《环境生物技术》教材
《环境生物技术》课件
01
微生物通过分解有机物，将复杂的有机物转化为简单的无机物
，为其他生物提供能量和养分。
转化能量
02
微生物在生态系统中扮演着生产者和消费者的角色，通过光合
作用或分解有机物获得能量，维持生态平衡。
净化环境
03
微生物可以降解和转化有毒有害物质，净化水体、土壤和空气
等环境介质。
微生物的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解原理
酶促反应
微生物通过分泌酶来分解有机物，酶是一种具有高度选择性的生物 催化剂，能够加速有机物的分解。
技术瓶颈与挑战
技术应用范围有限
目前的环境生物技术主要集中在 某些特定领域，对于一些复杂的 环境问题，技术的适应性和效果 有待提高。
技术转化率低
尽管有一些环境生物技术的研究 成果，但这些成果在实际应用中 的转化率较低，难以实现大规模 应用。
缺乏系统性的解决
方案
针对环境问题的复杂性，需要提 供系统性的解决方案，而不仅仅 是单一的技术应用。
生物膜法
通过生物膜上的微生物降解废水中的 有机物，常见的有生物滤池、生物转 盘等。
厌氧生物处理
在无氧条件下，利用厌氧微生物将废 水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳 等，实现废水的净化。
固体废物处理
总结词
利用生物技术对固体废物进行稳定化和减量化处理，减少对环境的危 害。
堆肥化
将有机固体废物堆放在一定条件下，利用微生物的作用将其转化为稳 定的腐殖质，实现废物的资源化利用。
通过显微观察和生理生化实验等方法 对分离得到的微生物进行鉴定和纯度 检测。
培养基的使用
根据分离的微生物种类和目的，选择 适合的培养基，以保证微生物的生长 和繁殖。
PART 03
《环境生物学》课程教学大纲
《环境生物学》课程教学大纲课程中文名称（英文名称）：环境生物学（Environmental Biology）课程代码：PRN241课程类别：学科基础课程课程性质：必修课课程学时：48学时（理论32学时，实验16学时）学分：3学分适用专业：环境科学先修课程：环境学、无机化学一、课程介绍1.环境生物学是环境科学专业一门重要的必修学科基础课。
环境生物学是20世纪50年代环境问题成为全球重大问题时，生物学家在运用生命科学的理论和方法，认识环境问题实质并寻找解决环境问题途径的过程中逐渐形成的一门新兴边缘学科。
本课程系统介绍环境生物学的基本知识、主要技术和发展动态，使学生对环境生物学能有一个较完整的认识，为学习后续课程打下坚实的基础2.环境生物学属于环境科学专业学生必修的专业基础课，在专业人才培养方案和课程体系中的地位十分重要，属重点基础课，许多后续课程如环境毒理学、环境生物化学、环境生物工程、环境污染修复工程等与环境生物学密切相关。
环境生物学也是环境生态类考研科目之一，对学生的考研具有重要作用。
了解与掌握环境生物学的基本理论和方法，是环境类专业人才认识和解决环境问题所必须。
二、课程教学目的和任务通过本课程的学习，使学生对本大纲范围内的环境生物学内容有比较系统和比较全面的了解，认识环境污染物的生物效应以及环境污染的生物净化，使学生掌握环境生物学的基本知识和基础理论；培养学生具有初步的分析问题和解决问题的能力，为学好后续课程打下坚实基础。
课程应达到的基本要求为理解和掌握以下理论、方法和技术：1）环境污染物在生态系统中的行为；2）污染物对生物的影响；3）污染物的生物效应检测；4）环境质量的生物监测与生物评价；5）环境污染生物净化的原理；6）环境污染物的生物净化方法；7）现代生物技术与环境污染治理8）污染环境的生物修复三、课程学时分配、教学内容与教学基本要求四、教学方法与教学手段说明环境生物学为重点基础课，牵涉面广，学科交叉较多，内容丰富，而学时有限，因此，贯彻“少而精”的原则，精选有代表性的、有广泛应用的、最基本的、较现代化的内容作为基本要求。
现代环境生物技术PPT课件
王建龙 文湘华 编著
环境工程教研室
谯
华
环境污染生物降解
夏北成 化学工业出版社
环境微生物工程
参 考 污染控制微生物 书 目 生物化学
微生物学microbiology
马文漪等 南京大学出版社 徐亚同等 化学工业出版社 王希成 清华大学出版社
J.Nicklin 科学出版社
基因与伦理
范冬萍等 羊城晚报出版社
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿
一 、
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
达2240亿美元。 引
言
比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工
厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这
得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 引 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 言 向进里面。
1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 言 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系
数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且 它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工
《环境生物技术》
《环境生物技术》一、课程基本信息课 程 编 号：2522310课程中文名称：环境生物技术课程英文名称：Environmental Biotechnology课 程 类 型：(专业限选课)总 学 时：36+18 理论学时：36 实验学时18学 分：2适 用 专 业：生物技术先 修 课 程：普通生物学/2531000，生物化学/2501030，微生物学/2580030开 课 单 位：生命科学学院二、课程性质和任务 《环境生物技术》是一门生物技术专业的选修课。
通过本课程的学习，可使学生了解环境生物技术的全貌、最新成果和发展方向，初步了解污染物的类型与一般特征，掌握废水、废气、固体废弃物等生物处理的基本原理和基本工艺；了解污染土壤和水体的生物修复技术及其基本原理；了解污染预防及环境生物检测基本技术；了解生物能源、生物源表面活性剂和生物农药的应用及生产工艺。
达到拓展学生视野的目的，并为今后从事废物、废水生物处理、污染场地生物修复和生物活性环保产品开发等工作提供相关的理论知识背景。
三、课程教学目标 在学完本课程之后，学生能够了解： 1. 了解污染物的类型及环境行为，污染物对生物的影响； 2. 了解污染与净化指标，污染物的在生物体内的转运与转化； 3. 了解微生物动力学； 4. 熟悉废水的生物处理技术； 5. 了解污染环境的生物修复技术； 6. 了解生物技术与资源开发； 7. 掌握基本的环境检测技术。
四、理论教学环节和基本要求 （一）绪论 1. 环境的概念及分类 2. 全球环境问题 3. 现代环境生物技术的发展史 4. 环境生物技术的作用及市场状况 本章的重点：环境问题 本章的难点：环境的内涵 （一）环境中的微生物 1．了解大气中的微生物、水体中的微生物、土壤中的微生物、极端环境中的微生物的分类； 2．掌握微生物的检测方法； 3．了解微生物与碳、氮、磷、硫物质循环。
本章的重点是：环境微生物的分类。
本章的难点是：微生物与碳、氮、磷、硫物质循环。
环境生物技术
名词解释:SVI:污泥体积指数。
是评价污泥絮凝性能的重要指标，指单位质量污泥所具有的容积。
SVI=SV*10/MLSS。
污染物降解动力学：研究污染物降解速率与污染物浓度、生物量浓度、温度、pH等理化因素间定量关系的一门学科。
RAPD：随机扩增多态性DNA。
是一种建立在PCR基础之上的一种可对整个未知序列的基因组进行多态性分析的分子技术。
利用合成的随机引物（一般为8~10个碱基）对基因组DNA进行PCR扩增，然后电泳检测PCR产物的多态性。
环境基因组:基因组中环境应答基因的总和。
DGGE：变性梯度凝胶电泳。
FISH：荧光原位分子杂交。
混合悬浮固体（MLSS）：1L活性污泥中含干固体的毫克数。
问答：“蓝白斑”原理:进行阳性重组子筛选和鉴定的方法。
一般情况下，当载体进入受体细胞后，载体质粒（pUC）中的半乳糖苷酶基因N端前146个aa编码区，可与受体细胞中含β-半乳糖苷酶LacZ基因C端的875个aa编码区结合，通过“α互补”形成LacZ基因的全序列，从而正常表达出半乳糖苷酶。
当目的基因未插入载体时，载体中无活性的146个aa编码区完整，可与受体细胞形成“α互补”，表达出完整的半乳糖苷酶，降解X-gal，菌落呈蓝色。
当目的基因插入载体时，载体中146个aa编码区被破坏，无法与受体细胞形成“α互补”，无法表达出完整的半乳糖苷酶，X-gal不被降解，形成白色菌落。
白色菌落即为筛选出的阳性重组子。
DNA变性：DNA复性：应用：PCR，DNA测序，分子克隆，分子杂交等。
分子克隆：采用人工的方法将一个基因的片段插入到载体DNA中，构成重组DNA分子，再将它转入受体细胞中复制扩增，即进行无性繁殖的过程，是基因工程的核心技术。
内容包括基因分子与合成，DNA重组与转化，阳性重组子的筛选与鉴别，外源基因的转录与表达。
一般的操作流程：抽提目标DNA->PCR扩增目标DNA->DNA重组->转化阳性重组子（用重组DNA转化受体细胞，用Ca离子预处理，通过蓝白斑实验筛选和鉴别阳性重组子）->基因工程下游技术。
环境生物技术
1.生物修复：微生物催化降解有机污染物从而修复被污染环境或清除环境里污染物的一个受控或自发进行的过程。
2.BOD：生化需氧量在一定温度一定时间内微生物利用有机污染物进行生物氧化所需氧的量。
3.COD：化学需氧量，用强氧化剂来氧化废水中污染物时所消耗的氧量。
4.BOD/COD:可生化指标＜0.3废水不能用生化法；0.5可以；0.7非常容易。
5.TOC：总有机碳，将污染物在高温下燃烧，有机碳即氧化成二氧化碳，测量所产生二氧化碳的量，即可求出污染物种的总有机碳。
6.TOD：总需氧量，有机碳、氮、磷等污染物全部被氧化所消耗的溶解氧总量。
7.水体自净：天然水体接纳了一定污染物后，经过一定时间，在物理、化学和生物能等因素的综合作用下得到净化，水质恢复到污染前状态的现象。
8.活性污泥：只具有活性的微生物菌胶团或絮状泥粒状的微生物群体。
活性污泥法：以培养活性污泥为手段的污水处理方法。
9.可生物降解性：指复杂大分子有机化合物在微生物的作用下转化成简单小分子化合物的可能性。
10.共代谢：有些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源和能源，必须有另外的化合物存在提供碳源或能源时，该有机物才能被降解，这种现象被称为共代谢。
11.自净容量：自净作用有一定的限度，在水体自净作用的限度内能够容纳的污染物的最大数量被称为该水体的自净容量。
12.MLSS：混合液悬浮固体，每升曝气池混合液中所含悬浮固体的干重表示活性污泥在曝气池内的溶液。
13.MLVSS：混合液挥发性悬浮固体，每升曝气池混合液所含挥发性悬浮固体重量，表示微生物的数量。
14.SV：污泥沉降比，一定量曝气池混合液静置30分钟后，沉降污泥体积与原混合液体积之比。
15.SVI：污泥容积指数：曝气池混合液经30分钟静置沉降后的体积与污泥干重之比，即1g 干污泥所形成的污泥体积。
16.HRT：水力停留时间，待处理污水在反应器内的平均停留时间。
17.SRT：污泥龄，曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量的比值（d）。
807环境科学与工程综合参考书目
807环境科学与工程综合参考书目摘要：环境科学与工程综合参考书目一、环境科学基础理论1.环境科学概论2.环境监测与评价3.环境规划与管理二、环境工程与技术1.水污染控制工程2.大气污染控制工程3.固体废物处理与处置4.环境生物技术5.环境材料与应用三、环境监测与评价方法1.环境监测技术2.环境质量评价3.环境影响评价四、环境政策与法律法规1.我国环境保护法律法规体系2.环境政策与环境保护战略3.环境管理与执法五、环境与社会经济发展1.环境与可持续发展2.环境经济学3.环境伦理学4.环境社会学正文：环境科学与工程综合参考书目随着环境问题的日益严重，环境科学与工程已成为了一个非常重要的学科领域。
本文将介绍环境科学与工程的一些重要参考书目，以帮助读者更好地了解和学习这一领域。
一、环境科学基础理论环境科学概论是对环境科学的基本概念、理论和方法进行全面介绍的教材，对于初学者来说非常重要。
另外，《环境监测与评价》和《环境规划与管理》也是环境科学基础理论的重要组成部分，可以帮助读者了解环境监测、评价和规划管理的基本方法。
二、环境工程与技术环境工程与技术是环境科学与工程的重要应用方向，包括水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置、环境生物技术、环境材料与应用等内容。
这些领域的参考书目可以帮助读者了解环境问题的解决方案和技术手段。
三、环境监测与评价方法环境监测与评价是环境科学的重要组成部分，包括环境监测技术、环境质量评价和环境影响评价等内容。
《环境监测技术》是一本详细介绍环境监测方法的教材，而《环境质量评价》和《环境影响评价》则是环境评价的重要参考书目。
四、环境政策与法律法规环境政策与法律法规是推动环境保护和可持续发展的重要手段。
《我国环境保护法律法规体系》详细介绍了我国的环境保护法律法规体系，而《环境政策与环境保护战略》则从政策层面对环境保护进行了全面解析。
此外，《环境管理与执法》也是一本非常重要的参考书目。
《环境生物学》 第七章
结论： （1）生化呼吸线位于内源呼吸线之上，表明该有机物或废水可被微生物 氧化分解。两条呼吸线之间的距离越大，有机物或废水的生物降解性越好； 反之亦然（图7-1A）。 （2）生化呼吸线与内源呼吸线基本重合，表明该有机物不能被活性污泥 微生物氧化分解，但对微生物的生命活动无抑制作用（图7-1B）。 （3）生化呼吸线位于内源呼吸线之下，说明该有机物不能被微生物分解， 且对微生物生长产生了有害抑制作用，生化呼吸线越接近横坐标，抑制作 用越大（图7-1C）。 3、测定相对耗氧速率曲线
第七章 生物净化和治理的传 统方法
[本章要点]
本章介绍了环境生物技术的定义、研究 内容和在环境领域中的应用，阐述了微生物 处理污染物的特点、原理、影响因素和传统 微生物处理法的工作原理和方法。
环境生物技术（environmental biotechnology）诞生的背景：
由于人们的生产，生活活动对环境造成了各种各样的污染，人类 的生存和发展面临着严峻的挑战，迫使人类必须发动一场“环境革命” 来拯救自身，环境生物技术因此而诞生并日益受到重视，人们把生物 技术开发和应用的注意力转向环境保护。
6.废物强化处理技术研究
7.环境的生物监控技术研究
四个热门方向：
基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，如何解决其遗传 稳定性、功能高效性和生态安全性等方面问题
开发废物资源化和能源化技术，利用废物生产单细胞蛋白、生物塑料、 生物农药、生物肥料以及利用废物生产生物能源，例如甲烷、氢气、乙醇 等
耗氧速率就是单位生物量在单位时间内的耗氧量，生物量可用活性污
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《环境生物技术》教材
《环境生物技术》是一本介绍环境生物技术的教材。
环境生物技术是现代生物技术和环境科学与工程紧密结合而发展起来的新兴交叉学科，已具有较完整的学科体系。
这本书共分12章。
书中首先讨论了环境生物技术的产生、学科体系与结构，然后按学科体系介绍了其生物学基础（包括微生物学基础、酶学基础、生态学基础）与理论基础（生化反应计量学、生化反应动力学、生化反应热力学），再重点介绍了环境污染治理基因工程技术、环境污染生物治理技术、环境污染生物修复技术、环境污染预防生物技术等，内容涉及废水好氧生物处理、废水厌氧生物处理、生物脱氮与生物除磷、固体废物生物处理、有机废气生物处理、水体与土壤的生物修复、环境生物材料（生物絮凝剂、生物吸附剂、生物可降解塑料、生物表面活性剂）及生物农药等，既有理论分析，也有国内外最新研究进展与发展趋势的介绍。
此外，书中还介绍了环保型微生物制剂的开发应用，包括环保型微生物制剂的生产和使用，以及其在环境保护中的作用和意义。
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