微生物學是研究微生物的生命活動規律及其應用的一門學科。本教材是河南省“十四五”普通高等教育規劃教材，系統介紹了微生物的形態構造、細胞結構、生理代謝、遺傳發育、生態環境、分類進化，以及微生物在農業、工業、醫藥、能源和環境等領域的應用等。在編寫過程中，力求突出教材的系統性、創新性和實用性，精簡內容，盡可能減少與其他課程如生物學、生物化學和遺傳學等的內容重復，將基礎知識與學科發展前沿相結合，理論與科研生產實踐相結合、與社會生活實際相結合。
本教材可用作高等學校生物類相關專業的教材或參考書，也可供從事微生物領域的科研、生產、技術和管理人員參考。
王明道，河南農業大學生物工程學院教授。主要承擔生命科學學院的生物工程專業、生物技術專業、生物科學專業的微生物學課程，還有食品科學學院的食品微生物學，植保學院的農業微生物學等課程教學工作。
科研主要進行酶工程及農業生物技術方面的研究。發表微生物方面的相關研究論文30多篇。
第一章 緒論 001
一、什么是微生物 001
二、微生物在生物界的地位 002
三、微生物學的范疇 004
四、微生物學的發展簡史 004
五、微生物的特點 009
六、微生物與我們 012
本章小結 014
思考題 014
第二章 原核微生物 016
第一節 細菌的結構與功能 016
一、細胞的形態、排列和大小 017
二、細胞的構造 019
三、細菌的繁殖 039
四、細菌的群體形態 041
五、細菌與疾病 042
第二節 放線菌 043
一、放線菌的形態結構 044
二、放線菌的繁殖 046
三、放線菌的菌落特征 046
第三節 藍細菌 047
一、藍細菌的形態結構 047
二、藍細菌的繁殖 049
第四節 其他原核微生物 049
一、支原體 049
二、立克次氏體 050
三、衣原體 051
四、螺旋體 052
五、黏細菌 053
第五節 古菌 053
一、古菌的細胞結構 054
二、古菌的主要類群 055
三、古菌與細菌和真核生物的特征比較 059
本章小結 060
思考題 060
參考文獻 061
第三章 真核微生物 062
第一節 真核微生物的細胞構造 062
一、真菌的細胞構造 063
二、真核微生物與原核微生物的比較 066
第二節 酵母菌 067
一、酵母菌的形態和大小 068
二、酵母菌的細胞構造 069
三、酵母菌的繁殖方式 070
第三節 霉菌 078
一、霉菌的菌絲 079
二、霉菌的繁殖方式 082
三、霉菌的菌落特征 084
四、常見的霉菌 085
第四節 蕈菌 092
一、菌體結構 092
二、形態特征 093
第五節 黏菌 094
一、概述 094
二、黏菌的生活史 094
三、黏菌的形態特征 095
四、黏菌的主要類群及其代表種類 095
本章小結 096
思考題 097
參考文獻 097
第四章 病毒與亞病毒 098
第一節 病毒 099
一、病毒的形態、構造和化學成分 099
二、病毒的分類 109
三、細菌的病毒——噬菌體 109
四、植物病毒 120
五、人類和脊椎動物病毒 120
六、昆蟲病毒 126
第二節 亞病毒 127
一、類病毒 127
二、擬病毒 128
三、朊病毒 130
四、研究進展 131
本章小結 133
思考題 133
參考文獻 134
第五章 微生物的營養 135
第一節 微生物細胞的化學組成和所需營養物質 136
一、微生物細胞的化學組成 136
二、營養物質及其功能 137
三、微生物的營養類型 140
第二節 營養物質進入細胞的方式 143
一、吞噬作用 144
二、滲透吸收作用 144
第三節 培養基 146
一、配制培養基的原則 146
二、培養基的種類及應用 148
本章小結 152
思考題 152
參考文獻 152
第六章 微生物的新陳代謝 153
第一節 能量代謝 153
一、ATP的結構 154
二、ATP產生方式 154
三、生物氧化 167
四、能量利用和貯存 170
第二節 分解代謝 171
一、葡萄糖的分解及丙酮酸的生成 172
二、丙酮酸代謝的多樣性 175
三、其他有機物的分解 182
第三節 合成代謝 186
一、自養微生物CO2的固定 186
二、生物固氮 190
三、肽聚糖的生物合成 194
四、微生物次級代謝產物的合成 197
本章小結 201
思考題 201
參考文獻 202
第七章 微生物的生長及其控制 203
第一節 測定生長繁殖和獲得純培養的方法 204
一、微生物生長的測定 204
二、純培養的定義及分離方法 208
第二節 微生物生長所需的環境條件 210
一、營養物質 210
二、溫度 210
三、氧氣和氧化還原電位 213
四、氫離子濃度（pH） 215
五、水分和滲透壓 217
第三節 微生物的生長 218
一、微生物的個體生長 218
二、細菌的群體生長 220
三、絲狀真菌的群體生長 223
四、細菌的二次生長、同步生長 225
五、細菌的連續培養和高密度培養 227
第四節 微生物培養法概論 229
一、好氧培養方法 230
二、厭氧菌的培養 232
第五節 微生物生長的控制 235
一、控制微生物的物理方法 235
二、控制微生物的化學方法 241
本章小結 249
思考題 250
參考文獻 250
第八章 微生物遺傳 251
第一節 遺傳變異的物質基礎 252
一、3個經典實驗 252
二、遺傳物質在微生物細胞內存在的部位和方式 255
三、DNA的結構 257
四、遺傳信息的傳遞過程 259
第二節 基因突變和誘變育種 266
一、基因突變 266
二、突變與育種 273
第三節 基因重組和雜交育種 281
一、原核生物的基因重組 282
二、真菌的基因重組 290
第四節 重組DNA技術 294
一、目的基因的克隆 294
二、重組體的篩選 295
三、DNA的人工合成和擴增 296
四、基因的定位誘變 297
第五節 菌種的衰退、復壯和保藏 298
一、菌種的衰退與復壯 298
二、菌種的保藏 300
本章小結 301
思考題 303
參考文獻 303
第九章 微生物的分類和鑒定 304
第一節 微生物的分類單元和命名 304
一、微生物的分類單元 304
二、微生物的命名 305
第二節 微生物的分類鑒定方法 307
一、形態特征 307
二、生理生化反應 308
三、血清學反應 309
四、噬菌體分型 309
五、細胞化學成分組成 310
六、核酸的堿基組成和分子雜交 310
七、各種分類方法聯合應用 313
第三節 微生物分類系統介紹 316
一、細菌分類和伯杰氏手冊 316
二、安·貝氏真菌學詞典 318
本章小結 319
思考題 319
參考文獻 320
第十章 微生物生態 321
第一節 生態、微生物生態與生態文明建設 321
一、生態文明建設 321
二、生態 321
三、微生物生態 322
第二節 微生物與生物環境間的相互關系 323
一、微生物生態學研究內容 323
二、微生物與微生物間的相互關系 325
三、微生物與高等動植物間的相互關系 331
第三節 土壤微生物學與生物地球化學循環 338
一、土壤微生物 338
二、生物地球化學循環 340
本章小結 346
思考題 346
參考文獻 346
第十一章 傳染與免疫 348
第一節 傳染 349
一、微生物侵染宿主 349
二、微生物的病原特性 350
第二節 非特異性免疫 353
一、表皮和屏障結構 354
二、嗜菌作用 354
三、炎癥反應 355
四、抗菌物質 355
第三節 特異性免疫 356
一、抗原和抗體 357
二、細胞介導的免疫 363
三、免疫學的實際應用 365
本章小結 368
思考題 369
參考文獻 370
第十二章 應用微生物 371
第一節 食品微生物 371
一、微生物與食品腐敗及食品保藏 372
二、利用微生物生產食品 379
第二節 工業發酵微生物 385
一、發酵技術 385
二、主要發酵工業產品 390
第三節 農業微生物 395
一、微生物肥料 396
二、微生物農藥 400
三、微生物飼料 402
四、食用菌 404
第四節 微生物在其他領域的應用 407
一、生理活性物質 407
二、微生物與能源開發 409
三、微生物冶金 411
四、微生物與環境保護 412
本章小結 413
思考題 414
參考文獻 414
第十三章 微生物學基本實驗 417
實驗1 環境中微生物的檢測 417
一、器材和用品 417
二、方法和步驟 417
三、作業 418
實驗2 顯微鏡的使用 418
一、普通光學顯微鏡的使用 419
二、暗視野顯微鏡的使用 423
三、相差顯微鏡的使用 425
實驗3 常用細菌染色法與形態觀察 427
一、細菌的簡單染色 427
二、細菌的革蘭氏染色法 428
實驗4 細菌的特殊染色法 430
一、細菌芽孢的染色 430
二、細菌莢膜的染色 431
三、細菌鞭毛的染色 432
四、微生物的細胞核染色 434
五、微生物細胞壁的染色 436
實驗5 藍細菌形態的觀察 436
一、器材和用品 436
二、方法和步驟 437
實驗6 放線菌形態及菌落特征的觀察 437
一、器材和用品 437
二、方法和步驟 437
三、注意事項 438
四、作業 438
實驗7 真菌形態的觀察 438
一、霉菌的制片與觀察 438
二、霉菌接合孢子的培養與觀察 440
三、酵母菌的制片與觀察 440
實驗8 病毒形態的觀察 441
一、昆蟲病毒多角體的染色觀察 441
二、噬菌斑的培養和觀察 442
實驗9 微生物細胞的大小測定 444
一、器材和用品 444
二、方法和步驟 444
三、作業 445
實驗10 培養基制備 446
一、牛肉膏蛋白胨培養基的制備 446
二、馬鈴薯蔗糖瓊脂培養基的制備 446
三、高氏1號培養基的制備 447
實驗11 滅菌與消毒 451
一、加熱滅菌 452
二、紫外線殺菌 457
三、化學藥劑殺菌或抑菌 457
四、過濾除菌 458
實驗12 微生物接種技術 460
一、接種前的準備工作 460
二、接種方法 461
三、作業 464
實驗13 環境條件對微生物生長的影響 464
一、營養元素對微生物生長的影響 464
二、溫度對微生物生長的影響 465
三、氫離子濃度（pH值）對微生物生長的影響 466
四、紫外線對微生物的作用 467
五、化學藥劑對微生物的作用 468
實驗14 微生物的分離純化與培養 470
一、器材和用品 470
二、方法和步驟 470
三、作業 472
實驗15 微生物的計數 473
一、微生物細胞數量的顯微鏡直接計數法 473
二、微生物細胞數量的涂片染色計數（4cm2計數法） 474
三、稀釋平板計數法 475
實驗16 細菌生長曲線的測定 477
一、器材和用品 477
二、方法和步驟 477
三、作業 478
實驗17 細菌鑒定中常用的生化反應試驗 478
一、器材和用品 478
二、方法和步驟 479
實驗18 微生物誘變育種 480
一、殺菌曲線的制作 480
二、化學誘變大腸桿菌篩選營養缺陷型 482
三、紫外線誘變大腸桿菌篩選營養缺陷型 484
四、酵母菌的原生質體融合 485
實驗19 菌種的鑒定 487
一、細菌鑒定實例——芽孢桿菌屬的鑒定 488
二、真菌鑒定實例——毛霉科常見種的鑒定 491
實驗20 菌種的保藏 493
一、器材和用品 494
二、方法和步驟 494
三、作業 495
第十四章 微生物學應用實驗 496
實驗21 食品中細菌總數測定 496
一、器材和用品 496
二、方法和步驟 496
三、作業 498
實驗22 食品中大腸菌群測定 498
一、器材和用品 498
二、方法和步驟 499
三、作業 502
實驗23 動物食品中蛋白質分解菌的檢查與計數 503
一、器材和用品 504
二、方法和步驟 504
三、作業 504
實驗24 食品中淀粉分解菌的檢查 505
一、器材和用品 505
二、方法和步驟 505
三、作業 505
實驗25 酸乳的制作及乳酸菌的分離 506
一、器材和用品 506
二、方法和步驟 506
三、作業 508
實驗26 食醋的釀制及醋酸菌的分離 508
一、器材和用品 508
二、方法和步驟 509
三、作業 509
實驗27 微生物的酒精發酵 509
一、器材和用品 510
二、方法和步驟 510
三、作業 511
實驗28 甜米酒的制作 511
一、器材和用品 511
二、方法和步驟 511
三、作業 512
實驗29 泡菜的制作 512
一、器材和用品 512
二、方法和步驟 513
三、作業 514
實驗30 醬油釀造 514
一、器材與用品 514
二、方法與步驟 515
三、作業 515
實驗31 微生物對果膠質的分解 516
一、器材和用品 516
二、方法和步驟 516
三、作業 516
實驗32 糖化酶活力的測定 517
一、器材和用品 517
二、方法和步驟 518
三、作業 519
實驗33 蛋白酶活力的測定 519
一、器材和用品 519
二、方法和步驟 520
三、作業 522
實驗34 微生物的耐鹽性試驗 522
一、器材和用品 522
二、方法和步驟 523
三、作業 523
實驗35 微生物的耐糖性試驗 523
一、器材和用品 523
二、方法和步驟 523
三、作業 524
實驗36 微生物D值的測定 524
一、器材和用品 524
二、方法和步驟 524
三、作業 525
實驗37 水分活性試驗 525
一、器材和用品 525
二、方法和步驟 525
三、作業 526
實驗38 微生物致死溫度的測定 527
一、器材和用品 527
二、方法和步驟 527
三、作業 527
實驗39 廢水中溶解氧的測定 527
一、器材和用品 528
二、方法和步驟 528
三、作業 529
實驗40 廢水中化學需氧量的測定 529
一、器材和用品 529
二、方法和步驟 530
三、作業 531
實驗41 廢水中生化需氧量的測定 531
一、試劑和用品 531
二、實驗步驟 532
三、結果計算 532
四、作業 533
實驗42 食品中黃曲霉毒素B1的測定 533
一、試劑和用品 533
二、實驗步驟 534
三、結果計算 535
四、注意事項 535
五、作業 536
實驗43 纖維素酶活性的測定 536
一、試劑和用品 536
二、實驗原理與步驟 537
三、結果計算 537
四、作業 537
實驗44 土壤中蛋白酶活性的測定 538
一、試劑和用品 538
二、實驗步驟 538
三、結果計算 539
四、作業 539
實驗45 土壤中脲酶活性的測定 539
一、試劑和用品 540
二、方法和步驟 540
三、注意事項 541
四、結果計算 541
五、作業 541
實驗46 土壤中磷酸酶活性的測定 541
一、試劑和用品 542
二、方法和步驟 542
三、結果計算 542
四、注意事項 543
五、作業 543
實驗47 土壤中微生物生物量的測定 543
一、試劑和用品 543
二、實驗步驟 544
三、結果計算 545
四、作業 545
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