序 1
前言 1
致谢 1
缅怀 1
绪论 1
一、生物矿化研究的回顾 1
二、生物矿化与生物矿物 4
三、生物矿化的地史演化 7
四、微生物矿化与资源和环境 9
第一章 微生物学概论 16
第一节 微生物学的研究范畴与发展 16
一、微生物学的地位与发展 16
二、微生物学的主要研究内容 19
第二节 微生物的主要类群及其在自然界中的分布 19
一、原核微生物 21
二、真核微生物 29
三、微生物在自然界中的分布 33
第三节 微生物的营养与生长 37
一、微生物对营养的一般要求 38
二、微生物的营养类型 42
三、细胞对营养物质的吸收 43
四、微生物的生长 47
五、环境因子对微生物生长的影响 50
第四节 微生物代谢 56
一、微生物的产能代谢 56
二、微生物细胞物质合成与能量利用 69
三、微生物代谢的调节 73
第五节 微生物矿化作用 78
一、微生物在元素生物地球化学循环中的作用 79
二、微生物的生物矿化作用 84
第二章 微生物矿化机制 88
第一节 晶体成核与生长的物理化学规则 88
一、结晶成核作用的热力学驱动力 89
二、界面自由能与临界半径 89
三、过饱和度与成核速率 91
四、成核途径与Ostwald-Lussac相变说 91
五、成核形状 92
六、生物矿物与非生物矿物 93
第二节 生物大分子在微生物矿化中的作用 95
一、微生物大分子的主要元素组成与特殊的功能团组合 95
二、生物大分子与水的作用 101
三、生物大分子对矿化产物的控制 104
四、生物矿化的保真性及其产物的归宿 110
第三节 微生物矿化方式与微生物在铁循环中的作用 112
一、微生物矿化的两种方式 112
二、厌氧环境下微生物对铁的氧化还原途径 119
三、微生物矿化的强度表征 124
第三章 趋磁细菌的矿化与应用 130
第一节 趋磁细菌的发现及几株典型的纯培养菌株 130
一、趋磁细菌的发现 130
二、水域中的趋磁细菌 131
三、陆地沉积物中趋磁细菌 135
第二节 趋磁细菌的生态分布及其分离与培养 136
一、趋磁细菌在自然界的生态分布 136
二、趋磁细菌的分离与培养 139
第三节 趋磁细菌的主要生物学和生理生化特征及其遗传进化与分类 148
一、趋磁细菌的主要形态学、生物学特征和生理生化特性 148
二、趋磁细菌的遗传进化与分类 155
第四节 趋磁细菌的生物矿化作用 157
一、趋磁细菌的生物地球化学重要性 157
二、趋磁细菌的生物矿化作用 157
第五节 趋磁细菌中磁小体形成的分子机理 166
一、磁小体的主要特征和组成成分 166
二、与磁小体合成有关的蛋白质家族及其编码基因 169
三、磁小体形成的分子机理 172
四、趋磁细菌及其磁小体的应用 174
第四章 中国黄土微生物矿化作用与矿化环境 178
第一节 中国黄土的沉降特征与研究意义 178
一、世界黄土分布的主要特点 178
二、中国黄土分布的特点 180
三、中国黄土的分层与地层对比 182
四、中国黄土在全球变化研究中的作用 188
第二节 中国黄土微生物生物量估计与生物标志物 190
一、干旱、半干旱地区微生物生物量估计 190
二、中国黄土有机碳的分布及一种与微生物活动有关的热解烃 194
三、中国黄土中的生物标志物 197
第三节 异化金属还原菌利用Fe3＋的途径与速率 204
一、异化金属还原菌的功能与意义 204
二、异化金属还原菌分泌的铁载体及其类型 206
三、铁载体促进Fe（Ⅲ）从矿物释放的有效性与速率 213
第四节 中国黄土中的铁细菌和趋磁细菌 219
一、中国黄土中铁细菌的类型与分布 219
二、中国黄土趋磁细菌的特征与分布 221
三、中国黄土中铁细菌与趋磁细菌矿化类型 223
第五节 趋磁细菌提高古土壤磁化率的实验研究 227
一、富集培养实验 228
二、生长培养实验 228
三、实验结果 228
四、趋磁细菌提高古土壤磁化率的条件 230
第六节 中国黄土微生物矿化的地球化学证据与环境 232
一、MB生长实验前后铁的价态变化 232
二、中国黄土磁性矿物及其组合特征 233
三、磁性矿物及微生物矿化现象的原位观察 238
四、中国黄土的微生物矿化类型与地球化学背景 239
第五章 微生物矿化作用在环境污染与治理中的应用 243
一、石油类污染物的微生物矿化 243
二、环境中原油类污染的稳定同位素指纹 246
三、微生物对其他有机污染物的矿化作用 250
四、微生物矿化在环境污染处理中的应用及前景 251
第六章 海底冷泉渗漏活动区的微生物矿化 252
第一节 冷泉系统与微生物作用 252
一、冷泉的概念 252
二、冷泉渗漏活动区的甲烷缺氧氧化作用与微生物 254
第二节 冷泉渗漏活动区微生物活动的生物标志化合物 259
一、生物标志化合物分析与鉴定方法 259
二、生物标志化合物 259
第三节 冷泉碳酸盐岩 264
一、冷泉碳酸盐岩的沉积岩石学特征 264
二、冷泉碳酸盐岩的地球化学特征 267
三、冷泉碳酸盐岩的沉积作用与控制因素 269
四、南海北部的冷泉碳酸盐岩 271
五、墨西哥湾的冷泉碳酸盐岩 277
第四节 冷泉系统微生物作用及冷泉碳酸盐岩 284
第七章 海底热液环境中微生物的特征和成矿作用 287
第一节 海底热液系统的特征和演化 287
一、海底热液系统的基本特征及其物理化学制约 287
二、热液多金属硫化物矿床及其空间变化 291
三、热液系统中微生物的主要种类及其进化简述 296
第二节 产甲烷古生菌及其生物地球化学作用 297
一、产甲烷古生菌的多样性 297
二、产甲烷古生菌的代谢途径和产甲烷机制 297
三、产甲烷古生菌的矿物/化学制约 300
第三节 微生物对热液和硫循环的作用 301
一、热液微生物矿化 301
二、硫酸盐还原菌和硫还原菌及其矿化作用 302
三、硫氧化细菌及其氧化作用 305
四、微生物对热液硫循环作用的研究 306
参考文献 308
跋 332