第1章 绪论 1
一、微生物和你 2
二、微生物学 3
三、微生物的发现和微生物学的发展 4
四、20世纪的微生物学 8
五、21世纪微生物学发展的特点和趋势 11
第2章 微生物的纯培养和显微技术 13
第一节 微生物的分离和纯培养 14
一、无菌技术 14
二、用固体培养基获得纯培养 15
三、用液体培养基获得纯培养 18
四、单细胞（孢子）分离 18
五、选择培养分离 18
六、微生物的保藏技术 20
第二节 显微镜和显微技术 21
一、显微镜的种类及原理 22
二、显微观察样品的制备 26
第三节 显微镜下的微生物 29
一、细菌和古菌 29
二、真菌 32
三、藻类 35
四、原生动物 35
第3章 微生物细胞的结构与功能 37
第一节 原核微生物 38
一、细胞壁 38
二、细胞壁以内的构造 48
三、细胞壁以外的构造 58
第二节 真核微生物 63
一、细胞壁 64
二、鞭毛与纤毛 66
三、细胞质膜 67
四、细胞核 68
五、细胞质和细胞器 69
第4章 微生物的营养 75
第一节 微生物的营养要求 76
一、微生物细胞的化学组成 76
二、营养物质及其生理功能 77
三、微生物的营养类型 81
第二节 培养基 82
一、配制培养基的原则 82
二、培养基的类型及应用 85
第三节 营养物质进入细胞 89
一、扩散 90
二、促进扩散 91
三、主动运输 91
四、膜泡运输 95
第5章 微生物的代谢 96
第一节 微生物产能代谢 97
一、异养微生物的生物氧化 97
二、自养微生物的生物氧化 104
三、能量转换 105
第二节 耗能代谢 110
一、细胞物质的合成 110
二、其他耗能反应：运动、运输和生物发光 116
第三节 微生物代谢的调节 119
一、酶活性调节 119
二、分支合成途径调节 120
第四节 微生物的次级代谢与次级代谢产物 121
一、次级代谢与次级代谢产物 121
二、次级代谢的调节 122
第6章 微生物的生长繁殖及其控制 124
第一节 细菌的个体生长 125
一、染色体DNA的复制和分离 125
二、细胞壁扩增 125
三、细菌的分裂与调节 126
第二节 微生物生长的测定 126
一、计数法 127
二、重量法 128
三、生理指标法 129
第三节 细菌的群体生长繁殖 129
一、生长的规律 129
二、生长的数学模型 131
三、连续培养 131
第四节 真菌的生长繁殖 132
一、丝状真菌的生长繁殖 132
二、酵母菌的生长繁殖 135
第五节 环境对微生物生长的影响 138
一、营养物质 139
二、水活度 139
三、温度 139
四、pH 140
五、氧 141
第六节 微生物生长繁殖的控制 142
一、控制微生物的化学物质 143
二、控制微生物的物理因素 146
第7章 病毒 150
第一节 概述 151
一、病毒的特点和定义 151
二、病毒的宿主范围 152
三、病毒的分类与命名 153
第二节 病毒学研究的基本方法 154
一、病毒的分离与纯化 155
二、病毒的测定 156
三、病毒的鉴定 157
第三节 毒粒的性质 158
一、毒粒的形态结构 158
二、毒粒的化学组成 162
第四节 病毒的复制 164
一、病毒的复制周期 165
二、病毒感染的起始 166
三、病毒大分子的合成 168
四、病毒的装配与释放 172
第五节 病毒的非增殖性感染 174
一、非增殖性感染的类型 174
二、缺损病毒 175
第六节 病毒与宿主的相互作用 177
一、噬菌体感染对原核细胞的影响 177
二、病毒感染对真核细胞的影响 178
三、机体的病毒感染 180
第七节 亚病毒因子 181
一、类病毒 182
二、卫星病毒 182
三、卫星核酸 183
四、朊病毒 184
第八节 病毒举例 185
一、人免疫缺陷病毒 185
二、SARS冠状病毒 186
三、禽流感病毒 187
四、肝炎病毒 188
第8章 微生物遗传 191
第一节 遗传的物质基础 192
一、DNA作为遗传物质 192
二、RNA作为遗传物质 193
三、朊病毒的发现和思考 193
第二节 微生物的基因组结构 194
一、大肠杆菌的基因组 195
二、酿酒酵母的基因组 196
三、詹氏甲烷球菌的基因组 197
四、泛基因组 198
五、宏基因组及宏基因组学 199
第三节 质粒和转座因子 199
一、质粒的分子结构 200
二、质粒的主要类型 200
三、质粒的不亲和性 202
四、转座因子的类型和分子结构 203
五、转座的遗传学效应 204
第四节 基因突变及修复 205
一、基因突变的类型及其分离 205
二、基因突变的分子基础 207
三、DNA损伤的修复 210
第五节 细菌基因转移和重组 212
一、细菌的接合作用 212
二、细菌的转导 215
三、细菌的遗传转化 217
四、基因组测序 219
第六节 真核微生物的遗传学特性 221
一、酵母菌的接合型遗传 221
二、酵母菌的质粒 221
三、酵母菌的线粒体 223
四、丝状真菌的准性生殖 223
第七节 微生物育种 224
一、诱变育种 224
二、代谢工程育种 226
三、体内基因重组育种 227
四、DNA Shuffling技术 229
第9章 微生物基因表达的调控 231
第一节 转录水平的调控 232
一、操纵子的转录调控 232
二、分解代谢物阻遏调控 235
三、细菌的应急反应 236
四、通过σ因子更换的调控 236
五、信号转导和二组分调节系统 237
六、λ噬菌体溶原化和裂解途径的转录调控 239
第二节 转录后调控 240
一、翻译起始的调控 240
二、mRNA的稳定性 241
三、稀有密码子和重叠基因调控 241
四、反义RNA调控 242
五、翻译的阻遏调控 243
六、ppGpp对核糖体蛋白质合成的影响 243
七、细菌蛋白质的分泌调控 243
第三节 古菌的转录及其调控 244
一、古菌的基本转录装置 244
二、古菌的转录调控 245
第四节 细菌的群体感应调节 246
第10章 微生物与基因工程 248
第一节 基因工程概述 249
一、历史回顾 249
二、基因工程的基本操作 250
三、微生物与基因工程的关系 251
第二节 基因的分离、合成与诱变 252
一、从基因文库或cDNA文库分离基因 252
二、基因的化学合成 253
三、PCR扩增基因及定位诱变 254
第三节 微生物与克隆载体 256
一、原核生物克隆载体 257
二、真核生物克隆载体 259
三、人工染色体 261
第四节 基因克隆操作 264
一、微生物与基因工程工具酶 264
二、外源基因与载体的体外连接 265
三、克隆载体的宿主 266
第五节 外源基因导入及目的基因筛选鉴定 267
一、外源基因导入宿主细胞 267
二、目的基因克隆的筛选与鉴定 268
第六节 克隆基因在细菌中的表达 270
一、克隆基因的转录调节 271
二、克隆基因的翻译调节 272
三、克隆基因的表达产物 272
第七节 基因工程的应用及展望 274
一、基因工程药物 274
二、基因治疗 275
三、转基因植物 275
四、转基因动物 276
五、基因工程研究展望 276
第11章 微生物的生态 278
第一节 生态环境中的微生物 279
一、微生物生命系统的层次 279
二、生境中微生物的基本特点 281
三、陆生生境的微生物 282
四、水生生境的微生物 282
五、大气生境的微生物 283
六、污染环境下的微生物 283
七、极端环境下的微生物 283
八、动物体中的微生物 285
九、植物体中的微生物 286
十、工农业产品上的微生物及生物性霉腐的控制 288
十一、基础研究方法 288
第二节 微生物在生态系统中的地位与作用 289
一、生态系统中微生物的角色 290
二、微生物与生物地球化学循环 290
三、微生物的生物修复 294
第三节 人体微生物及病原微生物的传播 294
一、人体微生物 294
二、病原微生物通过水体的传播 296
三、病原微生物通过食物的传播 296
四、病原微生物通过土壤的传播 297
五、病原微生物通过空气的传播 297
第四节 微生物分子生态学 297
一、新的研究平台 297
二、新的研究技术 298
三、新的理论框架 300
四、新的研究成果及应用 300
第五节 微生物与环境保护 301
一、微生物对污染物的降解与转化 301
二、重金属的转化 303
三、污染介质的微生物处理 303
四、污染环境的生物修复 307
五、环境污染的微生物监测 307
六、退化生态系统的生物修复 308
第12章 微生物的进化、系统发育与分类鉴定 310
第一节 生物进化计时器 311
一、进化计时器的选择 311
二、rRNA基因作为生物进化的计时器 312
三、rRNA基因序列与生物进化 312
四、系统发育树 314
五、三域生物的主要特征 316
第二节 原核生物的分类 318
一、分类单元及其等级 318
二、原核生物种的概念 320
三、分类单元的命名 321
四、细菌分类和伯杰氏手册 323
第三节 真菌的分类 328
第四节 微生物系统学的研究内容与方法 331
一、多相分类学 331
二、表型特征 331
三、化学组分分析 334
四、DNA/RNA分子 338
五、遗传重组 342
第五节 微生物的快速鉴定与分析技术 343
一、生理生化鉴定系统 343
二、快速、自动化的微生物检测仪器与设备 345
三、现代分子生物学和免疫学技术的应用 348
四、生物信息学在微生物系统学中的应用 348
第13章 微生物物种的多样性 351
第一节 细菌的多样性 352
一、细菌系统发育总观 352
二、革兰氏阴性菌 355
三、革兰氏阳性菌[厚壁菌门] 360
四、放线菌（Actinobacterium）[放线菌门] 361
五、光合细菌 363
六、化能无机营养细菌 364
七、有附属物、无附属物芽殖和非芽殖的细菌 365
八、鞘细菌、滑行细菌和黏细菌 367
九、趋磁细菌 367
第二节 古菌的多样性 368
一、古菌系统发育总观 368
二、极端嗜盐古菌 369
三、产甲烷古菌 370
四、无细胞壁的古菌 371
五、还原硫酸盐古菌 371
六、超嗜热古菌 372
七、微生物生存的温度极限 372
八、古菌是地球早期的生命形式吗？ 372
第三节 真核微生物的多样性 373
一、真核微生物系统发育总观 373
二、单细胞藻类 374
三、真菌 375
四、黏菌 380
五、原生生物 381
第四节 微生物资源的开发利用和保护 382
一、生物多样性的国际公约 382
二、微生物资源的特点 382
三、微生物资源的开发利用和保护 384
第14章 感染与免疫 386
第一节 感染的一般概念 387
一、感染的途径与方式 387
二、微生物的致病性 388
第二节 宿主的非特异性免疫 390
一、生理屏障 391
二、体液因素 392
三、细胞因素 393
四、炎症 394
第三节 宿主的特异性免疫 395
一、特异性免疫的一般概念 395
二、抗原和抗体 398
三、B细胞介导的体液免疫 401
四、T细胞介导的细胞免疫 403
五、克隆选择和免疫耐受性 404
第四节 抗感染免疫 405
一、病毒感染与免疫 405
二、细菌感染与免疫 407
三、联合抗感染免疫 408
第五节 免疫病理 409
一、超敏反应 409
二、自身免疫病 409
三、移植免疫 410
四、免疫缺陷 412
五、肿瘤免疫 412
第六节 免疫学的实际应用 414
一、抗体的制备及应用 414
二、免疫学技术 417
三、免疫预防 419
第15章 微生物生物技术 423
第一节 微生物产业的菌种和发酵特征 424
一、生产菌种的要求和来源 425
二、大规模发酵的特征 427
第二节 微生物产业的发酵方式 432
一、连续发酵 433
二、固定化酶和固定化细胞发酵 433
三、固态发酵 435
四、混合培养物发酵 436
第三节 微生物产业的主要产品 437
一、微生物生产的食品和饮料 438
二、微生物生产的医药产品 441
三、微生物制造的生物基化工、轻纺产品 445
四、微生物生产的环保产品 447
五、微生物生产的农业、林业产品 448
第四节 微生物生物技术的广泛应用 453
一、微生物能源 453
二、微生物冶金 456
三、石油工业中的微生物生物技术 457
四、微生物传感器和DNA芯片 458
五、微生物塑料、功能材料和生物计算机 460
六、海洋和宇航中微生物生物技术的应用 461
第五节 微生物生物技术的安全性风险评价和管理 462
主要参考书目 465