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绪论1

一、什么是微生物1

二、人类对微生物世界的认识过程1

(一)一个难以认识的微生物世界1

(二)人类揭开微生物世界奥秘的历史2

三、微生物学的发展促进了人类的进步5

(一)在医疗保健战线上的六大“战役”5

(二)微生物在工业发展过程中的六个里程碑6

(三)微生物学促进了农业的进步7

(四)微生物与生态和环境保护的关系8

(五)微生物学对生物学基础理论研究的贡献8

四、微生物学及其分科9

(一)按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分9

(二)按微生物的应用领域来分9

(三)按所研究的微生物的对象来分9

(四)按微生物所在的生态环境来分9

(五)按实验技术操作来分9

(六)按微生物学与其他学科间的交叉情况来分10

第一章 微生物的五大共性11

第一节 体积小，面积大11

第二节 吸收多，转化快12

第三节 生长旺，繁殖快12

第四节 适应强，易变异13

一、适应性13

二、变异性14

第五节 分布广，种类多15

一、分布广15

二、种类多15

第二章 微生物的形态和构造(一)原核微生物18

第一节 细菌18

一、细胞的形态构造及其功能18

(一)形态和染色18

(二)构造20

二、细菌群体(菌落)的形态38

第二节 放线菌39

一、放线菌的形态构造40

二、放线菌的繁殖41

三、放线菌的菌落特征41

第三节 蓝细菌42

第四节 支原体、立克次氏体和衣原体44

一、支原体44

二、立克次氏体44

三、衣原体45

第三章 微生物的形态和构造(二)真核微生物49

第一节 酵母菌50

一、细胞的形态构造51

(一)细胞壁51

(二)细胞膜51

(三)细胞核52

(四)其他细胞构造53

二、酵母菌的繁殖方式和生活53

(一)无性繁殖54

(二)有性繁殖54

(三)生活史的三类型54

三、酵母菌的菌落56

第二节 丝状真菌--霉菌56

一、菌丝57

二、菌丝体及其各种分化形式58

(一)营养菌丝体的特化形态59

(二)气生菌丝体的特化形态59

三、真菌的孢子62

四、霉菌的菌落63

第四章 微生物的形态和构造(三)非细胞型生物65

第一节 病毒66

一、病毒的形态构造和化学组分67

(一)病毒的大小67

(二)形态67

(三)三类典型形态的病毒70

(四)病毒的核酸72

二、各类病毒及其繁殖方式73

(一)原核生物的病毒--噬菌体73

(二)植物病毒82

(三)脊椎动物病毒84

(四)昆虫病毒87

第二节 亚病毒89

一、类病毒89

二、拟病毒90

三、朊病毒91

第三节 病毒与实践93

一、噬菌体与发酵工业93

二、人类和脊椎动物病毒病的防治94

三、植物病毒病的防治94

四、昆虫病毒用于生物防治94

五、病毒在基因工程中的应用96

(一)噬菌体可作为原核生物基因工程的载体96

(二)动物DNA病毒作为动物基因工程的载体96

(三)植物病毒作为植物基因工程的载体97

(四)昆虫DNA病毒作为真核生物基因工程的载体97

第五章 微生物的营养和培养基99

第一节 微生物的六种营养要素99

一、碳源100

二、氮源101

三、能源102

四、生长因子102

五、无机盐104

六、水106

第二节 微生物的营养类型106

第三节 营养物质进入细胞的方式108

一、单纯扩散108

二、促进扩散108

三、主动运送109

四、基团移位109

第四节 培养基111

一、选用和设计培养基的原则和方法111

(一)四个原则111

(二)四种方法116

二、培养基的种类117

(一)按对培养基成分的了解来分117

(二)按培养基外观的物理状态来分118

(三)按培养基的功能来分119

第六章 微生物的代谢和发酵124

第一节 微生物的能量代谢124

一、化能异养微生物的生物氧化和产能125

(一)底物脱氢的四条主要途径125

(二)递氢和受氢135

二、自养微生物的生物氧化、产能和CO2固定147

(一)生物氧化和产能148

(二)自养微生物的CO2固定153

第二节 分解代谢和合成代谢间的群系156

一、兼用代谢途径157

二、代谢物回补顺序157

(一)合成草酰乙酸(OA)的回补顺序157

(二)合成磷酸烯醇丙酮酸(PEP)的回补顺序158

第三节 微生物独特合成代谢途径举例160

一、生物固氮161

(一)固氮微生物的种类161

(二)固氮的生化机制162

(三)好氧性固氮菌固氮酶的抗氧机制164

二、微生物结构大分子--肽聚糖的合成166

(一)在细胞质中的合成166

(二)在细胞膜中的合成167

(三)在细胞膜外的合成168

第四节 微生物的代谢调控与发酵生产169

一、酶活性的调节170

(一)反馈抑制的类型170

(二)反馈抑制的机制173

二、酶合成的调节174

(一)酶合成调节的类型174

(二)酶合成调节的机制175

三、代谢调控在发酵工业中的应用177

(一)应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节177

(二)应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节178

(三)控制细胞膜的渗透性179

第七章 微生物的生长及其控制183

第一节 测定生长繁殖的方法183

一、测生长量183

(一)直接法183

(二)间接法184

二、计繁殖数184

(一)直接法184

(二)间接法184

第二节 微生物的生长规律186

一、细菌的个体生长和同步生长186

二、典型生长曲线186

(一)延滞期187

(二)指数期188

(三)稳定期190

(四)衰亡期190

三、微生物的连续培养191

第三节 影响微生物生长的主要因素193

一、温度193

二、氧气194

三、pH198

第四节 微生物培养法199

一、实验室培养法200

(一)固体培养200

(二)液体培养202

二、生产实践中的微生物培养装置202

(一)固体培养202

(二)液体培养203

第五节 有害微生物的控制204

一、几个基本概念204

(一)灭菌204

(二)消毒205

(三)防腐205

(四)化疗205

二、物理杀菌因素的代表--高温206

(一)高温杀菌作用的种类206

(二)影响加压蒸汽灭菌效果的因素208

(三)高温对培养基成分的有害影响及其防止209

三、化学杀菌剂或制菌剂210

(一)表面消毒剂210

(二)抗代谢药物的代表--磺胺类药物212

(三)抗生素214

第八章 微生物的遗传变异和育种220

第一节 遗传变异的物质基础221

一、三个经典实验221

(一)经典转化实验221

(二)噬菌体感染实验222

(三)植物病毒的重建实验222

二、遗传物质在细胞内的存在部位和方式223

(一)七个水平223

(二)原核生物的质粒227

第二节 基因突变和诱变育种229

一、基因突变229

(一)突变类型229

(二)突变率230

(三)突变的特点230

(四)基因突变的自发性和不对应性的证明231

(五)基因突变的机制234

(六)紫外线对DNA的损伤及其修复241

二、突变与育种242

(一)自发突变与育种242

(二)诱变育种244

第三节 基因重组254

一、原核微生物的基因重组255

(一)转化255

(二)转导257

(三)接合260

(四)原生质体融合263

二、真核微生物的基因重组264

(一)有性杂交264

(二)准性杂交265

第四节 基因工程267

一、基因工程的基本操作268

二、基因工程的应用和发展前景269

第五节 菌种的衰退、复壮和保藏271

一、菌种的衰退和复壮271

(一)衰退的防止271

(二)菌种的复壮272

二、菌种的保藏273

第九章 微生物的生态278

第一节 微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发278

一、微生物在自然界中的分布278

(一)生物体内外的正常菌群278

(二)土壤中的微生物281

(三)水中的微生物282

(四)空气中的微生物283

(五)工农业产品上的微生物285

(六)极端环境下的微生物288

二、菌种资源的开发290

(一)采集菌样291

(二)富集培养291

(三)纯种分离292

(四)性能测定292

第二节 微生物与生物环境间的相互关系292

一、互生292

(一)微生物间的互生关系293

(二)人体肠道正常菌群293

(三)混菌培养与生产实践294

二、共生294

(一)微生物间的共生关系295

(二)微生物与植物间的共生关系295

(三)微生物与动物间的共生关系295

三、寄生297

(一)微生物间的寄生关系297

(二)微生物与植物间的寄生关系298

(三)微生物与动物间的寄生关系298

四、拮抗298

五、捕食298

第三节 微生物在自然界物质循环中的作用299

一、碳素循环301

二、氮素循环301

三、硫素循环与金属的细菌沥滤304

四、磷的循环305

五、铁的循环306

第四节 污水处理的微生物学原理306

一、污水处理中的特殊微生物307

二、微生物处理污水的原理307

三、污水处理的主要装置308

(一)节能型污水处理装置309

(二)耗能型污水处理装置309

(三)产能型污水处理装置--厌氧消化器311

第五节 沼气发酵与环境保护311

一、沼气发酵的三个阶段311

二、甲烷形成的生化机制314

三、产甲烷菌的CO2同化途径316

第十章 传染与免疫319

第一节 传染319

一、传染与传染病319

二、决定传染结局的三个因素320

(一)病原菌320

(二)宿主的免疫力324

(三)环境因素325

三、传染的三种可能结局325

(一)隐性传染325

(二)带菌状态325

(三)显性传染325

第二节 非特异性免疫326

一、屏障结构326

(一)皮肤与粘膜326

(二)屏障结构326

二、吞噬细胞及其吞噬作用327

(一)嗜中性粒细胞的吞噬功能328

(二)巨噬细胞及其功能329

三、炎症反应329

四、正常体液或组织中的抗菌物质330

(一)补体330

(二)干扰素330

第三节 特异性免疫332

一、免疫器官334

(一)中枢免疫器官334

(二)外周免疫器官335

二、免疫细胞及其在细胞免疫中的作用335

(一)T细胞336

(二)B细胞339

(三)其他淋巴细胞340

三、免疫分子及其在体液免疫中的作用340

(一)抗原340

(二)抗体344

第四节 免疫学方法及其应用355

一、抗原抗体反应的一般规律355

二、主要的抗原抗体反应356

(一)凝集反应356

(二)沉淀反应356

(三)补体结合试验357

(四)中和试验358

三、现代免疫标记技术358

(一)免疫荧光技术358

(二)酰免疫测定359

(三)放射免疫测定法360

(四)免疫电镜技术360

(五)发光免疫测定法360

第五节 生物制品及其应用361

一、人工自动免疫生物制品361

(一)常规疫苗362

(二)新型疫苗362

二、人工被动免疫生物制品362

(一)特异性免疫治疗剂--抗血清、抗体iRNA362

(二)非特异性的免疫治疗剂--免疫调节剂363

第十一章 微生物的分类和鉴定367

第一节 通用分类单元367

一、种以上的系统分类单元367

(一)七级分类单元367

(二)种的概念368

(三)种的分类地位举例369

二、学名370

三、亚种以下的分类单元371

(一)亚种371

(二)变种371

(三)型372

(四)类群372

(五)菌株372

(六)小种373

(七)相373

(八)态373

第二节 微生物在生物界的地位373

一、生物的界级分类学说373

(一)二界系统373

(二)三界系统374

(三)四界系统374

(四)五界系统374

(五)六界系统375

(六)三总界五界系统375

(七)三原界系统375

二、微生物的进化377

(一)原始地球的条件377

(二)化学进化阶段378

(三)生物进化阶段378

第三节 各大类微生物的分类系统纲要380

一、原核生物分类系统纲要380

(一)“伯杰氏手册”(1984)中的高级分类单元380

(二)“伯杰氏手册”(1984)所包括的主要科属381

(三)若干重要原核微生物类群简介388

二、真菌的分类系统纲要390

(一)真菌界及其有代表性的分类系统390

(二)Ainsworth(1973)的真菌分类系统纲要391

第四节 微生物的鉴定394

一、经典分类鉴定方法394

二、现代分类鉴定方法395

(一)微生物遗传型的鉴定395

(二)细胞化学成分的鉴定399

(三)数值分类法401

结束语405