1緒論1
1.1環(huán)境微生物學(xué)的形成和發(fā)展1
1.2環(huán)境微生物學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)2
1.2.1環(huán)境微生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容2
1.2.2學(xué)習(xí)環(huán)境微生物學(xué)的意義3
1.3微生物的概述3
1.3.1微生物的定義3
1.3.2微生物的特點(diǎn)4
1.3.3微生物的分類(lèi)6
1.3.4微生物的命名8
2病毒10
2.1病毒的特征和分類(lèi)10
2.1.1病毒的特點(diǎn)10
2.1.2病毒的分類(lèi)和命名10
2.2病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)11
2.2.1病毒的形態(tài)和大小11
2.2.2病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)12
2.2.3病毒的宿主13
2.3亞病毒和新興病毒14
2.3.1類(lèi)病毒14
2.3.2擬病毒14
2.3.3朊病毒14
2.3.4新興病毒15
2.4病毒的增殖過(guò)程15
2.4.1病毒的增殖過(guò)程15
2.4.2毒性噬菌體和溫和噬菌體16
2.5病毒的培養(yǎng)和計(jì)數(shù)17
2.5.1病毒的培養(yǎng)特征17
2.5.2病毒的培養(yǎng)基17
2.5.3動(dòng)物病毒的空斑實(shí)驗(yàn)17
2.5.4噬菌體的培養(yǎng)和測(cè)定18
2.6環(huán)境因子對(duì)病毒的影響和病毒的存活18
2.6.1物理因素的影響18
2.6.2化學(xué)因素的影響19
2.6.3病毒的存活19
3原核微生物22
3.1細(xì)菌22
3.1.1細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大小22
3.1.2細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)23
3.1.3細(xì)菌的繁殖29
3.1.4細(xì)菌的培養(yǎng)特征29
3.1.5細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)31
3.1.6細(xì)菌的分類(lèi)和鑒定33
3.2古菌38
3.2.1古菌的研究38
3.2.2古菌的特點(diǎn)38
3.2.3古菌的分類(lèi)39
3.2.4古菌在生物界的特殊地位40
3.3放線菌41
3.3.1放線菌的形態(tài)和大小41
3.3.2放線菌的菌落形態(tài)41
3.3.3放線菌的生活史和繁殖42
3.3.4放線菌的主要類(lèi)群42
3.3.5放線菌在自然界中的分布和在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用43
3.4藍(lán)細(xì)菌43
3.4.1藍(lán)細(xì)菌的特點(diǎn)43
3.4.2藍(lán)細(xì)菌的分類(lèi)43
3.4.3藍(lán)細(xì)菌的分布與生態(tài)44
3.5其他原核微生物44
3.5.1螺旋體44
3.5.2立克次體45
3.5.3衣原體45
3.5.4支原體45
4真核微生物48
4.1原生動(dòng)物48
4.1.1原生動(dòng)物的一般特征48
4.1.2原生動(dòng)物的分類(lèi)及各綱簡(jiǎn)介49
4.2微型后生動(dòng)物54
4.2.1輪蟲(chóng)54
4.2.2線蟲(chóng)54
4.2.3寡毛類(lèi)55
4.2.4浮游甲殼動(dòng)物55
4.3真核藻類(lèi)55
4.3.1真核藻類(lèi)的一般特征55
4.3.2藻類(lèi)的分類(lèi)及各門(mén)特征簡(jiǎn)介56
4.3.3藻類(lèi)與環(huán)境保護(hù)60
4.4真菌61
4.4.1真菌的一般特點(diǎn)61
4.4.2真菌的分類(lèi)61
4.4.3酵母菌61
4.4.4霉菌62
4.4.5傘菌66
5微生物的生理68
5.1生物生命活動(dòng)的催化劑——酶68
5.1.1酶的概念68
5.1.2酶的催化特性68
5.1.3酶的組成69
5.1.4酶蛋白的結(jié)構(gòu)70
5.1.5酶的活性中心和酶與底物結(jié)合的機(jī)理71
5.1.6酶的分類(lèi)與命名72
5.1.7酶活力和影響酶活力的因素73
5.2微生物的營(yíng)養(yǎng)76
5.2.1微生物的化學(xué)組成76
5.2.2微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型77
5.2.3微生物的培養(yǎng)基79
5.2.4微生物對(duì)底物進(jìn)行代謝的過(guò)程80
5.3微生物的能量代謝82
5.3.1生物氧化概述82
5.3.2生物氧化的類(lèi)型83
5.3.3發(fā)光現(xiàn)象89
5.4微生物的合成代謝89
5.4.1合成代謝概述89
5.4.2產(chǎn)甲烷菌的合成代謝91
5.4.3化能自養(yǎng)微生物的合成代謝91
5.4.4光合作用91
5.4.5異養(yǎng)微生物的合成代謝93
5.4.6初級(jí)代謝與次級(jí)代謝93
6微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境因子的影響96
6.1微生物的生長(zhǎng)96
6.1.1微生物生長(zhǎng)繁殖的概念96
6.1.2微生物的培養(yǎng)方法和生長(zhǎng)曲線96
6.1.3微生物生長(zhǎng)曲線在廢水微生物處理中的應(yīng)用101
6.1.4微生物生長(zhǎng)繁殖的測(cè)定102
6.1.5微生物的死亡及其測(cè)定103
6.2影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因子103
6.2.1溫度103
6.2.2pH106
6.2.3氧化還原電位107
6.2.4溶解氧107
6.2.5輻射109
6.2.6水的活度與滲透壓110
6.2.7重金屬111
6.2.8若干有機(jī)物111
6.2.9抗生素112
6.2.10其他因素113
7微生物的遺傳和變異116
7.1微生物的遺傳和變異現(xiàn)象和意義116
7.1.1微生物的遺傳和變異現(xiàn)象概述116
7.1.2遺傳和變異的意義117
7.2微生物的遺傳117
7.2.1遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)——DNA117
7.2.2DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制121
7.2.3DNA的變性和復(fù)性123
7.2.4RNA及其作用124
7.2.5微生物生長(zhǎng)與蛋白質(zhì)合成126
7.2.6微生物的細(xì)胞分裂127
7.3微生物的變異127
7.3.1變異的實(shí)質(zhì)127
7.3.2基因突變的特點(diǎn)和類(lèi)型127
7.3.3基因重組130
7.3.4基因工程及在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用132
8微生物生態(tài)學(xué)137
8.1生態(tài)學(xué)原理137
8.1.1生態(tài)學(xué)的定義和研究?jī)?nèi)容137
8.1.2種群和群落138
8.1.3生態(tài)系統(tǒng)139
8.1.4生態(tài)平衡141
8.1.5微生物生態(tài)系統(tǒng)與微生物生態(tài)學(xué)142
8.2土壤中的微生物142
8.2.1土壤的生態(tài)條件142
8.2.2微生物在土壤中的數(shù)量、種類(lèi)和分布143
8.2.3土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài)144
8.3空氣中的微生物145
8.3.1空氣的生態(tài)條件145
8.3.2空氣微生物的來(lái)源、特點(diǎn)和種類(lèi)145
8.3.3空氣微生物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及生物潔凈技術(shù)146
8.4水體中的微生物148
8.4.1水體中的微生物群落148
8.4.2水體自凈和污染水體的微生物生態(tài)150
8.4.3水體富營(yíng)養(yǎng)化155
8.5微生物之間及其與動(dòng)物、植物之間的相互關(guān)系157
8.5.1微生物之間的相互關(guān)系157
8.5.2微生物與高等植物之間的相互關(guān)系158
8.5.3微生物與人類(lèi)和動(dòng)物之間的相互關(guān)系159
9微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用163
9.1自然界的物質(zhì)循環(huán)163
9.1.1物質(zhì)循環(huán)與生物163
9.1.2水循環(huán)是物質(zhì)循環(huán)的核心164
9.2微生物與碳循環(huán)164
9.2.1碳循環(huán)的過(guò)程164
9.2.2微生物在碳循環(huán)中的作用165
9.2.3微生物對(duì)主要含碳化合物的轉(zhuǎn)化和分解過(guò)程165
9.3微生物與氮循環(huán)170
9.3.1氮循環(huán)的過(guò)程170
9.3.2微生物在氮循環(huán)中的作用171
9.4微生物與硫循環(huán)174
9.4.1硫循環(huán)的過(guò)程174
9.4.2微生物在硫循環(huán)中的作用174
9.5微生物與磷循環(huán)176
9.5.1磷循環(huán)的過(guò)程176
9.5.2微生物在磷循環(huán)中的作用176
10微生物和環(huán)境污染控制與治理179
10.1廢水好氧生物處理中的微生物179
10.1.1好氧活性污泥法179
10.1.2好氧生物膜法185
10.1.3氧化塘186
10.2厭氧生物處理中的微生物187
10.2.1厭氧消化——甲烷發(fā)酵188
10.2.2光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水189
10.2.3含硫酸鹽廢水的厭氧處理189
10.3廢水的脫氮和除磷190
10.3.1廢水脫氮和除磷的目的與意義190
10.3.2廢水生物脫氮原理及工藝190
10.3.3廢水生物除磷原理及工藝192
10.4有機(jī)固體廢物處理中的微生物194
10.4.1堆肥法194
10.4.2填埋法及滲濾液195
10.5廢氣生物處理中的微生物195
10.5.1廢氣的處理方法195
10.5.2含硫惡臭污染物及NH3、CO2的微生物處理196
10.6環(huán)境監(jiān)測(cè)與微生物197
10.6.1水體污染的生物檢驗(yàn)197
10.6.2利用微生物檢測(cè)環(huán)境毒性的方法197
10.7環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)與微生物198
10.7.1環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)概述198
10.7.2環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)的類(lèi)型199
10.7.3環(huán)境生物修復(fù)中的微生物200
10.7.4環(huán)境生物修復(fù)的發(fā)展前景200
10.8微生物與大氣CO2固定201
10.8.1微生物固定CO2的機(jī)理201
10.8.2固定CO2的微生物種類(lèi)202
10.8.3環(huán)境中的固碳微生物202
11微生物學(xué)新技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用205
11.1固定化技術(shù)205
11.1.1固定化酶和固定化微生物的定義和特點(diǎn)205
11.1.2酶的分離提純206
11.1.3酶的固定化方法206
11.1.4細(xì)胞的固定化方法207
11.1.5固定化酶和固定化微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用207
11.2微生物絮凝劑207
11.2.1微生物絮凝劑的特點(diǎn)208
11.2.2微生物絮凝劑的結(jié)構(gòu)組成和化學(xué)本質(zhì)208
11.2.3微生物絮凝劑的絮凝機(jī)理209
11.2.4微生物絮凝劑的合成和應(yīng)用210
11.3分子生物技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用211
11.3.1核酸探針和PCR技術(shù)211
11.3.216S rDNA序列及其同源性的分析212
11.3.3生物芯片212
11.3.4高通量測(cè)序技術(shù)213
11.4微生物非培養(yǎng)技術(shù)的原理與應(yīng)用214
11.4.1環(huán)境中微生物的多樣性和非培養(yǎng)微生物214
11.4.2微生物非培養(yǎng)技術(shù)的原理、特點(diǎn)214
11.4.3微生物非培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用216
12環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)218
12.1實(shí)驗(yàn)須知218
12.2光學(xué)顯微鏡的使用及原核微生物的個(gè)體形態(tài)觀察218
12.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?18
12.2.2實(shí)驗(yàn)材料與器皿218
12.2.3普通光學(xué)顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)218
12.2.4顯微鏡的使用221
12.2.5實(shí)驗(yàn)內(nèi)容221
12.2.6思考題221
12.3真核微生物的個(gè)體形態(tài)觀察221
12.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?21
12.3.2實(shí)驗(yàn)原理222
12.3.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿222
12.3.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟222
12.3.5思考題222
12.4四大類(lèi)微生物菌落形態(tài)的識(shí)別222
12.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?22
12.4.2實(shí)驗(yàn)原理222
12.4.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿223
12.4.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟223
12.4.5思考題224
12.5微生物細(xì)胞的直接計(jì)數(shù)和細(xì)胞的顯微測(cè)量224
12.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?24
12.5.2實(shí)驗(yàn)原理224
12.5.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿225
12.5.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟225
12.5.5思考題226
12.6細(xì)菌的簡(jiǎn)單染色和革蘭染色226
12.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?26
12.6.2實(shí)驗(yàn)原理226
12.6.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿226
12.6.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟226
12.6.5注意事項(xiàng)227
12.6.6思考題227
12.7培養(yǎng)基的配制與滅菌227
12.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?27
12.7.2實(shí)驗(yàn)原理227
12.7.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿228
12.7.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟228
12.7.5思考題230
12.8活性污泥中細(xì)菌的純種分離和培養(yǎng)230
12.8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?30
12.8.2實(shí)驗(yàn)原理230
12.8.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿231
12.8.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟231
12.8.5思考題233
12.9純培養(yǎng)菌體和菌落形態(tài)的觀察233
12.9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?33
12.9.2實(shí)驗(yàn)材料與器皿233
12.9.3實(shí)驗(yàn)方法與步驟233
12.9.4思考題234
12.10細(xì)菌淀粉酶的測(cè)定234
12.10.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?34
12.10.2實(shí)驗(yàn)原理234
12.10.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿234
12.10.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟234
12.10.5思考題235
12.11細(xì)菌菌落總數(shù)的測(cè)定235
12.11.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?35
12.11.2實(shí)驗(yàn)原理235
12.11.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿235
12.11.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟235
12.11.5思考題237
12.12總大腸菌群的檢測(cè)237
12.12.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?37
12.12.2實(shí)驗(yàn)原理237
12.12.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿237
12.12.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟238
12.12.5思考題239
12.13耐熱大腸菌群的檢測(cè)239
12.13.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?39
12.13.2實(shí)驗(yàn)原理239
12.13.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿240
12.13.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟240
12.13.5思考題241
12.14環(huán)境樣品中總DNA的提取241
12.14.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?41
12.14.2實(shí)驗(yàn)原理241
12.14.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿242
12.14.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟242
12.14.5思考題243
12.15PCR擴(kuò)增總DNA中16S rDNA基因片段及瓊脂糖凝膠電泳243
12.15.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?43
12.15.2實(shí)驗(yàn)原理243
12.15.3實(shí)驗(yàn)材料與器皿244
12.15.4實(shí)驗(yàn)方法與步驟244
12.15.5思考題245
附錄246
附錄一教學(xué)常用染色液的配制246
附錄二常用染色方法247
附錄三教學(xué)用培養(yǎng)基248
附錄四總大腸菌群檢索表（MPN法）251
參考文獻(xiàn)254