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第1部分 微生物学概论1

第1章 微生物学的历史和范围1

1.1 微生物的发现2

1.2 自生说之争2

1.3 微生物在疾病中的作用7

1.4 工业微生物学和微生物生态学10

1.5 微生物界的成员11

1.6 微生物学的范围和现实意义11

1.7 微生物学的未来13

第2章 微生物结构的研究：显微术和样品制备17

2.1 透镜和光线的偏转18

2.2 光学显微镜19

2.3 样品的制备和染色25

2.4 电子显微镜技术30

2.5 显微术中的新技术35

第3章 原核细胞结构和功能41

3.1 原核细胞结构概述42

3.2 原核细胞膜46

3.3 细胞质基质49

3.4 拟核54

3.5 原核细胞壁55

3.6 细胞壁外部的组分62

3.7 趋化性68

3.8 细菌内生孢子69

第4章 真核细胞结构和功能76

4.1 真核细胞结构概述78

4.2 细胞质基质、微丝、中间丝和微管78

4.3 内质网81

4.4 高尔基体81

4.5 溶酶体和胞吞作用82

4.6 真核核糖体84

4.7 线粒体85

4.8 叶绿体85

4.9 细胞核和细胞分裂88

4.10 细胞外部覆盖物90

4.11 纤毛和鞭毛91

4.12 原核细胞与真核细胞的比较92

第Ⅱ部分 微生物的营养、生长和控制97

第5章 微生物的营养97

5.1 一般的营养需求98

5.2 对碳、氢和氧的需求98

5.3 微生物的营养类型99

5.4 对氮、磷和硫的需求100

5.5 生长因子100

5.6 细胞对营养物质的吸收102

5.7 培养基106

5.8 纯培养物的分离108

第6章 微生物的生长114

6.1 生长曲线115

6.2 微生物生长的测定118

6.3 微生物的连续培养121

6.4 环境因素对微生物生长的影响123

6.5 微生物在自然环境中的生长132

第7章 用物理和化学方法控制微生物139

7.1 常用术语的定义140

7.2 微生物死亡的方式141

7.3 影响抗微生物剂作用效果的条件142

7.4 控制微生物的物理方法142

7.5 控制微生物的化学方法148

7.6 抗微生物剂有效性的评价151

第Ⅲ部分 微生物代谢155

第8章 代谢：能量、酶和调节作用155

8.1 能量和功156

8.2 热力学定律157

8.3 自由能和反应158

8.4 ATP 在代谢中的作用159

8.5 氧化还原反应和电子载体159

8.6 酶162

8.7 代谢调控的性质和意义166

8.8 代谢通道166

8.9 酶活性的控制167

第9章 代谢：能量的释放和贮藏174

9.1 代谢的概况175

9.2 葡萄糖分解成丙酮酸178

9.3 发酵作用181

9.4 三羧酸循环184

9.5 电子传递和氧化磷酸化185

9.6 厌氧呼吸191

9.7 碳水化合物和胞内贮存聚合物的分解代谢192

9.8 脂类分解代谢193

9.9 蛋白质和氨基酸的分解代谢194

9.10 无机物的氧化194

9.11 光合作用197

第10章 代谢：生物合成中能量的利用206

10.1 支配生物合成的原则207

10.2 CO2的光合固定209

10.3 糖和多糖的合成211

10.4 无机磷、硫和氮的同化212

10.5 氨基酸的合成216

10.6 添补反应216

10.7 嘌呤、嘧啶和核苷酸的合成219

10.8 脂类的合成220

10.9 肽聚糖的合成222

10.10 细胞壁形成的模式224

第Ⅳ部分 微生物的分子生物学和遗传学227

第11章 基因：结构、复制和突变227

11.1 遗传物质 DNA228

11.2 核酸结构231

11.3 DNA 复制235

11.4 遗传密码240

11.5 基因结构242

11.6 突变及其化学基础245

11.7 突变体的检测和分离252

11.8 DNA 修复255

第12章 基因：表达和调节262

12.1 DNA 转录或 RNA 合成263

12.2 蛋白质的合成267

12.3 mRNA 合成的调节279

12.4 弱化作用282

12.5 全局调节系统285

12.6 双组分磷酸接力系统288

12.7 细胞周期的控制289

第13章 微生物重组和质粒296

13.1 细菌的重组：一般原理297

13.2 细菌的质粒299

13.3 转座因子302

13.4 细菌的接合307

13.5 DNA 转化310

13.6 转导312

13.7 基因组作图317

13.8 病毒的重组和基因组作图318

第Ⅴ部分 DNA 技术和基因组学325

第14章 重组 DNA 技术325

14.1 历史的透视326

14.2 合成 DNA329

14.3 聚合酶链反应331

14.4 重组 DNA 的制备333

14.5 克隆载体339

14.6 将基因插入真核细胞341

14.7 外源基因在细菌中的表达341

14.8 遗传工程的应用343

14.9 重组 DNA 技术的社会影响345

第15章 微生物基因组学351

15.1 导论352

15.2 测定 DNA 序列352

15.3 全基因组鸟枪法测序353

15.4 生物信息学355

15.5 微生物基因组的一般特征355

15.6 功能基因组学361

15.7 基因组学展望363

第Ⅵ部分 病毒367

第16章 病毒：概论和基本特征367

16.1 病毒学的早期发展368

16.2 病毒的一般性质370

16.3 病毒的培养370

16.4 病毒的纯化与测定371

16.5 病毒的结构374

16.6 病毒的分类原则383

第17章 病毒：噬菌体388

17.1 噬菌体的分类389

17.2 双链 DNA 噬菌体的复制：裂解周期389

17.3 单链 DNA 噬菌体的复制394

17.4 RNA 噬菌体的复制395

17.5 温和噬菌体和溶源性396

第18章 病毒：真核生物的病毒403

18.1 动物病毒的分类404

18.2 动物病毒的增殖404

18.3 杀细胞感染和细胞损伤415

18.4 持续、潜伏和慢病毒感染415

18.5 病毒和癌416

18.6 植物病毒417

18.7 真菌和藻类病毒420

18.8 昆虫病毒420

18.9 类病毒和朊病毒421

第Ⅶ部分 微生物世界的多样性427

第19章 微生物分类学427

19.1 一般介绍和概观428

19.2 微生物的进化和多样性429

19.3 分类等级431

19.4 分类系统432

19.5 分类学中使用的主要特征434

19.6 微生物系统发育的评估438

19.7 生物的主要划分441

19.8 《伯杰氏系统细菌学手册》444

19.9 原核系统发育和多样性的概观447

第20章 古生菌456

20.1 古生菌的介绍457

20.2 泉古生菌门462

20.3 广古生菌门462

第21章 细菌：异常球菌和革兰氏阴性非变形杆菌472

21.1 产液菌门和栖热袍菌门473

21.2 异常球菌-栖热菌474

21.3 光合细菌474

21.4 浮霉状菌门482

21.5 衣原体门483

21.6 螺旋体门484

21.7 拟杆菌门487

第22章 细菌：变形杆菌492

22.1 α-变形杆菌纲493

22.2 β-变形杆菌纲501

23.3 γ-变形杆菌纲504

22.4 δ-变形杆菌纲513

22.5 ε-变形杆菌纲518

第23章 细菌：低 G+C 含量的革兰氏阳性细菌523

23.1 柔膜菌纲(支原体)524

23.2 《伯杰氏手册》中低 G+C 含量的革兰氏阳性菌527

23.3 梭菌纲529

23.4 芽孢杆菌纲531

第24章 细菌：高 G+C 含量的革兰氏阳性细菌542

24.1 放线菌的一般特征543

24.2 《伯杰氏手册》中高 G+C 含量的革兰氏阳性细菌545

24.3 放线菌亚目548

24.4 微球菌亚目548

24.5 棒杆菌亚目549

24.6 小单孢菌亚目550

24.7 丙酸杆菌亚目552

24.8 链霉菌亚目552

24.9 链孢囊菌亚目553

24.10 弗兰克氏菌亚目554

24.11 双歧杆菌目555

第25章 真菌(真菌门)、粘菌和水霉558

25.1 分布559

25.2 重要性559

25.3 结构560

25.4 营养和代谢563

25.5 繁殖563

25.6 真菌门的特征565

25.7 粘菌和水霉571

第26章 藻类577

26.1 分布578

26.2 分类579

26.3 藻细胞的超微结构580

26.4 藻的营养580

26.5 藻的原植体(营养型)的结构580

26.6 藻的繁殖580

26.7 藻门的特征582

第27章 原生动物590

27.1 分布591

27.2 重要性591

27.3 形态学592

27.4 营养593

27.5 孢囊形成和孢囊释放593

27.6 运动的细胞器593

27.7 繁殖593

27.8 分类594

27.9 代表类型595

第Ⅷ部分 生态学和共生603

第28章 微生物相互作用和微生物生态学603

28.1 微生物生态学基础604

28.2 微生物的相互作用604

28.3 营养循环的相互作用619

28.4 自然环境627

28.5 微生物生态学的方法634

第29章 水生环境中的微生物641

29.1 水生环境和微生物642

29.2 微生物群落647

29.3 海洋环境652

29.4 淡水环境656

29.5 水和疾病传播659

29.6 废水处理665

29.7 地下水的质量和家庭处理系统670

第30章 陆地环境中的微生物676

30.1 土壤作为微生物的一种环境677

30.2 土壤环境中的微生物678

30.3 微生物与各种土壤的形成680

30.4 维管植物相关的土壤微生物群丛682

30.5 土壤、植物与营养物质694

30.6 土壤、植物与大气696

30.7 微生物与植物分解698

30.8 地下生物圈699

30.9 土壤微生物与人类健康701

30.10 认识土壤中微生物的多样性702

第Ⅸ部分 非特异性抗性和免疫应答707

第31章 正常微生物群和非特异性宿主抗性707

31.1 悉生动物708

31.2 人体的正常微生物群709

31.3 宿主抗性概述714

31.4 免疫系统的细胞、组织和器官715

31.5 非特异性抗性中的物理和化学屏障719

31.6 炎症722

31.7 补体系统724

31.8 吞噬作用727

31.9 细胞因子730

31.10 自然杀伤细胞733

第32章 特异性免疫739

32.1 特异性免疫概述740

32.2 抗原742

32.3 抗体744

32.4 T 细胞生物学755

32.5 B 细胞生物学762

32.6 抗体的作用766

32.7 经典补体途径768

32.8 获得性免疫耐受768

32.9 抗体和淋巴细胞在抗性中的作用769

第33章 医学免疫学774

33.1 疫苗和免疫作用775

33.2 免疫失调779

33.3 体外抗原-抗体反应785

第Ⅹ部分 微生物疾病及其控制799

第34章 微生物的致病性799

34.1 宿主-寄生物间的关系800

34.2 病毒病的发病机理802

34.3 细菌疾病的发病机理803

34.4 微生物逃避宿主防御的机制813

第35章 抗微生物的化学疗法817

35.1 化学疗法的发展818

35.2 抗微生物药物的一般特性819

35.3 抗微生物活性水平的测定821

35.4 抗微生物药剂的作用机制823

35.5 影响抗微生物药物效果的因素824

35.6 抗细菌药物824

35.7 抗药性829

35.8 抗真菌药物832

35.9 抗病毒药物832

第36章 临床微生物学838

36.1 标本839

36.2 标本中微生物的鉴定843

36.3 敏感性试验856

36.4 计算机在临床微生物学中的应用856

第37章 传染病的流行病学859

37.1 流行病学术语860

37.2 频率的测量：流行病学家的工具861

37.3 传染病的流行病学862

37.4 人群中传染病的识别862

37.5 流行病的识别863

37.6 传染病的周期：一种疾病的故事864

37.7 毒力与传播方式870

37.8 传染病和病原体的突现和再次突现871

37.9 流行病的控制874

37.10 生物恐怖主义威胁的突现875

37.11 全球旅行与健康注意事项876

37.12 医院感染878

第38章 病毒引起的人类疾病883

38.1 空气传播的疾病884

38.2 节肢动物媒介的疾病890

38.3 直接接触传播的疾病891

38.4 食物和水传播的疾病905

38.5 慢病毒和朊病毒疾病906

38.6 其他疾病908

第39章 细菌引起的人类疾病913

39.1 空气传播的疾病914

39.2 节肢动物传播的疾病923

39.3 直接接触传播的疾病928

39.4 食物与水源传播的疾病942

39.5 脓毒和脓毒性休克947

39.6 牙齿感染948

第40章 真菌和原生动物引起的人类疾病957

41.1 真菌疾病958

40.2 原生动物疾病966

第Ⅺ部分 食品和工业微生物学979

第41章 食品微生物学979

41.1 微生物在食品中的生长980

41.2 微生物生长和食品腐败983

41.3 食品腐败的控制986

41.4 食品导致的疾病989

41.5 食品携带的病原体的检测992

41.6 发酵食品的微生物学994

41.7 微生物作为食品和食品改良剂1002

第42章 工业微生物学与生物技术1007

42.1 为工业微生物学和生物技术选择微生物1008

42.2 微生物在控制的环境中生长1015

42.3 工业微生物学的主要产物1018

42.4 复杂环境中微生物的生长1025

42.5 生物技术的应用1033

42.6 微生物生物技术的冲击1038

附录Ⅰ 生物分子的化学复习1

附录Ⅱ 常见的代谢途径12

附录Ⅲ 依据第一版《伯杰氏系统细菌学手册》的原核生物分类22

附录Ⅳ 依据第二版《伯杰氏系统细菌学手册》的原核生物分类29

附录Ⅴ 病毒的分类44