《环境生物学》课程教学大纲文档格式.docx
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通过本课程的学习,学生应把握环境生物学的差不多理论、研究方法和技术,同时拓宽学生的学术视野和知识结构,提高学生整体综合素养。
为今后进一步的学习和工作打下良好的基础。
四、教学内容及要求
绪论(2课时)
(一)目的与要求
1.把握环境生物学的概念、研究内容与任务;
2.认识环境科学与环境问题,环境科学的进展历史。
3.了解环境生物学与相关学科的关系,环境生物学的进展趋势。
(二)教学内容
第一节环境科学概述
1.要紧内容:
环境科学与环境问题,环境科学的进展历史。
2.差不多概念和知识点:
人与环境,环境问题,温室效应,臭氧层破坏,酸雨,增长的极限,生存的策略,环境科学
3.问题与应用(能力要求):
了解环境问题的由来,环境科学的进展历史。
第二节环境生物学概述
环境生物学概念,环境生物学的形成与进展,环境生物学研究内容与任务(研究对象及目的,任务与研究内容),环境生物学的研究方法(野外调查、试验、模拟),环境生物学的进展趋势(生态毒理学、生物净化、生物净化、爱护生态学),环境生物学与相关学科的关系等。
环境生物学概念、形成与进展、研究内容与任务、研究方法、进展趋势,环境生物学与相关学科的关系
把握环境生物学概念、研究内容与任务,了解环境生物学的进展趋势。
(三)课后练习
1.你认为环境科学的形成及其研究范畴与传统学科有哪些异同?
2.环境生物学的研究对象与目的是什么?
3.环境生物学在环境科学研究中有哪些作用?
4.如何开展环境生物学研究?
(四)教学方法与手段
课堂讲授
第一篇环境污染的生物效应
第一章环境污染物在生态系统中的行为(5课时)
1.把握环境生物效应,优先操纵污染物,污染物形状,污染物迁移,污染物转化,生物浓缩、生物积存、生物放大和浓缩系数等概念;
2.熟悉污染物进入生物体内的途径、在体内的生物转化、生物浓缩、生物积存、生物放大及其机理;
3.了解生物对污染物在环境中行为的阻碍。
第一节环境污染概述
环境污染,污染源,污染物,优先污染物。
环境污染(环境生物效应、化学效应、物理效应),污染源(工业、农业、交通、生活),污染物(生产性、生活污染物),优先污染物
了解环境污染概况。
第二节污染物在环境中的迁移与转化
污染物在环境中的迁移,污染物的形状和分布,污染物在环境中的转化,污染物的生物地球化学循环。
污染物的迁移方式,阻碍迁移的因素,污染物的形状、分布,污染物的转化形式,大气中的转化,水体中的转化,土壤中的转化,污染物的循环过程、循环机理。
了解污染物在环境中的迁移方式、转化形式与机理。
第三节污染物在生物体内的生物转运和生物转化
生物转运,污染物在生物体内的生物转化。
生物转运(污染物透过细胞膜的方式,污染物的吸取,污染物的体内分布,污染物的排泄),生物转化,生物转化的过程等。
把握生物转运和生物转化等差不多概念,了解污染物在生物体内的生物转运和生物转化过程。
第四节环境污染物在生物体内的浓缩、积存与放大
生物浓缩,生物积存,生物放大,生物浓缩系数,生物浓缩机理和浓缩模型。
生物浓缩,生物积存,生物放大,生物浓缩系数,生物浓缩机理,生物浓缩模型。
把握生物浓缩,生物积存,生物放大等差不多概念。
第五节生物对污染物在环境中行为的阻碍
生物引起的环境污染,金属的生物转化。
环境中的病原微生物,水体的富营养化,微生物代谢产物与环境污染,汞的氧化、还原和甲基化,砷的氧化、还原和甲基化,硒的氧化、还原和甲基化,重金属生物转化的环境效应。
了解生物引起的环境污染及生物对金属的生物转化。
1.名词说明:
环境污染,环境生物效应,污染源,污染物,优先操纵污染物,污染物形状,污染物迁移,污染物转化
2.污染物在环境中的迁移方式和转化途径。
3.什么是生物转运?
污染物透过细胞膜的方式。
4.什么是污染物在体内的生物转化?
生物转化过程和要紧反应。
5.什么是生物浓缩、生物积存、生物放大和浓缩系数,生物浓缩的机理。
6.生物对环境有哪些污染效应?
7.阐述微生物对金属汞、砷的生物转化。
课堂讲授、学生发言与讨论
第二章 污染物对生物的阻碍(5课时)
1.把握化学污染物对生物联合作用等概念;
2.熟悉污染物在分子、生化、细胞和个体水平上阻碍;
3.了解污染物对生态系统在各级生物学水平上的阻碍。
第一节污染物在生物化学和分子水平上的阻碍
对生物机体酶的阻碍,对生物大分子的阻碍。
酶活性的诱导,酶的抑制作用,对蛋白质的阻碍,对DNA的阻碍,脂质的过氧化。
了解污染物对生物机体酶和生物大分子的阻碍。
第二节污染物在细胞和器官水平上的阻碍
污染物对细胞的阻碍,对组织器官的阻碍。
对细胞膜的阻碍,对细胞器的阻碍,靶器官,对组织器官的阻碍。
了解污染物对细胞和组织器官的阻碍。
第三节污染物在个体水平上的阻碍
对死亡的阻碍,对行为的阻碍,对繁育的阻碍,对生长和发育的阻碍。
致死浓度(致死剂量),对水生生物行为的阻碍(回避行为、捕食行为、小心行为),对鸟类行为的阻碍,雌激素等。
了解污染物在个体水平上对生物几个方面的阻碍。
第四节污染物在种群和群落水平的阻碍
对生物种群的阻碍,对生物群落的阻碍。
种群,种群密度;
群落,优势种,耐污种,敏锐种,起群落组成和结构的改变,对物种多样性的阻碍。
了解污染物在种群和群落水平对生物的阻碍。
第五节化学污染物对生物的联合作用
协同作用,相加作用,独立作用,拮抗作用,联合作用的研究方法。
了解化学污染物对生物的联合作用。
1.何为酶的抑制和诱导作用?
举例说明污染物对酶的抑制和诱导作用。
2.阐述污染物对生物大分子的阻碍。
3.污染物在细胞水平上的阻碍有哪些?
4.什么是靶器官?
污染物对生物组织器官的阻碍。
5.什么是行为毒性?
污染物对水生生物行为的阻碍。
6.环境激素有哪几类?
环境激素的危害。
7.何为优势种、敏锐种和种的多样性?
8.何为协同作用、相加作用、独立作用和拮抗作用?
9.什么是抗氧防备系统,其作用是什么?
第三章污染物的生物效应检测(5课时)
(一)目的与要求
1.把握毒性试验、致突变试验、致癌试验、致畸试验和微宇宙试验等概念、原理和方法;
2.熟悉污染物的生物测试和测试方法;
3.了解表示污染物毒性的差不多参数。
第一节生物测试及方式
生物测试的定义,生物测试的方式,生物测试的标准化。
生物测试,短期生物测试,中期生物测试,长期生物测试,受试生物的选择,生物测试的标准化。
了解生物测试的定义和生物测试的方式,。
第二节一样毒性试验
生物毒性的差不多概念,急性毒性试验,亚慢性和慢性毒性试验,蓄积毒性试验。
毒物与中毒,表示毒性的常用参数(毒性试验常用参数:
致死剂量、绝对致死剂量、半致死剂量、最小致死剂量、最大耐受剂量,最大无作用剂量,最小有作用剂量,毒作用带,半数效应浓度,毒物单位与分级),哺乳动物急性毒性试验,水生生物急性毒性试验,蚯蚓急性毒性试验,亚慢性毒性试验,慢性毒性试验,蓄积毒性试验。
把握生物毒性的差不多概念,了解几种毒性试验的试验对象与方法。
第三节生物的分子和细胞水平检测
加合物测定,一样代谢酶的活性测定,解毒系统酶类诱导作用的检测,抗氧化防备系统检测。
DNA—加合物的测定,蛋白加合物;
乙酰胆碱脂酶,腺三磷酶;
混合功能氧化酶的诱导作用,谷胱甘肽硫转移酶;
过氧化氢酶,谷胱甘肽过氧化酶。
了解生物的分子和细胞水平检测的几种方法。
第四节生物致突变、致畸和致癌效应检测
致突变效应,致畸效应,致畸作用的评判,致癌效应。
突变,基因突变,染色体畸变,体外基因突变试验,哺乳动物体细胞株突变试验,细胞遗传学试验(染色体畸变试验、微核试验),体内基因突变试验,DNA损害试验;
致畸作用,致畸作用的毒理学特点,化学致畸作用机理;
致畸作用的评判;
化学致癌作用和化学致癌物,细胞癌变学说,癌变过程及其机理,致癌试验。
把握基因突变,染色体畸变,致畸作用等概念,了解生物致突变、致畸和致癌效应检测的方法。
第五节微宇宙法
微宇宙法简介,标准化水生微宇宙,烧杯水生微宇宙,室外水生微宇宙,土壤核心微宇宙,模拟农田生态系统。
微宇宙法(模型生态系统法),自然宇宙和人工宇宙,标准化水生微宇宙,烧杯水生微宇宙(混合烧杯培养),室外水生微宇宙(中宇宙),土壤核心微宇宙(SCM),模拟农田生态系统。
1.什么是生物测试?
生物测试的差不多类型。
2.受试生物选择的条件。
3.半数致死剂量、蓄积系数、最大无作用剂量和最小有作用剂量。
4.急性毒性试验和慢性试验的一样程序。
5.致突变、致畸效应和致癌效应的差不多概念。
6.致畸物的致畸作用具有什么毒理学特点,这些特点在致畸试验中有什么意义?
7.微宇宙的差不多概念,举例说明微宇宙试验的设计。
第四章环境质量的生物监测与生物评判(5课时)
1.把握环境质量、生物监测、化学品的生态风险评判等概念和方法;
2.熟悉植物监测和评判大气的差不多方法;
水环境污染生物监测和评判的差不多方法。
3.了解有害物理因素的生物学效应评判。
第一节生物监测和环境质量评判概念
环境质量定义及其差不多内涵,生物监测的概念。
环境质量,环境质量基准,环境质量标准,环境质量调查、监测及评判,环境质量调控与环境质量推测;
水、土壤、大气的生物监测(Biomonitoring)。
了解环境质量定义及其差不多内涵,生物监测的概念。
第二节生物监测与评判
大气污染生物监测与评判,水污染生物监测与评判。
大气污染的植物监测方法(指示植物,大气污染的细菌总数测定),水污染生物监测与评判(细菌学监测,浮游生物检验法),水环境质量的生物学评判,生物标志物。
了解大气污染生物监测与评判和水污染生物监测与评判的差不多方法。
第三节生态环境质量评判
生态环境质量及其差不多内涵,生态环境质量的背景问题,生态环境质量评判参量的选择及其数量表征,生态环境质量推测。
了解生态环境质量评判的方法。
第四节化学品生态风险评判
差不多概念,生态风险评判内容,生态风险评判程序,化学品生态风险评判的信息系统。
风险,生态风险评判,评判系统的结构,生态风险评判的要紧内容(暴露评判、受体分析、危害评判、风险表征),生态风险评判程序(危害识别、暴露-反应估算、暴露评判、风险表征),化学品生态风险评判的信息系统(综合风险信息系统,潜在有毒化学品国际登记数据库、化学品信息网)。
把握风险,生态风险评判等概念,了解化学品生态风险评判的程序和信息系统。
第五节有害物理因素的生物学效应的评判
环境噪声的生物学效应,放射性污染的生物学效应,射频电磁辐射污染生物学效应。
环境噪声污染,环境噪声对人体健康的阻碍,环境噪声标准及其居民主观评判法,噪声的测量与评判;
放射性污染的来源、对人体健康的作用机理、对人体健康的阻碍,放射性污染的防治;
射频电磁辐射污染源、对人体健康的阻碍,射频电磁辐射的检测。
了解环境噪声、放射性污染和射频电磁辐射污染的生物学效应。
1.生物监测与化学测试相比有哪些优点?
存在哪些不足?
2.大气污染的生物监测方法有哪些?
3.水污染的生物监测方法有哪些?
4.如何进行水环境质量的生物学评判?
5.化学品生态风险评判的定义、差不多内容和评判程序。
6.生物标志物的定义、种类以及在监测中的作用。
7.环境质量和生态环境质量以及它们的差不多内涵。
第二篇环境污染的生物净化原理
第五章环境污染生物净化的原理(2课时)
2.熟悉微生物降解与转化常见污染物的过程以及评判有机污染物的生物可降解性。
3.了解微生物对化合物的降解与转化的特点与途径。
第一节环境污染净化概述
环境污染物的类型和来源,环境污染治理方法概述,环境污染的污染与净化指标。
地表水体污染物,大气污染物,固体污染物,污水处理方法(物理法、化学法、生物法),大气污染净化方法;
固体废弃物处理方法;
生物化学需氧量,化学需氧量,总需氧量,总有机碳,固体物质,含氮化合物,pH值。
了解环境污染物的类型,环境污染的治理方法及其污染与净化指标。
第二节生物对污染净化原理
微生物对污染物的降解与转化,废水生物处理的原理,废水生物处理的类型。
微生物的特点(个体微小、种类繁多、具有多种降解酶、繁育快、有庞大的降解能力、共代谢作用),生物降解(光降解、化学降解、生物降解,氧化作用,还原作用),阻碍微生物对物质降解转化作用的因素(微生物的代谢活性、微生物的适应性、化合物的结构、环境因素),微生物对常见污染物的降解与转化,有机污染物的生物可降解性及其评判方法;
废水生物处理的原理(水体自净作用,废水生物处理的作用机理);
废水生物处理的类型(按所利用的微生物种类,按处理系统中微生物存在的状态,按反应器的形式分类)。
熟悉微生物的特点和微生物对常见污染物的降解与转化,了解废水生物处理的原理与类型。
1.水环境污染有哪些指标?
什么缘故BOD和COD能说明水的污染程度和净化程度?
2.请说明有机化合物结构与生物可降解性的相关性?
3.什么缘故温度、pH、营养、氧气等环境因子能够阻碍微生物对废水中有机化合物的降解与转化?
4.何为共代谢?
共代谢在有机物的生物降解中有何意义?
5.微生物的那些特点使其在环境污染处理过程这起着不可替代的作用?
6.微生物在污染治理、爱护环境方面起着庞大作用,如何进一步发挥微生物在这方面的潜力,请谈谈您的看法。
第六章环境污染物的生物净化方法(6个课时)
1.把握好氧微生物处理、等概念和方法;
2.熟悉环境微生物处理方法及其工艺流程。
3.了解生物处理固体废弃物和大气污染物的技术。
第一节废水的好氧生物处理
活性污泥法,生物膜法。
活性污泥法的差不多特点,活性污泥法的要紧类型及其差不多流程(推流式活性污泥法、短时曝气法、时期曝气法、生物吸附法、完全混合式活性污泥法等),活性污泥中的微生物,污水处理系统中的酶,活性污泥的工作参数;
生物膜法的特点,生物膜的净化原理,生物膜的微生物组成,固定床生物处理的要紧类型,流化床生物处理技术,流化床中生物膜法中的指示生物。
了解活性污泥法的差不多特点及其要紧类型,生物膜法的特点及其净化原理。
第二节废水的厌氧生物处理
厌氧生物处理的原理及过程,厌氧生物处理的类型,厌氧处理运行过程的安全,高浓度有机废水厌氧处理与好氧处理的经济分析。
厌氧生物处理,厌氧生物处理的过程,厌氧反应器内的微生物,厌氧生物处理的阻碍因素;
一般厌氧反应器(AP),厌氧接触反应器(ACP),上流式厌氧污泥床反应器(UASB),厌氧生物滤池(SFF),厌氧流化床反应器(AFB),厌氧处理的活性污泥。
了解厌氧生物处理的原理及过程,厌氧生物处理的类型。
第三节特定微生物处理及组合工艺
光合细菌法,典型的生物处理组合工艺。
光合细菌(PSB)的特点,PSB处理的工艺流程;
A/O工艺,A-A/O工艺,单级A/O工艺。
了解光合细菌法的特点及工艺流程,典型的生物处理组合工艺。
第四节废水的微生物脱氮除磷
微生物脱氮,微生物除磷。
微生物脱氮的差不多原理(硝化作用、反硝化作用),工艺流程,阻碍因素,应用实例;
微生物除磷的工艺流程,阻碍因素,应用实例。
了解微生物脱氮除磷的差不多原理和工艺流程。
第五节固体废弃物的微生物处理
堆肥,卫生填埋,厌氧发酵(消化)。
堆肥法,好氧堆肥法,厌氧堆肥法;
填埋坑中微生物的活动过程,填埋场渗沥水,填埋场气体收集;
厌氧发酵过程,对固体废弃物厌氧发酵的阻碍因素。
了解固体废弃物的微生物处理的几种方法。
第六节大气污染物的微生物处理
煤炭微生物脱硫,微生物对无机废气的处理,微生物对有机废气的处理。
煤炭微生物脱硫机理及有关微生物,微生物的脱硫方法;
微生物对无机废气的处理,微生物对有机废气的处理(微生物吸取法、微生物洗涤法、微生物过滤法)。
了解大气污染物微生物处理的几种方法。
1.好氧生物处理与厌氧生物处理有那些要紧区别?
2.什么是活性污泥,活性污泥的组成是什么?
什么缘故活性污泥能降解有机污染物?
3.活性污泥法中各种参数是如何表征微生物的工作状态的?
4.生物膜的形成及其处理废水的机理是什么?
5.比较活性污泥法与生物膜法中生物学过程与生态系统的结构与特点。
6.与其他微生物相比较,光合细菌处理高浓度有机废水的特点是什么?
7.请说明固体废弃物生物处理方法中的差不多生物学过程。
8.请说明微生物是如何处理气体污染物的。
第七章现代生物技术与环境污染治理(6个课时)
1.把握基因工程、细胞工程、酶学工程、发酵工程以及生态工程等概念;
2.熟悉生物技术、生态工程治理环境污染的差不多方法。
3.了解现代生物技术治理污染的应用成果和宽敞前景。
第一节现代生物技术的概况
现代生物技术概述,现代生物技术在环境科学中应用前景。
生物技术(基因工程、细胞工程、酶学工程、发酵工程),现代生物技术的进展;
环境生物技术,环境污染效应的认识,环境质量评判和环境污染的生物处理技术。
了解现代生物技术概况,现代生物技术在环境科学中应用前景。
第二节基因工程与环境污染生物治理
基因工程分子生物学基础,基因工程的差不多过程,基因工程在环境污染生物处理中的应用,细胞工程概述,细胞融合构建环境工程菌。
基因工程,基因工程的工具酶,基因工程的载体,目的基因的分离,目的基因与载体的重组工艺,将目的基因导入受体,对目的基因的选择和检验等;
降解卤代芳烃基因工程菌,分解尼龙寡聚物基因工程菌,分解多糖基因工程菌,抗金属基因工程菌,除草剂降解基因工程菌,杀虫剂降解基因工程菌。
了解基因工程的差不多过程及其在环境污染生物治理中的应用。
第三节细胞工程与环境污染生物处理
细胞工程概述,细胞融合构建环境工程菌。
细胞培养,细胞融合,细胞重组,遗传物质转移;
原生质的制备与融合的方法,原生质体融合构建环境工程菌。
把握细胞培养、细胞融合、细胞重组、遗传物质转移等概念,了解原生质的制备与融合的方法和原生质体融合构建环境工程菌技术。
第四节酶学工程与环境污染生物治理
酶学工程差不多概念及研究现状,固定化酶,固定化细胞,废水净化生物强化技术。
酶工程(酶学原理与化学工程相结合的应用技术);
固定化酶及其特点,酶的分离提纯,酶固定化方法,可
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