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第一章绪论1

第一节 微生物学的研究对象、任务和方法1

一、微生物学研究的对象和任务1

二、微生物的特性2

（一）体积小、面积大2

（二）吸收多、转化快3

（三）生长旺、繁殖快4

（四）易变异、适应强5

（五）种类多、分布广6

三、研究微生物学的基本方法7

（一）显微镜技术7

（二）无菌技术8

（三）纯种分离技术9

（四）纯种培养技术10

第二节 微生物学发展简史11

一、微生物学的史前时期12

（一）历史悠久12

（二）工艺独特13

（三）经验丰富13

（四）品种多样13

二、微生物的发现14

三、微生物学的奠基和发展15

四、微生物学在现代生命科学研究中的地位17

第三节 我国工业微生物学的研究概况18

一、焕发青春的酿造行业19

二、酒精和丙酮丁醇工业的发展19

三、欣欣向荣的抗生素工业20

四、前景宽广的酶制剂工业20

七、其它产品的发酵技术的进展21

五、方兴未艾的氨基酸工业21

六、大有作为的有机酸工业21

第二章微生物的形态及其分类23

第一节 微生物在生物界中的地位23

第二节 微生物的分类命名24

一、分类单位（阶元）24

二、微生物分类命名通则25

第三节 原核微生物的形态与分类26

一、细菌27

（一）细菌的形态和大小27

（二）细菌细胞的构造29

（三）细菌的繁殖方式和菌落形态30

（四）细菌的分类概述32

（五）发酵工业常用的几类细菌33

（一）放线菌的形态和构造36

二、放线菌36

（二）放线菌的生活周期40

（三）放线菌的分类40

（四）工业上常用的放线菌42

第四节 真核微生物的形态与分类46

一、酵母菌46

（一）酵母菌的形态与构造47

（二）酵母菌的繁殖和生活史48

（三）酵母菌的分类51

（四）工业上常用的酵母菌54

二、丝状真菌59

（一）丝状真菌的营养体形态和构造59

（二）丝状真菌的繁殖体和生活史61

（四）直菌的分类70

（三）丝状真菌的菌落形态70

（五）发酵工业常用的丝状真菌71

第三章微生物的细胞结构和功能87

第一节 原核微生物的细胞结构和功能87

一、细菌的细胞结构88

二、细胞壁的结构与功能89

（一）革兰氏染色法89

（二）肽聚糖的组成90

（三）磷壁酸（垣酸）94

（四）脂多糖95

（五）无壁细菌96

三、细胞膜和间体97

（一）细胞膜的结构与功能97

（二）间体的结构与功能98

四、周质空间及其酶类99

五、细胞质及其内含物100

（一）核糖体100

（二）质粒101

（三）羧酶体102

（四）载色体102

（五）气泡102

（六）颗粒性贮藏物103

六、核区：DＮＡ104

七、细菌的鞭毛和菌毛105

八、细菌的荚膜和粘液层107

九、细菌的牙孢和孢囊109

第二节 真核微生物细胞的结构与功能112

一、细胞壁的组成112

二、细胞膜及简单的膜细胞器115

三、线粒体117

四、叶绿体118

五、细胞核119

第三节 真核微生物与原核微生物细胞结构和功能的比较122

第四章微生物的营养与生长125

第一节 微生物的营养类型125

一、化能异养型126

二、化能自养型126

三、光能异养型127

四、光能自养型127

第二节 微生物的营养要素128

一、微生物细胞的化学组成与营养元素128

（一）能源129

二、营养要素及其生理功能129

（二）碳源130

（三）氮源130

（四）无机盐131

（五）生长因子131

（六）水133

第三节 微生物的培养基134

一、培养基种类134

（一）基础、加富、鉴别和选择培养基134

（二）天然、合成和半合成培养基136

（三）固体、半固体和液体培养基136

（四）种子、发酵、生物测定培养基137

二、培养基的设计原则和方法138

第四节 微生物对营养物质的吸收140

一、被动扩散140

三、主动运输141

二、促进扩散141

四、基团转位142

第五节 微生物的生长143

一、微生物纯种分离方法143

（一）平板划线分离143

（二）稀释涂血分离143

（三）单孢子或单细胞分离144

（四）菌丝尖端切割144

（五）利用选择性培养基分离144

二、微生物生长的测定145

（一）测生长量的方法145

（二）测细胞数的方法145

（一）延迟期146

三、微生物群体生长的规律146

（二）对数期147

（三）恒定期149

（四）衰亡期149

四、连续培养150

（一）恒化培养150

（二）恒浊培养151

五、同步生长152

（一）筛选法152

（二）诱导法153

第六节 影响微生物生长的因素155

一、物理因素156

（一）温度156

（二）辐射160

（六）过滤161

（五）超声波161

（四）渗透压161

（三）干燥161

二、化学因素162

（一）化学杀菌剂162

（二）化学治疗剂163

三、微生物的耐药性166

第七节 微生物的发酵生产166

一、微生物发酵的方法167

（一）固体发酵167

（二）液体发酵167

（三）微生物细胞固定化与连续发酵173

二、微生物产品的发酵生产实例173

（一）乙醇发酵173

（二）柠檬酸发酵176

（三）青霉素发酵178

（四）甾体生物转化180

第五章微生物的代谢及其调节184

第一节 代谢作用的催化剂——酶184

一、酶分子的一般结构185

二、酶催化反应的特性186

第二节 产能代谢187

一、热力学原理187

二、能量转移的媒介物190

（一）腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）190

（二）烟酰胺辅酶192

三、微生物产能的主要方式194

（一）化能异养微生物产能的主要方式194

（二）化能自养微生物的产能方式200

（三）光能营养型微生物的产能方式200

（一）淀粉的分解204

第三节 营养物质的分解204

一、糖类的分解204

（二）纤维素分解205

（三）果胶质分解206

（四）几丁质分解206

二、脂类分解206

（一）甘油分解207

（二）脂肪酸分解207

三、烃类化合物的分解208

（一）正烷烃分解208

（二）甲烷分解208

（三）芳香烃分解208

（一）蛋白质分解210

（二）氨基酸分解210

四、蛋白质和氨基酸的分解210

第四节 合成代谢212

一、生物合成的必要条件212

（一）还原力的产生212

（二）小分子化合物的获得214

二、多糖合成217

三、脂类的合成220

（一）脂肪酸合成220

（二）脂肪和磷脂的合成221

（三）异戊二烯及其有关化合物合成221

四、核苷酸与核酸的合成222

（一）核苷酸的合成222

（二）核酸的合成222

五、氨基酸与蛋白质的合成226

（一）氨基酸合成226

（二）蛋白质的合成229

一、分解作用与合成作用的相互关系235

第五节 代谢调节235

二、酶合成的调节240

（一）酶合成的诱导240

（二）酶合成的阻?241

三、酶活性的调节245

四、代谢调节的多样化及其相互协调247

第六节 代谢调节理论的实际应用249

一、控制发酵条件250

二、改变菌种的遗传特性252

第六章微生物的次生代谢作用255

第一节 基本概念与代谢途径255

一、基本概念255

（一）β-内酰胺类抗生素诺卡杀菌素的生物合成途径257

二、代谢途径简述257

（二）植物生长刺激赤霉素（简称GA）的生物合成途径258

（三）真菌毒素赫曲毒素（Ochatoxins）生物合成途径260

三、初生代谢与次生代谢在微生物生命活动中的作用263

（一）初生代谢与次生代谢的功能和产物的特点263

（二）初生代谢和次生代谢与微生物本身生长的相关性263

（三）酶与产物的特点264

（四）调节机制的类同性与相关性265

第二节 次生代谢作用的调节机制265

一、诱导物的作用265

（一）链霉素（Sreptomycin）生物合成中的诱导物——A因子265

（二）力复霉素生物合成中的诱导因子——B因子268

（三）头孢菌素C（Cephajosprin C）生物合成中的激活因子270

二、碳降解物的调节作用272

三、氮代谢物的调节作用275

四、磷酸盐在次生代谢产物合成中的调节作用277

第三节 影响次生代谢的其它因子281

一、温度281

二、通气供氧情况282

三、微量金属元素284

四、初生代谢对次生代谢的影响285

第四节 遗传学手段对次生代谢产物的影响288

一、突变289

（一）诱发突变289

（二）突变生物合成和杂合生物合成290

二、重组293

第七章微生物的遗传变异和育种297

（一）转化实验298

第一节 微生物的遗传298

一、核酸是微生物遗传的物质基础298

（二）噬菌体的感染实验300

（三）病毒的拆开和重建实验301

二、遗传物质在细胞中存在的形式302

（一）染色体303

（二）核酸的类型303

（三）基因和密码子303

（四）核苷酸和碱基304

第二节 核酸的结构、复制和表达304

一、DNA的双螺旋结构模型305

二、DNA的复制306

三、基因表达307

一、突变的种类308

第三节 基因突变308

（一）形态突变型309

（二）生化突变型309

（三）致死突变型309

（四）条件致死突变型309

（五）其它突变型309

二、基因突变的特点309

（一）自发和不对应性310

（二）独立和稀有性313

（三）诱发和可逆性313

（四）稳定和遗传性313

三、基因突变的机制314

（一）碱基对的置换315

（二）移码突变316

（三）染色体畸变318

四、遗传互补作用319

（一）基因外补作用320

（二）基因内补作用321

第四节 基因重组321

一、基因重组的一般特性321

二、原核微生物的重组途径322

（一）转化322

（二）转导324

（三）接合328

（四）原生质体融合332

（五）细菌基因转移方式比较333

三、真核微生物的重组途径334

（一）有性杂交334

（二）准性杂交336

一、质粒337

第五节 细胞质遗传337

（一）R因子338

（二）F因子339

（三）Col因子339

二、线粒体340

三、叶绿体340

四、卡巴颗粒341

第六节 微生物菌种的选育341

一、新种分离、筛选的原则与步骤341

（一）采样343

（二）增殖与分离344

（三）性能鉴定345

二、诱变育种345

（一）产量变异的筛选345

（二）营养缺陷型的筛选346

三、基因重组育种350

（一）基因重组的步骤与方法350

四、基因工程在育种中的应用352

第七节 菌种的衰退、复壮和保藏355

一、菌种的衰退与防止355

二、菌种的复壮356

三、菌种的保藏357

（一）菌种保藏的原理357

（二）菌种保藏的方法358

（四）病毒结构的对称性359

第八章病毒361

第一节 病毒的一般特性361

一、病毒的形态361

（一）病毒的主要特征361

（二）病毒粒子的形态和大小362

（三）病毒的包含体362

（一）病毒的核酸364

二、病毒的化学组成364

（二）病毒的蛋白质367

（三）病毒的脂类368

（四）病毒的多糖368

三、病毒粒子的结构368

（一）病毒的核心369

（二）病毒的外壳369

（三）病毒的包膜369

四、病毒的复制372

（一）吸附373

（二）穿入或吞饮373

（四）生物合成374

（三）脱衣壳374

（五）装配380

（六）释放381

第二节 噬菌体381

一、噬菌体的形态结构和种类382

（一）噬菌体的基本形态和结构382

（二）噬菌体的种类382

二、噬菌体与寄生的关系384

（一）烈性噬菌体的增殖385

（二）一步生长曲线389

（三）温和噬菌体和细菌溶原性391

三、发酵工业与噬菌体394

（一）发酵生产中感染噬菌体后的现象394

（二）噬菌体的来源和防治395

（一）噬菌体的群体形态——噬菌斑396

四、噬菌体的分离和检查方法396

（二）噬菌体的分离和检查397

（三）效价测定法398

第二节 病毒的种类和亚病毒399

一、脊椎动物病毒399

二、昆虫病毒401

（一）核型多角体病毒401

（二）质型多角体病毒401

（三）颗粒体病毒401

（四）无包含体病毒401

三、植物病毒402

四、微生物病毒402

（二）类病毒403

（一）亚病毒的特点403

五、亚病毒403

（三）拟类病毒405

（四）朊病毒或蛋白侵染子406

六、病毒的起源与进化406

第九章传染与免疫409

第一节 病原微生物是怎样造成传染的409

一、毒力410

（一）侵袭力410

（二）毒素411

三、侵入寄主的菌量413

第二节 抗原414

一、构成抗原的条件414

（一）异物性414

（二）特异性414

（三）大分子性415

（一）完全抗原和半抗原416

二、抗原的种类416

（二）天然抗原、人工抗原、合成抗原417

三、抗原物质范围417

（一）病原微生物417

（二）细菌外毒素和类毒素417

（三）动物免疫血清417

（四）同种异休抗原417

（五）佐剂418

（六）自身抗原418

第三节 机体是怎样对抗传染的418

一、机体对传染的非特异性免疫419

（一）自然屏障作用419

（三）正常体液中非特异性防护作用420

（二）细胞防护（吞噬）作用420

二、机体对传染的特异性免疫423

（一）特异性免疫反应的组织学基础423

（二）特异性免疫反应的形成426

第四节 抗体429

一、抗体的分子结构429

二、抗体的种类及其功能431

三、抗体形成的规律432

（一）初次与再次反应432

（二）回忆反应432

（三）几类抗体出现的规律433

第五节 免疫学知识的应用433

一、体液免疫检查法434

（一）凝集反应434

（三）补体结合反应435

（二）沉淀反应435

（四）免疫荧光法438

二、人工免疫和生物制品439

（一）人工自动免疫439

（二）人工被动免疫440

第六节 单克隆抗体的研制及其应用443

一、单克隆抗体及其特性444

二、单克隆抗体制备技术或杂交瘤技术446

三、单克隆抗体的应用449

第十章微生物的生态451

第一节 微生物在自然界中的分布451

一、土壤中的微生物451

二、水中的微生物453

三、大气中的微生物455

四、工农业产品中的微生物456

（一）粮食和食品中的微生物456

（二）工业材料及其制品中的微生物457

五、异常极端环境中的微生物457

第二节 微生物在自然界物质循环中的作用459

一、碳素循环460

二、氮素循环461

（一）氨化作用461

（二）硝化作用462

（三）反硝化作用463

（四）固氮作用463

三、硫素循环464

（一）有机硫化物的分解464

（二）硫化作用465

（四）硫循环中的微生物与生产实践466

（三）反硫化作用466

四、磷素循环468

第三节 微生物与污水处理469

一、污水处理的常用指标470

（一）BOD(Biochemical oxvgen demand生化需氧量)470

（二）COD(Chemical oxygen demend化学需氧量)470

（三）活性污泥性能指标470

二、好气处理法471

（一）原理471

（二）好气处理方法471

三、厌气处理法476

（一）厌气处理的原理476

（二）污水厌气处理的流程477

（三）厌气处理的调节控制478

（一）微生物之间的互惠共生现象479

（二）微生物与高等植物间的互惠共生现象479

一、互惠共生479

第四节 微生物与生物环境间的相互关系479

（三）微生物与人体及动物的互惠共生现象480

二、共生481

（一）微生物间的共生481

（二）微生物与高等植物共生482

（三）微生物与动物的共生483

三、共栖484

四、拮抗484

五、寄生485

六、捕食486

七、生物间的生态关系与生产实践486

（一）利用混合菌体培养法生产发酵产品486

（二）利用寄生菌防治害虫487

主要参考文献488