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微生物學(xué) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030202840
- 條形碼：9787030202840 ; 978-7-03-020284-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
微生物學(xué) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書系統(tǒng)介紹了微生物學(xué)的基本原理。全書除緒論外分為12章，依次闡述微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、微生物的營(yíng)養(yǎng)、繁殖、環(huán)境條件、微生物的代謝、遺傳與變異、微生物的生態(tài)與物質(zhì)轉(zhuǎn)化、感染和免疫、微生物的分類與鑒定、微生物與可持續(xù)發(fā)展。本書體系完整，內(nèi)容新穎，反映了微生物學(xué)科的現(xiàn)代發(fā)展水平。
微生物學(xué) 目錄
目錄
前言
**章 緒論 1
**節(jié) 微生物與微生物學(xué) 1
一、微生物 1
二、微生物學(xué) 3
第二節(jié) 微生物學(xué)的發(fā)展 4
一、微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 4
二、微生物學(xué)的未來(lái) 8
第三節(jié) 微生物與人類的關(guān)系 9
一、微生物與醫(yī)療保健 9
二、微生物與工業(yè)發(fā)展 9
三、微生物與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 10
四、微生物與環(huán)境保護(hù) 10
五、微生物學(xué)與基礎(chǔ)理論研究 10
復(fù)習(xí)思考題 11
第二章 原核微生物 12
**節(jié) 細(xì)菌 12
一、細(xì)菌的形態(tài)與大小 12
二、細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造與功能 14
三、細(xì)菌的繁殖 27
四、細(xì)菌的群體特征 28
五、真細(xì)菌的主要類型及代表屬 30
第二節(jié) 放線菌 36
一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造 37
二、放線菌的繁殖 39
三、放線菌的群體特征 40
四、放線菌的主要類群 40
第三節(jié) 古細(xì)菌 42
一、古細(xì)菌的發(fā)育與特點(diǎn) 42
二、青細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造與功能 44
三、古細(xì)菌的類型及其代表 45
第四節(jié) 藍(lán)細(xì)菌 47
一、藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 47
二、藍(lán)細(xì)菌的代表屬 49
第五節(jié) 其他原核微生物 50
一、立克次氏體 50
二、支原體 51
三、衣原體 51
復(fù)習(xí)思考題 52
第三章 真核微生物 53
**節(jié) 酵母菌 53
一、酵母菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 53
二、酵母菌的代謝 55
三、酵母菌的繁殖方式和生活史 55
四、酵母菌的菌落 58
五、常見酵母菌 58
第二節(jié) 絲狀真菌——霉菌 61
一、菌絲和菌絲體 61
二、霉菌的繁殖 63
三、霉菌的菌落 66
四、常見霉菌 67
第三節(jié) 黏菌 72
一、黏菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 72
二、黏菌的生活周期 73
三、黏菌的培養(yǎng) 74
第四節(jié) 原生動(dòng)物 75
一、形態(tài)與大小 75
二、結(jié)構(gòu) 75
三、原生動(dòng)物的分類 76
四、其他微型動(dòng)物 78
第五節(jié) 藻類 79
一、藻類的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 80
二、藻類的繁殖與生活周期 80
三、藻類的主要類型 81
第六節(jié) 常見大型真菌（擔(dān)子菌） 83
一、形態(tài)與生活周期 83
二、常見大型真菌 84
復(fù)習(xí)思考題 85
第四章 病毒和亞病毒 87
**節(jié) 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 88
一、病毒的大小與形態(tài) 88
二、病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成 90
三、病毒的包含體 98
第二節(jié) 病毒的復(fù)制 99
第三節(jié) 病毒的分類與命名 102
一、分類原則 102
二、命名規(guī)則 103
三、病毒分類系統(tǒng) 103
第四節(jié) 噬菌體 104
一、噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 105
二、噬菌體的步生長(zhǎng)曲線 106
三、烈性噬菌體的增值周期 107
四、溫和噬菌體的溶原性 111
五、噬菌體的危害及應(yīng)用 112
第五節(jié) 動(dòng)物病毒 113
一、脊椎動(dòng)物病毒 114
二、無(wú)脊椎動(dòng)物病毒 117
第六節(jié) 植物病毒 118
一、dsDNA病毒 119
二、ssDNA病毒 120
三、dsRNA病毒 120
四、(-)ssRNA和雙意基因組病毒 121
五、(+)RNA植物病毒 121
第七節(jié) 亞病毒 122
一、類病毒 122
二、朊病毒 124
三、擬病毒和衛(wèi)星RNA 126
復(fù)習(xí)思考題 127
第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng) 129
**節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 129
一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成 129
二、微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及功能 131
第二節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 137
一、光能無(wú)機(jī)白養(yǎng)型 138
二、光能有機(jī)異養(yǎng)型 139
三、化能無(wú)機(jī)白養(yǎng)型 139
四、化能有機(jī)異養(yǎng)型 140
第三節(jié) 微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式 140
一、單純擴(kuò)散 141
二、促進(jìn)擴(kuò)散 141
三、主動(dòng)運(yùn)輸 142
四、基團(tuán)轉(zhuǎn)位 143
五、膜泡運(yùn)輸 145
第四節(jié) 微生物的培養(yǎng)基 145
一、培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)原則和方法 145
二、培養(yǎng)基的類型 148
復(fù)習(xí)思考題 153
第六章 微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件 154
**節(jié) 微生物的個(gè)體與群體生長(zhǎng)和繁殖 154
一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)與繁殖 154
二、微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律 156
第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)與測(cè)定方法 158
一、微生物的培養(yǎng)方法 158
二、獲得純培養(yǎng)體的方法 161
三、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定方法 163
第三節(jié) 微生物生長(zhǎng)與環(huán)境 168
一、溫度 168
二、濕度、滲透壓與水活度 171
三、氧氣 172
四、氫離子濃度(pH) 173
五、輻射 173
六、化學(xué)殺菌劑與抑菌劑 174
七、表面張力 177
第四節(jié) 微生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性與抗性 177
一、微生物的趨向性 177
二、微生物對(duì)不良環(huán)境的抗性 178
第五節(jié) 有害微生物的控制 181
一、物理因素的控制 182
二、化學(xué)因素的控制 183
復(fù)習(xí)思考題 184
第七章 微生物的代謝 186
**節(jié) 微生物呼吸與能量代謝 186
一、化能異養(yǎng)型微生物的生物氧化與能量代謝——發(fā)酵與呼吸 187
二、化能白養(yǎng)型微生物的生物氧化與產(chǎn)能 199
三、光能微生物的能量代謝 200
第二節(jié) 微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解 203
一、多糖的分解 203
二、其他不含氮非糖物質(zhì)的分解 206
三、蛋白質(zhì)與氨基酸的分解 208
第三節(jié) 微生物細(xì)胞物質(zhì)的合成代謝 212
一、生物合成的三要素 212
二、糖的生物合成 215
三、甘油酯的生物合成 219
四、氨基酸與核苷酸的生物合成 221
五、核酸的生物合成 226
六、蛋白質(zhì)的生物合成 228
第四節(jié) 微生物的次級(jí)代謝 231
一、次級(jí)代謝與次級(jí)代謝產(chǎn)物 231
二、微生物的次級(jí)代謝類型 231
三、次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成 233
復(fù)習(xí)思考題 234
第八章 微生物的遺傳變異和育種 235
**節(jié) 微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 235
一、遺傳物質(zhì)DNA 236
二、遺傳物質(zhì)RNA 238
三、其他的遺傳物質(zhì) 239
第二節(jié) 微生物的基因及基因組結(jié)構(gòu) 239
一、基因的概念 239
二、基因組 240
第三節(jié) 質(zhì)粒與轉(zhuǎn)座因子 245
一、質(zhì)粒研究的概述 245
二、質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu) 246
三、質(zhì)粒的主要類型 247
四、轉(zhuǎn)座因子的主要類型和分子結(jié)構(gòu) 249
五、轉(zhuǎn)座因子的遺傳學(xué)效應(yīng)及應(yīng)用 251
第四節(jié) 微生物的基因重組 251
一、轉(zhuǎn)化 252
二、接合 254
三、轉(zhuǎn)導(dǎo) 256
四、原生質(zhì)體融合 259
五、有性雜交 261
六、準(zhǔn)性生殖 261
第五節(jié) 基因突變與微生物育種 263
一、基因突變 263
二、誘變育種 273
第六節(jié) 微生物基因工程 280
一、基因工程的概述 280
二、基因工程的基本途徑 281
三、基因工程的應(yīng)用及前景 285
第七節(jié) 菌種的退化、復(fù)壯與保藏 287
一、菌種的退化 287
二、菌種的復(fù)壯 289
三、菌種的保藏 290
四、菌種保藏機(jī)構(gòu) 294
復(fù)習(xí)思考題 294
第九章 微生物的生態(tài) 296
**節(jié) 自然環(huán)境中的微生物 296
一、土壤中的微生物 296
二、空氣中的微生物 301
三、水體中的微生物 302
第二節(jié) 微生物與微生物間的關(guān)系 305
一、互生關(guān)系 305
二、共生關(guān)系 306
三、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系 307
四、頡頏關(guān)系 307
五、寄生關(guān)系 308
六、捕食關(guān)系 309
第三節(jié) 微生韌與植物間的關(guān)系 309
一、微生物與植物的共生關(guān)系 310
二、微生物與植物的互生關(guān)系 318
三、微生物與植物間的寄生關(guān)系 318
第四節(jié) 微生物生態(tài)學(xué)研究方法 319
一、經(jīng)典微生物生態(tài)學(xué)研究方法 321
二、微生物分子生態(tài)學(xué)研究方法 324
復(fù)習(xí)思考題 327
第十章 微生物與物質(zhì)循環(huán) 329
**節(jié) 微生物在碳素循環(huán)中的作用 329
一、碳素循環(huán)的途徑 330
二、碳水化合物的分解 333
三、其他碳素化合物的分解與轉(zhuǎn)化 337
第二節(jié) 微生物在氮素循環(huán)中的作用 338
一、氮素循環(huán)的途徑 338
二、氨化作用 340
三、硝化作用 341
四、反硝化作用 343
第三節(jié) 微生物在硫、磷和鉀等元素循環(huán)中的作用 344
一、硫素的生物循環(huán) 344
二、磷素的生物循環(huán) 346
三、其他元素的生物循環(huán) 348
復(fù)習(xí)思考題 350
第十章 感染和免疫 351
**節(jié) 抗原 351
一、抗原的概念 351
二、抗原的特性 352
三、抗原的分類 356
四、微生物抗原 358
第二節(jié) 抗體 360
一、抗體的概念 360
二、抗體的基本結(jié)構(gòu) 361
三、抗體的分類 363
四、抗體形成的機(jī)制 365
第三節(jié) 抗原抗體反應(yīng) 368
一、抗體的制備 368
二、抗原抗體反應(yīng) 372
復(fù)習(xí)思考題 378
第十二章 微生物的進(jìn)化、系統(tǒng)發(fā)育和分類鑒定 380
**節(jié) 微生物的進(jìn)化和系統(tǒng)發(fā)育 380
一、生命的起源和微生物的進(jìn)化 380
二、進(jìn)化的測(cè)量指征 381
第二節(jié) 微生物的分類單元和命名 385
一、生物的分類單元 385
二、微生物的命名 388
第三節(jié) 微生物在生物界中的地位 389
一、生物的界級(jí)學(xué)說(shuō) 389
二、三域?qū)W說(shuō)和分類 393
第四節(jié) 微生物的分類系統(tǒng) 394
一、伯杰氏分類系統(tǒng) 394
二、Ainsworth等的分類系統(tǒng) 400
第五節(jié) 微生物的分類鑒定方法 402
一、微生物分類鑒定的依據(jù) 402
二、微生物分類鑒定中的方法 402
復(fù)習(xí)思考題 412
第十三章 微生物與可持續(xù)發(fā)展 413
**節(jié) 現(xiàn)代微生物學(xué)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì) 413
一、現(xiàn)代微生物學(xué)的意義 413
二、現(xiàn)代微生物學(xué)研究的特點(diǎn) 413
三、現(xiàn)代微生物學(xué)發(fā)展的分支學(xué)科 415
第二節(jié)微生物在人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的作用 415
一、微生物與生物制藥 416
二、微生物與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展 420
三、微生物與工業(yè)發(fā)展 424
四、微生物與傳統(tǒng)和新型能源開發(fā) 425
五、微生物與環(huán)境保護(hù) 434
六、生物傳感器與生物芯片 441
七、微生物新材料和生物計(jì)算機(jī) 444
復(fù)習(xí)思考題 445
主要參考文獻(xiàn) 446
前言
**章 緒論 1
**節(jié) 微生物與微生物學(xué) 1
一、微生物 1
二、微生物學(xué) 3
第二節(jié) 微生物學(xué)的發(fā)展 4
一、微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 4
二、微生物學(xué)的未來(lái) 8
第三節(jié) 微生物與人類的關(guān)系 9
一、微生物與醫(yī)療保健 9
二、微生物與工業(yè)發(fā)展 9
三、微生物與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 10
四、微生物與環(huán)境保護(hù) 10
五、微生物學(xué)與基礎(chǔ)理論研究 10
復(fù)習(xí)思考題 11
第二章 原核微生物 12
**節(jié) 細(xì)菌 12
一、細(xì)菌的形態(tài)與大小 12
二、細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造與功能 14
三、細(xì)菌的繁殖 27
四、細(xì)菌的群體特征 28
五、真細(xì)菌的主要類型及代表屬 30
第二節(jié) 放線菌 36
一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造 37
二、放線菌的繁殖 39
三、放線菌的群體特征 40
四、放線菌的主要類群 40
第三節(jié) 古細(xì)菌 42
一、古細(xì)菌的發(fā)育與特點(diǎn) 42
二、青細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造與功能 44
三、古細(xì)菌的類型及其代表 45
第四節(jié) 藍(lán)細(xì)菌 47
一、藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 47
二、藍(lán)細(xì)菌的代表屬 49
第五節(jié) 其他原核微生物 50
一、立克次氏體 50
二、支原體 51
三、衣原體 51
復(fù)習(xí)思考題 52
第三章 真核微生物 53
**節(jié) 酵母菌 53
一、酵母菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 53
二、酵母菌的代謝 55
三、酵母菌的繁殖方式和生活史 55
四、酵母菌的菌落 58
五、常見酵母菌 58
第二節(jié) 絲狀真菌——霉菌 61
一、菌絲和菌絲體 61
二、霉菌的繁殖 63
三、霉菌的菌落 66
四、常見霉菌 67
第三節(jié) 黏菌 72
一、黏菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 72
二、黏菌的生活周期 73
三、黏菌的培養(yǎng) 74
第四節(jié) 原生動(dòng)物 75
一、形態(tài)與大小 75
二、結(jié)構(gòu) 75
三、原生動(dòng)物的分類 76
四、其他微型動(dòng)物 78
第五節(jié) 藻類 79
一、藻類的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 80
二、藻類的繁殖與生活周期 80
三、藻類的主要類型 81
第六節(jié) 常見大型真菌（擔(dān)子菌） 83
一、形態(tài)與生活周期 83
二、常見大型真菌 84
復(fù)習(xí)思考題 85
第四章 病毒和亞病毒 87
**節(jié) 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 88
一、病毒的大小與形態(tài) 88
二、病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成 90
三、病毒的包含體 98
第二節(jié) 病毒的復(fù)制 99
第三節(jié) 病毒的分類與命名 102
一、分類原則 102
二、命名規(guī)則 103
三、病毒分類系統(tǒng) 103
第四節(jié) 噬菌體 104
一、噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 105
二、噬菌體的步生長(zhǎng)曲線 106
三、烈性噬菌體的增值周期 107
四、溫和噬菌體的溶原性 111
五、噬菌體的危害及應(yīng)用 112
第五節(jié) 動(dòng)物病毒 113
一、脊椎動(dòng)物病毒 114
二、無(wú)脊椎動(dòng)物病毒 117
第六節(jié) 植物病毒 118
一、dsDNA病毒 119
二、ssDNA病毒 120
三、dsRNA病毒 120
四、(-)ssRNA和雙意基因組病毒 121
五、(+)RNA植物病毒 121
第七節(jié) 亞病毒 122
一、類病毒 122
二、朊病毒 124
三、擬病毒和衛(wèi)星RNA 126
復(fù)習(xí)思考題 127
第五章 微生物的營(yíng)養(yǎng) 129
**節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 129
一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成 129
二、微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及功能 131
第二節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 137
一、光能無(wú)機(jī)白養(yǎng)型 138
二、光能有機(jī)異養(yǎng)型 139
三、化能無(wú)機(jī)白養(yǎng)型 139
四、化能有機(jī)異養(yǎng)型 140
第三節(jié) 微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式 140
一、單純擴(kuò)散 141
二、促進(jìn)擴(kuò)散 141
三、主動(dòng)運(yùn)輸 142
四、基團(tuán)轉(zhuǎn)位 143
五、膜泡運(yùn)輸 145
第四節(jié) 微生物的培養(yǎng)基 145
一、培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)原則和方法 145
二、培養(yǎng)基的類型 148
復(fù)習(xí)思考題 153
第六章 微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件 154
**節(jié) 微生物的個(gè)體與群體生長(zhǎng)和繁殖 154
一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)與繁殖 154
二、微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律 156
第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)與測(cè)定方法 158
一、微生物的培養(yǎng)方法 158
二、獲得純培養(yǎng)體的方法 161
三、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定方法 163
第三節(jié) 微生物生長(zhǎng)與環(huán)境 168
一、溫度 168
二、濕度、滲透壓與水活度 171
三、氧氣 172
四、氫離子濃度(pH) 173
五、輻射 173
六、化學(xué)殺菌劑與抑菌劑 174
七、表面張力 177
第四節(jié) 微生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性與抗性 177
一、微生物的趨向性 177
二、微生物對(duì)不良環(huán)境的抗性 178
第五節(jié) 有害微生物的控制 181
一、物理因素的控制 182
二、化學(xué)因素的控制 183
復(fù)習(xí)思考題 184
第七章 微生物的代謝 186
**節(jié) 微生物呼吸與能量代謝 186
一、化能異養(yǎng)型微生物的生物氧化與能量代謝——發(fā)酵與呼吸 187
二、化能白養(yǎng)型微生物的生物氧化與產(chǎn)能 199
三、光能微生物的能量代謝 200
第二節(jié) 微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解 203
一、多糖的分解 203
二、其他不含氮非糖物質(zhì)的分解 206
三、蛋白質(zhì)與氨基酸的分解 208
第三節(jié) 微生物細(xì)胞物質(zhì)的合成代謝 212
一、生物合成的三要素 212
二、糖的生物合成 215
三、甘油酯的生物合成 219
四、氨基酸與核苷酸的生物合成 221
五、核酸的生物合成 226
六、蛋白質(zhì)的生物合成 228
第四節(jié) 微生物的次級(jí)代謝 231
一、次級(jí)代謝與次級(jí)代謝產(chǎn)物 231
二、微生物的次級(jí)代謝類型 231
三、次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成 233
復(fù)習(xí)思考題 234
第八章 微生物的遺傳變異和育種 235
**節(jié) 微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 235
一、遺傳物質(zhì)DNA 236
二、遺傳物質(zhì)RNA 238
三、其他的遺傳物質(zhì) 239
第二節(jié) 微生物的基因及基因組結(jié)構(gòu) 239
一、基因的概念 239
二、基因組 240
第三節(jié) 質(zhì)粒與轉(zhuǎn)座因子 245
一、質(zhì)粒研究的概述 245
二、質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu) 246
三、質(zhì)粒的主要類型 247
四、轉(zhuǎn)座因子的主要類型和分子結(jié)構(gòu) 249
五、轉(zhuǎn)座因子的遺傳學(xué)效應(yīng)及應(yīng)用 251
第四節(jié) 微生物的基因重組 251
一、轉(zhuǎn)化 252
二、接合 254
三、轉(zhuǎn)導(dǎo) 256
四、原生質(zhì)體融合 259
五、有性雜交 261
六、準(zhǔn)性生殖 261
第五節(jié) 基因突變與微生物育種 263
一、基因突變 263
二、誘變育種 273
第六節(jié) 微生物基因工程 280
一、基因工程的概述 280
二、基因工程的基本途徑 281
三、基因工程的應(yīng)用及前景 285
第七節(jié) 菌種的退化、復(fù)壯與保藏 287
一、菌種的退化 287
二、菌種的復(fù)壯 289
三、菌種的保藏 290
四、菌種保藏機(jī)構(gòu) 294
復(fù)習(xí)思考題 294
第九章 微生物的生態(tài) 296
**節(jié) 自然環(huán)境中的微生物 296
一、土壤中的微生物 296
二、空氣中的微生物 301
三、水體中的微生物 302
第二節(jié) 微生物與微生物間的關(guān)系 305
一、互生關(guān)系 305
二、共生關(guān)系 306
三、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系 307
四、頡頏關(guān)系 307
五、寄生關(guān)系 308
六、捕食關(guān)系 309
第三節(jié) 微生韌與植物間的關(guān)系 309
一、微生物與植物的共生關(guān)系 310
二、微生物與植物的互生關(guān)系 318
三、微生物與植物間的寄生關(guān)系 318
第四節(jié) 微生物生態(tài)學(xué)研究方法 319
一、經(jīng)典微生物生態(tài)學(xué)研究方法 321
二、微生物分子生態(tài)學(xué)研究方法 324
復(fù)習(xí)思考題 327
第十章 微生物與物質(zhì)循環(huán) 329
**節(jié) 微生物在碳素循環(huán)中的作用 329
一、碳素循環(huán)的途徑 330
二、碳水化合物的分解 333
三、其他碳素化合物的分解與轉(zhuǎn)化 337
第二節(jié) 微生物在氮素循環(huán)中的作用 338
一、氮素循環(huán)的途徑 338
二、氨化作用 340
三、硝化作用 341
四、反硝化作用 343
第三節(jié) 微生物在硫、磷和鉀等元素循環(huán)中的作用 344
一、硫素的生物循環(huán) 344
二、磷素的生物循環(huán) 346
三、其他元素的生物循環(huán) 348
復(fù)習(xí)思考題 350
第十章 感染和免疫 351
**節(jié) 抗原 351
一、抗原的概念 351
二、抗原的特性 352
三、抗原的分類 356
四、微生物抗原 358
第二節(jié) 抗體 360
一、抗體的概念 360
二、抗體的基本結(jié)構(gòu) 361
三、抗體的分類 363
四、抗體形成的機(jī)制 365
第三節(jié) 抗原抗體反應(yīng) 368
一、抗體的制備 368
二、抗原抗體反應(yīng) 372
復(fù)習(xí)思考題 378
第十二章 微生物的進(jìn)化、系統(tǒng)發(fā)育和分類鑒定 380
**節(jié) 微生物的進(jìn)化和系統(tǒng)發(fā)育 380
一、生命的起源和微生物的進(jìn)化 380
二、進(jìn)化的測(cè)量指征 381
第二節(jié) 微生物的分類單元和命名 385
一、生物的分類單元 385
二、微生物的命名 388
第三節(jié) 微生物在生物界中的地位 389
一、生物的界級(jí)學(xué)說(shuō) 389
二、三域?qū)W說(shuō)和分類 393
第四節(jié) 微生物的分類系統(tǒng) 394
一、伯杰氏分類系統(tǒng) 394
二、Ainsworth等的分類系統(tǒng) 400
第五節(jié) 微生物的分類鑒定方法 402
一、微生物分類鑒定的依據(jù) 402
二、微生物分類鑒定中的方法 402
復(fù)習(xí)思考題 412
第十三章 微生物與可持續(xù)發(fā)展 413
**節(jié) 現(xiàn)代微生物學(xué)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì) 413
一、現(xiàn)代微生物學(xué)的意義 413
二、現(xiàn)代微生物學(xué)研究的特點(diǎn) 413
三、現(xiàn)代微生物學(xué)發(fā)展的分支學(xué)科 415
第二節(jié)微生物在人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的作用 415
一、微生物與生物制藥 416
二、微生物與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展 420
三、微生物與工業(yè)發(fā)展 424
四、微生物與傳統(tǒng)和新型能源開發(fā) 425
五、微生物與環(huán)境保護(hù) 434
六、生物傳感器與生物芯片 441
七、微生物新材料和生物計(jì)算機(jī) 444
復(fù)習(xí)思考題 445
主要參考文獻(xiàn) 446
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微生物學(xué) 節(jié)選
**章 緒論 **節(jié) 微生物與微生物學(xué) 一、微生物 微生物（microorganismtmicrobe）是對(duì)所有形體微小、結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的低等生物的統(tǒng)稱。 （一）微生物的主要類群 微生物的類群十分龐雜，按其結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及生活習(xí)性等差異可分成三大類，即真核微生物、原核微生物和非細(xì)胞微生物。 真核微生物細(xì)胞核的分化程度較高，有核膜、核仁和染色體；胞質(zhì)內(nèi)有完整的細(xì)胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體及線粒體等）。屬于真核微生物的有真菌（酵母菌、霉菌、草菌）、單細(xì)胞藻類和原生動(dòng)物等。 原核微生物的細(xì)胞核分化程度低，僅有原始核質(zhì)，沒有核膜與核仁；細(xì)胞器不很完善。這類微生物種類眾多，有細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、立克次氏體、支原體、衣原體及古細(xì)菌等。 非細(xì)胞微生物沒有典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，亦無(wú)產(chǎn)生能量的酶系統(tǒng)，只能在活細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)繁殖。病毒和亞病毒屬于此類型微生物。 由于它們的形體簡(jiǎn)單微小、生物學(xué)特性比較接近、研究方法及生產(chǎn)應(yīng)用相似，因此把它們都?xì)w于微生物學(xué)研究的對(duì)象。 （二）微生物的特點(diǎn) 微生物具有生物的共同特點(diǎn)：基本組成單位是細(xì)胞（病毒除外）主要化學(xué)成分都含有蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類等新陳代謝等生理活動(dòng)相似；受基因控制的遺傳機(jī)制相同；都有繁殖能力等。但微生物由于其形體都極其微小，困而導(dǎo)致了一系列特有的共同點(diǎn)體積小，面積大吸收多，轉(zhuǎn)化快生長(zhǎng)旺，繁殖快適應(yīng)強(qiáng)，易變異分布廣，種類多。這五大共性在理論和實(shí)踐上都有極其重要的意義。 1.體積小、面積大 這一特點(diǎn)是微生物與其他生物相區(qū)別的關(guān)鍵，也是其他四個(gè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)。微生物的個(gè)體都相當(dāng)微小，測(cè)量其大小通常用微米（μm）或納米（nm）為單位。因此人們用肉眼一般不能直接看到，必須借助于顯微鏡將其放大幾百倍、幾千倍甚至上萬(wàn)倍才能看清楚，有些微生物如病毒用普通的光學(xué)顯微鏡也無(wú)法看到，只能用電子顯微鏡將它們放大幾萬(wàn)倍甚至十幾萬(wàn)倍才能看清。微生物體積小，相對(duì)比表面積就大。這里所說(shuō)的比表面積，指某一物體單位體積所占有的表面積，即：比表面積=表面積/體積。那么物體的體積越小，其比表面積就越大。若設(shè)人體比表面積為lt則與人體等重的大腸桿菌的比表面積為人的30萬(wàn)倍。有人估算，乳酸桿菌的比表面積為12萬(wàn)，雞蛋為1.5t而90kg體重的人只有0.3。 由于微生物的這一基本特點(diǎn)，使微生物必然有一個(gè)巨大的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收面、代謝物質(zhì)的排泄面和環(huán)境信息的交換面。由此可見，體積小、面積大這一特點(diǎn)賦予了它們其余四個(gè)特點(diǎn)。 2.吸收多、轉(zhuǎn)化快 微生物大的表面積必然具有強(qiáng)的接受環(huán)境信息、物質(zhì)和能量交換的能力，為微生物生物量的積累和代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，在適宜條件下大腸桿菌每小時(shí)可消耗其自身重量2000倍的糖，乳酸細(xì)菌每小時(shí)可產(chǎn)生自身重1000倍的乳酸。1個(gè)500kg重的乳牛24h生產(chǎn)的蛋白質(zhì)約1kg，同樣重量的酵母24h生產(chǎn)500000kg蛋白質(zhì)。 微生物的高效率的吸收轉(zhuǎn)化能力具有極大的應(yīng)用價(jià)值，即在自然界和人類實(shí)踐中更好地發(fā)揮其超小型"活的化工廠"的作用。 3.生長(zhǎng)旺、繁殖快 微生物具有極高的生長(zhǎng)和繁殖速度，是高等動(dòng)植物無(wú)法比擬的。如在適宜的條件下大腸桿菌細(xì)胞分裂一次僅需20min，那么24h就能繁殖72代，這時(shí)，由原來(lái)的1個(gè)細(xì)胞可繁殖到4.722×1021個(gè)，重量可達(dá)4.722×106kg.細(xì)菌的繁殖速度比植物繁殖速度快500倍、比動(dòng)物繁殖速度快2000倍。但是這必須以足夠的營(yíng)養(yǎng)、雪間和適宜的環(huán)境等條件為前提，而實(shí)際生產(chǎn)中由于受到營(yíng)養(yǎng)、空間和代謝產(chǎn)物等條件的限制，微生物以幾何級(jí)數(shù)分裂速度只能維持?jǐn)?shù)小時(shí)。困而在液體培養(yǎng)中，細(xì)菌細(xì)胞的濃度一般僅達(dá)108-109個(gè)/mL。 微生物的快速繁殖能力在工業(yè)發(fā)酵上可太太提高生產(chǎn)效率，在科學(xué)研究中可以縮短科研周期。當(dāng)然，必須注意防止一些危害人、畜和農(nóng)作物的病原微生物及會(huì)使物品霉腐變質(zhì)的有害微生物。 4.適應(yīng)強(qiáng)、易變異 微生物具有極其靈活的適應(yīng)性，這也是動(dòng)植物無(wú)法比擬的。在長(zhǎng)期的生物進(jìn)化過(guò)程中，為了適應(yīng)多變的環(huán)境條件，微生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化中產(chǎn)生了許多靈活的代謝調(diào)控機(jī)制，可產(chǎn)生多種誘導(dǎo)酶，使之具有極強(qiáng)的抗逆性。微生物對(duì)環(huán)境條件尤其是惡劣的"極端環(huán)境"（如高溫、低溫、高酸、高堿、高鹽、高輻射、高壓、高毒等）的適應(yīng)能力是極為驚人的，堪稱生物界之*。例如，海洋深處的某些硫細(xì)菌可在100"C以上的高溫下正常生長(zhǎng)，某些嗜鹽細(xì)菌能在32%的鹽水中正；顒(dòng)等等。 微生物個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易受環(huán)境條件影響，加之具有繁殖快、數(shù)量多，即使變異頻率極低，也可在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大量變異后代，它撈及諸如形態(tài)結(jié)構(gòu)、代謝途徑、生理類型、各種抗性及代謝產(chǎn)物的變異等，利用這一變異選育優(yōu)良的菌種比較方便。例如，青霉素生產(chǎn)菌（Penicillium chrysogenum）在1943年每毫升青霉素發(fā)酵液僅20單位青霉素，至20世紀(jì)80年代由于各國(guó)微生物育種工作者的努力和發(fā)酵條件的改善，新的生產(chǎn)用菌株產(chǎn)青霉素的能力不斷提高，每毫升發(fā)酵液已超過(guò)5萬(wàn)單位，有的接近10萬(wàn)單位。當(dāng)然，事物總是一分為二的。微生物易變異的特性在某些方面對(duì)人類也有較大的危害。當(dāng)年青霉素對(duì)金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的*低抑制濃度為0.02μg/mL，因變異使耐藥性菌株的耐藥性比原始菌株高1萬(wàn)倍。這種耐藥性的產(chǎn)生使原本已經(jīng)得到控制的相應(yīng)傳染病變得無(wú)藥可治。而各種優(yōu)良菌株的生產(chǎn)性狀的退化使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 5.分布廣、種類多 微生物因其體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，可以達(dá)到"無(wú)孔不入"的地步。它可以生活在動(dòng)、植物體內(nèi)外，土壤、大氣、冰川、海底、鹽湖、沙漠、酸性礦水利巖層，甚至油井下，不同的生態(tài)環(huán)境中形成了特有的生理類群。 微生物的種類繁多，迄今為止，我們所知道的微生物約有20萬(wàn)種，其中包括原核微生物3500種，病毒4000種，真菌9萬(wàn)種，原生動(dòng)物和藻類10萬(wàn)種。有人估計(jì)目前已知的種類只占地球上實(shí)際存在的微生物總數(shù)的10%，為人類進(jìn)一步開發(fā)利用微生物資源提供了廣闊的些間。隨著分離培養(yǎng)方法的改進(jìn)和研究工作的不斷深入，微生物新種、新屬、新科，甚至新目、新綱不斷被發(fā)現(xiàn)，例如，微生物中較易培養(yǎng)的大型微生物一一真菌，至今每年還以發(fā)現(xiàn)約1500個(gè)新種的速度增加。 微生物的多樣性除了物種的多樣性以外，還體現(xiàn)在生理代謝類型、代謝產(chǎn)物、生態(tài)類型及遺傳基因的多樣性方面。因此，微生物資源是極其豐富的。 （三）微生物在生物界的分類地位 在發(fā)現(xiàn)和研究微生物之前，林奈（1707～1778）進(jìn)行了生物分類工作，他將所有的生物分為植物界和動(dòng)物界。但人們發(fā)現(xiàn)了微生物之后，由于藻類有細(xì)胞壁，能進(jìn)行光合作用，被歸于植物界.原生動(dòng)物無(wú)細(xì)胞壁，能運(yùn)動(dòng)，不進(jìn)行光合作用，被歸于動(dòng)物界。 隨著人們對(duì)微生物認(rèn)識(shí)的逐步深人，從兩界系統(tǒng)經(jīng)歷過(guò)三界系統(tǒng)、四界系統(tǒng)、五界系統(tǒng)甚至六界系統(tǒng)，直到1977年，我國(guó)學(xué)者王大相等提出將所有生物分為六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界和動(dòng)物界。微生物分屬于病毒界、原核生物界、真核原生生物界和真菌界。 而到了20世紀(jì)90年代，美國(guó)Woese等根據(jù)16S rRNA基因序列的比較，將生物分為3域（domain）：細(xì)菌域（Bacteria）、古細(xì)菌域（Archaea）和真核生物域（Eukarya）。細(xì)菌域包括細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌和各種除古細(xì)菌以外的其他原核生物，古細(xì)菌域包括嗜泉古細(xì)菌界、廣域古細(xì)菌界和初生古細(xì)菌界，真核生物域包括真菌、原生動(dòng)物、動(dòng)物和植物。除動(dòng)物和植物外，其他絕大多數(shù)生物都屬于微生物范疇，可見微生物在生物界中占有極為重要的地位。 二、微生物學(xué) 微生物學(xué)（microbiology）是生物學(xué)的一個(gè)分支，它是研究微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)。是在群體、細(xì)胞或分子水平上研究微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動(dòng)的基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)和生物工程等領(lǐng)域。 （一）微生物學(xué)的任務(wù) 由于微生物學(xué)是研究微生物及其生命活動(dòng)的規(guī)律，研究它們與人類的關(guān)系，其根本任務(wù)就是發(fā)掘、利用和改善有益微生物，控制、消滅或改造有害微生物，造福人類，為人類社會(huì)的進(jìn)步服務(wù)。 （二）微生物學(xué)的分支學(xué)科 微生物學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)，據(jù)研究對(duì)象與任務(wù)的不同，已經(jīng)分化出大量的分支學(xué)科。現(xiàn)簡(jiǎn)單歸為以幾類： （1）根據(jù)研究對(duì)象的類群可分為：細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)、藻類學(xué)和原生動(dòng)物學(xué)以及自養(yǎng)菌生物學(xué)和厭氧菌生物學(xué)等。 （2）根據(jù)研究微生物生命活動(dòng)的基本規(guī)律可分為：總學(xué)科為普通微生物學(xué)，其分支學(xué)科有微生物形態(tài)學(xué)、微生物分類學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物生物化學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、微生物資源學(xué)、微生物細(xì)胞生物學(xué)及分子微生物學(xué)等。 （3）根據(jù)微生物的應(yīng)用領(lǐng)域可分為：總學(xué)科為應(yīng)用微生物學(xué)，其分支學(xué)科有工業(yè)微生物學(xué)、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、石油微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、藥用微生物學(xué)、診斷微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)、衛(wèi)生微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、乳品微生物學(xué)及抗生素學(xué)等。 （4）根據(jù)微生物所處的生態(tài)環(huán)境可分為：環(huán)境微生物學(xué)、土壤微生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、水生微生物學(xué)、地質(zhì)微生物學(xué)、宇宙微生物學(xué)及微生態(tài)學(xué)等。 此外，微生物學(xué)與其他學(xué)科之間的交叉、融合又形成了一些新的學(xué)科，如分析微生物學(xué)、化學(xué)微生物學(xué)、微生物信息學(xué)、微生物地球化學(xué)、微生物化學(xué)分類學(xué)、微生物數(shù)恒分類學(xué)、微生物生物工程學(xué)及微生物基因組學(xué)等。 第二節(jié) 微生物學(xué)的發(fā)展 一、微生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 微生物學(xué)的發(fā)展史可分為5個(gè)時(shí)期，即史前期、初創(chuàng)期、奠基期、發(fā)展期和成熟期。 （一）史前期（約8000年前至1676年） 史前期是人類還未見到微生物個(gè)體之前的一段漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期。當(dāng)時(shí)人類雖然未見到微生物個(gè)體，卻自發(fā)地與微生物頻繁地打交道，并根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)在實(shí)踐中開展利用有益微生物和防治有害微生物的活動(dòng)。但只是長(zhǎng)期停留在實(shí)踐的低水平的應(yīng)用階段。 我國(guó)人民在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。早在4000～5000年前的"龍山文化"時(shí)期己能用谷物制酒，發(fā)明了制曲釀酒工藝。公元前17世紀(jì)（殷商時(shí)期）就有酒、盟等的記載，表明當(dāng)時(shí)釀酒業(yè)已比較發(fā)達(dá)。釀酒的復(fù)式發(fā)酵法是我國(guó)古代勞動(dòng)人民的一大發(fā)明，馳名世界的我國(guó)黃酒（善釀等）和白酒（茅臺(tái)等），均是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而產(chǎn)生的。直到19世紀(jì)未，歐洲人才研究了這種方法，稱之為"淀粉發(fā)酵法"。制作紅曲是我國(guó)勞動(dòng)人民的又一項(xiàng)重大發(fā)明，紅曲是我國(guó)的特產(chǎn)，不僅是一種元害的食品原料，還可人藥。兩千年前，我國(guó)已能利用微生物制醋、做醬。微生物方法制醬為我國(guó)首創(chuàng)，日本人木下淺吉的《實(shí)用醬油釀造法》一書，說(shuō)明日本人制醬方法*初是由我國(guó)傳人的。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)勞動(dòng)人民一直利用鹽臘、糖漬、煙熏、風(fēng)干等方法保存食品，都是利用抑制微生物生長(zhǎng)繁殖來(lái)防止食品腐爛變質(zhì)的有效措施。 北魏（公元386～534年）賈思想的《齊民要術(shù)》是我國(guó)*古老、*完整的一部農(nóng)書，也是微生物發(fā)展史上的重要經(jīng)典著作，書中已有制醋、做醬等方法的詳細(xì)記載，并記述了不同的輪作方式，強(qiáng)調(diào)豆類和谷類作物的輪作制。前漢后期（公元前1世紀(jì)）的《淚勝之書》，已提到瓜類和小豆間作的種植方法。到18世紀(jì)30年代西方才開始使用輪作制，起碼要比中國(guó)晚一千多年，這是我國(guó)人民的創(chuàng)造。 對(duì)防治疾病，春秋時(shí)代的名醫(yī)扁鵲主張"防重于治"！蹲髠鳌分杏浻杏冕劸莆⑸镏委煾篂a的方法。魯襄公（公元前556年）時(shí)，已知道狂犬病來(lái)源于瘋狗，重視驅(qū)逐瘋狗預(yù)防狂犬病。漢朝（公元前206～公元220年）進(jìn)一步記述了狂犬病的主要特征與發(fā)病季節(jié) 。公元3世紀(jì)便有"取腦（瘋狗腦）傅之"的描述，與現(xiàn)代防治狂犬病的
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