微生物學

本書為高等院校系列規劃教材，內容共分十五章：前十一章包括緒論、原核微生物、真核微生物、病毒、微生物的營養、微生物的代謝、微生物的生長及其控制、微生物的遺傳變異與育種、微生物的生態、傳染與免疫及微生物的多樣性與分類鑑定，主要闡述微生物學的基礎理論知識；第十二章至第十五章分別介紹了微生物在發酵工業、食品工業、製藥工業及環境保護等領域中的應用。

本書可供高等院校生物工程、食品科學與工程、製藥工程、環境工程專業及生物技術等相關專業本科生使用，也可供相關專業的教師與研究生參考。 ^[1] 

第一章緒論1

第一節微生物及微生物學1

一、微生物及其類羣1

二、微生物的基本特徵2

三、微生物學及其分科2

第二節微生物學發展簡史及其重大事件3

一、微生物學發展簡史3

二、微生物學的重大事件5

第三節微生物與人類的關係6

一、微生物與人類生活6

二、微生物與“四大工程”的關係7

本章小結與要求9

習題9

第二章原核微生物10

第一節細菌10

一、細菌的形態和大小10

二、細菌細胞的一般構造11

三、細菌細胞的特殊構造14

四、細菌的繁殖方式和培養特徵17

第二節放線菌17

一、放線菌的分類地位17

二、放線菌的形態與結構18

三、放線菌的繁殖方式和培養特徵19

四、放線菌代表屬20

第三節藍細菌21

一、藍細菌的形態和大小22

二、藍細菌的細胞結構22

三、藍細菌的繁殖22

四、藍細菌的用途22

第四節古生菌23

一、古生菌的形態和大小23

二、古生菌的細胞結構23

三、古生菌的生理特徵24

第五節其他原核微生物24

一、立克次氏體24

二、支原體25

三、衣原體25

四、螺旋體26

五、蛭弧菌27

六、黏細菌28

七、鞘細菌28

第六節知識拓展28

一、肽聚糖的應用28

二、莢膜的應用29

本章小結與要求29

習題29

第三章真核微生物30

第一節真核微生物的細胞結構30

一、細胞壁30

二、細胞膜30

三、細胞核30

四、細胞質和細胞器31

五、鞭毛與纖毛32

第二節酵母菌32

一、酵母菌形態和大小32

二、酵母菌的細胞結構32

三、酵母菌的繁殖方式和菌落特徵33

四、酵母菌的代表屬35

第三節黴菌36

一、黴菌的形態和結構36

二、黴菌的繁殖方式和菌落特徵37

三、黴菌的代表屬39

第四節其他真核微生物41

一、蕈菌41

二、藻類41

三、原生動物42

第五節知識拓展42

一、內生真菌42

二、真菌及其毒素對人類的危害43

三、絲狀真菌產孢機制及其相關基因43

本章小結與要求44

習題44

第四章病毒 45

第一節病毒的形態結構45

一、病毒的大小與形態45

二、病毒的化學組成45

三、病毒的結構47

第二節病毒的宿主範圍與分類49

一、病毒的宿主範圍49

二、病毒的分類和命名51

第三節病毒的增殖52

一、病毒的複製52

二、病毒的非增殖性感染57

第四節亞病毒58

一、衞星病毒58

二、衞星RNA58

三、類病毒58

四、朊病毒59

第五節知識拓展59

一、病毒與癌症59

二、乙肝病毒檢測與防治60

三、病毒的分離與純化60

本章小結與要求61

習題61

第五章微生物的營養62

第一節微生物的營養62

一、微生物細胞的化學組成62

二、營養物質及其生理功能63

第二節微生物的營養類型65

一、光能自養型65

二、光能異養型66

三、化能自養型66

四、化能異養型66

第三節培養基66

一、培養基的種類66

二、配製培養基的原則和方法69

第四節營養物質的運輸71

一、擴散71

二、促進擴散71

三、主動運輸71

四、基團移位71

五、膜泡運輸72

第五節知識拓展72

一、VBNC72

二、物質運輸中的能量72

三、凝固劑72

本章小結與要求73

習題73

第六章微生物的代謝74

第一節微生物的產能代謝74

一、化能異養微生物的產能代謝74

二、化能自養微生物的產能代謝78

三、光能微生物的產能代謝80

第二節微生物特有的合成代謝82

一、肽聚糖的合成82

二、生物固氮83

第三節微生物的代謝調節84

一、酶活性調節84

二、酶合成的調節86

第四節微生物代謝的人工控制90

一、營養缺陷型突變株的應用90

二、抗反饋調節菌株的選育92

三、微生物代謝控制的措施93

第五節知識拓展96

一、代謝工程96

二、共代謝97

三、代謝組學97

本章小結與要求97

習題98

第七章微生物的生長及其控制99

第一節微生物生長的研究方法99

一、微生物的純培養99

二、微生物的同步培養99

三、微生物的連續培養100

第二節微生物生長的規律102

一、無分支單細胞微生物的羣體生長102

二、絲狀真菌的羣體生長103

第三節微生物生長的測定方法104

一、直接計數法104

二、間接計數法105

三、生物量測定法105

第四節微生物生長的影響因素及控制106

一、影響因素106

二、微生物生長的控制109

第五節知識拓展111

一、高密度培養111

二、微生物活菌計數新技術112

三、非熱力殺菌技術112

四、無機抗菌劑113

本章小結與要求113

習題114

第八章微生物的遺傳變異與育種115

第一節遺傳變異的物質基礎115

一、三個經典實驗115

二、遺傳物質的存在部位和方式117

第二節微生物的基因組118

一、基因與基因組的概念118

二、原核微生物的基因組119

三、真核微生物的基因組121

第三節基因突變122

一、基因突變的類型122

二、基因突變的規律123

三、DNA的損傷及其修復127

第四節基因重組128

一、原核微生物的基因重組128

二、真核微生物的基因重組132

第五節微生物的育種133

一、菌種分離與篩選133

二、誘變育種134

三、營養缺陷型菌株的誘變選育135

四、菌種的衰退、復壯與保藏137

第六節知識拓展138

一、香菇等位基因與雙單雜交138

二、基因定點突變138

三、表觀遺傳學與數量遺傳學139

四、結構基因組學139

本章小結與要求140

習題140

第九章微生物的生態142

第一節微生物在生態環境中的分佈142

一、土壤中的微生物142

二、水體中的微生物143

三、空氣中的微生物 144

四、生物體內外的正常菌羣145

五、極端環境中的微生物145

第二節微生物與生物環境間的相互關係147

一、微生物間的相互關係 147

二、微生物與高等植物間的關係148

三、微生物與人體及動物間的相互關係149

第三節微生物與自然界物質循環149

一、碳素循環150

二、氮素循環150

三、硫素循環151

四、磷素循環151

五、其他元素循環151

第四節知識拓展152

一、微生物資源的開發152

二、微生態製劑153

三、微生物生態學原位研究153

四、元蛋白質組154

本章小結與要求154

習題154

第十章傳染與免疫155

第一節微生物的感染途徑與致病機制155

一、感染途徑155

二、致病機制 156

第二節宿主的非特異性免疫159

一、生理屏障 159

二、體液因素159

三、細胞因素160

四、炎症161

第三節宿主的特異性免疫161

一、免疫器官162

二、免疫細胞162

三、免疫分子164

四、細胞免疫與體液免疫 167

第四節免疫學應用169

一、抗原抗體的檢測169

二、生物製品及其應用 170

第五節知識拓展172

一、病理免疫 172

二、單克隆抗體172

三、現代免疫標記技術173

四、病原微生物與宿主細胞的相互作用

機制173

本章小結與要求174

習題174

第十一章微生物的多樣性與分類鑑定175

第一節微生物的多樣性175

一、物種多樣性175

二、代謝多樣性175

三、遺傳多樣性176

四、生態多樣性176

五、多樣性保護176

第二節微生物分類單元及命名176

一、微生物的分類單元177

二、微生物的命名178

第三節微生物分類鑑定方法179

一、經典分類法179

二、化學分類法180

三、數值分類法180

四、遺傳分類法181

第四節微生物的分類系統182

一、細菌的分類系統182

二、真菌的分類系統183

第五節知識拓展184

一、微生物的系統發育184

二、基因樹衝突185

三、微生物的快速鑑定186

本章小結與要求187

習題188

第十二章微生物與發酵189

第一節工業微生物菌種189

一、工業微生物菌種的要求189 ^[1] 

二、常用微生物菌種189

第二節微生物與酶製劑191

一、澱粉酶192

二、蛋白酶192

三、脂肪酶193

四、青黴素酰化酶193

五、其他酶製劑194

第三節微生物代謝產物195

一、酒精195

二、丙酮、丁醇195

三、檸檬酸196

四、穀氨酸197

五、肌苷酸197

六、其他代謝產物198

第四節知識拓展199

一、菌種改良篩選新技術199

二、混合菌種發酵199

三、固定化細胞發酵技術200

本章小結與要求200

習題200

第十三章微生物與食品202

第一節微生物與食品生產202

一、微生物菌體的利用202

二、微生物代謝產物的利用203

三、微生物酶的利用204

第二節微生物與食品變質205

一、食品變質的鑑別205

二、食品變質的原因206

三、食品的腐敗變質209

四、食品變質的危害210

第三節微生物與食品保藏211

一、微生物污染的預防與控制211

二、防止和減少微生物污染的方法212

第四節食品衞生的微生物學檢驗213

一、食品衞生213

二、微生物學檢驗215

第五節知識拓展216

一、預測食品微生物學216

二、進、出口食品的取樣方案217

三、食源性致病菌風險評估217

四、食用真菌的營養價值與藥理作用218

本章小結與要求219

習題219

第十四章微生物與製藥220

第一節微生物藥物的研究流程220

第二節微生物來源的抗生素221

一、抗生素及其分類221

二、抗細菌抗生素221

三、抗真菌抗生素222

四、抗腫瘤抗生素222

第三節微生物來源的其他生理活性物質223

一、酶抑制劑223

二、受體拮抗劑224

三、免疫調節劑224

四、抗氧化劑與神經營養因子225

第四節微生物藥物的生物合成及其調節225

一、微生物藥物生物合成225

二、微生物藥物生物合成的調節機制226

第五節知識拓展227

一、微生物新藥研製的新思路227

二、高通量篩選與虛擬篩選227

三、微生物農藥228

四、發酵中藥228

本章小結與要求228

習題229

第十五章微生物與環境230

第一節微生物對環境的污染230

一、環境中病原微生物的傳播與危害230

二、微生物代謝產物對環境的污染231

三、水體富營養化及其控制232

第二節環境污染的微生物修復233

一、環境自淨233

二、微生物修復235

三、污（廢）水生物處理236

四、固體廢物和廢氣生物處理239

第三節環境中的微生物檢測242

一、水質的微生物檢測242

二、空氣的微生物檢測243

三、致突變、致癌微生物檢測243

第四節知識拓展244

一、有效微生物羣及其應用244

二、環境友好微生物製劑244

三、生物強化技術在廢水處理中的應用245

四、微生物菌肥245

本章小結與要求245

習題246

附錄Ⅰ微生物名稱拉漢對照247

附錄Ⅱ常見微生物學名詞漢英對照252

附錄Ⅲ國內外重要微生物學相關期刊260

參考文獻261 ^[1]