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1 绪论1

1.1 微生物的类群和特点1

1.1.1 微生物1

1.1.2 微生物类群1

1.1.3 微生物的特点2

1.2 微生物学及其研究内容5

1.2.1 微生物学5

1.2.2 微生物学研究内容5

1.2.3 微生物与人类关系6

1.3 微生物学的发展6

1.3.1 微生物形态学时期（初创时期）6

1.3.2 微生物生理学时期（奠基时期）7

1.3.3 微生物生物化学时期7

1.3.4 分子微生物学时期8

1.4 21世纪微生物学展望9

1.4.1 微生物基因组学研究将全面展开10

1.4.2 微生物的特性将更加受到重视10

1.4.3 与其他学科广泛交叉共同发展10

1.4.4 微生物产业与基因工程紧密结合10

1.5 小结11

2 微生物细胞的形态、结构与功能13

2.1 原核生物细胞的形态与大小13

2.1.1 原核生物的形态与排列方式13

2.1.2 原核生物的大小16

2.2 原核生物的细胞结构17

2.2.1 细胞壁18

2.2.2 细胞质膜23

2.2.3 内膜系统25

2.2.4 细胞质和核质25

2.2.5 细胞壁外的构造29

2.2.6 芽孢、孢囊和伴孢晶体33

2.3 真核生物的细胞构造35

2.3.1 真核生物的细胞壁和糖被36

2.3.2 真核生物的细胞质膜36

2.3.3 真核生物细胞核与细胞分裂37

2.3.4 真核生物的细胞质38

2.3.5 真核生物的细胞器39

2.3.6 真核细胞的鞭毛与纤毛42

2.4 小结43

3 原核细胞型微生物45

3.1 真细菌45

3.1.1 真细菌的繁殖45

3.1.2 真细菌的群体（菌落）形态46

3.2 古细菌47

3.2.1 古细菌与真细菌在进化上的关系48

3.2.2 古细菌研究近况48

3.3 其他原核微生物49

3.3.1 蓝细菌（Cyanobacteria）49

3.3.2 支原体51

3.3.3 立克次氏体52

3.3.4 衣原体53

3.4 原核微生物的代表类群54

3.4.1 常见细菌的代表种类54

3.4.2 放线菌的代表种类66

3.4.3 蓝细菌的代表种类68

3.4.4 古细菌的代表种类69

3.5 小结71

4 真核细胞型微生物73

4.1 真菌的概述73

4.1.1 真菌的形态73

4.1.2 真菌的营养体74

4.1.3 真菌的营养和代谢76

4.1.4 真菌的繁殖76

4.1.5 真菌的菌落特征82

4.2 真菌分类系统及主要类群82

4.2.1 真菌分类的历史82

4.2.2 真菌分类的目的和依据83

4.2.3 真菌在生物一级分类系统中的地位84

4.2.4 真菌分类系统的演变84

4.2.5 真菌界的主要类群（2门、21纲、3亚纲、71目）85

4.3 黏菌96

4.3.1 黏菌的生活史97

4.3.2 黏菌的形态97

4.3.3 黏菌的繁殖97

4.3.4 黏菌的分类97

4.4 原生动物和藻类99

4.4.1 原生动物99

4.4.2 藻类104

4.5 小结108

5 非细胞型微生物——病毒110

5.1 病毒的发现与研究历史110

5.2 病毒的基本性状112

5.2.1 病毒的大小与形态112

5.2.2 病毒的结构和化学组成及其功能113

5.3 病毒的类型124

5.3.1 噬菌体124

5.3.2 动物病毒和昆虫病毒130

5.3.3 植物病毒141

5.3.4 真菌、藻类病毒142

5.3.5 亚病毒142

5.4 小结145

6 微生物的营养146

6.1 微生物的营养要素146

6.1.1 微生物细胞的化学组成146

6.1.2 微生物的营养物质及生理功能148

6.1.3 微生物的营养类型152

6.2 营养物质的吸收155

6.2.1 被动扩散155

6.2.2 促进扩散156

6.2.3 主动运输157

6.2.4 基团转位159

6.2.5 膜泡运输160

6.3 培养基160

6.3.1 培养基类型160

6.3.2 培养基配制原则163

6.4 小结166

7 微生物的代谢与调节167

7.1 微生物能量代谢167

7.1.1 异养微生物的生物氧化167

7.1.2 自养微生物的生物氧化177

7.1.3 能量转换及利用181

7.2 微生物细胞物质的合成181

7.2.1 无机养分的同化181

7.2.2 大分子前体物质的合成186

7.2.3 细胞结构大分子物质的合成191

7.3 微生物的次生代谢产物195

7.4 微生物代谢的调节200

7.4.1 微生物代谢的自动调节200

7.4.2 微生物代谢调节的人工控制208

7.5 小结213

8 微生物的生长及其控制215

8.1 微生物的生长215

8.1.1 微生物个体细胞的生长215

8.1.2 微生物的群体生长218

8.2 微生物生长的测定224

8.2.1 单细胞微生物数的测定224

8.2.2 真菌生长的测定226

8.2.3 病毒生长的测定226

8.3 环境对微生物生长的影响226

8.3.1 水与水的活度227

8.3.2 温度227

8.3.3 氢离子浓度（pH）231

8.3.4 氧化还原电位233

8.3.5 渗透压233

8.3.6 光和辐射234

8.3.7 化学物质235

8.3.8 声波、超声波与微波237

8.4 小结238

9 微生物的遗传变异与菌种选育240

9.1 微生物遗传变异的物质基础240

9.1.1 DNA的结构和复制240

9.1.2 RNA结构与遗传密码246

9.1.3 微生物基因组248

9.2 微生物的基因突变254

9.2.1 基因突变的类型255

9.2.2 基因突变的机制256

9.2.3 DNA损伤的修复258

9.3 微生物菌种的获得259

9.3.1 微生物菌种的来源260

9.3.2 从自然界中分离筛选菌种的方法262

9.4 微生物的诱变育种266

9.4.1 诱变剂及诱变机制266

9.4.2 诱变育种的步骤和方法267

9.4.3 优良突变株的筛选269

9.5 基因重组育种274

9.5.1 体内基因重组育种274

9.5.2 体外基因重组育种（DNA体外重组）281

9.5.3 DNA shuffling技术283

9.6 菌种的退化、复壮和保藏284

9.6.1 菌种的退化284

9.6.2 菌种的复壮285

9.6.3 菌种的保藏285

9.7 小结287

10 微生物的生态289

10.1 生态系统概述289

10.1.1 生物圈和生态系统289

10.1.2 生态系统中的能量流和物质流289

10.2 微生物生态系统及其特性290

10.2.1 微生物生态系统特点290

10.2.2 微生物群落中微生物之间的相互关系291

10.3 微生物在自然界的分布292

10.3.1 土壤中的微生物292

10.3.2 大气微生物295

10.3.3 水圈中的微生物295

10.3.4 极端环境微生物296

10.3.5 食品中的微生物297

10.3.6 生物体中的微生物298

10.3.7 生物膜中的微生物300

10.3.8 活性污泥中的微生物300

10.4 微生物与物质循环301

10.4.1 碳素循环301

10.4.2 氮素循环310

10.4.3 微生物在硫、磷循环中的作用316

10.4.4 其他元素的生物循环321

10.5 微生物生态学研究方法323

10.5.1 经典微生物生态学研究方法323

10.5.2 自然环境中微生物原位研究325

10.5.3 微生物分子生态学研究方法325

10.6 小结327

11 免疫学基础和免疫学技术329

11.1 感染与微生物的致病性329

11.1.1 感染的一般概念329

11.1.2 病原微生物的致病性330

11.1.3 机体的抵抗力（免疫力）331

11.2 免疫系统及其功能331

11.2.1 免疫的类型331

11.2.2 免疫系统333

11.2.3 免疫应答335

11.3 抗原和抗体337

11.3.1 抗原337

11.3.2 抗体339

11.4 免疫学技术344

11.4.1 抗原抗体反应344

11.4.2 常用的免疫学技术346

11.5 抗体制备技术352

11.5.1 多克隆抗体制备技术352

11.5.2 单克隆抗体技术354

11.5.3 基因工程抗体356

11.6 小结358

12 微生物的分类360

12.1 微生物分类学基础360

12.1.1 分类阶元360

12.1.2 种的概念361

12.1.3 微生物的命名361

12.2 微生物的分类鉴定方法362

12.2.1 传统方法362

12.2.2 分子分类法366

12.2.3 系统发育、分子钟以及核酸序列分析368

12.2.4 多相分类371

12.2.5 自动分析鉴定技术371

12.3 微生物分类系统372

12.3.1 生物的界级分类学说的变迁372

12.3.2 微生物的分类系统374

12.4 小结379

13 微生物的应用381

13.1 微生物发酵的主要产品382

13.1.1 微生物农药、肥料和饲料382

13.1.2 抗生素、其他微生物药物和生物制品385

13.1.3 微生物发酵的食品和饮料388

13.1.4 氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸、激素390

13.1.5 酶制剂391

13.1.6 生物塑料392

13.2 微生物在能源、冶金、环保及航天等领域中的应用393

13.2.1 微生物能源393

13.2.2 微生物冶金396

13.2.3 微生物与环境保护397

13.2.4 微生物与航天400

13.3 小结401

参考文献403