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第1章 概论1

1.1 现代微生物学的意义1

1.2 现代微生物学的主要研究领域2

1.2.1 分子系统学2

1.2.2 分子细胞学3

1.2.3 分子生态学7

1.2.4 分子遗传学9

1.2.5 分子病毒学11

1.2.6 分子免疫学12

1.3.1 微生物多样性14

1.3 微生物多样性14

1.3.2 生物多样性与天然物筛选的研究方法16

1.3.3 微生物多样性的保护和管理17

第2章 原核生物19

2.1 引言19

2.1.1 原核生物的描述和定义19

2.1.2 原核生物的细胞分子生物学基础22

2.1.3 现有的原核生物分类系统38

2.1.4 原核生物的多相分类43

2.1.5 细菌命名法规简介70

2.2.1 高G＋Cmol%革兰氏阳性细菌71

2.2 真细菌71

2.2.2 低G＋Cmol%革兰氏阳性细菌92

2.2.3 支原体119

2.2.4 蓝细菌121

2.2.5 变型菌纲——α亚纲129

2.2.6 变型菌纲——β亚纲139

2.2.7 变型菌纲——γ亚纲143

2.2.8 变型菌纲——δ亚纲162

2.2.9 变型菌纲——ε亚纲：变曲杆菌属和螺杆菌属168

2.2.10 螺旋体属和钩端旋体属169

2.2.11 拟杆菌-噬纤维菌群172

2.2.12 异常球菌科175

2.2.13 栖热菌属及相关细菌177

2.2.14 疣微菌属178

2.2.15 嗜热袍菌目179

第3章 极端微生物和古菌186

3.1 极端微生物186

3.1.1 引言186

3.1.2 研究现状186

3.1.3 极端微生物类群187

3.2.1 引言217

3.2 古菌217

3.2.2 古菌类群222

3.2.3 古菌：早期的生命形式？236

第4章 真菌239

4.1 真菌概述239

4.2 真菌的重要性240

4.2.1 真菌的益处240

4.2.2 真菌的害处242

4.3 真菌的形态与结构243

4.3.1 真菌的一般特征243

4.3.2 菌体的基本组成结构——菌丝245

4.3.3 细胞壁的结构与组成250

4.3.4 菌丝生长252

4.3.5 单细胞真菌——酵母细胞的基本结构254

4.3.6 真菌的繁殖255

4.3.7 异核现象与准性生殖258

4.4 真菌界及其主要类群261

4.5 壶菌门263

4.5.1 生境与重要性263

4.5.2 营养体形态与结构264

4.5.3 无性繁殖266

4.5.5 代表壶菌及其生活史268

4.5.4 有性生殖268

4.6.1 生境与重要性275

4.6.2 毛霉目275

4.6 接合菌门275

4.6.3 球囊霉目282

4.7 子囊菌门283

4.7.1 生境与重要性283

4.7.2 营养体结构284

4.7.3 无性繁殖287

4.7.4 有性生殖291

4.7.5 代表类群296

4.8.1 生境和重要性302

4.8 担子菌门302

4.8.2 菌体结构及有性生殖303

4.8.3 无性繁殖310

4.8.4 担子菌的主要类群311

4.9 卵菌门323

4.9.1 生境和重要性324

4.9.2 营养体结构324

4.9.3 无性繁殖326

4.9.4 有性生殖328

4.9.5 生化特征328

4.9.6 卵菌门的主要类群329

5.1 病毒的性质342

5.1.1 病毒的基本特点342

第5章 病毒342

5.1.2 病毒的结构343

5.1.3 病毒的形状344

5.2 病毒的寄主346

5.3 病毒的酶类348

5.4 病毒的分类和命名349

5.4.1 分类的原理349

5.4.2 病毒的命名350

5.5.2 RNA病毒的复制351

5.5 病毒的复制351

5.5.1 病毒的转录351

5.5.3 DNA病毒的复制354

5.5.4 病毒的复制周期355

5.6 肝炎病毒360

5.6.1 A型肝炎病毒360

5.6.2 B型肝炎病毒361

5.6.3 C型肝炎病毒364

5.6.4 D型肝炎病毒366

5.6.5 E型肝炎病毒368

5.6.7 G型肝炎病毒369

5.6.6 F型肝炎病毒369

5.7 癌症病毒370

5.7.1 疱疹病毒与癌症371

5.7.2 肝癌与肝炎病毒372

5.7.3 皮肤癌和乳头瘤病毒372

5.7.4 白血病病毒374

5.7.5 病毒性癌症的发病机制375

5.7.6 病毒引发癌症的分子机制375

5.8 反转录病毒377

5.8.1 反转录病毒的特点377

5.8.2 反转录病毒的结构378

5.8.3 反转录病毒的复制379

5.8.4 HIV的致病性381

5.9 噬菌体382

5.9.1 RNA噬菌体——MS2383

5.9.2 单链多面体状DNA噬菌体——X174384

5.9.3 单链丝状DNA噬菌体——M13386

5.9.4 双链DNA噬菌体——T7386

5.9.5 双链DNA噬菌体——T4388

5.9.6 温和噬菌体：溶源性噬菌体和λ噬菌体390

5.9.7 可易位的噬菌体——Mu噬菌体395

5.10.1 卫星病毒397

5.10 病毒状感染因子397

5.10.2 类病毒398

5.10.3 朊病毒399

第6章 微生物生态学403

6.1 生态学概论403

6.1.1 生态学的定义403

6.1.2 现代生态学的研究领域404

6.1.3 现代生态学的研究展望406

6.1.4 微生物生态系统和微生物生态学407

6.2.2 微生物进化408

6.2.1 微生物在自然界中的分布408

6.2 自然界中的微生物及其进化与多样性408

6.2.3 微生物生态系统多样性409

6.3 微生物生态学研究中的传统方法412

6.3.1 样品的采集、富集培养和微生物纯培养的分离412

6.3.2 最大或然值法412

6.3.3 活菌计数法413

6.4 微生物生态学中的分子生物学方法413

6.4.1 核酸探针杂交技术413

6.4.2 PCR特异性扩增技术414

6.4.3 rRNA基因同源性分析方法415

6.4.4 变性梯度胶电泳技术417

6.5 自然界中微生物酶活性的测定418

6.5.1 水解酶类活性的测定419

6.5.2 脱氢酶活性的测定420

6.5.3 微生物呼吸率的测定420

6.6 微生物与物质循环420

6.6.1 微生物在碳素循环中的作用421

6.6.2 微生物在氮和磷素循环中的作用422

6.6.3 微生物在硫元素循环中的作用424

6.6.4 微生物在其他元素循环中的作用425

6.6.5 微生物在生物成矿中的作用425

6.7.1 重金属对微生物的营养性和毒性作用426

6.7 微生物与重金属的相互作用426

6.7.2 微生物对重金属的抗性作用427

6.7.3 微生物对重金属的吸附和富集作用427

6.8 微生物质与生物外源性物质的相互作用428

6.8.1 生物外源性物质对微生物的作用428

6.8.2 微生物对生物外源性物质的转化作用429

6.8.3 微生物对生物外源性物质的降解作用430

6.9 微生物之间及其与动、植物的相互作用432

6.9.1 微生物之间的相互作用432

6.9.2 微生物与植物的相互作用434

6.9.3 微生物与动物的相互作用436

6.10 微生物在环境保护中的作用438

6.10.1 生物处理439

6.10.2 生物整治441

第7章 微生物生理学445

7.1 引言445

7.2 微生物细胞的结构与功能446

7.2.1 细胞表面结构与附属物446

7.2.2 细胞壁的生理功能451

7.2.3 细胞膜的结构与功能453

7.3.1 微生物的营养需求455

7.2.4 细胞核的结构与功能455

7.3 微生物的营养455

7.3.2 微生物的营养类型462

7.3.3 微生物分泌的胞外酶463

7.3.4 营养物质进入细胞的方式463

7.4 微生物的生长与繁殖467

7.4.1 微生物的个体生长和细胞周期467

7.4.2 微生物的群体生长规律470

7.5 微生物对环境的适应473

7.5.1 微生物对温度的适应473

7.5.2 微生物对渗透压的适应477

7.5.3 氧气对微生物生长的影响478

7.5.4 微生物对pH的适应479

7.5.5 高盐环境对微生物生长的影响480

7.6 微生物的分化480

7.6.1 营养细胞的分化480

7.6.2 孢子形成的基因调控483

第8章 微生物生化代谢495

8.1 微生物细胞的化学495

8.1.1 细胞的生物元素495

8.1.3 小分子：单体496

8.1.2 生物溶剂——水496

8.1.4 细胞多聚物组成了细胞的干物质497

8.2 微生物代谢499

8.2.1 代谢的热力学500

8.2.2 ATP的产生502

8.2.3 糖代谢506

8.2.4 脂代谢524

8.2.5 氨基酸代谢535

8.2.6 核苷酸代谢539

8.3 大分子的生物合成546

8.3.1 核酸的合成547

8.3.2 蛋白质的合成553

8.3.3 多糖的合成563

8.4 代谢调节570

8.4.1 代谢调节概论570

8.4.2 诱导与阻遏574

8.4.3 反馈抑制578

8.4.4 代谢网络581

8.4.5 代谢调节与微生物育种584

8.5 次级代谢593

8.5.1 次级代谢的意义594

8.5.2 次级代谢的调节595

8.5.3 次级代谢的生物合成603

第9章 微生物遗传学618

9.1 原核生物基因转录的调控618

9.1.1 乳糖利用的调节基因619

9.1.2 操纵子621

9.1.3 原核生物的启动子结构622

9.1.4 操纵子及其调控627

9.1.5 基因转录的时序调控630

9.1.6 原核生物中的全局性调控633

9.1.7 转录终止639

9.1.8 环境对基因表达的调控651

9.1.9 rpsO-pnp操纵子转译的调控654

9.2 噬菌体基因表达657

9.2.1 噬菌体基因的表达调控657

9.2.2 遗传重组676

9.3 真核生物基因的转录686

9.3.1 真核生物RNA聚合酶的多样性687

9.3.2 第一类基因的转录688

9.3.3 第三类基因的转录689

9.3.4 第二类基因的转录691

9.3.5 转录因子的形态和功能697

9.3.6 半乳糖基因转录的调控699

9.3.7 葡萄糖的转录级联阻遏700

9.3.8 核小体的全局性抑制作用703

9.3.9 酵母基因转录的终止704

9.3.10 酵母线粒体705

9.4 真核生物基因转录和转译后加工707

9.4.1 转录本的后加工707

9.4.2 RNA编辑730

9.4.3 酵母外激素转译后加工733

9.5 质粒735

9.5.1 质粒是什么？735

9.5.3 θ式复制738

9.5.2 质粒的复制738

9.5.4 滚环式复制739

9.5.5 链霉菌pSLA2线形质粒在端粒处的复制742

9.5.6 反义RNA和不亲和性745

9.5.7 质粒与抗药性753

9.5.8 革兰氏阴性菌质粒接合转移754

9.5.9 革兰氏阳性菌质粒接合转移758

9.5.10 生物界之间交换基因760

9.5.11 酵母质粒763

9.6.1 转座因子的发现769

9.6 转从因子769

9.6.2 转座因子的种类770

9.6.3 插入序列770

9.6.4 转座子772

9.6.5 鞭毛的相转变784

9.6.6 酵母接合型转换785

9.6.7 酵母中的逆转座子Ty789

第10章 免疫学798

10.1 免疫系统的进化、免疫器官799

10.1.1 免疫系统的进化799

10.1.2 免疫器官799

10.1.3 其他免疫功能组织800

10.2 免疫细胞805

10.2.1 T细胞805

10.2.2 B淋巴细胞及其功能808

10.2.3 自然杀伤细胞（NK细胞）812

10.2.4 K细胞813

10.2.5 单核/吞噬细胞813

10.2.6 抗原递呈细胞814

10.3 免疫球蛋白的结构与功能817

10.3.1 免疫球蛋白的基本结构817

10.3.2 抗体的多变性与基因调控820

10.3.3 免疫球蛋白的类别825

10.3.4 免疫球蛋白的功能826

10.4 主要组织相容复合物826

10.4.1 HLA的分类和分布826

10.4.2 HLA的分子结构827

10.4.3 HLA的基因组829

10.4.4 MHC的组装与抗原递呈831

10.4.5 HLA的主要功能835

10.5 补体835

10.5.1 补体的组成、命名和特性835

10.5.2 补体的激活836

10.5.3 补体的受体841

10.5.4 补体的基因842

10.5.5 补体的功能842

10.5.6 补体与其他酶系统的相互作用845

10.6 细胞因子846

10.6.1 细胞因子的来源和分类846

10.6.2 细胞因子的共同特点846

10.6.3 细胞因子的受体847

10.6.4 细胞因子的拮抗剂848

10.7 抗原及抗原识别849

10.7.1 抗原849

10.7.2 B细胞识别抗原的特点850

10.7.3 T细胞识别抗原的特点852

10.7.4 超抗原861

10.8 免疫应答861

10.8.1 B细胞介导的免疫应答861

10.8.2 T细胞介导的免疫应答866

10.8.3 不依赖T细胞的细胞免疫应答868

10.8.4 髓细胞的杀伤作用871

10.9 免疫调节871

10.9.1 细胞因子的调节作用871

10.9.2 抗体的调节作用871

10.9.4 独特型网络的调节作用872

10.9.3 补体的调节作用872

10.9.5 免疫细胞的调节作用873

10.9.6 免疫调节的遗传控制875

10.9.7 神经内分泌免疫调节876

10.10 免疫耐受877

10.10.1 概述877

10.10.2 免疫耐受的形成877

10.10.3 免疫耐受的维持和终止878

10.10.4 免疫耐受的机理878

10.10.5 T细胞的免疫耐受879

10.10.6 B细胞的免疫耐受879

10.10.7 人工诱发免疫耐受881

10.11 变态反应882

10.11.1 Ⅰ型变态反应882

10.11.2 Ⅱ型变态反应883

10.11.3 Ⅲ型变态反应884

10.11.4 Ⅵ型变态反应887

10.12 抗感染免疫890

10.12.1 抗细胞免疫891

10.12.2 抗病毒免疫894

10.12.3 抗真菌免疫898

10.13 免疫缺陷899