2019年4月20日-21日

• 课程性质与目的

本课程是给水排水工程等专业的专业基础课。给水排水的主要工作任务是为供给符合卫生防疫标准的、安全的生活用水、工业用水等，还需要解决生活污水、工业废水和雨水的排除、处理和再利用等问题。生物处理技术、特别是微生物处理技术是应用最为广泛的水处理方法，因此，微生物在给排水工程中起着重要的作用，是给水排水专业的工程技术和科研人员必须掌握的水处理微生物学的基础知识。近年来，水生植物、水生动物等在水体净化和水处理工程中的作用越来越受到关注，因此，给排水和环境工程专业的技术和科研人员还必须掌握一定的水生植物和水生动物的基本知识。作为高等学校给排水专业给排水工程专业的基础课，《水处理生物学》的主要任务是使学生掌握微生物学的基本知识、了解微生物的形态、生理特性、控制以及利用它们的方法，基本掌握微生物、水生植物、水生动物等在水体净化和水处理中的作用机理和规律，学习水中微生物的检验方法等。总之《水处理生物学》是给排水和环境保护工作者必须掌握的重要技术基础知识。

 

• 课程基本要求

1. 了解水中微生物的类型和一般特征；
2. 了解和基本掌握细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物等微生物的形态和结构；
3. 掌握细菌的生理和生长特性，了解细菌的遗传与变异；
4. 了解水中病原菌的基本知识，掌握大肠杆菌的检测方法，初步了解水中病原菌的特性及检验方法；
5. 了解水中有害微生物的控制方法；
6. 掌握废水中污染物的微生物降解和转化机制，基本掌握典型有机物的微生物降解途径；
7. 了解水体的生物监测方法；
8. 掌握微生物的观察、培养、分离、保藏、复壮、灭菌、无菌操作等基本的微生物学实验研究方法。

• 课程基本内容

第一章 绪论
(一)目的与要求
通过学习后，要求学生能够了解生物的分类和命名法、与水处理相关的主要生物种类，明确水处理生物学的研究对象与任务。
(二) 教学内容
1. 主要内容：
（1）水处理生物学的研究对象与任务
（2）生物的分类和命名法
（3）与水处理相关的主要生物种类
2. 基本概念和知识点：
生物学、水处理生物学、物种、分类、微生物、林奈双命名法、水生动物、水生植物。
能力要求：通过本章学习，学生了解水处理生物学的学习任务，掌握水中常见微生物的类型和特点。
第二章 原核微生物
(一)目的与要求
了解细菌、放线菌、丝状细菌、光合细菌、蓝细菌等原核微生物的形态、大小、结构、生理特性、繁殖及群体特征。
(二) 教学内容
第一节 细菌
1. 主要内容
（1）细菌的形态和大小
（2）基本结构和特殊结构?
（3）繁殖方式
（4）群体特征
2. 基本概念和知识点：
细菌的大小，细菌的三种基本形态（球状、杆状、螺旋状），细菌的基本结构（细胞壁和原生质体）和特殊结构（荚膜、微荚膜和鞭毛），细菌的繁殖方式（裂殖和芽殖），细菌在不同培养基中的培养特征。
能力要求：能够了解细菌的大小和基本形态，掌握细菌的结构及作用，掌握细菌在不同培养基中的培养特征。
第二节 放线菌
1. 主要内容
（1）放线菌的形态、结构、种类
（2）放线菌的生理特性
（3）放线菌的群体特征
2. 基本概念和知识点：
放线菌与人类的关系，放线菌的形态和结构，放线菌的分类（基内菌丝、气
生菌丝、孢子丝），放线菌的繁殖，放线菌的群体特征（介于霉菌和细菌之间）。
能力要求：能够了解放线菌的形态、代表属，掌握放线菌的繁殖及群体特征。
第三节 丝状细菌

1. 主要内容

（1）丝状细菌的种类
（2）铁细菌的特点
（3）硫磺细菌的特点
（4）球衣细菌的特点
（5）丝状细菌与污泥膨胀之间的关系
2. 基本概念和知识点：
铁细菌，硫磺细菌，球衣细菌，污泥膨胀。
能力要求：通过本节学习，要求学生能够掌握几种主要丝状细菌的特点及其与水处理之间的关系。
第四节 光合细菌
1. 主要内容
（1）光合细菌的种类
（2）光合细菌的生理特性
（3）光合细菌的应用
2. 基本概念和知识点：
光合细菌的种类及特点，光合细菌的生存环境、繁殖条件等生理特性，光合细菌在水处理中的应用。
能力要求：通过本小节学习，要求学生能够掌握光合细菌的特点，及其根据营养类型的分类。
第五节 蓝细菌
1. 主要内容
（1）蓝细菌的分布与生长环境
（2）蓝细菌的形态结构与特点
（3）蓝细菌的繁殖、生理特性
2. 基本概念和知识点：
蓝细菌的定义，蓝细菌的生长环境，蓝细菌的形态、大小，蓝细菌的繁殖、
生理特性。
能力要求：通过本小节学习，要求学生基本掌握蓝细菌的大小、构造及生理特性。
第三章 古菌
(一)目的与要求
通过学习本章，能够了解古菌的特点、分类及产甲烷古菌的特征与应用。
(二) 教学内容
1. 主要内容
（1）古菌的特点
（2）古菌的分类
（3）常见古菌
2. 基本概念和知识点：
古菌形态特征，古菌的分类（泉古菌和广古菌），产甲烷古菌的特点及应用。
能力要求：通过本章学习，能够了解古菌的特征，基本掌握产甲烷古菌的特点。
第四章 真核微生物
(一)目的与要求
通过本章学习，能够了解酵母菌、霉菌、藻类、原生与微型后生生物等真核微生物的形态、大小、结构、生理特性、繁殖方式、培养特征及其对水处理的影响。
(二) 教学内容
第一节真核微生物概述
1. 主要内容
（1）真核微生物的定义
（2）真核微生物的特点与主要类群?
（3）真核微生物的细胞构造
2. 基本概念和知识点：
真核微生物，真核微生物与原核微生物的比较，真核微生物的主要类群，真菌的主要特征，真核微生物的细胞构造。
能力要求：能够了解真核微生物的大小和基本形态，掌握真核微生物与原核微生物的异同，掌握真菌的主要特征。
第二节 酵母菌
1. 主要内容
（1）酵母菌的定义
（2）酵母菌的分布及应用
（3）酵母菌的形态和构造
（4）酵母菌的繁殖方式
（5）酵母菌的培养特征
2. 基本概念和知识点：
酵母菌的特点，酵母菌的分布及在水处理中的应用，酵母菌的形态和构造，酵母菌的繁殖方式，酵母菌的培养特征。
能力要求：能够了解酵母菌的形态、结构，掌握酵母菌的繁殖方式，生活史及在水处理中的应用。
第三节 霉菌
1. 主要内容
（1）霉菌的分布及应用
（2）霉菌的形态和构造
（3）霉菌的繁殖
（4）真菌孢子的特点及培养特征
2. 基本概念和知识点：
霉菌在水处理中的应用，霉菌的形态构造，霉菌的繁殖方式及菌落特征，真菌孢子的特点。
能力要求：通过本节学习，能够了解霉菌的形态结构特点，掌握霉菌的繁殖方式，菌落特征及与水处理的关系，掌握真菌孢子的特点。
第四节 藻类
1. 主要内容
（1）藻类的形态及生理特性
（2）藻类的分类
（3）藻类对环境工程的影响
2. 基本概念和知识点：
藻类的形态，藻类的生理特性，绿藻、硅藻和金藻的特征，藻类与水处理之间的关系。
能力要求：通过本小节学习，能够了解藻类的形态，掌握藻类的生理特性，掌握绿藻的分布特征，掌握藻类对水处理的影响。
第五节 原生与微型后生动物
1. 主要内容
（1）原生动物的形态与构造
（2）原生动物的营养与繁殖
（3）肉足类原生动物的分布及对水处理的影响
（4）鞭毛类原生动物的分布及对水处理的影响
（5）纤毛类原生动物的分布及对水处理的影响
（6）原生动物在污水生物处理中的作用
（7）微型后生动物对水处理的影响
（8）微型动物在污泥减量化中的应用
2. 基本概念和知识点：
原生动物的定义，形态和构造，原生动物的繁殖方式，常见的原生动物及对水处理的影响，常见微型后生动物及对水处理的影响，微型动物在污泥减量化中的应用。
能力要求：通过本小节学习，了解原生动物的形态结构，基本掌握微型后生动物对水处理的影响，掌握原生动物对水处理的影响及应用。
第六节 底栖动物
1. 主要内容
（1）底栖动物的分类
（2）底栖动物的基本特性
（3）底栖动物的生活类型
（4）底栖动物的摄食和生殖方式
（5）底栖动物在水中的分布及对水处理的影响
2. 基本概念和知识点：
底栖动物的定义，分类和基本特性，底栖动物的生活类型，底栖动物的繁殖方式及对水处理的影响。
能力要求：通过本小节学习，了解底栖动物的形态结构，掌握底栖动物对水处理的影响与生态学意义。
第五章 病毒
(一) 目的与要求

1. 熟悉病毒的形态结构；
2. 掌握病毒的一般特征；

3. 掌握病毒的繁殖方式。
(二) 教学内容
1. 主要内容
（1）病毒的特点，宿主范围和分类。
（2）病毒的大小、形状及基本结构。
（3）病毒的繁殖方式。
（4）烈性噬菌体的定义。
（5）温和噬菌体和溶源性细菌之间的关系。
2. 基本概念和知识点
病毒的定义，病毒的特点，病毒的分类，病毒的形态结构，病毒的繁殖，烈性噬菌体，温和噬菌体。
3. 问题与应用
思考题：
（1）简述病毒的繁殖过程？
（2）简述病毒的特点？
（3）温和噬菌体和溶源性细菌之间的关系？
能力要求：通过本节学习，能够了解病毒的特征，掌握病毒的繁殖方式。  

第六章 微生物的生理特性
(一) 目的与要求
通过本章学习，能够了解微生物的生理特性，即营养、呼吸以及其他环境因素对它们生活的影响。
(二) 教学内容
第一节 微生物的营养
1. 主要内容
（1）微生物细胞的化学组分及生理功能
（2）微生物的营养类型
（3）培养基
（4）营养物质的吸收和运输
2. 基本概念和知识点
微生物学中营养的定义，微生物的营养物质，微生物的营养类型，培养基的配置原则和分类，营养物质的吸收和运输途径。
能力要求：通过本节学习，能够了解微生物影响的定义，掌握营养物质吸收和运输的途径。
第二节 酶及其作用
1. 主要内容
（1）酶的命名和分类
（2）酶的作用特性
（3）酶促反应的影响因素和动力学
2. 基本概念和知识点
酶的定义，酶的命名方法，酶的分类，酶的作用特点，酶的活性，酶促反应，酶促反应的影响因素，酶促反应动力学
能力要求：通过本节学习，能够了解酶的命名方法，掌握酶的活性，酶促反应及影响因素。
第三节 微生物的代谢
1. 主要内容
（1）微生物的新陈代谢。
（2）呼吸作用的本质。
（3）微生物的呼吸类型。
2. 基本概念和知识点
新陈代谢的定义，呼吸作用的定义，呼吸作用的本质，基质脱氢的四条途径，微生物的呼吸类型及在水处理中的应用，。
能力要求：通过本节学习，能够了解新陈代谢的定义，掌握呼吸作用的本质及微生物的呼吸类型。
第四节 环境因素对微生物生长的影响
1. 主要内容
（1）温度的影响

（2）氢离子浓度的影响
（3）氧化还原电位的影响
（4）干燥的影响
（5）渗透压的影响
（6）光及辐射的影响
（7）化学药剂的影响
2. 基本概念和知识点
各种环境因素，如温度，氢离子浓度，氧化还原电位，渗透压，光及辐射等对微生物生长的影响。
能力要求：通过本节学习，能够掌握温度等环境因素对微生物生长的影响。
第七章 微生物的生长和遗传变异
(一) 目的与要求
通过本章学习，能够了解微生物的生长规律，测定方法，遗传规律，变异规律及在水处理中的应用。
(二) 教学内容
第一节 微生物的生长及其特性
1. 主要内容
（1）生长与繁殖的基本概念
（2）微生物生长的测定方法
（3）微生物生长特性
2. 基本概念和知识点
生长与繁殖的定义，微生物生长测定方法（计数法，测生长量法），微生物的生长曲线。
能力要求：通过本节学习，能够了解生长与繁殖的定义，掌握微生物生长的计数方法和微生物的生长曲线，掌握微生物膜的生长特性。
第二节 微生物的遗传
1. 主要内容
（1）遗传的物质基础及其存在形式
（2）遗传物质的复制
（3）遗传信息的传递和表达
（4）基因表达的调控
2. 基本概念和知识点
核酸，DNA的分子结构及其多样性，遗传物质在微生物细胞中的存在形式，DNA,RNA的复制过程，遗传信息传递和表达的途径，结构基金，调节基金和操纵基因。
能力要求：通过本节学习，能够了解遗传的物质基础，掌握遗传物质的复制
过程，掌握基因的调控功能。
第三节 微生物的变异
1. 主要内容
（1）微生物变异的主要类型
（2）基因突变。
（3）基因重组。
2. 基本概念和知识点
变异的定义，基因突变，突变发生机理与途径，基因重组，基因重组的途径。
3. 问题与应用
能力要求：通过本节学习，能够了解变异的定义，掌握基因突变的发生机理与途径，基因重组的途径。
第四节 遗传工程
1. 主要内容
（1）基因工程
（2）遗传工程在水污染控制及环境工程中的应用
2. 基本概念和知识点
基因工程的定义，遗传工程在水污染控制中的应用，超级微生物。
能力要求：通过本节学习，能够了解基因工程及遗传工程在水处理中的作用。
第五节 微生物的驯化和保藏
1. 主要内容
（1）微生物的驯化
（2）微生物的保藏与复壮
2. 基本概念和知识点
驯化的定义，污泥驯化机理，维生物的保藏方法，微生物的复壮方法。
3. 问题与应用
能力要求：通过本节学习，能够了解污泥驯化机理及菌种的保藏、复壮方法。
第八章 微生物的生态
(一) 目的与要求
通过本章学习，能够了解微生物生态系统的特征，微生物在环境中的分布以及微生物之间的相互关系。
(二) 教学内容
第一节 生态系统的基本概念及特征
1. 主要内容
（1）种群、群落、生态系统和生物圈。
（2）生态系统的结构。
（3）生态系统的特征。
（4）微生物在生态系统中的作用。
2. 基本概念和知识点
种群、群落、生态系统、生物圈的定义，生态系统的构成，生态系统的特征，微生物在生态系统中的作用。
能力要求：通过本节学习，能够了解生态系统的构成，生态系统的特征，掌握微生物在生态系统中的作用。
第二节 微生物在环境中的分布
1. 主要内容
（1）土壤中的微生物
（2）水体中的微生物
（3）空气中的微生物
（4）极端环境中的微生物
2. 基本概念和知识点
土壤中的微生物的种类，水体中微生物的种类，空气中的微生物的种类。
能力要求：通过本节学习，能够了解土壤、水体和空气中的微生物的种类。
第三节 微生物之间的相互关系
1. 主要内容
（1）互生关系。
（2）共生关系。
（3）拮抗关系。
（4）寄生关系。
2. 基本概念和知识点
互生关系，共生关系，拮抗关系，寄生关系。
能力要求：通过本节学习，能够了解几种微生物之间相互关系。
第九章 大型水生植物
(一) 目的与要求

1. 熟悉水生植物的主要类型。
2. 掌握大型水生植物的繁殖与分布特点。

(二) 教学内容
1. 主要内容
（1）大型水生植物的界定及其主要类群。
（2）大型水生植物的繁殖与分布特点。
（3）常见的大型水生植物。
2. 基本概念和知识点
大型水生植物的主要类群，大型水生植物的繁殖方式及分布特点。
能力要求：通过本节学习，能够了解大型水生植物的特点，掌握其分布特征。
第十章 微生物对污染物的分解与转化
(一)目的与要求
通过本章学习，能够了解微生物对水体中有机污染物和无机污染物的分解与转化作用。
(二) 教学内容
第一节 微生物对有机物的分解作用
1. 主要内容
（1）生物分解的一般特点与分类
（2）有机物的好氧生物分解
（3）有机物的厌氧生物分解
2. 基本概念和知识点：
有机物生物分解的定义，生物分解的分类，好氧生物分解，厌氧生物分解。
能力要求：能够了解有机物生物分解的一般特点，掌握有机物好氧生物分解
与厌氧生物分解的过程。
第二节 有机物的生物分解性
1. 主要内容
（1）有机物的生物分解性评价方法
（2）有机物的生物分解性与分子结构的关系
2. 基本概念和知识点：
生物分解性试验，生物分解性与分子结构的关系，生物分解性与浓度的关系。
能力要求：能够了解生物分解性评价方法，掌握生物分解性与分子结构之间
的关系。
第三节 不含氮有机物的生物分解
1. 主要内容
（1）纤维素、半纤维素、木质素的生物分解
（2）淀粉的生物分解
（3）脂肪的生物分解
（4）芳香族化合物的生物分解
（5）烃类化合物的生物分解
2. 基本概念和知识点：
纤维素、半纤维素、木质素的生物分解，淀粉、脂肪、芳香族化合物、烃类化合物的生物分解。
能力要求：通过本节学习，能够了解纤维素、淀粉等不含氮有机物生物讲解
的特点。
第四节 含氮有机物的生物分解
1. 主要内容
（1）氮的循环
（2）蛋白质的生物分解
（3）尿素的转化
2. 基本概念和知识点：
自然界中氮循环，蛋白质生物分解的过程，尿素的转化过程。
能力要求：通过本小节学习，能够了解含氮有机物生物分解的特点，掌握氮
的循环过程，掌握蛋白质及尿素的生物分解过程。
第五节 微生物对无机元素的转化作用
1. 主要内容
（1）硫的生物转化
（2）磷的生物转化
（3）金属的生物转化
2. 基本概念和知识点：
硫化作用，硫化细菌，反硫化作用，铁、铬、汞的生物转化过程。
能力要求：通过本小节学习，掌握硫、磷、铁、汞的生物转化过程。
第六节 生物对污染物的浓缩与吸附作用
1. 主要内容
（1）水生生物对污染物的浓缩作用
（2）微生物对有机污染物的吸附作用
（3）微生物对金属的吸附作用
2. 基本概念和知识点：
生物浓缩，BCF，生物积累，生物放大，生物吸附。  
能力要求：通过本小节学习，掌握生物浓缩，微生物对有机污染物与金属的吸附作用。  

第十一章 污水生物处理系统中的主要微生物
(一) 目的与要求
通过本章学习，能够了解污水生物处理的基本原理，活性污泥法，生物膜法，生物脱氮、生物除磷方法及污水的厌氧生物处理方法。
(二) 教学内容
第一节 污水生物处理的基本原理
1. 主要内容
（1）污水生物处理的基本原理
（2）污水生物处理的基本类型
（3）污水生物处理系统中的微生物
2. 基本概念和知识点
生物滤池，活性污泥法。
能力要求：通过本节学习，能够了解污水生物处理的基本原理与基本类型，初步了解生物滤池与活性污泥法的食物金字塔结构。
第二节 有机污染物好氧生物处理的基本原理及其主要微生物
1. 主要内容
（1）污水的好氧生物处理
（2）活性污泥法处理构筑物内的微生物
（3）生物膜法
2. 基本概念和知识点
好氧生物处理，活性污泥法，生物膜法。
能力要求：通过本节学习，能够了解活性污泥法及生物膜法中微生物种类及其工作原理。
第三节 有机污染物厌氧生物处理的基本原理及其主要微生物
1. 主要内容
（1）污水厌氧生物处理
（2）参与厌氧生物处理的微生物。
（3）厌氧处理的各种构筑物。
2. 基本概念和知识点
厌氧生物处理，不产甲烷微生物，产甲烷微生物，厌氧处理构筑物。
能力要求：通过本节学习，能够掌握厌氧生物处理的机理及常见反应器。
第四节 无机污染物生物处理的基本原理及常见微生物
1. 主要内容
（1）生物脱氮
（2）生物除磷
（3）含硫废水的生物处理
（4）含金属废水的生物处理
2. 基本概念和知识点
生物脱氮，生物除磷，含硫废水的生物处理，生物沉淀处理法、生物吸附处理法。
能力要求：通过本节学习，能够掌握含无机污染物的废水采用的生物处理方法。
第五节 生物处理法对污水水质的要求
1. 主要内容
（1）酸碱度
（2）温度
（3）营养物质

. 基本概念和知识点
酸碱度，温度对生物处理法的影响，有毒物质对生物处理法的影响。
能力要求：通过本节学习，能够了解酸碱度、温度、有毒物质对生物处理的影响。
第十二章 水生植物的水质净化作用及其应用
(一) 目的与要求

1. 了解水生植物的水质净化功能。
2. 掌握水体修复生态工程技术与水生植物的关系。

(二) 教学内容
1. 主要内容
（1）大型水生植物的水质净化功能。
（2）浮游藻类的水质净化功能。
（3）常见的大型水生植物与水体修复生态工程的关系。
2. 基本概念和知识点
水质净化，吸收氮磷，吸收重金属，水体修复生态工程技术。
能力要求：通过本节学习，能够掌握大型水生植物的净水功能，了解其与
水体生态修复之间的关系。
第十三章 水卫生生物学
(一) 目的与要求
通过本章学习，能够了解水中病原微生物及检测检验方法，了解水质生物学指标。
(二) 教学内容
第一节 水中的病原微生物
1. 主要内容
（1）水中的病原微生物及危害。
（2）水中的病原细菌。
（3）水中的病毒。
（4）水中的病原性原生动物。
2. 基本概念和知识点
病原微生物、病原细菌、病原性原生动物及它们对人体的危害。
能力要求：通过本节学习，能够了解常见的病原微生物对人体的危害。
第二节 水质生物学指标
1. 主要内容
（1）概述
（2）病原细菌指示微生物
（3）病毒指示微生物
（4）病原性原生动物指标
2. 基本概念和知识点
水质生物学指标，指示微生物，大肠菌群，病毒学标准，引孢子虫，贾第鞭毛虫。
能力要求：通过本节学习，能够了解水质生物学指标。
第三节 水的卫生学检验方法
1. 主要内容
（1）细菌总数的测定。
（2）大肠菌群的测定。
（3）病毒的检验方法。
（4）噬菌体的检测方法。
（5）原生动物的检测方法。
2. 基本概念和知识点
细菌总数，大肠菌群测定，发酵法和滤膜法，噬菌体的检测方法（双层琼脂
平板法）。
能力要求：通过本节学习，能够了解水中病原微生物的测定方法。
 

第十四章 水卫生生物学

 
第十五章 水质安全的生物检测
(一) 目的与要求
通过本章学习，能够了解水中有害生物的控制与检测方法。
(二) 教学内容
1. 主要内容
（1）水中的病原微生物的控制。
（2）水体富营养化。
（3）有害水生植物及控制。
（4）水体污染的生物监测及生物毒性检测。
2. 基本概念和知识点
病原微生物控制，富营养化，生物监测。
能力要求：通过本节学习，能够了解病原微生物的控制及监控方法。

• 先修课程要求

生物学，生态学，化学，环境监测

• 考核方式

平时（包括习题，课堂，期中考试等）占30%；期末考试（闭卷）占70%。

• 学时分配

 

序号		内      容	学 时 安 排
			理论 课时	实验 课时		习题 课时	上  机
							课内 学时	课外 学时
1		第一章 绪论	1
2		第二章 原核微生物	4	2		2
3		第三章 古菌	1
4	第四章 真核微生物		2		2	3
5	第五章 病毒		2
6	第六章 微生物的生理特性		2
7	第七章 微生物的生长和遗传变异		2			2
8	第八章 微生物的生态		2
9	第九章 大型水生植物		2
10	第十章 微生物对污染物的分解与转化		4
11	第十一章 污水生物处理系统中的主要微生物		4		2
12	第十二章 水生植物的水质净化作用及其应用		2
13	第十三章 水卫生生物学		2
14	第十四章 水中有害生物的控制		2
15	第十五章 水质安全的生物检测		2
小计			34			7
合计			34

• 建议选用教材

1教材

顾夏声等编：水处理生物学(第4版) ，建工出版社

2 主要参考书

周德庆主编.《微生物学教程》(第三版)北京:高等教育出版社， 2011.8

乐毅全，王士芬主编. 《环境微生物学》(第二版)北京:化学工业出版社， 2011.8

周群英等编∶环境工程微生物学（第二版），高教社，2008.01

Madigan, M.T. et al., Biology of Microbiology, Prentice Hall,