环境工程微生物学

第1章 绪论

1.1微生物的概念

1.2微生物学的研究内容

1.3环境工程微生物学的概念

1.4环境工程微生物学的研究内容和任务

1.5环境工程微生物学的发展及研究现状

1.5.1废水生物处理研究进展

1.5.2废气的生物治理研究进展

1.5.3固体废物的生物治理研究进展

1.6环境工程微生物学所涉及的学科

思考题

第2章 原核微生物

2.1细菌

2.1.1细菌细胞的大小

2.1.2细菌细胞的形态

2.1.3细菌的细胞构造

2.1.4细菌的繁殖方式

2.1.5细菌的群体特征

2.2放线菌（Actinomycetes）

2.2.1放线菌的形态与结构

2.2.2放线菌的繁殖方式

2.2.3放线菌的培养特征

2.3蓝细菌（Cyanobacteria）

2.3.1蓝细菌的大小及形态

2.3.2蓝细菌的细胞结构

2.3.3蓝细菌的存在方式

2.3.4蓝细菌的繁殖

2.4古细菌

2.4.1古细菌的主要类型

2.4.2古细菌的特征

2.4.3古细菌的细胞结构

2.5鞘细菌

2.5.1丝状铁细菌

2.5.2丝状硫细菌

思考题

第3章 真核微生物

3.1真菌

3.1.1酵母菌（Yeasts）

3.1.2霉菌（Mould，Mold）

3.2微型藻类

3.2.1微型藻类的一般特征

3.2.2环境工程中主要的微型藻

3.2.3原生动物

3.2.4微型后生动物

思考题

第4章 非细胞微生物——病毒

4.1(真)病毒

4.1.1病毒的概念

4.1.2病毒的特点

4.1.3病毒的大小与形态

4.1.4病毒的结构

4.1.5病毒的化学组成

4.1.6病毒的类群

4.2亚病毒

4.2.1类病毒

4.2.2拟病毒

4.2.3朊病毒

4.3噬菌体(phage)

4.3.1烈性噬菌体

4.3.2温和噬菌体

4.4环境因素对病毒存活的影响

4.4.1物理因素

4.4.2化学因素

4.4.3抗生素和抗病毒药物

4.5污水处理过程中病毒的去除

思考题68第5章 微生物的营养

5.1微生物的营养及类型

5.1.1微生物细胞的化学组成

5.1.2营养物质及其生理功能

5.1.3微生物的营养类型

5.2培养基

5.2.1培养基的概念

5.2.2配制培养基的原则

5.2.3培养基的类型及应用

5.3营养物质的吸收

5.3.1单纯扩散（diffusion）

5.3.2促进扩散（facilitated diffusion）

5.3.3主动运输（active transport）

思考题

第6章 微生物的代谢

6.1代谢概述

6.2微生物的酶及酶促反应

6.2.1酶的组成

6.2.2酶的结构与功能

6.2.3酶促反应的特点

6.2.4酶的种类

6.2.5酶促反应动力学

6.3微生物的分解代谢

6.3.1生物氧化概述

6.3.2异养微生物的生物氧化

6.3.3微生物的呼吸类型

6.3.4脂肪的分解代谢

6.3.5蛋白质的分解

6.3.6自养微生物的生物氧化

6.4微生物的合成代谢

6.4.1自养微生物的生物合成

6.4.2异养微生物的生物合成

6.5微生物的代谢调控

6.5.1酶活性的调节——控制反应

速率

6.5.2酶合成的调节——控制反应

方向

思考题

第7章 微生物的生长繁殖及其控制

7.1细菌的群体生长

7.1.1细菌的群体生长规律——生长

曲线

7.1.2微生物生长曲线在废水生物

处理中的指导作用

7.1.3不同废水生物处理法生长曲

线的特点及意义

7.2基质浓度与微生物比生长速率的

关系

7.3研究微生物生长的培养方法

7.3.1微生物的分批培养（bath culture

of microorganisms）

7.3.2微生物的连续培养（continuous

culture of microorganisms）

7.4微生物纯培养物的分离及生长的测定

7.4.1纯培养物的分离

7.4.2微生物生长的测定

7.5环境因素对微生物生长的影响

7.5.1温度

7.5.2pH值

7.5.3氧化还原电位（Eh）

7.5.4溶解氧（DO）

7.5.5重金属及其化合物

7.6微生物生长的控制

7.6.1物理方法的控制

7.6.2化学方法的控制

思考题

第8章 微生物遗传与变异

8.1遗传变异的物质基础

8.1.1遗传变异的基础

8.1.2DNA的结构与复制

8.1.3DNA的变性、复性与杂交

8.1.4转录

8.1.5翻译

8.2质粒结构及类型

8.2.1质粒的分子结构

8.2.2质粒的主要类型

8.3DNA的突变和诱变育种

8.3.1DNA的突变

8.3.2诱变与育种

8.4基因重组

8.4.1基因工程工具酶

8.4.2基因工程载体

8.4.3目的基因的获得

8.4.4DNA分子的体外连接

8.4.5重组DNA导入宿主菌

8.4.6重组体的筛选

8.4.7基因工程在环境工程中的应用

8.5微生物细胞融合育种

8.5.1细胞融合

8.5.2微生物原生质体及其制备

8.5.3细胞融合的方法

8.5.4融合重组的测定

8.5.5利用细胞融合技术构建环境工

程菌

8.6分子生物学技术及其在环境工程中

的应用

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

8.6.2核酸分子杂交技术

8.6.3电泳技术及其在环境工程中的

应用

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

思考题

第9章 微生物的生态

9.1微生物生态学

9.1.1什么是微生物生态学

9.1.2微生物生态学的任务

9.1.3微生物在生态系统中的作用

9.2自然环境中的微生物

9.2.1土壤环境中的微生物

9.2.2水环境中的微生物

9.2.3空气中的微生物

9.2.4极端环境中的微生物

9.3微生物与微生物之间的关系

9.3.1互生（syntrophism）

9.3.2共生（symbiosis）

9.3.3寄生（parasitism）

9.3.4拮抗（antagonism）

9.4微生物群落的发展和演替

9.4.1微生物群落演替的概念

9.4.2演替的类型

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）

9.5微生物在环境物质循环中的作用

9.5.1碳素循环（the carbon cycle）

9.5.2氮素循环（the nitrogen cycle）

9.5.3硫素循环（the sulphur cycle）

9.5.4磷素循环（the phosphorus

cycle）

9.5.5铁素循环（the iron cycle）

9.5.6锰素循环（the manganese

cycle）

思考题

第10章 微生物对污染物的降解与转化

10.1微生物对污染物的降解能力及影响

因素

10.1.1微生物对污染物的适应能力及

巨大的降解潜力

10.1.2微生物降解污染物的影响因素

10.2微生物对污染物的降解

10.2.1无毒污染物的降解

10.2.2有毒有机污染物的降解

思考题

第11章 环境微生物检测

11.1空气中微生物的检测与控制

11.1.1空气中微生物的检测方法

11.1.2空气微生物污染的控制

11.2水的微生物检测及控制

11.2.1水质的细菌学检测

11.2.2水质指示微生物——大肠菌群

（coliform group，简称

coliform）

11.2.3水微生物污染的控制

11.3发光细菌的微毒检测

11.3.1发光细菌检测的原理

11.3.2发光细菌法检测的操作

11.3.3发光细菌法的应用

11.4污染物致突变性检测（Ames

试验）

11.4.1Ames试验的原理和方法

11.4.2Ames试验的应用

11.5生物传感器

11.5.1生物传感器的定义与分类

11.5.2生物传感器基本结构和工作

原理

11.5.3生物传感器在环境检测中的

应用

11.6PCR技术在环境检测中的应用

11.6.1PCR反应原理

11.6.2PCR反应条件

11.6.3PCR技术用于环境微生物检

测的方法

11.6.4PCR在环境微生物检测中的

应用

11.6.5小结与展望

11.7用于环境保护的工程菌的安全性

问题

11.7.1用于环境保护的基因工程菌

的构建

11.7.2基因工程菌存在的问题

11.7.3展望

思考题

第12章 微生物在水污染控制中的应用

12.1废水好氧生物处理中的微生物学

原理

12.1.1概述

12.1.2活性污泥法

12.1.3生物膜法

12.1.4其他生物处理法

12.2废水厌氧生物处理中的微生物学

原理

12.2.1概述

12.2.2废水厌氧降解机理

12.2.3废水厌氧生物处理工艺

12.3水体的富营养化和氮磷的去除

12.3.1水体的富营养化概述

12.3.2生物脱氮

12.3.3生物除磷

思考题

第13章 微生物在固体废物和大气污染治理中的应用

13.1固体废物的生物处理

13.1.1堆肥法

13.1.2卫生填埋法

13.1.3厌氧发酵

13.2废气的生物处理

13.2.1废气生物处理微生物学

13.2.2废气生物处理方法

思考题257第14章 生物修复技术

14.1概述

14.1.1基本概念

14.1.2应用生物修复技术应具备

的条件

14.1.3理论及技术来源

14.1.4生物修复技术的重点研究

方向

14.1.5生物修复技术的特点

14.2生物修复技术的原理

14.2.1在生物修复技术中应用的

微生物

14.2.2影响生物修复的环境因素

14.3污染土壤的生物修复

14.3.1原位生物处理

14.3.2异位生物修复

14.4地下水的生物修复

14.4.1原位生物处理

14.4.2异位修复技术

14.4.3物理拦阻

14.5海洋石油污染的生物修复

思考题267第15章 微生物新技术在环境治理中的应用

15.1固定化技术（固定化酶和固定化

细胞）

15.1.1固定化细胞与酶的特点

15.1.2固定化酶与固定化细胞在环境

工程中的应用

15.2废物资源化技术

15.2.1可生物降解塑料PHAs

15.2.2单细胞蛋白的生产

15.3污染预防微生物技术

15.3.1燃煤脱硫

15.3.2微生物湿法冶金技术

15.4微生物絮凝剂

15.5微生物吸附剂

思考题279第16章 微生物的分类命名与保藏

16.1微生物的分类与命名

16.1.1微生物的分类单位

16.1.2微生物的命名原则

16.1.3微生物的分类鉴定依据

16.2微生物分类检索系统

16.2.1原核微生物的分类系统——Bergey

氏原核生物分类系统

16.2.2真菌的分类系统——Ainsworth

等人的菌物分类系统

16.3菌种保藏

16.3.1菌种保藏的原理

16.3.2菌种保藏的常用方法

思考题293参考文献

《环境工程微生物学——原理与应用（第三版）》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
　　《环境工程微生物学——原理与应用（第三版）》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。