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第1章 绪论1

1.1微生物的概念1

1.2微生物学的研究内容1

1.3人类对微生物的认识及研究1

1.4环境工程微生物学的概念2

1.5环境工程微生物学的研究内容和任务2

1.6环境工程微生物学的发展及研究现状2

1.6.1废水生物处理研究进展2

1.6.2废气的生物治理研究进展3

1.6.3固体废物的生物治理研究进展3

1.7环境工程微生物学所涉及的学科5

思考题5

第2章 非细胞微生物——病毒6

2.1（真）病毒6

2.1.1病毒的概念6

2.1.2病毒的特点6

2.1.3病毒的大小与形态6

2.1.4病毒的结构7

2.1.5病毒的化学组成10

2.1.6病毒的类群13

2.2亚病毒14

2.2.1类病毒14

2.2.2拟病毒14

2.2.3朊病毒14

2.3噬菌体（phage）14

2.3.1烈性噬菌体15

2.3.2温和噬菌体18

2.4环境因素对病毒存活的影响19

2.4.1物理因素19

2.4.2化学因素19

2.4.3抗生素和抗病毒药物20

2.5污水处理过程中病毒的去除20

思考题20

第3章 原核微生物21

3.1细菌21

3.1.1细菌细胞的大小21

3.1.2细菌细胞的形态21

3.1.3细菌的细胞构造25

3.1.4细菌的繁殖方式35

3.1.5细菌的群体特征35

3.2放线菌（Actinomycetes）37

3.2.1放线菌的形态与结构37

3.2.2放线菌的繁殖方式38

3.2.3放线菌的培养特征40

3.3蓝细菌（Cyanobacteria）41

3.3.1蓝细菌的大小及形态42

3.3.2蓝细菌的细胞结构42

3.3.3蓝细菌的存在方式43

3.3.4蓝细菌的繁殖43

3.4古细菌44

3.4.1古细菌的主要类型44

3.4.2古细菌的特征44

3.4.3古细菌的细胞结构45

3.5鞘细菌45

3.5.1丝状铁细菌46

3.5.2丝状硫细菌47

思考题47

第4章真核微生物48

4.1真菌49

4.1.1酵母菌（Yeasts）49

4.1.2霉菌（Mould, Mold）53

4.2微型藻类59

4.2.1微型藻类的一般特征59

4.2.2环境工程中主要的微型藻60

4.2.3原生动物62

4.2.4微型后生动物66

思考题68

第5章 微生物的营养69

5.1微生物的营养及类型69

5.1.1微生物细胞的化学组成69

5.1.2营养物质及其生理功能69

5.1.3微生物的营养类型72

5.2培养基74

5.2.1培养基的概念74

5.2.2配制培养基的原则74

5.2.3培养基的类型及应用77

5.3营养物质的吸收81

5.3.1单纯扩散81

5.3.2促进扩散81

5.3.3主动运输82

思考题84

第6章 微生物的代谢85

6.1代谢概述85

6.2微生物的酶及酶促反应86

6.2.1酶的组成86

6.2.2酶的结构与功能86

6.2.3酶促反应的特点91

6.2.4酶的种类91

6.2.5酶促反应动力学92

6.3微生物的分解代谢98

6.3.1生物氧化概述98

6.3.2异常微生物的生物氧化99

6.3.3微生物的呼吸类型105

6.3.4脂肪的分解代谢107

6.3.5蛋白质的分解109

6.3.6自养微生物的生物氧化110

6.4微生物的合成代谢113

6.4.1自养微生物的生物合成113

6.4.2异养微生物的生物合成115

6.5微生物的代谢调控115

6.5.1酶活性的调节——控制反应速率115

6.5.2酶合成的调节——控制反应方向116

思考题116

第7章 微生物的生长繁殖及其控制118

7.1细菌的群体生长118

7.1.1细菌的群体生长规律——生长曲线118

7.1.2微生物生长曲线在废水生物处理中的指导作用119

7.1.3不同废水生物处理法生长曲线的特点及意义120

7.2基质浓度与微生物比生长速率的关系120

7.3研究微生物生长的培养方法121

7.3.1微生物的分批培养121

7.3.2微生物的连续培养121

7.4微生物纯培养物的分离及生长的测定121

7.4.1纯培养物的分离122

7.4.2微生物生长的测定122

7.5环境因素对微生物生长的影响123

7.5.1温度123

7.5.2 pH值125

7.5.3氧化还原电位（Eh）126

7.5.4溶解氧（DO）126

7.5.5重金属及其化合物127

7.6微生物生长的控制127

7.6.1物理方法的控制127

7.6.2化学方法的控制130

思考题133

第8章 微生物的遗传变异和育种134

8.1遗传变异的物质基础134

8.1.1遗传变异的物质基础134

8.1.2 DNA的结构与复制135

8.1.3 DNA的变性、复性与杂交136

8.1.4转录137

8.1.5翻译138

8.2质粒结构及类型140

8.2.1质粒的分子结构140

8.2.2质粒的主要类型140

8.3 DNA的突变和诱变育种142

8.3.1 DNA的突变142

8.3.2诱变与育种143

8.4基因重组145

8.4.1基因工程工具酶146

8.4.2基因工程载体147

8.4.3目的基因的获得148

8.4.4 DNA分子的体外连接149

8.4.5重组DNA导入宿主菌149

8.4.6重组体的筛选149

8.4.7基因工程在环境工程中的应用150

8.5微生物细胞融合育种151

8.5.1细胞融合151

8.5.2微生物原生质体及其制备152

8.5.3细胞融合的方法153

8.5.4融合重组的测定153

8.5.5利用细胞融合技术构建环境工程菌154

思考题154

第9章 微生物的生态155

9.1微生物生态学155

9.1.1什么是微生物生态学155

9.1.2微生物生态学的任务155

9.1.3微生物在生态系统中的作用155

9.2自然环境中的微生物156

9.2.1土壤环境中的微生物156

9.2.2水环境中的微生物158

9.2.3空气中的微生物159

9.2.4极端环境中的微生物160

9.3微生物与微生物之间的关系163

9.3.1互生（syntrophism）164

9.3.2共生（symbiosis）164

9.3.3寄生（parasitism）165

9.3.4拮抗（antagonism）165

9.4微生物群落的发展和演替166

9.4.1微生物群落演替的概念166

9.4.2演替的类型166

9.4.3微生物群落发展和演替167

9.5微生物在环境物质循环中的作用167

9.5.1碳素循环（the carbon cycle）168

9.5.2氮素循环（the nitrogen cycle）173

9.5.3硫素循环（the sulphur cycle）177

9.5.4磷素循环（the phosphorus cycle）178

9.5.5铁素循环（the iron cycle）179

9.5.6锰素循环（the manganese cycle）180

思考题180

第10章 微生物对环境污染物的降解与转化182

10.1微生物对环境污染物的降解能力及影响因素182

10.1.1微生物对环境污染物的适应能力及巨大的降解潜力182

10.1.2微生物降解污染物的影响因素183

10.2微生物对污染物的降解185

10.2.1无毒污染物的降解185

10.2.2有毒有机污染物的降解185

思考题199

第11章 环境微生物检测200

11.1空气中微生物的检测与控制200

11.1.1空气中微生物的检测方法200

11.1.2空气微生物污染的控制201

11.2水的微生物检测及控制202

11.2.1水质的细菌学检测202

11.2.2水质指示微生物——大肠菌群（coliform group，简称coliform）202

11.2.3水微生物污染的控制203

11.3发光细菌的微毒检测203

11.3.1发光细菌检测的原理204

11.3.2发光细菌法检测的操作204

11.3.3发光细菌法的应用204

11.4污染物致突变性检测（Ames试验）205

11.4.1 Ames试验的原理和方法205

11.4.2 Ames试验的应用207

11.5生物传感器208

11.5.1生物传感器的定义与分类208

11.5.2生物传感器基本结构和工作原理208

11.5.3生物传感器在环境检测中的应用209

11.6 PCR技术在环境检测中的应用211

11.6.1 PCR反应原理211

11.6.2 PCR反应条件212

11.6.3 PCR技术用于环境微生物检测的方法213

11.6.4 PCR在环境微生物检测中的应用213

11.6.5小结与展望214

11.7用于环境保护的工程菌的安全性问题214

11.7.1用于环境保护的基因工程菌的构建214

11.7.2基因工程菌存在的问题215

11.7.3展望215

思考题215

第12章 微生物在水污染控制中的应用216

12.1废水好氧生物处理中的微生物学原理216

12.1.1概述216

12.1.2活性污泥法216

12.1.3生物膜法222

12.1.4其它生物处理法227

12.2废水厌氧生物处理中的微生物学原理229

12.2.1概述229

12.2.2废水厌氧降解机理229

12.2.3废水厌氧生物处理工艺231

12.3水体的富营养化和氮磷的去除232

12.3.1水体的富营养化概述232

12.3.2生物脱氮233

12.3.3生物除磷236

思考题239

第13章 微生物在固体废物和大气污染治理中的应用240

13.1固体废物的生物处理240

13.1.1堆肥法241

13.1.2卫生填埋法244

13.1.3厌氧发酵245

13.2废气的生物处理245

13.2.1废气生物处理微生物学246

13.2.2废气生物处理方法246

思考题249

第14章 生物修复技术250

14.1概述250

14.1.1基本概念250

14.1.2应用生物修复技术应具备的条件250

14.1.3理论及技术来源250

14.1.4生物修复技术的重点研究方向251

14.1.5生物修复技术的特点251

14.2生物修复技术的原理251

14.2.1在生物修复技术中应用的微生物251

14.2.2影响生物修复的环境因素253

14.3污染土壤的生物修复254

14.3.1原位生物处理254

14.3.2异位生物修复256

14.4地下水的生物修复257

14.4.1原位生物处理258

14.4.2异位修复技术258

14.4.3物理拦阻258

14.5海洋石油污染的生物修复258

思考题259

第15章 微生物新技术在环境治理中的应用260

15.1固定化技术（固定化酶和固定化细胞）260

15.1.1固定化细胞与酶的特点260

15.1.2固定化酶与固定化细胞在环境工程中的应用261

15.2废物资源化技术261

15.2.1可生物降解塑料PHAs262

15.2.2单细胞蛋白的生产263

15.3污染预防微生物技术264

15.3.1燃煤脱硫264

15.3.2微生物湿法冶金技术266

15.4微生物絮凝剂269

15.5微生物吸附剂270

思考题271

第16章 微生物的分类命名与保藏272

16.1微生物的分类与命名272

16.1.1微生物的分类单位272

16.1.2微生物的命名原则273

16.1.3微生物的分类鉴定依据273

16.2微生物分类检索系统279

16.2.1原核微生物的分类系统——Bergey氏原核生物分类系统281

16.2.2真菌的分类系统——Ainsworth等人的菌物分类系统282

16.3菌种保藏283

16.3.1菌种保藏的原理283

16.3.2菌种保藏的常用方法284

思考题285

参考文献286