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第一章 绪论1

第一节 微生物与微生物学1

一、何谓微生物1

二、微生物在自然界中的地位2

三、微生物的“利”与“弊”3

四、微生物学的内容3

五、微生物学分支学科4

第二节 微生物学发展简史？4

一、在生产和生活实践中古人对微生物的认识和利用二、微生物的存在与发现三、微生物学的早期研究四、微生物学的发展时期五、近代微生物学六、未来的微生物学小结4

思考题5

第一部分 微生物的形态、结构与功能第二章 微生物的形态、结构与功能（一）——原核微生物8

第一节 细菌的形态8

一、细菌的一般形态9

二、细菌的特殊形态10

三、细菌大小、体积及测量方法10

四、细菌的菌落特征12

第二节 细菌的结构与功能13

一、细胞壁13

二、细胞质膜20

三、中体及内膜结构21

四、拟核及质粒22

五、细胞质23

六、附属结构——鞭毛、菌毛和荚膜25

七、芽胞及伴胞晶体29

第三节 放线菌的生物学特征32

一、放线菌的个体形态与结构33

二、放线菌的繁殖35

三、放线菌的群体形态35

第四节 蓝细菌36

一、蓝细菌的形态与结构36

二、蓝细菌的代谢和繁殖37

三、蓝细菌特化的细胞结构37

四、蓝细菌的分布与应用37

第五节 其他原核微生物38

一、螺旋体38

二、立克次氏体39

三、衣原体39

四、支原体41

第六节 古生菌的生物学特征41

一、古生菌的一般特征42

二、古生菌的细胞结构42

三、古生菌的遗传学和分子生物学43

四、古生菌的代谢45

五、古生菌类群45

小结45

思考题46

第三章 微生物的形态、结构与功能（二）——真核微生物47

第一节 真菌47

一、丝状真菌的营养体47

二、真菌的细胞结构52

三、单细胞真菌——酵母菌60

第二节 藻类62

一、藻类的一般特征62

二、叶绿体62

三、藻类的运动和生态63

四、藻类主要类群的特征64

第三节 黏菌64

一、非细胞黏菌65

二、细胞黏菌66

第四节 原生动物69

一、原生动物的形态与营养69

二、原生动物的分类特征70

三、代表性原生动物70

第五节 原核细胞与真核细胞的比较74

小结75

思考题75

第四章 病毒77

第一节 病毒的特征及形态结构77

一、病毒颗粒的大小和形态78

二、病毒的化学组成、结构和功能80

三、病毒的培养、纯化和测定82

四、病毒的复制84

第二节 病毒的分类87

一、病毒的分类原则87

二、病毒的分类系统和命名87

第三节 原核生物病毒——噬菌体89

一、概述89

二、噬菌体的复制90

三、温和噬菌体和溶源性93

第四节 真核生物病毒94

一、动物病毒94

二、植物病毒100

三、真菌和藻类病毒102

四、昆虫病毒102

第五节 亚病毒102

一、类病毒102

二、拟病毒103

三、朊病毒104

四、卫星病毒104

五、干扰缺损颗粒104

小结104

思考题105

第二部分 微生物生理代谢与生长第五章 微生物的营养108

第一节 微生物的营养物质及其功能108

一、微生物细胞物质的化学组成108

二、营养物质的生理功能109

三、微生物的营养类型113

第二节 培养基116

一、培养基配制的原则116

二、培养基的类型117

第三节 微生物对营养物质吸收的机制120

一、被动扩散120

二、促进扩散121

三、主动运输122

四、膜泡运输127

小结128

思考题128

第六章 微生物的代谢129

第一节 微生物的能量代谢129

一、ATP及其在代谢中的作用129

二、微生物生成ATP的生物氧化方式130

三、能量的释放和储藏138

第二节 微生物对物质的分解代谢140

一、己糖的分解140

二、丙酮酸代谢的乙醇发酵和乳酸发酵142

三、三羧酸循环145

四、含碳化合物的分解代谢146

五、含氮化合物的分解代谢151

第三节 微生物的合成代谢153

一、糖类的合成153

二、肽聚糖的合成156

三、生物固氮158

四、脂质和其他有机物的合成160

五、次生代谢产物164

小结166

思考题167

第七章 微生物的生长繁殖与控制及细胞分化168

第一节 细菌的个体生长与调控168

一、细菌的个体生长与生长周期168

二、细菌细胞壁合成与扩增生长模式170

三、细菌细胞壁扩增生长的调节控制170

四、细菌细胞分裂繁殖的调节控制171

第二节 细菌的群体生长繁殖171

一、细菌的群体生长规律——生长曲线172

二、生长的计算公式和主要参数173

三、二次生长、同步培养和连续培养175

第三节 真菌的生长与繁殖178

一、酵母菌的生长与繁殖178

二、丝状真菌的生长与繁殖179

三、蕈菌的生长与繁殖183

第四节 环境对微生物生长的影响及生长的测定184

一、环境对微生物生长的影响184

二、微生物生长的测定188

第五节 微生物生长繁殖的控制190

一、控制微生物生长的基本概念190

二、控制微生物生长的化学物质190

三、控制微生物生长的物理技术方法195

第六节 微生物细胞的分化196

一、细菌芽胞的分化196

二、链霉菌的形态分化与生理分化198

三、真菌的细胞分化与形态建成198

小结200

思考题200

第三部分 微生物遗传与基因功能第八章 微生物遗传204

第一节 微生物的遗传物质204

一、证明核酸是遗传物质的经典实验204

二、原核微生物遗传物质的存在状态206

三、真核微生物的遗传物质206

四、DNA的限制性和修饰性207

五、基因和基因表达207

第二节 微生物的基因突变208

一、突变的概念208

二、突变的类型及突变型的筛选208

三、自发突变的特点及分子机制210

四、突变的回复和抑制211

第三节 诱发突变及其菌种的遗传改良212

一、化学诱变212

二、物理诱变213

三、生物诱变214

四、诱变与致癌物质的检测——Ames测验214

五、微生物菌种的遗传改良215

六、菌种退化及保藏技术217

第四节 DNA损伤的修复218

一、光复活修复218

二、错配修复219

三、切除修复219

四、重组修复219

五、SOS修复220

六、DNA损伤修复与基因突变的形成220

第五节 原核微生物的基因转移和基因重组220

一、细菌的遗传转化221

二、转导221

三、细菌的接合及染色体转移224

四、放线菌的接合226

五、基因的水平转移与原核生物的进化226

第六节 真核微生物的遗传特性227

一、有性生殖227

二、准性生殖227

三、酵母菌的接合型遗传228

小结229

思考题229

第九章 微生物基因表达调控？230

第一节 原核基因表达调控231

一、负控制调控231

二、正控制调控231

三、弱化作用231

四、全局调控231

五、信号转导和双组分调控系统六、更替σ因子调控七、稀有密码子和重叠基因调控八、RNA调控与核糖开关九、翻译的阻遏调控第二节 酵母菌基因表达调控第三节 酶活性的调节一、反馈抑制二、共价修饰第四节 原核生物与真核生物基因表达的比较小结思考题第十章 微生物的质粒、转座因子和基因工程231

第一节 质粒231

一、什么是质粒231

二、细菌质粒232

三、真核微生物的DNA质粒240

四、真核微生物的RNA质粒242

第二节 转座因子242

一、原核微生物的转座因子242

二、真核微生物的转座因子247

第三节 基因工程？248

一、基因工程的基本过程248

二、基因工程的应用248

小结248

思考题248

第十一章 微生物基因组学249

第一节 微生物基因组249

一、微生物基因组的基本特征249

二、全基因组的测序250

三、微生物的功能基因组253

第二节 生物信息学？256

一、生物信息学的产生和发展二、生物信息学的研究内容三、生物信息学的应用第三节 蛋白质组学？256

一、蛋白质组学研究的历史和背景二、蛋白质组学研究的特点和难点三、蛋白质组学的研究技术四、微生物的蛋白质组学第四节 代谢物组学？256

一、代谢物组学的概念256

二、代谢物组学的研究方法三、代谢物组学在微生物领域的研究进展四、展望小结256

思考题256

第四部分 生物圈中的微生物260

第十二章 微生物的生态260

第一节 自然环境中的微生物260

一、微生物生态系统260

二、生物体内外环境的菌群分布261

三、水生环境的微生物261

四、陆地环境的微生物263

五、空气中的微生物264

六、工农业产品上的微生物265

七、极端环境中的微生物265

八、非培养状态的微生物267

第二节 微生物生态学研究方法268

一、生态学研究的传统方法268

二、引入分子生物学技术的鉴定和定量方法269

三、生态学研究新技术271

四、微生物活性测定的新方法272

第三节 微生物与生物群体的相互作用273

一、微生物之间的相互关系273

二、微生物与植物之间的相互关系275

三、微生物与人和动物之间的相互关系277

第四节 微生物与自然界的物质循环279

一、碳素循环279

二、氧素循环280

三、氮素循环280

四、硫素循环282

五、磷素循环283

六、铁的循环283

七、各种元素循环之间的相互关系284

第五节 微生物生态的应用与环境保护285

一、微生物勘探285

二、微生物浸矿285

三、难降解有机物的微生物降解285

小结290

思考题290

第十三章 微生物的进化和分类鉴定292

第一节 微生物在生物界中的地位292

一、经典的生物界级分类学说292

二、三域系统学说294

第二节 微生物的进化295

一、地球早期的生命形式295

二、原始生命和分子编码296

三、原始生命和代谢策略297

四、真核生物和细胞器298

五、rRNA作为进化的分子时钟299

六、系统发育树301

第三节 细菌分类方法？302

一、传统分类方法302

二、数值分类方法302

三、化学分类方法302

四、遗传学分类方法302

五、多相分类302

第四节 细菌分类302

一、细菌分类系统302

二、分类单元及等级303

三、分类单元的命名304

四、细菌类群的代表305

五、细菌分类和伯杰氏手册305

六、古生菌类群的代表307

第五节 细菌的快速鉴定和自动化分析？307

一、细菌鉴定的分子生物学技术和免疫学技术二、细菌自动化鉴定系统及自动化检测三、电子计算机在细菌分类中的应用第六节 真菌分类307

一、真菌分类中的分子生物学方法308

二、真菌分类系统309

三、真菌类群的代表310

小结310

思考题311

第十四章 微生物物种的多样性？312

第一节 细菌的多样性313

一、细菌系统发育总观313

二、细菌的主要类型313

三、放线菌的主要类型313

第二节 古生菌的多样性313

一、古生菌系统发育总观313

二、极端嗜盐古生菌313

三、产甲烷古生菌313

四、超嗜热古生菌313

五、无细胞壁古生菌：热原体属（Thermoplasma）、铁原体属（Ferroplasma）及相关的嗜酸菌属（Picrophilus）六、还原硫酸盐古生菌：古生球菌属（Archaeoglobus）、铁球菌属（Ferrglobus）七、形体最微小寄生性的古生菌：纳米古生菌（Nanoarchaeota）八、超嗜热古生菌的嗜热机制九、微生物生存的温度极限十、古生菌——地球早期的生命形式？第三节 真核微生物的多样性一、真核微生物系统发育总观二、藻类三、真菌四、黏菌五、原生动物第四节 微生物资源的开发利用和保护一、什么是微生物资源二、微生物资源的特点三、微生物资源的开发利用和保护小结思考题第十五章 微生物生物技术及应用313

第一节 微生物发酵工程技术？313

一、微生物发酵工程的基本概念二、微生物发酵工程菌种及其特征三、微生物发酵工程的类别及其特征四、微生物发酵工程设备五、微生物发酵工程的下游工艺第二节 微生物生物技术的应用313

一、微生物生物技术在医药领域的应用313

二、微生物生物技术生产生物降解材料315

三、微生物生物技术生产磁性材料318

四、微生物生物技术生产微生物农药319

五、微生物生物技术在能源领域的应用321

小结323

思考题324

第五部分 微生物感染与免疫326

第十六章 感染与免疫326

第一节 感染326

一、感染途径326

二、感染的分类327

第二节 非特异性免疫328

一、免疫器官和细胞329

二、细胞免疫330

三、补体的非特异性免疫332

第三节 特异性免疫334

一、抗原与抗原呈递334

二、抗体和体液免疫338

第四节 免疫病理342

一、超敏反应342

二、炎症反应及败血性休克343

三、自身免疫病344

四、移植免疫344

五、免疫缺陷345

六、感染性疾病的预防345

第五节 免疫学技术与临床诊断方法348

一、多克隆抗体和单克隆抗体348

二、抗体的滴度、皮试与感染性疾病的诊断348

三、血清学试验349

四、荧光抗体检测351

五、酶联免疫吸附测定和放射免疫测定352

六、免疫印迹354

小结354

思考题355

主要参考书目356

附录一 国内菌种保藏部门名称及其缩写附录二 国外部分菌种保藏机构及其缩写常见微生物名称索引361

常见微生物学名词索引366