第一部分 微生物生态学 3
1．微生物生态学的原则 3
什么是微生物生态学？ 3
微生物生态学的发展史 4
微生物生态学的范畴 5
微生物生态学的原则 8
总则 8
群体生态学的原则 12
生理生态学的原则 13
微生物生态学研究方法 15
对自然生态环境中微生物活性及分布的描述性研究 15
原位生长率或生物地球化学活性分析 15
模拟环境下自然生态样品的操作（微生态系统） 16
现代实验系统 16
微生物生态学的未来 16
微尺度的微生物学：单细胞微生物学 16
微生物生态学学说 17
培养的革新 17
最新进展 18
分子生态学技术进展 18
人体微生物群系 18
推荐阅读 19
2．微生物食物网（webs）引言 21
对微生物食物网的认识 22
组成与途径 22
海洋食物网中的微生物 24
海洋浮游生物 27
底栖生物 27
微生物食物网在生物地球化学循环中的作用 28
后生动物的食物源 30
模拟微生物食物网 30
微生物间的化学相互作用 33
微生物食物网的空间结构 34
微生物食物网形式与功能的生物地理学研究进展 34
推荐阅读 35
3．生物被膜 37
生物被膜的结构与功能 37
自然生态环境中的生物被膜 39
工业环境中的生物被膜 40
医疗系统中的生物被膜 40
结语 41
总结 41
推荐阅读 42
4．微生物席 44
引言 44
栖息地分布 44
高盐水中的微生物席 44
天然热泉中的微生物席 45
南北极湖泊中的微生物席 48
陆生微生物席和壳 48
短期微生物席 48
热带珊瑚上的微生物席 49
研究的复杂性 49
微生物席生态系统案例研究 50
墨西哥Guererro Negro的微生物席 50
美国黄石公园章鱼泉和蘑菇泉中的微生物席 51
微生物席对各种胁迫的响应 52
微生物对强光和UV胁迫的应激反应 52
干燥与渗透压胁迫 53
温度胁迫 54
低pH、金属、类金属及有毒硫化物的胁迫 54
寡营养胁迫 54
结语 54
推荐阅读 55
5．基因水平转移：细菌对胞外DNA的吸收细菌对胞外DNA的自然吸收过程 57
在各种不同环境中细菌对胞外DNA的吸收 59
土壤微生物对DNA的吸收 60
植物相关微生物对DNA的吸收 60
水体及沉积层中的微生物对DNA的吸收 61
消化道微生物对DNA的吸收 61
食品微生物对DNA的吸收 62
现用的DNA吸收系统的局限性 62
影响单个细菌细胞对DNA稳定吸收的因子 63
在细菌群体中水平获得的DNA长期存在的影响 64
预测细菌对DNA吸收及使用遗传修饰微生物（GMM）的潜在危险 64
推荐阅读 66
6．超微真核生物 67
引言 67
什么是海洋超微真核生物？ 67
方法驱动下的海洋超微真核生物研究史 68
可培养海洋超微真核生物的生物学 70
已培养的菌株 70
细胞结构 71
生理参数 72
超微生物的启示 73
海洋环境中超微真核生物 73
主体丰度与分布 73
光合（PP）超微真核生物的生态功能 74
异养微生物（HP）的生态功能 74
研究超微真核生物生态的分子生物学手段 75
非分子生物学手段获得的原位多样性 75
环境样品基因的直接克隆及序列分析 75
克隆文库之外的手段：荧光原位杂交（FISH）和手迹技术 76
原位系统进化的多样性 77
18SrDNA文库的概况 77
相对知名的分类群 77
海洋多孔类及不等鞭毛类原生动物 78
属于系统分类高层等级的新分类群 79
生物地球学 79
基因组水平的ERA 80
可培养的超微真核生物的基因组项目 80
环境基因组及元基因组 80
总结 80
最新进展 81
推荐阅读 82
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7．藻华 87
引言 87
藻华的生理环境 87
藻华的化学环境 87
藻华的主要参与者 88
蓝藻类 88
硅藻类 89
触丝藻类 90
腰鞭毛虫类 91
其他类群 92
藻华中的病原菌及藻的捕食者 92
周期性的和非寻常的藻华 93
春季藻华 93
秋季藻华 94
低纬度上涌洋流区域的藻华 95
其他类型藻华 95
有危害性的藻华 96
富铁营养引起的藻华 97
最新进展 97
海洋基因组学 97
放弃斯维尔德鲁普（Sverdrup）关键深度假说 98
捕食在非硅藻类藻华的抑制作用及浮游生态系统中铁的再循环中的作用 98
未来研究之路 99
致谢 99
推荐阅读 99
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8．环境病毒库 101
引言 101
自然环境中的病毒 102
海洋中的病毒 102
沉积物中的病毒 105
土壤中的病毒 105
极端环境中的病毒 106
在生态系统中的重要性 107
病毒影响营养物质的再循环 108
病毒与寄主间的相互作用及其对微生物多样性的影响 109
病毒影响寄主的基因转移与进化 109
研究环境病毒的方法 110
病毒浓度的计数与测量 111
病毒的多样性 112
结论 113
推荐阅读 113
9．大气微生物学 115
引言 115
微生物的来源及时空分布 117
细菌 117
真菌 119
病毒 122
分析手段 123
统计学手段 123
空气中微生物的存活模型 124
气象学 124
大气微生物样品来源与采集方法 125
采样方法 125
微生物样品来源 126
最新进展 126
病毒 126
细菌 126
真菌 131
致谢 132
推荐阅读 132
10．植物内生微生物 133
引言 133
内生真菌 134
一些常见的与草本植物相关的内生真菌 137
高羊茅内生真菌——Neotyphodium coenophialum 137
多年生黑麦草内生真菌——Neotyphodium lolii 137
毒麦草内生真菌——Neotyphodium occultans 138
竖针茅内生真菌——Neotyphodium chisosum 138
“醉马草内生真菌”——Neotyphodium gansuense 138
“其他醉草”——Neotyphodium melicicola Association 138
森林刺猬草内生真菌——Neotyphodium 139
南美“Hue？u”草内生真菌——Neotyphodium tembladerae 139
内生菌的生态影响 139
内生菌的无毒产物 140
内生菌是有生物活性的代谢产物之源 140
麦角菌生物碱 141
吲哚-双萜类代谢产物 141
对胺 142
黑麦草碱 142
最新进展 143
未来内生真菌的分类 144
新内生真菌 144
菌丝生长的新机制 145
寄主的胁迫耐受机制和有防御的互利共生 145
生物活性化合物 145
内生真菌研究的新鉴定技术 146
结论 146
致谢 146
推荐阅读 146
第二部分 各种不同微生物的代谢与习性 146
11．产甲烷菌 149
第二部分 各种不同微生物的代谢与习性历史概况 149
多样性与系统发育 151
生境 157
种间H2转运 157
淡水沉积层 158
厌氧反应器 158
海洋生境 159
反刍动物 160
蚀木白蚁 161
原生动物内共生体 161
人体内的定植 161
其他生境 162
生理与生化 162
分解代谢途径 162
生物能学 166
生物合成途径 167
分子遗传 167
基因组结构 167
DNA复制、修复、修饰及代谢 168
基因结构与转录 169
RNA结构和翻译 170
基因与基因组学 170
近期进展 171
结论 172
推荐阅读 172
12．甲烷营养菌 173
引言 173
甲烷营养菌生态学与分类学 173
甲烷营养菌的生理生化特性 175
甲烷营养菌在生物技术领域的应用 176
后基因组学 178
推荐阅读 178
13．微生物的光合作用 179
引言 179
发展史 180
光合生物的分类 180
光合作用发生的过程 181
光能的吸收与转运 181
吸光载色体 181
聚光结构与能量转运 183
水分解复合体 183
跨膜电子传递 184
电荷分离状态的稳定性 184
影响电子传递速率的因子：马库斯（Macus）理论 184
光合反应中心 185
CBB（Calvin-Benson-Bassham）循环 189
不产氧光合作用 190
紫色细菌 192
绿硫细菌 192
螺杆菌 192
其他光合细菌 192
光合作用的进化 192
未来研究方向 194
致谢 194
推荐阅读 194
14．碳同化作用的调控 196
引言 196
调控的必要性 196
两期生长 196
全局调控与特定调控 197
信号与感应 197
碳同化途径：中心碳代谢 198
糖酵解、Entner-Doudoroff和磷酸戊糖途径 198
糖酵解与糖生成作用 198
PEP-丙酮酸-草酰乙酸-节点途径 201
TCA循环和乙醛酸分支 201
氧化还原势能，NADPH/NADH的平衡 202
培养基中碳源的吸收 202
细菌的磷酸转移酶系统（PTS） 203
革兰氏阴性菌大肠杆菌中的新陈代谢副产物阻遏 203
诱导物排斥 203
腺苷酸环化酶的激活 204
cAMP/CAP的转录起始调控 204
其他碳源利用的全局调控子 206
硬壁菌门菌枯草芽孢杆菌中的新陈代谢副产物阻遏 207
P-Ser46-HPr和诱导物排斥现象 207
CcpA和cre因子介导的新陈代谢副产物阻遏与调控 208
PRD（PTS调控域）及相关蛋白对PTS的调节 208
甘油激酶对PTS的调控 210
其他细菌的碳调控和新陈代谢副产物阻遏 210
假单胞菌 210
天蓝色链霉菌 211
谷氨酸棒杆菌 211
双歧杆菌 212
结论 212
最新进展 213
推荐阅读 214
15．微生物对重金属的抗性对砷的抗性 215
对汞及有机汞制剂的抗性 218
对银的抗性 220
对镉的抗性 220
对铬酸盐的抗性 221
其他细菌抗有毒金属的系统 221
推荐阅读 222
16．微生物的吸附 224
引言 224
微生物吸附的生物学意义 224
在水中的吸附 224
与植物的吸附 224
人体寄主上的吸附 224
微生物吸附机制 225
影响吸附的普遍生理生化因子 225
吸附子与特异受体机制 225
几种具有代表性的特异吸附策略 226
菌毛介导对尿道中碳水化合物的吸附 226
对ECM组分的吸附 227
Curli菌毛介导的多目的吸附 228
微生物吸附在人类疾病中的作用 229
大肠杆菌与尿路感染（UTI） 229
铜绿假单胞菌与囊性纤维化患者（CF） 229
用吸附因子作靶标来抑制细菌的致病力 230
最新进展 231
致谢 231
推荐阅读 231
17．细菌生物发光 233
引言 233
细菌发光的生物化学 235
发光细菌的种及分类 235
发光细菌生境与生态 238
海洋 238
淡水 238
陆生 238
生物发光共生体系 239
细菌发光的调控 242
群感效应 242
生理调节 244
在细菌中发光的作用 244
细菌发光系统的进化 245
细菌荧光素酶在进化上的起源 245
基因复制 245
基因丢失 245
引进基因到lux操纵子 246
lux操纵子的水平转移 246
自然形成的lux-rib操纵子局部二倍体 246
发光细菌的纯化、保存和鉴定 247
结论 248
最新进展 248
发光细菌新种 248
生物发光共生体系 249
lux操纵子的水平转移 249
推荐阅读 249
18．趋磁性 252
引言 252
趋磁细菌的普遍特性 252
趋磁细菌的纯培养 253
未培养趋磁细菌 254
磁小体 256
趋磁生物物理学 258
趋磁性 259
趋磁-趋氧性 260
趋磁真菌 260
趋磁细菌与地球化学、地球物理学及太空生物学 260
趋磁细菌、磁小体、磁小体晶体在生物技术中的应用 262
展望 263
推荐阅读 263
19．群感效应 265
引言 265
革兰氏阳性细菌的群感效应信号分子 266
肺炎双球菌（S.pneumoniae）ComC小肽 266
粪肠球菌（Enterococcus faecalis）FsrB/D小肽 267
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）AgrD小肽 268
枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）ComX和Phr小肽 268
乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）Nisin小肽 269
革兰氏阴性细菌高丝氨酸内酯类（AHL）群感效应信号分子 269
费氏弧菌（V.fischeri）LuxI/R 270
铜绿假单胞菌Las/Rhl自诱导信号分子（AI-1）系统 270
根癌农杆菌（Agrobacterium Tumefacients）Tra信号系统 271
Pantoea stewartii EsaI/EsaR信号系统 273
Acidithiobacillus ferrooxidans AfeI/R信号 274
AHL依赖型信号通路的研究与群感效应信号分子AI-2的发现 274
哈氏弧菌（V.harveyi）和LuxS表达的AI-2信号分子 274
AI-2与霍乱弧菌（V.cholerae） 275
大肠杆菌（E.coli），鼠伤寒沙门氏菌（S.typhimurium）与AI-2 276
luxS依赖的人口腔微生物间的相互作用 277
其他群感效应信号分子 277
AI-3／肾上腺素群感效应信号分子 278
日本慢生大豆根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）Bradyoxetin信号 278
铜绿假单胞菌喹喏酮类（PQS）信号分子 278
Ralstonia solanacearum的3-OH PAME信号分子 279
影响群感效应系统的胞外因子 279
通过群感效应信号分子与寄主相互作用 280
扩散的感应、有效的感应和未来的群感效应系统 281
群感效应信号研究会有什么样的前景？ 281
推荐阅读 282
20．趋化性 283
应激策略 283
非随机行走 283
暂时感应与激活 284
记忆与适应 284
细菌行为的遗传学 284
趋化突变株 284
大肠杆菌趋化相关受体蛋白的遗传分析 285
Che基因 286
甲基化蛋白在细菌适应机制中的作用 286
趋化性对甲基化的需要 286
可被甲基化的趋化蛋白（MCPs） 286
MCPs受体蛋白感应与信号结构域的结构及功能组学研究 287
受体蛋白甲基化酶学 288
趋化作用的信号传递机制 288
受体蛋白——CheW-CheA信号复合体 288
驱动调节和反馈调控 288
系统发育的多样性 289
细菌的群体运动 289
推荐阅读 289
第三部分 微生物的生存环境 289
21．酸性环境 293
第三部分 微生物的生存环境极酸环境的来源及自然状态 293
地热区 294
矿物影响的环境 294
极端嗜酸菌的生物多样性 297
酸性环境的初级产物 297
异养嗜酸菌 298
好氧及厌氧嗜酸菌 298
嗜酸微生物生长温度和pH值的特点 299
原核嗜酸菌生理多样性：特殊与普通微生物 301
嗜酸真核微生物 301
嗜酸微生物间的相互作用 303
互惠作用 303
协同作用 303
互营作用 304
捕食 304
竞争性互作 305
极酸环境的微生物生态 306
地热区 306
酸性矿溪流及湖泊 307
酸性流、席和泥 309
前景与应用 312
推荐阅读 312
22．高温环境 313
引言 313
高温条件下的生命 314
分类学 314
嗜热嗜酸菌 314
超嗜热菌 314
热稳定的机理 316
DNA 316
蛋白 317
细胞壁 317
高温对生命的限制 318
超嗜热菌培养研究 318
天然微生物集合体的实验室研究 318
实地观察 318
代谢和生长 319
二氧化碳和乙酸的同化 319
异养生物 326
呼吸作用 328
微生物与生存环境之间的关系 331
推荐阅读 332
23．低温环境 333
冷适应微生物的发现 333
早期的发现和相关术语 334
低温深海环境的研究 335
其他低温环境的研究 337
太空对生物的影响 338
冷适应的进化机制 338
地球上的冰川时期 338
冷适应的系统发育 338
冷适应的遗传机制 339
冷适应的分子基础 339
细胞膜的流动性 340
冷激活的酶类 341
冷休克蛋白 341
冷保护剂和胞外多聚物 342
结论：一个冷适应环境的模型 342
最新进展 343
推荐阅读 343
24．干燥环境（包括隐藏于岩石内的生物）引言 345
干燥区域中的微生物群体 346
沙漠土壤中的微生物区系 346
生物结皮 347
栖息在岩石中的微生物 348
对干燥环境的适应 354
水活度和水势的概念 354
低水活度对单细胞微生物的影响 356
干燥环境的适应机制 356
最新进展 359
生物结皮的形成模式 359
干燥环境与太空生物学的关系 360
推荐阅读 360
25．海洋环境 361
引言 361
海洋微生物生命的本质 363
海洋微栖息地的结构和分类 364
海洋微生物及其生长必需因子 365
海洋微生物的分布、丰度和生物地球学特征 369
阳光、营养、水流和生物泵 370
随时间和气候变化的海洋栖息地 373
总结和展望 378
致谢 378
推荐阅读 378
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26．高压环境 381
引言 381
历史和现状 381
压力的定义 382
地球和其他星球上的高压环境 382
有关高压环境的其他参数 384
高压环境中微生物的调查和取样所需的设备 385
实验室研究所需的高压装置 386
细菌和古菌在高压环境中的分布 387
高压环境中微生物的性质 387
生长速率 388
PTk-图 388
温度和压力角度上的细菌和古菌的生理分类 389
高压适应的分子生物学和生物化学机制 390
推荐阅读 391
27．海底表层 393
引言 393
原核细胞的浓度和在海底深部沉积物中的分布 394
原核生物及其生长速率和潜在污染随深度变化的大体趋势 394
水的纵深和有机物的供给可以控制原核生物种群，但深部的理化层和岩层会刺激原核生物种群 394
地下岩层和深海蓄水层中的生物圈 395
白垩纪的岩层和油田以及与陆地的联系 397
深海地下原核生物的代谢状态 397
原核生物的代谢和能量来源 397
新陈代谢 397
能源和碳源 399
深海生物圈的生物多样性 399
可培养生物的多样性 399
内生孢子对深海生物圈的贡献 401
细菌和古菌分子生物学角度上的多样性 401
硫还原、产甲烷以及厌氧甲烷氧化的原核生物 402
有关古菌与细菌间的分歧 403
生理上的适应性 403
深海生物圈的热点 404
深海流体流量的介绍 404
深海沉积物中的气体与水 404
白垩纪的岩层、腐泥和有机质富含层 404
深海高温沉积物 405
油田 406
深海生物圈的重要意义 406
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28．深海火山口热液和海底热液口海洋中部海脊中的热液口 409
深海热液口生命的化学合成基础 410
化能无机自养细菌 412
独立生存的化能无机自养细菌 412
共生的化能无机自养细菌 413
异养的热液口细菌 413
高嗜热古菌 414
化能无机自养古菌 414
异养古菌 414
深海热液口未培养的古菌和细菌 416
与陆地热液口的对比 416
奇特的热液口：Loihi、Guaymas、Lost City 417
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专业术语 419
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29．淡水环境 421
概述 421
淡水湿地 422
湿地的类型和性质 422
微生物过程 422
微生物群落 424
人类活动引起的生物分布 424
湖泊 425
湖泊的类型和性质 425
微生物过程 426
微生物群落 427
人类活动引起的生物分布 428
溪水与河流 429
激流生态系统的性质 429
微生物过程 430
微生物群落 432
人类活动引起的生物分布 434
不同淡水环境的对比 434
最新进展 435
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30．寡营养环境 437
寡营养的水体环境 437
寡营养水环境的相关参数 438
营养的运输 438
微生物种群相关术语的定义 442
极端环境 443
环境的限制 443
氧气 444
寡营养培养 444
寡营养培养的重要性 444
寡营养培养的原则 445
是否为专性寡营养细菌 448
不生长的细菌是死亡、休眠还是处于其他的状态 450
寡营养细菌在低营养水体中的小生态环境 453
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31．水底沉积物环境 455
引言 455
什么是沉积物 455
在哪里可以找到沉积物 456
沉积物由什么组成 456
沉积物的多样性 457
覆水层的重要性 457
海洋沉积物 457
湖泊沉积物 457
沉积物采样和描述 457
孔隙水 457
孔隙度和弯曲率 458
沉积物性质 458
沉积物的氧化还原预算 458
沉积物中的微生物输入 458
沉积物中的微生物 459
微生物生态学有关的沉积物属性 459
沉积物中的微生物数量 459
由微生物活动产生的化学梯度 460
沉积物的化学剖面（分层的微生物群落） 460
什么是LMC？ 460
沉积物／溶质迁移速率 461
从化学分层可否预测微生物种群？ 463
大型土壤动物的活动对分层的扰乱 463
化学梯度的交叉 463
贫营养沉积环境 464
地下沉积微生物学 464
沉积物的古生物化石性质：岩石记录 464
浅水中的沉积物及光线影响 464
结论 465
推荐阅读 465
32．植物根际环境 467
根际的历史描述 467
根际的一般特征 467
根际和散土的主要区别 467
根际对植物生长的重要性 468
根际效应的测量 468
根际土壤中的微生物多样性 469
典型根际微生物的营养和培养策略 469
根际中的根系分泌物和根际沉积 469
根际的体积和空间度量 470
根系微生物定植的直接镜检 470
早期的显微研究 470
现代显微技术对根际的研究 471
根际微生物分子生态学研究 476
核糖核苷酸序列的应用 476
微阵列技术 477
案例研究：利用功能基因阵列和16SrDNA序列分析研究气候变化对根际微生物生态的影响 477
案例研究：利用稳定同位素探针技术分析根际中的生物修复过程 478
根际微生物群落对植物的影响 478
微生物对植物的负面影响（致病性） 478
微生物对植物的正面影响（有益） 478
本章小结 479
致谢 479
推荐阅读 479
第四部分 生物地球化学循环及影响 479
33．氮循环 484
第四部分 生物地球化学循环及影响引言 484
生物氮循环 484
铵同化 488
铵运输 489
GS-GOGAT途径 489
铵同化的替代途径 490
铵同化的调节 490
生物固氮 491
固氮酶 492
固氮调节 492
植物共生固氮与联合固氮 493
硝酸盐同化 494
硝酸盐吸收系统 494
同化硝酸盐还原酶（Nas） 495
Nir的同化 496
硝酸盐同化的调节 496
反硝化 496
反硝化硝酸盐还原酶（Nar和Nap） 497
反硝化Nir 498
Nor和Nos 498
硝酸盐呼吸和反硝化的调节 499
硝化 499
厌氧氨氧化 501
氮循环中的其他过程 502
氮的矿化 502
硝酸盐异化还原为铵（硝酸盐氨化作用） 503
含氮化合物的脱毒 503
氮循环的生态和环境特征 504
氮循环的演变 504
最新进展 506
推荐阅读 507
34．磷循环 509
引言 509
磷循环的全球意义 509
环境磷库的表征和测量 510
磷的来源、汇集和运输途径 511
微生物介导的过程 513
风化侵蚀 513
溶解 514
矿化 514
固定 516
微生物介导的遗传调控过程 519
人为改变的磷循环：水生生态系统富营养化 520
结论 520
最新进展 521
推荐阅读 522
35．硫循环 523
行星硫通量 523
微生物硫循环 524
微生物硫酸盐还原 525
微生物硫氧化 525
有机硫化合物的转换 527
生态系统内的硫循环 527
环境影响和技术的应用 528
环境后果 528
技术应用 530
推荐阅读 531
36．一些氧化还原活性金属的循环引言 533
33As75 534
砷生物地理循环 534
砷吸收系统 536
砷呼吸 537
砷脱毒 537
29CU63 542
简介 542
MCOs对一价铜的氧化 543
一价铜的还原和探测 543
25MN55 544
简介 544
二价锰氧化为三价锰或四价锰 545
四价锰的还原 545
34SE80 546
简介 546
硒的还原 546
亚硒酸盐（和硒代半胱氨酸）甲基化为二甲基硒化物或二甲基联二硒化物 546
致谢 546
推荐阅读 546
相关网站 547
37．重金属污染物：环境污染和生物技术的应用引言 549
重金属污染物对环境的影响 549
环境中的重金属 549
重金属对微生物种群的影响 550
重金属毒性对环境的改造 550
微生物的重金属解毒机制 551
生物技术在重金属污染中的应用 553
微生物过程对金属的移除和恢复 553
金属溶解 554
金属固定 554
金属、非金属和有机金属之间的转换 559
小结 560
最新进展 560
推荐阅读 562
相关网站 562
第五部分 生物技术论坛 565
38．生物侵蚀—包括文物的生物侵蚀生物侵蚀 565
非生物因素 567
生物侵蚀的机制 568
引起生物侵蚀的细菌 568
细菌（真细菌和古菌） 569
文物维护相关材料 572
无机材料 573
有机材料 575
混合材料 576
控制和预防生物侵蚀的方法 577
生化方法 578
生物方法 578
物理方法 578
机械方法 578
化学方法 578
最新进展 579
致谢 580
推荐阅读 580
相关网站 581
39．生物传感器 583
引言 583
生物传感器的概述 584
定义 584
理想生物传感器的特征 584
分析方法 584
生物传感器的识别元件 585
抗体 586
酶 586
有特异结合性质的蛋白／多肽 587
核酸 587
细胞表面受体／糖蛋白、糖脂／糖原 588
全细胞 588
仿生材料 589
生物传感器的传导机制 589
电化学 590
质量 590
热学 592
光学 592
生物传感器的应用 594
用于环境监测的细菌生物传感器 594
用于食品的生物传感器 594
生物传感器在生物防御方面的应用 595
结束语 596
最新进展 597
基于病毒的生物传感器 597
基因工程荧光蛋白构建的生物传感器 597
纳米材料及其在生物传感器中的应用 600
推荐阅读 602
40．无菌或无外来污染的动物引言 603
灵活的薄膜隔离器 604
隔离器的一般设计方法 604
隔离器的初始安装 604
隔离器物质的输入 605
无菌隔离器的运行 606
隔离器中动物的饲养 608
无菌动物的微生物检测 608
与无菌动物相关的实验 609
无菌动物的复育 609
无菌畜牧 611
总结 611
推荐阅读 611
相关网站 611
41．微生物对金属的侵蚀 613
历史和意义 613
微生物生物被膜和微生物侵蚀 614
有氧侵蚀过程 615
无养侵蚀过程 617
有氧与无氧交替条件下的微生物侵蚀 618
微生物胞外酶造成的侵蚀 619
微生物引起的氢脆 619
其他微生物代谢产物造成的侵蚀 620
侵蚀过程中的电子传递 620
生物侵蚀的预防和控制 621
总结 622
致谢 622
推荐阅读 623
42．石油微生物学 626
引言 626
石油的生物降解和生物修复 627
海洋油污的微生物修复 628
石油污染泥土的生物修复 629
微生物与植物联合修复 630
硫化氢和其他硫化物的生物降解 630
挥发性有机化合物蒸汽的生物降解 631
小结 631
微生物在石油开采中的应用 631
利用微生物提高石油提取率 631
微生物去乳化 632
表面活性剂的其他应用 633
微生物石油降解产甲烷 633
油藏酸化的控制 634
微生物石油炼制及其生物过程 634
微生物脱硫与脱氮 635
微生物去金属 636
新化合物的生物合成 636
微生物加入与流出的生理机制 637
碳水化合物作为底物 637
微生物的趋向性 639
加入 639
细胞内的运输 640
流出 640
代谢 641
有氧烷烃的代谢 641
有氧芳香烃的代谢 641
无氧碳水化合物的代谢 641
推荐阅读 642
43．金属的炼制和生物冶金金属的微生物转化 645
能溶解金属的微生物 646
矿石中金属的微生物提取和生物冶金 647
嗜酸微生物与金属的相互作用 649
嗜酸微生物溶解金属的机制 651
后基因组时代的生物冶金 652
生物冶金微生物群落多样性分析 652
微生物溶解金属和生物修复的环境效应 656
总结 656
最新进展 657
推荐阅读 658
相关网站 658
44．工业用水处理 660
工业废水的生物处理 660
工业废水的特点 660
废水的好氧处理 662
活性污泥 662
曝气稳定池（ASB） 663
序批式反应器 664
生物转盘 664
悬浮和附着生长杂合系统 664
膜生物反应器 666
废水的厌氧处理 667
上流式厌氧污泥床 667
厌氧序批式反应器 669
厌氧膜生物反应器 669
厌氧和好氧耦合处理工艺 669
自然净化系统：湿地 670
生物与物理或化学耦合处理工艺 672
总结 672
最新进展 672
推荐阅读 675
相关网站 677
45．无传染性危害废水的处理公共供水系统产生的废水 679
处理后直接使用 680
处理后间接使用 681
未处理废水中的化学成分 681
天然水中的化学成分 681
饮用水中的化学成分 682
民用、商用以及工业废水的化学成分 682
雨水收集系统和渗透废水的化学成分 682
水收集系统中生物和非生物反应产生的化学组分 682
为控制废水的气味和腐蚀而加入到废水中的化学成分 682
废水处理后残留的化学成分的影响 683
废水处理等级 683
废水消毒的副产物 683
替代参数的使用 683
废水处理中新出现的化学成分 684
废水处理系统中纳米颗粒和纳米材料的潜在毒性 685
最新进展 685
推荐阅读 686
46．饮用水 687
引言 687
用于饮用水中微生物监测的指示菌 688
美国环保局饮用水法规 689
总则 689
美国总大肠杆菌标准（TCR） 689
地表水处理要求 690
地下水规则 690
其他国家的规则和指导方针 690
水源、水的处理和输送 691
水供给的来源 691
水的处理 691
水处理过程中的微生物 694
水输送系统 697
其他的水源 700
瓶装水 700
应急饮用水 700
水处理中使用端和输出端（POU/POE） 700
发展中国家的民用水处理 701
其他与水处理相关的议题 701
饮用水中微生物的多样性 701
水源的保护 701
国土的保护 703
总结 703
推荐阅读 703
相关网站 703
47．航天器上的微生物 705
行星保护（PP）政策与实践 705
微生物多样性研究的方法 707
航天器配置洁净室的特点 707
太空取样以及样品处理技术 708
基于培养的方法 708
不可培养微生物的评估 709
航天器及其表面生物负荷和生物多样性 709
航天器配置设施中微生物的群落分析 710
几个模拟太空航天器环境下分离的细菌的抗性特证 712
几次太空发射环境下的微生物群落结构 713
“顽强”细菌全基因组序列分析的意义 717
结语 717
推荐阅读 717
相关网站 718
48．生物战争 719
引言 719
历史回顾 720
公元前300～1925年 720
1925年～1990年 721
1990年和当代的发展 722
国际公约 723
1925年的日内瓦议定书 723
1972年的联合国公约 723
历史会议回顾 724
美国有关细菌战法律法令节选 724
当今有关细菌战的研究项目 725
当今的议题 727
基因工程 727
流行病学的数学模型 728
小规模冲突 728
恐怖主义 728
细菌战进攻与防守的研究 729
细菌战相关研究的保密性 729
查证细菌战碰到的问题 730
推荐阅读 730
索引 731