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目录1

绪论1

1　环境中的微生物类群3

1.1　环境微生物概述3

1.1.1　微生物的特点3

1.1.2　微生物在生物分类系统中的位置4

1.1.3　微生物的分类和学名4

1.2　原核微生物6

1.2.1 细菌6

1.2.2　放线菌13

1.2.3　鞘细菌15

1.2.4　蓝细菌17

1.2.5　立克次氏体，枝原体，衣原体18

1.3　真核微生物19

1.3.1　真菌20

1.3.2　原生动物22

1.3.3　藻类26

1.4　非细胞型微生物29

1.4.1 病毒29

1.4.2　类病毒（Viroid）31

1.4.3　拟病毒（Virusoids）31

1.4.4　朊病毒（Virino）31

1.5　微生物的生长32

1.5.1　微生物的生长与繁殖32

1.5.2　生长量的测定方法32

1.5.3　微生物的生长曲线33

1.6　菌种的退化及防治35

1.6.1 菌种退化35

1.6.2　菌种退化的原因35

1.6.3　菌种退化的防治36

本章小结36

思考与实践38

2　微生物在环境中的分布41

2.1　微生物在环境中的分布41

2.1.1　微生物在土壤中的分布41

2.1.2　微生物在大气层中的分布43

2.1.3　微生物在江、河、湖、海中的分布43

2.1.4　微生物在其他物体上的分布44

2.2　微生物与其他生物及微生物与微生物之间的关系45

2.2.1 寄生关系46

2.2.2　互生关系46

2.2.3　共生关系47

2.2.4　拮抗关系47

2.3　影响微生物生长的环境因素48

2.3.1 温度对微生物生长的影响48

2.3.2　水分对微生物生长的影响49

2.3.3　辐射对微生物生长的影响50

2.3.4　氢离子浓度对微生物生长的影响51

2.3.5　氧气对微生物生长的影响51

2.4　消毒和灭菌52

2.4.1　物理灭菌法52

2.4.2　化学灭菌法55

本章小结56

思考与实践57

3　微生物的代谢和营养59

3.1　微生物的代谢59

3.1.1　代谢的基本概念59

3.1.2　酶60

3.1.3　微生物生长的能量来源61

3.2　微生物的营养类型62

3.2.1 光能自养型62

3.2.2　光能异养型63

3.2.3　化能自养型63

3.2.4　化能异养型63

3.3.2　碳源64

3.3　微生物的营养要求64

3.3.1 水64

3.3.3 氮源65

3.3.4　无机盐65

3.3.5 生长因子65

3.3.6　能源66

3.4　微生物的培养基66

3.4.1　微生物的培养基66

3.4.2　培养基的配制原则67

3.5　营养物质的跨膜运输67

本章小结68

3.5.4　基团转移68

3.5.3　主动运输68

3.5.2　促成（进）扩散68

3.5.1　单纯扩散68

思考与实践69

4　微生物遗传学基础71

4.1 DNA的结构和基因71

4.1.1　基因的物质基础71

4.1.2　DNA的结构71

4.2　遗传物质在细胞中的存在方式73

4.3　DNA的复制和蛋白质的合成74

4.3.1 DNA的复制74

4.3.2　蛋白质的合成76

4.4.1　突变的现象77

4.4　基因型、表型和突变77

4.4.2　突变的诱发因素78

4.4.3　突变的特点78

本章小结79

思考与实践80

5　微生物在自然界物质循环中的作用82

5.1　微生物分解有机物的途径82

5.1.1　微生物分解多糖类的途径82

5.1.2　葡萄糖降解84

5.1.3　微生物分解脂类和蛋白质的途径87

5.2　微生物在碳素循环中的作用88

5.2.1 自然界中的碳素循环88

5.3　微生物在氮素循环中的作用89

5.2.2　微生物在碳素循环中的作用89

5.3.2　微生物在氮素循环中的作用90

5.3.1 自然界中的氮素循环90

5.4　微生物在硫素循环中的作用91

5.4.1 自然界中的硫素循环91

5.4.2　微生物在硫素循环中的作用92

5.5　微生物在磷素循环中的作用93

5.5.1 自然界中的磷素循环93

5.5.2　微生物在磷素循环中的作用93

5.6　微生物转化矿物质的途径94

5.6.1　微生物浸铜94

5.6.3　微生物采金95

5.6.4　微生物对其他金属的浸出95

5.6.2　微生物浸铀95

本章小结97

思考与实践97

6　微生物对污染物的降解和转化100

6.1 微生物分解有机污染物的巨大潜力100

6.1.1 微生物能够完成各种各样的化学反应100

6.1.2　对于难降解的污染物，微生物具有联合降解的群体优势103

6.1.3　微生物具有不断更新的降解能力104

6.2　污染物的化学结构对微生物降解的影响104

6.2.1 烃类化合物结构的影响104

6.2.2　烃的衍生物结构的影响104

6.2.3　不同C原子的影响104

6.3　微生物对大分子污染物的降解和转化的一般途径105

6.2.4　官能团的性质及数量的影响105

6.2.5　分子量大小对微生物降解的影响105

6.4　微生物对木质素的降解和转化106

6.5　微生物对石油的降解和转化106

6.5.1 微生物对烷烃类的降解和转化106

6.5.2　微生物对烯烃类的降解和转化108

6.5.3　微生物对芳烃类的降解和转化108

6.5.4　微生物对脂环烃类的降解和转化110

6.5.5　微生物对海洋石油的降解和转化111

6.6　微生物对农药的降解与转化113

6.6.1　微生物降解和转化农药的一般途径113

6.6.2　微生物对有机氯农药的降解和转化113

6.7.1 微生物对合成洗涤剂的降解和转化115

6.7　微生物对其他合成有机物的降解与转化115

6.7.2　多氯联苯的降解117

6.7.3　聚乙二醇的降解118

6.7.4　增塑剂的降解118

6.7.5　聚乙烯醇的降解119

6.8　抗汞细菌在消除汞污染中的应用119

本章小结121

思考与实践121

7　微生物对环境的污染与危害124

7.1　水体富营养化124

7.1.1 水体富营养化的形成124

7.2　导致水体富营养化的生物种类126

7.1.2　水体富营养化的危害126

7.3　水体富营养化的监测和控制方法127

7.3.1　水体富营养化的监测127

7.3.2　水体富营养化的控制方法128

7.4　其他微生物及其代谢物的危害130

本章小结130

思考与实践130

8　污水处理生物学方法132

8.1　污水概述132

8.1.1 污水的性质和分类132

8.1.2　污水中的主要污染物及其危害133

8.1.3　污水水质指标134

8.2　废水生物处理法135

8.2.1 污水处理中的微生物136

8.2.2　活性污泥法137

8.2.3　生物膜法141

8.2.4　氧化塘143

本章小结144

思考与实践145

9　废渣的生物处理方法148

9.1 高温堆肥技术和厌氧发酵方法148

9.1.1 高温堆肥技术（好氧堆肥法）148

9.1.2　厌氧发酵方法149

9.2.1　厌氧产沼方法150

9.2.2　废纤维糖化技术150

9.2　城市生活垃圾的生物处理方法150

9.3　污水厂污泥生物处理技术发展趋势151

本章小结151

思考与实践152

10　微生物学实验153

10.1　微生物学实验的一般知识153

10.1.1 实验须知153

10.1.2　光学显微镜154

10.2　实验部分157

实验一　显微镜油镜的使用及细菌形态的观察157

实验二　细菌的单染色法157

实验三　革兰氏染色法159

实验四　芽孢染色法160

实验六　培养基的配制和灭菌161

实验五　荚膜染色法161

实验七 环境中主要微生物菌落形态的识别165

实验八　从土壤中分离和纯化微生物166

实验九　微生物的平板菌落计数法169

实验十　放线菌形态的观察170

实验十一　酵母菌的形态观察171

实验十二　霉菌的形态观察172

实验十三 水中细菌总数和总大肠菌群的检测173

实验十四 细菌的生理生化反应176

附录Ⅰ 染色液的配制181

附录Ⅱ 培养基的配制183

附录Ⅲ　试剂和溶液的配制186

主要参考文献187