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绪论 1

第一节 微生物学的研究对象与任务 2

一、微生物学的研究对象 2

二、微生物的特点 2

三、微生物学的任务与分科 3

第二节 微生物学的发展 3

一、我国古代对微生物的利用 3

二、微生物的发现和微生物学的奠基人 4

三、现代微生物学的发展 5

第三节 微生物与人类的关系 6

一、利用有益微生物为人类造福 6

二、微生物对人类的危害 7

第四节 未来微生物学的发展展望 7

一、基因工程菌的构建 7

二、全面展开微生物学基因组和后基因组的研究 8

三、广泛和深入地开展微生物多样性的研究 8

四、利用微生物治理环境将更加受到重视 8

五、重视和加强微生物致病性和寄生免疫机制的研究 8

小结 9

思考题 9

参考文献 9

第一章 原核微生物 11

第一节 原核微生物细胞的结构与功能 12

一、细胞壁 12

二、细胞壁内的结构 17

三、细胞壁外的结构 22

第二节 原核生物的分类 26

一、原核生物的分类单元 26

二、原核生物的命名 27

三、原核生物的分类依据和方法 27

四、原核生物的分类系统 31

第三节 古细菌 36

一、古细菌的细胞壁 36

二、古细菌的膜脂 37

三、古细菌的遗传学特征 38

四、古细菌主要类群 38

第四节 变形细菌 43

一、α-变形杆菌纲 44

二、β-变形杆菌纲 48

三、γ-变形杆菌纲 50

四、δ-变形杆菌纲 55

五、ε-变形杆菌纲 56

第五节 低G+C含量的革兰氏阳性细菌 57

一、支原体 58

二、梭菌纲 59

三、芽孢杆菌纲 60

第六节 高G+C含量的革兰氏阳性细菌 65

一、放线菌目（Actinomycetales） 66

二、双歧杆菌目（Bifidobacteriales） 72

第七节 蓝细菌 73

一、原绿蓝细菌属（Prochloron） 75

二、螺旋蓝细菌属（Spirulina） 75

三、颤蓝细菌属（Oscillatoria） 75

四、鱼腥蓝细菌属（Anabaena） 75

五、念珠蓝细菌属（Nostoc） 76

第八节 其他细菌 76

一、栖热袍菌属（Thermotoga） 76

二、栖热菌属（Thermus） 76

三、奇异球菌属（Deinococcus） 77

四、螺旋体（Spirochaete） 77

五、衣原体属（Chamydia） 79

六、噬纤维菌属（Cytophaga） 79

七、拟杆菌属（Bacteroides） 79

八、浮霉状菌属（Planctomyces） 80

小结 80

思考题 82

参考文献 83

第二章 真核微生物 85

第一节 酵母菌 86

一、酵母菌概述 86

二、酵母菌的形态与结构 86

三、酵母菌的繁殖方式与生活史 88

四、酵母菌的分类 89

五、常见的酵母菌 89

第二节 丝状真菌 90

一、丝状真菌概述 90

二、丝状真菌的营养体 91

三、无性繁殖 94

四、有性繁殖与准性生殖 96

五、丝状真菌的营养方式 98

六、真菌分类系统及常见丝状真菌 100

第三节 藻类 115

一、藻类的形态结构 115

二、藻类的繁殖方式 116

第四节 原生动物 120

一、原生动物的基本特征 120

二、原生动物的代表类群 120

小结 123

思考题 124

参考文献 124

第三章 病毒 125

第一节 病毒的基本属性 126

一、病毒的形状和大小 126

二、病毒的结构和化学组成 127

三、病毒的增殖 130

第二节 病毒的分类 133

第三节 原核生物病毒——噬菌体 143

一、噬菌体的形态 143

二、噬菌体的生活周期 144

第四节 真核生物病毒 148

一、脊椎动物病毒 148

二、昆虫病毒 154

三、植物病毒 157

第五节 亚病毒 160

一、类病毒 160

二、朊病毒 161

三、卫星病毒和卫星核酸 162

小结 163

思考题 164

参考文献 164

第四章 微生物的营养 165

第一节 微生物的营养物质 166

一、碳源 166

二、氮源 167

三、矿质营养元素 167

四、生长因子 168

五、水 169

第二节 微生物的营养类型 169

一、光能无机营养型 169

二、光能有机营养型 170

三、化能无机营养型 170

四、化能有机营养型 171

第三节 微生物对营养物质的吸收 171

一、简单扩散 172

二、促进扩散 172

三、主动运输 173

四、基团转移 173

第四节 培养基 175

一、培养基的配制原则 175

二、培养基的种类 177

小结 178

思考题 179

参考文献 179

第五章 微生物的代谢 181

第一节 微生物的能量代谢 182

一、化能异养微生物的能量代谢 182

二、化能自养微生物的能量代谢 187

三、光能微生物的能量代谢 190

四、能量消耗 193

第二节 化能异养微生物的生物氧化 194

一、发酵 195

二、呼吸 201

第三节 微生物的分解代谢 204

一、多糖与其他含碳聚合物 204

二、蛋白质与几丁质 206

三、核酸、磷脂与植素 206

第四节 微生物的合成代谢 207

一、合成代谢的类型与原料 208

二、肽聚糖合成 210

三、微生物的固氮作用 213

四、次级代谢 215

第五节 微生物的代谢调节与应用 220

一、酶活性的调节 220

二、细胞膜透性调节 223

三、代谢调控的应用 224

小结 225

思考题 226

参考文献 226

第六章 微生物的生长 227

第一节 微生物的个体生长 228

一、细菌细胞生长 228

二、酵母细胞的生长 229

三、丝状真菌的生长 229

第二节 细菌的群体生长繁殖 229

一、细菌的群体生长 230

二、细菌的生长曲线 231

三、生长曲线的重要性 232

第三节 微生物生长量的测定 232

一、计数法 232

二、测生长量法 234

第四节 微生物的培养 235

一、微生物的同步培养 235

二、微生物的连续培养 236

三、微生物的高密度培养 237

第五节 微生物生长的影响因素 237

一、营养条件 238

二、温度 238

三、pH 240

四、O2 241

五、渗透压 242

六、光和辐射 242

七、化学药物 243

八、化学治疗剂对微生物的作用 244

小结 245

思考题 245

参考文献 245

第七章 微生物生态 247

第一节 生态系统 248

一、生态系统的组成 248

二、能量流和食物链 248

三、物质流中的生物功能群 249

四、生态平衡 250

五、微生物群落 250

六、生物膜 251

第二节 微生物生态学的研究方法 252

一、基于核酸探针杂交技术的研究方法 252

二、基于电泳检测技术的研究方法 253

三、基于PCR技术的研究方法 254

四、基于生物标志物检测的研究方法 255

五、基于宏基因组学的研究技术 256

第三节 生态环境中的微生物 257

一、陆生环境中的微生物 257

二、水体环境中的微生物 259

三、空气中的微生物 260

四、极端环境下的微生物 260

五、工农业产品及食品中的微生物 262

六、不可培养的微生物 263

第四节 微生物之间及微生物与其他生物之间的关系 263

一、微生物之间的相互关系 264

二、微生物与高等植物之间的相互关系 265

三、微生物与人和动物之间的相互关系 267

第五节 微生物与自然界物质循环 268

一、碳素循环 268

二、氮素循环 269

三、硫循环 271

四、磷素循环 272

五、铁循环 273

六、其他元素的微生物循环 273

第六节 微生物和环境保护 274

一、微生物对污染物的降解与转化 274

二、微生物对重金属的转化 277

三、污染物的微生物处理 278

四、微生物与环境监测 280

五、转基因生物安全性 281

小结 282

思考题 283

参考文献 283

第八章 微生物的遗传和变异 285

第一节 遗传变异的物质基础 286

一、遗传物质的含义 286

二、证实核酸是遗传物质的经典实验 286

三、微生物基因组 289

四、细菌质粒 293

五、转座因子 299

第二节 细菌的基因重组 302

一、转化 302

二、转导 304

三、接合 307

第三节 真核微生物基因重组 309

一、有性繁殖和基因重组 310

二、准性生殖和基因重组 312

第四节 微生物基因突变 314

一、基因突变的规律 314

二、基因突变的分子基础 315

三、基因突变与DNA损伤修复 318

四、微生物突变型的种类 321

五、微生物突变型的筛选 321

小结 324

思考题 324

参考文献 325

第九章 侵染与免疫 327

第一节 侵染 328

一、病原菌的侵入途径 328

二、病原菌的传染力 328

三、环境因素对病原菌侵染的影响 331

四、病原菌侵染的可能结果 331

第二节 非特异性免疫 332

一、生理屏障 332

二、吞噬作用 333

三、炎症反应 334

四、体液因素 334

第三节 特异性免疫 337

一、抗原 338

二、免疫系统 340

三、免疫应答 346

四、细胞免疫 348

五、体液免疫 349

第四节 免疫学方法 354

一、抗原抗体体外反应的特性 354

二、抗原制备 355

三、抗体的制备 355

四、免疫学技术 359

小结 365

思考题 366

参考文献 367

第十章 微生物的应用 369

第一节 微生物在农业和畜牧业领域的应用 370

一、微生物农药 370

二、微生物肥料 377

三、微生物饲料和饲料添加剂 380

第二节 微生物在食品工程中的应用 381

一、微生物在发酵食品中的应用 381

二、微生物在制作酒类及含酒精饮料中的应用 383

三、微生物在氨基酸工业发酵中的应用 384

第三节 微生物在环境保护领域中的应用 386

一、有机污染土壤的生物修复 386

二、石油污染水域的微生物修复 386

三、农药残留的微生物降解 387

四、含酚工业废水中典型污染物的微生物降解 388

五、微生物传感器在环境监测方面的应用 388

第四节 微生物在生物质能源中的应用 389

一、生物质资源生产乙醇 389

二、有机废弃物沼气发酵 390

第五节 微生物在轻化学工业中的应用 390

一、微生物在酶制剂生产中的应用 391

二、有机酸的工业发酵 393

三、微生物生产可降解塑料 394

第六节 微生物在医药领域中的应用 394

一、基因工程菌药物 395

二、核酸疫苗 396

第七节 海洋微生物和极端环境微生物的应用 397

一、海洋微生物的应用 397

二、从海洋微生物中开发新型酶制剂 399

三、极端环境微生物的应用 400

第八节 微生物在生物工程中的应用 401

一、微生物在生物工程中的作用 402

二、微生物在生物工程中的应用 404

三、微生物基因工程的应用前景、风险与对策 410

第九节 微生物应用前景展望 410

小结 411

思考题 412

参考文献 412

索引 413