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第一部分 微生物生态学3

1．微生物生态学的原则3

什么是微生物生态学？3

微生物生态学的发展史4

微生物生态学的范畴5

微生物生态学的原则8

总则8

群体生态学的原则12

生理生态学的原则13

微生物生态学研究方法15

对自然生态环境中微生物活性及分布的描述性研究15

原位生长率或生物地球化学活性分析15

模拟环境下自然生态样品的操作（微生态系统）16

现代实验系统16

微生物生态学的未来16

微尺度的微生物学：单细胞微生物学16

微生物生态学学说17

培养的革新17

最新进展18

分子生态学技术进展18

人体微生物群系18

推荐阅读19

2．微生物食物网（webs）引言21

对微生物食物网的认识22

组成与途径22

海洋食物网中的微生物24

海洋浮游生物27

底栖生物27

微生物食物网在生物地球化学循环中的作用28

后生动物的食物源30

模拟微生物食物网30

微生物间的化学相互作用33

微生物食物网的空间结构34

微生物食物网形式与功能的生物地理学研究进展34

推荐阅读35

3．生物被膜37

生物被膜的结构与功能37

自然生态环境中的生物被膜39

工业环境中的生物被膜40

医疗系统中的生物被膜40

结语41

总结41

推荐阅读42

4．微生物席44

引言44

栖息地分布44

高盐水中的微生物席44

天然热泉中的微生物席45

南北极湖泊中的微生物席48

陆生微生物席和壳48

短期微生物席48

热带珊瑚上的微生物席49

研究的复杂性49

微生物席生态系统案例研究50

墨西哥Guererro Negro的微生物席50

美国黄石公园章鱼泉和蘑菇泉中的微生物席51

微生物席对各种胁迫的响应52

微生物对强光和UV胁迫的应激反应52

干燥与渗透压胁迫53

温度胁迫54

低pH、金属、类金属及有毒硫化物的胁迫54

寡营养胁迫54

结语54

推荐阅读55

5．基因水平转移：细菌对胞外DNA的吸收细菌对胞外DNA的自然吸收过程57

在各种不同环境中细菌对胞外DNA的吸收59

土壤微生物对DNA的吸收60

植物相关微生物对DNA的吸收60

水体及沉积层中的微生物对DNA的吸收61

消化道微生物对DNA的吸收61

食品微生物对DNA的吸收62

现用的DNA吸收系统的局限性62

影响单个细菌细胞对DNA稳定吸收的因子63

在细菌群体中水平获得的DNA长期存在的影响64

预测细菌对DNA吸收及使用遗传修饰微生物（GMM）的潜在危险64

推荐阅读66

6．超微真核生物67

引言67

什么是海洋超微真核生物？67

方法驱动下的海洋超微真核生物研究史68

可培养海洋超微真核生物的生物学70

已培养的菌株70

细胞结构71

生理参数72

超微生物的启示73

海洋环境中超微真核生物73

主体丰度与分布73

光合（PP）超微真核生物的生态功能74

异养微生物（HP）的生态功能74

研究超微真核生物生态的分子生物学手段75

非分子生物学手段获得的原位多样性75

环境样品基因的直接克隆及序列分析75

克隆文库之外的手段：荧光原位杂交（FISH）和手迹技术76

原位系统进化的多样性77

18SrDNA文库的概况77

相对知名的分类群77

海洋多孔类及不等鞭毛类原生动物78

属于系统分类高层等级的新分类群79

生物地球学79

基因组水平的ERA80

可培养的超微真核生物的基因组项目80

环境基因组及元基因组80

总结80

最新进展81

推荐阅读82

相关网页83

7．藻华87

引言87

藻华的生理环境87

藻华的化学环境87

藻华的主要参与者88

蓝藻类88

硅藻类89

触丝藻类90

腰鞭毛虫类91

其他类群92

藻华中的病原菌及藻的捕食者92

周期性的和非寻常的藻华93

春季藻华93

秋季藻华94

低纬度上涌洋流区域的藻华95

其他类型藻华95

有危害性的藻华96

富铁营养引起的藻华97

最新进展97

海洋基因组学97

放弃斯维尔德鲁普（Sverdrup）关键深度假说98

捕食在非硅藻类藻华的抑制作用及浮游生态系统中铁的再循环中的作用98

未来研究之路99

致谢99

推荐阅读99

相关网页100

8．环境病毒库101

引言101

自然环境中的病毒102

海洋中的病毒102

沉积物中的病毒105

土壤中的病毒105

极端环境中的病毒106

在生态系统中的重要性107

病毒影响营养物质的再循环108

病毒与寄主间的相互作用及其对微生物多样性的影响109

病毒影响寄主的基因转移与进化109

研究环境病毒的方法110

病毒浓度的计数与测量111

病毒的多样性112

结论113

推荐阅读113

9．大气微生物学115

引言115

微生物的来源及时空分布117

细菌117

真菌119

病毒122

分析手段123

统计学手段123

空气中微生物的存活模型124

气象学124

大气微生物样品来源与采集方法125

采样方法125

微生物样品来源126

最新进展126

病毒126

细菌126

真菌131

致谢132

推荐阅读132

10．植物内生微生物133

引言133

内生真菌134

一些常见的与草本植物相关的内生真菌137

高羊茅内生真菌——Neotyphodium coenophialum137

多年生黑麦草内生真菌——Neotyphodium lolii137

毒麦草内生真菌——Neotyphodium occultans138

竖针茅内生真菌——Neotyphodium chisosum138

“醉马草内生真菌”——Neotyphodium gansuense138

“其他醉草”——Neotyphodium melicicola Association138

森林刺猬草内生真菌——Neotyphodium139

南美“Hue？u”草内生真菌——Neotyphodium tembladerae139

内生菌的生态影响139

内生菌的无毒产物140

内生菌是有生物活性的代谢产物之源140

麦角菌生物碱141

吲哚-双萜类代谢产物141

对胺142

黑麦草碱142

最新进展143

未来内生真菌的分类144

新内生真菌144

菌丝生长的新机制145

寄主的胁迫耐受机制和有防御的互利共生145

生物活性化合物145

内生真菌研究的新鉴定技术146

结论146

致谢146

推荐阅读146

第二部分 各种不同微生物的代谢与习性146

11．产甲烷菌149

第二部分 各种不同微生物的代谢与习性历史概况149

多样性与系统发育151

生境157

种间H2转运157

淡水沉积层158

厌氧反应器158

海洋生境159

反刍动物160

蚀木白蚁161

原生动物内共生体161

人体内的定植161

其他生境162

生理与生化162

分解代谢途径162

生物能学166

生物合成途径167

分子遗传167

基因组结构167

DNA复制、修复、修饰及代谢168

基因结构与转录169

RNA结构和翻译170

基因与基因组学170

近期进展171

结论172

推荐阅读172

12．甲烷营养菌173

引言173

甲烷营养菌生态学与分类学173

甲烷营养菌的生理生化特性175

甲烷营养菌在生物技术领域的应用176

后基因组学178

推荐阅读178

13．微生物的光合作用179

引言179

发展史180

光合生物的分类180

光合作用发生的过程181

光能的吸收与转运181

吸光载色体181

聚光结构与能量转运183

水分解复合体183

跨膜电子传递184

电荷分离状态的稳定性184

影响电子传递速率的因子：马库斯（Macus）理论184

光合反应中心185

CBB（Calvin-Benson-Bassham）循环189

不产氧光合作用190

紫色细菌192

绿硫细菌192

螺杆菌192

其他光合细菌192

光合作用的进化192

未来研究方向194

致谢194

推荐阅读194

14．碳同化作用的调控196

引言196

调控的必要性196

两期生长196

全局调控与特定调控197

信号与感应197

碳同化途径：中心碳代谢198

糖酵解、Entner-Doudoroff和磷酸戊糖途径198

糖酵解与糖生成作用198

PEP-丙酮酸-草酰乙酸-节点途径201

TCA循环和乙醛酸分支201

氧化还原势能，NADPH/NADH的平衡202

培养基中碳源的吸收202

细菌的磷酸转移酶系统（PTS）203

革兰氏阴性菌大肠杆菌中的新陈代谢副产物阻遏203

诱导物排斥203

腺苷酸环化酶的激活204

cAMP/CAP的转录起始调控204

其他碳源利用的全局调控子206

硬壁菌门菌枯草芽孢杆菌中的新陈代谢副产物阻遏207

P-Ser46-HPr和诱导物排斥现象207

CcpA和cre因子介导的新陈代谢副产物阻遏与调控208

PRD（PTS调控域）及相关蛋白对PTS的调节208

甘油激酶对PTS的调控210

其他细菌的碳调控和新陈代谢副产物阻遏210

假单胞菌210

天蓝色链霉菌211

谷氨酸棒杆菌211

双歧杆菌212

结论212

最新进展213

推荐阅读214

15．微生物对重金属的抗性对砷的抗性215

对汞及有机汞制剂的抗性218

对银的抗性220

对镉的抗性220

对铬酸盐的抗性221

其他细菌抗有毒金属的系统221

推荐阅读222

16．微生物的吸附224

引言224

微生物吸附的生物学意义224

在水中的吸附224

与植物的吸附224

人体寄主上的吸附224

微生物吸附机制225

影响吸附的普遍生理生化因子225

吸附子与特异受体机制225

几种具有代表性的特异吸附策略226

菌毛介导对尿道中碳水化合物的吸附226

对ECM组分的吸附227

Curli菌毛介导的多目的吸附228

微生物吸附在人类疾病中的作用229

大肠杆菌与尿路感染（UTI）229

铜绿假单胞菌与囊性纤维化患者（CF）229

用吸附因子作靶标来抑制细菌的致病力230

最新进展231

致谢231

推荐阅读231

17．细菌生物发光233

引言233

细菌发光的生物化学235

发光细菌的种及分类235

发光细菌生境与生态238

海洋238

淡水238

陆生238

生物发光共生体系239

细菌发光的调控242

群感效应242

生理调节244

在细菌中发光的作用244

细菌发光系统的进化245

细菌荧光素酶在进化上的起源245

基因复制245

基因丢失245

引进基因到lux操纵子246

lux操纵子的水平转移246

自然形成的lux-rib操纵子局部二倍体246

发光细菌的纯化、保存和鉴定247

结论248

最新进展248

发光细菌新种248

生物发光共生体系249

lux操纵子的水平转移249

推荐阅读249

18．趋磁性252

引言252

趋磁细菌的普遍特性252

趋磁细菌的纯培养253

未培养趋磁细菌254

磁小体256

趋磁生物物理学258

趋磁性259

趋磁-趋氧性260

趋磁真菌260

趋磁细菌与地球化学、地球物理学及太空生物学260

趋磁细菌、磁小体、磁小体晶体在生物技术中的应用262

展望263

推荐阅读263

19．群感效应265

引言265

革兰氏阳性细菌的群感效应信号分子266

肺炎双球菌（S.pneumoniae）ComC小肽266

粪肠球菌（Enterococcus faecalis）FsrB/D小肽267

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）AgrD小肽268

枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）ComX和Phr小肽268

乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）Nisin小肽269

革兰氏阴性细菌高丝氨酸内酯类（AHL）群感效应信号分子269

费氏弧菌（V.fischeri）LuxI/R270

铜绿假单胞菌Las/Rhl自诱导信号分子（AI-1）系统270

根癌农杆菌（Agrobacterium Tumefacients）Tra信号系统271

Pantoea stewartii EsaI/EsaR信号系统273

Acidithiobacillus ferrooxidans AfeI/R信号274

AHL依赖型信号通路的研究与群感效应信号分子AI-2的发现274

哈氏弧菌（V.harveyi）和LuxS表达的AI-2信号分子274

AI-2与霍乱弧菌（V.cholerae）275

大肠杆菌（E.coli），鼠伤寒沙门氏菌（S.typhimurium）与AI-2276

luxS依赖的人口腔微生物间的相互作用277

其他群感效应信号分子277

AI-3／肾上腺素群感效应信号分子278

日本慢生大豆根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）Bradyoxetin信号278

铜绿假单胞菌喹喏酮类（PQS）信号分子278

Ralstonia solanacearum的3-OH PAME信号分子279

影响群感效应系统的胞外因子279

通过群感效应信号分子与寄主相互作用280

扩散的感应、有效的感应和未来的群感效应系统281

群感效应信号研究会有什么样的前景？281

推荐阅读282

20．趋化性283

应激策略283

非随机行走283

暂时感应与激活284

记忆与适应284

细菌行为的遗传学284

趋化突变株284

大肠杆菌趋化相关受体蛋白的遗传分析285

Che基因286

甲基化蛋白在细菌适应机制中的作用286

趋化性对甲基化的需要286

可被甲基化的趋化蛋白（MCPs）286

MCPs受体蛋白感应与信号结构域的结构及功能组学研究287

受体蛋白甲基化酶学288

趋化作用的信号传递机制288

受体蛋白——CheW-CheA信号复合体288

驱动调节和反馈调控288

系统发育的多样性289

细菌的群体运动289

推荐阅读289

第三部分 微生物的生存环境289

21．酸性环境293

第三部分 微生物的生存环境极酸环境的来源及自然状态293

地热区294

矿物影响的环境294

极端嗜酸菌的生物多样性297

酸性环境的初级产物297

异养嗜酸菌298

好氧及厌氧嗜酸菌298

嗜酸微生物生长温度和pH值的特点299

原核嗜酸菌生理多样性：特殊与普通微生物301

嗜酸真核微生物301

嗜酸微生物间的相互作用303

互惠作用303

协同作用303

互营作用304

捕食304

竞争性互作305

极酸环境的微生物生态306

地热区306

酸性矿溪流及湖泊307

酸性流、席和泥309

前景与应用312

推荐阅读312

22．高温环境313

引言313

高温条件下的生命314

分类学314

嗜热嗜酸菌314

超嗜热菌314

热稳定的机理316

DNA316

蛋白317

细胞壁317

高温对生命的限制318

超嗜热菌培养研究318

天然微生物集合体的实验室研究318

实地观察318

代谢和生长319

二氧化碳和乙酸的同化319

异养生物326

呼吸作用328

微生物与生存环境之间的关系331

推荐阅读332

23．低温环境333

冷适应微生物的发现333

早期的发现和相关术语334

低温深海环境的研究335

其他低温环境的研究337

太空对生物的影响338

冷适应的进化机制338

地球上的冰川时期338

冷适应的系统发育338

冷适应的遗传机制339

冷适应的分子基础339

细胞膜的流动性340

冷激活的酶类341

冷休克蛋白341

冷保护剂和胞外多聚物342

结论：一个冷适应环境的模型342

最新进展343

推荐阅读343

24．干燥环境（包括隐藏于岩石内的生物）引言345

干燥区域中的微生物群体346

沙漠土壤中的微生物区系346

生物结皮347

栖息在岩石中的微生物348

对干燥环境的适应354

水活度和水势的概念354

低水活度对单细胞微生物的影响356

干燥环境的适应机制356

最新进展359

生物结皮的形成模式359

干燥环境与太空生物学的关系360

推荐阅读360

25．海洋环境361

引言361

海洋微生物生命的本质363

海洋微栖息地的结构和分类364

海洋微生物及其生长必需因子365

海洋微生物的分布、丰度和生物地球学特征369

阳光、营养、水流和生物泵370

随时间和气候变化的海洋栖息地373

总结和展望378

致谢378

推荐阅读378

相关网站379

26．高压环境381

引言381

历史和现状381

压力的定义382

地球和其他星球上的高压环境382

有关高压环境的其他参数384

高压环境中微生物的调查和取样所需的设备385

实验室研究所需的高压装置386

细菌和古菌在高压环境中的分布387

高压环境中微生物的性质387

生长速率388

PTk-图388

温度和压力角度上的细菌和古菌的生理分类389

高压适应的分子生物学和生物化学机制390

推荐阅读391

27．海底表层393

引言393

原核细胞的浓度和在海底深部沉积物中的分布394

原核生物及其生长速率和潜在污染随深度变化的大体趋势394

水的纵深和有机物的供给可以控制原核生物种群，但深部的理化层和岩层会刺激原核生物种群394

地下岩层和深海蓄水层中的生物圈395

白垩纪的岩层和油田以及与陆地的联系397

深海地下原核生物的代谢状态397

原核生物的代谢和能量来源397

新陈代谢397

能源和碳源399

深海生物圈的生物多样性399

可培养生物的多样性399

内生孢子对深海生物圈的贡献401

细菌和古菌分子生物学角度上的多样性401

硫还原、产甲烷以及厌氧甲烷氧化的原核生物402

有关古菌与细菌间的分歧403

生理上的适应性403

深海生物圈的热点404

深海流体流量的介绍404

深海沉积物中的气体与水404

白垩纪的岩层、腐泥和有机质富含层404

深海高温沉积物405

油田406

深海生物圈的重要意义406

推荐阅读407

28．深海火山口热液和海底热液口海洋中部海脊中的热液口409

深海热液口生命的化学合成基础410

化能无机自养细菌412

独立生存的化能无机自养细菌412

共生的化能无机自养细菌413

异养的热液口细菌413

高嗜热古菌414

化能无机自养古菌414

异养古菌414

深海热液口未培养的古菌和细菌416

与陆地热液口的对比416

奇特的热液口：Loihi、Guaymas、Lost City417

相关文章419

专业术语419

推荐阅读419

29．淡水环境421

概述421

淡水湿地422

湿地的类型和性质422

微生物过程422

微生物群落424

人类活动引起的生物分布424

湖泊425

湖泊的类型和性质425

微生物过程426

微生物群落427

人类活动引起的生物分布428

溪水与河流429

激流生态系统的性质429

微生物过程430

微生物群落432

人类活动引起的生物分布434

不同淡水环境的对比434

最新进展435

推荐阅读436

相关网站436

30．寡营养环境437

寡营养的水体环境437

寡营养水环境的相关参数438

营养的运输438

微生物种群相关术语的定义442

极端环境443

环境的限制443

氧气444

寡营养培养444

寡营养培养的重要性444

寡营养培养的原则445

是否为专性寡营养细菌448

不生长的细菌是死亡、休眠还是处于其他的状态450

寡营养细菌在低营养水体中的小生态环境453

推荐阅读453

31．水底沉积物环境455

引言455

什么是沉积物455

在哪里可以找到沉积物456

沉积物由什么组成456

沉积物的多样性457

覆水层的重要性457

海洋沉积物457

湖泊沉积物457

沉积物采样和描述457

孔隙水457

孔隙度和弯曲率458

沉积物性质458

沉积物的氧化还原预算458

沉积物中的微生物输入458

沉积物中的微生物459

微生物生态学有关的沉积物属性459

沉积物中的微生物数量459

由微生物活动产生的化学梯度460

沉积物的化学剖面（分层的微生物群落）460

什么是LMC？460

沉积物／溶质迁移速率461

从化学分层可否预测微生物种群？463

大型土壤动物的活动对分层的扰乱463

化学梯度的交叉463

贫营养沉积环境464

地下沉积微生物学464

沉积物的古生物化石性质：岩石记录464

浅水中的沉积物及光线影响464

结论465

推荐阅读465

32．植物根际环境467

根际的历史描述467

根际的一般特征467

根际和散土的主要区别467

根际对植物生长的重要性468

根际效应的测量468

根际土壤中的微生物多样性469

典型根际微生物的营养和培养策略469

根际中的根系分泌物和根际沉积469

根际的体积和空间度量470

根系微生物定植的直接镜检470

早期的显微研究470

现代显微技术对根际的研究471

根际微生物分子生态学研究476

核糖核苷酸序列的应用476

微阵列技术477

案例研究：利用功能基因阵列和16SrDNA序列分析研究气候变化对根际微生物生态的影响477

案例研究：利用稳定同位素探针技术分析根际中的生物修复过程478

根际微生物群落对植物的影响478

微生物对植物的负面影响（致病性）478

微生物对植物的正面影响（有益）478

本章小结479

致谢479

推荐阅读479

第四部分 生物地球化学循环及影响479

33．氮循环484

第四部分 生物地球化学循环及影响引言484

生物氮循环484

铵同化488

铵运输489

GS-GOGAT途径489

铵同化的替代途径490

铵同化的调节490

生物固氮491

固氮酶492

固氮调节492

植物共生固氮与联合固氮493

硝酸盐同化494

硝酸盐吸收系统494

同化硝酸盐还原酶（Nas）495

Nir的同化496

硝酸盐同化的调节496

反硝化496

反硝化硝酸盐还原酶（Nar和Nap）497

反硝化Nir498

Nor和Nos498

硝酸盐呼吸和反硝化的调节499

硝化499

厌氧氨氧化501

氮循环中的其他过程502

氮的矿化502

硝酸盐异化还原为铵（硝酸盐氨化作用）503

含氮化合物的脱毒503

氮循环的生态和环境特征504

氮循环的演变504

最新进展506

推荐阅读507

34．磷循环509

引言509

磷循环的全球意义509

环境磷库的表征和测量510

磷的来源、汇集和运输途径511

微生物介导的过程513

风化侵蚀513

溶解514

矿化514

固定516

微生物介导的遗传调控过程519

人为改变的磷循环：水生生态系统富营养化520

结论520

最新进展521

推荐阅读522

35．硫循环523

行星硫通量523

微生物硫循环524

微生物硫酸盐还原525

微生物硫氧化525

有机硫化合物的转换527

生态系统内的硫循环527

环境影响和技术的应用528

环境后果528

技术应用530

推荐阅读531

36．一些氧化还原活性金属的循环引言533

33As75534

砷生物地理循环534

砷吸收系统536

砷呼吸537

砷脱毒537

29CU63542

简介542

MCOs对一价铜的氧化543

一价铜的还原和探测543

25MN55544

简介544

二价锰氧化为三价锰或四价锰545

四价锰的还原545

34SE80546

简介546

硒的还原546

亚硒酸盐（和硒代半胱氨酸）甲基化为二甲基硒化物或二甲基联二硒化物546

致谢546

推荐阅读546

相关网站547

37．重金属污染物：环境污染和生物技术的应用引言549

重金属污染物对环境的影响549

环境中的重金属549

重金属对微生物种群的影响550

重金属毒性对环境的改造550

微生物的重金属解毒机制551

生物技术在重金属污染中的应用553

微生物过程对金属的移除和恢复553

金属溶解554

金属固定554

金属、非金属和有机金属之间的转换559

小结560

最新进展560

推荐阅读562

相关网站562

第五部分 生物技术论坛565

38．生物侵蚀—包括文物的生物侵蚀生物侵蚀565

非生物因素567

生物侵蚀的机制568

引起生物侵蚀的细菌568

细菌（真细菌和古菌）569

文物维护相关材料572

无机材料573

有机材料575

混合材料576

控制和预防生物侵蚀的方法577

生化方法578

生物方法578

物理方法578

机械方法578

化学方法578

最新进展579

致谢580

推荐阅读580

相关网站581

39．生物传感器583

引言583

生物传感器的概述584

定义584

理想生物传感器的特征584

分析方法584

生物传感器的识别元件585

抗体586

酶586

有特异结合性质的蛋白／多肽587

核酸587

细胞表面受体／糖蛋白、糖脂／糖原588

全细胞588

仿生材料589

生物传感器的传导机制589

电化学590

质量590

热学592

光学592

生物传感器的应用594

用于环境监测的细菌生物传感器594

用于食品的生物传感器594

生物传感器在生物防御方面的应用595

结束语596

最新进展597

基于病毒的生物传感器597

基因工程荧光蛋白构建的生物传感器597

纳米材料及其在生物传感器中的应用600

推荐阅读602

40．无菌或无外来污染的动物引言603

灵活的薄膜隔离器604

隔离器的一般设计方法604

隔离器的初始安装604

隔离器物质的输入605

无菌隔离器的运行606

隔离器中动物的饲养608

无菌动物的微生物检测608

与无菌动物相关的实验609

无菌动物的复育609

无菌畜牧611

总结611

推荐阅读611

相关网站611

41．微生物对金属的侵蚀613

历史和意义613

微生物生物被膜和微生物侵蚀614

有氧侵蚀过程615

无养侵蚀过程617

有氧与无氧交替条件下的微生物侵蚀618

微生物胞外酶造成的侵蚀619

微生物引起的氢脆619

其他微生物代谢产物造成的侵蚀620

侵蚀过程中的电子传递620

生物侵蚀的预防和控制621

总结622

致谢622

推荐阅读623

42．石油微生物学626

引言626

石油的生物降解和生物修复627

海洋油污的微生物修复628

石油污染泥土的生物修复629

微生物与植物联合修复630

硫化氢和其他硫化物的生物降解630

挥发性有机化合物蒸汽的生物降解631

小结631

微生物在石油开采中的应用631

利用微生物提高石油提取率631

微生物去乳化632

表面活性剂的其他应用633

微生物石油降解产甲烷633

油藏酸化的控制634

微生物石油炼制及其生物过程634

微生物脱硫与脱氮635

微生物去金属636

新化合物的生物合成636

微生物加入与流出的生理机制637

碳水化合物作为底物637

微生物的趋向性639

加入639

细胞内的运输640

流出640

代谢641

有氧烷烃的代谢641

有氧芳香烃的代谢641

无氧碳水化合物的代谢641

推荐阅读642

43．金属的炼制和生物冶金金属的微生物转化645

能溶解金属的微生物646

矿石中金属的微生物提取和生物冶金647

嗜酸微生物与金属的相互作用649

嗜酸微生物溶解金属的机制651

后基因组时代的生物冶金652

生物冶金微生物群落多样性分析652

微生物溶解金属和生物修复的环境效应656

总结656

最新进展657

推荐阅读658

相关网站658

44．工业用水处理660

工业废水的生物处理660

工业废水的特点660

废水的好氧处理662

活性污泥662

曝气稳定池（ASB）663

序批式反应器664

生物转盘664

悬浮和附着生长杂合系统664

膜生物反应器666

废水的厌氧处理667

上流式厌氧污泥床667

厌氧序批式反应器669

厌氧膜生物反应器669

厌氧和好氧耦合处理工艺669

自然净化系统：湿地670

生物与物理或化学耦合处理工艺672

总结672

最新进展672

推荐阅读675

相关网站677

45．无传染性危害废水的处理公共供水系统产生的废水679

处理后直接使用680

处理后间接使用681

未处理废水中的化学成分681

天然水中的化学成分681

饮用水中的化学成分682

民用、商用以及工业废水的化学成分682

雨水收集系统和渗透废水的化学成分682

水收集系统中生物和非生物反应产生的化学组分682

为控制废水的气味和腐蚀而加入到废水中的化学成分682

废水处理后残留的化学成分的影响683

废水处理等级683

废水消毒的副产物683

替代参数的使用683

废水处理中新出现的化学成分684

废水处理系统中纳米颗粒和纳米材料的潜在毒性685

最新进展685

推荐阅读686

46．饮用水687

引言687

用于饮用水中微生物监测的指示菌688

美国环保局饮用水法规689

总则689

美国总大肠杆菌标准（TCR）689

地表水处理要求690

地下水规则690

其他国家的规则和指导方针690

水源、水的处理和输送691

水供给的来源691

水的处理691

水处理过程中的微生物694

水输送系统697

其他的水源700

瓶装水700

应急饮用水700

水处理中使用端和输出端（POU/POE）700

发展中国家的民用水处理701

其他与水处理相关的议题701

饮用水中微生物的多样性701

水源的保护701

国土的保护703

总结703

推荐阅读703

相关网站703

47．航天器上的微生物705

行星保护（PP）政策与实践705

微生物多样性研究的方法707

航天器配置洁净室的特点707

太空取样以及样品处理技术708

基于培养的方法708

不可培养微生物的评估709

航天器及其表面生物负荷和生物多样性709

航天器配置设施中微生物的群落分析710

几个模拟太空航天器环境下分离的细菌的抗性特证712

几次太空发射环境下的微生物群落结构713

“顽强”细菌全基因组序列分析的意义717

结语717

推荐阅读717

相关网站718

48．生物战争719

引言719

历史回顾720

公元前300～1925年720

1925年～1990年721

1990年和当代的发展722

国际公约723

1925年的日内瓦议定书723

1972年的联合国公约723

历史会议回顾724

美国有关细菌战法律法令节选724

当今有关细菌战的研究项目725

当今的议题727

基因工程727

流行病学的数学模型728

小规模冲突728

恐怖主义728

细菌战进攻与防守的研究729

细菌战相关研究的保密性729

查证细菌战碰到的问题730

推荐阅读730

索引731