环境微生物学PDF电子书下载

1绪论 1

1.1环境微生物学的形成和发展 1

1.2环境微生物学的研究对象和任务 2

1.2.1环境微生物学的研究内容 2

1.2.2学习环境微生物学的意义 3

1.3微生物的概述 3

1.3.1微生物的定义 3

1.3.2微生物的特点 4

1.3.3微生物的分类 6

1.3.4微生物的命名 8

2病毒 10

2.1病毒的特征和分类 10

2.1.1病毒的特点 10

2.1.2病毒的分类和命名 10

2.2病毒的形态和结构 11

2.2.1病毒的形态和大小 11

2.2.2病毒的化学组成和结构 12

2.2.3病毒的宿主 13

2.3亚病毒和新兴病毒 14

2.3.1类病毒 14

2.3.2拟病毒 14

2.3.3朊病毒 14

2.3.4新兴病毒 15

2.4病毒的增殖过程 15

2.4.1病毒的增殖过程 15

2.4.2毒性噬菌体和温和噬菌体 16

2.5病毒的培养和计数 17

2.5.1病毒的培养特征 17

2.5.2病毒的培养基 17

2.5.3动物病毒的空斑实验 17

2.5.4噬菌体的培养和测定 18

2.6环境因子对病毒的影响和病毒的存活 18

2.6.1物理因素的影响 18

2.6.2化学因素的影响 19

2.6.3病毒的存活 19

3原核微生物 22

3.1细菌 22

3.1.1细菌的个体形态和大小 22

3.1.2细菌的细胞结构 23

3.1.3细菌的繁殖 29

3.1.4细菌的培养特征 29

3.1.5细菌的物理化学性质 31

3.1.6细菌的分类和鉴定 33

3.2古菌 38

3.2.1古菌的研究 38

3.2.2古菌的特点 38

3.2.3古菌的分类 39

3.2.4古菌在生物界的特殊地位 40

3.3放线菌 41

3.3.1放线菌的形态和大小 41

3.3.2放线菌的菌落形态 41

3.3.3放线菌的生活史和繁殖 42

3.3.4放线菌的主要类群 42

3.3.5放线菌在自然界中的分布和在生产实际中的应用 43

3.4蓝细菌 43

3.4.1蓝细菌的特点 43

3.4.2蓝细菌的分类 43

3.4.3蓝细菌的分布与生态 44

3.5其他原核微生物 44

3.5.1螺旋体 44

3.5.2立克次体 45

3.5.3衣原体 45

3.5.4支原体 45

4真核微生物 48

4.1原生动物 48

4.1.1原生动物的一般特征 48

4.1.2原生动物的分类及各纲简介 49

4.2微型后生动物 54

4.2.1轮虫 54

4.2.2线虫 54

4.2.3寡毛类 55

4.2.4浮游甲壳动物 55

4.3真核藻类 55

4.3.1真核藻类的一般特征 55

4.3.2藻类的分类及各门特征简介 56

4.3.3藻类与环境保护 60

4.4真菌 61

4.4.1真菌的一般特点 61

4.4.2真菌的分类 61

4.4.3酵母菌 61

4.4.4霉菌 62

4.4.5伞菌 66

5微生物的生理 68

5.1生物生命活动的催化剂——酶 68

5.1.1酶的概念 68

5.1.2酶的催化特性 68

5.1.3酶的组成 69

5.1.4酶蛋白的结构 70

5.1.5酶的活性中心和酶与底物结合的机理 71

5.1.6酶的分类与命名 72

5.1.7酶活力和影响酶活力的因素 73

5.2微生物的营养 76

5.2.1微生物的化学组成 76

5.2.2微生物的营养物质和营养类型 77

5.2.3微生物的培养基 79

5.2.4微生物对底物进行代谢的过程 80

5.3微生物的能量代谢 82

5.3.1生物氧化概述 82

5.3.2生物氧化的类型 83

5.3.3发光现象 89

5.4微生物的合成代谢 89

5.4.1合成代谢概述 89

5.4.2产甲烷菌的合成代谢 91

5.4.3化能自养微生物的合成代谢 91

5.4.4光合作用 91

5.4.5异养微生物的合成代谢 93

5.4.6初级代谢与次级代谢 93

6微生物的生长与环境因子的影响 96

6.1微生物的生长 96

6.1.1微生物生长繁殖的概念 96

6.1.2微生物的培养方法和生长曲线 96

6.1.3微生物生长曲线在废水微生物处理中的应用 101

6.1.4微生物生长繁殖的测定 102

6.1.5微生物的死亡及其测定 103

6.2影响微生物生长的环境因子 103

6.2.1温度 103

6.2.2 pH 106

6.2.3氧化还原电位 107

6.2.4溶解氧 107

6.2.5辐射 109

6.2.6水的活度与渗透压 110

6.2.7重金属 111

6.2.8若干有机物 111

6.2.9抗生素 112

6.2.10其他因素 113

7微生物的遗传和变异 116

7.1微生物的遗传和变异现象和意义 116

7.1.1微生物的遗传和变异现象概述 116

7.1.2遗传和变异的意义 117

7.2微生物的遗传 117

7.2.1遗传和变异的物质基础——DNA 117

7.2.2 DNA的结构与复制 121

7.2.3 DNA的变性和复性 123

7.2.4 RNA及其作用 124

7.2.5微生物生长与蛋白质合成 126

7.2.6微生物的细胞分裂 127

7.3微生物的变异 127

7.3.1变异的实质 127

7.3.2基因突变的特点和类型 127

7.3.3基因重组 130

7.3.4基因工程及在环境保护中的应用 132

8微生物生态学 137

8.1生态学原理 137

8.1.1生态学的定义和研究内容 137

8.1.2种群和群落 138

8.1.3生态系统 139

8.1.4生态平衡 141

8.1.5微生物生态系统与微生物生态学 142

8.2土壤中的微生物 142

8.2.1土壤的生态条件 142

8.2.2微生物在土壤中的数量、种类和分布 143

8.2.3土壤自净和污染土壤微生物生态 144

8.3空气中的微生物 145

8.3.1空气的生态条件 145

8.3.2空气微生物的来源、特点和种类 145

8.3.3空气微生物的卫生标准及生物洁净技术 146

8.4水体中的微生物 148

8.4.1水体中的微生物群落 148

8.4.2水体自净和污染水体的微生物生态 150

8.4.3水体富营养化 155

8.5微生物之间及其与动物、植物之间的相互关系 157

8.5.1微生物之间的相互关系 157

8.5.2微生物与高等植物之间的相互关系 158

8.5.3微生物与人类和动物之间的相互关系 159

9微生物在环境物质循环中的作用 163

9.1自然界的物质循环 163

9.1.1物质循环与生物 163

9.1.2水循环是物质循环的核心 164

9.2微生物与碳循环 164

9.2.1碳循环的过程 164

9.2.2微生物在碳循环中的作用 165

9.2.3微生物对主要含碳化合物的转化和分解过程 165

9.3微生物与氮循环 170

9.3.1氮循环的过程 170

9.3.2微生物在氮循环中的作用 171

9.4微生物与硫循环 174

9.4.1硫循环的过程 174

9.4.2微生物在硫循环中的作用 174

9.5微生物与磷循环 176

9.5.1磷循环的过程 176

9.5.2微生物在磷循环中的作用 176

10微生物和环境污染控制与治理 179

10.1废水好氧生物处理中的微生物 179

10.1.1好氧活性污泥法 179

10.1.2好氧生物膜法 185

10.1.3氧化塘 186

10.2厌氧生物处理中的微生物 187

10.2.1厌氧消化——甲烷发酵 188

10.2.2光合细菌处理高浓度有机废水 189

10.2.3含硫酸盐废水的厌氧处理 189

10.3废水的脱氮和除磷 190

10.3.1废水脱氮和除磷的目的与意义 190

10.3.2废水生物脱氮原理及工艺 190

10.3.3废水生物除磷原理及工艺 192

10.4有机固体废物处理中的微生物 194

10.4.1堆肥法 194

10.4.2填埋法及渗滤液 195

10.5废气生物处理中的微生物 195

10.5.1废气的处理方法 195

10.5.2含硫恶臭污染物及NH3、CO2的微生物处理 196

10.6环境监测与微生物 197

10.6.1水体污染的生物检验 197

10.6.2利用微生物检测环境毒性的方法 197

10.7环境生物修复技术与微生物 198

10.7.1环境生物修复技术概述 198

10.7.2环境生物修复技术的类型 199

10.7.3环境生物修复中的微生物 200

10.7.4环境生物修复的发展前景 200

10.8微生物与大气CO2固定 201

10.8.1微生物固定CO2的机理 201

10.8.2固定CO2的微生物种类 202

10.8.3环境中的固碳微生物 202

11微生物学新技术在环境科学领域中的应用 205

11.1固定化技术 205

11.1.1固定化酶和固定化微生物的定义和特点 205

11.1.2酶的分离提纯 206

11.1.3酶的固定化方法 206

11.1.4细胞的固定化方法 207

11.1.5固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用 207

11.2微生物絮凝剂 207

11.2.1微生物絮凝剂的特点 208

11.2.2微生物絮凝剂的结构组成和化学本质 208

11.2.3微生物絮凝剂的絮凝机理 209

11.2.4微生物絮凝剂的合成和应用 210

11.3分子生物技术在环境科学领域中的应用 211

11.3.1核酸探针和PCR技术 211

11.3.2 16S rDNA序列及其同源性的分析 212

11.3.3生物芯片 212

11.3.4高通量测序技术 213

11.4微生物非培养技术的原理与应用 214

11.4.1环境中微生物的多样性和非培养微生物 214

11.4.2微生物非培养技术的原理、特点 214

11.4.3微生物非培养技术的应用 216

12环境微生物学实验 218

12.1实验须知 218

12.2光学显微镜的使用及原核微生物的个体形态观察 218

12.2.1实验目的 218

12.2.2实验材料与器皿 218

12.2.3普通光学显微镜的原理、结构 218

12.2.4显微镜的使用 221

12.2.5实验内容 221

12.2.6思考题 221

12.3真核微生物的个体形态观察 221

12.3.1实验目的 221

12.3.2实验原理 222

12.3.3实验材料与器皿 222

12.3.4实验方法与步骤 222

12.3.5思考题 222

12.4四大类微生物菌落形态的识别 222

12.4.1实验目的 222

12.4.2实验原理 222

12.4.3实验材料与器皿 223

12.4.4实验方法与步骤 223

12.4.5思考题 224

12.5微生物细胞的直接计数和细胞的显微测量 224

12.5.1实验目的 224

12.5.2实验原理 224

12.5.3实验材料与器皿 225

12.5.4实验方法与步骤 225

12.5.5思考题 226

12.6细菌的简单染色和革兰染色 226

12.6.1实验目的 226

12.6.2实验原理 226

12.6.3实验材料与器皿 226

12.6.4实验方法与步骤 226

12.6.5注意事项 227

12.6.6思考题 227

12.7培养基的配制与灭菌 227

12.7.1实验目的 227

12.7.2实验原理 227

12.7.3实验材料与器皿 228

12.7.4实验方法与步骤 228

12.7.5思考题 230

12.8活性污泥中细菌的纯种分离和培养 230

12.8.1实验目的 230

12.8.2实验原理 230

12.8.3实验材料与器皿 231

12.8.4实验方法与步骤 231

12.8.5思考题 233

12.9纯培养菌体和菌落形态的观察 233

12.9.1实验目的 233

12.9.2实验材料与器皿 233

12.9.3实验方法与步骤 233

12.9.4思考题 234

12.10细菌淀粉酶的测定 234

12.10.1实验目的 234

12.10.2实验原理 234

12.10.3实验材料与器皿 234

12.10.4实验方法与步骤 234

12.10.5思考题 235

12.11细菌菌落总数的测定 235

12.11.1实验目的 235

12.11.2实验原理 235

12.11.3实验材料与器皿 235

12.11.4实验方法与步骤 235

12.11.5思考题 237

12.12总大肠菌群的检测 237

12.12.1实验目的 237

12.12.2实验原理 237

12.12.3实验材料与器皿 237

12.12.4实验方法与步骤 238

12.12.5思考题 239

12.13耐热大肠菌群的检测 239

12.13.1实验目的 239

12.13.2实验原理 239

12.13.3实验材料与器皿 240

12.13.4实验方法与步骤 240

12.13.5思考题 241

12.14环境样品中总DNA的提取 241

12.14.1实验目的 241

12.14.2实验原理 241

12.14.3实验材料与器皿 242

12.14.4实验方法与步骤 242

12.14.5思考题 243

12.15 PCR扩增总DNA中16S rDNA基因片段及琼脂糖凝胶电泳 243

12.15.1实验目的 243

12.15.2实验原理 243

12.15.3实验材料与器皿 244

12.15.4实验方法与步骤 244

12.15.5思考题 245

附录 246

附录一 教学常用染色液的配制 246

附录二 常用染色方法 247

附录三 教学用培养基 248

附录四 总大肠菌群检索表（MPN法） 251

参考文献 254