工艺的特点与影响因素本节要求了解废水厌氧生物处理的影响因素(考核概率10%)，理解厌氧处理工艺的特点(考核概率30%)，
9、掌握废水厌氧处理过程中的环境因素（考核概率60%)。1 废水厌氧生物处理工艺的特点2 影响废水厌氧生物处理的环境因素第三节 厌氧生物反应器本节要求了解厌氧生物反应器的类型(考核概率10%)，理解沼气的产生和利用(考核概率30%)，掌握厌氧消化池的影响因素、厌氧滤池的影响因素、后处理的方法（考核概率60%)。1 厌氧生物反应器类型2 厌氧消化池3 厌氧接触工艺4 厌氧滤池5 厌氧处理技术新进展第七章 废水生物脱氮除磷技术 本章重点为废水脱氮除磷的原理，废水同时脱氮除磷的原理，难点为废水脱氮除磷的工艺。第一节 生物脱氮过程和原理本节要求了解自然界中的氮循环(考核概率10%)，理解废水中氮的存在形式
10、(考核概率30%)，掌握废水脱氮的原理以及过程（考核概率60%)。 1 氨化作用 2 硝化作用 3 反硝化作用第二节 生物除磷原理本节要求了解废水中磷的来源(考核概率10%)，理解废水中磷的存在形式(考核概率30%)，掌握废水除磷的原理以及影响因素（考核概率60%)。1 厌氧放磷 2 好氧聚磷3 聚磷菌及其特性第三节 生物脱氮除磷工艺本节要求了解脱氮工艺、除磷工艺以及同时脱氮除磷工艺。第四节 生物脱氮新技术 本节要求了解脱氮新工艺。第八章 固体废物处理处置生物技术 本章重点为固体废弃物处理方法中的生物方法，堆肥法和填埋法的原理。难点为堆肥法中不同温度下微生物所起的作用。第一节 固体废物处理处置
11、与资源化方法概论本节要求了解固体废弃物包括的内容(考核概率10%)，理解固体废弃物的分类方法(考核概率30%)，掌握固体废弃物的特点以及各种处理方法的特点（考核概率60%)。1 什么是固体废弃物2 固体废弃物的分类3 固体废弃物的特点及处理方法第二节 固体废物的堆肥法生物处理技术本节要求了解堆肥法发展概况(考核概率10%)，理解好氧堆肥法中微生物的相变(考核概率30%)，掌握好氧堆肥法的基本原理以及不同温度下微生物的变化和作用（考核概率60%)。1 堆肥法技术发展概况2 生物固体的堆肥化处理第三节 固体废物的填埋处置技术本节要求了解填埋法的特点(考核概率10%)，理解填埋场的种类(考核概率30
12、%)，掌握填埋场的模式（考核概率60%)。1 固体废物的填埋方法与类型2 填埋场反应器生态系统的特征第四节 垃圾填埋渗滤水的处理技术本节要求了解渗滤水的特征(考核概率10%)，理解渗滤水对环境的影响(考核概率30%)，掌握渗滤水的生物处理工艺（考核概率60%)。1 垃圾填埋渗滤水的水质特征2 垃圾填埋渗滤水对环境的影响3 垃圾填埋渗滤水的现行处理技术及研究进展第九章 有机废气生物处理技术 本章重点为恶臭气体的特征和生物处理法的原理，难点为生物处理工艺以及反应器。第一节 有机废气的类型与特点本节要求了解恶臭气体的来源(考核概率10%)，理解有机废气对人体的危害(考核概率30%)，掌握恶臭气体的分
13、类和主要特点（考核概率60%)。1 恶臭气体的分类2 恶臭气体的危害3 恶臭污染的主要特点第二节 有机废气生物处理的基本原理本节要求了解有机废气生物处理的传质理论(考核概率10%)，理解有机废气治理的基本方法(考核概率30%)，掌握生物过滤法的基本原理（考核概率60%)。 1 有机废气治理的基本方法 2 有机废气生物处理法的基本原理第三节 有机废气生物处理的方法与工艺本节要求了解生物洗涤法的原理(考核概率10%)，理解生物滴滤法的原理(考核概率30%)，掌握生物滤池法的原理以及工艺（考核概率60%)。1 生物滤池法2 生物滴滤法3 生物洗涤法 第四节 有机废气生物处理技术的应用本节要求了解硫化
14、物和氮化物的生物处理技术(考核概率10%)，理解废气生物处理技术的新进展(考核概率30%)，掌握生物脱臭法的优越性（考核概率60%)。1 有机废气净化2 恶臭去除3 二氧化硫的生物处理4 氮氧化物的生物处理5 废气生物处理技术的发展展望第十章 环境污染生物修复本章重点为生物修复的概念、分类、主要工艺，水体污染的修复技术以及土壤污染的修复技术。难点为水体污染的修复技术。第一节 生物修复技术与生物恢复本节要求了解生物修复的条件与优点(考核概率10%)，理解生物修复的基本措施(考核概率30%)，掌握生物修复的概念、分类和影响因素（考核概率60%)。1 生物修复技术的基本概念2 生物修复技术的分类3
15、应用生物修复的条件与优点4 生物修复的影响因素与基本措施第二节 生物修复技术的主要工艺本节要求了解异位修复(考核概率10%)，理解重金属污染的植物修复技术(考核概率30%)，掌握原位修复工艺和特点（考核概率60%)。1 原位生物修复工艺 2 异位生物修复工艺第三节 水体污染的生物修复技术本节要求了解我国水体的污染状况(考核概率10%)，理解地下水和地表水污染物的危害和特征(考核概率30%)，掌握水体污染的生物修复技术（考核概率60%)。1 地下水污染的特征与危害2 地下水污染的生物修复技术3 地表水污染的特征与危害4 地表水污染的生物修复技术第四节 土壤污染的生物修复技术本节要求了解土壤污染的危害与特征(考核概率10%)，理解土壤污染的植物修复技术(考核概率30%)，掌握土壤污染的堆肥法生物修复技术（考核概率60%)。1 土壤污染的危害与特征2 土壤污染的堆肥法生
