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第一章 绪论1

一、微生物和你1

二、微生物科学2

三、微生物的发现和微生物学的发展2

四、20世纪的微生物学7

五、21世纪微生物学展望10

小结11

思考题11

第二章 微生物的纯培养和显微技术12

第一节 微生物的分离和纯培养12

一、无菌技术12

二、用固体培养基分离纯培养13

三、用液体培养基分离纯培养15

四、单细胞(单孢子)分离16

五、选择培养分离17

六、二元培养物18

七、微生物的保藏技术19

第二节 显微镜和显微技术20

一、显微镜的种类及原理21

二、显微观察样品的制备25

第三节 显微镜下的微生物27

一、细菌和古生菌27

二、真菌33

三、藻类34

四、原生动物35

小结37

思考题37

第三章 微生物细胞的结构与功能38

第一节 原核微生物38

一、细胞壁38

二、细胞壁以内的构造--原生质体47

三、细胞壁以外的构造57

第二节 真核微生物61

一、细胞壁63

二、鞭毛与纤毛66

三、细胞质膜66

四、细胞核67

五、细胞质和细胞器68

小结73

思考题73

第四章 微生物的营养75

第一节 微生物的营养要求75

一、微生物细胞的化学组成75

二、营养物质及其生理功能76

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86

第三节 营养物质进入细胞90

一、扩散90

二、促进扩散91

三、主动运输92

四、膜泡运输94

小结95

思考题95

第五章 微生物的代谢96

第一节 代谢概论96

第二节 微生物产能代谢98

一、生物氧化98

二、异养微生物的生物氧化98

三、自养微生物的生物氧化106

四、能量转换107

第三节 耗能代谢112

一、细胞物质的合成112

二、其他耗能反应：运动、运输、生物发光121

第四节 微生物代谢的调节123

一、酶活性调节123

二、分支合成途径调节124

第五节 微生物次级代谢与次级代谢产物125

一、次级代谢与次级代谢产物125

二、次级代谢的调节126

小结127

思考题127

第六章 微生物的生长繁殖及其控制128

第一节 细菌的个体生长128

一、染色体DNA的复制和分离128

二、细胞壁扩增128

三、细菌的分裂与调节129

第二节 细菌的群体生长繁殖130

一、细菌群体生长规律130

二、生长的数学模型131

三、主要生长参数132

四、同步培养133

五、连续培养135

第三节 真菌的生长与繁殖137

一、丝状真菌的生长繁殖137

二、酵母菌的生长繁殖140

第四节 环境对生长的影响及生长的测定142

一、环境对微生物生长的影响143

二、微生物生长的测定146

第五节 微生物生长繁殖的控制149

一、控制微生物的化学物质149

二、控制微生物的物理因素152

小结155

思考题156

第七章 病毒157

第一节 概述157

一、病毒的特点和定义157

二、病毒的宿主范围158

三、病毒的分类与命名159

第二节 病毒学研究的基本方法160

一、病毒的分离与纯化160

二、病毒的测定162

三、病毒的鉴定163

第三节 毒粒的性质164

一、毒粒的形态结构164

二、毒粒的化学组成167

第四节 病毒的复制170

一、病毒的复制周期171

二、病毒感染的起始173

三、病毒大分子的合成174

四、病毒的装配与释放179

第五节 病毒的非增殖性感染181

一、非增殖性感染的类型181

二、缺损病毒182

第六节 病毒与宿主的相互作用184

一、噬菌体感染对原核细胞的影响184

二、病毒感染对真核细胞的影响185

三、机体的病毒感染187

第七节 亚病毒因子188

一、卫星病毒188

二、卫星RNA189

三、类病毒190

四、朊病毒191

小结192

思考题192

第八章 微生物遗传194

第一节 遗传的物质基础194

一、DNA作为遗传物质194

二、RNA作为遗传物质195

三、朊病毒的发现和思考195

第二节 微生物的基因组结构197

一、大肠杆菌的基因组198

二、啤酒酵母的基因组199

三、詹氏甲烷球菌的基因组199

第三节 质粒和转座因子200

一、质粒的分子结构201

二、质粒的主要类型201

三、质粒的不亲和性204

四、转座因子的类型和分子结构204

五、转座的遗传学效应206

第四节 基因突变及修复206

一、基因突变的类型及其分离207

二、基因突变的分子基础209

三、DNA损伤的修复212

第五节 细菌基因转移和重组215

一、细菌的接合作用215

二、细菌的转导218

三、细菌的遗传转化220

四、基因定位和基因组测序223

第六节 真核微生物的遗传学特性228

一、酵母菌的接合型遗传228

二、酵母菌的质粒228

三、酵母菌的线粒体229

四、丝状真菌的准性生殖230

第七节 微生物育种231

一、诱变育种231

二、体内基因重组育种233

三、DNA Shuffling技术235

小结236

思考题237

第九章 微生物基因表达的调控238

第一节 转录水平的调控238

一、DNA结合蛋白238

二、操纵子的转录调控239

三、分解代谢物阻遏调控243

四、细菌的应急反应244

五、通过σ因子更换的调控245

六、信号传导和二组分调节系统245

七、λ噬菌体溶源化和裂解途径的转录调控248

第二节 转录后调控249

一、翻译起始的调控249

二、mRNA的稳定性249

三、稀有密码子和重叠基因调控250

四、反义RNA调控251

五、翻译的阻遏调控252

六、ppGpp对核糖体蛋白质合成的影响252

七、细菌蛋白质的分泌调控253

小结253

思考题254

第十章 微生物与基因工程255

第一节 基因工程概述255

一、基因工程的发展历史255

二、基因工程的基本过程256

三、微生物学与基因工程的关系256

第二节 微生物与克隆载体257

一、质粒克隆载体257

二、λ噬菌体克隆载体260

三、柯斯质粒载体260

四、M13噬菌体载体260

五、噬菌质粒载体261

六、真核生物的克隆载体262

七、人工染色体263

第三节 微生物与基因工程工具酶264

一、限制性核酸内切酶264

二、DNA连接酶266

第四节 微生物作为克隆载体的宿主266

一、宿主的基本要求与性质266

二、原核生物宿主267

三、真核生物宿主267

四、外源DNA导入宿主细胞268

五、基因文库与cDNA文库的构建269

六、重组体的筛选与鉴定270

第五节 表达载体的构建273

一、表达系统的要求与主要调控元件273

二、表达载体中调节开关的作用274

三、非融合蛋白的表达275

四、融合蛋白的表达276

第六节 DNA的合成、体外扩增和定位诱变277

一、DNA的合成277

二、PCR扩增技术的原理和应用277

三、DNA的定位诱变279

第七节 基因工程的应用及展望281

一、基因工程药物281

二、转基因植物282

三、转基因动物284

四、基因治疗284

五、基因工程在微生物研究中的应用285

六、基因工程研究展望285

小结287

思考题287

第十一章 微生物的生态288

第一节 微生物在生态系统中的作用288

一、微生物在生态系统中的角色288

二、微生物与生物地球化学循环289

第二节 生态环境中的微生物292

一、微生物群落293

二、陆生生境的微生物294

三、水生生境的微生物295

四、大气生境的微生物295

五、极端环境下的微生物295

六、动物体中的微生物298

七、植物体中的微生物299

八、工农业产品上的微生物及生物性霉腐的控制301

九、原位研究方法301

第三节 人体微生物及病原微生物的传播302

一、人体微生物302

二、病原微生物通过水体的传播303

三、病原微生物通过土壤的传播304

四、病原微生物通过空气的传播304

第四节 微生物与环境保护305

一、微生物对污染物的降解与转化305

二、重金属的转化307

三、污染介质的微生物处理307

四、污染环境的生物修复310

五、环境污染的微生物监测311

小结312

思考题312

第十二章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定314

第一节 进化的测量指征314

一、进化指征的选择314

二、rRNA作为进化的指征315

三、rRNA的顺序和进化315

四、系统发育树317

五、三界生物的主要特征319

第二节 细菌分类320

一、分类单元及其等级321

二、分类单元的命名323

三、细菌分类和伯杰氏手册325

第三节 微生物分类鉴定的特征和技术329

一、形态学和生理生化特征329

二、血清学试验与噬菌体分型330

三、氨基酸顺序和蛋白质分析331

四、核酸的碱基组成和分子杂交332

五、遗传重组334

第四节 微生物的快速鉴定和自动化分析技术335

一、微量多项试验鉴定系统335

二、快速、自动化微生物检测仪器和设备339

三、现代分子生物学和免疫学技术的采用341

四、电子计算机在微生物学中的应用341

小结343

思考题343

第十三章 微生物物种的多样性344

第一节 真细菌的多样性344

一、真细菌系统发育总观344

二、真细菌的主要类型347

三、放线菌的主要类型358

第二节 古生菌的多样性359

一、古生菌系统发育总观359

二、极端嗜盐古生菌360

三、产甲烷古生菌362

四、超嗜热古生菌362

五、无细胞壁的古生菌--热原体属362

六、微生物生存的温度极限363

七、古生菌--地球早期的生命形式363

第三节 真核微生物的多样性364

一、真核微生物系统发育总观364

二、藻类366

三、真菌367

四、粘菌370

五、原生动物372

第四节 微生物资源的开发利用和保护373

一、什么是微生物资源373

二、微生物资源的特点373

三、资源的开发利用亟待拓宽和深入373

四、积极开展微生物资源的迁地保护和就地保护374

小结374

思考题375

第十四章 感染与免疫376

第一节 感染的一般概念376

一、感染的途径与方式376

二、微生物的致病性377

第二节 宿主的非特异性免疫381

一、生理屏障381

二、体液因素382

三、细胞因素383

四、炎症384

第三节 宿主的特异性免疫385

一、特异性免疫的一般概念385

二、抗原和抗体388

三、B细胞介导的体液免疫392

四、T细胞介导的细胞免疫394

五、联合抗感染免疫395

六、克隆选择和免疫耐受性395

第四节 免疫病理396

一、超敏反应396

二、自身免疫病397

三、移植免疫398

四、免疫缺陷399

五、肿瘤免疫400

第五节 免疫学的实际应用401

一、抗体的制备及应用401

二、免疫学技术405

三、免疫预防408

小结409

思考题410

第十五章 微生物工业和产品411

第一节 工业发酵的菌种和发酵特征411

一、生产菌种的要求和来源411

二、大规模发酵的特征415

第二节 工业发酵的方式421

一、连续发酵422

二、固定化酶和固定化细胞发酵423

三、固态发酵426

四、混合培养物发酵428

第三节 发酵的主要产品429

一、食品和饮料429

二、抗生素和其他微生物药物及生物制品433

三、氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸、激素等437

四、酶制剂439

五、微生物农药、肥料和饲料440

第四节 微生物在冶金、能源等领域的应用445

一、微生物冶金445

二、微生物在石油工业中的应用446

三、微生物传感器、燃料电池和DNA芯片447

四、微生物塑料、功能材料和生物计算机450

五、海洋微生物和宇航中微生物的开发利用451

小结452

思考题453

主要参考书目454

附录一 常见微生物名称索引457

附录二 常用微生物学名词索引460