《微生物生態(tài)學》課程教學大綱

《微生物生態(tài)學》教學大綱一、基本信息

課程名稱微生物生態(tài)學課程編號ECOL4114英文名稱MicrobialEcology課程類型本專業(yè)推薦選修課總學時36理論學時36實驗學時0實踐學時0學分2預修課程基礎微生物學適用對象生態(tài)學課程簡介（200字左右）微生物生態(tài)學是研究微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關系的一門科學。本課程的目的在于開發(fā)和利用自然界中的微生物及其代謝產(chǎn)物、基因資源，并對其進行保護；了解自然環(huán)境中微生物群落對環(huán)境變化的影響，環(huán)境條件的變化對自然界微生物生長代謝的影響，以及微生物在自然界中所起的作用，并利用它們?yōu)槿祟惙眨瑸樘岣呱a(chǎn)效率，保護人們健康和生態(tài)平衡，發(fā)揮微生物的最佳作用。二、教學目標及任務

本課程是生態(tài)學專業(yè)的一門重要的專業(yè)推薦選修課程。通過本課程的學習，學生應熟練掌握微生物生態(tài)學中常見術語的名稱和意義，掌握微生物生態(tài)學的基礎知識，了解微生物在不同環(huán)境中的分布及生活和活動的規(guī)律、微生物的代謝功能和在自然界物質(zhì)循環(huán)和轉(zhuǎn)化中的作用、微生物和環(huán)境污染的關系及環(huán)境修復中的機制、以及微生物生態(tài)學研究的最新研究進展；并能利用所學的知識為后續(xù)課程的學習提供基礎。三、學時分配

教學課時分配章節(jié)章節(jié)內(nèi)容講課實驗實踐合計緒論微生物生態(tài)學的定義、發(fā)展與研究方向4

4第一章微生物生態(tài)學基本原理4

4第二章自然環(huán)境中的微生物4

4第三章極端環(huán)境下的微生物4

4第四章微生物與生物地球化學循環(huán)4

4第五章微生物在環(huán)保中的作用4

4第六章微生物分子生態(tài)學6

6第七章微生物生態(tài)學研究的基本方法6

6合計36

36四、教學內(nèi)容及教學要求

緒論第一節(jié)

微生物生態(tài)學的定義及研究范圍1.

生態(tài)學的定義2.

微生物生態(tài)學的定義3.

微生物生態(tài)學的研究范圍習題要點：狹義與廣義的微生物生態(tài)學研究范圍第二節(jié)

微生物生態(tài)學的發(fā)展簡史1.

萌芽時期2.

誕生時起3.

成長時期習題要點：微生物生態(tài)學的起源與發(fā)展歷程第三節(jié)

微生物生態(tài)學的研究方向和意義1.

微生物生態(tài)學的研究方向2.

研究微生物生態(tài)學的意義習題要點：微生物生態(tài)學主要研究內(nèi)容與發(fā)展趨勢本章重點、難點：微生物生態(tài)學的主要研究內(nèi)容與意義本章教學要求：掌握微生物生態(tài)學的具體定義；了解微生物生態(tài)學的發(fā)展歷程；了解微生物生態(tài)學的主要研究內(nèi)容與方向第一章

微生物生態(tài)學基本原理第一節(jié)

環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)1.

環(huán)境的概念2.

什么是生態(tài)系統(tǒng)3.

生態(tài)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)4.

生態(tài)系統(tǒng)的功能習題要點：生態(tài)系統(tǒng)的基本概念；生態(tài)系統(tǒng)的組成與功能之間的關系第二節(jié)

生態(tài)位與生態(tài)對策1.

生態(tài)位的定義2.

生態(tài)對策及其決定因素3.

微生物生態(tài)對策的類型習題要點：生態(tài)位的基本概念、微生物三種生態(tài)對策之間的聯(lián)系與差別第三節(jié)

種群與種間關系1.

種群2.

種間關系習題要點：種群的基本概念與種間關系分類第四節(jié)

群落生態(tài)1.

生物群落2.

群落的結(jié)構(gòu)3.

群落演替4.

群落的發(fā)展與穩(wěn)定5.

物種多樣性與群落穩(wěn)定性習題要點：不同種群間的關系影響對群落結(jié)構(gòu)的變化、發(fā)展與穩(wěn)定性本章重點、難點：微生物生態(tài)系統(tǒng)的組成、微生物三種生態(tài)對策的比較本章教學要求：掌握生態(tài)位、微生物種群、群落、物種多樣性指標的基本概念，了解微生物三種生態(tài)對策在自然生態(tài)系統(tǒng)中的體現(xiàn)第二章

自然環(huán)境中的微生物第一節(jié)

土壤中的微生物1.

土壤是適合微生物生長的環(huán)境2.

土壤環(huán)境中的微生物3.

土壤微生物的數(shù)量與分布習題要點：土壤中的微生物類群及分布規(guī)律第二節(jié)

森林中的微生物1.

微生物與森林植物的共生2.

微生物與森林凋落物的分解3.

森林中的寄生微生物習題要點：微生物與森林植物形成共識體主要包含菌根與根瘤；森林凋落物分解的主要微生物類群；森林中的寄生微生物的大致種類第三節(jié)

水體中的微生物1.

水體微生物的來源2.

淡水環(huán)境中的微生物3.

海洋環(huán)境中的微生物4.

海洋微生物群落分布習題要點：海洋環(huán)境中細菌的主要類群以及海洋微生物群落垂直分布特點第四節(jié)

空氣中的微生物1.

空氣中的微生物來源2.

空氣中微生物的數(shù)量和分布習題要點：空氣中微生物的主要類群及檢測方法；闡述空氣不是微生物生存的有利環(huán)境的原因。本章重點、難點：不同生境條件下微生物分布的特點；共生固氮的微生物類群與特點本章教學要求：了解不同自然環(huán)境下，微生物分布的特點與種類；掌握微生物共生固氮，掌握菌根的概念與分類，了解共生固氮作用。第三章

極端環(huán)境下的微生物第一節(jié)

高溫環(huán)境中的微生物1.

嗜熱微生物的分類2.

嗜熱微生物的耐熱機制3.

嗜熱微生物的應用習題要點：嗜熱微生物的種類與耐熱機制；了解高溫DNA聚合酶的來源與應用第二節(jié)

低溫環(huán)境下的微生物1.

嗜冷微生物的分布2.

嗜冷微生物的嗜冷機理3.

嗜冷微生物的應用習題要點：嗜冷微生物的種類與嗜冷機理；了解細胞膜的低溫環(huán)境下的改變；嗜冷微生物在高寒地區(qū)污水處理系統(tǒng)中的應用第三節(jié)

高鹽環(huán)境下的微生物1.

嗜鹽微生物的類型2.

嗜鹽微生物的分布3.

嗜鹽微生物抗鹽機理4.

鹽微生物的應用習題要點：嗜鹽微生物抗鹽機理；嗜鹽微生物在環(huán)境修復中的潛在應用價值第四節(jié)

堿性環(huán)境下的微生物1.

嗜堿微生物的種類與分布2.

嗜堿微生物的耐堿機制3.

嗜堿微生物的應用習題要點：嗜堿微生物的種類；嗜堿微生物在工業(yè)上的應用第五節(jié)

酸性環(huán)境下的微生物1.

嗜酸微生物的種類與分布2.

嗜酸微生物的抗酸機理3.

嗜酸微生物的應用習題要點：嗜酸微生物的抗酸機理；嗜酸微生物在環(huán)保中的重要作用第六節(jié)

高壓環(huán)境下的微生物1.

深海環(huán)境中微生物的種類與分布2.

嗜壓微生物的耐壓機制3.

嗜壓微生物的應用習題要點：海洋中存在大量的嗜壓微生物；嗜壓微生物是較為新興的研究方向第七節(jié)

抗輻射微生物1.

輻射微生物2.

抗輻射微生物抵抗輻射的機理3.

抗輻射微生物的應用習題要點：抗輻射微生物種類與抵抗輻射的機理；抗輻射微生物具有潛在的表皮細胞修復功能本章重點、難點：在不同的極端環(huán)境下生存的微生物的種類以及應對極端環(huán)境的策略本章教學要求：掌握在不同極端環(huán)境下微生物的大致種類特點與應對極端環(huán)境的機制；了解極端微生物在工業(yè)上的應用價值第四章

微生物與生物地球化學循環(huán)第一節(jié)

碳循環(huán)1.

無機碳的有機化—二氧化碳的固定2.

有機碳的礦化—二氧化碳的再生習題要點：微生物中二氧化碳的固定的途徑；不同微生物對有機碳的轉(zhuǎn)化方式與機制第二節(jié)

氮循環(huán)1.

氨化作用2.

固氮作用3.

硝化作用4.

反硝化作用習題要點：參與氮循環(huán)的微生物的種類；微生物在氮循環(huán)途徑中的具體作用第三節(jié)

硫素循環(huán)1.

有機態(tài)硫的分解2.

無機硫的同化3.

硫化作用4.

反硫化作用

習題要點：參與硫循環(huán)的微生物的種類；硫化、反硫化作用的具體方式第四節(jié)

磷循環(huán)1.

有機磷的礦化過程2.

難溶性無機磷的可溶化作用習題要點：微生物礦化有機磷的方式；微生物聚磷作用本章重點、難點：微生物參與C、N、P、S地球化學循環(huán)的方式與具體機制本章教學要求：掌握微生物參與N循環(huán)的具體過程，了解微生物通過參與N循環(huán)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生影響第五章

微生物在環(huán)保中的作用第一節(jié)

微生物修復技術1.

微生物修復技術的分類2.

微生物修復技術的影響因素習題要點：微生物修復技術的具體分類；影響微生物修復的因素有哪些第二節(jié)

微生物與化學污染物間的相互關系1.

污染物的種類以及對環(huán)境的危害2.

環(huán)境污染物對微生物的作用3.

微生物對化學污染物的轉(zhuǎn)化和降解習題要點：應對與不同的污染物，微生物修復技術的具體應用第三節(jié)

微生物在廢水處理中的作用1.

廢水微生物處理的凈化原理2.

廢水微生物處理的研究方法3.

微生物在廢水處理中的具體應用習題要點：廢水微生物處理的具體方法的優(yōu)缺點本章重點、難點：微生物修復環(huán)境污染的原理與修復方法本章教學要求：掌握微生物對常見化學污染物的轉(zhuǎn)化方式；掌握廢水處理過程中不同微生物處理方法的優(yōu)缺點；了解污染物對微生物的毒性作用第六章

微生物分子生態(tài)學第一節(jié)

微生物分子生態(tài)學理論基礎1.

微生物與外界因子之間的環(huán)境和遺傳分子生態(tài)效應2.

微生物與細胞間的信息交流3.

分子生態(tài)病毒學4.

微生物在環(huán)境生物修復中的分子生態(tài)學習題要點：分子生物學技術應用于微生物生態(tài)學領域，從微觀角度解釋宏觀現(xiàn)象背后的分子機制第二節(jié)

微生物對環(huán)境的適應與調(diào)整1.

環(huán)境條件和微生物相互作用的分子基礎2.

極端環(huán)境微生物適應性的機制3.

微生物響應環(huán)境新奇信號的分子生態(tài)學4.

微生物質(zhì)粒分子生態(tài)效應5.

微生物適應環(huán)境的遺傳分子生態(tài)效應習題要點：微生物對不用環(huán)境刺激產(chǎn)生響應的分子機制第三節(jié)

微生物在環(huán)境生物修復中的分子生態(tài)學1.

微生物對污染環(huán)境修復作用簡介2.

分子水平研究生物修復多樣性3.

生物修復的微生物分子生態(tài)學原理習題要點：重組微生物在環(huán)境修復中的應用；分子水平解釋微生物在不同環(huán)境中的群落結(jié)構(gòu)變化本章重點、難點：微生物對不同環(huán)境刺激產(chǎn)生響應的分子機制本章教學要求：了解傳統(tǒng)微生物生態(tài)學當中存在的盲區(qū)、了解分子生物學在微生物生態(tài)學當中的具體應用第七章

微生物生態(tài)學研究的基本方法第一節(jié)

微生物生態(tài)學研究的的傳統(tǒng)方法1.

直接測定2.

培養(yǎng)方法3.

代謝活力的測定4.

數(shù)學方法習題要點：微生物生態(tài)學研究的傳統(tǒng)方法如何操作；傳統(tǒng)方法有和局限性第二節(jié)

微生物生態(tài)學的分子生物學研究方法1.

核酸探針雜交技術2.

PCR特異性擴增技術3.

rRNA基因同源性分析方法4.

變性梯度凝膠電泳技術與溫度梯度凝膠電泳技術習題要點：分子生物學研究方法如何彌補傳統(tǒng)研究法的不足本章重點、難點：分子生物學研究方法在微生物生態(tài)學中的應用本章教學要求：掌握微生物生態(tài)學研究的的傳統(tǒng)方法、了解微生物生態(tài)學的分子生物學研究方法五、考核方式及要求

課堂出勤率、課堂表現(xiàn)及課后作業(yè)完成情況占總成績的40%；期末考試采用閉卷考試方法，側(cè)重考