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第一章 绪论 1

第一节 微生物学的研究对象、任务和方法 1

一、微生物学研究的对象和任务 1

二、微生物的特性 2

（一）体积小、面积大 2

（二）吸收多、转化快 3

（三）生长旺、繁殖快 4

（四）易变异、适应强 5

（五）种类多、分布广 6

三、研究微生物学的基本方法 7

（一）显微镜技术 7

（二）无菌技术 8

（三）纯种分离技术 9

（四）纯种培养技术 10

第二节 微生物学发展简史 11

一、微生物学的史前时期 12

（一）历史悠久 12

（二）工艺独特 13

（三）经验丰富 13

（四）品种多样 13

二、微生物的发现 14

三、微生物学的奠基和发展 15

四、微生物学在现代生命科学研究中的地位 17

第三节 我国工业微生物学的研究概况 18

一、焕发青春的酿造行业 19

二、酒精和丙酮丁醇工业的发展 19

三、欣欣向荣的抗生素工业 20

四、前景宽广的酶制剂工业 20

七、其它产品的发酵技术的进展 21

五、方兴未艾的氨基酸工业 21

六、大有作为的有机酸工业 21

第二章 微生物的形态及其分类 23

第一节 微生物在生物界中的地位 23

第二节 微生物的分类命名 24

一、分类单位（阶元） 24

二、微生物分类命名通则 25

第三节 原核微生物的形态与分类 26

一、细菌 27

（一）细菌的形态和大小 27

（二）细菌细胞的构造 29

（三）细菌的繁殖方式和菌落形态 30

（四）细菌的分类概述 32

（五）发酵工业常用的几类细菌 33

（一）放线菌的形态和构造 36

二、放线菌 36

（二）放线菌的生活周期 40

（三）放线菌的分类 40

（四）工业上常用的放线菌 42

第四节 真核微生物的形态与分类 46

一、酵母菌 46

（一）酵母菌的形态与构造 47

（二）酵母菌的繁殖和生活史 48

（三）酵母菌的分类 51

（四）工业上常用的酵母菌 54

二、丝状真菌 59

（一）丝状真菌的营养体形态和构造 59

（二）丝状真菌的繁殖体和生活史 61

（四）直菌的分类 70

（三）丝状真菌的菌落形态 70

（五）发酵工业常用的丝状真菌 71

第三章 微生物的细胞结构和功能 87

第一节 原核微生物的细胞结构和功能 87

一、细菌的细胞结构 88

二、细胞壁的结构与功能 89

（一）革兰氏染色法 89

（二）肽聚糖的组成 90

（三）磷壁酸（垣酸） 94

（四）脂多糖 95

（五）无壁细菌 96

三、细胞膜和间体 97

（一）细胞膜的结构与功能 97

（二）间体的结构与功能 98

四、周质空间及其酶类 99

五、细胞质及其内含物 100

（一）核糖体 100

（二）质粒 101

（三）羧酶体 102

（四）载色体 102

（五）气泡 102

（六）颗粒性贮藏物 103

六、核区：DＮＡ 104

七、细菌的鞭毛和菌毛 105

八、细菌的荚膜和粘液层 107

九、细菌的牙孢和孢囊 109

第二节 真核微生物细胞的结构与功能 112

一、细胞壁的组成 112

二、细胞膜及简单的膜细胞器 115

三、线粒体 117

四、叶绿体 118

五、细胞核 119

第三节 真核微生物与原核微生物细胞结构和功能的比较 122

第四章 微生物的营养与生长 125

第一节 微生物的营养类型 125

一、化能异养型 126

二、化能自养型 126

三、光能异养型 127

四、光能自养型 127

第二节 微生物的营养要素 128

一、微生物细胞的化学组成与营养元素 128

（一）能源 129

二、营养要素及其生理功能 129

（二）碳源 130

（三）氮源 130

（四）无机盐 131

（五）生长因子 131

（六）水 133

第三节 微生物的培养基 134

一、培养基种类 134

（一）基础、加富、鉴别和选择培养基 134

（二）天然、合成和半合成培养基 136

（三）固体、半固体和液体培养基 136

（四）种子、发酵、生物测定培养基 137

二、培养基的设计原则和方法 138

第四节 微生物对营养物质的吸收 140

一、被动扩散 140

三、主动运输 141

二、促进扩散 141

四、基团转位 142

第五节 微生物的生长 143

一、微生物纯种分离方法 143

（一）平板划线分离 143

（二）稀释涂血分离 143

（三）单孢子或单细胞分离 144

（四）菌丝尖端切割 144

（五）利用选择性培养基分离 144

二、微生物生长的测定 145

（一）测生长量的方法 145

（二）测细胞数的方法 145

（一）延迟期 146

三、微生物群体生长的规律 146

（二）对数期 147

（三）恒定期 149

（四）衰亡期 149

四、连续培养 150

（一）恒化培养 150

（二）恒浊培养 151

五、同步生长 152

（一）筛选法 152

（二）诱导法 153

第六节 影响微生物生长的因素 155

一、物理因素 156

（一）温度 156

（二）辐射 160

（六）过滤 161

（五）超声波 161

（四）渗透压 161

（三）干燥 161

二、化学因素 162

（一）化学杀菌剂 162

（二）化学治疗剂 163

三、微生物的耐药性 166

第七节 微生物的发酵生产 166

一、微生物发酵的方法 167

（一）固体发酵 167

（二）液体发酵 167

（三）微生物细胞固定化与连续发酵 173

二、微生物产品的发酵生产实例 173

（一）乙醇发酵 173

（二）柠檬酸发酵 176

（三）青霉素发酵 178

（四）甾体生物转化 180

第五章 微生物的代谢及其调节 184

第一节 代谢作用的催化剂——酶 184

一、酶分子的一般结构 185

二、酶催化反应的特性 186

第二节 产能代谢 187

一、热力学原理 187

二、能量转移的媒介物 190

（一）腺嘌呤核苷三磷酸（ATP） 190

（二）烟酰胺辅酶 192

三、微生物产能的主要方式 194

（一）化能异养微生物产能的主要方式 194

（二）化能自养微生物的产能方式 200

（三）光能营养型微生物的产能方式 200

（一）淀粉的分解 204

第三节 营养物质的分解 204

一、糖类的分解 204

（二）纤维素分解 205

（三）果胶质分解 206

（四）几丁质分解 206

二、脂类分解 206

（一）甘油分解 207

（二）脂肪酸分解 207

三、烃类化合物的分解 208

（一）正烷烃分解 208

（二）甲烷分解 208

（三）芳香烃分解 208

（一）蛋白质分解 210

（二）氨基酸分解 210

四、蛋白质和氨基酸的分解 210

第四节 合成代谢 212

一、生物合成的必要条件 212

（一）还原力的产生 212

（二）小分子化合物的获得 214

二、多糖合成 217

三、脂类的合成 220

（一）脂肪酸合成 220

（二）脂肪和磷脂的合成 221

（三）异戊二烯及其有关化合物合成 221

四、核苷酸与核酸的合成 222

（一）核苷酸的合成 222

（二）核酸的合成 222

五、氨基酸与蛋白质的合成 226

（一）氨基酸合成 226

（二）蛋白质的合成 229

一、分解作用与合成作用的相互关系 235

第五节 代谢调节 235

二、酶合成的调节 240

（一）酶合成的诱导 240

（二）酶合成的阻? 241

三、酶活性的调节 245

四、代谢调节的多样化及其相互协调 247

第六节 代谢调节理论的实际应用 249

一、控制发酵条件 250

二、改变菌种的遗传特性 252

第六章 微生物的次生代谢作用 255

第一节 基本概念与代谢途径 255

一、基本概念 255

（一）β-内酰胺类抗生素诺卡杀菌素的生物合成途径 257

二、代谢途径简述 257

（二）植物生长刺激赤霉素（简称GA）的生物合成途径 258

（三）真菌毒素赫曲毒素（Ochatoxins）生物合成途径 260

三、初生代谢与次生代谢在微生物生命活动中的作用 263

（一）初生代谢与次生代谢的功能和产物的特点 263

（二）初生代谢和次生代谢与微生物本身生长的相关性 263

（三）酶与产物的特点 264

（四）调节机制的类同性与相关性 265

第二节 次生代谢作用的调节机制 265

一、诱导物的作用 265

（一）链霉素（Sreptomycin）生物合成中的诱导物——A因子 265

（二）力复霉素生物合成中的诱导因子——B因子 268

（三）头孢菌素C（Cephajosprin C）生物合成中的激活因子 270

二、碳降解物的调节作用 272

三、氮代谢物的调节作用 275

四、磷酸盐在次生代谢产物合成中的调节作用 277

第三节 影响次生代谢的其它因子 281

一、温度 281

二、通气供氧情况 282

三、微量金属元素 284

四、初生代谢对次生代谢的影响 285

第四节 遗传学手段对次生代谢产物的影响 288

一、突变 289

（一）诱发突变 289

（二）突变生物合成和杂合生物合成 290

二、重组 293

第七章 微生物的遗传变异和育种 297

（一）转化实验 298

第一节 微生物的遗传 298

一、核酸是微生物遗传的物质基础 298

（二）噬菌体的感染实验 300

（三）病毒的拆开和重建实验 301

二、遗传物质在细胞中存在的形式 302

（一）染色体 303

（二）核酸的类型 303

（三）基因和密码子 303

（四）核苷酸和碱基 304

第二节 核酸的结构、复制和表达 304

一、DNA的双螺旋结构模型 305

二、DNA的复制 306

三、基因表达 307

一、突变的种类 308

第三节 基因突变 308

（一）形态突变型 309

（二）生化突变型 309

（三）致死突变型 309

（四）条件致死突变型 309

（五）其它突变型 309

二、基因突变的特点 309

（一）自发和不对应性 310

（二）独立和稀有性 313

（三）诱发和可逆性 313

（四）稳定和遗传性 313

三、基因突变的机制 314

（一）碱基对的置换 315

（二）移码突变 316

（三）染色体畸变 318

四、遗传互补作用 319

（一）基因外补作用 320

（二）基因内补作用 321

第四节 基因重组 321

一、基因重组的一般特性 321

二、原核微生物的重组途径 322

（一）转化 322

（二）转导 324

（三）接合 328

（四）原生质体融合 332

（五）细菌基因转移方式比较 333

三、真核微生物的重组途径 334

（一）有性杂交 334

（二）准性杂交 336

一、质粒 337

第五节 细胞质遗传 337

（一）R因子 338

（二）F因子 339

（三）Col因子 339

二、线粒体 340

三、叶绿体 340

四、卡巴颗粒 341

第六节 微生物菌种的选育 341

一、新种分离、筛选的原则与步骤 341

（一）采样 343

（二）增殖与分离 344

（三）性能鉴定 345

二、诱变育种 345

（一）产量变异的筛选 345

（二）营养缺陷型的筛选 346

三、基因重组育种 350

（一）基因重组的步骤与方法 350

四、基因工程在育种中的应用 352

第七节 菌种的衰退、复壮和保藏 355

一、菌种的衰退与防止 355

二、菌种的复壮 356

三、菌种的保藏 357

（一）菌种保藏的原理 357

（二）菌种保藏的方法 358

（四）病毒结构的对称性 359

第八章 病毒 361

第一节 病毒的一般特性 361

一、病毒的形态 361

（一）病毒的主要特征 361

（二）病毒粒子的形态和大小 362

（三）病毒的包含体 362

（一）病毒的核酸 364

二、病毒的化学组成 364

（二）病毒的蛋白质 367

（三）病毒的脂类 368

（四）病毒的多糖 368

三、病毒粒子的结构 368

（一）病毒的核心 369

（二）病毒的外壳 369

（三）病毒的包膜 369

四、病毒的复制 372

（一）吸附 373

（二）穿入或吞饮 373

（四）生物合成 374

（三）脱衣壳 374

（五）装配 380

（六）释放 381

第二节 噬菌体 381

一、噬菌体的形态结构和种类 382

（一）噬菌体的基本形态和结构 382

（二）噬菌体的种类 382

二、噬菌体与寄生的关系 384

（一）烈性噬菌体的增殖 385

（二）一步生长曲线 389

（三）温和噬菌体和细菌溶原性 391

三、发酵工业与噬菌体 394

（一）发酵生产中感染噬菌体后的现象 394

（二）噬菌体的来源和防治 395

（一）噬菌体的群体形态——噬菌斑 396

四、噬菌体的分离和检查方法 396

（二）噬菌体的分离和检查 397

（三）效价测定法 398

第二节 病毒的种类和亚病毒 399

一、脊椎动物病毒 399

二、昆虫病毒 401

（一）核型多角体病毒 401

（二）质型多角体病毒 401

（三）颗粒体病毒 401

（四）无包含体病毒 401

三、植物病毒 402

四、微生物病毒 402

（二）类病毒 403

（一）亚病毒的特点 403

五、亚病毒 403

（三）拟类病毒 405

（四）朊病毒或蛋白侵染子 406

六、病毒的起源与进化 406

第九章 传染与免疫 409

第一节 病原微生物是怎样造成传染的 409

一、毒力 410

（一）侵袭力 410

（二）毒素 411

三、侵入寄主的菌量 413

第二节 抗原 414

一、构成抗原的条件 414

（一）异物性 414

（二）特异性 414

（三）大分子性 415

（一）完全抗原和半抗原 416

二、抗原的种类 416

（二）天然抗原、人工抗原、合成抗原 417

三、抗原物质范围 417

（一）病原微生物 417

（二）细菌外毒素和类毒素 417

（三）动物免疫血清 417

（四）同种异休抗原 417

（五）佐剂 418

（六）自身抗原 418

第三节 机体是怎样对抗传染的 418

一、机体对传染的非特异性免疫 419

（一）自然屏障作用 419

（三）正常体液中非特异性防护作用 420

（二）细胞防护（吞噬）作用 420

二、机体对传染的特异性免疫 423

（一）特异性免疫反应的组织学基础 423

（二）特异性免疫反应的形成 426

第四节 抗体 429

一、抗体的分子结构 429

二、抗体的种类及其功能 431

三、抗体形成的规律 432

（一）初次与再次反应 432

（二）回忆反应 432

（三）几类抗体出现的规律 433

第五节 免疫学知识的应用 433

一、体液免疫检查法 434

（一）凝集反应 434

（三）补体结合反应 435

（二）沉淀反应 435

（四）免疫荧光法 438

二、人工免疫和生物制品 439

（一）人工自动免疫 439

（二）人工被动免疫 440

第六节 单克隆抗体的研制及其应用 443

一、单克隆抗体及其特性 444

二、单克隆抗体制备技术或杂交瘤技术 446

三、单克隆抗体的应用 449

第十章 微生物的生态 451

第一节 微生物在自然界中的分布 451

一、土壤中的微生物 451

二、水中的微生物 453

三、大气中的微生物 455

四、工农业产品中的微生物 456

（一）粮食和食品中的微生物 456

（二）工业材料及其制品中的微生物 457

五、异常极端环境中的微生物 457

第二节 微生物在自然界物质循环中的作用 459

一、碳素循环 460

二、氮素循环 461

（一）氨化作用 461

（二）硝化作用 462

（三）反硝化作用 463

（四）固氮作用 463

三、硫素循环 464

（一）有机硫化物的分解 464

（二）硫化作用 465

（四）硫循环中的微生物与生产实践 466

（三）反硫化作用 466

四、磷素循环 468

第三节 微生物与污水处理 469

一、污水处理的常用指标 470

（一）BOD(Biochemical oxvgen demand生化需氧量) 470

（二）COD(Chemical oxygen demend化学需氧量) 470

（三）活性污泥性能指标 470

二、好气处理法 471

（一）原理 471

（二）好气处理方法 471

三、厌气处理法 476

（一）厌气处理的原理 476

（二）污水厌气处理的流程 477

（三）厌气处理的调节控制 478

（一）微生物之间的互惠共生现象 479

（二）微生物与高等植物间的互惠共生现象 479

一、互惠共生 479

第四节 微生物与生物环境间的相互关系 479

（三）微生物与人体及动物的互惠共生现象 480

二、共生 481

（一）微生物间的共生 481

（二）微生物与高等植物共生 482

（三）微生物与动物的共生 483

三、共栖 484

四、拮抗 484

五、寄生 485

六、捕食 486

七、生物间的生态关系与生产实践 486

（一）利用混合菌体培养法生产发酵产品 486

（二）利用寄生菌防治害虫 487

主要参考文献 488