0.1 生物技术概论 1
0.1.1 生物技术的定义 1
绪论 1
0.1.2 生物技术的发展 2
0.1.3 现代生物技术研究的内容 3
0.2 环境生物技术 3
0.2.1 环境生物技术的基本特征和研究内容 3
1.1 优先控制有毒有机污染物的种类 6
1.1.1 国外优先控制的有机污染物 6
第1章 优先控制有机污染物的种类与生物降解性预测 6
1.1.2 中国优先控制的有机污染物 9
1.2 污染物生物降解性及其预测 10
1.2.1 污染物生物降解性 10
1.2.2 污染物生物降解性的预测方法 13
习题 15
第2章 环境微生物培养技术 16
2.1 环境微生物的种类 16
2.1.1 常见环境微生物 16
2.1.2 极端环境微生物 20
2.2 环境微生物的富集与分离 21
2.2.1 普通纯培养菌株的富集与分离 22
2.2.2 有机污染物降解菌的富集与分离 24
2.2.3 共代谢基质降解菌的富集与分离 26
2.2.4 同生菌的富集与分离 26
2.3 环境微生物的生长与影响因素 27
2.3.1 微生物的生长 27
2.3.2 微生物生长的影响因素 31
2.4 环境微生物的驯化 34
2.4.1 驯化方法 35
2.4.2 影响驯化期的环境因素 36
习题 37
第3章 微生物的育种 38
3.1 自然选育 38
3.1.1 菌种衰退原因的分析 38
3.1.2 自然选育方法 39
3.2 诱变育种 40
3.2.1 诱变育种方案设计 40
3.2.2 诱变原理 43
3.3.1 微生物杂交 45
3.3 微生物杂交育种 45
3.3.2 微生物原生质体育种 48
3.3.3 微生物原生质体融合育种 52
第4章 基因工程菌的构建 70
4.1 基因工程菌的构建原理 71
4.1.1 目的基因的获得 71
4.1.2 载体的选择 74
4.1.3 目的基因导入受体细胞 80
4.1.4 重组体的筛选 82
4.2 基因工程菌的构建 85
4.2.2 构建具有特殊功能的菌株 86
4.2.1 基因工程菌构建方法 86
4.2.3 构建降解菌拓宽氧化酶的专一性 87
4.2.4 构建基因工程菌增强无机磷的去除 89
4.3 基因工程菌的应用 90
4.3.1 优化污染物的降解途径 90
4.3.2 利用质粒突变筛选高效降解菌 93
4.3.3 增强细菌的环境适应性 94
习题 96
5.1.1 生物氧化的方式 97
第5章 有机污染物生物降解与转化原理 97
5.1 有机物分解代谢与产能 97
5.1.2 有机物分解的代谢途径与产能 98
5.2 有机污染物代谢的生理过程 101
5.2.1 有机污染物代谢的基本过程 101
5.2.2 有机污染物生物降解的动力学 102
5.3 共代谢的原理 105
5.3.1 共代谢基质与共代谢微生物 105
5.3.2 共代谢的原理 106
5.3.3 共代谢相关的酶 108
5.3.4 共代谢研究的应用前景 110
5.4 微生物对污染物的去毒与激活作用 110
5.4.1 微生物对污染物的去毒作用 110
5.4.2 微生物的激活作用 114
习题 121
第6章 有机污染物的生物降解途径 122
6.1 烃类污染物的生物降解 122
6.1.1 脂肪烃的生物降解 122
6.1.2 芳香烃化合物的生物降解 127
6.2.1 卤代烃的生物降解 140
6.2 烃类衍生物的生物降解 140
6.2.2 含氮芳香烃类的生物降解 155
6.2.3 含磷原子烃类衍生物的生物降解 161
6.2.4 含氧的烃类衍生物的生物降解 163
6.2.5 表面活性剂的生物降解 165
6.3 有机金属的生物降解 168
6.3.1 假单胞菌K62对汞化物的还原作用 168
6.3.3 其他抗汞微生物的作用 169
6.3.2 有机汞分解反应的机制 169
6.3.4 抗汞细菌在消除汞污染中的应用 170
习题 170
第7章 微生物固定化技术 171
7.1 细胞固定化技术 171
7.1.1 细胞固定化方法 171
7.1.2 固定化细胞动力学 175
7.1.3 细胞固定化的影响因素 181
7.1.4 固定化细胞的性能评价 183
7.1.5 细胞固定化技术的应用 184
7.2.1 生物膜固定化方法 185
7.2 固定化生物膜技术 185
7.2.2 生物膜形成机理 187
7.2.3 生物膜的生物相 189
7.2.4 生物膜的除污机理 190
7.2.5 生物膜的性能评价 191
7.2.6 生物膜技术的应用 194
习题 195
第8章 好氧活性污泥法处理废水 196
8.1 好氧活性污泥的生物相 197
8.1.1 活性污泥中的微生物 197
8.2.1 活性污泥菌胶团的形成 200
8.1.2 活性污泥的性质 200
8.2 活性污泥菌胶团的净化反应原理 200
8.2.2 活性污泥的净化反应原理 202
8.2.3 活性污泥性能及数量的评价指标 204
8.3 活性污泥反应动力学 205
8.3.1 劳伦斯－麦卡蒂模式的基础概念 205
8.3.2 劳伦斯－麦卡蒂模式的基本方程式 206
8.3.3 劳伦斯－麦卡蒂基本方程式的应用 207
8.3.4 动力学系数的测定 209
8.4.1 营养物质 210
8.4 活性污泥净化反应的影响因素 210
8.4.3 pH值 211
8.4.2 溶解氧 211
8.4.4 温度 212
8.4.5 有毒物质（抑制物质） 212
8.4.6 有机负荷率 213
8.5 污泥膨胀的原因与对策 213
8.5.1 污泥膨胀的原因 213
8.5.2 污泥膨胀的控制方法 215
习题 216
9.1.1 产酸菌（非产甲烷菌） 217
第9章 厌氧活性污泥法生物处理废水 217
9.1 厌氧生物处理废水的生物相 217
9.1.2 产甲烷菌 218
9.1.3 厌氧微生物群体间的关系 222
9.2 厌氧生物处理废水的净化反应原理 223
9.2.1 水解阶段 223
9.2.2 发酵（或酸化）阶段 224
9.2.3 产乙酸阶段 225
9.2.4 产甲烷阶段 227
9.2.5 缺氧条件下的其他生物降解作用 228
9.3 厌氧处理废水的动力学 229
9.3.1 水解阶段不溶性底物的转化速率 230
9.3.2 溶解性底物的转化速率与细胞产率 230
9.4 厌氧处理废水的影响因素 231
9.4.1 温度 231
9.4.2 pH值 233
9.4.3 营养物与微量元素 235
9.5.1 污泥颗粒化的定义 236
9.5 固定化颗粒污泥的形成机理 236
9.4.5 氧化还原电位 236
9.4.4 有毒物质 236
9.5.2 颗粒污泥的性质和基本组成 237
9.5.3 颗粒污泥的微生物相 238
9.5.4 颗粒污泥的结构 239
9.5.5 污泥颗粒化过程 240
9.5.6 影响颗粒污泥形成的因素 242
9.5.7 污泥颗粒化的优点 244
习题 244
10.1.1 水体中氮的危害 245
第10章 生物脱氮除磷技术 245
10.1 水体中氮、磷的危害性 245
10.1.2 水体中磷的危害 246
10.2 废水生物脱氮 247
10.2.1 废水生物脱氮方法 247
10.2.2 生物脱氮原理 249
10.3 废水生物除磷 255
10.3.1 废水生物除磷方法 255
10.3.2 生物除磷原理 257
10.3.3 生物除磷动力学 258
10.3.4 影响生物除磷过程的因素 260
习题 261
第11章 有机固体废物微生物处理技术 262
11.1 有机固体废物好氧堆肥 262
11.1.1 堆肥化基本概念 262
11.1.2 堆肥中的微生物 264
11.1.3 堆肥化过程 266
11.1.4 好氧堆肥化原理 266
11.1.5 好氧堆肥工艺 267
11.1.6 好氧堆肥的影响因素 270
11.1.7 堆肥产品质量与卫生要求 272
11.2 有机固体废物生物转化沼气 273
11.2.1 沼气发酵的原料和微生物 273
11.2.2 甲烷发酵的生物化学过程 274
11.2.3 产甲烷菌产生甲烷的原理 276
11.2.4 沼气发酵装置 276
11.2.5 沼气发酵的影响因素 276
11.2.6 沼气发酵的应用 277
11.3 有机固体废物发酵制备酒精 278
11.3.1 酒精发酵的原料和微生物 278
11.3.2 酒精发酵的生化过程 279
11.3.3 酒精发酵的原理 280
11.4 有机固体废物发酵制备单细胞蛋白 282
11.4.1 生产单细胞蛋白的原料和微生物 282
11.4.2 生产单细胞蛋白方法 283
11.4.3 单细胞蛋白的应用 284
习题 286
第12章 废气生物处理技术 287
12.1 有机废气生物处理技术 287
12.1.2 有机废气生物处理方法 288
12.1.1 有机废气生物处理原理 288
12.2 无机废气生物处理技术 296
12.2.1 二氧化碳的微生物固定 296
12.2.2 硫化氢的生物处理 299
12.2.3 氮氧化物的生物处理 300
习题 300
第13章 污染环境的生物修复技术 301
13.1 原位生物修复 301
13.1.1 原位生物修复方法 302
13.1.2 原位生物修复基本原理 303
13.1.3 原位生物修复工程 307
13.2 异位生物修复及其生物反应器 316
13.2.1 预制床修复 316
13.2.2 堆制式修复 316
13.2.3 生物反应器修复 318
13.2.4 原位－异位联合修复技术 319
习题 319
14.1 酶制剂的提取与分离纯化 320
14.1.1 酶的原料选择 320
第14章 酶制剂降解有机污染物的技术 320
14.1.2 酶生物原料的预处理 321
14.1.3 酶的分离纯化 323
14.2 酶的作用原理 324
14.2.1 酶的催化特性 324
14.2.2 酶催化原理 325
14.3 单、双加氧酶 327
14.3.1 单加氧酶 327
14.3.2 双加氧酶 333
14.4 木素过氧化物酶 335
14.4.1 木素过氧化物酶的生产方法 336
14.4.2 黄孢原毛平革菌降解有机污染物的机理 339
14.4.3 黄孢原毛平革菌降解有机污染物的动力学 343
14.4.4 木素过氧化物酶在有机污染物降解中的应用 343
14.5 漆酶 345
14.5.1 漆酶的产生方法 345
14.5.2 漆酶活力测定方法 346
14.5.3 漆酶结构和性质 346
14.5.4 催化氧化反应机理 347
14.5.5 漆酶在工业中的应用 347
习题 348
第15章 微生物絮凝剂 349
15.1 微生物絮凝剂的合成 349
15.1.1 微生物絮凝剂产生菌 349
15.1.2 微生物絮凝剂的合成方法 350
15.2 微生物絮凝剂的结构与絮凝机理 353
15.2.1 微生物絮凝剂的结构 353
15.2.2 微生物絮凝剂的絮凝机理 354
15.3.2 微生物絮凝剂絮凝活性的影响因素 358
15.3.1 微生物絮凝剂的絮凝方法 358
15.3 微生物絮凝剂的絮凝方法与影响因素 358
15.4 微生物絮凝剂的应用 359
15.4.1 高浓度有机废水的处理 360
15.4.2 高浓度无机物悬浮废水的处理 360
15.4.3 乳化液油水分离 360
15.4.4 废水的脱色 360
15.4.5 膨胀活性污泥的处理 360
15.4.6 其他方面 361
16.1 微生物吸附剂的吸附机理 362
16.1.1 微生物细胞壁的结构特征 362
第16章 微生物吸附剂 362
16.1.2 微生物对金属的吸附机理 364
16.2 微生物吸附剂的制备与应用 367
16.2.1 用于制备微生物吸附剂的菌种 367
16.2.2 微生物吸附剂的制备 368
16.2.3 微生物吸附剂吸附水体中重金属离子的影响因素 371
16.2.4 生物吸附剂的应用 373
习题 376
17.1 生物传感器的分类 377
第17章 生物传感器 377
17.2 酶传感器 378
17.2.1 酶传感器的工作原理 378
17.2.2 酶传感器的分类 378
17.3 微生物传感器 382
17.3.1 工作原理与分类 383
17.3.2 电化学微生物传感器 384
17.4 细胞传感器 390
17.4.1 细胞传感器的工作原理与分类 390
17.4.2 细胞器传感器 392
18.1 PCR技术简介 394
第18章 PCR技术在环境保护中的应用 394
18.2.1 PCR技术的原理 395
18.2.2 PCR的反应动力学 395
18.2 PCR的反应原理 395
18.3 PCR的引物设计和DNA聚合酶 396
18.3.1 引物设计 396
18.3.2 DNA聚合酶 399
18.4 PCR技术的发展 402
18.4.1 PCR技术的改进 402
18.4.2 多重PCR的应用 403
18.5.1 PCR在环境微生物检测中应用的方法 405
18.5 PCR技术在环境检测中的应用 405
18.5.2 PCR在环境微生物检测中的应用 406
第19章 基因芯片技术及其应用 408
19.1 DNA芯片技术 408
19.1.1 基因芯片的概念 408
19.1.2 基因芯片的特点 408
19.1.3 基因芯片的类型 409
19.2 DNA芯片的构建 409
19.2.2 点样法 410
19.2.1 原位光蚀刻合成法 410
19.2.3 化学喷射法 412
19.2.4 电子芯片法 413
19.2.5 三维芯片法 413
19.2.6 流过式芯片法 413
19.3 DNA芯片的作用原理与性能 413
19.3.1 作用原理 413
19.4 生物芯片的杂交与信号检测系统 414
19.4.1 生物芯片的杂交 414
19.3.2 DNA芯片的性能 414
19.4.2 DNA芯片检测原理 415
19.4.3 荧光标记杂交信号的检测方法 415
19.5 DNA芯片技术的应用 417
19.5.1 基因表达分析 417
19.5.2 基因型基因突变与多态性分析 420
19.5.3 疾病的诊断与治疗 421
19.6 基因芯片技术在环境保护方面的应用 422
19.7 基因芯片技术的发展前景与存在的问题 423
参考文献 424