GD0U-B-11-213 《微生物生态学》课程教学大纲 课程绵号 学分1.5总学时30理论30实验/上机 英文课程名 Microbial ecology 开课院（系）农学院开课系 生物技术 修订时间年月日 课程简介 课程简介： 微生物生态学是研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。多用来进行 生态系统的调控、推动工农业的生产发展、保护人类生存和环境等方面。由于微生物的微观性等自身 特点，给研究微生物生态学带来了诸多的不便，直到60年代以后才发展成一门独立的学科。其研究 的主要领域包括5个方面：(1)正常自然环境中微生物的分布、分布规律、微生物的代谢对环境的影 响，环境因素对这些代谢的影响，微生物与微生物之间、微生物与其他生物之间的相互关系。（②）极 端环境中微生物的种类和分布，生命机理和这些微生物在工农业生产中的应用。（③）污染环境中的微 生物学，微生物在净化污染环境和污染物的处理中的作用。（④微生物生态模型。（⑤）微生物生态学的 数据处理。 课程大纲 一、课程的性质与任务。 《微生物生态学》是面向生物技术专业的一门专业选修课，本课程系统介绍了微生物在自然界 的分布、行为、数量变化及其作用，微生物与其他生物间的相互关系，微生物在环境治理中的作用及 其工艺等知识，通过本课程的学习要求学生微生物生态学的有关基本概念和应用技术。 二、课程的目的与基本要求： 通过课程的讲授，使学生能利实堂握微生物生态学的基木理论、国内外研究的近期讲展、如何 为人类生活、生产、经济建设服务等。 了解微生物在不同环境中的分布及生活和活动的规律、微生物 的代谢功能和在自然界物质循环和转化中的作用、微生物和环境污染的关系及环境修复中的机制。学 习微生物生态学在工农业生产中的应用，为使微生物在生态系统中能更好地发挥作用，使学生树立起 为保障人类生活和发展工农业生产服务，为经济建设服务的思想。 三、面向专业： 生物技术专业 四、先修课程 普通微生物学、微生物工程、普通生态学、生物化学、遗传学、有机化学、无机化学等。 五、本课程与其它课程的联系： 本课程是建立在普通微生物学、普通生态学的基础上延伸的一门课程，修完本课程为其他课程如 生物技术开发与利用草定了坚实的基础。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业 绪论 (2学时) 微生物生态学的基本概念、发展简史、与其他学科的关系、研究内容、任务、研究方法及与国 民经济的关系。(B) 思考题：什么是生态学、微生物生态学、生物圈、生态系统、生态关系、生态平衡？生态系统 的三要素是什么？微生物生态学的研究内容包括哪些？ 第一章微生物生态学的基本原理(4学时) 第一节微生物生态学的基本原理(2学时) 生态系统的基本概念(A)、生态系统的物质循环过程中的生态作用(A)、生态系统中的有机体 (B)
1 《微生物生态学》课程教学大纲 课程编号 学分 1.5 总学时 30 理论 30 实验/上机 英文课程名 Microbial ecology 开课院（系） 农学院 开课系 生物技术 修订时间 年 月 日 课 程 简 介 课程简介: 微生物生态学是研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。多用来进行 生态系统的调控、推动工农业的生产发展、保护人类生存和环境等方面。由于微生物的微观性等自身 特点，给研究微生物生态学带来了诸多的不便，直到 60 年代以后才发展成一门独立的学科。其研究 的主要领域包括 5 个方面：(1)正常自然环境中微生物的分布、分布规律、微生物的代谢对环境的影 响，环境因素对这些代谢的影响，微生物与微生物之间、微生物与其他生物之间的相互关系。(2)极 端环境中微生物的种类和分布，生命机理和这些微生物在工农业生产中的应用。(3)污染环境中的微 生物学，微生物在净化污染环境和污染物的处理中的作用。(4)微生物生态模型。(5)微生物生态学的 数据处理。 课 程 大 纲 一、课程的性质与任务： 《微生物生态学》是面向生物技术专业的一门专业选修课，本课程系统介绍了微生物在自然界 的分布、行为、数量变化及其作用，微生物与其他生物间的相互关系，微生物在环境治理中的作用及 其工艺等知识，通过本课程的学习要求学生微生物生态学的有关基本概念和应用技术。 二、课程的目的与基本要求： 通过课程的讲授，使学生能扎实掌握微生物生态学的基本理论、国内外研究的近期进展、如何 为人类生活、生产、经济建设服务等。了解微生物在不同环境中的分布及生活和活动的规律、微生物 的代谢功能和在自然界物质循环和转化中的作用、微生物和环境污染的关系及环境修复中的机制。学 习微生物生态学在工农业生产中的应用，为使微生物在生态系统中能更好地发挥作用，使学生树立起 为保障人类生活和发展工农业生产服务，为经济建设服务的思想。 三、面向专业： 生物技术专业 四、先修课程: 普通微生物学、微生物工程、普通生态学、生物化学、遗传学、有机化学、无机化学等。 五、本课程与其它课程的联系： 本课程是建立在普通微生物学、普通生态学的基础上延伸的一门课程，修完本课程为其他课程如 生物技术开发与利用奠定了坚实的基础。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业 绪论 (2 学时) 微生物生态学的基本概念、发展简史、与其他学科的关系、研究内容、任务、研究方法及与国 民经济的关系。（B） 思考题：什么是生态学、微生物生态学、生物圈、生态系统、生态关系、生态平衡？生态系统 的三要素是什么？微生物生态学的研究内容包括哪些？ 第一章 微生物生态学的基本原理 （4 学时） 第一节 微生物生态学的基本原理 （2 学时） 生态系统的基本概念 (A)、生态系统的物质循环过程中的生态作用(A) 、生态系统中的有机体 (B) GDOU-B-11-213
第二节微生物生态系统的一些特征(1学时) 生境的概念()、营养物的供应和微生物的培养（⑧） 第三节微生物基因组与环墙的密切关系(2学时) 进化性适应()、表型适应( 基因组与环境的相互作用(C)、微生物的竞争与快速繁殖 第二章自然环境中微生物 (6学时) 第一节微生物在生态圈内的分布(2学时) 生境和栖息于其中的微生物(B)、岩石生态圈的微生物(B)、水生态圈微生物(B)、大气 生态圈微生物(B 第二节生态圈内微生物细胞的行为(2学时) 主动运动的主要类型(A)、细胞行为(A) 第三节微生物在生态圈中的作用(2学时) 微生物是食物链中的初级生产者(C)、微生物是有机物质的主要分解者(C)、微生物是物 质循环中的重要成员(C)、微生物是物质和能量贮存的保存者(C 思考题：为何说士壤是微生物的大本营？士壤中的微生物有哪些主要类型？它们在个体数量和生 物量上有何差异？各有何作用？水体分为哪几种类型，其中的微生物在数量与种类上有何差异？空气中 为什么会有微生物？空气中的微生物在数量与种类上有何特点？食品上为何有大量微生物？不同食品上 的微生物有何差异？谈谈微生物在生态圈中的作用。 第三章环境中元素的徽生物转化(3学时) 第一节环境中碳素的微生物转化(1学时) 碳素的生物地球化学循环()、土壤中碳素循环(B)、水域中的碳素循环(C)、碳素循环的平 衡(A)、特殊类型碳素化合物的分解(C)、生物杀伤剂和碳素循环(C)、人类对碳素循环的影响 (c) 第二节环境中氨素的微生物转化(1学时) 生物圈内氮素的分布和生物地球化学循环(C)、氮素循环的微生物学()、环境和农业活动对 氮素循环的影响(B) 第三节环境中其它元素的微生物转化(1学时) 硫的转化（®）、磷素循环（®）、铁、锰和其他金属元素的转化(C)、硅的循环(C) 做生物在 自然界碳素循环中的 用是什么？简述微生物分解含碳有机物的主要途名 和参与的微生物类群？什么是氨化作用？参与氨化作用的微生物有哪些？简述氨化作用的条件和意义， 什么是硝化作用、反硝化作用？反硝化作用产生的条件是什么？什么是生物固氮？生物固氮有哪些类型？ 什么是自生固氮？什么是共生固氮？影响结瘤固氮的生态条件有哪几个方面？简述微生物与磷素转化的 关系。什么是硫化作用？硫细菌包括哪些种类 第四章微生物种群、群落 (5学时) 第一节种群、群落的基本概念(3学时) 种群、群落、种群密度的定义()、种群、群落的基本特征(A)、群落的组成(B)、群落之间 及其与环墙之间的相互关系(C) 第二节种群的增长 1学时》 微生物在封闭 开放环境内的增长(C) 第三节群落的发展和演替 (1学时) 微生物种群的适应作用和自然选择(C)、微生物群落的发展(C)、微生物群落的演替(C) 2
2 第二节 微生物生态系统的一些特征（1 学时） 生境的概念(A)、营养物的供应和微生物的培养(B) 第三节 微生物基因组与环境的密切关系（2 学时） 进化性适应 (A)、表型适应(A) 、基因组与环境的相互作用（C）、微生物的竞争与快速繁殖 (C) 第二章 自然环境中微生物 （6 学时） 第一节 微生物在生态圈内的分布 (2 学时) 生境和栖息于其中的微生物（B）、 岩石生态圈的微生物（B）、水生态圈微生物（B）、大气 生态圈微生物 （B） 第二节 生态圈内微生物细胞的行为（2 学时） 主动运动的主要类型（A）、细胞行为（A） 第三节 微生物在生态圈中的作用（2 学时） 微生物是食物链中的初级生产者（C）、微生物是有机物质的主要分解者（C）、微生物是物 质循环中的重要成员（C）、微生物是物质和能量贮存的保存者（C） 思考题：为何说土壤是微生物的大本营?土壤中的微生物有哪些主要类型?它们在个体数量和生 物量上有何差异?各有何作用?水体分为哪几种类型,其中的微生物在数量与种类上有何差异?空气中 为什么会有微生物?空气中的微生物在数量与种类上有何特点?食品上为何有大量微生物?不同食品上 的微生物有何差异? 谈谈微生物在生态圈中的作用。 第三章 环境中元素的微生物转化 （3 学时） 第一节 环境中碳素的微生物转化 （1 学时） 碳素的生物地球化学循环（A）、土壤中碳素循环（B）、水域中的碳素循环（C）、碳素循环的平 衡（A）、 特殊类型碳素化合物的分解（C）、生物杀伤剂和碳素循环（C）、人类对碳素循环的影响 （C） 第二节 环境中氮素的微生物转化（1 学时） 生物圈内氮素的分布和生物地球化学循环（C）、氮素循环的微生物学（A）、环境和农业活动对 氮素循环的影响（B） 第三节 环境中其它元素的微生物转化（1 学时） 硫的转化 (B)、磷素循环(B)、铁、锰和其他金属元素的转化(C)、硅的循环（C） 思考题：微生物在自然界碳素循环中的作用是什么?简述微生物分解含碳有机物的主要途径 和参与的微生物类群？什么是氨化作用?参与氨化作用的微生物有哪些?简述氨化作用的条件和意义。 什么是硝化作用、反硝化作用?反硝化作用产生的条件是什么?什么是生物固氮?生物固氮有哪些类型? 什么是自生固氮?什么是共生固氮?影响结瘤固氮的生态条件有哪几个方面?简述微生物与磷素转化的 关系。什么是硫化作用?硫细菌包括哪些种类? 第四章 微生物种群、群落 （5 学时） 第一节 种群、群落的基本概念 （3 学时） 种群、群落、种群密度的定义（A）、种群、群落的基本特征（A）、群落的组成（B）、群落之间 及其与环境之间的相互关系（C） 第二节 种群的增长 （1 学时） 微生物在封闭环境、开放环境内的增长（C） 第三节 群落的发展和演替 （1 学时） 微生物种群的适应作用和自然选择（C）、微生物群落的发展（C）、微生物群落的演替（C）
第五章环境因子对微生物的影响 (2学时) 第一节Liebig和Shelford定律 l.Liebig和Shelford定律的内容、应用和适用条件、 第二节影响微生物的环境因子 温度、辐射、大气压和水压、水和水活度、、氧化还原电位()、磁性、其他环境因子 第三节极端环境下的微生物 嗜热微生物、转冷赏生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物 思考题：简述Liebig和Shelford定律的内容、应用和适用条件。何谓极端环境？极端环境包括 哪些类型？简述微生物的耐热及耐盐机理。 第六章生物群体间的相互作用 (4学时) 第一节微牛物群体的相五关系(2学时) 微生物群体内的相互作用、微生物群体间的相互作用互生关系（共生关系、竞争关系、寄生关系， 猎食关系、拮抗作用)(A) 第二节微生物与植物之间的相互关系(1学时) 植物表面附生微生物、植物与微生物的共生体、植物的寄生微生物(C) 第三节微生物与动物之间的相互关系(1学时) 肠道内的微生物、 微生物和人体的关系、捕食线虫(C) 思考题：微生物之间存在着哪几种关系？各举一例说明。什么叫指抗作用？特异性与非特异拮抗 有何异同？植物根系对根圈微生物有何作用？根圈微生物对植物有何影响？内生、外生及内外生菌根有 何异同？植物茎叶和果实上为什么有大量微生物？微生物为什么会引起植物病害？微生物与人及其它动 物之间存在哪几种关系？各举一例说明。 第七章微生物与化学污染物之间的关系 (3学时) 第一节自然界中化学污染物的种类来源及危害(1学时) 自然界中化学性污染物的来源和种类(B)、几种重要污染物的危害(C)、微生物形成的污染物 (微生物产生的毒性物质、水体的富营养化、重金属的甲基化、酸性矿水的形成)(C) 第一节环培污染物的微生物转化(1学时) 有机污染物、 无机污染物的微生物转化(C 第 节做生物的污水处理 1学时 水生物处理的的类型、作用机理(A)、污染对微生物群落结构和功能的影响(B)、选育高效 菌株来处理特定废水(C) 思考顺：土壤污染的污染源主要有哪些？简述化学农药的微生物降解途径主要有哪些？微生 原理及常用 废水处理可分为哪 活性污泥法与生物滤池法两种废水处理工艺。 第八章微生物在工业、农业、医学、环保等中的应用(4学时) 第一节微生物生态学在工业中的应用(1学时) 在酿酒业中的应用、沼气发酵、有机酸发酵、生物能源（乙醇、甲烷、氢）(B) 第二节微生物治金 (1学时) 铜和轴的提取、影响生物浸出的因素(B) 第三节微生物生态学在农业中的应用(1学时) 3
3 第五章 环境因子对微生物的影响 （2 学时） 第一节 Liebig 和 Shelford 定律 1. Liebig 和 Shelford 定律的内容、应用和适用条件、 第二节 影响微生物的环境因子 温度、辐射、大气压和水压、水和水活度、pH、氧化还原电位(Eh)、磁性、其他环境因子 第三节 极端环境下的微生物 嗜热微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物 思考题：简述 Liebig 和 Shelford 定律的内容、应用和适用条件。何谓极端环境?极端环境包括 哪些类型?简述微生物的耐热及耐盐机理。 第六章 生物群体间的相互作用 （4 学时） 第一节 微生物群体的相互关系 （2 学时） 微生物群体内的相互作用、微生物群体间的相互作用互生关系（共生关系、竞争关系、寄生关系、 猎食关系、拮抗作用）（A） 第二节 微生物与植物之间的相互关系（1 学时） 植物表面附生微生物、植物与微生物的共生体、植物的寄生微生物（C） 第三节 微生物与动物之间的相互关系（1 学时） 肠道内的微生物、微生物和人体的关系、捕食线虫（C） 思考题：微生物之间存在着哪几种关系?各举一例说明。什么叫拮抗作用?特异性与非特异拮抗 有何异同?植物根系对根圈微生物有何作用?根圈微生物对植物有何影响?内生、外生及内外生菌根有 何异同?植物茎叶和果实上为什么有大量微生物?微生物为什么会引起植物病害?微生物与人及其它动 物之间存在哪几种关系?各举一例说明。 第七章 微生物与化学污染物之间的关系 （3 学时） 第一节 自然界中化学污染物的种类来源及危害 （1 学时） 自然界中化学性污染物的来源和种类（B）、几种重要污染物的危害（C）、微生物形成的污染物 （微生物产生的毒性物质、水体的富营养化、重金属的甲基化、 酸性矿水的形成）（C） 第二节 环境污染物的微生物转化（1 学时） 有机污染物、无机污染物的微生物转化（C） 第三节微生物的污水处理 （1 学时） 污水生物处理的的类型、作用机理（A）、污染对微生物群落结构和功能的影响（B）、选育高效 菌株来处理特定废水（C） 思考题：土壤污染的污染源主要有哪些?简述化学农药的微生物降解途径主要有哪些?微生 物降解有毒元素的基本原理是什么? 简述重金属离子对微生物的毒性机理。简述污水处理的微生物学 原理及常用方法。废水处理可分为哪三个步骤？分别处理哪些物质？废水处理的目的有哪些？试比较 活性污泥法与生物滤池法两种废水处理工艺。 第八章 微生物在工业、农业、医学、环保等中的应用 （4 学时） 第一节 微生物生态学在工业中的应用 （1 学时） 在酿酒业中的应用、沼气发酵、有机酸发酵、生物能源（乙醇、甲烷、氢）（B） 第二节 微生物冶金 （1 学时） 铜和铀的提取、影响生物浸出的因素（B） 第三节微生物生态学在农业中的应用 （1 学时）
在菌根真菌研究中的应用、植物土传病原菌的生态防治、在土壤肥料方面的应用、在畜牧业和饲 养业上的应用(B) 第四节微生物生态学在环保中的应用(1学时) 活性污泥微生物生态学、高浓度有机废水处理(B) 第九章徽生物生态学的研究方法和技术(2学时) 第一节取样方法与策略、测定方法 大气取样、水域取样、土壤和岩石取样(B)微生物数量的测定、微生物生物量的测定、微生物代 谢活性的测定(B) 第二节微生物生态学研究技术 埋片技术、毛细管技术、荧光显微镜检查法、表荧光显微镜检查法、荧光抗体技术、放射自显 影技术、扫描电子显微镜检查法、细胞化学技术、PCR技术(B) 七、实验名称与类别： 无 八、实验目的、内容与要求 无 九、教材与参考书： 本课程选用教材： 池振明等，微生物生态学，济南：山东大学出版社，1999. 本课程推荐参考书： 夏淑芬等，微生物生态学，武汉：武汉大学出版社，1988. 许光辉等，微生物生态学，南京：东南大学出版社，1991. 翁酥颖等，环境微生物学，北京：科学出版社，1985， 王家玲等，环境微生物学，北京：高教出版社，1987. .沃尔克著（英），土壤微生物学，中科院南京土壤研究所，北京：科学出版社，1981. 孙儒冰等，普通生态学，北京：高教出版社，1993. 十、本课程理论课及实验课的考核方式： 理论课考核方式： 考试成绩组成由闭卷、考查、出勤相结合，给出较全面的考试成绩。反映学生对本课的学习状况。 执笔：易润华 审核： 批准人： 时间：2006-11-9
4 在菌根真菌研究中的应用、植物土传病原菌的生态防治、在土壤肥料方面的应用、在畜牧业和饲 养业上的应用（B） 第四节 微生物生态学在环保中的应用 （1 学时） 活性污泥微生物生态学、高浓度有机废水处理（B） 第九章 微生物生态学的研究方法和技术 （2 学时） 第一节 取样方法与策略、测定方法 大气取样、水域取样、土壤和岩石取样（B）微生物数量的测定、微生物生物量的测定、微生物代 谢活性的测定（B） 第二节 微生物生态学研究技术 埋片技术、毛细管技术、荧光显微镜检查法、 表荧光显微镜检查法、荧光抗体技术、 放射自显 影技术、 扫描电子显微镜检查法、 细胞化学技术、PCR 技术（B） 七、实验名称与类别: 无 八、实验目的、内容与要求 无 九、教材与参考书： 本课程选用教材: 池振明等， 微生物生态学，济南：山东大学出版社，1999. 本课程推荐参考书: 夏淑芬等，微生物生态学，武汉：武汉大学出版社，1988. 许光辉等，微生物生态学，南京：东南大学出版社，1991. 翁酥颖等，环境微生物学，北京：科学出版社，1985. 王家玲等，环境微生物学，北京：高教出版社，1987. N.沃尔克著(英)，土壌微生物学，中科院南京土壌研究所，北京：科学出版社，1981. 孙儒冰等，普通生态学，北京：高教出版社，1993. 十、本课程理论课及实验课的考核方式: 理论课考核方式： 考试成绩组成由闭卷、考查、出勤相结合，给出较全面的考试成绩。反咉学生对本课的学习状况。 执笔:易润华 审核: 批准人: 时间:2006-11-9
