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第一章 绪论 1

第一节 微生物与微生物学 1

一、何谓微生物 1

二、微生物在自然界中的地位 2

三、微生物的“利”与“弊” 3

四、微生物学的内容 3

五、微生物学分支学科 4

第二节 微生物学发展简史？ 4

一、在生产和生活实践中古人对微生物的认识和利用二、微生物的存在与发现三、微生物学的早期研究四、微生物学的发展时期五、近代微生物学六、未来的微生物学小结 4

思考题 5

第一部分 微生物的形态、结构与功能第二章 微生物的形态、结构与功能（一）——原核微生物 8

第一节 细菌的形态 8

一、细菌的一般形态 9

二、细菌的特殊形态 10

三、细菌大小、体积及测量方法 10

四、细菌的菌落特征 12

第二节 细菌的结构与功能 13

一、细胞壁 13

二、细胞质膜 20

三、中体及内膜结构 21

四、拟核及质粒 22

五、细胞质 23

六、附属结构——鞭毛、菌毛和荚膜 25

七、芽胞及伴胞晶体 29

第三节 放线菌的生物学特征 32

一、放线菌的个体形态与结构 33

二、放线菌的繁殖 35

三、放线菌的群体形态 35

第四节 蓝细菌 36

一、蓝细菌的形态与结构 36

二、蓝细菌的代谢和繁殖 37

三、蓝细菌特化的细胞结构 37

四、蓝细菌的分布与应用 37

第五节 其他原核微生物 38

一、螺旋体 38

二、立克次氏体 39

三、衣原体 39

四、支原体 41

第六节 古生菌的生物学特征 41

一、古生菌的一般特征 42

二、古生菌的细胞结构 42

三、古生菌的遗传学和分子生物学 43

四、古生菌的代谢 45

五、古生菌类群 45

小结 45

思考题 46

第三章 微生物的形态、结构与功能（二）——真核微生物 47

第一节 真菌 47

一、丝状真菌的营养体 47

二、真菌的细胞结构 52

三、单细胞真菌——酵母菌 60

第二节 藻类 62

一、藻类的一般特征 62

二、叶绿体 62

三、藻类的运动和生态 63

四、藻类主要类群的特征 64

第三节 黏菌 64

一、非细胞黏菌 65

二、细胞黏菌 66

第四节 原生动物 69

一、原生动物的形态与营养 69

二、原生动物的分类特征 70

三、代表性原生动物 70

第五节 原核细胞与真核细胞的比较 74

小结 75

思考题 75

第四章 病毒 77

第一节 病毒的特征及形态结构 77

一、病毒颗粒的大小和形态 78

二、病毒的化学组成、结构和功能 80

三、病毒的培养、纯化和测定 82

四、病毒的复制 84

第二节 病毒的分类 87

一、病毒的分类原则 87

二、病毒的分类系统和命名 87

第三节 原核生物病毒——噬菌体 89

一、概述 89

二、噬菌体的复制 90

三、温和噬菌体和溶源性 93

第四节 真核生物病毒 94

一、动物病毒 94

二、植物病毒 100

三、真菌和藻类病毒 102

四、昆虫病毒 102

第五节 亚病毒 102

一、类病毒 102

二、拟病毒 103

三、朊病毒 104

四、卫星病毒 104

五、干扰缺损颗粒 104

小结 104

思考题 105

第二部分 微生物生理代谢与生长第五章 微生物的营养 108

第一节 微生物的营养物质及其功能 108

一、微生物细胞物质的化学组成 108

二、营养物质的生理功能 109

三、微生物的营养类型 113

第二节 培养基 116

一、培养基配制的原则 116

二、培养基的类型 117

第三节 微生物对营养物质吸收的机制 120

一、被动扩散 120

二、促进扩散 121

三、主动运输 122

四、膜泡运输 127

小结 128

思考题 128

第六章 微生物的代谢 129

第一节 微生物的能量代谢 129

一、ATP及其在代谢中的作用 129

二、微生物生成ATP的生物氧化方式 130

三、能量的释放和储藏 138

第二节 微生物对物质的分解代谢 140

一、己糖的分解 140

二、丙酮酸代谢的乙醇发酵和乳酸发酵 142

三、三羧酸循环 145

四、含碳化合物的分解代谢 146

五、含氮化合物的分解代谢 151

第三节 微生物的合成代谢 153

一、糖类的合成 153

二、肽聚糖的合成 156

三、生物固氮 158

四、脂质和其他有机物的合成 160

五、次生代谢产物 164

小结 166

思考题 167

第七章 微生物的生长繁殖与控制及细胞分化 168

第一节 细菌的个体生长与调控 168

一、细菌的个体生长与生长周期 168

二、细菌细胞壁合成与扩增生长模式 170

三、细菌细胞壁扩增生长的调节控制 170

四、细菌细胞分裂繁殖的调节控制 171

第二节 细菌的群体生长繁殖 171

一、细菌的群体生长规律——生长曲线 172

二、生长的计算公式和主要参数 173

三、二次生长、同步培养和连续培养 175

第三节 真菌的生长与繁殖 178

一、酵母菌的生长与繁殖 178

二、丝状真菌的生长与繁殖 179

三、蕈菌的生长与繁殖 183

第四节 环境对微生物生长的影响及生长的测定 184

一、环境对微生物生长的影响 184

二、微生物生长的测定 188

第五节 微生物生长繁殖的控制 190

一、控制微生物生长的基本概念 190

二、控制微生物生长的化学物质 190

三、控制微生物生长的物理技术方法 195

第六节 微生物细胞的分化 196

一、细菌芽胞的分化 196

二、链霉菌的形态分化与生理分化 198

三、真菌的细胞分化与形态建成 198

小结 200

思考题 200

第三部分 微生物遗传与基因功能第八章 微生物遗传 204

第一节 微生物的遗传物质 204

一、证明核酸是遗传物质的经典实验 204

二、原核微生物遗传物质的存在状态 206

三、真核微生物的遗传物质 206

四、DNA的限制性和修饰性 207

五、基因和基因表达 207

第二节 微生物的基因突变 208

一、突变的概念 208

二、突变的类型及突变型的筛选 208

三、自发突变的特点及分子机制 210

四、突变的回复和抑制 211

第三节 诱发突变及其菌种的遗传改良 212

一、化学诱变 212

二、物理诱变 213

三、生物诱变 214

四、诱变与致癌物质的检测——Ames测验 214

五、微生物菌种的遗传改良 215

六、菌种退化及保藏技术 217

第四节 DNA损伤的修复 218

一、光复活修复 218

二、错配修复 219

三、切除修复 219

四、重组修复 219

五、SOS修复 220

六、DNA损伤修复与基因突变的形成 220

第五节 原核微生物的基因转移和基因重组 220

一、细菌的遗传转化 221

二、转导 221

三、细菌的接合及染色体转移 224

四、放线菌的接合 226

五、基因的水平转移与原核生物的进化 226

第六节 真核微生物的遗传特性 227

一、有性生殖 227

二、准性生殖 227

三、酵母菌的接合型遗传 228

小结 229

思考题 229

第九章 微生物基因表达调控？ 230

第一节 原核基因表达调控 231

一、负控制调控 231

二、正控制调控 231

三、弱化作用 231

四、全局调控 231

五、信号转导和双组分调控系统六、更替σ因子调控七、稀有密码子和重叠基因调控八、RNA调控与核糖开关九、翻译的阻遏调控第二节 酵母菌基因表达调控第三节 酶活性的调节一、反馈抑制二、共价修饰第四节 原核生物与真核生物基因表达的比较小结思考题第十章 微生物的质粒、转座因子和基因工程 231

第一节 质粒 231

一、什么是质粒 231

二、细菌质粒 232

三、真核微生物的DNA质粒 240

四、真核微生物的RNA质粒 242

第二节 转座因子 242

一、原核微生物的转座因子 242

二、真核微生物的转座因子 247

第三节 基因工程？ 248

一、基因工程的基本过程 248

二、基因工程的应用 248

小结 248

思考题 248

第十一章 微生物基因组学 249

第一节 微生物基因组 249

一、微生物基因组的基本特征 249

二、全基因组的测序 250

三、微生物的功能基因组 253

第二节 生物信息学？ 256

一、生物信息学的产生和发展二、生物信息学的研究内容三、生物信息学的应用第三节 蛋白质组学？ 256

一、蛋白质组学研究的历史和背景二、蛋白质组学研究的特点和难点三、蛋白质组学的研究技术四、微生物的蛋白质组学第四节 代谢物组学？ 256

一、代谢物组学的概念 256

二、代谢物组学的研究方法三、代谢物组学在微生物领域的研究进展四、展望小结 256

思考题 256

第四部分 生物圈中的微生物 260

第十二章 微生物的生态 260

第一节 自然环境中的微生物 260

一、微生物生态系统 260

二、生物体内外环境的菌群分布 261

三、水生环境的微生物 261

四、陆地环境的微生物 263

五、空气中的微生物 264

六、工农业产品上的微生物 265

七、极端环境中的微生物 265

八、非培养状态的微生物 267

第二节 微生物生态学研究方法 268

一、生态学研究的传统方法 268

二、引入分子生物学技术的鉴定和定量方法 269

三、生态学研究新技术 271

四、微生物活性测定的新方法 272

第三节 微生物与生物群体的相互作用 273

一、微生物之间的相互关系 273

二、微生物与植物之间的相互关系 275

三、微生物与人和动物之间的相互关系 277

第四节 微生物与自然界的物质循环 279

一、碳素循环 279

二、氧素循环 280

三、氮素循环 280

四、硫素循环 282

五、磷素循环 283

六、铁的循环 283

七、各种元素循环之间的相互关系 284

第五节 微生物生态的应用与环境保护 285

一、微生物勘探 285

二、微生物浸矿 285

三、难降解有机物的微生物降解 285

小结 290

思考题 290

第十三章 微生物的进化和分类鉴定 292

第一节 微生物在生物界中的地位 292

一、经典的生物界级分类学说 292

二、三域系统学说 294

第二节 微生物的进化 295

一、地球早期的生命形式 295

二、原始生命和分子编码 296

三、原始生命和代谢策略 297

四、真核生物和细胞器 298

五、rRNA作为进化的分子时钟 299

六、系统发育树 301

第三节 细菌分类方法？ 302

一、传统分类方法 302

二、数值分类方法 302

三、化学分类方法 302

四、遗传学分类方法 302

五、多相分类 302

第四节 细菌分类 302

一、细菌分类系统 302

二、分类单元及等级 303

三、分类单元的命名 304

四、细菌类群的代表 305

五、细菌分类和伯杰氏手册 305

六、古生菌类群的代表 307

第五节 细菌的快速鉴定和自动化分析？ 307

一、细菌鉴定的分子生物学技术和免疫学技术二、细菌自动化鉴定系统及自动化检测三、电子计算机在细菌分类中的应用第六节 真菌分类 307

一、真菌分类中的分子生物学方法 308

二、真菌分类系统 309

三、真菌类群的代表 310

小结 310

思考题 311

第十四章 微生物物种的多样性？ 312

第一节 细菌的多样性 313

一、细菌系统发育总观 313

二、细菌的主要类型 313

三、放线菌的主要类型 313

第二节 古生菌的多样性 313

一、古生菌系统发育总观 313

二、极端嗜盐古生菌 313

三、产甲烷古生菌 313

四、超嗜热古生菌 313

五、无细胞壁古生菌：热原体属（Thermoplasma）、铁原体属（Ferroplasma）及相关的嗜酸菌属（Picrophilus）六、还原硫酸盐古生菌：古生球菌属（Archaeoglobus）、铁球菌属（Ferrglobus）七、形体最微小寄生性的古生菌：纳米古生菌（Nanoarchaeota）八、超嗜热古生菌的嗜热机制九、微生物生存的温度极限十、古生菌——地球早期的生命形式？第三节 真核微生物的多样性一、真核微生物系统发育总观二、藻类三、真菌四、黏菌五、原生动物第四节 微生物资源的开发利用和保护一、什么是微生物资源二、微生物资源的特点三、微生物资源的开发利用和保护小结思考题第十五章 微生物生物技术及应用 313

第一节 微生物发酵工程技术？ 313

一、微生物发酵工程的基本概念二、微生物发酵工程菌种及其特征三、微生物发酵工程的类别及其特征四、微生物发酵工程设备五、微生物发酵工程的下游工艺第二节 微生物生物技术的应用 313

一、微生物生物技术在医药领域的应用 313

二、微生物生物技术生产生物降解材料 315

三、微生物生物技术生产磁性材料 318

四、微生物生物技术生产微生物农药 319

五、微生物生物技术在能源领域的应用 321

小结 323

思考题 324

第五部分 微生物感染与免疫 326

第十六章 感染与免疫 326

第一节 感染 326

一、感染途径 326

二、感染的分类 327

第二节 非特异性免疫 328

一、免疫器官和细胞 329

二、细胞免疫 330

三、补体的非特异性免疫 332

第三节 特异性免疫 334

一、抗原与抗原呈递 334

二、抗体和体液免疫 338

第四节 免疫病理 342

一、超敏反应 342

二、炎症反应及败血性休克 343

三、自身免疫病 344

四、移植免疫 344

五、免疫缺陷 345

六、感染性疾病的预防 345

第五节 免疫学技术与临床诊断方法 348

一、多克隆抗体和单克隆抗体 348

二、抗体的滴度、皮试与感染性疾病的诊断 348

三、血清学试验 349

四、荧光抗体检测 351

五、酶联免疫吸附测定和放射免疫测定 352

六、免疫印迹 354

小结 354

思考题 355

主要参考书目 356

附录一 国内菌种保藏部门名称及其缩写附录二 国外部分菌种保藏机构及其缩写常见微生物名称索引 361

常见微生物学名词索引 366