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1 绪论 1

1.1 微生物的类群和特点 1

1.1.1 微生物 1

1.1.2 微生物类群 1

1.1.3 微生物的特点 2

1.2 微生物学及其研究内容 5

1.2.1 微生物学 5

1.2.2 微生物学研究内容 5

1.2.3 微生物与人类关系 6

1.3 微生物学的发展 6

1.3.1 微生物形态学时期（初创时期） 6

1.3.2 微生物生理学时期（奠基时期） 7

1.3.3 微生物生物化学时期 7

1.3.4 分子微生物学时期 8

1.4 21世纪微生物学展望 9

1.4.1 微生物基因组学研究将全面展开 10

1.4.2 微生物的特性将更加受到重视 10

1.4.3 与其他学科广泛交叉共同发展 10

1.4.4 微生物产业与基因工程紧密结合 10

1.5 小结 11

2 微生物细胞的形态、结构与功能 13

2.1 原核生物细胞的形态与大小 13

2.1.1 原核生物的形态与排列方式 13

2.1.2 原核生物的大小 16

2.2 原核生物的细胞结构 17

2.2.1 细胞壁 18

2.2.2 细胞质膜 23

2.2.3 内膜系统 25

2.2.4 细胞质和核质 25

2.2.5 细胞壁外的构造 29

2.2.6 芽孢、孢囊和伴孢晶体 33

2.3 真核生物的细胞构造 35

2.3.1 真核生物的细胞壁和糖被 36

2.3.2 真核生物的细胞质膜 36

2.3.3 真核生物细胞核与细胞分裂 37

2.3.4 真核生物的细胞质 38

2.3.5 真核生物的细胞器 39

2.3.6 真核细胞的鞭毛与纤毛 42

2.4 小结 43

3 原核细胞型微生物 45

3.1 真细菌 45

3.1.1 真细菌的繁殖 45

3.1.2 真细菌的群体（菌落）形态 46

3.2 古细菌 47

3.2.1 古细菌与真细菌在进化上的关系 48

3.2.2 古细菌研究近况 48

3.3 其他原核微生物 49

3.3.1 蓝细菌（Cyanobacteria） 49

3.3.2 支原体 51

3.3.3 立克次氏体 52

3.3.4 衣原体 53

3.4 原核微生物的代表类群 54

3.4.1 常见细菌的代表种类 54

3.4.2 放线菌的代表种类 66

3.4.3 蓝细菌的代表种类 68

3.4.4 古细菌的代表种类 69

3.5 小结 71

4 真核细胞型微生物 73

4.1 真菌的概述 73

4.1.1 真菌的形态 73

4.1.2 真菌的营养体 74

4.1.3 真菌的营养和代谢 76

4.1.4 真菌的繁殖 76

4.1.5 真菌的菌落特征 82

4.2 真菌分类系统及主要类群 82

4.2.1 真菌分类的历史 82

4.2.2 真菌分类的目的和依据 83

4.2.3 真菌在生物一级分类系统中的地位 84

4.2.4 真菌分类系统的演变 84

4.2.5 真菌界的主要类群（2门、21纲、3亚纲、71目） 85

4.3 黏菌 96

4.3.1 黏菌的生活史 97

4.3.2 黏菌的形态 97

4.3.3 黏菌的繁殖 97

4.3.4 黏菌的分类 97

4.4 原生动物和藻类 99

4.4.1 原生动物 99

4.4.2 藻类 104

4.5 小结 108

5 非细胞型微生物——病毒 110

5.1 病毒的发现与研究历史 110

5.2 病毒的基本性状 112

5.2.1 病毒的大小与形态 112

5.2.2 病毒的结构和化学组成及其功能 113

5.3 病毒的类型 124

5.3.1 噬菌体 124

5.3.2 动物病毒和昆虫病毒 130

5.3.3 植物病毒 141

5.3.4 真菌、藻类病毒 142

5.3.5 亚病毒 142

5.4 小结 145

6 微生物的营养 146

6.1 微生物的营养要素 146

6.1.1 微生物细胞的化学组成 146

6.1.2 微生物的营养物质及生理功能 148

6.1.3 微生物的营养类型 152

6.2 营养物质的吸收 155

6.2.1 被动扩散 155

6.2.2 促进扩散 156

6.2.3 主动运输 157

6.2.4 基团转位 159

6.2.5 膜泡运输 160

6.3 培养基 160

6.3.1 培养基类型 160

6.3.2 培养基配制原则 163

6.4 小结 166

7 微生物的代谢与调节 167

7.1 微生物能量代谢 167

7.1.1 异养微生物的生物氧化 167

7.1.2 自养微生物的生物氧化 177

7.1.3 能量转换及利用 181

7.2 微生物细胞物质的合成 181

7.2.1 无机养分的同化 181

7.2.2 大分子前体物质的合成 186

7.2.3 细胞结构大分子物质的合成 191

7.3 微生物的次生代谢产物 195

7.4 微生物代谢的调节 200

7.4.1 微生物代谢的自动调节 200

7.4.2 微生物代谢调节的人工控制 208

7.5 小结 213

8 微生物的生长及其控制 215

8.1 微生物的生长 215

8.1.1 微生物个体细胞的生长 215

8.1.2 微生物的群体生长 218

8.2 微生物生长的测定 224

8.2.1 单细胞微生物数的测定 224

8.2.2 真菌生长的测定 226

8.2.3 病毒生长的测定 226

8.3 环境对微生物生长的影响 226

8.3.1 水与水的活度 227

8.3.2 温度 227

8.3.3 氢离子浓度（pH） 231

8.3.4 氧化还原电位 233

8.3.5 渗透压 233

8.3.6 光和辐射 234

8.3.7 化学物质 235

8.3.8 声波、超声波与微波 237

8.4 小结 238

9 微生物的遗传变异与菌种选育 240

9.1 微生物遗传变异的物质基础 240

9.1.1 DNA的结构和复制 240

9.1.2 RNA结构与遗传密码 246

9.1.3 微生物基因组 248

9.2 微生物的基因突变 254

9.2.1 基因突变的类型 255

9.2.2 基因突变的机制 256

9.2.3 DNA损伤的修复 258

9.3 微生物菌种的获得 259

9.3.1 微生物菌种的来源 260

9.3.2 从自然界中分离筛选菌种的方法 262

9.4 微生物的诱变育种 266

9.4.1 诱变剂及诱变机制 266

9.4.2 诱变育种的步骤和方法 267

9.4.3 优良突变株的筛选 269

9.5 基因重组育种 274

9.5.1 体内基因重组育种 274

9.5.2 体外基因重组育种（DNA体外重组） 281

9.5.3 DNA shuffling技术 283

9.6 菌种的退化、复壮和保藏 284

9.6.1 菌种的退化 284

9.6.2 菌种的复壮 285

9.6.3 菌种的保藏 285

9.7 小结 287

10 微生物的生态 289

10.1 生态系统概述 289

10.1.1 生物圈和生态系统 289

10.1.2 生态系统中的能量流和物质流 289

10.2 微生物生态系统及其特性 290

10.2.1 微生物生态系统特点 290

10.2.2 微生物群落中微生物之间的相互关系 291

10.3 微生物在自然界的分布 292

10.3.1 土壤中的微生物 292

10.3.2 大气微生物 295

10.3.3 水圈中的微生物 295

10.3.4 极端环境微生物 296

10.3.5 食品中的微生物 297

10.3.6 生物体中的微生物 298

10.3.7 生物膜中的微生物 300

10.3.8 活性污泥中的微生物 300

10.4 微生物与物质循环 301

10.4.1 碳素循环 301

10.4.2 氮素循环 310

10.4.3 微生物在硫、磷循环中的作用 316

10.4.4 其他元素的生物循环 321

10.5 微生物生态学研究方法 323

10.5.1 经典微生物生态学研究方法 323

10.5.2 自然环境中微生物原位研究 325

10.5.3 微生物分子生态学研究方法 325

10.6 小结 327

11 免疫学基础和免疫学技术 329

11.1 感染与微生物的致病性 329

11.1.1 感染的一般概念 329

11.1.2 病原微生物的致病性 330

11.1.3 机体的抵抗力（免疫力） 331

11.2 免疫系统及其功能 331

11.2.1 免疫的类型 331

11.2.2 免疫系统 333

11.2.3 免疫应答 335

11.3 抗原和抗体 337

11.3.1 抗原 337

11.3.2 抗体 339

11.4 免疫学技术 344

11.4.1 抗原抗体反应 344

11.4.2 常用的免疫学技术 346

11.5 抗体制备技术 352

11.5.1 多克隆抗体制备技术 352

11.5.2 单克隆抗体技术 354

11.5.3 基因工程抗体 356

11.6 小结 358

12 微生物的分类 360

12.1 微生物分类学基础 360

12.1.1 分类阶元 360

12.1.2 种的概念 361

12.1.3 微生物的命名 361

12.2 微生物的分类鉴定方法 362

12.2.1 传统方法 362

12.2.2 分子分类法 366

12.2.3 系统发育、分子钟以及核酸序列分析 368

12.2.4 多相分类 371

12.2.5 自动分析鉴定技术 371

12.3 微生物分类系统 372

12.3.1 生物的界级分类学说的变迁 372

12.3.2 微生物的分类系统 374

12.4 小结 379

13 微生物的应用 381

13.1 微生物发酵的主要产品 382

13.1.1 微生物农药、肥料和饲料 382

13.1.2 抗生素、其他微生物药物和生物制品 385

13.1.3 微生物发酵的食品和饮料 388

13.1.4 氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸、激素 390

13.1.5 酶制剂 391

13.1.6 生物塑料 392

13.2 微生物在能源、冶金、环保及航天等领域中的应用 393

13.2.1 微生物能源 393

13.2.2 微生物冶金 396

13.2.3 微生物与环境保护 397

13.2.4 微生物与航天 400

13.3 小结 401

参考文献 403