《資源環(huán)境生物技術》課程教學大綱

《資源環(huán)境生物技術》教學大綱一、基本信息

課程名稱資源環(huán)境生物技術課程編號ARGE4204英文名稱BiotechnologyofResourcesandEnvironment課程類型專業(yè)核心課總學時36理論學時36實驗學時

實踐學時

學分2預修課程植物營養(yǎng)學、環(huán)境科學概論適用對象農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)課程簡介（200字左右）系統(tǒng)地介紹生物技術在農(nóng)業(yè)資源利用與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護上的應用，包括土壤水分養(yǎng)分資源高效利用、土壤環(huán)境污染生物修復等方面的生物技術，以及植物高效吸收同化營養(yǎng)元素所涉及的生物技術，包括轉基因育種技術。還介紹了農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用生物技術，包括農(nóng)作物秸稈及畜禽糞便的堆肥化處理、生物質能源及生物質材料的轉化等方面所涉及的生物技術，涵蓋了相關的酶工程、微生物工程、基因工程以及反應器工程等生物技術。使學生通過本課程的學習，全面系統(tǒng)地了解資源利用和環(huán)境保護領域所應用的生物技術的基本概念、原理、工藝、技術特點以及應用，具備更好利用農(nóng)業(yè)資源及保護農(nóng)業(yè)環(huán)境的生物技術方面的相關知識，掌握更多的實用技術。

二、教學目標及任務

掌握生物技術在農(nóng)業(yè)資源利用與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護上的應用，包括土壤水分養(yǎng)分資源高效利用、土壤環(huán)境污染生物修復等方面的生物技術，以及植物高效吸收同化營養(yǎng)元素所涉及的生物技術，包括轉基因育種技術。掌握農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用生物技術，包括農(nóng)作物秸稈及畜禽糞便的堆肥化處理、生物質能源及生物質材料的轉化等方面所涉及的生物技術，了解酶工程、微生物工程、基因工程以及反應器工程等生物技術的發(fā)展。通過本課程的學習，全面系統(tǒng)地了解資源利用和環(huán)境保護領域所應用的生物技術的基本概念、原理、工藝、技術特點以及應用，具備更好利用農(nóng)業(yè)資源及保護農(nóng)業(yè)環(huán)境的生物技術方面的相關知識，掌握更多的實用技術。

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第一章緒論2

第二章生物工程技術的新發(fā)展4

第三章作物耐鹽、旱及水資源高效利用的生物技術4

第四章提高土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分資源利用效率的生物技術6

第五章提高土壤健康質量的生物技術4

第六章養(yǎng)分資源植物高效吸收利用的生物技術4

第七章農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源化利用生物技術4

第八章農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)與質量提高生物技術6

復習指導2

合計36

四、教學內(nèi)容及教學要求

第一章

緒論第一節(jié)

生物技術概述習題要點：生物技術的概念及其內(nèi)容。第二節(jié)

生物技術在農(nóng)業(yè)資源利用與環(huán)境保護上的應用及研究進展習題要點：生物技術在提高農(nóng)業(yè)資源利用效率與保護農(nóng)業(yè)環(huán)境上的應用。本章教學要求：了解生物技術的概念、發(fā)展現(xiàn)狀、研究內(nèi)容及其技術體系，了解農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境生物技術的概念及其發(fā)展過程，理解生物技術在提高農(nóng)業(yè)資源利用效率與保護農(nóng)業(yè)環(huán)境上的概況。第二章

生物工程技術的新發(fā)展第一節(jié)

酶工程習題要點：酶工程的概念、研究內(nèi)容與研究進展，酶的催化機理與定向進化技術。第二節(jié)

細胞工程習題要點：細胞工程的定義及技術應用。第三節(jié)

基因工程習題要點：基因工程的概念、發(fā)展歷史、理論基礎及過程。本章重點、難點：酶的催化機理與定向進化技術，基因工程的理論基礎與過程。本章教學要求：了解酶工程、細胞工程、基因工程的概念、發(fā)展及其應用，理解酶的催化機理與定向進化技術，基因工程的理論基礎與過程。第三章：作物耐鹽、旱及水資源高效利用的生物技術第一節(jié)

植物的基因型差異及基因活性的調(diào)控習題要點：了解不同物種間基因序列的差異與編碼蛋白活性的差異的關系。第二節(jié)

調(diào)控植物耐鹽、旱及水分利用效率的基因克隆和功能鑒定習題要點：了解植物的根系形態(tài)特征、葉片氣孔導度等生理特征與植物水分高效利用之間的關系，了解鹽、旱脅迫下細胞膜上的水通道、離子通道蛋白的響應特征。第三節(jié)

作物耐旱及耐鹽水灌溉性品種分子育種設計習題要點：

分子育種的基本原理以及分子技術在提高植物高效節(jié)水、耐鹽和耐旱育種上的運用。本章重點、難點：基因的功能主要由其編碼的蛋白執(zhí)行，而基因的表達受時、空和環(huán)境調(diào)控。植物通過對相關基因表達而調(diào)控植物根系形態(tài)構型、葉片氣孔以適應鹽、旱脅迫的生理及其分子機制。本章教學要求：了解基因的表達與調(diào)控，了解植物根系形態(tài)、構型發(fā)育的基本過程及其在水分、養(yǎng)分高效利用中的重要性；了解葉片形態(tài)、組成及其氣孔開關調(diào)節(jié)對水分高效利用和與植物抗旱性之間的關系;了解植物水通道、鉀和鈉離子通道表達與水分、鹽分吸收轉運之間的關系。第四章：提高土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分資源利用效率的生物技術第一節(jié)

氮素循環(huán)以及提高氮素利用效率的生物技術習題要點：了解氮素在土壤-植物-大氣連續(xù)體系中的循環(huán)以及控制土壤氮素轉化（硝化和反硝化）（通過根系分泌物抑制反硝化作用））的生物技術

。第二節(jié)

提高土壤磷鉀對作物有效性的生物技術途徑習題要點：了解運用解磷、解鉀微生物活化土壤難溶性磷、鉀的途徑；了解作物分泌物與土壤磷、鉀有效性之間的關系。第三節(jié)

增強根瘤固氮和菌根獲取土壤養(yǎng)分的生物技術習題要點：了解作物通過固氮和菌根有益共生體系提高氮磷等養(yǎng)分利用的作用機理以及提高作物根瘤固氮和菌根侵染效率的生物技術。本章重點、難點：土壤微生物對土壤氮磷鉀形態(tài)轉化和有效性的影響；根系活性和根際環(huán)境對氮磷鉀養(yǎng)分在土壤中的質流、擴散和有效性的影響。本章教學要求：了解生物固氮在提高農(nóng)業(yè)氮素利用中的貢獻和作用機制；了解菌根共生體系在提高植物耐逆，尤其是提高磷等有效性低、移動困難的元素吸收利用的作用機制；了解植物根系-土壤微生物共生體系形成和調(diào)控的分子機制研究的最新進展。第五章

提高土壤健康質量的生物技術第一節(jié)

土壤質量與土壤健康習題要點：土壤質量與土壤健康的概念及其關系，抑病型土壤與導病型土壤的概念及特征。第二節(jié)

土壤抑病性與土壤微生物習題要點：土壤抑病性的微生物學基礎，抑病型土壤的微生物組成與特征。第三節(jié)

培育形成抑病型土壤的生物技術習題要點：培育抑病型土壤及調(diào)控形成抑病型土壤微生物區(qū)系的生物技術措施及其機理。本章重點、難點：抑病型土壤的概念、特征及土壤微生物學基礎，培育形成抑病型土壤的生物技術措施。本章教學要求：了解土壤質量與土壤健康的關系，抑病型土壤與導病型土壤的概念、特征及微生物學基礎，理解土壤抑病性與土壤微生物區(qū)系組成的聯(lián)系及培育形成抑病型土壤的生物技術措施與原理。第六章

養(yǎng)分資源植物高效吸收利用的生物技術第一節(jié)

提高植物吸收轉運養(yǎng)分的生物技術習題要點：植物吸收轉運養(yǎng)分的基本途徑及其分子生物學基礎，生物技術在提高植物吸收轉運養(yǎng)分上的應用。第二節(jié)

提高養(yǎng)分高效再利用的生物技術習題要點：養(yǎng)分再利用的概念及其途徑，生物技術在提高養(yǎng)分再利用上的應用。第三節(jié)

提高養(yǎng)分同化儲存的生物技術習題要點：養(yǎng)分在植物體內(nèi)同化儲存的基本原理，生物技術在提高養(yǎng)分同化儲存提上的應用本章重點、難點：植物吸收轉運養(yǎng)分的基本途徑及其分子生物學基礎，生物技術在提高植物吸收轉運養(yǎng)分以及養(yǎng)分再利用、同化儲存上的應用。本章教學要求：了解養(yǎng)分在植物體內(nèi)運轉、再利用與同化儲存的基本過程，理解這些過程的分子生物學基礎，掌握生物技術在提高植物吸收轉運養(yǎng)分與養(yǎng)分再利用、同化上應用的基本原理。第七章

農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源化利用生物技術第一節(jié)

農(nóng)作物秸稈與畜禽糞便堆肥化利用及其生物技術習題要點：農(nóng)業(yè)固體廢棄物的種類，堆肥的生物學過程及工藝原理。第二節(jié)

生物質原料生產(chǎn)生物能源與其他化學品的生物技術習題要點：生物質原料轉化生產(chǎn)生物能源及其它化學品的基本原理、工藝及生產(chǎn)現(xiàn)狀。第三節(jié)

農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)生物質材料及其利用的生物技術習題要點：農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)生物質材料的原理、工藝與應用，生物質材料的優(yōu)缺點及對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的貢獻。本章重點、難點：堆肥的生物學過程及工藝原理，生物能源的生產(chǎn)原理與相關生物技術的應用。本章教學要求：了解農(nóng)業(yè)固體廢棄物的種類，理解農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)生物質材料的原理、工藝與應用，生物質材料的優(yōu)缺點及對可持續(xù)發(fā)展的貢獻，掌握生物質原料轉化生產(chǎn)生物能源及其它化學品的基本原理、工藝。第八章

農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)與質量提高生物技術第一節(jié)

減輕土壤有機、重金屬污染物進入農(nóng)產(chǎn)品的生物技術習題要點：減輕土壤有機、重金屬污染物的微生物生物技術策略第二節(jié)

污染土壤植物修復的生物技術習題要點：植物修復的基本概念和原理，生物技術在提高植物修復上（方面？）的應用。第三節(jié)

降低農(nóng)產(chǎn)品積累污染物的生物技術習題要點：農(nóng)產(chǎn)品吸收積累污染物的基本途徑及其分子生物學基礎，生物技術在降低農(nóng)產(chǎn)品積累污染物方面的應用。本章重點、難點：土壤有機、重金屬污染物進入農(nóng)產(chǎn)品的基本途徑及其分子生物學基礎，生物技術在提高植物修復和降低農(nóng)產(chǎn)品積累污染物的應用。本章教學要求：了解污染物進入農(nóng)產(chǎn)品的基本途徑和植物修復的基本原理，理解