内容简介
《微生物学(第2版)/普通高等教育“十一五”国家级规划教材》包含常见常用工业微生物的形态学、营养与培养环境、代谢调控、生态学及菌种选育与保藏技术等,还增加了与微生物技术产权保护有关的专利及专利权的基本知识,内含有教学计划规定的实验部分。
《微生物学(第2版)/普通高等教育“十一五”国家级规划教材》具有基础性、系统性、应用性和先进性的特点。
《微生物学(第2版)/普通高等教育“十一五”国家级规划教材》适合工科院校生物学相关专业师生作为教材使用,也可作为相关企业和研究单位技术人员的参考用书。
内页插图
目录
第二版前言
第一版前言
第一章 绪论
第一节 微生物学研究的对象和任务
一、微生物及其特点
二、微生物学及其研究内容
第二节 微生物学的发展简史及工业微生物学的发展概况
一、微生物学的发展简史
二、微生物学的重要发现及工业微生物产业的发展
第三节 微生物的分类和命名
一、微生物在生物界中的地位
二、微生物的分类和鉴定方法
第四节 21世纪的工业微生物学
一、微生物多样性的研究是21世纪贯彻始终的任务
二、21世纪微生物学的发展将围绕微生物基因组学展开
三、紧紧抓住分子生物学和生物技术发展的机遇,开创微生物产业的新格局
四、重视多学科更广泛的交叉,实现后基因组时代的新发展
本章小结
复习思考题
第二章 微生物的形态与分类
第一节 细菌
一、细菌的细胞形态和大小
二、细菌细胞的一般构造及特殊结构
三、细菌的繁殖方式和培养特征
四、细菌的分类
五、发酵工业中常用常见的细菌
第二节 放线菌
一、放线菌的形态和构造
二、放线菌的繁殖
三、放线菌的分类
四、发酵工业中常用的放线菌
第三节 酵母菌
一、酵母菌的形态和大小
二、酵母菌的细胞构造
三、酵母菌的繁殖方式与生活史
四、酵母菌的分类
五、发酵工业中常用的酵母菌
第四节 霉菌
一、藻状菌纲
二、子囊菌纲和半知菌类
三、霉菌的分类
四、发酵工业中常用的霉菌
第五节 担子菌
一、担子菌的一般形态和构造
二、担子菌的繁殖方式和子实体的形成
第六节 藻类
一、藻类的一般形态和构造
二、淡水藻类
三、海水藻类
四、主要藻类的基本特征
第七节 噬菌体
一、噬菌体的形态和构造
二、噬菌体的生长和繁殖
三、噬菌体的生活史
四、噬菌体的分离检查
五、理化因素对噬菌体的影响
六、噬菌体的污染现象
七、噬菌体的分类原则及其依据
八、真菌病毒
第八节 支原体、立克次氏体和衣原体
本章小结
复习思考题
第三章 微生物的营养与生长
第一节 微生物的营养
一、微生物的营养类型
二、微生物的营养物质
三、营养物质的跨膜运输
四、微生物培养基
第二节 微生物的生长
一、微生物个体细胞的生长
二、微生物群体的生长
三、微生物生长的测定
四、营养物质的浓度及性质对微生物生长速率的影响
第三节 生长与发酵产物生成
一、细胞的生长和产物的得率
二、营养消耗及产物形成
三、多种碳源及复合培养基存在下的微生物的生长
本章小结
复习思考题
第四章 微生物的代谢与调节及其人工控制
第一节 微生物的代谢
一、微生物的能量代谢
二、化能营养型微生物的能量代谢
三、光能营养型微生物的能量代谢
四、还原力的获得
五、代谢产物的合成
第二节 微生物代谢的自动调节
一、代谢调节的部位与方式
二、酶活性的调节
三、酶合成的调节
四、微生物代谢自动调节的典型效应
第三节 微生物代谢的人工控制及其应用
一、营养缺陷型突变株的应用
二、从遗传上根本解除反馈调节的育种措施
三、综合育种措施
本章小结
复习思考题
第五章 环境因子对微生物生长和代谢的影响
第一节 环境因子对微生物生长和生存的影响
一、理化因素对生长的影响
二、微生物营养生长环境条件的优化
第二节 污染微生物的控制
一、灭菌与消毒
二、抗生素对微生物的影响
本章小结
复习思考题
第六章 微生物菌种的选育
第一节 从自然界中分离筛选菌种
一、采样
二、增殖培养
三、纯种分离
四、筛选
五、培养工艺条件试验与生产试验
第二节 基因突变
一、突变型的类型
二、突变的类型
三、基因突变的规律
四、突变的频率
五、自发突变的机制
六、诱变剂及其诱变机制
第三节 诱变育种
一、诱变育种的步骤和方法
二、营养缺陷型突变菌株的筛选
三、抗性突变株及某些特殊性能突变株的筛选
第四节 基因重组育种
一、酵母菌的基因重组
二、霉菌的基因重组
三、细菌的接合
四、转化
五、转导
六、原生质体育种
七、基因工程育种
八、基因定位诱变
第五节 代谢调节和微生物育种
第六节 菌种的退化、复壮和保藏
一、菌种的退化
二、退化菌种的复壮
三、菌种的保藏
本章小结
复习思考题
……
第七章 微生物生态和废水的生物处理
第八章 生物学发明及其专利保护
附录
前言/序言
《微生物学》-书自2004年修订出版以来已经印刷了四次,2005年被评为江苏省高等学校精品教材,这是该书自1996年被原轻工业部评为部优秀教材一等奖以来第二次获得的殊荣。
作为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,本书这次又进行了与时俱进的修改和补充。
本书是适用于工科院校发酵工程、生物工程专业或农林院校农副产品深加工有关专业的专业基础课“微生物学”教材,因此在编写上有其特色。针对工科院校有关专业的工艺、工程学课程多,没有微生物学系统课程设置的特点,本书的微生物学系统性和完整性势必保持,并且这些内容还必须与工科的应用性和适用性密切结合。为此本书的基本内容包含了形态学、生理学、生态学和遗传育种学,如此多的内容要在课堂上讲完是有困难的,也没有必要。但为了有利于学生自学和参考,尤其在进入学位课题研究时便于查对,本书编写时系统的基本内容不能省略,特别是形态学部分,集中显示了较多的各类发酵工业上常见常用的菌株形态照片和图。本书含图287幅,含表91幅。
为便于教学计划的实施,本次修订时删除了原书中第八章免疫学技术,而增加了实验部分。
需要说明的是,作为国家级重点学科的发酵工程专业,经过多年的实践,一致要求对工业微生物育种的理论和实验技术予以强化。为此我们在正常开设“微生物学”课程的同时,又专门设立了“微生物遗传育种学”课程。我校《微生物遗传育种学》教材亦列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,并于2009年2月由化学工业出版社出版。
本书由诸葛健、李华钟、王正祥、段作营、樊游、曹钰和诸葛斌共同编写,主编为诸葛健教授和李华钟教授。
采用本书作为教材的相关专业教师若需要配套的课件,请与本书编者联系。
本书虽较之修订前有所进步,但限于编者的学识和写作水平,难免有所欠缺,恳请广大师生和读者随时提出宝贵意见,以便进一步改进。
生命的微观世界:探索看不见的巨人 我们生活的世界,远比肉眼所见的要复杂和丰富得多。在这片广袤的宇宙中,存在着一群数量庞大、功能多样、力量无穷的生命体,它们以微小的身躯,深刻地影响着我们星球的方方面面,塑造着生命的进程,甚至决定着人类文明的走向。它们就是微生物,一群隐匿于我们周围,却又无处不在的“看不见的巨人”。 本书将带领读者踏上一段令人着迷的旅程,深入探索这个神秘而迷人的微观世界。我们将从最基础的视角出发,揭开微生物的神秘面纱,理解它们作为独立生命体的基本特征,以及它们在地球生态系统中的关键作用。 第一章:生命的基石——微生物的起源与演化 生命的起源是科学最宏大、最根本的谜题之一。我们将追溯生命在地球上诞生的漫长历程,探讨在早期地球恶劣的环境下,最初的生命形式是如何孕育而生的。随后,我们将重点关注微生物在生命演化史上的核心地位。从最原始的单细胞生物,到后来复杂多样的细菌、古菌和真核微生物,微生物是如何一步步演化,并为后续更复杂生命的出现奠定基础的?我们将审视古老的化石证据,以及现代基因学为我们揭示的微生物演化脉络,理解它们如何适应各种极端环境,并展现出惊人的生命力和多样性。 第二章:微生物的多样性——细菌、古菌与真核微生物的缤纷世界 微生物的世界并非铁板一块,而是由形态各异、功能迥异的群体构成。本章将详细介绍微生物的三大主要领域:细菌、古菌和真核微生物(包括真菌、原生动物和藻类)。我们将深入了解细菌和古菌这两种原核生物的细胞结构、代谢特点和繁殖方式。它们如何在各种生态环境中占据主导地位?它们的独特之处又在哪里? 对于真核微生物,我们将逐一剖析它们的精巧结构和生物学特性。真菌,从微小的酵母菌到庞大的菌丝体,它们在分解有机物、维持生态平衡中扮演着不可或缺的角色;原生动物,形态万千,有些是自由生活的捕食者,有些则是寄生虫,它们构成了水生和土壤生态系统中重要的初级消费者;藻类,这些光合作用的先锋,是地球氧气的主要生产者之一,也是许多食物链的基石。我们将通过对这些不同类群的深入了解,认识到微生物世界的惊人丰富性和复杂性。 第三章:微生物的生命活动——代谢、生长与繁殖的奥秘 微生物是如何维持生命的?它们又如何繁衍后代?本章将深入探讨微生物的生命活动。我们将解析微生物的各种代谢途径,包括能量的获取(如光合作用、化能合成、呼吸作用和发酵)以及物质的合成。了解它们如何利用环境中丰富的资源,并将无机物转化为有机物,或者分解有机物来获取能量。 微生物的生长与繁殖是维持种群数量和实现生命延续的关键。我们将探讨微生物的生长曲线,理解它们如何在适宜的环境中快速繁殖。不同类型的微生物采用不同的繁殖策略,例如二分裂、出芽、孢子形成等。了解这些繁殖机制,对于我们控制微生物的生长,或利用其进行生产活动至关重要。 第四章:微生物与环境——生态系统中的关键角色 微生物并非孤立存在,而是深深地融入到地球的每一个角落,成为维持生态系统平衡和运行的关键力量。本章将重点关注微生物在各种生态环境中的作用。 土壤微生物: 它们是土壤的“清洁工”和“化肥厂”,分解动植物残骸,释放营养物质,提高土壤肥力,并参与氮、磷等元素的生物地球化学循环。没有土壤微生物,土地将无法孕育生命。 水生微生物: 从海洋的浮游藻类到淡水湖泊的细菌,它们是水生生态系统的生产者、分解者和食物链的起点。它们对水体的自净能力、氧气的产生以及营养物质的循环起着至关重要的作用。 空气中的微生物: 即使在看似纯净的空气中,也漂浮着大量的微生物。它们在传播疾病的同时,也参与着一些大气化学过程。 我们将详细探讨微生物在碳循环、氮循环、硫循环等关键生物地球化学循环中的作用,理解它们如何连接生物圈与非生物圈,并维持地球生命的持续运转。 第五章:微生物的“另一面”——病原微生物与疾病 尽管大多数微生物对人类是无害的,甚至是有益的,但我们也必须正视一部分微生物的“阴暗面”。本章将聚焦于那些能够引起疾病的病原微生物。我们将深入了解不同类型的病原微生物,包括细菌、病毒、真菌和寄生虫,以及它们是如何侵入宿主、引起感染并导致疾病的。 我们将探讨病原微生物的致病机制,包括毒素的产生、酶的作用、以及对宿主免疫系统的逃避策略。同时,我们将讨论传染病的传播途径,例如直接接触、空气传播、水源传播等,并了解传染病的流行规律。理解病原微生物的特性,对于我们预防和控制传染病,保障人类健康具有极其重要的意义。 第六章:微生物的“好帮手”——微生物的应用与技术 微生物的力量远不止于此,它们也是人类科技发展和生产活动中不可或缺的“好帮手”。本章将带领读者领略微生物在各个领域的广泛应用。 工业微生物学: 从发酵食品(如酸奶、面包、啤酒、酱油)到抗生素、酶制剂、维生素、氨基酸的生产,微生物是这些重要产品的“幕后英雄”。我们将了解发酵工程的基本原理和技术。 医药微生物学: 除了抗生素的生产,微生物在疫苗的研发、基因工程药物的生产、以及疾病诊断等方面也发挥着关键作用。 环境微生物学: 利用微生物处理污水、降解污染物、修复受污染的土壤和水体,是当前环境保护领域的热点技术。我们将认识到微生物在实现可持续发展中的巨大潜力。 农业微生物学: 根瘤菌的固氮作用、微生物农药的应用、以及生物肥料的开发,都极大地促进了农业生产的进步。 我们将通过具体的案例,展示微生物技术如何改变我们的生活,创造经济价值,并解决社会问题。 第七章:微生物学的未来展望 随着科学技术的不断进步,微生物学正以前所未有的速度发展。本章将展望微生物学的未来。基因组学、宏基因组学、蛋白质组学等高通量技术正在以前所未有的精度揭示微生物的奥秘,为我们提供了更深入的理解。合成生物学的发展,让我们有机会“设计”和“创造”具有特定功能的微生物,从而开启全新的应用领域。 我们还将探讨微生物学在应对全球性挑战中的作用,例如抗生素耐药性的威胁、新兴传染病的防控、以及利用微生物应对气候变化等。微生物学的发展,不仅将持续丰富我们对生命的认知,更将为人类社会的可持续发展提供源源不断的动力。 本书旨在为读者构建一个全面而深入的微生物学知识体系,激发大家对这个微观世界的探索热情,理解微生物在我们生活中的重要性,并认识到它们在科学、技术、健康和环境等领域的巨大潜力和价值。准备好,让我们一同潜入生命的微观尺度,去发现那些看不见的巨人所带来的无限可能。