微生物工程工艺原理（第三版）

本书系统地介绍了微生物工程工艺原理和发酵生产技术，包括微生物工业菌种与培养基、发酵机制、发酵工艺过程、控制、发酵产物的提取与精制、微生物工程相关技术与经济学。并将各种工艺学理论按单元操作归纳，使本书具有先进性、实用性。 2100433B

第1章绪论1

11微生物的概念1

12微生物学的研究内容1

13环境工程微生物学的概念1

14环境工程微生物学的研究内容和任务1

15环境工程微生物学的发展及研究现状2

151废水生物处理研究进展2

152废气的生物治理研究进展2

153固体废物的生物治理研究进展3

16环境工程微生物学所涉及的学科5

思考题5

第2章原核微生物6

21细菌6

211细菌细胞的大小6

212细菌细胞的形态6

213细菌的细胞构造10

214细菌的繁殖方式20

215细菌的群体特征20

22放线菌（Actinomycetes）22

221放线菌的形态与结构22

222放线菌的繁殖方式23

223放线菌的培养特征25

23蓝细菌（Cyanobacteria）26

231蓝细菌的大小及形态27

232蓝细菌的细胞结构27

233蓝细菌的存在方式28

234蓝细菌的繁殖28

24古细菌29

241古细菌的主要类型29

242古细菌的特征29

243古细菌的细胞结构30

25鞘细菌30

251丝状铁细菌31

252丝状硫细菌32

思考题32

第3章真核微生物33

31真菌34

311酵母菌（Yeasts）34

312霉菌（Mould，Mold）38

32微型藻类44

321微型藻类的一般特征44

322环境工程中主要的微型藻45

323原生动物47

324微型后生动物51

思考题53

43噬菌体(phage)62

431烈性噬菌体63

432温和噬菌体66

44环境因素对病毒存活的影响67

441物理因素67

442化学因素67

443抗生素和抗病毒药物68

45污水处理过程中病毒的去除68

思考题68第5章微生物的营养69

51微生物的营养及类型69

511微生物细胞的化学组成69

512营养物质及其生理功能69

513微生物的营养类型72

52培养基74

521培养基的概念74

522配制培养基的原则74

523培养基的类型及应用77

53营养物质的吸收81

531单纯扩散（diffusion）81

532促进扩散（facilitated diffusion）81

533主动运输（active transport）82

思考题84

第6章微生物的代谢85

61代谢概述85

62微生物的酶及酶促反应86

621酶的组成86

622酶的结构与功能86

623酶促反应的特点91

624酶的种类91

625酶促反应动力学92

63微生物的分解代谢98

631生物氧化概述98

632异养微生物的生物氧化99

633微生物的呼吸类型105

634脂肪的分解代谢107

635蛋白质的分解109

636自养微生物的生物氧化110

64微生物的合成代谢113

641自养微生物的生物合成113

642异养微生物的生物合成115

65微生物的代谢调控115

651酶活性的调节——控制反应速率115

652酶合成的调节——控制反应方向116

思考题116

第7章微生物的生长繁殖及其控制118

71细菌的群体生长118

711细菌的群体生长规律——生长曲线118

712微生物生长曲线在废水生物处理中的指导作用119

713不同废水生物处理法生长曲线的特点及意义120

72基质浓度与微生物比生长速率的关系120

73研究微生物生长的培养方法121

731微生物的分批培养（bath cultureof microorganisms）121

732微生物的连续培养（continuousculture of microorganisms）121

74微生物纯培养物的分离及生长的测定121

741纯培养物的分离122

742微生物生长的测定122

75环境因素对微生物生长的影响123

751温度123

752pH值125

753氧化还原电位（Eh）126

754溶解氧（DO）126

755重金属及其化合物127

76微生物生长的控制127

761物理方法的控制127

762化学方法的控制130

思考题133

第8章微生物遗传与变异134

81遗传变异的物质基础134

811遗传变异的基础134

812DNA的结构与复制135

813DNA的变性、复性与杂交136

814转录137

815翻译138

82质粒结构及类型140

821质粒的分子结构140

822质粒的主要类型140

83DNA的突变和诱变育种142

831DNA的突变142

832诱变与育种143

84基因重组145

841基因工程工具酶146

842基因工程载体147

843目的基因的获得148

844DNA分子的体外连接149

845重组DNA导入宿主菌149

846重组体的筛选149

847基因工程在环境工程中的应用150

85微生物细胞融合育种151

851细胞融合151

852微生物原生质体及其制备152

853细胞融合的方法153

854融合重组的测定153

855利用细胞融合技术构建环境工程菌154

86分子生物学技术及其在环境工程中的应用154

861聚合酶链反应(polymerase chain

reaction,PCR)技术及其在环境工程中的应用154

862核酸分子杂交技术157

863电泳技术及其在环境工程中的应用160

864以rRNA基因为基础的细菌同源

性分析技术及其在环境工程中的应用161

思考题162

第9章微生物的生态163

91微生物生态学163

911什么是微生物生态学163

912微生物生态学的任务163

913微生物在生态系统中的作用163

92自然环境中的微生物164

921土壤环境中的微生物164

922水环境中的微生物166

923空气中的微生物167

924极端环境中的微生物168

93微生物与微生物之间的关系171

931互生（syntrophism）172

932共生（symbiosis）172

933寄生（parasitism）173

934拮抗（antagonism）173

94微生物群落的发展和演替174

941微生物群落演替的概念174

942演替的类型174

943微生物群落发展和演替（以可溶

性有机物进入水体时发生的演替

为例）175

95微生物在环境物质循环中的作用175

951碳素循环（the carbon cycle）176

952氮素循环（the nitrogen cycle）181

953硫素循环（the sulphur cycle）185

954磷素循环（the phosphorus

cycle）186

955铁素循环（the iron cycle）187

956锰素循环（the manganese

cycle）188

思考题188

第10章微生物对污染物的降解与转化190

101微生物对污染物的降解能力及影响

因素190

1011微生物对污染物的适应能力及

巨大的降解潜力190

1012微生物降解污染物的影响因素191

102微生物对污染物的降解193

1021无毒污染物的降解193

1022有毒有机污染物的降解193

思考题207

第11章环境微生物检测208

111空气中微生物的检测与控制208

1111空气中微生物的检测方法208

1112空气微生物污染的控制209

112水的微生物检测及控制210

1121水质的细菌学检测210

1122水质指示微生物——大肠菌群

（coliform group，简称

coliform）210

1123水微生物污染的控制211

113发光细菌的微毒检测211

1131发光细菌检测的原理212

1132发光细菌法检测的操作212

1133发光细菌法的应用212

114污染物致突变性检测（Ames

试验）213

1141Ames试验的原理和方法213

1142Ames试验的应用215

115生物传感器216

1151生物传感器的定义与分类216

1152生物传感器基本结构和工作

原理216

1153生物传感器在环境检测中的

应用217

116PCR技术在环境检测中的应用219

1161PCR反应原理219

1162PCR反应条件220

1163PCR技术用于环境微生物检

测的方法221

1164PCR在环境微生物检测中的

应用221

1165小结与展望222

117用于环境保护的工程菌的安全性

问题222

1171用于环境保护的基因工程菌

的构建222

1172基因工程菌存在的问题223

1173展望223

思考题223

第12章微生物在水污染控制中的应用224

121废水好氧生物处理中的微生物学

原理224

1211概述224

1212活性污泥法224

1213生物膜法230

1214其他生物处理法235

122废水厌氧生物处理中的微生物学

原理237

1221概述237

1222废水厌氧降解机理237

1223废水厌氧生物处理工艺239

123水体的富营养化和氮磷的去除240

1231水体的富营养化概述240

1232生物脱氮241

1233生物除磷244

思考题247

第13章微生物在固体废物和大气污染治理中的应用248

131固体废物的生物处理248

1311堆肥法249

1312卫生填埋法252

1313厌氧发酵253

132废气的生物处理253

1321废气生物处理微生物学254

1322废气生物处理方法254

思考题257第14章生物修复技术258

141概述258

1411基本概念258

1412应用生物修复技术应具备

的条件258

1413理论及技术来源258

1414生物修复技术的重点研究

方向259

1415生物修复技术的特点259

142生物修复技术的原理259

1421在生物修复技术中应用的

微生物259

1422影响生物修复的环境因素261

143污染土壤的生物修复262

1431原位生物处理262

1432异位生物修复264

144地下水的生物修复265

1441原位生物处理266

1442异位修复技术266

1443物理拦阻266

145海洋石油污染的生物修复266

思考题267第15章微生物新技术在环境治理中的应用268

151固定化技术（固定化酶和固定化

细胞）268

1511固定化细胞与酶的特点268

1512固定化酶与固定化细胞在环境

工程中的应用269

152废物资源化技术269

1521可生物降解塑料PHAs270

1522单细胞蛋白的生产271

153污染预防微生物技术272

1531燃煤脱硫272

1532微生物湿法冶金技术274

154微生物絮凝剂277

155微生物吸附剂278

思考题279第16章微生物的分类命名与保藏280

161微生物的分类与命名280

1611微生物的分类单位280

1612微生物的命名原则281

1613微生物的分类鉴定依据281

162微生物分类检索系统287

1621原核微生物的分类系统——Bergey

氏原核生物分类系统289

1622真菌的分类系统——Ainsworth

等人的菌物分类系统290

163菌种保藏291

1631菌种保藏的原理291

1632菌种保藏的常用方法292

思考题293参考文献294 2100433B

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

全书共分为16章，主要内容包括：原核微生物；真核微生物；病毒；微生物的营养、代谢、繁殖及其控制、遗传变异和育种；微生物对环境污染物的降解及其在污染控制中的应用；环境微生物检测；生物修复技术；微生物新技术在环境治理中的应用；微生物的分类命名及保藏。

本书可作为高等院校环境工程、环境科学、给水排水、环境监测等专业师生的教材，也可供从事环境保护工作的研究人员、技术人员参考。

本书主要内容包括绪论；原核微生物及真核微生物；非细胞微生物--病毒；微生物的营养；微生物的代谢；微生物的生长繁殖及其控制；微生物的遗传变异和育种；微生物的生态；微生物对环境污染物的降解与转化；环境微生物检测；微生物在水污染控制中的应用；微生物在固体废物和大气治理中的应用；生物修复技术；微生物新技术在环境治理中的应用；微生物的分类命名与保藏。本书可作为环境工程、环境科学、给水排水、环境监测等专业的教学用书，也可供从事环境保护工作的科学技术人员参考。