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第一节 微生物生理学研究对象与范围1

一、研究对象1

第一章 绪论1

二、研究范围2

第二节 微生物生理学研究中常用的技术与方法2

第三节 微生物生理学的发展和展望4

一、微生物生理学的发展4

二、21世纪微生物生理学的展望6

主要参考文献9

第二章 微生物细胞的结构和功能10

第一节 原核微生物10

一、细胞壁11

二、细胞质膜和间体17

三、细胞质和内含物19

五、细胞壁以外的构造28

四、核区28

第二节 真核微生物33

一、细胞壁33

二、鞭毛与纤毛34

三、细胞质膜35

四、细胞核35

五、细胞质和细胞器36

第三节 原核微生物与真核微生物的比较41

一、一般特性的比较42

二、古生菌、真细菌与真核微生物的比较43

主要参考文献44

第三章 微生物的营养与物质运输45

第一节 微生物的营养45

一、微生物细胞的化学组成45

二、微生物的营养类型46

三、微生物的营养要素47

第二节 微生物营养物质的运输53

一、单纯扩散53

二、促进扩散53

三、主动运输54

四、基团转移56

五、膜泡运输57

第三节 营养物质运输的调节58

一、营养物质本身的性质58

二、环境条件58

三、载体物质生物合成调节58

四、载体物质生理活性调节59

第四节 代谢产物的分泌60

一、氨基酸的分泌60

二、核苷酸的分泌61

三、胞外酶的分泌61

主要参考文献62

第四章 异养微生物的生物氧化63

第一节 代谢概论63

一、代谢类型63

二、微生物代谢的研究方法64

三、生物能学原理66

第二节 葡萄糖酵解途径69

一、EMP途径69

二、HMP途径70

三、ED途径71

四、WD途径72

五、葡萄糖直接氧化途径74

第三节 发酵作用74

一、发酵平衡75

二、乙醇发酵和甘油发酵75

三、乳酸发酵76

五、丁酸发酵与丙酮－丁醇发酵77

四、丙酸发酵77

六、混合酸发酵与丁二醇发酵78

第四节 呼吸作用80

一、有氧呼吸81

二、无氧呼吸84

第五节 能量产生85

一、底物水平磷酸化85

二、氧化磷酸化86

三、光合磷酸化87

第六节 生物大分子的降解87

一、多糖和二糖的分解88

二、蛋白质的分解90

三、核酸的分解90

一、果糖的分解91

二、甘露糖的分解91

第七节 其他单糖物质的分解91

三、半乳糖的分解92

四、戊糖的分解92

第八节 其他化合物的生物氧化92

一、含氮化合物的分解92

二、脂类物质的分解96

三、烃类化合物的分解100

四、芳香族化合物的分解101

五、聚β－羟基丁酸的分解101

主要参考文献103

第五章 自养微生物的生物氧化105

第一节 化能自养微生物的生物氧化105

一、氨的氧化105

二、硫的氧化106

三、铁的氧化107

四、氢的氧化107

第二节 光合微生物的光能转换108

二、光合色素109

一、光能无机营养微生物109

三、光合单位110

四、光合磷酸化110

五、嗜盐细菌的光能转换111

第三节 甲基营养型细菌的生物氧化112

一、甲基营养型细菌112

二、一碳化合物的氧化113

第四节 产甲烷细菌的生物氧化114

一、产甲烷细菌的特征114

二、产甲烷细菌的生物氧化和甲烷的形成114

主要参考文献115

第六章 微生物的合成代谢116

第一节 生物合成三要素与合成代谢的一般原则116

一、生物合成三要素116

一、自养型微生物CO2的固定117

二、合成代谢的特点117

第二节 二氧化碳的固定117

二、异养型微生物CO2的固定120

第三节 二碳化合物的同化122

一、乙醛酸循环122

二、甘油酸途径122

第四节 糖类的合成123

一、单糖的合成123

二、糖核苷酸的合成及相互转化125

三、多糖的合成125

第五节 脂类的合成132

一、脂肪酸的合成132

二、磷脂的合成135

三、萜烯及其有关化合物的合成136

第六节 生物固氮137

一、固氮微生物和固氮体系137

二、固氮的生化机制138

三、固氮作用的调节141

四、防氧保护机制142

五、固氮酶的检测142

六、共生固氮作用144

第七节 氨基酸的生物合成146

一、谷氨酸族氨基酸的合成146

二、天冬氨酸族氨基酸的合成148

三、丙酮酸衍生类型氨基酸的生物合成152

四、丝氨酸－甘氨酸族氨基酸的合成153

五、芳香族氨基酸的合成154

六、组氨酸的生物合成154

第八节 核苷酸的生物合成156

一、嘌呤核苷酸的生物合成156

二、嘧啶核苷酸的生物合成158

三、脱氧核糖核苷酸的合成160

第九节 核酸的合成161

四、辅酶核苷酸的生物合成161

一、DNA的合成162

二、RNA的合成164

三、核酸合成的抑制剂165

第十节 蛋白质的合成167

一、信使RNA167

二、转运RNA168

三、蛋白质的合成过程169

主要参考文献172

第七章 微生物代谢调节174

第一节 代谢调节的部位175

一、细胞（及细胞器）膜175

二、酶本身176

三、酶与底物的相对位置及间隔状况（代谢通道）176

第二节 酶活性的调节176

一、激活和抑制177

二、酶活性调节的方式178

三、酶活性调节的分子机制181

第三节 酶合成的调节185

一、酶合成的诱导185

二、酶合成的阻遏186

三、酶的诱导和阻遏的调节方式188

四、酶合成调节的分子机制191

五、反馈抑制与反馈阻遏比较197

第四节 代谢调控198

一、产能代谢的调节：能荷调节198

二、细胞渗透性调控199

三、菌种遗传特性的改变200

四、发酵工艺条件的控制204

主要参考文献205

一、次级代谢产物类型206

第一节 次级代谢与次级代谢产物206

第八章 微生物的次级代谢及其调节206

二、次级代谢的特点208

三、次级代谢的生理功能210

第二节 次级代谢产物的生物合成212

一、次级代谢产物的生源212

二、次级代谢产物生物合成的基本过程217

第三节 次级代谢的调节控制227

一、初级代谢对次级代谢的调节227

二、碳代谢物的调节227

三、氮代谢物的调节228

四、磷酸盐的调节229

五、ATP调节229

六、酶的诱导调节230

七、反馈调节230

八、细胞膜通透性调节231

主要参考文献232

九、金属离子和溶解氧的调节232

十、微生物生长速率的调节232

第九章 微生物的生长繁殖与环境234

第一节 单细胞微生物的生长234

一、细菌个体的生长234

二、细菌群体的生长236

三、酵母菌的生长238

第二节 丝状真菌和放线菌的生长240

一、丝状真菌的生长240

二、放线菌的生长243

第三节 微生物的生长曲线和生长的测定244

一、微生物的生长曲线244

二、微生物生长的测定248

第四节 微生物生长动力学249

一、分批培养249

二、连续培养250

四、同步分裂培养254

三、补料分批培养254

第五节 环境因素对微生物生长的影响256

一、影响微生物生长的环境因素256

二、微生物生长繁殖的控制261

第六节 微生物对环境的反应269

一、微生物的趋向性与运动269

二、微生物抗高温的方式270

三、微生物对极端pH的抗性272

四、微生物的抗药性273

五、微生物对重金属离子的抗性274

六、微生物的渗透调节275

主要参考文献275

第十章 微生物的分化276

第一节 细菌芽孢的形成277

一、枯草芽孢杆菌的生活周期277

二、芽孢的结构278

三、芽孢的形成过程及遗传控制279

第二节 黏细菌的分化285

一、黏细菌的生活周期285

二、营养体的生长286

三、细胞聚集286

四、子实体形成287

第三节 柄细菌的分化288

一、新月柄细菌的生活周期288

二、柄细菌细胞结构的发育289

三、柄细菌分化的遗传控制289

第四节 酵母菌的生长与分化290

一、芽殖为主的无性繁殖290

二、酵母菌子囊孢子的形成290

主要参考文献293

一、基因组的克隆294

二、DNA序列测定294

第一节 基因组学和蛋白质组学工具294

第十一章 基因组时代的微生物生理学294

三、网络科学：DNA序列分析的互联网工具296

四、基因置换298

五、基因芯片298

六、蛋白质组学299

第二节 传统研究工具301

一、突变筛选技术301

二、荧光标定细胞分离技术302

三、报告基因302

四、聚合酶链反应303

五、凝胶迁移率及超迁移率实验303

六、分子印迹检测技术305

七、双杂交分析306

主要参考文献308