环境工程微生物学(第五版) / 面向21世纪课程教材
作者: 周群英,王士芬,陈洪斌,唐贤春
出版时间:2024-02-26
出版社:高等教育出版社
- 高等教育出版社
- 9787040613759
- 5版
- 511717
- 46251748-3
- 平装
- 16开
- 2024-02-26
- 700
- 472
- 环境类
- 本科
本书是“面向21世纪课程教材”《环境工程微生物学》的第五版,是环境工程专业核心课程教材。全书共分三篇,第一篇为微生物学基础,介绍非细胞结构的超微生物——病毒,包括病毒的分类与命名、个体的特殊结构、遗传物质、繁殖方式、遗传变异及其致病性等;病毒的传播、危害、对策与应用;具有细胞结构微生物的个体、群体特征及特征识别,生理生化特性,生长特征;对环境工程极有意义的古菌、极端环境微生物;分子生物学、遗传变异和分子遗传学基本原理;现代分子生物学、分子遗传学技术在环境保护与环境工程中的应用。
第二篇为微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,介绍在环境工程中各种生物处理方法的微生物机理,重点介绍关于水体富营养化的有机物降解、硝化、反硝化、脱氮、除磷机理新概念和新工艺选择;应用微生物学的基础知识分析和解决工程中发现的问题;介绍固定化微生物、微生物絮凝剂、沉淀剂及微生物能源的开发与应用。
第三篇为环境工程微生物学实验,其内容紧密配合课程教学,同步进行,反映基础性、可操作性、综合性和实用性。
全书体现理论与实践相结合,及时反映和应用前沿边缘学科的新技术,内容丰富、图文并茂,是高等学校的环境科学、环境工程和给排水科学与工程等专业的教材,也可作为微生物学专业的学生及科研人员的参考书。
前辅文
绪论
第一节 环境问题与微生物的作用
第二节 环境工程微生物学的研究对象和任务
一、环境工程微生物学的研究对象
二、环境工程微生物学的研究任务
第三节 微生物的概述
一、具细胞结构微生物的分类和命名
二、非细胞结构微生物的分类和命名
三、原核微生物与真核微生物
四、微生物的特点
第四节 微生物与人类安全
一、致病生物因子
二、珍惜人的生命,反对制造、使用生物武器
三、正确使用生物资源和转基因技术
思考题
第一篇 微生物学基础
第一章 非细胞结构的超微生物——病毒
第一节 病毒的一般特征及其分类
一、病毒的特点
二、病毒的分类
三、类病毒和朊病毒
第二节 病毒的形态和结构
一、病毒的形态和大小
二、病毒的化学组成及结构
第三节 病毒的繁殖
一、病毒的繁殖过程
二、噬菌体的溶原性
第四节 病毒的测定与培养
一、病毒的测定
二、病毒的培养特征
三、病毒的培养基
四、病毒的培养
第五节 病毒对物理、化学因素和抗生素的抵抗力及污水处理过程对病毒的去除效果
一、病毒对物理因素的抵抗力
二、病毒对化学因素的抵抗力
三、病毒对抗生素的抵抗力
四、病毒的存活时间和污水处理过程对病毒的去除效果
第六节 病毒的危害、对策与应用
一、病毒的危害与对策
二、病毒的应用
思考题
第二章 原核微生物
第一节 古菌域
一、古菌的特点
二、古菌的分类
三、环境保护和环境工程领域研究古菌的意义
第二节 细菌域
一、细菌的形态与大小
二、细菌的细胞结构
三、细菌的培养特征
四、细菌的物理化学特性
五、细菌的物理化学性质与污(废)水生物处理的关系
第三节 蓝细菌
一、蓝细菌的形态与大小
二、蓝细菌的细胞结构及其功能
三、蓝细菌的繁殖
四、蓝细菌的生境
五、蓝细菌的代谢
六、蓝细菌的分类
七、蓝细菌与人类及环境的关系
第四节 放线菌
一、放线菌的形态、大小和结构
二、放线菌的菌落形态
三、放线菌的繁殖
四、放线菌的分类
第五节 其他原核微生物
一、立克次氏体
二、支原体
三、衣原体
四、螺旋体
思考题
第三章 真核微生物
第一节 原生动物
一、原生动物的一般特征
二、原生动物的分类
三、原生动物的胞囊
第二节 微型后生动物
一、轮虫
二、线虫
三、寡毛类动物
四、甲壳动物
五、苔藓虫
第三节 藻类
一、藻类的一般特征
二、藻类的分类
三、藻类的分布及用途
第四节 真菌
一、酵母菌
二、霉菌
三、伞菌
思考题
第四章 微生物的生理
第一节 微生物的酶
一、酶的组成
二、酶蛋白的结构
三、酶的活性中心
四、酶的分类与命名
五、酶的催化特性
六、影响酶促反应速率(或酶活力)的因素
第二节 微生物的营养
一、微生物细胞的化学组成
二、微生物的营养物及营养类型
三、碳氮磷比
四、微生物的培养基
五、营养物进入微生物细胞的方式
第三节 微生物的能量代谢
一、微生物的生物氧化和产能
二、生物氧化类型与产能代谢
三、3种生物氧化类型比较(以葡萄糖为例)
四、其他代谢途径
五、微生物发光机制与其应用
第四节 微生物的合成代谢
一、产甲烷菌的合成代谢
二、化能自养型微生物的合成代谢
三、光合作用
四、异养微生物的合成代谢
思考题
第五章 微生物的生长繁殖与生存因子
第一节 微生物的生长繁殖
一、生物生长繁殖的概念
二、研究微生物生长的方法
三、细菌生长曲线在污(废)水生物处理中的应用
四、微生物生长量的测定方法
第二节 微生物的生存因子
一、温度
二、pH
三、氧化还原电位
四、溶解氧
五、太阳辐射
六、活度与渗透压
七、表面张力
第三节 其他不利环境因子对微生物的影响
一、紫外辐射和电离辐射对微生物的影响
二、超声波对微生物的影响
三、重金属对微生物的毒害
四、极端温度对微生物的影响
五、极端pH对微生物的影响
六、干燥对微生物的影响
七、一些有机物对微生物的影响
八、抗生素对微生物的影响
第四节 微生物与其他生物之间的关系
一、竞争关系
二、原始合作关系
三、共生关系
四、偏害关系
五、捕食关系
六、寄生关系
第五节 菌种的退化、复壮与保藏
一、菌种的退化和复壮
二、菌种的保藏
思考题
第六章 微生物的遗传和变异
第一节 微生物的遗传
一、遗传和变异的物质基础——DNA
二、DNA的结构与复制
三、DNA的变性和复性
四、RNA
五、遗传密码
六、微生物生长与蛋白质合成
七、微生物的细胞分裂
第二节 微生物的变异
一、变异的实质——基因突变
二、突变的类型
第三节 基因重组
一、杂交
二、转化
三、转导
第四节 突变体的检测与筛选
一、突变体的检测
二、突变体的筛选
第五节 分子遗传学新技术在环境工程与环境保护中的应用
一、遗传工程在环境保护中的应用
二、基因工程技术在环境保护中的应用
三、PCR技术在环境工程中的应用
四、分子遗传学的综合技术用于环境微生物鉴定和种群动态分析
思考题
第二篇 微生物生态与环境生态工程中的微生物作用
第七章 微生物的生态
第一节 生态系统概述
一、生态系统和生物圈
二、生态平衡
三、生态系统的分类
第二节 土壤微生物生态
一、土壤的生态条件
二、微生物在土壤中的种类、数量与分布
三、土壤自净和污染土壤的微生物生态
四、土壤污染与土壤生物修复
第三节 空气微生物生态
一、空气的生态条件
二、空气微生物的种类、数量、来源与分布
三、空气微生物的卫生标准及生物洁净技术
四、空气微生物的检测
五、军团菌
六、新冠病毒
第四节 水体微生物生态
一、水体中微生物的来源
二、水体的微生物群落
三、水体自净和污染水体的微生物生态
四、水体富营养化
思考题
第八章 微生物在环境物质循环中的作用
第一节 氧循环
第二节 碳循环
一、纤维素的转化
二、半纤维素的转化
三、果胶质的转化
四、淀粉的转化
五、脂肪的转化
六、木质素的转化
七、烃类物质的转化
第三节 氮循环
一、蛋白质水解与氨基酸转化
二、尿素的氨化
三、硝化作用
四、反硝化作用
五、固氮作用
六、其他含氮物质的转化
第四节 硫循环
一、含硫有机物的转化
二、无机硫的转化
第五节 磷循环
一、含磷有机物的转化
二、无机磷化合物的转化
第六节 铁循环
第七节 锰循环
第八节 汞循环
思考题
第九章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
第一节 污(废)水生物处理中的生态系统
一、好氧活性污泥法
二、好氧生物膜法
第二节 活性污泥丝状膨胀的成因及控制对策
一、活性污泥丝状膨胀的成因
二、活性污泥丝状膨胀的控制对策
第三节 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落
一、厌氧消化——甲烷发酵
二、光合细菌处理高浓度有机废水
三、含硫酸盐废水的厌氧微生物处理
思考题
第十章 污(废)水和微污染水源水生物处理的微生物学原理及其深度处理
第一节 污(废)水生物脱氮除磷与微生物学原理
一、污(废)水生物脱氮除磷的目的和意义
二、天然水体中氮、磷的来源
三、微生物脱氮原理、脱氮微生物及脱氮工艺
四、微生物除磷原理、除磷微生物及其工艺
第二节 微污染水源水生物处理中的微生物学原理
一、微污染水源水预处理的目的和意义
二、水源水污染源和污染物
三、微污染水源水微生物预处理及微生物群落
四、污染源水臭氧生物活性炭深度处理的微生物学原理
第三节 人工湿地中微生物与水生植物净化污水的作用
一、人工湿地生态系统
二、人工湿地净化污(废)水的基本原理
三、人工湿地各组成的功能
四、人工湿地生态系统处理污(废)水的效果
第四节 污水处理的抗生素抗性基因扩散与控制方法
一、抗生素抗性基因的定义、特征与检测方法
二、细菌获得抗生素抗性基因的途径与扩散机制
三、抗生素抗性基因在环境中的分布、迁移和归趋
四、抗生素抗性基因的生态与健康风险
五、污水处理厂的抗生素抗性基因削减与去除方法
第五节 饮用水的消毒与其微生物学效应
一、水消毒的重要性
二、水的消毒方法
思考题
第十一章 有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落
第一节 有机固体废物的微生物处理及其微生物群落
一、堆肥法
二、垃圾和脱水污泥卫生填埋及其渗滤液处理
第二节 废气的生物处理
一、废气的处理方法
二、几种典型废气的微生物处理方法
思考题
第十二章 微生物学新技术在环境工程中的应用
第一节 固定化酶和固定化细胞在环境工程中的应用
一、酶制剂剂型
二、酶的提取
三、酶的纯化步骤
四、固定化酶和固定化微生物的固定化方法
五、固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用及前景
第二节 微生物细胞外多聚物的开发与应用
一、生物表面活性剂和生物乳化剂的开发与应用
二、微生物自身絮凝和沉淀作用
三、微生物絮凝剂和沉淀剂的开发与应用
四、微生物絮凝剂和沉淀剂的作用原理
第三节 优势菌种与微生物制剂的开发与应用
一、优势菌种
二、优势菌种的筛选步骤与菌剂制备
三、微生物制剂的应用
四、微生物制剂的用法
第四节 生物能源与微生物产能及捕碳
一、微生物产生的能源及产能微生物
二、产氢微生物
三、微生物产氢燃料电池
四、生物柴油——微藻油
思考题
第三篇 环境工程微生物学实验
第十三章 环境工程微生物学实验
前言
实验注意事项
一、实验须知
二、实验规则
实验一 细菌、放线菌和蓝细菌个体形态的观察及富营养化水体中微生物的观察与分析
一、实验目的
二、显微镜的结构、光学原理及其操作方法
三、显微镜的保养
四、细菌、放线菌及蓝细菌的个体形态观察
实验二 酵母菌、霉菌、藻类的个体形态观察及活性污泥中生物相的观察与分析
一、实验目的
二、实验器材
三、实验内容和操作方法
实验三 微生物细胞的计数和测量
一、实验目的
二、实验器材
三、微生物细胞的直接计数
四、微生物细胞大小的测量
实验四 细菌的简单染色和革兰氏染色
一、实验目的
二、染色原理
三、实验器材
四、实验内容和操作步骤
实验五 细菌淀粉酶和过氧化氢酶的定性测定
一、实验目的
二、实验原理
三、实验器材
四、实验内容和操作方法
实验六 培养基的配制和灭菌
一、实验目的
二、实验原理
三、实验器材
四、实验内容及操作步骤
实验七 细菌的纯种分离、培养和接种技术
一、实验目的
二、实验器材
三、细菌纯种分离的操作方法
四、几种接种技术
实验八 纯培养菌种的菌体、菌落形态的观察
一、实验目的
二、实验器材
三、实验内容与方法
实验九 总大肠菌群的检验
一、实验目的
二、实验原理和方法
三、实验器材
四、实验前准备工作
五、测定方法与步骤
实验十 细菌菌落总数的测定
一、实验目的
二、实验原理
三、实验器材
四、内容与操作步骤
五、菌落计数及报告方法
实验十一 耐热大肠菌群的测定
一、实验目的
二、实验原理
三、测试方法
实验十二 水体(生活污水)中的微生物检测与水质评述
一、实验目的
二、方案与步骤
三、综合分析和评述
实验十三 应用API20E细菌鉴定系统鉴定肠杆菌科和其他革兰氏阴性杆菌
一、实验目的
二、实验原理
三、实验器材
四、操作步骤
五、实验结果
六、注意事项
实验十四 噬菌体的分离与纯化
一、实验目的
二、实验原理
三、实验器材
四、操作步骤
实验十五 噬菌体效价的测定
一、实验目的
二、实验原理
三、实验器材
四、操作步骤
五、实验结果
实验十六 空气中微生物的测定
一、实验目的
二、实验器材
三、操作步骤
实验十七 富营养化水体藻量的测定(叶绿素a法)
一、实验目的
二、实验原理
三、实验器材
四、方法和步骤
五、实验结果
六、注意事项
实验十八 发光细菌的环境毒性检测实验
一、实验目的
二、实验原理
三、仪器与试剂
四、实验步骤
五、结果与报告
六、注意事项
附录
附录一 教学用染色液的配制
一、普通染色法常用染液
二、革兰氏(Gram)染液
三、芽孢染色液
四、荚膜染色液
五、鞭毛染色液(方法之一)
六、鞭毛染色液(方法之二)
七、乳酸石炭酸棉蓝染色液(观察霉菌形态用)
八、聚β-羟基丁酸染色液
九、异染颗粒染色液
附录二 几种常用染色方法
一、简单染色法
二、革兰氏染色法
三、芽孢染色法
四、荚膜染色法(墨汁背景染色法)
五、鞭毛染色法
六、聚β-羟基丁酸(类脂粒、脂肪球)染色
七、异染颗粒染色
附录三 教学用培养基
一、肉膏蛋白胨琼脂培养基
二、LB培养基
三、查氏(蔗糖琼脂)培养基
四、马铃薯培养基
五、高氏Ⅰ号培养基(淀粉琼脂培养基)
六、麦芽汁培养基
七、明胶培养基
八、蛋白胨培养基
九、肉膏胨淀粉琼脂培养基
十、亚硝化细菌培养基
十一、硝化细菌培养基
十二、反硝化(硝酸盐还原)细菌培养基
十三、反硫化(硫酸盐还原)细菌培养基
十四、浮游球衣菌培养基
十五、培养红串红球菌NOC-1的适宜培养基
十六、红螺菌科细菌分离培养基
十七、无氮培养基(培养自身固氮细菌用)
十八、油脂培养基
十九、CMC培养基(培养纤维分解菌用)
二十、分离、扩增噬菌体试验用培养基
二十一、发光细菌培养基
附录四 关于加压蒸汽灭菌法的注意事项
一、常用灭菌压力、温度与时间
二、空气排除程度与温度的关系
三、灭菌温度和时间的设置
附录五 显微镜的保养
附录六 大肠菌群检索表(MPN法)
主要参考文献