現(xiàn)代微生物生態(tài)學

前言

　　微生物生態(tài)學是指研究微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關系的一門科學。人們僅在20世紀60年代初期才開始使用微生物生態(tài)學這個名詞，所以它是一門比較年輕的科學。　　40多年來，微生物生態(tài)學得到了迅速發(fā)展，并引起了許多研究者的極大興趣。目前，微生物生態(tài)學的研究熱點應該是：①自然環(huán)境中的微生物資源、遺傳和功能基因的多樣性，特別是海洋環(huán)境（包括深海）、極端環(huán)境和污染環(huán)境中的微生物資源、遺傳和功能基因的多樣性最近幾年引起了各國政府和研究機構的高度重視，我國從“十五”開始也投入大量的經費開展這方面的研究。②海洋微生物的生物活性產物，特別是海洋微生物產生的藥物和酶及其編碼，這些藥物和酶的基因正在得到有關公司的注意，其中許多已經得到開發(fā)和應用。③污染環(huán)境中的微生物及其基因，特別是那些具有強降解劇毒污染物能力的微生物和相關的基因，人們正在設法利用這些微生物處理環(huán)境中種類越來越多的各種污染物，再利用有關的基因改造天然微生物菌株，使它們具有更強降解和凈化污染物的能力。④微生物與環(huán)境友好物質，由于最近幾十年來大量使用塑料、農藥、合成表面活性劑、石油和煤炭，給環(huán)境造成了嚴重的污染，再加上能源危機，使得如何利用微生物產生的環(huán)境友好物質取代這些物質已經成為最近幾年全世界研究的熱點之一?！　”緯谝话嬖?005年由科學出版社出版后，已被多所大學選作本科生和研究生教材，并被多部著作引用，受到廣大讀者的歡迎。由于最近幾年微生物生態(tài)學發(fā)展非常迅速，與微生物生態(tài)學有關的新內容、新觀點和新方法不斷出現(xiàn)，同時在第一版編寫過程中由于時間比較倉促，書中存在一些不足之處。為了反映現(xiàn)代微生物生態(tài)學發(fā)展的最新內容和新方法，我們對第一版的內容進行補充和修改，在第二版中重點突出了微生物生態(tài)學目前研究的熱點問題?！　≡诰帉懙诙孢^程中，王祥紅博士重點編寫海洋環(huán)境中的微生物（第四章），李靜博士重點參與編寫研究微生物生態(tài)學的方法（第二章），山東科技大學的李惠娟博士參與編寫微生物與化學污染物之間的相互關系（第八章），池振明教授的博士研究生張曈、趙春海、王紀明、王芳和池哲參與編寫極端自然環(huán)境中的微生物（第五章）和微生物產生的生態(tài)友好物質（第十一章），其余章節(jié)主要由池振明教授編寫。　　本書第二版出版過程中得到中國海洋大學出版基金的支持，在此表示感謝?！　∮捎谖覀兊乃接邢?，書中難免有疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。

內容概要

《現(xiàn)代微生物生態(tài)學(第2版)》主要介紹正常自然環(huán)境、海洋環(huán)境、極端環(huán)境和污染環(huán)境中的微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間的相互關系，微生物在這些環(huán)境中的作用和這些微生物及其活性產物的應用；同時也介紹了微生物生態(tài)學研究使用的傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代分子生物學方法?！冬F(xiàn)代微生物生態(tài)學(第2版)》適合作為生物學。微生物學、生態(tài)學、環(huán)境科學和海洋學專業(yè)的本科生和研究生教材，也可作為從事此類學科研究和教學的科研人員和教師的參考書。

書籍目錄

前言第一章 緒論　第一節(jié) 微生物生態(tài)學的研究范圍和目的　　一、什么是生態(tài)學　　二、什么是微生物生態(tài)學　第二節(jié) 微生物生態(tài)學的發(fā)展簡史　第三節(jié) 研究微生物生態(tài)學的意義　思考題　參考文獻第二章 研究微生物生態(tài)學的方法　第一節(jié) 研究微生物生態(tài)學的傳統(tǒng)方法　　一、直接測定　　二、培養(yǎng)方法　　三、代謝活力的測定　　四、數學方法　第二節(jié) 研究微生物生態(tài)學的分子生物學方法　　一、rRNA和rRNA基因序列的測定　　二、利用核酸探針和雜交技術研究微生物的多樣性　　三、全細胞雜交法的改進　　四、基于PCR技術的DNA指紋圖譜技術　　五、其他方法　思考題　參考文獻第三章 自然環(huán)境中微生物群落的組成及其變化規(guī)律　第一節(jié) 土壤中微生物群落的組成及其變化規(guī)律　　一、土壤中微生物的分布　　二、土壤中的微生物群落　　三、影響土壤微生物分布的因素　第二節(jié) 水體中微生物群落的結構及其變化規(guī)律　　一、淡水中的微生物群落組成和代謝活力　　二、環(huán)境條件對水體中微生物群落結構的影響　第三節(jié) 空氣中微生物群落及其變化規(guī)律　　一、空氣是微生物生長和生存的不良環(huán)境　　二、空氣是傳播微生物的介質　　三、室外的空氣　　四、室內空氣中的微生物　　五、空氣中的微生物對生態(tài)的效應　思考題　參考文獻第四章 海洋環(huán)境中的微生物　第一節(jié) 海洋環(huán)境中的主要微生物類群　　一、古菌　　二、真細菌　　三、真核微生物　　四、細菌在海水中的分布　第二節(jié) 海水養(yǎng)殖環(huán)境中的致病菌　　一、養(yǎng)殖魚類病原菌　　二、養(yǎng)殖對蝦病原菌　　三、養(yǎng)殖貝類病原菌　第三節(jié) 海水養(yǎng)殖環(huán)境中的有益微生物　　一、有益微生物的概念　　二、有益微生物的種類和來源　　三、有益微生物的作用機理　第四節(jié) 海洋環(huán)境中的酵母　　一、酵母在海洋環(huán)境中的分布與多樣性　　二、海洋酵母產生的胞外酶　　三、海洋酵母菌產生的鐵載體　　四、海洋酵母菌產生的核黃素　第五節(jié) 深海地熱環(huán)境中的微生物　　一、共生生物　　二、非共生的嗜高溫微生物　　三、嗜熱微生物和超嗜熱微生物　第六節(jié) 海洋微生物的活性物質　思考題　參考文獻第五章 極端自然環(huán)境中的微生物　第一節(jié) 在低溫環(huán)境中的微生物　　一、低溫環(huán)境中的微生物　　二、高溫對嗜冷菌的影響　　三、低溫微生物適應低溫的分子機理　　四、嗜冷菌的應用　第二節(jié) 高溫環(huán)境中的微生物　　一、高溫環(huán)境中的微生物　　二、超嗜熱微生物的多樣性　　三、高溫環(huán)境中微生物生命的分子機理　　四、耐高溫茵的耐高溫遺傳基礎　　五、嗜熱菌的產物多樣性及其應用　第三節(jié) 在強酸環(huán)境中的微生物多樣性　　一、在強酸環(huán)境中的微生物　　二、在極端酸性環(huán)境中微生物之間的相互作　　三、微生物抗酸的分子機理　　四、嗜酸菌的應用　第四節(jié) 在堿性環(huán)境中的微生物　　一、嗜堿菌的分布和分離　　二、嗜堿微生物的特殊生理特征　　三、嗜堿芽孢桿菌染色體DNA的物理圖譜　　四、嗜堿菌的基因克隆　　五、嗜堿菌產生的酶　　六、嗜堿菌產生的代謝產物　第五節(jié) 在高鹽環(huán)境中的微生物多樣性　　一、嗜鹽微生物的類型　　二、嗜鹽菌的生態(tài)分布　　三、嗜鹽微生物抗高濃度NaCl的分子機理　　四、嗜鹽菌耐鹽機理的遺傳基礎　　五、嗜鹽微生物的產物多樣性及其應用　第六節(jié) 低營養(yǎng)環(huán)境中的微生物　　一、低營養(yǎng)環(huán)境中的微生物　　二、低營養(yǎng)環(huán)境中的微生物生命機理　　三、低營養(yǎng)型微生物的應用　第七節(jié) 高壓環(huán)境中的微生物　　一、深海微生物的多樣性　　二、在深海溝中的微生物多樣性　　三、適應高壓和低溫環(huán)境的細菌　　四、嗜壓微生物的分子生物學　　五、在高壓下酶的活性和熱穩(wěn)定性　　六、嗜壓菌的潛在用途　第八節(jié) 高輻射環(huán)境中的微生物　　一、抗輻射微生物　　二、微生物抗輻射的分子機理　　三、抗輻射微生物的應用　思考題　參考文獻第六章 生物群體的相互作用第七章 微生物在生物地球化學循環(huán)中的作用第八章 微生物與化學污染之間的相互關系第九章 污染物的微生物處理第十章 微生物及其代謝產物對環(huán)境的污染第十一章 微生物產生的生態(tài)友好物質第十二章 微生物的生態(tài)模型思考題參考文獻

章節(jié)摘錄

　　三、代謝活力的測定　　第三種方法是測定自然環(huán)境中微生物的代謝活力。如果我們知道一個微生物群體的大小，那么通過測定。H標記的胸腺嘧啶摻入到微生物群體DNA中的速率便可以估計微生物的代時。同樣用帶有放射性標記的各種污染物作為微生物生長的底物，可以用來測定這些污染物的分解速率，并可推測它們的代謝途徑?！　×硪环N代謝活力測定法是分析某些特殊酶類的酶活力。這一方法是假設所有待測的細胞都含有這些特殊的酶類，并且所有細胞以同樣的能力使用這些酶類。但是在實驗室測定的酶活力與在自然界中所表現(xiàn)的酶活力往往差別很大，這是因為在實驗室中測定酶活力時所用的條件不同于自然界所存在的條件?！　y定自然樣品中的ATP含量也可以反映微生物代謝活力的大小和生物量的大小。這一測定方法是假設ATP僅存在于活細胞中，并且每個微生物細胞的ATP含量基本上一致。但是，實際上某一種微生物的ATP含量是隨著環(huán)境中的磷含量不同而變化的，并且高濃度的有機物會干擾ATP含量的測定?！　y定葉綠素的含量和其他光合色素的含量可以用來估計藻類和其他光合生物的生物量和代謝活力?！　∽顝V泛使用的測定代謝活力的方法是估計整個微生物群體的呼吸作用和藻類的光合作用，測定的對象是O2和CO2量的變化。通過測定土壤呼吸速率可以間接地估計土壤中的生物量，首先用氯仿處理土壤樣品，以殺死土壤中的所有微生物，然后用“活”土壤樣品重新接種經氯仿熏蒸過的土壤，并測定呼吸速率。這種測定方法不適合用于測定只能進行厭氧呼吸或發(fā)酵的微生物。另外，在采集樣品和在實驗室處理樣品過程中，會對自然樣品造成許多干擾作用，這樣會對樣品中的微生物呼吸作用產生很大的影響。代謝活力測定的一個最大缺點是所得出的結果無法說明自然樣品中存在哪些微生物種類和微生物在自然樣品中的分布情況。

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