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第一章产甲烷细菌的生态学1

第一节 地球上甲烷的循环1

第二节 产甲烷菌的营养和生境类型3

第三节 厌氧消化器中的产甲烷菌群5

1．厌氧消化污泥中的产甲烷菌群5

2．UASB颗粒污泥中的产甲烷菌群7

第四节 自然界产甲烷细菌的生态环境9

1．淡水沉积物和水稻田9

2．海洋和地质深层沉积物10

3．地热生态环境12

4．动物瘤胃及肠道环境13

5．中国传统发酵酿酒窖池14

6．其它生态环境中的产甲烷细菌16

第二章产甲烷细菌的生理学19

第一节 产甲烷细菌的基质范围19

第二节 产甲烷细菌对环境的生理适应性21

1．盐度21

2．温度22

3．pH24

4．氧24

5．遗传与调节25

6．游动性与泡囊26

7．储存物质27

第三节 微生物的相互作用28

1．产甲烷细菌基质的竞争28

2．H2的竞争29

3．乙酸的竞争32

4．其它产甲烷基质的竞争34

5．专性种间H2／甲酸转移34

6．兼性种间H2／甲酸转移38

7．与原生动物的共生现象40

8．种间乙酸转移40

1．代谢途径、C1中间体和分反应45

第三章产甲烷菌的生物化学45

第一节 利用氢和二氧化碳产甲烷45

2．分子氢的激活46

2.1还原辅酶F420（NiFe）氢化酶46

2.2非还原辅酶F420（NiFe）氢化酶48

3．二氧化碳还原和甲基转移49

4．甲基辅酶M被还原成甲烷52

4.1甲基辅酶M还原酶53

4.2杂二硫化物还原酶54

5．利用氢还原二氧化碳与氢还原杂二硫化物的耦合：RPG效应55

第二节 甲醇和甲胺转化成甲烷55

1．利用甲醇产甲烷56

2．利用甲胺和甲硫醇产甲烷68

3．嗜甲基代谢过程中的代谢调控69

第三节 乙酸发酵71

1．生化代谢途径71

2．乙酰辅酶A的C-C和C-S键开裂72

3．甲基转移和脱甲基产甲烷74

4．电子转移和生物力能学76

5．其它酶活性77

第四节 产甲烷菌的氧化还原酶77

1．甲酸脱氢酶77

3．脱氮黄素连结的NADP＋还原酶78

2．氢化酶78

4．一氧化碳脱氢酶79

5．醇类脱氢酶82

第四章产甲烷细菌的显微形态学86

第一节 形态学86

第二节 核糖体结构90

第三节 细胞外膜92

第四节 细胞分裂100

1．亨氏甲烷螺菌100

2．甲烷丝菌100

第五节 细胞质膜和原生质膜104

3．其它产甲烷的细菌分裂104

第六节 附属物105

第七节 胞内颗料及气囊（vesicles）106

1．储藏颗粒106

2．晶体和小管（tubules）106

3．气泡（气囊）106

第八节 小结106

第五章极端环境下的厌氧细菌109

第一节 绪论109

第二节 嗜热厌氧细菌110

1．生态学及分类学110

2．生理生化特性114

3．适应机制117

第三节 嗜酸和嗜碱厌氧细菌120

1．生态学120

2．生理学和代谢特性123

3．适应机制125

第四节 高盐环境中的厌氧细菌127

1．高盐生态系统特性127

2．微生物多样性128

3．适应机制133

第五节 脱卤和利用CO的厌氧微生物134

1．生态及分类学134

2．生理生化特性136

3．适应机制137

第六章产甲烷细菌遗传学及分子生物学142

第一节 基因组的结构142

1．DNA复制子142

2．GC含量142

3．染色质144

4．重复序列和插入因子146

5．DNA的修复、复制及其代谢147

1．RNA聚合酶和启动子结构148

2．转录终止子和mRNA结构148

第二节 基因结构148

3．核糖体结合位点及密码子的使用149

4．引导（信号）序列154

第三节 转录翻译组份基因154

1．延伸因子、核糖体蛋白和RNA聚合酶154

2．tRNA、rRNA和7SRNA基因155

3．异亮氨酰—tRNA合成酶156

第四节 产甲烷细菌质粒156

1．质粒pMP1157

2．质粒pME2001158

3．pUBR500159

4．产甲烷菌DNA的克隆和表达160

3．基因载体160

第五节 产甲烷细菌基因工程160

2．DNA切割和重组160

1．DNA分离160

第六节 已克隆的产甲烷菌基因161

1．氨基酸和嘌呤的生物合成途径162

2．固氮作用164

3．中间代谢164

4．产甲烷的相关基因165

第八节 基因调控169

2．表层蛋白质169

1．鞭毛169

第七节 大分子表面结构169

第七章产甲烷细菌分类体系172

第一节 产甲烷菌分类的历史回顾172

1．早期Barker的分类172

2．1974年版伯捷氏细菌鉴定手册（Bergy s Manual of Determinatcive Bacteriology）第八版（1974）的分类173

3．国际细菌分类委员会产甲烷菌分会评定了近年产甲烷菌分类的地位173

第二节 产甲烷细菌分类鉴定的基本标准174

1．纯培养物174

6．菌落形态175

5．运动性175

4．革兰氏染色175

3．细菌溶解的敏感性175

2．细菌形态观察175

7．基质范围176

8．产物形成176

9．比生长率的测定176

10．生长条件176

11．测定DNA的G＋C含量177

12．重要的参考标准177

第三节 Balch的分类系统（1979）177

1．根据16SrRNA的SAB值分类177

2．Balch分类系统检索表（表型特征）180

第四节 产甲烷菌的代表种182

1．产甲烷菌的代表种182

2．我国目前所分离的产甲烷细菌及其特征描述199

第五节 伯捷手册九版以后的最新分类200

1．甲烷杆菌目200

2．甲烷球菌目200

3．甲烷微菌目201

第六节 产甲烷细菌作为古细菌的研究202

第八章产CH4菌的研究方法209

第一节 厌氧操作系统及培养基制备209

1．厌氧方法的理论基础209

2．铜柱除氧系统211

4．培养基的组成212

3．厌氧箱212

5．培养基的制备218

第二节 产甲烷细菌的分离219

1．产甲烷细菌的富集培养技术219

2．产甲烷细菌的分离纯化方法221

第三节 产甲烷细菌形态观察222

1．普通形态学223

2．产甲烷细菌菌落形态和菌体荧光的检测223

第四节 产甲烷细菌的保存法224

1．产甲烷菌的碳源利用特征测定226

第五节 产甲烷细菌的生理学特性测定226

2．产甲烷细菌的其它生长特性测定228

3．产甲烷细菌的倍增时间测定229

第六节 厌氧消化污泥产CH4活性测定230

1．产甲烷细菌的氢化酶活性分析法230

2．最大比产CH4速率测定233

第七节 产甲烷细菌数量的MPN计数测定法239

1．产甲烷细菌的MPN稀释法测定方法的原理239

2．MPN测定的计算240

3．测定值的置信区间和差异显著性的检验241

4．产CH4细菌的MPN测定方法243