2019年天津3290环境工程微生物学自考考试大纲

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天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：环境工程微生物学

课程代码：3290

第一部分课程性质与目标

一、课程性质与特点

《环境工程微生物学》是高等教育自学考试一门专业基础课，主要讲述微生物的形态、细胞结构及其功能，微生物的营养、呼吸、物质代谢、生长、繁殖、遗传与变异等的基础知识；讲述栖息在水体、土壤、空气、城市生活污水、工业废水和城市有机固体废弃物生物处理和废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用，污染土壤的修复等环境工程净化的原理。本大纲是根据教育部制定的高等教育自学考试药学专业的培养目标编写的，立足于培养高素质人才，适应药学专业的培养方向。大纲叙述的内容尽可能简明实用，便于自学。

二、课程目标与基本要求

本课程的目标和任务是使学生通过课程的自学和辅导考试，掌握微生物的基本特性，充分利用有益微生物资源净化环境，为以后的学习和工作打下坚实的基础。

三、本专业其他课程的关系

本课程是环境科学、环境工程和市政工程及环境监测等专业的专业基础课。是与微生物工程、大气污染控制工程、水污染控制工程相衔接的一门课程。

第二部分考核内容与考核目标

绪论

一、学习目的和要求

通过本章的学习，初步了解环境与环境工程面临的问题，熟悉环境工程微生物学的研究对象与任务，掌握微生物的分类、命名及特点。

二、考核知识点与考核目标

识记：原核微生物、真核微生物的概念

理解：微生物的分类、命名及特点

第一章非细胞结构的超微生物-病毒

一、学习目的和要求

通过本章的学习，掌握病毒的特征、分类、形态结构、繁殖；了解病毒的培养过程；熟悉病毒的抵抗力及其在污水处理过程中的效果。

二、考核知识点与考核目标

（一）病毒的一般特征、分类、形态和结构（次重点）

识记：病毒

理解：病毒的特点；病毒的分类；病毒的形态；病毒的结构

（二）病毒的繁殖（重点）

识记：毒性噬菌体、温和噬菌体、溶原细胞（菌）、原噬菌体

理解：大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程

（三）病毒的培养

理解：噬菌体在液体培养基和固体培养基中的培养特征

（四）病毒对物理、化学因素的抵抗力及在污水处理过程中的去除效果（一般）

理解：破坏病毒的物理因素及破坏过程；

病毒的灭活方式；

破坏病毒的蛋白质衣壳、核酸和脂类被膜的化学物质；

病毒在环境中的存活时间的影响因素和在污水处理过程中的去除效果

第二章原核微生物

一、学习目的和要求

通过本章的学习，熟悉细菌的大小和形态。掌握细菌的结构；熟悉革兰氏染色法的原理及意义。熟悉古菌、放线菌、蓝细菌、螺旋体、立克次体和支原体的知识

二、考核知识点与考核目标

（一）细菌

识记：细菌、原生质体、荚膜、芽孢、鞭毛、等电点（次重点）

理解：细菌的大小和形态；细菌的一般结构和特殊结构及其各自的生理功能；熟悉革兰氏染色法的原理及意义（重点）

（二）古菌（次重点）

识记：古菌的概念

理解：古菌的特点；古菌的分类

（三）放线菌（重点）

识记：放线菌的概念

理解：放线菌的形态、菌落形态及繁殖方式

（四）蓝细菌、螺旋体、立克次体和支原体（一般）

识记：蓝细菌、螺旋体、立克次体和支原体的概念

第三章真核微生物

一、学习目的和要求

通过本章的学习，熟悉原生动物、微型后生动物、藻类、真菌的特征、分类

二、考核知识点与考核目标

（一）原生动物

识记：原生动物的概念、细胞结构及功能，胞囊

理解：原生动物的细胞结构及其功能；营养类型；原生动物的分类；各纲在水体自净和污水生物处理中的指示作用；胞囊的形成过程。

（二）微型后生动物

识记：微型后生动物及其分类

理解：常见的浮游甲壳动物；利用浮游甲壳动物判断水体的洁净程度的原理

（三）藻类

理解：藻类的一般特征；分类依据；裸藻和绿藻的异同；绿藻在水体自净中的作用；水体的营养化与藻类的关系

第四章微生物的生理

一、学习目的和要求

通过本章的学习，理解微生物酶的组成、分类、结构、特点和功能。理解微生物的营养、微生物的产能及呼吸类型。

二、考核知识点与考核目标

（一）微生物的酶（重点）

识记：酶、辅基、辅酶、酶的组成及功能；几中重要的辅基、辅酶

理解：酶蛋白的结构；酶的活性中心；不同依据下酶的分类及相互关系；酶的催化特性；影响酶活力的因素

（二）微生物的营养

识记：微生物的化学组成、培养基的概念及培养基的类别（一般）

理解：微生物的营养物及营养类型、营养物质进入微生物细胞方式（重点）

（三）微生物的产能代谢（重点）

识记：底物水平磷酸化、氧化磷酸化、光合磷酸化

理解：ATP生成的具体方式；微生物呼吸合作用的本质；微生物的呼吸类型及各类型的特点；

（四）微生物的合成代谢（次重点）

识记：光和作用

理解：藻类光合作用和细菌光合作用的比较

第五章微生物的生长繁殖与生存因子

一、学习目的和要求

通过本章的学习，理解微生物的生长繁殖、影响微生物生长的生长因子，及微生物之间的相互关系，了解菌种的保存、复壮

二、考核知识点与考核目标

（一）微生物的生长繁殖

识记：微生物的繁殖；（次重点）

理解：微生物的生长繁殖的4个时期及各自的特点；（重点）

应用：细菌的生长曲线及在污（废）水微生物处理中的应用（重点）

（二）微生物的生存因子

识记：微生物的生存因子；水的活度、渗透压；表面张力（一般）

理解：微生物与温度的关系高温杀菌的原理；嗜冷微生物在低温生长的原因；低温对嗜中温和高温的微生物生长不利的原因；不同微生物正常生长繁殖的PH条件；活性污泥法处理污废水的PH规定；微生物对氧化还原电位的要求；培养微生物过程中氧化还原电位的变化情况及控制办法；好氧、兼性厌氧、厌氧微生物与氧的关系；渗透压与微生物的关系；水的活度对微生物的影响；表面张力对微生物的影响：（重点）

（三）其他不利环境因子对微生物的影响

识记：光复活现象、暗复活现象（重点）

理解：紫外线杀菌的作用机理；重金属盐的杀菌原理；PH高低对微生物的影响；干燥对微生物的影响；抗生素对微生物的影响（重点）

（四）微生物与微生物之间的关系

理解：在天然环境和人工环境中微生物之间存在的关系

第六章微生物的遗传和变异

一、学习目的和要求

通过本章的学习，理解微生物的遗传、变异，遗传变异的物质基础，基因重组的概念、实现基因重组的手段，了解遗传工程技术在实际中的应用

二、考核知识点与考核目标

（一）微生物的遗传（重点）

识记：微生物的遗传；遗传和变异的物质基础；DNA的结构；基因；DNA的变性、复性；RNA的种类分子遗传学的中心法则；反向转录

理解：微生物的遗传信息传递方式；DNA的复制过程；微生物几种RNA的作用；微生物生长过程中蛋白质的合成，细胞的分裂

（二）微生物的变异（重点）

识记：微生物的变异；

理解：变异的实质、变异的类型

（三）基因重组（重点）

识记：杂交、转化、转导

（四）遗传工程技术在环境保护中的应用（次重点）

识记：质粒、基因工程、PCR技术

理解：质粒在遗传工程中的作用；基因工程的操作步骤；PCR技术的操作步骤

应用：基因工程和PCR技术在环境工程中的实践意义

第七章微生物生态

一、学习目的和要求

通过本章的学习，理解生态系统、生态圈的概念，了解土壤微生物生态、空气微生物生态和水体微生物生态

二、考核知识点与考核目标

（一）生态系统

识记：生态系统、生物圈、生态平衡的概念（重点）

理解：生态系统的组成及功能（次重点）

（二）土壤微生物生态

识记：土壤自净、土壤生物修复的概念（一般）

理解：土壤中的微生物；土壤被污染后其微生物群落的变化；土壤污染的途径及其不良后果；土壤修复技术的关键的因素（一般）

（三）空气微生物生态

理解：空气微生物的来源、组成；空气中的致病微生物；空气污染指示菌（次重点）

（四）水体微生物生态

识记：水体自净、水体富营养化的概念；AGP、BIP、CFU的含义（重点）

理解：水体微生物的来源；微生物在水体中的分布规律；判断水体自净程度的指标；水体污染的指标；污化系统；评价水体富营养化的方法（次重点）

第八章微生物在环境物质循环中的作用

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解自然界的物质循环及微生物在自然界物质循环中的作用

二、考核知识点与考核目标

（一）碳循环（一般）

理解：纤维素的好氧和厌氧分解过程及其中的微生物和酶参与情况；淀粉的好氧和厌氧分解过程及其中的微生物和酶参与情况

应用：脂肪酸的ß-氧化过程及能量平衡关系

（二）氮循环（次重点）

理解：硝化作用、反硝化作用、固氮作用的意义及其起作用的微生物

（三）硫循环（一般）

识记：硫化作用

理解：参与硫化作用的微生物；

（四）铁、锰的循环（一般）

识记：磁性细菌

理解：铁的三态转化；引起管道腐蚀的微生物；氧化铁和锰的细菌

第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解污、废水生物处理中的生态系统、厌氧环境中的微生物群落组成

二、考核知识点与考核目标

（一）污、废水生物处理中的生态系统（重点）

识记：好氧活性污泥的概念及其组成、性质；菌胶团的概念

理解：好氧活性污泥净化废水的机理；氧化塘（或氧化沟）处理水的机制；菌胶团、原生动物和微型后生动物的作用；在废水处理过程中利用原生动物的演变和个体变化判断处理效果的原理；

（二）活性污泥丝状膨胀和丝膨胀控制对策（一般）

识记：活性污泥丝状膨胀

理解：引起活性污泥丝状膨胀的微生物；促使活性污泥丝状膨胀的环境因素；控制活性污泥丝状膨胀的办法

（三）厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物的群落（一般）

理解：含硫的高浓度有机废水的处理办法；高浓度有机废水厌氧沼气（甲烷）发酵的理论及其微生物群落

第十章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解水环境污染的控制与治理，及其微生物学原理

二、考核知识点与考核目标

（一）污、废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理

识记：捷径反硝化的含义、聚磷菌的概念（重点）

理解：污、废水脱氮除磷的目的；微生物脱氮的工艺、污废水脱氮、磷的原理；参与脱氮的微生物及其生理特征；为获得高的脱氮效果，脱氮运行管理中需要掌握的几个关键；聚磷菌的放磷和吸磷的生化机制；除磷工艺（次重点）

（二）微污染水源水预处理中的微生物学问题

理解：水源预处理的目的及其工艺；微污染水源水中的污染物；微污染水源水预处理系统中的微生物群落（一般）

（三）饮用水的消毒及其微生物学效应

理解：水的消毒方法；加氯消毒易产生“三致”物的原因（一般）

第十一章有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落

一、学习目的和要求

通过本章的学习，了解有机固体废弃物与发起的微生物处理及微生物群落

二、考核知识点与考核目标

（一）有机固体废弃物微生物处理及其微生物群落（一般）

识记：堆肥法、堆肥化、堆肥的概念

理解：好氧堆肥的机理；参与堆肥发酵的微生物；好氧堆肥的运行条件、工艺；厌氧堆和卫生填埋的机理

（二）废气的生物处理（一般）

理解：废气处理的工艺；恶臭污染物的微生物处理办法及其代谢途径

应用：废气的生物处理应用设计

第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用

一、学习目的和要求

通过本章的学习，掌握酶的提取、纯化，固定化酶和固定化微生物的固定方法及在环境工程中的应用；熟悉微生物细胞外多聚物的应用；了解优势菌种与生物制剂的开发应用

二、考核知识点与考核目标

（一）固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用

识记：酶制剂的剂型；固定化酶和固定化微生物的概念；固定化方法及载体（重点）

理解：固定化酶和固定化微生物的优缺点

（二）微生物细胞外多聚物的开发与利用（次重点）

识记：ECP的意义、生物表面活性剂的概念及分类；絮凝剂的分类

理解：微生物絮凝剂在废水处理中的作用、原理

（三）优势菌种与生物制剂的开发利用（一般）

理解：微生物制剂的用途

第三部分实践环节

实验一、光学显微镜的操作及细菌、放线菌和蓝细菌个体形态的观察

一、考核目的与要求

1、掌握光学显微镜的结构、原理、学习显微镜的操作方法和保养

2、观察细菌、放线菌、蓝细菌的个体形态学会生物图的绘制

二、考核的内容

1、掌握显微镜的结构、光学原理及操作方法

2、细菌、放线菌及蓝细菌的个体形态观察

三、考核方式与环境要求

1、此实验需要在具备基本生物实验条件的微生物实验室中进行，所需要的基本实验仪器有光学显微镜，实验材料有细菌、放线菌及蓝细菌。

2、该实验考核为形成性考核

实验二、酵母菌、霉菌、藻类、原生动物及微型后生动物个体形态的观察

一、考核目的与要求

1、进一步熟悉和掌握显微镜的操作方法

2、观察几种真核生物的个体形态，掌握生物图的绘制方法

3、学习用压滴法制作标本片

二、考核内容

观察真核微生物个体形态，掌握生物图的绘制方法；用压滴法制作标本片

三、考核方式与环境

采取形成性考核方式，需要仪器核材料为显微镜、擦镜纸、吸水纸；酵母菌、霉菌示范片、藻类培养液、活性污泥混合液

实验三、微生物细胞数的计数

一、考核目的与要求

了解血球计数板的结构，掌握使用和计算方法

二、考核内容

学习应用血球计数板进行微生物计数的方法，了解血球计数板的结构。

三、考核方式与环境要求

采取形成性考核方式，所需实验仪器和材料包括显微镜、血球计数板、移液管、酵母菌液（不用酵母菌，改用其它微生物作材料）

实验四、微生物的染色

一、考核目的与要求

理解微生物的染色原理、染色的基本操作技术，从而掌握微生物的一般染色法和革兰氏染色法。

二、考核内容

掌握微生物的简单染色法和复染色法，了解简单染色和复染色法的详细步骤。

三、考核方式与环境要求

形成性考核方式。应用材料与仪器包括显微镜、香柏油、二甲苯、擦镜纸、吸水纸、接种环、载玻片、酒精灯；蕃红溶液、草酸铵结晶紫染液、革兰氏碘液、95％乙醇、石炭酸复红溶液；枯草杆菌、大肠杆菌

实验五、培养基地制备和灭菌

一、考核目的和要求

1、熟悉玻璃器皿地洗涤和灭菌前的准备工作

2、掌握培养基和无菌水的制备方法

3、掌握高压蒸汽灭菌技术

二、考核内容

玻璃器皿的洗涤与包装、培养基的制备、无菌水的制备、培养基的灭菌、高压蒸汽灭菌锅的工作原理和使用方法。灭菌的操作过程

三、考核方式与环境要求

形成性考核方式。所需仪器及材料为：

培养皿（直径90mm），试管15mm×150mm)，移液管（10mL），锥形瓶，烧杯，玻璃珠；纱布、棉花、牛皮纸

精密PH试纸6.4-8.4,10%HCl,10%NaOH,

牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、琼脂、蒸馏水

高压蒸汽灭菌锅、烘箱、煤气灯或酒精灯

实验六、菌种分离、培养与接种技术

一、考核目的与要求

1、掌握从环境中分离培养细菌的方法，从而获得若干种细菌纯培养技能

2、掌握几种接种技术

二、考核内容

1、细菌纯种分离的操作方法：稀释平板法和平板划线法

2、几种接种技术的操作方法

三、考核方式及环境要求

形成性考核方式。仪器与材料包括：无菌培养皿、无菌移液管、营养琼脂培养基、活性污泥、无菌水；接种环、酒精灯或煤气灯、恒温箱

实验七、纯培养菌种的菌体、菌形态观察

一、考核目的与要求

观察实验六分离得到的几种菌的个体形态及其相应的菌落形态特征。通过观察和比较细菌、放线菌、酵母菌及霉菌的菌落特征，达到初步鉴别上述微生物的能力。

二、考核内容

学会观察细菌菌落形态和菌体染色及其形态，能够初步比较细菌、放线菌、酵母菌及霉菌的菌落特征。

三、考核方式及环境要求

形成性考核方式。所需仪器及材料为显微镜、载玻片、接种环、酒精灯（或煤气灯）；革兰氏染液一套，草酸铵结晶紫、革兰氏碘液，95％乙醇、蕃红染液

实验六培养出来的各种细菌，另外实验室配给放线菌、酵母菌及霉菌等的菌落。

实验八、细菌淀粉酶和过氧化氢酶的定性测定

一、考核目的与要求

通过对淀粉酶和过氧化氢酶的定性测定，加深对酶和酶促反应的感性认识

二、考核内容

能够测定生活污水活性污泥混合液中淀粉酶的活性，测定过氧化氢酶的活性

三、考核方式和环境要求

形成性考核方式。所需仪器和材料包括试管、试管架、培养皿、接种环；牛肉膏、0.2％淀粉溶液、兰氏碘液、10％－3％过氧化氢溶液、生活污水活性污泥混合液，枯草杆菌或大肠杆菌斜面各一支。

实验九、卫生细菌的检测

实验九甲大肠菌群数的测定

一、考核目的和要求

对生产污水和生活污水进行细菌卫生检验，作大肠菌群和细菌菌落总数的测定。通过大肠菌群的测定，了解大肠菌群的生化特性

二、考核内容

乳糖蛋白胨培养基的配制，三倍浓缩乳糖蛋白胨培养液的配制品红亚硫酸钠培养基地配制；伊红美蓝培养基的配制大肠菌群数的概念，大肠菌群的测定

三、考核方式和环境要求

形成性考核方式。所需仪器和材料包括锥形瓶、试管、大试管、移液管、培养皿、接种环、试管架；革兰氏染液一套、显微镜、自来水蛋白胨、乳糖、磷酸氢二钾、琼脂、无水亚硫酸钠、牛肉膏、氯化钠、1.6％溴甲酚紫乙醇溶液、5％碱性品红乙醇溶液、2％伊红溶液、0.5％美蓝溶液、10％NaOH、10%HCl、精密PH试纸6.4－8.4

实验九乙细菌菌落总数（CFU）的测定

一、考核目的和要求

学会应用细菌菌落总数作为测定水体受有机物污染程度的指标，从而检测水质受污染情况。

二、考核内容

学会受污染水质的微生物生物检测方法，能够做菌落计数及其报告方法

三、考核方式和环境要求

形成性考核方式。所需仪器和材料同实验九甲。

第四部分有关说明与实施要求

一、考核目标与能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法与技能，分析和解决有关的理论问题和实际问题，并能够运用多个知识点进行综合分析，解决问题。

二、教材

《环境工程微生物学》（第二版）周群英高廷耀编著，高等教育出版社，2000年版。

三、自学方法指导

在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认识、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3、辅导时，应注意指导考生加强本学科研究方法的训练，加强考生自学能力、观察和思维能力、分析解决问题能力及创新意识的培养。

4、辅导时应以考试大纲为准，指定教材为基础，避免随意超纲。

5、辅导时协助考生理解知识点的能力层次，不可将试题难易与能力层次直接挂钩。

6、辅导时应突出重点，对学生要启发引导，不可让学生死记硬背。

7、辅导时应要求学生刻苦学习，钻研教材，独立思考，勤于提问。

8、助学学时，本课程共4学分，建议总课时72学时，课时分配如下：

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。

2、试卷中试题比例一般为识记占20%、理解占40%、应用占40%。

3、试卷中试题分数比例一般为易占20%、较易占30%、较难占30%、难占20%。

4、试卷中各类考核点所占比例大约为重点65%、次重点25%、一般10%。

5、试题一般类型分为：名词解释、判断题、单项选择、多项选择、处方分析、简答题、计算题。

6、考试采用闭卷笔试，考试时间为150分钟，采用百分制评分，60分及格

六、题型示例（样题）

（一）菌种名称互译

肺炎链球菌(Diplococcuspneumoniae)

2、Bacillussubtilis（枯草杆菌）

（二）名词解释

1、转化

2、转导

（三）填空

细菌的生长繁殖期可细分为6个时期：————————————

（四）简答题

什么叫做消毒？加热消毒方法有哪几种？

（五）问答题

什么叫做基因重组？包括哪几种实现基因重组的手段？试分别叙述之。

（六）实验设计题

一种受污染的水体中含有过量的NH4＋,试设计一种简单实验，用生物学方法去除水体中过量的NH4＋。

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