环境工程微生物学:原理与应用

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 人类对微生物的认识及研究
1.4 环境工程微生物学的概念
1.5 环境工程微生物学的研究内容和任务
1.6 环境工程微生物学的发展及研究现状
1.6.1 废水生物处理研究进展
1.6.2 废气的生物治理研究进展
1.6.3 固体废物的生物治理研究进展
1.7 环境工程微生物学所涉及的学科
思考题

第2章 非细胞微生物——病毒
2.1 (真)病毒
2.1.1 病毒的概念
2.1.2 病毒的特点
2.1.3 病毒的大小与形态
2.1.4 病毒的结构
2.1.5 病毒的化学组成
2.1.6 病毒的类群
2.2 亚病毒
2.2.1 类病毒
2.2.2 拟病毒
2.2.3 晒毒
2.3 噬菌体(phage)
2.3.1 烈性噬菌体
2.3.2 温和噬菌体
2.4 环境因素对病毒存活的影响
2.4.1 物理因素
2.4.2 化学因素
2.4.3 抗生素和抗病毒药物
2.5 污水处理过程中病毒的去除
思考题

第3章 原核微生物
3.1 细菌
3.1.1 细菌细胞的大小
3.1.2 细菌细胞的形态
3.1.3 细菌的细胞构造
3.1.4 细菌的繁殖方式
3.1.5 细菌的群体特征
3.2 放线菌(Actinomycetes)
3.2.1 放线菌的形态与结构
3.2.2 放线菌的繁殖方式
3.2.3 放线菌的培养特征
3.3 蓝细菌(Cyanobacteria)
3.3.1 蓝细菌的大小及形态
3.3.2 蓝细菌的细胞结构
3.3.3 蓝细菌的存在方式
3.3.4 蓝细菌的繁殖
3.4 古细菌
3.4.1 古细菌的主要类型
3.4.2 古细菌的特征
3.4.3 古细菌的细胞结构
3.5 鞘细菌
3.5.1 丝状铁细菌
3.5.2 丝状硫细菌
思考题

第4章 真核微生物
4.1 真菌
4.1.1 酵母菌(Yeasts)
4.1.2 霉菌(Mould，Mold)
4.2 微型藻类
4.2.1 微型藻类的一般特征
4.2.2 环境工程中主要的微型藻
4.2.3 原生动物
4.2.4 微型后生动物
思考题

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 异常微生物的生物氧化
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
7.5.2 pH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 微生物的遗传变异和育种
8.1 遗传变异的物质基础
8.1.1 遗传变异的物质基础
8.1.2 DNA的结构与复制
8.1.3 DNA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
8.3 DNA的突变和诱变育种
8.3.1 DNA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
8.4.4 DNA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
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
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 铁隶循环(the iron cycle)
9.5.6 锰素循环(the manganese cycle)
思考题

第10章 微生物对环境污染物的降解与转化
10.1 微生物对环境污染物的降解能力及影响因素
10.1.1 微生物对环境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)
11.4.1 Ames试验的原理和方法
11.4.2 Ames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
11.6 PCR技术在环境检测中的应用
11.6.1 PCR反应原理
11.6.2 PCR反应条件
11.6.3 PCR技术用于环境微生物检测的方法
11.6.4 PCR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 其它生物处理法
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

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

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

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
参考文献