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第一章 绪论 1

一、微生物和你 1

二、微生物科学 2

三、微生物的发现和微生物学的发展 2

四、20世纪的微生物学 7

五、21世纪微生物学展望 10

小结 11

思考题 11

第二章 微生物的纯培养和显微技术 12

第一节 微生物的分离和纯培养 12

一、无菌技术 12

二、用固体培养基分离纯培养 13

三、用液体培养基分离纯培养 15

四、单细胞(单孢子)分离 16

五、选择培养分离 17

六、二元培养物 18

七、微生物的保藏技术 19

第二节 显微镜和显微技术 20

一、显微镜的种类及原理 21

二、显微观察样品的制备 25

第三节 显微镜下的微生物 27

一、细菌和古生菌 27

二、真菌 33

三、藻类 34

四、原生动物 35

小结 37

思考题 37

第三章 微生物细胞的结构与功能 38

第一节 原核微生物 38

一、细胞壁 38

二、细胞壁以内的构造--原生质体 47

三、细胞壁以外的构造 57

第二节 真核微生物 61

一、细胞壁 63

二、鞭毛与纤毛 66

三、细胞质膜 66

四、细胞核 67

五、细胞质和细胞器 68

小结 73

思考题 73

第四章 微生物的营养 75

第一节 微生物的营养要求 75

一、微生物细胞的化学组成 75

二、营养物质及其生理功能 76

三、微生物的营养类型 81

第二节 培养基 82

一、配制培养基的原则 82

二、培养基的类型及应用 86

第三节 营养物质进入细胞 90

一、扩散 90

二、促进扩散 91

三、主动运输 92

四、膜泡运输 94

小结 95

思考题 95

第五章 微生物的代谢 96

第一节 代谢概论 96

第二节 微生物产能代谢 98

一、生物氧化 98

二、异养微生物的生物氧化 98

三、自养微生物的生物氧化 106

四、能量转换 107

第三节 耗能代谢 112

一、细胞物质的合成 112

二、其他耗能反应：运动、运输、生物发光 121

第四节 微生物代谢的调节 123

一、酶活性调节 123

二、分支合成途径调节 124

第五节 微生物次级代谢与次级代谢产物 125

一、次级代谢与次级代谢产物 125

二、次级代谢的调节 126

小结 127

思考题 127

第六章 微生物的生长繁殖及其控制 128

第一节 细菌的个体生长 128

一、染色体DNA的复制和分离 128

二、细胞壁扩增 128

三、细菌的分裂与调节 129

第二节 细菌的群体生长繁殖 130

一、细菌群体生长规律 130

二、生长的数学模型 131

三、主要生长参数 132

四、同步培养 133

五、连续培养 135

第三节 真菌的生长与繁殖 137

一、丝状真菌的生长繁殖 137

二、酵母菌的生长繁殖 140

第四节 环境对生长的影响及生长的测定 142

一、环境对微生物生长的影响 143

二、微生物生长的测定 146

第五节 微生物生长繁殖的控制 149

一、控制微生物的化学物质 149

二、控制微生物的物理因素 152

小结 155

思考题 156

第七章 病毒 157

第一节 概述 157

一、病毒的特点和定义 157

二、病毒的宿主范围 158

三、病毒的分类与命名 159

第二节 病毒学研究的基本方法 160

一、病毒的分离与纯化 160

二、病毒的测定 162

三、病毒的鉴定 163

第三节 毒粒的性质 164

一、毒粒的形态结构 164

二、毒粒的化学组成 167

第四节 病毒的复制 170

一、病毒的复制周期 171

二、病毒感染的起始 173

三、病毒大分子的合成 174

四、病毒的装配与释放 179

第五节 病毒的非增殖性感染 181

一、非增殖性感染的类型 181

二、缺损病毒 182

第六节 病毒与宿主的相互作用 184

一、噬菌体感染对原核细胞的影响 184

二、病毒感染对真核细胞的影响 185

三、机体的病毒感染 187

第七节 亚病毒因子 188

一、卫星病毒 188

二、卫星RNA 189

三、类病毒 190

四、朊病毒 191

小结 192

思考题 192

第八章 微生物遗传 194

第一节 遗传的物质基础 194

一、DNA作为遗传物质 194

二、RNA作为遗传物质 195

三、朊病毒的发现和思考 195

第二节 微生物的基因组结构 197

一、大肠杆菌的基因组 198

二、啤酒酵母的基因组 199

三、詹氏甲烷球菌的基因组 199

第三节 质粒和转座因子 200

一、质粒的分子结构 201

二、质粒的主要类型 201

三、质粒的不亲和性 204

四、转座因子的类型和分子结构 204

五、转座的遗传学效应 206

第四节 基因突变及修复 206

一、基因突变的类型及其分离 207

二、基因突变的分子基础 209

三、DNA损伤的修复 212

第五节 细菌基因转移和重组 215

一、细菌的接合作用 215

二、细菌的转导 218

三、细菌的遗传转化 220

四、基因定位和基因组测序 223

第六节 真核微生物的遗传学特性 228

一、酵母菌的接合型遗传 228

二、酵母菌的质粒 228

三、酵母菌的线粒体 229

四、丝状真菌的准性生殖 230

第七节 微生物育种 231

一、诱变育种 231

二、体内基因重组育种 233

三、DNA Shuffling技术 235

小结 236

思考题 237

第九章 微生物基因表达的调控 238

第一节 转录水平的调控 238

一、DNA结合蛋白 238

二、操纵子的转录调控 239

三、分解代谢物阻遏调控 243

四、细菌的应急反应 244

五、通过σ因子更换的调控 245

六、信号传导和二组分调节系统 245

七、λ噬菌体溶源化和裂解途径的转录调控 248

第二节 转录后调控 249

一、翻译起始的调控 249

二、mRNA的稳定性 249

三、稀有密码子和重叠基因调控 250

四、反义RNA调控 251

五、翻译的阻遏调控 252

六、ppGpp对核糖体蛋白质合成的影响 252

七、细菌蛋白质的分泌调控 253

小结 253

思考题 254

第十章 微生物与基因工程 255

第一节 基因工程概述 255

一、基因工程的发展历史 255

二、基因工程的基本过程 256

三、微生物学与基因工程的关系 256

第二节 微生物与克隆载体 257

一、质粒克隆载体 257

二、λ噬菌体克隆载体 260

三、柯斯质粒载体 260

四、M13噬菌体载体 260

五、噬菌质粒载体 261

六、真核生物的克隆载体 262

七、人工染色体 263

第三节 微生物与基因工程工具酶 264

一、限制性核酸内切酶 264

二、DNA连接酶 266

第四节 微生物作为克隆载体的宿主 266

一、宿主的基本要求与性质 266

二、原核生物宿主 267

三、真核生物宿主 267

四、外源DNA导入宿主细胞 268

五、基因文库与cDNA文库的构建 269

六、重组体的筛选与鉴定 270

第五节 表达载体的构建 273

一、表达系统的要求与主要调控元件 273

二、表达载体中调节开关的作用 274

三、非融合蛋白的表达 275

四、融合蛋白的表达 276

第六节 DNA的合成、体外扩增和定位诱变 277

一、DNA的合成 277

二、PCR扩增技术的原理和应用 277

三、DNA的定位诱变 279

第七节 基因工程的应用及展望 281

一、基因工程药物 281

二、转基因植物 282

三、转基因动物 284

四、基因治疗 284

五、基因工程在微生物研究中的应用 285

六、基因工程研究展望 285

小结 287

思考题 287

第十一章 微生物的生态 288

第一节 微生物在生态系统中的作用 288

一、微生物在生态系统中的角色 288

二、微生物与生物地球化学循环 289

第二节 生态环境中的微生物 292

一、微生物群落 293

二、陆生生境的微生物 294

三、水生生境的微生物 295

四、大气生境的微生物 295

五、极端环境下的微生物 295

六、动物体中的微生物 298

七、植物体中的微生物 299

八、工农业产品上的微生物及生物性霉腐的控制 301

九、原位研究方法 301

第三节 人体微生物及病原微生物的传播 302

一、人体微生物 302

二、病原微生物通过水体的传播 303

三、病原微生物通过土壤的传播 304

四、病原微生物通过空气的传播 304

第四节 微生物与环境保护 305

一、微生物对污染物的降解与转化 305

二、重金属的转化 307

三、污染介质的微生物处理 307

四、污染环境的生物修复 310

五、环境污染的微生物监测 311

小结 312

思考题 312

第十二章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定 314

第一节 进化的测量指征 314

一、进化指征的选择 314

二、rRNA作为进化的指征 315

三、rRNA的顺序和进化 315

四、系统发育树 317

五、三界生物的主要特征 319

第二节 细菌分类 320

一、分类单元及其等级 321

二、分类单元的命名 323

三、细菌分类和伯杰氏手册 325

第三节 微生物分类鉴定的特征和技术 329

一、形态学和生理生化特征 329

二、血清学试验与噬菌体分型 330

三、氨基酸顺序和蛋白质分析 331

四、核酸的碱基组成和分子杂交 332

五、遗传重组 334

第四节 微生物的快速鉴定和自动化分析技术 335

一、微量多项试验鉴定系统 335

二、快速、自动化微生物检测仪器和设备 339

三、现代分子生物学和免疫学技术的采用 341

四、电子计算机在微生物学中的应用 341

小结 343

思考题 343

第十三章 微生物物种的多样性 344

第一节 真细菌的多样性 344

一、真细菌系统发育总观 344

二、真细菌的主要类型 347

三、放线菌的主要类型 358

第二节 古生菌的多样性 359

一、古生菌系统发育总观 359

二、极端嗜盐古生菌 360

三、产甲烷古生菌 362

四、超嗜热古生菌 362

五、无细胞壁的古生菌--热原体属 362

六、微生物生存的温度极限 363

七、古生菌--地球早期的生命形式 363

第三节 真核微生物的多样性 364

一、真核微生物系统发育总观 364

二、藻类 366

三、真菌 367

四、粘菌 370

五、原生动物 372

第四节 微生物资源的开发利用和保护 373

一、什么是微生物资源 373

二、微生物资源的特点 373

三、资源的开发利用亟待拓宽和深入 373

四、积极开展微生物资源的迁地保护和就地保护 374

小结 374

思考题 375

第十四章 感染与免疫 376

第一节 感染的一般概念 376

一、感染的途径与方式 376

二、微生物的致病性 377

第二节 宿主的非特异性免疫 381

一、生理屏障 381

二、体液因素 382

三、细胞因素 383

四、炎症 384

第三节 宿主的特异性免疫 385

一、特异性免疫的一般概念 385

二、抗原和抗体 388

三、B细胞介导的体液免疫 392

四、T细胞介导的细胞免疫 394

五、联合抗感染免疫 395

六、克隆选择和免疫耐受性 395

第四节 免疫病理 396

一、超敏反应 396

二、自身免疫病 397

三、移植免疫 398

四、免疫缺陷 399

五、肿瘤免疫 400

第五节 免疫学的实际应用 401

一、抗体的制备及应用 401

二、免疫学技术 405

三、免疫预防 408

小结 409

思考题 410

第十五章 微生物工业和产品 411

第一节 工业发酵的菌种和发酵特征 411

一、生产菌种的要求和来源 411

二、大规模发酵的特征 415

第二节 工业发酵的方式 421

一、连续发酵 422

二、固定化酶和固定化细胞发酵 423

三、固态发酵 426

四、混合培养物发酵 428

第三节 发酵的主要产品 429

一、食品和饮料 429

二、抗生素和其他微生物药物及生物制品 433

三、氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸、激素等 437

四、酶制剂 439

五、微生物农药、肥料和饲料 440

第四节 微生物在冶金、能源等领域的应用 445

一、微生物冶金 445

二、微生物在石油工业中的应用 446

三、微生物传感器、燃料电池和DNA芯片 447

四、微生物塑料、功能材料和生物计算机 450

五、海洋微生物和宇航中微生物的开发利用 451

小结 452

思考题 453

主要参考书目 454

附录一 常见微生物名称索引 457

附录二 常用微生物学名词索引 460