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第一章 绪论1

第一节 微生物及微生物学1

一、微生物的定义1

二、微生物的特点2

三、微生物与人类的生存与发展6

四、微生物学8

第二节 微生物学的发展及应用10

一、微生物学的发展简史10

二、微生物学对生命科学的贡献15

三、微生物与21世纪产业18

第三节 微生物与环境科学23

一、环境微生物学的研究对象及任务23

二、环境生物技术25

第二章 环境中的原核微生物30

第一节 真细菌30

一、细菌的大小与形态30

二、细菌的结构35

三、细菌的繁殖49

四、细菌的培养特征50

五、细菌的物理化学性质51

六、环境工程中常见的细菌种属53

第二节 古菌55

一、古菌的细胞结构55

二、古菌的特点56

三、古菌的分类57

第三节 蓝细菌60

一、蓝细菌的形态特征60

二、蓝细菌的繁殖方式61

三、蓝细菌的分类61

四、蓝细菌的危害62

五、蓝细菌的检测63

第四节 放线菌63

一、放线菌的形态和大小64

二、放线菌的菌落特征65

三、放线菌的繁殖66

四、放线菌的代表属66

第三章 环境中的真核微生物68

第一节 原生动物68

一、原生动物的一般特征68

二、原生动物的营养类型71

三、原生动物的繁殖72

四、原生动物的分类及各纲简介73

五、原生动物的胞囊79

第二节 微型后生动物80

一、轮虫80

二、线虫81

三、寡毛类动物82

四、浮游甲壳动物82

五、苔藓虫、羽苔虫83

第三节 藻类83

一、藻的形态与结构83

二、藻的繁殖与生活周期84

三、引发赤潮与水华的藻类84

第四节 真菌88

一、酵母菌（yeast）89

二、霉菌（mould,mold）95

第四章 非细胞微生物——病毒111

第一节 病毒的一般特征及其分类111

一、病毒的类型112

二、病毒的分类114

第二节 病毒的形态和结构114

一、病毒的形态114

二、病毒的大小115

三、病毒的化学组成117

四、病毒的结构120

第三节 病毒的增殖123

一、吸附（adsorption）124

二、侵入（penetration）与脱壳（encoating）124

三、复制（replication）125

四、装配（assembly）127

五、释放（release）127

六、病毒增殖的细胞效应128

七、病毒的异常增殖131

第四节 病毒对物理、化学因素的抵抗力132

一、病毒对物理因素的抵抗力132

二、病毒对化学因素的抵抗力133

三、病毒对抗菌物质的抵抗力134

第五节 环境中的病毒及病毒的应用134

一、病毒在环境中的存活134

二、污水处理过程中对病毒的去除效果135

三、病毒的应用及危害135

第五章 微生物的营养138

第一节 微生物的营养元素138

一、微生物细胞的元素组成138

二、微生物细胞中的物质组成139

三、微生物的营养物质139

第二节 微生物的营养类型144

一、光能无机营养（光能自养）型（photoautotrophic）144

二、光能有机营养（光能异养）型（photoheterotrophic）145

三、化能自养（无机营养）型（chemoautotrophic）145

四、化能有机营养（化能异养）型（chemoheterotroph）145

第三节 微生物对营养物的吸收146

一、单纯扩散（simple diffusion）147

二、促进扩散（facilitated diffusion）149

三、主动运输（active transport）150

四、基团转位（group translocation）152

五、微生物对营养物的各种吸收方式比较153

第四节 微生物的培养基154

一、培养基的分类155

二、培养基的选择157

三、培养基的设计158

四、培养条件的控制158

第五节 微生物的分离和纯化159

一、原理160

二、微生物的接种160

三、微生物的分离纯化162

四、二元培养与共培养164

五、分批培养与连接培养165

六、同步培养167

第六章 微生物的繁殖与生存因子169

第一节 微生物个体与群体的生长和繁殖169

一、微生物的个体生长与繁殖169

二、微生物的群体生长规律172

第二节 微生物生长量的测定176

一、直接计数法（又称全数法）177

二、活菌计数法（又称间接计数法）178

三、细胞物质量测定法179

第三节 微生物的生长与环境180

一、温度180

二、氢离子浓度（pH）184

三、湿度、渗透压与水活度185

四、氧和氧化还原电位185

五、氧以外的其他气体187

六、辐射187

七、超声波188

八、消毒、杀菌剂与化学疗剂188

第四节 微生物对环境的适应与抗性191

一、微生物的趋向性191

二、微生物的抗逆性192

第五节 菌种的退化、复壮与保藏194

一、菌种的退化（degeneration）194

二、菌种的复壮197

三、菌种的保藏199

第七章 微生物的酶204

第一节 酶的组成与结构204

一、酶的组成204

二、酶蛋白的结构205

三、酶的活性中心205

四、酶的辅助因子207

五、酶的催化特性210

六、酶的分类与命名212

第二节 酶的理化性质214

一、酶的化学本质214

二、酶蛋白的胶体性质和溶解度214

三、酶蛋白的带电性和电泳215

四、酶蛋白的颜色反应218

五、酶蛋白的紫外光吸收219

六、酶蛋白的变性219

第三节 酶的分离纯化219

一、酶的分离与纯化220

二、酶蛋白相对分子质量的测定224

第四节 酶的活力测定228

一、酶活力、活力单位和测定条件228

二、比活力229

三、酶的转换数（Kcat）229

四、酶反应的初速度229

五、酶活力的联合测定法230

六、影响酶活力的因素231

第八章 微生物的代谢236

第一节 多糖的细胞外分解236

一、淀粉的酶促水解236

二、纤维素的酶促水解237

三、二糖的酶促水解238

第二节 微生物的无氧呼吸238

一、代谢与呼吸作用的关系239

二、代谢与呼吸类型240

三、发酵（fermentation）240

四、无氧呼吸（anaerobic respiration）247

第三节 微生物有氧呼吸249

一、三羧酸（TCA）循环249

二、三羧酸循环的生理学意义255

第四节 微生物的氧化磷酸化作用256

一、氧化磷酸化过程中的电子传递257

二、氧化磷酸化261

三、氧化磷酸化作用机制265

第五节 微生物的合成代谢266

一、产甲烷菌的合成代谢266

二、化能自养型微生物的合成代谢267

三、光合作用268

四、微生物固氮作用271

第九章 微生物的遗传和变异275

第一节 微生物的遗传276

一、遗传和变异的物质基础——核酸276

二、微生物遗传物质的存在形式279

三、基因及表达283

四、微生物的遗传特性284

第二节 微生物的变异287

一、变异的实质——基因突变287

二、突变的类型288

三、基因突变的特点289

四、突变的机制290

五、Ames试验297

第三节 基因重组300

一、原核微生物的基因重组301

二、真核微生物的基因重组306

第四节 遗传工程技术及应用308

一、基因工程的特点308

二、基因工程的主要工具308

三、基因工程的基本操作311

四、遗传工程技术在环境保护中的应用313

第十章 微生物生态319

第一节 微生物生态系统320

一、微生物生态的基本概念320

二、微生物生态系统的构成322

三、微生物生态系统内的种间关系323

四、微生物生态系统的种群多样性324

五、微生物生态系统内的稳定性325

六、微生物生态群落的演替326

七、微生物群落中的遗传交流327

八、微生物生态学研究方法328

第二节 微生物生态系统的功能329

一、碳循环330

二、氮循环331

三、磷循环332

四、硫循环333

五、其他元素循环335

第三节 微生物生态系统的分类336

一、土壤微生物生态336

二、水体微生物生态339

三、空气微生物生态343

四、极端环境的微生物344

第十一章 环境工程中的微生物技术348

第一节 有机污染物的微生物降解与转化348

第二节 微生物技术在污水处理中的应用361

一、废水生物处理简介362

二、废水生物处理的机制363

三、好氧废水生物处理363

四、厌氧废水生物处理366

五、废水生物脱氮处理369

六、废水生物除磷373

第三节 有机固体废弃物的微生物处理379

一、堆肥法（compost）380

二、厌氧消化382

三、卫生填埋383

第四节 微生物技术在废气治理中的应用384

一、废气生物处理过程384

二、废气生物处理工艺385

第五节 生物修复技术与生物制剂的开发与应用387

一、固定化微生物技术387

二、微生物制剂393

三、微生物胞外多聚物394

参考文献396