
普通高等教育“十五”国家级规划教材微生物学(第2版)MICROBIOLOGY主编沈萍陈向东E.coliK-12MG16554639221bp高等教育出版社Higher Education Press

第2版前言2000年,《微生物学》作为面向21世纪的国家级重点教材正式出版至今已有6年,已由原来的“面向"变成了“进入"21世纪。微生物学的发展也进入了又一个薪新的发展时期,其重要的标志之一是随着人类基因组测序计划的提前完成,微生物基因组测序、注释及相应的研究蓬勃发展,方兴未艾,已完成全基因组序列测定的微生物由6年前的20多个增至现在的200多个,全面带动了微生物学的发展。因此教材内容也必须不断更新,使之与迅速发展的微生物学相适应,保持教材的先进性、新颖性。但作为一本基础徽生物学教材,我们仍遵循第1版的宗旨:以基础性为主线,正确处理好基础性、系统性和先进性之间的关系,以适量的篇幅写出具有现代化的基础微生物学教材,对有些进展很快的内容,我们还采取了“文献导读”的方式引导有兴写的指导想除了同前一版一样,做到:“突出一本居发性、培养学生的创新和开拓精神:突出重点,尽量删去陈旧的内容和具有很强的可读性、启发性、适用性”等主要特色外,本版的一个大的变化是,书中的示意图除了少数几幅沿用原图外,几乎全部自行设计和绘制,部分照片是由国内外著名实验室赠予的,有的是选自学生自已的实验结果,使本书版面有大的改观,并且更显示本书的特色。此外,每章后面的习题也分成了复习题和思考题两部分,便于学生在掌握基本内容(复习题)的基础上,通过综合思考,使知识融会贯通,受到启迪,提高兴趣和能力。根据该版编写的宗旨和指导思想,除上述的总体变化外,每章都进行了校正、修订和增减,具体内容如下:第一章1.结合近年来全球爆发的流行性疾病,进一步强调了微生物与人类的密切关系。2.对表1-1中列出的微生物学发展重大事件进行了增添,着重反映了1997(第1版载止年限)以后国际上发生的重大事件,其中包括2001年邮寄炭疽跑子引起大范围的生物悉怖事件和2003年全球爆发的非典型肺炎等;1997年以前发生的重大事件中增添了美糖华人何大一(DavidHo)在1996年发明的“鸡尾酒法”治疗艾滋病。3.对一些进展中的内容和数字进行了校正,如:6年前只有20多种独立生活的微生物进行了全基因组测序,而现在已有200多种;6年前书中反映的是正在进展中的人类基因组计划和我国启动的第一个微生物全基因组测序,现均已分别在2003年和2002完成

保第 2 版前言第二章1.本章涉及的示意图和微生物形态学照片作了较大的变动,使该章的内容和形式紧密结合,更显新颖、生动。如:示意图主要为自行设计,使其更形象清晰;照片更突出了微生物形态的多样性,特别增加了近年来发现的生活在极端环境下的微生物形态照片,其中有些珍贵照片为国内外同行惠赠。2.该章的插入短文“最小和最大的细菌”中,增添了有关纳米比亚硫磺珍珠菌的最新研究进展。第三章1.在介绍细胞壁的组成、结构和功能时将原来的表3-1和表3-2进行了修订和综合,并整合成一个表,使其更清晰明了。此外,还增加了抗酸性细菌细胞壁的一些重要内容。2.增加了一个简表将细菌、古生菌和真核生物的细胞质膜进行比较,并增加了对支原体质膜上一种重要成分类何帕烷留醇的结构和功能的简介。3.在细胞壁以外的构造中,增加了目前颇受关注的S层结构。对螺旋体的一种特殊鞭毛一一周质鞭毛进行了特别介绍。4.该章在介绍了真核微生物的细胞基质和细胞肾架后,增添了一篇插入短文:“原核生物中也有细胞骨架吗?”,以开拓学生的思路和反向思维的能力。第四章I.在第二节中增加了培养“未培养微生物(unculturedmicroorganisms)”采用的新颖培养基和培养技术的介绍,拓展学生对培养基在分离、培养新型微生物中所起作用的认识。2.第三节中,在介绍营养物质进入细胞时,增加了“ATP结合性盒式转运蛋白系统”及“铁载体运输系统”的介绍,并相应地增加了新图,使学生充分了解微生物吸收营养物质方式的多样性。第五章1.将原书第一节“代谢概论”精减成该章的导言。2.削除了原书第二节中“生物氧化”的相关内容,使内容更加紧读。第六章1.第二节中增加了“二次生长”定义和“二次生长曲线”图,以加强学生对速()效碳(氮)源及二次生长现象的理解;由于在实验室中一般果用的是分批培养,因此还增加了“分批培养”定义以便与“连续培养”进行比较。2.第四节中,在介绍细菌计数法时,增加了对“菌落形成单位”的解释,使学生明确为什么不直接用“菌落数”的道理。另外,对“二分裂”、“相容溶质”等定义也作了进一步的明确。第七章1.本章根据现代病毒学的进展和“病毒”概念的拓展,对病毒”一词作了更明确的定义,而且按新的分类系统,将原来归于亚病毒因子的类病毒归于病毒之列。2、在“病毒的分类与命名”中,谢除了“病毒分类系统”小标题,将其内容与“病毒的命名规则”合并,使其更严谨、科学。并按1999年发表的ICTV的病毒分类与命名,对有关内容进行了修订,对第七节(亚病毒因子)的内容和结构也作了相应的改动。3.第四节中,对“病毒感染的起始”作了适当的修订,有的还根据研究进展增添了新的内容,如:增加了“以抗体依赖的增强作用”的侵入机制;在阐述“脱壳”时,加强了不完全脱壳病毒的相关内容等

第2版葡离4.根据近年来全球爆发的病毒感染性疾病及其对人类的巨大威协,本章特别增加了一节(第八节介绍这些病毒的结构特征、性质及传播途径。第八章1.根据最新资料,对表8-1中的基因数和基因组大小进行了校正,并增加了衣原体、立克次氏体、螺旋体的代表菌和放线菌的模式菌,使其更具有广泛性和代表性。此外,还特别将我国完成的第一个细菌全基因组序列测定列入该表中。2.在介绍细菌的质粒时,添加了一个插入短文“质粒原噬菌体”,拓展了质粒和原菌体的概念。3.在细菌的转导中,对转导颗粒(transducingparticle)和转导噬菌体(transducingphage)两个概念进行了明确定位,使其更符合内涵。4.在“徽生物育种”一节中,增加了”代谢工程育种”。在DNA shufling技术中,进一步介绍了新发展起来的全基因组shuffling技术。第九章1.第一节“转录水平的调控”中,剧除了“DNA结合蛋白”这一段落,因该内容在分子生物学和其相关学科中有详细的介绍。2.增加了一节“古生菌的转录及其调控”,使学生对这一种特殊的微生物有进一步的了解。第十章1.对全章各节之间的顺序和内容作了较大调整,使整章内容衔接更加紧密,更强调了微生物与基因工程的关系。2.刷去了部分非必露或相对较陈旧的内容和插图,如:第三节Ti质粒中的“共整合体”,第四节中的“同裂酶与同尾酶”,第五节中的“插入表达法”等。增加了一些新的内容,如:TthDNA聚合酶(第二节),细菌人工染色体(第三节),RNA聚合调节(第六节),酵母展示技术等。第十一章1.在生物降解和生物修复部分作了必要补充和修改。补充的主要内容包括:(1)微生物降解污染物的巨大潜力,生物降解性测定及分子结构与生物降解性的关系等。(2)强调了生物修复中的生物强化作用。2.在介绍共生固氮时,插入了一篇很有趣的短文“微生物间的互惠、“违约和制裁,”,描述了根瘤菌和互科植物共生关系中一种鲜为人知的现象。第十二章1.第三节中,在介绍完微生物分类的特征和技术后,增加了“微生物的鉴定”的内容,使学生对一个未知菌的鉴定过程和相关问题有一个整体概念。2.在全面阐述Woese的生命系统发育树的基础上,也对2004年在Nature上报道的“生命环(ringoflife)"的新观点以文献导读的形式列出,以促进学生学术思想的活跃。第十三章1.第二节中,根据最新研究进展,对“超嗜热古生菌”的有些内容进行了修正,如:增加了以Fe(Ⅲ)为电子受体的菌株121(原书中主要介绍了以硫作为电子受体),并根据最新发现,对超嗜热古菌的生长

第2版前吉极限温度进行了修正。2.在第二节的结尾,即在阐述了古生菌的多样性以后,增加了一个题为“附生在火焰球菌表面的最小古生菌”的插入短文,以显示古生菌多样性的特例。第十四章1.第一节“细菌的致病性"中精减了“毒素”的内容,使重点突出、紧类。2.增加了一节“抗感染免疫”,加强了获得性免疫缺陷综合征(AIDS)的病源、传播途径、发病机制与机体免疫以及防治措施的内容。3.第二节“补体系统”中的“补体激活途径”增加了第三条途径一一凝集素途径。4.结合病原微生物的感染途径及其致病性,在本章相应位置插入了一篇短文“微生物与生物恐怖”。第十五章1.该章的标题由“微生物工业和产品”改为“微生物生物技术”,这是由于生物技术已发展为一个极其重要的科学技术体系,微生物生物技术是生物技术的重要组成部分,也是微生物学科的一个新分支学科。“微生物生物技术”的内容不仅包括微生物工业和产品,而且涉及的面更广,更能体现学科发展的趋势和前浴。2.将“微生物能源”单独作为一节,增加了“微生物生物技术的风险评估”,以突出其重要性。此外,对本书的参考书目和两个附录也根据全书内容的改动和修订进行了相应的变动,特别注意了对近年出版物的引用,最迟裁止年限为2005年。与本书相配套的还有即将出版的《微生物学实验》(第4版)、微生物学多媒体教学课件和资源库、《微生物学学习指导与习题解析》(已出版)、微生物学教学基本标准和要求。在本书的编写和出版过程中,得到了多方面的关心和支持。首先,我们要感谢广大的读者,特别是广大的学生,教师和同行,他们对该书第1版的热忧、兴趣和对第2版的期望、建议是我们编写该书的动力和源泉;其次,我们要感谢为本书提供珍贵照片的单位和个人,他们是:美国宾夕法尼亚大学医学院的毕尔飞教授,英国CABI生物科学-UK中心的DavidSmith教授,云南大学李文均教授,中国典型培养物保蔗中心方呈祥教授,武汉大学生命科学学院胡远洋教授等:第三,我们也非常感谢为本书绘制精美插图的郭骊骊、马晓靠、何斌、迁彪、张静犁、朱际、王湃、黄锐、全黄懋、郑宜诊、李彦夫、吴明峰和窗凯等;最后,我们对教育部生物学教学指导委员会和武汉大学各级领导对本书在编写和出版过程中给予的支持、关心和指导表示感谢。对高等教育出版社生命科学分社吴雪梅社长、潘超、王莉和李光跃等编辑为本书的出版付出的幸勤劳动表示诚挚的谢意!由于作者水平和能力有限,本书仍然会有许多不当或错漏之处,请广大师生、同行和读者多批评指正。谢谢!编者2006年1月

第1版前言我们正面临着一个新的微生物学时代的到来。当第一个宪整的组菌基因组(也是第一个独立的生命体)测序完成,并以“看得见”的核替酸顺序和丰富而神秘的基因组内涵出现在人们面前时,这个新时代就已经开始。我们将在基因组水平上进一步,甚至重新认识我们熟悉而又陌生的微生物。面对微生物学发展的新形式以及整个生命科学的迅猛发展,作为一本基础微生物学教材,如何处理好基础性、系统性和先进性之间的关系,以适量的篇幅写出具有现代化的基础微生物学教材,将微生物的精华介绍给学生们,是我们写这本教材的主要宗旨。为此,我们在编写过程中贯穿了如下几点指导恩想和安排:1.突出一个“新”字,使学生处于学科发展前沿,拉近学生与现代科学发展的距离。这里所指的“新”,首先是对教材的核心部分,即:基本知识、基本理论和基本技能赋予新的内容,以现代化的眼光进行审视和更新。使其与现代生命科学的发展息息相通,这是教材的主体。其次是以适当的方式和简明的形式让基础内容与学科发展前沿相接,使学生知道本学科当前发展的趋势、研究的热点以及争论的问题,激发学生的学习热情和求知欲。同时,明确只有在新的起点或者说处在知识的前沿才能谈得上开拓、创新。2.注重启发性、培养学生的创新和开拓精神。在重要内容的编排和取含上,注意投“鱼”和“渔”的关系,对一些重要的具有启发性的发现、发明以不同的字体在适当的位置突出地显现出来,使其具有反向和多向思维的启示,让学生的知识学活,不因循守旧,敢于创新。此外,对每章后的“思考题”,精心安排,力求少而精,尽量做到使学生能触类旁通,举一反三,活跃思维。3.内容的取含和编排上突出重点,尽量删去陈旧的内容和实例。与传统的编写方式相比,除了进一步注重章节之间的有机衔接、结构的合理性外,本书更注重突出微生物的独特性和微生物学对生命科学的贡献及其与分子生物学的相互渗透,因此,在章节安排上除了将研究微生物特有的技术方法和形态观察单列一章外,还增加了“徽生物基因表达的调控”“微生物和遗传工程”两章。将本应属于微生物学范畴的分子生物学和遗传工程的有关内容,有机地渗透进微生物学中来,正确地反映微生物学在其发展中所起的巨大作用及与其他学科之间相互促进的关系。微生物的极其多样性是微生物又一突出的生物学特性,并与其资源的开发利用、人类生存的环境等密切相关,是21世纪的重要话题,因此,本书中在阐述了系统发育和分类的基础上,将“微生物的多样性”单列一章,突出其重要性。微生物学是一门应用性很强的学科,微生物学的实际应用是微生物学基础理论知识的实践,同时还涉及到生产的特殊设备和有关学科知识,因此,在学生了解和掌握了微生物的基本生命活动规律后,在全书的最后一章介绍“微生物工业和产品”,加强学生理论联系实际,综合应用知识的能力,了解微生物

第1版前言的应用范围、间题和前景。从而获得较完整的微生物学基本理论知识和实践能力,并得到启示。4.为了使本书编写的内容和形式既具中国特色又与国际最新材接轨,我们参阅了大量的中、外教材和文献,其中武汉大学复巨大学合编的《微生物学》(第1、2版)以及周德庆教授编著的微生物学教程是本书编著参考的重要国内教材。国外教材参阅了由国际著名微生物学家MTMadigan、MJPelczar、LMPrescott等编著的最新教材,其中仅1999年出版的就有本。并通过国际互联网获取微生物学发展的最新资料,使本书内容尽量新颖。5.为了使本书内容形象生动,具有很强的可读性、启发性、适用性,尽可能引用新赖、形象的照片和图片;每章后帮写有小结和思考题;书后有主要的参考书。常用微生物名称和名词的索引将方便读者查阅和使用。全书共分15章,分别由武汉大学、北京大学、复旦大学、南开大学、山东大学的十多位长期从事徽生物教学和科研、具有丰富教学实践经验的老师合作编写而成。本书初完成后承蒙中国科学院院士、华中农业大学陈华癸教授,教育部生物学教学指导委员会委员、南开大学生命科学学院院长耿运琪教授对书进行了评审,提出了宝贵意见。同时陈华癸院士为此书写了序言。在本书的完成过程中得到了许多兄弟院校的大力支持,特别是对编写大纲提出过许多宝贵的意见和建议,尤其是下列学校和老师:苏文金(厦门大学)黄秀梨(北京师范)翠、邓小广(四川大学)、黄兆麟(西北大学)、周群英(同济大学)、华中师范大学徽生物学教学组、阀振荣(河北大学)、陈声明(浙江大学)、衰娟萍(浙江工业大学)、黄君红(湛江师苑学院)等。武汉大学微生物学教研室的陈散、范秀容、陶天申、李广武、毛绍麟五位教授和其他老师、实验室的全体博士和硕士研究生,以及海外校友,他们从本书大纲的制定一直到完成,都给予了热情地帮助、关和支持许多照片和图表系引自主要参考书自,特别是《BrocksBiologyof Microorg《Microbiology》(Prescott,et al.)和《Microbiology》(Pelczar,etal.)等书中的精美武汉大学生命科学学院陈宝联同志绘制全部插图。陈向东、唐兵二位老师除认真完成任务外,还对本书的完稿做了许多具体细致的工作。在此,一并表示深深的谢意。最后,我们对国家教育部理科生物学教学指导委员会和武汉大学各级领导对本书在编写和出版过程中给予的支持、关照和指导,商等教育出版社的吴雪梅、孙素青和邓捷等同志为本书的出版付出的辛勤劳动,在本书出版之际也向他们表示诚挚的谢意!本书的编写在许多方面是一次改革的尝试,由于作者水平和能力有限,会有不当或错漏之处,请广大师生、同行和读者多批评指正。谢谢!沈萍1999年10月

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录目第一章绪论(1)原生质体,(50)二、细胞壁以内的构造-三、细胞壁以外的构造,:微生物和你(2)(60). (2)二、微生物学第二节真核微生物 (65)..兰、微生物的发现和微生物学的发展+.. (3)一、细胞壁·*. (66).+. (7).. (69)四、20世纪的微生物学二、鞭毛与纤毛.五,21世纪微生物学发展的趋势.. (10)三、细胞质膜….. (69)小结(11).. (.70)四、细胞核++.复习题(12)五、细胞质和细胞器..(71)......思考题(12)小结(76)(13)复习题(77)第二章微生物的纯培养和显徽技术第一节微生物的分离和纯培养(14)思考题(77)(14)第四章微生物的营养" (78)—无菌技术(15)(79)二、用固体培养基获得纯培养…第一节微生物的营养要求三、用液体培养基获得纯培养.** (17)、微生物细胞的化学组成. (79).... (80)四、单细胞(孢子)分离...(17)二、营养物质及其生理功能.....(18)五、选择培养.三、微生物的营养类型.(84)... (20)第二节培养基(85)六、微生物的保藏技术。...na(21)(85)第二节显徽镜和显徽技术一、配制培养基的原购(22)一、显微镜的种类及原理..二、培养基的类型及应用(88)(26)第三节营养物质进人细胞(93)二、显微观察样品的制备 (29)(94)第三节显微镜下的微生物、扩散.. (29)二、促进扩敏…(94)、细菌和古生菌(34)(95)二、真菌.三、主动运输三、藻类... (35)四、膜泡运输.. (98). .9)四、原生动物.. (36)小结......小结... (36)复习题(99)....复习题 (36)思考题. (.9)......+.+..思考题.. (36)第五章微生物的代谢(101).第三章(38)第一节微生物产能代谢(102)微生物细胞的萄构与功能(39)(102)第一节原核微生物一、异养微生物的生物氧化(39)(110)、细胞壁二、自养微生物的生物氧化

目绿三、能量转换(111)第三节毒粒的性质(170)第二节耗能代谢.... (117)(170)..一、毒粒的形态结构一、细胞物质的合成..... (117)二、毒粒的化学组成.. (173)......................二、其他耗能反应;运输、运动、生物发光.·(125)第四节病毒的复制.... (175)第三节微生物代谢的调节.... (126)一、病毒的复制周期.. (176)--++.... (126)-、酶活性调节....二、病毒感染的起始.. (177)二、分支合成途径调节 (127)三、病毒大分子的合成(179)第四节微生物次级代谢与次级代谢产物 (129)四、病毒的装配与释放.. (184)一、次级代谢与次级代谢产物... (129).....第五节病毒的非增殖性感染.. (186).1二、次级代谢的调节* (129)++非增殖性感染的类型…...…. (186)小结. (130)二、缺损病毒++++....++++..+.. (187)一复习题….... (130)第六节病毒与宿主的相互作用.. (189)恩考题........ (131)、噬菌体感染对原核细胞的影响*** (189).-第六章微生物的生长繁殖及其控制(32二、病毒感染对真核细胞的影响..(190)第节细菌的个体生长 (133)三、机体的病毒感染(192)一一、染色体DNA的复制和分离.... (133)第七节亚病毒因子.(193)二、细胞壁扩增(133)一、卫星病毒.. (194)一三、细菌的分裂与调节(134)二、胱病毒. (195)第二节细菌的群体生长紫殖. (134)第八节病毒举例,(196)-一、生长的规律(135)、人免疫缺陷病毒(196)二、生长的数学模型.. (136)二、SARS冠状病毒·(197)1三、主要生长参数(137)三、禽流感病毒(198)四、同步培养(138)四、肝炎病毒(199)五、连续培养(140)五、类病毒.. (200)第三节真茵的生长与紫殖 (142)小结.... (201)一、丝状真菌的生长然殖 (142)复习题…... (202)思考题二、酵母的生长然殖.…...(145)(202)第四节环境对生长的影响及生长的测定(148)第八章微生物遗传(203)..一、环境对徽生物生长的影响(148)第一节遗传的物质基础.......(204).二、微生物生长的测定(151)、DNA作为遗传物质(204)....第五节微生物生长繁殖的控制* (154)二、RNA作为遗传物质.."*(205)一、控制微生物的化学物质.. (154)三、既病毒的发现和思考...* (205)二、控制微生物的物理因素.... (157)...第二节微生物的基因组结构*. (207)小结......... (361)一、大肠杆菌的基因组(208)+++复习题….... (161)二、啤酒酵母的基因组:(209)思考题… (161)三、詹氏甲烷球菌的基因组(210)第七童病毒…….. (162)第三节质粒和转座因子(211)第一节概述·*. (163)一、质粒的分子结构....... (211)、病毒的特点和定义* (163)二、质粒的主要类型-.... (212)二、病毒的宿主范围.. (164)三、质粒的不亲和性(214)++..三、病毒的分类与命名.... (164)四、转座因子的类型和分子结构I..g..(215)第二节病毒学研究的基本方法. (166)五、转座的遗传学效应(216)—病毒的分离与纯化(.第四节基因突变及修复(217)二、病毒的测定(167)....、基因突变的类型及其分离(217)三、病毒的鉴定(169)二、基因突变的分子基础(219)