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目录 1

绪论 1

1　环境中的微生物类群 3

1.1　环境微生物概述 3

1.1.1　微生物的特点 3

1.1.2　微生物在生物分类系统中的位置 4

1.1.3　微生物的分类和学名 4

1.2　原核微生物 6

1.2.1 细菌 6

1.2.2　放线菌 13

1.2.3　鞘细菌 15

1.2.4　蓝细菌 17

1.2.5　立克次氏体，枝原体，衣原体 18

1.3　真核微生物 19

1.3.1　真菌 20

1.3.2　原生动物 22

1.3.3　藻类 26

1.4　非细胞型微生物 29

1.4.1 病毒 29

1.4.2　类病毒（Viroid） 31

1.4.3　拟病毒（Virusoids） 31

1.4.4　朊病毒（Virino） 31

1.5　微生物的生长 32

1.5.1　微生物的生长与繁殖 32

1.5.2　生长量的测定方法 32

1.5.3　微生物的生长曲线 33

1.6　菌种的退化及防治 35

1.6.1 菌种退化 35

1.6.2　菌种退化的原因 35

1.6.3　菌种退化的防治 36

本章小结 36

思考与实践 38

2　微生物在环境中的分布 41

2.1　微生物在环境中的分布 41

2.1.1　微生物在土壤中的分布 41

2.1.2　微生物在大气层中的分布 43

2.1.3　微生物在江、河、湖、海中的分布 43

2.1.4　微生物在其他物体上的分布 44

2.2　微生物与其他生物及微生物与微生物之间的关系 45

2.2.1 寄生关系 46

2.2.2　互生关系 46

2.2.3　共生关系 47

2.2.4　拮抗关系 47

2.3　影响微生物生长的环境因素 48

2.3.1 温度对微生物生长的影响 48

2.3.2　水分对微生物生长的影响 49

2.3.3　辐射对微生物生长的影响 50

2.3.4　氢离子浓度对微生物生长的影响 51

2.3.5　氧气对微生物生长的影响 51

2.4　消毒和灭菌 52

2.4.1　物理灭菌法 52

2.4.2　化学灭菌法 55

本章小结 56

思考与实践 57

3　微生物的代谢和营养 59

3.1　微生物的代谢 59

3.1.1　代谢的基本概念 59

3.1.2　酶 60

3.1.3　微生物生长的能量来源 61

3.2　微生物的营养类型 62

3.2.1 光能自养型 62

3.2.2　光能异养型 63

3.2.3　化能自养型 63

3.2.4　化能异养型 63

3.3.2　碳源 64

3.3　微生物的营养要求 64

3.3.1 水 64

3.3.3 氮源 65

3.3.4　无机盐 65

3.3.5 生长因子 65

3.3.6　能源 66

3.4　微生物的培养基 66

3.4.1　微生物的培养基 66

3.4.2　培养基的配制原则 67

3.5　营养物质的跨膜运输 67

本章小结 68

3.5.4　基团转移 68

3.5.3　主动运输 68

3.5.2　促成（进）扩散 68

3.5.1　单纯扩散 68

思考与实践 69

4　微生物遗传学基础 71

4.1 DNA的结构和基因 71

4.1.1　基因的物质基础 71

4.1.2　DNA的结构 71

4.2　遗传物质在细胞中的存在方式 73

4.3　DNA的复制和蛋白质的合成 74

4.3.1 DNA的复制 74

4.3.2　蛋白质的合成 76

4.4.1　突变的现象 77

4.4　基因型、表型和突变 77

4.4.2　突变的诱发因素 78

4.4.3　突变的特点 78

本章小结 79

思考与实践 80

5　微生物在自然界物质循环中的作用 82

5.1　微生物分解有机物的途径 82

5.1.1　微生物分解多糖类的途径 82

5.1.2　葡萄糖降解 84

5.1.3　微生物分解脂类和蛋白质的途径 87

5.2　微生物在碳素循环中的作用 88

5.2.1 自然界中的碳素循环 88

5.3　微生物在氮素循环中的作用 89

5.2.2　微生物在碳素循环中的作用 89

5.3.2　微生物在氮素循环中的作用 90

5.3.1 自然界中的氮素循环 90

5.4　微生物在硫素循环中的作用 91

5.4.1 自然界中的硫素循环 91

5.4.2　微生物在硫素循环中的作用 92

5.5　微生物在磷素循环中的作用 93

5.5.1 自然界中的磷素循环 93

5.5.2　微生物在磷素循环中的作用 93

5.6　微生物转化矿物质的途径 94

5.6.1　微生物浸铜 94

5.6.3　微生物采金 95

5.6.4　微生物对其他金属的浸出 95

5.6.2　微生物浸铀 95

本章小结 97

思考与实践 97

6　微生物对污染物的降解和转化 100

6.1 微生物分解有机污染物的巨大潜力 100

6.1.1 微生物能够完成各种各样的化学反应 100

6.1.2　对于难降解的污染物，微生物具有联合降解的群体优势 103

6.1.3　微生物具有不断更新的降解能力 104

6.2　污染物的化学结构对微生物降解的影响 104

6.2.1 烃类化合物结构的影响 104

6.2.2　烃的衍生物结构的影响 104

6.2.3　不同C原子的影响 104

6.3　微生物对大分子污染物的降解和转化的一般途径 105

6.2.4　官能团的性质及数量的影响 105

6.2.5　分子量大小对微生物降解的影响 105

6.4　微生物对木质素的降解和转化 106

6.5　微生物对石油的降解和转化 106

6.5.1 微生物对烷烃类的降解和转化 106

6.5.2　微生物对烯烃类的降解和转化 108

6.5.3　微生物对芳烃类的降解和转化 108

6.5.4　微生物对脂环烃类的降解和转化 110

6.5.5　微生物对海洋石油的降解和转化 111

6.6　微生物对农药的降解与转化 113

6.6.1　微生物降解和转化农药的一般途径 113

6.6.2　微生物对有机氯农药的降解和转化 113

6.7.1 微生物对合成洗涤剂的降解和转化 115

6.7　微生物对其他合成有机物的降解与转化 115

6.7.2　多氯联苯的降解 117

6.7.3　聚乙二醇的降解 118

6.7.4　增塑剂的降解 118

6.7.5　聚乙烯醇的降解 119

6.8　抗汞细菌在消除汞污染中的应用 119

本章小结 121

思考与实践 121

7　微生物对环境的污染与危害 124

7.1　水体富营养化 124

7.1.1 水体富营养化的形成 124

7.2　导致水体富营养化的生物种类 126

7.1.2　水体富营养化的危害 126

7.3　水体富营养化的监测和控制方法 127

7.3.1　水体富营养化的监测 127

7.3.2　水体富营养化的控制方法 128

7.4　其他微生物及其代谢物的危害 130

本章小结 130

思考与实践 130

8　污水处理生物学方法 132

8.1　污水概述 132

8.1.1 污水的性质和分类 132

8.1.2　污水中的主要污染物及其危害 133

8.1.3　污水水质指标 134

8.2　废水生物处理法 135

8.2.1 污水处理中的微生物 136

8.2.2　活性污泥法 137

8.2.3　生物膜法 141

8.2.4　氧化塘 143

本章小结 144

思考与实践 145

9　废渣的生物处理方法 148

9.1 高温堆肥技术和厌氧发酵方法 148

9.1.1 高温堆肥技术（好氧堆肥法） 148

9.1.2　厌氧发酵方法 149

9.2.1　厌氧产沼方法 150

9.2.2　废纤维糖化技术 150

9.2　城市生活垃圾的生物处理方法 150

9.3　污水厂污泥生物处理技术发展趋势 151

本章小结 151

思考与实践 152

10　微生物学实验 153

10.1　微生物学实验的一般知识 153

10.1.1 实验须知 153

10.1.2　光学显微镜 154

10.2　实验部分 157

实验一　显微镜油镜的使用及细菌形态的观察 157

实验二　细菌的单染色法 157

实验三　革兰氏染色法 159

实验四　芽孢染色法 160

实验六　培养基的配制和灭菌 161

实验五　荚膜染色法 161

实验七 环境中主要微生物菌落形态的识别 165

实验八　从土壤中分离和纯化微生物 166

实验九　微生物的平板菌落计数法 169

实验十　放线菌形态的观察 170

实验十一　酵母菌的形态观察 171

实验十二　霉菌的形态观察 172

实验十三 水中细菌总数和总大肠菌群的检测 173

实验十四 细菌的生理生化反应 176

附录Ⅰ 染色液的配制 181

附录Ⅱ 培养基的配制 183

附录Ⅲ　试剂和溶液的配制 186

主要参考文献 187