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1绪论1

1.1 微生物与微生物学2

1.1.1 什么是微生物与微生物学2

1.1.2 微生物的特点2

1.1.3 微生物对人类的影响4

1.2 微生物学的发展历程5

1.2.1 微生物的发现5

1.2.2 巴斯德与微生物学奠基6

1.2.3 科赫与微生物学奠基7

1.2.4 20世纪微生物学的快速发展8

1.3 微生物学的未来9

1.3.1 微生物多样性与微生物组学研究9

1.3.2 基因工程菌的构建与大规模应用10

1.3.3 利用微生物治理环境污染10

1.3.4 新型传染病的防治11

1.4 如何学习微生物学11

1.4.1 微生物学的学习目标11

1.4.2 学习微生物学的方法与建议11

2原核生物的结构与功能14

2.1 原核生物的细胞结构概述15

2.1.1 原核生物的外部形态15

2.1.2 原核细胞的结构17

2.2 细胞膜18

2.2.1 细菌细胞膜的结构18

2.2.2 古菌细胞膜的结构19

2.2.3 细胞膜的功能21

2.3 细胞壁21

2.3.1 细菌的细胞壁21

2.3.2 缺壁细菌24

2.3.3 古菌的细胞壁25

2.4 拟核与质粒25

2.4.1 拟核25

2.4.2 质粒26

2.5 细胞表面结构与功能26

2.5.1 细菌鞭毛与菌体运动27

2.5.2 菌毛与性毛29

2.5.3 糖被结构29

2.5.4 菌鞘30

2.5.5 菌柄30

2.6 细胞质与内含物结构30

2.6.1 70S核糖体30

2.6.2 内生芽胞31

2.6.3 颗粒状内含物32

2.6.4 气泡34

3真核微生物的结构与功能36

3.1 真核微生物细胞的结构与功能37

3.1.1 细胞壁37

3.1.2 细胞膜40

3.1.3 细胞核41

3.1.4 细胞质和细胞器41

3.1.5 细胞表面附属物46

3.2 真核微生物的分化47

3.2.1 真菌的营养体和繁殖体47

3.2.2 其他真核微生物的分化52

3.3 真核微生物的起源、分类和分子演化53

3.3.1 真核微生物的起源53

3.3.2 真核微生物的分类55

3.3.3 真核微生物的分子演化55

4病毒58

4.1 病毒的形态及分类60

4.1.1 病毒的形态与大小60

4.1.2 病毒的化学组成62

4.1.3 病毒的分类和命名63

4.2 病毒的增殖65

4.2.1 病毒增殖的一般特征65

4.2.2 病毒的吸附和侵入65

4.2.3 病毒核酸的复制和蛋白质的合成65

4.2.4 病毒的装配和释放67

4.3 病毒的培养与检测68

4.3.1 病毒的培养68

4.3.2 病毒的纯化68

4.3.3 病毒的检测69

4.4 病毒的主要类群70

4.4.1 噬菌体71

4.4.2 动物病毒74

4.4.3 植物病毒74

4.4.4 昆虫病毒75

4.5 亚病毒因子76

4.5.1 卫星病毒76

4.5.2 类病毒76

4.5.3 朊病毒77

5微生物的营养79

5.1 微生物的营养需求81

5.1.1 微生物的营养元素81

5.1.2 微生物的营养物质82

5.1.3 微生物的营养类型87

5.2 微生物的物质运输88

5.2.1 微生物对营养物质的吸收88

5.2.2 微生物的产物分泌94

5.3 培养基96

5.3.1 培养基的配制原则96

5.3.2 培养基的类型98

6微生物的生长和控制101

6.1 微生物的个体生长102

6.1.1 细菌细胞的生长与分裂102

6.1.2 同步生长与同步培养技术103

6.1.3 丝状真菌个体生长104

6.2 微生物的群体生长104

6.2.1 微生物生长曲线104

6.2.2 连续培养与连续发酵105

6.3 微生物生长的测定107

6.3.1 微生物计数107

6.3.2 微生物细胞质量测定109

6.3.3 微生物生理指标测定109

6.4 理化因素对微生物生长的影响109

6.4.1 温度109

6.4.2 pH111

6.4.3 氧气112

6.5 微生物的分离与培养112

6.5.1 无菌操作技术113

6.5.2 微生物分离纯化技术114

6.5.3 微生物的培养115

6.6 微生物生长的控制116

6.6.1 控制微生物生长的物理方法116

6.6.2 控制微生物生长的化学方法118

7微生物的代谢120

7.1 代谢的热力学121

7.2 微生物的能量代谢123

7.2.1 能量代谢概论123

7.2.2 化能异养微生物的生物氧化123

7.2.3 化能自养微生物的生物氧化130

7.2.4 光合微生物的能量产生131

7.3 微生物的物质代谢134

7.3.1 物质代谢概论134

7.3.2 合成代谢134

7.3.3 分解代谢139

7.3.4 初级代谢140

7.3.5 次级代谢142

7.4 微生物代谢的调控143

7.4.1 微生物调节代谢流的两种主要方式143

7.4.2 代谢调控原理在发酵工业的应用146

8微生物的遗传与育种150

8.1 遗传的物质基础151

8.1.1 DNA152

8.1.2 RNA153

8.2 微生物基因组154

8.2.1 大肠杆菌基因组154

8.2.2 酿酒酵母菌基因组154

8.2.3 链霉菌基因组155

8.2.4 丝状真菌基因组155

8.2.5 基因组测序156

8.3 质粒和转座因子157

8.3.1 质粒的结构157

8.3.2 质粒的主要类型158

8.3.3 质粒的特性159

8.3.4 转座因子的分子结构和类型160

8.4 微生物的突变161

8.4.1 突变与突变型162

8.4.2 突变的分子基础162

8.4.3 DNA损伤的修复162

8.5 细菌的基因转移165

8.5.1 细菌的接合作用165

8.5.2 细菌的转化165

8.5.3 细菌的转导167

8.6 真菌的基因重组167

8.6.1 有性生殖168

8.6.2 准性生殖168

8.7 微生物的育种与保藏169

8.7.1 诱变育种169

8.7.2 基因重组育种169

8.7.3 代谢工程育种170

8.7.4 合成生物技术育种170

8.7.5 菌种的保藏171

9微生物的系统发育与分类174

9.1 微生物的系统发育学175

9.1.1 微生物与生命起源175

9.1.2 系统发育分析177

9.1.3 细胞生物的三域学说178

9.2 微生物分类特征和分类方法179

9.2.1 分类等级179

9.2.2 分类系统180

9.2.3 分类指标181

9.3 微生物分类鉴定184

9.3.1 微生物的命名法则185

9.3.2 微生物的系统发育鉴定方法185

9.3.3 微生物的自动鉴定系统186

9.3.4 微生物的多相分类学研究187

9.4 《伯杰氏系统细菌学手册》188

9.4.1 《伯杰氏系统细菌学手册》简介188

9.4.2 古菌系统发育概观189

9.4.3 细菌系统发育概观192

10微生物生态与环境微生物195

10.1 微生物生态学基础196

10.1.1 微生物生态系统196

10.1.2 微生物与微环境198

10.1.3 微生物聚集体199

10.2 环境中的微生物200

10.2.1 陆地环境中的微生物200

10.2.2 水环境中的微生物202

10.2.3 空气中的微生物206

10.2.4 极端环境中的微生物206

10.2.5 生物环境与微生物208

10.3 微生物与生物地球化学循环211

10.3.1 碳循环211

10.3.2 氮循环212

10.3.3 磷循环213

10.3.4 硫循环214

10.3.5 铁循环214

10.4 环境污染物的生物降解与生物修复215

10.4.1 难降解有机污染物的生物降解215

10.4.2 污水生物处理技术216

10.4.3 污染环境的生物修复217

11病原微生物219

11.1 人体正常微生物群落与病原微生物220

11.1.1 皮肤微生物群落221

11.1.2 口腔微生物群落221

11.1.3 胃肠道微生物群落222

11.1.4 人体其他部位的微生物群落224

11.1.5 食源性病毒225

11.2 植物病害226

11.2.1 真菌性植物病害226

11.2.2 细菌性植物病害227

11.2.3 病毒性植物病害227

11.3 病原微生物的毒力和致病性227

11.3.1 毒力测定228

11.3.2 致病菌入侵方式——黏附229

11.3.3 定植和感染230

11.3.4 侵染230

11.3.5 外毒素231

11.3.6 内毒素234

11.4 感染中的宿主因素236

11.4.1 感染宿主的风险因素236

11.4.2 天生对抗感染的抵抗力237

12传染与免疫240

12.1 传染241

12.1.1 传染与传染病241

12.1.2 决定传染结局的因素242

12.1.3 传染的结局242

12.2 免疫系统243

12.2.1 免疫器官243

12.2.2 免疫细胞243

12.2.3 免疫分子244

12.3 非特异性免疫246

12.3.1 屏障结构及其作用246

12.3.2 正常体液和组织中的抗菌物质246

12.3.3 吞噬细胞及其吞噬作用247

12.3.4 炎症反应248

12.4 特异性免疫248

12.4.1 抗原和抗体248

12.4.2 体液免疫251

12.4.3 细胞免疫254

12.5 免疫学技术及应用256

12.5.1 抗原-抗体反应的一般规律256

12.5.2 传统的免疫学技术257

12.5.3 现代免疫学技术257

12.5.4 生物制品及其应用258

13微生物与食品261

13.1 微生物生长与食品腐败262

13.1.1 食品微生物的分类和作用262

13.1.2 各类食品中的腐败菌264

13.1.3 细菌性食物中毒265

13.1.4 真菌毒素中毒267

13.1.5 病毒性食物中毒268

13.2 食品腐败控制与保存269

13.2.1 影响微生物生长的食品内外因素269

13.2.2 化学和生物控制法保存食品271

13.2.3 物理方法保存食品271

13.2.4 栅栏理论在食品防腐保鲜上的应用273

13.3 食源性致病微生物的检测274

13.3.1 常规检验274

13.3.2 食源性致病微生物的检测方法275

13.3.3 预测食品微生物学277

13.4 微生物与食品工业278

13.4.1 发酵食品及生产工艺278

13.4.2 食用菌的分类与生产280

13.4.3 食品质量与安全的指示菌281

14微生物与农业284

14.1 微生物肥料285

14.1.1 植物根际促生细菌286

14.1.2 根瘤菌肥料288

14.1.3 固氮菌肥料289

14.1.4 解磷细菌肥料290

14.1.5 菌根菌肥料291

14.2 微生物农药293

14.2.1 微生物杀虫剂294

14.2.2 微生物杀菌剂298

14.2.3 微生物除草剂300

14.3 微生物饲料301

14.3.1 单细胞蛋白饲料301

14.3.2 青贮饲料302

14.3.3 发酵饲料303

15工业微生物与发酵305

15.1 微生物发酵生产概况及特点306

15.1.1 微生物发酵生产的历史306

15.1.2 微生物发酵生产的概况307

15.1.3 微生物发酵生产的特点308

15.2 微生物发酵308

15.2.1 微生物发酵形式和反应器类型308

15.2.2 微生物发酵的放大过程312

15.2.3 培养基的设计和优化313

15.2.4 发酵工艺和控制315

15.3 工业微生物的主要应用316

15.3.1 微生物发酵生产氨基酸316

15.3.2 微生物发酵生产酶制剂317

15.3.3 微生物发酵生产抗生素318

15.3.4 微生物能量代谢产物319

15.3.5 微生物与生物炼制323

15.3.6 微生物与生物能源326