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目录1

1　绪论1

1.1 环境微生物学的形成和发展1

1.2 环境微生物学的研究对象和任务2

1.2.1 环境微生物学的研究内容2

1.2.2 学习环境微生物学的意义3

1.3　微生物概述3

1.3.1　微生物的定义3

1.3.2　微生物的分类4

1.3.3　微生物的命名7

1.3.4　微生物的特点7

2　病毒11

2.1 病毒的特征和分类11

2.1.1 病毒的特点11

2.1.2　病毒的分类和命名12

2.2 病毒的形态和结构12

2.2.1 病毒的形态和大小12

2.2.2　病毒的化学组成和结构13

2.2.3　病毒的宿主14

2.3 类病毒、拟病毒和朊病毒15

2.3.1 类病毒（Viroid）15

2.3.2　拟病毒（Virusoids）15

2.3.3　朊病毒（Virino）15

2.4　病毒的增殖过程16

2.4.1 病毒的增殖过程16

2.4.2 毒性噬菌体与温和噬菌体17

2.5.2　病毒的培养基18

2.5.3　动物病毒的空斑试验18

2.5 病毒的培养和计数18

2.5.1　病毒的培养特征18

2.5.4 噬菌体的培养和测定19

2.6　环境因子对病毒的影响和病毒的存活19

2.6.1 物理因素的影响19

2.6.2 化学因素的影响20

2.6.3　病毒的存活20

3.1.1 细菌的个体形态和大小23

3　原核微生物23

3.1 细菌23

3.1.2 细菌的细胞结构24

3.1.3　细菌的培养特征30

3.1.4 细菌的物理化学性质32

3.1.5 环境中常见的细菌种类34

3.2 古菌36

3.2.1 古菌的研究36

3.2.2　古菌的特点37

3.2.3　古菌的分类37

3.2.4 古菌在生物界的特殊地位39

3.3 放线菌40

3.3.1 放线菌的形态和大小40

3.3.2　放线菌的菌落形态40

3.3.3 放线菌的生活史和繁殖41

3.3.4　放线菌的主要类群41

3.4.2 蓝细菌的分类42

3.4.1 蓝细菌的特点42

3.3.5 放线菌在自然界中的分布和在生产实际中的应用42

3.4 蓝细菌42

3.4.3 蓝细菌的分布与生态43

3.5　其他原核微生物43

3.5.1 螺旋体（Spirochaeta）44

3.5.2 立克次氏体（Rickettsia）44

3.5.3 衣原体（Chlamydia）44

3.5.4　支原体（Mycoplasma）44

4.1.1 原生动物的一般特征47

4　真核微生物47

4.1 原生动物47

4.1.2 原生动物的分类及各纲简介48

4.2　微型后生动物52

4.2.1 轮虫52

4.2.2 线虫53

4.2.3 寡毛类53

4.2.4　浮游甲壳动物53

4.3.1　真核藻类的一般特征54

4.3.2 藻类的分类及各门特征简介54

4.3 真核藻类54

4.3.3　藻类与环境保护59

4.4 真菌60

4.4.1 真菌的一般特点60

4.4.2　真菌的分类60

4.4.3 酵母菌60

4.4.4 霉菌62

4.4.5 伞菌66

5.1.1 酶的概念68

5.1.2　酶的催化特性68

5　微生物的生理68

5.1 生物生命活动的催化剂——酶68

5.1.3 酶的组成69

5.1.4　酶蛋白的结构70

5.1.5 酶的活性中心和酶与底物结合的机理71

5.1.6 酶的分类与命名72

5.1.7 酶活力和影响酶活力的因素74

5.2.1 微生物的化学组成76

5.2　微生物的营养76

5.2.2　微生物的营养物质和营养类型77

5.2.3　微生物的培养基79

5.2.4 微生物对底物进行代谢的过程81

5.3　微生物的能量代谢82

5.3.1 生物氧化82

5.3.2 生物氧化的类型83

5.4.2 化能自养型微生物的合成代谢89

5.4.1　产甲烷菌的合成代谢89

5.4　微生物的合成代谢89

5.3.3 发光现象89

5.4.3 光合作用90

5.4.4 异养微生物的合成代谢92

6　微生物的生长与环境因子的影响94

6.1 微生物的生长94

6.1.1 微生物生长繁殖的概念94

6.1.2　微生物的培养方法和生长曲线95

6.1.3 微生物生长曲线在废水微生物处理中的应用98

6.1.4　微生物生长繁殖的测定99

6.1.5 微生物的死亡及其测定100

6.2 影响微生物生长的环境因子101

6.2.1　温度101

6.2.2　pH104

6.2.3　氧化还原电位105

6.2.4 溶解氧105

6.2.5　辐射106

6.2.6　水的活度与渗透压107

6.2.8　若干有机物109

6.2.7 重金属109

6.2.9　抗生素110

6.2.10　其他因素111

7　微生物的遗传和变异114

7.1 微生物的遗传和变异现象及其意义114

7.1.1 微生物的遗传和变异114

7.1.2　遗传和变异的意义115

7.2　微生物的遗传115

7.2.1 遗传和变异的物质基础——DNA115

7.2.2　DNA的结构与复制119

7.2.3 DNA的变性和复性121

7.2.4 RNA及其作用122

7.2.5 微生物生长与蛋白质合成124

7.2.6　微生物的细胞分裂125

7.3　微生物的变异125

7.3.1 变异的实质125

7.3.2 基因突变的特点和类型125

7.3.3　基因重组128

7.3.4 基因工程及在环境保护中的应用130

8　微生物生态学134

8.1 生态学原理134

8.1.1 生态学的定义和研究内容134

8.1.2　种群和群落135

8.1.3　生态系统136

8.1.4 生态平衡138

8.1.5 微生物生态系统与微生物生态学139

8.2 土壤中的微生物139

8.2.2 微生物在土壤中的种类、数量和分布140

8.2.1 土壤的生态条件140

8.2.3 土壤自净和污染土壤微生物生态142

8.3 空气中的微生物143

8.3.1 空气的生态条件143

8.3.2 空气微生物的来源、特点和种类143

8.3.3 空气微生物的卫生标准及生物洁净技术144

8.4　水体中的微生物146

8.4.1 水体中的微生物群落146

8.4.2 水体自净和污染水体的微生物生态148

8.4.3　水体富营养化152

8.5 微生物之间及其与动、植物间的相互关系154

8.5.1 微生物之间的相互关系154

8.5.2 微生物与高等植物之间的相互关系156

8.5.3 微生物与人类和动物之间的相互关系157

9　微生物在环境物质循环中的作用160

9.1 自然界的物质循环160

9.1.1 物质循环与生物160

9.1.2　水循环是物质循环的核心161

9.2.1　碳循环的过程162

9.2　微生物与碳循环162

9.2.2 微生物在碳循环过程中的作用163

9.2.3　微生物对主要含碳化合物的转化和分解过程163

9.3　微生物与氮循环168

9.3.1 氮循环的过程168

9.3.2 微生物在氮循环过程中的作用169

9.4　微生物与硫循环172

9.4.1　硫循环的过程172

9.4.2 微生物在硫循环过程中的作用172

9.5　微生物与磷循环174

9.5.1　磷循环的过程174

9.5.2　磷循环过程中微生物的作用174

10　微生物与环境污染控制与治理177

10.1 废水好氧生物处理中的微生物177

10.1.1 好氧活性污泥法177

10.1.2　好氧生物膜法183

10.1.3　氧化塘185

10.2.1 厌氧消化——甲烷发酵186

10.2　厌氧生物处理中的微生物186

10.2.2 光合细菌处理高浓度有机废水187

10.2.3　含硫酸盐废水的厌氧处理188

10.3　废水的脱氮和除磷189

10.3.1 废水脱氮除磷的目的和意义189

10.3.2　废水生物脱氮原理及工艺189

10.3.3　废水生物除磷原理及工艺190

10.4 有机固体废物处理中的微生物192

10.4.1 堆肥法193

10.4.2 卫生填埋法及渗滤液194

10.5 废气生物处理中的微生物194

10.5.1 废气的处理方法194

10.5.2 含硫恶臭污染物及NH3、CO2的微生物处理194

10.6 环境监测与微生物196

10.6.1 水体污染的生物检验196

10.6.2 利用微生物检测环境毒性的方法196

10.7 环境生物修复技术与微生物197

10.7.1 环境生物修复技术197

10.7.2　环境生物修复技术的类型198

10.7.3 环境生物修复中的微生物199

10.7.4　环境生物修复的发展前景200

11　微生物学新技术在环境领域中的应用202

11.1 固定化技术202

11.1.1 固定化酶和固定化微生物的定义和特点202

11.1.2　酶的分离提纯203

11.1.3 固定化方法203

11.1.4 固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用204

11.2.2 微生物絮凝剂的结构组成和化学本质205

11.2　微生物絮凝剂205

11.2.1 微生物絮凝剂的特点205

11.2.3 微生物絮凝剂的絮凝机理206

11.2.4 微生物絮凝剂的合成和应用207

11.3 分子生物技术在环境领域中的应用208

11.3.1 核酸探针和PCR技术208

11.3.2　16S rDNA序列及其同源性的分析209

11.3.3　生物芯片210

12.2.2 实验材料与器皿212

12.2.1　实验目的212

12.2.3 普通光学显微镜的原理与结构212

12　环境微生物学实验212

12.2 光学显微镜的使用及原核生物的个体形态观察212

12.1　实验须知212

12.2.4　显微镜的使用215

12.2.5　实验内容215

12.2.6　思考题215

12.3.5　思考题216

12.3.4 实验方法和步骤216

12.3.3　实验材料与器皿216

12.3.2 实验原理216

12.3.1　实验目的216

12.3 真核微生物的个体形态观察216

12.4 四大类微生物菌落形态的识别217

12.4.1 实验目的217

12.4.2　实验原理217

12.4.3 实验材料与器皿217

12.4.4 实验方法和步骤217

12.5.2　实验原理218

12.5.1 实验目的218

12.4.5　思考题218

12.5　微生物细胞的直接计数和细胞的显微测量218

12.5.3 实验材料与器皿219

12.5.4　实验方法和步骤219

12.5.5 思考题220

12.6 细菌的简单染色和革兰氏染色220

12.6.1　实验目的220

12.6.2　实验原理220

12.6.3　实验材料与器皿221

12.6.4 实验方法和步骤221

12.6.5　注意事项222

12.6.6　思考题222

12.7 培养基的配制与灭菌222

12.7.1 实验目的222

12.7.2 实验原理222

12.7.4 实验方法和步骤223

12.7.3　实验材料与器皿223

12.7.5 思考题225

12.8 活性污泥中细菌的纯种分离和培养225

12.8.1 实验目的225

12.8.2 实验原理226

12.8.3　实验材料与器皿226

12.8.4 实验方法和步骤226

12.9.2　实验材料与器皿229

12.9.3 实验方法和步骤229

12.9 纯培养菌体和菌落形态的观察229

12.9.1 实验目的229

12.8.5 思考题229

12.9.4 思考题230

12.10　细菌淀粉酶的测定230

12.10.1 实验目的230

12.10.2　实验材料与器皿230

12.10.3 实验方法和步骤230

12.11.3 实验材料与器皿231

12.11.2 实验原理231

12.11.4 实验方法和步骤231

12.10.4 思考题231

12.11.1 实验目的231

12.11 细菌菌落总数的测定231

12.11.5　思考题233

12.12 大肠菌群的检测233

12.12.1　实验目的233

12.12.2　实验原理233

12.12.3 实验材料与器皿233

12.12.4 实验方法和步骤233

12.12.5 思考题235

附录236

附录1 教学常用染色液的配制236

附录2 常用染色方法237

附录3 教学用培养基238

附录4 大肠菌群检验表（MPN法）241

主要参考文献243