微生物學(xué)

內(nèi)容概要

本書是普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，是面向21世紀(jì)課程教材和普通高等教育“九五”國(guó)家級(jí)重點(diǎn)教材——《微生物學(xué)》的第2版，由武漢大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南開大學(xué)和山東大學(xué)的多位微生物學(xué)專家共同完成。該版仍遵循第1版的編寫宗旨：與國(guó)際先進(jìn)教材接軌，反映微生物學(xué)科發(fā)展的最新水平；在注重加強(qiáng)基礎(chǔ)的同時(shí)，突出教材的新穎性和啟發(fā)性；體現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，以有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此，在第2版中，作者重新審視了每一章的內(nèi)容，對(duì)其進(jìn)行了修訂和更新，特別注意反映微生物學(xué)科的最新進(jìn)展，還加強(qiáng)了微生物與疾病、環(huán)境以及與人類進(jìn)步密切相關(guān)的內(nèi)容。
全書分15章，內(nèi)容包括微生物的純培養(yǎng)和顯微技術(shù)，微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能，微生物的營(yíng)養(yǎng)、代謝、生長(zhǎng)繁殖及其控制，病毒的分離、鑒定、特性、感染及其控制，微生物的基因組、遺傳規(guī)律與特性，微生物的基因表達(dá)、調(diào)控及基因工程，微生物的生態(tài)、進(jìn)化、系統(tǒng)發(fā)育、分類鑒定及物種的多樣性，最后用兩章篇幅分別介紹微生物感染與免疫及微生物生物技術(shù)與產(chǎn)品。每章后有小結(jié)、復(fù)習(xí)題和思考題，全書后附有“主要參考書目”、“常見(jiàn)微生物名稱索引”和“常用微生物學(xué)名詞索引”，方便讀者查閱。
本書適合理、工、農(nóng)、林、醫(yī)各類高等院校和師范院校生命科學(xué)領(lǐng)域本科生學(xué)習(xí)使用，也可供其他生物科技人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論
 一、微生物和你
 二、微生物學(xué)
 三、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的發(fā)展
 四、20世紀(jì)的微生物學(xué)
 五、21世紀(jì)微生物學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第二章 微生物的純培養(yǎng)和顯微技術(shù)
 第一節(jié) 微生物的分離和純培養(yǎng)
 一、無(wú)菌技術(shù)
 二、用固體培養(yǎng)基獲得純培養(yǎng)
 三、用液體培養(yǎng)基獲得純培養(yǎng)
 四、單細(xì)胞(孢子)分離
 五、選擇培養(yǎng)
 六、微生物的保藏技術(shù)
 第二節(jié) 顯微鏡和顯微技術(shù)
 一、顯微鏡的種類及原理
 二、顯微觀察樣品的制備
 第三節(jié) 顯微鏡下的微生物
 一、細(xì)菌和古生菌
 二、真菌
 三、藻類
 四、原生動(dòng)物
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第三章 微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能
 第一節(jié) 原核微生物
 一、細(xì)胞壁
 二、細(xì)胞壁以內(nèi)的構(gòu)造——原生質(zhì)體
 三、細(xì)胞壁以外的構(gòu)造
 第二節(jié) 真核微生物
 一、細(xì)胞壁
 二、鞭毛與纖毛
 三、細(xì)胞質(zhì)膜
 四、細(xì)胞核
 五、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第四章 微生物的營(yíng)養(yǎng)
 第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求
 一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成
 二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能
 三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型
 第二節(jié) 培養(yǎng)基
 一、配制培養(yǎng)基的原則
 二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用
 第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞
 一、擴(kuò)散
 二、促進(jìn)擴(kuò)散
 三、主動(dòng)運(yùn)輸
 四、膜泡運(yùn)輸
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第五章 微生物的代謝
 第一節(jié) 微生物產(chǎn)能代謝
 一、異養(yǎng)微生物的生物氧化
 二、自養(yǎng)微生物的生物氧化
 三、能量轉(zhuǎn)換
 第二節(jié) 耗能代謝
 一、細(xì)胞物質(zhì)的合成
 二、其他耗能反應(yīng)：運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)、生物發(fā)光
 第三節(jié) 微生物代謝的調(diào)節(jié)
 一、酶活性調(diào)節(jié)
 二、分支合成途徑調(diào)節(jié)
 第四節(jié) 微生物次級(jí)代謝與次級(jí)代謝產(chǎn)物
 一、次級(jí)代謝與次級(jí)代謝產(chǎn)物
 二、次級(jí)代謝的調(diào)節(jié)
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第六章 微生物的生長(zhǎng)繁殖及其控制
 第一節(jié) 細(xì)菌的個(gè)體生長(zhǎng)
 一、染色體DNA的復(fù)制和分離
 二、細(xì)胞壁擴(kuò)增
 三、細(xì)菌的分裂與調(diào)節(jié)
 第二節(jié) 細(xì)菌的群體生長(zhǎng)繁殖
 一、生長(zhǎng)的規(guī)律
 二、生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型
 三、主要生長(zhǎng)參數(shù)
 四、同步培養(yǎng)
 五、連續(xù)培養(yǎng)
 第三節(jié) 真菌的生長(zhǎng)與繁殖
 一、絲狀真菌的生長(zhǎng)繁殖
 二、酵母的生長(zhǎng)繁殖
 第四節(jié) 環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)的影響及生長(zhǎng)的測(cè)定
 一、環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響
 二、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定
 第五節(jié) 微生物生長(zhǎng)繁殖的控制
 一、控制微生物的化學(xué)物質(zhì)
 二、控制微生物的物理因素
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第七章 病毒
 第一節(jié) 概述
 一、病毒的特點(diǎn)和定義
 二、病毒的宿主范圍
 三、病毒的分類與命名
 第二節(jié) 病毒學(xué)研究的基本方法
 一、病毒的分離與純化
 二、病毒的測(cè)定
 三、病毒的鑒定
 第三節(jié) 毒粒的性質(zhì)
 一、毒粒的形態(tài)結(jié)構(gòu)
 二、毒粒的化學(xué)組成
 第四節(jié) 病毒的復(fù)制
 一、病毒的復(fù)制周期
 二、病毒感染的起始
 三、病毒大分子的合成
 四、病毒的裝配與釋放
 第五節(jié) 病毒的非增殖性感染
 一、非增殖性感染的類型
 二、缺損病毒
 第六節(jié) 病毒與宿主的相互作用
 一、噬菌體感染對(duì)原核細(xì)胞的影響
 二、病毒感染對(duì)真核細(xì)胞的影響
 三、機(jī)體的病毒感染
 第七節(jié) 亞病毒因子
 一、衛(wèi)星病毒
 二、朊病毒
 第八節(jié) 病毒舉例
 一、人免疫缺陷病毒
 二、sARs冠狀病毒
 三、禽流感病毒
 四、肝炎病毒
 五、類病毒
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第八章 微生物遺傳
 第一節(jié) 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)
 一、DNA作為遺傳物質(zhì)
 二、RNA作為遺傳物質(zhì)
 三、朊病毒的發(fā)現(xiàn)和思考
 第二節(jié) 微生物的基因組結(jié)構(gòu)
 一、大腸桿菌的基因組
 二、啤酒酵母的基因組
 三、詹氏甲烷球菌的基因組
 第三節(jié) 質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子
 一、質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)
 二、質(zhì)粒的主要類型
 三、質(zhì)粒的不親和性
 四、轉(zhuǎn)座因子的類型和分子結(jié)構(gòu)
 五、轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng)
 第四節(jié) 基因突變及修復(fù)
 一、基因突變的類型及其分離
 二、基因突變的分子基礎(chǔ)
 三、DNA損傷的修復(fù)
 第五節(jié) 細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組
 一、細(xì)菌的接合作用
 二、細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)
 三、細(xì)菌的遺傳轉(zhuǎn)化
 四、基因定位和基因組測(cè)序
 第六節(jié) 真核微生物的遺傳學(xué)特性
 一、酵母菌的接合型遺傳
 二、酵母菌的質(zhì)粒
 三、酵母菌的線粒體
 四、絲狀真菌的準(zhǔn)性生殖
 第七節(jié) 微生物育種
 一、誘變育種
 二、代謝工程育種
 三、體內(nèi)基因重組育種
 四、DNA shuming技術(shù)
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第九章 微生物基因表達(dá)的調(diào)控
 第一節(jié) 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控
 一、操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控
 二、分解代謝物阻遇調(diào)控
 三、細(xì)菌的應(yīng)急反應(yīng)
 四、通過(guò)σ因子更換的調(diào)控
 五、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和二組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)
 六、入噬菌體溶源化和裂解途徑的轉(zhuǎn)錄調(diào)控
 第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄后調(diào)控
 一、翻譯起始的調(diào)控
 二、mRNA的穩(wěn)定性
 三、稀有密碼子和重疊基因調(diào)控
 四、反義RNA調(diào)控
 五、翻譯的阻遏調(diào)控
 六、ppGpp對(duì)核糖體蛋白質(zhì)合成的影響
 七、細(xì)菌蛋白質(zhì)的分泌調(diào)控
 第三節(jié) 古生菌的轉(zhuǎn)錄及其調(diào)控
 一、古生菌的基本轉(zhuǎn)錄裝置
 二、古生菌的轉(zhuǎn)錄調(diào)控
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第十章 微生物與基因工程
 第一節(jié) 基因工程概述
 一、歷史回顧
 二、基因工程的基本過(guò)程
 三、微生物與基因工程的關(guān)系
 第二節(jié) 基因的分離、合成和定位誘變
 一、從基因文庫(kù)或cDNA文庫(kù)中分離目的基因
 二、基因的化學(xué)合成
 三、PCR擴(kuò)增基因
 四、基因的定位誘變
 第三節(jié) 微生物與克隆載體
 一、質(zhì)粒載體
 二、入噬菌體載體與黏粒載體
 三、M13噬菌體載體與噬菌粒載體
 四、真核生物的克隆載體
 五、人工染色體
 第四節(jié) 微生物與基因工程工具酶
 一、限制性核酸內(nèi)切酶
 二、DNA連接酶
 第五節(jié) 外源基因?qū)怂拗骷?xì)胞
 一、外源基因與載體的體外連接
 二、克隆載體對(duì)宿主的基本要求
 三、外源基因?qū)胨拗骷?xì)胞
 四、目的克隆的篩選與鑒定
 第六節(jié) 外源基因在細(xì)菌中的表達(dá)
 一、外源基因的轉(zhuǎn)錄
 二、外源基因的翻譯
 三、外源基因的表達(dá)產(chǎn)物
 第七節(jié) 基因工程的應(yīng)用及展望
 一、基因工程藥物
 二、基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
 三、基因治療
 四、基因工程研究展望
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第十一章 微生物的生態(tài)
 第一節(jié) 微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位與作用
 一、微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
 二、微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)
 第二節(jié) 環(huán)境中的微生物
 一、微生物群落
 二、陸生生境的微生物
 三、水生生境的微生物
 四、大氣生境的微生物
 五、極端環(huán)境下的微生物
 六、動(dòng)物體中的微生物
 七、植物體中的微生物
 八、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物及生物性霉腐的控制
 九、原位研究方法及應(yīng)用分子生物技術(shù)
 第三節(jié) 人體微生物及病原微生物的傳播
 一、人體微生物
 二、病原微生物通過(guò)水體的傳播
 三、病原微生物通過(guò)食物的傳播
 四、病原微生物通過(guò)土壤的傳播
 五、病原微生物通過(guò)空氣的傳播
 第四節(jié) 微生物與環(huán)境保護(hù)
 一、微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化
 二、重金屬的轉(zhuǎn)化
 三、污染介質(zhì)的微生物處理
 四、污染環(huán)境的生物修復(fù)
 五、環(huán)境污染的微生物監(jiān)測(cè)
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第十二章 微生物的進(jìn)化、系統(tǒng)發(fā)育和分類鑒定
 第一節(jié) 進(jìn)化的測(cè)量指征
 一、進(jìn)化指征的選擇
 二、rRNA作為進(jìn)化的指征
 三、rRNA的順序和進(jìn)化
 四、系統(tǒng)發(fā)育樹
 五、三界生物的主要特征
 第二節(jié) 細(xì)菌分類
 一、分類單元及其等級(jí)
 二、分類單元的命韜
 三、細(xì)菌分類和伯杰氏手冊(cè)
 第三節(jié) 微生物分類鑒定的特征和技術(shù)
 一、形態(tài)學(xué)和生理生化特征
 二、血清學(xué)試驗(yàn)與噬菌體分型
 三、氨基酸順序和蛋白質(zhì)分析
 四、核酸的堿基組成和分子雜交
 五、遺傳重組
 六、微生物鑒定
 第四節(jié) 微生物的快速鑒定和自動(dòng)化分析技術(shù)
 一、微量多項(xiàng)試驗(yàn)鑒定系統(tǒng)
 二、快速、自動(dòng)化微生物檢測(cè)儀器和設(shè)備
 三、現(xiàn)代分子生物學(xué)和免疫學(xué)技術(shù)的采用
 四、計(jì)算機(jī)在微生物學(xué)中的應(yīng)用
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第十三章 微生物物種的多樣性
 第一節(jié) 真細(xì)菌的多樣性
 一、真細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育總觀
 二、真細(xì)菌的主要類型
 三、主要的放線菌類型
 第二節(jié) 古生菌的多樣性
 一、古生菌系統(tǒng)發(fā)育總觀
 二、極端嗜鹽古生菌
 三、產(chǎn)甲烷古生菌
 四、超嗜熱古生菌
 五、無(wú)細(xì)胞壁的古生菌：熱原體屬
 六、還原硫酸鹽古生菌：古生球菌屬
 七、微生物生存的溫度極限
 八、古生菌：地球早期的生命形式?
 第三節(jié) 真核微生物的多樣性
 一、真核微生物系統(tǒng)發(fā)育總觀
 二、藻類
 三、真菌
 四、黏菌
 五、原生動(dòng)物
 第四節(jié) 微生物資源的開發(fā)利用和保護(hù)
 一、什么是微生物資源?
 二、微生物資源的特點(diǎn)
 三、資源的開發(fā)利用亟待拓寬和深入
 四、積極開展微生物資源的遷地保護(hù)和就地保護(hù)
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第十四章 感染與免疫
 第一節(jié) 感染的一般概念
 一、感染的途徑與方式
 二、微生物的致病性
 第二節(jié) 宿主的非特異免疫
 一、生理屏障
 二、體液因素
 三、細(xì)胞因素
 四、炎癥
 第三節(jié) 宿主的特異性免疫
 一、特異性免疫的一般概念
 二、抗原和抗體
 三、B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫
 四、T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫
 五、克隆選擇和免疫耐受性
 第四節(jié) 抗感染免疫
 一、病毒感染與免疫
 二、細(xì)菌感染與免疫
 三、聯(lián)合抗感染免疫
 第五節(jié) 免疫病理
 一、超敏反應(yīng)
 二、自身免疫病
 三、移植免疫
 四、免疫缺陷
 五、腫瘤免疫
 第六節(jié) 免疫學(xué)的實(shí)際應(yīng)用
 一、抗體的制備及應(yīng)用
 二、免疫學(xué)技術(shù)
 三、免疫預(yù)防
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
第十五章 微生物生物技術(shù)
 第一節(jié) 微生物工業(yè)發(fā)酵的菌種和發(fā)酵特征
 一、生產(chǎn)菌種的要求和來(lái)源
 二、大規(guī)模發(fā)酵的特征
 第二節(jié) 微生物工業(yè)發(fā)酵的方式
 一、連續(xù)發(fā)酵
 二、固定化酶和固定化細(xì)胞發(fā)酵
 三、固態(tài)發(fā)酵
 四、混合培養(yǎng)物發(fā)酵
 第三節(jié) 微生物工業(yè)的主要產(chǎn)品
 一、食品和飲料
 二、抗生素、其他微生物藥物和生物制品
 三、氨基酸、有機(jī)酸、醇、維生素、核苷酸、激素
 四、酶制劑
 五、微生物農(nóng)藥、肥料和飼料
 第四節(jié) 微生物生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用
 一、微生物能源
 二、微生物冶金
 三、石油工業(yè)中的微生物生物技術(shù)
 四、微生物傳感器和DNA芯片
 五、微生物塑料、功能材料和生物計(jì)算機(jī)
 六、海洋和宇航中微生物生物技術(shù)的應(yīng)用
 小結(jié)
 復(fù)習(xí)題
 思考題
主要參考書目
附錄1 常見(jiàn)微生物名稱索引
附錄2 常用微生物學(xué)名詞索引

章節(jié)摘錄

　　2.病毒純化由于病毒只能在活細(xì)胞內(nèi)繁殖，所以用于病毒制備的起始材料只能是病毒感染的宿主機(jī)體、組織或細(xì)胞經(jīng)破碎后的抽提物，或病毒感染的宿主的體液、血液和分泌物，或病毒感染的細(xì)胞培養(yǎng)物的培養(yǎng)液等。在這些材料中不可避免地混雜有大量的組織或細(xì)胞成分、培養(yǎng)基成分、可能污染的其他微生物與雜質(zhì)。為了得到純凈的病毒材料，必須利用一切可能的方法將這些雜質(zhì)成分除去，這就是病毒的純化?！　。?）病毒純化的標(biāo)準(zhǔn)　　病毒純化有如下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：第一，由于病毒是有感染性的生物體，所以純化的病毒制備物應(yīng)保持其感染性，純化過(guò)程中的各種純化方法對(duì)病毒感染性的影響及最終獲得的純化制備物是否符合標(biāo)準(zhǔn)，都可利用病毒的感染性測(cè)定進(jìn)行定量分析；第二，由于病毒具有化學(xué)大分子的屬性，病毒毒粒具有均一的理化性質(zhì)，所以，純化的病毒制備物的毒粒大小、形態(tài)、密度、化學(xué)組成及抗原性質(zhì)應(yīng)當(dāng)具有均一性表現(xiàn)，并可利用超速離心、電泳、電鏡或免疫學(xué)技術(shù)進(jìn)行檢查。　?。?）病毒純化的方法　　用于病毒純化的方法很多。不同的病毒有不同的純化方法，即使同一種病毒，若在不同的宿主系統(tǒng)中其純化方法也可能不同。但無(wú)論是哪種純化方法，都是根據(jù)病毒的基本理化性質(zhì)建立：第一，毒粒的主要化學(xué)組成是蛋白質(zhì)，鑒于病毒的高蛋白含量，故可利用蛋白質(zhì)提純方法來(lái)純化病毒，如鹽析、等電點(diǎn)沉淀、有機(jī)溶劑沉淀、凝膠層析及離子交換等；第二，毒粒具有一定的大小、形狀和密度，一般可在10000N100000g的離心場(chǎng)中沉降1~2h，特別是因?yàn)槎玖Ｊ怯稍S多大分子（蛋白質(zhì)、核酸等）組成，離心時(shí)它們比細(xì)胞蛋白沉降更快，而且許多病毒都有較高的浮密度，所以超速離心技術(shù)廣泛地用于病毒純化。二、病毒的測(cè)定病毒的測(cè)定（assay of virus）是病毒的定量分析。病毒既能根據(jù)其理化性質(zhì)或免疫學(xué)性質(zhì)進(jìn)行定量，亦能夠根據(jù)它們與宿主或宿主細(xì)胞的相互作用進(jìn)行測(cè)定。運(yùn)用不同的方法所進(jìn)行的測(cè)定具有迥然不同的意義。　　1.病毒的物理顆粒計(jì)數(shù)　　病毒顆粒數(shù)目利用一定方法，可以在電鏡下直接計(jì)算。在動(dòng)物病毒中，一些裸露病毒的殼體蛋白，特別是許多有包膜（envelope）病毒的包膜糖蛋白均能夠在一定條件下凝集特定種類的脊椎動(dòng)物血細(xì)胞，并且所能凝集血細(xì)胞的量與病毒濃度成正比。根據(jù)這一原理所設(shè)計(jì)的血細(xì)胞凝集實(shí)驗(yàn)亦能用于病毒定量。此外，根據(jù)病毒的抗原性質(zhì)，可以用免疫沉淀實(shí)驗(yàn)、酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)等方法對(duì)其進(jìn)行定量，利用分光光度法也可對(duì)病毒定量，但這些方法的靈敏性相對(duì)較低，多在一些特殊情況使用。以上所有方法測(cè)定的是病毒物理顆粒的數(shù)目，即有活力的病毒與無(wú)活力病毒數(shù)量的總和。而且除電鏡計(jì)數(shù)外，其他方法所測(cè)定的只是樣品中病毒顆粒的相對(duì)數(shù)量?！　　?/pre>








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