目录 1
1 绪论 1
1.1 环境微生物学的形成和发展 1
1.2 环境微生物学的研究对象和任务 2
1.2.1 环境微生物学的研究内容 2
1.2.2 学习环境微生物学的意义 3
1.3 微生物概述 3
1.3.1 微生物的定义 3
1.3.2 微生物的分类 4
1.3.3 微生物的命名 7
1.3.4 微生物的特点 7
2 病毒 11
2.1 病毒的特征和分类 11
2.1.1 病毒的特点 11
2.1.2 病毒的分类和命名 12
2.2 病毒的形态和结构 12
2.2.1 病毒的形态和大小 12
2.2.2 病毒的化学组成和结构 13
2.2.3 病毒的宿主 14
2.3 类病毒、拟病毒和朊病毒 15
2.3.1 类病毒（Viroid） 15
2.3.2 拟病毒（Virusoids） 15
2.3.3 朊病毒（Virino） 15
2.4 病毒的增殖过程 16
2.4.1 病毒的增殖过程 16
2.4.2 毒性噬菌体与温和噬菌体 17
2.5.2 病毒的培养基 18
2.5.3 动物病毒的空斑试验 18
2.5 病毒的培养和计数 18
2.5.1 病毒的培养特征 18
2.5.4 噬菌体的培养和测定 19
2.6 环境因子对病毒的影响和病毒的存活 19
2.6.1 物理因素的影响 19
2.6.2 化学因素的影响 20
2.6.3 病毒的存活 20
3.1.1 细菌的个体形态和大小 23
3 原核微生物 23
3.1 细菌 23
3.1.2 细菌的细胞结构 24
3.1.3 细菌的培养特征 30
3.1.4 细菌的物理化学性质 32
3.1.5 环境中常见的细菌种类 34
3.2 古菌 36
3.2.1 古菌的研究 36
3.2.2 古菌的特点 37
3.2.3 古菌的分类 37
3.2.4 古菌在生物界的特殊地位 39
3.3 放线菌 40
3.3.1 放线菌的形态和大小 40
3.3.2 放线菌的菌落形态 40
3.3.3 放线菌的生活史和繁殖 41
3.3.4 放线菌的主要类群 41
3.4.2 蓝细菌的分类 42
3.4.1 蓝细菌的特点 42
3.3.5 放线菌在自然界中的分布和在生产实际中的应用 42
3.4 蓝细菌 42
3.4.3 蓝细菌的分布与生态 43
3.5 其他原核微生物 43
3.5.1 螺旋体（Spirochaeta） 44
3.5.2 立克次氏体（Rickettsia） 44
3.5.3 衣原体（Chlamydia） 44
3.5.4 支原体（Mycoplasma） 44
4.1.1 原生动物的一般特征 47
4 真核微生物 47
4.1 原生动物 47
4.1.2 原生动物的分类及各纲简介 48
4.2 微型后生动物 52
4.2.1 轮虫 52
4.2.2 线虫 53
4.2.3 寡毛类 53
4.2.4 浮游甲壳动物 53
4.3.1 真核藻类的一般特征 54
4.3.2 藻类的分类及各门特征简介 54
4.3 真核藻类 54
4.3.3 藻类与环境保护 59
4.4 真菌 60
4.4.1 真菌的一般特点 60
4.4.2 真菌的分类 60
4.4.3 酵母菌 60
4.4.4 霉菌 62
4.4.5 伞菌 66
5.1.1 酶的概念 68
5.1.2 酶的催化特性 68
5 微生物的生理 68
5.1 生物生命活动的催化剂——酶 68
5.1.3 酶的组成 69
5.1.4 酶蛋白的结构 70
5.1.5 酶的活性中心和酶与底物结合的机理 71
5.1.6 酶的分类与命名 72
5.1.7 酶活力和影响酶活力的因素 74
5.2.1 微生物的化学组成 76
5.2 微生物的营养 76
5.2.2 微生物的营养物质和营养类型 77
5.2.3 微生物的培养基 79
5.2.4 微生物对底物进行代谢的过程 81
5.3 微生物的能量代谢 82
5.3.1 生物氧化 82
5.3.2 生物氧化的类型 83
5.4.2 化能自养型微生物的合成代谢 89
5.4.1 产甲烷菌的合成代谢 89
5.4 微生物的合成代谢 89
5.3.3 发光现象 89
5.4.3 光合作用 90
5.4.4 异养微生物的合成代谢 92
6 微生物的生长与环境因子的影响 94
6.1 微生物的生长 94
6.1.1 微生物生长繁殖的概念 94
6.1.2 微生物的培养方法和生长曲线 95
6.1.3 微生物生长曲线在废水微生物处理中的应用 98
6.1.4 微生物生长繁殖的测定 99
6.1.5 微生物的死亡及其测定 100
6.2 影响微生物生长的环境因子 101
6.2.1 温度 101
6.2.2 pH 104
6.2.3 氧化还原电位 105
6.2.4 溶解氧 105
6.2.5 辐射 106
6.2.6 水的活度与渗透压 107
6.2.8 若干有机物 109
6.2.7 重金属 109
6.2.9 抗生素 110
6.2.10 其他因素 111
7 微生物的遗传和变异 114
7.1 微生物的遗传和变异现象及其意义 114
7.1.1 微生物的遗传和变异 114
7.1.2 遗传和变异的意义 115
7.2 微生物的遗传 115
7.2.1 遗传和变异的物质基础——DNA 115
7.2.2 DNA的结构与复制 119
7.2.3 DNA的变性和复性 121
7.2.4 RNA及其作用 122
7.2.5 微生物生长与蛋白质合成 124
7.2.6 微生物的细胞分裂 125
7.3 微生物的变异 125
7.3.1 变异的实质 125
7.3.2 基因突变的特点和类型 125
7.3.3 基因重组 128
7.3.4 基因工程及在环境保护中的应用 130
8 微生物生态学 134
8.1 生态学原理 134
8.1.1 生态学的定义和研究内容 134
8.1.2 种群和群落 135
8.1.3 生态系统 136
8.1.4 生态平衡 138
8.1.5 微生物生态系统与微生物生态学 139
8.2 土壤中的微生物 139
8.2.2 微生物在土壤中的种类、数量和分布 140
8.2.1 土壤的生态条件 140
8.2.3 土壤自净和污染土壤微生物生态 142
8.3 空气中的微生物 143
8.3.1 空气的生态条件 143
8.3.2 空气微生物的来源、特点和种类 143
8.3.3 空气微生物的卫生标准及生物洁净技术 144
8.4 水体中的微生物 146
8.4.1 水体中的微生物群落 146
8.4.2 水体自净和污染水体的微生物生态 148
8.4.3 水体富营养化 152
8.5 微生物之间及其与动、植物间的相互关系 154
8.5.1 微生物之间的相互关系 154
8.5.2 微生物与高等植物之间的相互关系 156
8.5.3 微生物与人类和动物之间的相互关系 157
9 微生物在环境物质循环中的作用 160
9.1 自然界的物质循环 160
9.1.1 物质循环与生物 160
9.1.2 水循环是物质循环的核心 161
9.2.1 碳循环的过程 162
9.2 微生物与碳循环 162
9.2.2 微生物在碳循环过程中的作用 163
9.2.3 微生物对主要含碳化合物的转化和分解过程 163
9.3 微生物与氮循环 168
9.3.1 氮循环的过程 168
9.3.2 微生物在氮循环过程中的作用 169
9.4 微生物与硫循环 172
9.4.1 硫循环的过程 172
9.4.2 微生物在硫循环过程中的作用 172
9.5 微生物与磷循环 174
9.5.1 磷循环的过程 174
9.5.2 磷循环过程中微生物的作用 174
10 微生物与环境污染控制与治理 177
10.1 废水好氧生物处理中的微生物 177
10.1.1 好氧活性污泥法 177
10.1.2 好氧生物膜法 183
10.1.3 氧化塘 185
10.2.1 厌氧消化——甲烷发酵 186
10.2 厌氧生物处理中的微生物 186
10.2.2 光合细菌处理高浓度有机废水 187
10.2.3 含硫酸盐废水的厌氧处理 188
10.3 废水的脱氮和除磷 189
10.3.1 废水脱氮除磷的目的和意义 189
10.3.2 废水生物脱氮原理及工艺 189
10.3.3 废水生物除磷原理及工艺 190
10.4 有机固体废物处理中的微生物 192
10.4.1 堆肥法 193
10.4.2 卫生填埋法及渗滤液 194
10.5 废气生物处理中的微生物 194
10.5.1 废气的处理方法 194
10.5.2 含硫恶臭污染物及NH3、CO2的微生物处理 194
10.6 环境监测与微生物 196
10.6.1 水体污染的生物检验 196
10.6.2 利用微生物检测环境毒性的方法 196
10.7 环境生物修复技术与微生物 197
10.7.1 环境生物修复技术 197
10.7.2 环境生物修复技术的类型 198
10.7.3 环境生物修复中的微生物 199
10.7.4 环境生物修复的发展前景 200
11 微生物学新技术在环境领域中的应用 202
11.1 固定化技术 202
11.1.1 固定化酶和固定化微生物的定义和特点 202
11.1.2 酶的分离提纯 203
11.1.3 固定化方法 203
11.1.4 固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用 204
11.2.2 微生物絮凝剂的结构组成和化学本质 205
11.2 微生物絮凝剂 205
11.2.1 微生物絮凝剂的特点 205
11.2.3 微生物絮凝剂的絮凝机理 206
11.2.4 微生物絮凝剂的合成和应用 207
11.3 分子生物技术在环境领域中的应用 208
11.3.1 核酸探针和PCR技术 208
11.3.2 16S rDNA序列及其同源性的分析 209
11.3.3 生物芯片 210
12.2.2 实验材料与器皿 212
12.2.1 实验目的 212
12.2.3 普通光学显微镜的原理与结构 212
12 环境微生物学实验 212
12.2 光学显微镜的使用及原核生物的个体形态观察 212
12.1 实验须知 212
12.2.4 显微镜的使用 215
12.2.5 实验内容 215
12.2.6 思考题 215
12.3.5 思考题 216
12.3.4 实验方法和步骤 216
12.3.3 实验材料与器皿 216
12.3.2 实验原理 216
12.3.1 实验目的 216
12.3 真核微生物的个体形态观察 216
12.4 四大类微生物菌落形态的识别 217
12.4.1 实验目的 217
12.4.2 实验原理 217
12.4.3 实验材料与器皿 217
12.4.4 实验方法和步骤 217
12.5.2 实验原理 218
12.5.1 实验目的 218
12.4.5 思考题 218
12.5 微生物细胞的直接计数和细胞的显微测量 218
12.5.3 实验材料与器皿 219
12.5.4 实验方法和步骤 219
12.5.5 思考题 220
12.6 细菌的简单染色和革兰氏染色 220
12.6.1 实验目的 220
12.6.2 实验原理 220
12.6.3 实验材料与器皿 221
12.6.4 实验方法和步骤 221
12.6.5 注意事项 222
12.6.6 思考题 222
12.7 培养基的配制与灭菌 222
12.7.1 实验目的 222
12.7.2 实验原理 222
12.7.4 实验方法和步骤 223
12.7.3 实验材料与器皿 223
12.7.5 思考题 225
12.8 活性污泥中细菌的纯种分离和培养 225
12.8.1 实验目的 225
12.8.2 实验原理 226
12.8.3 实验材料与器皿 226
12.8.4 实验方法和步骤 226
12.9.2 实验材料与器皿 229
12.9.3 实验方法和步骤 229
12.9 纯培养菌体和菌落形态的观察 229
12.9.1 实验目的 229
12.8.5 思考题 229
12.9.4 思考题 230
12.10 细菌淀粉酶的测定 230
12.10.1 实验目的 230
12.10.2 实验材料与器皿 230
12.10.3 实验方法和步骤 230
12.11.3 实验材料与器皿 231
12.11.2 实验原理 231
12.11.4 实验方法和步骤 231
12.10.4 思考题 231
12.11.1 实验目的 231
12.11 细菌菌落总数的测定 231
12.11.5 思考题 233
12.12 大肠菌群的检测 233
12.12.1 实验目的 233
12.12.2 实验原理 233
12.12.3 实验材料与器皿 233
12.12.4 实验方法和步骤 233
12.12.5 思考题 235
附录 236
附录1 教学常用染色液的配制 236
附录2 常用染色方法 237
附录3 教学用培养基 238
附录4 大肠菌群检验表（MPN法） 241
主要参考文献 243