工业微生物(周凤霞)(二版)

本书介绍了工业微生物的特征与分类、微生物的营养与培养基、微生物的生长、微生物的代谢及调控、微生物的遗传变异和育种以及微生物在食品、医药、环保、化工、能源、农业等方面的应用。在编写过程中，以“必需、够用”为原则，力求创新，努力反映新知识、新技术和新的科研成果，尽量与生产应用保持同步。在阐述工业微生物的基本概念和基本理论的同时，重点突出微生物技术的应用。因而本书具有基础理论知识适度、技术应用突出、技术面较宽等特点。此外，本书在章节之间链接了一些相关的阅读材料，以拓展学生的视野，增加本书的可读性。
本书可供高等职业技术学院和高等专科学校生物技术及应用和生物化工工艺等专业以及相关专业使用，也可供生物技术工作者参考。

章绪论

节微生物及其特点

一、微生物的概念

二、微生物的特点

三、 微生物在自然界的分类地位

四、自然界中的微生物

第二节微生物学的发展简史

一、经验阶段

二、形态学阶段

三、生理学阶段

四、生物化学阶段

五、分子生物学阶段

第三节工业微生物及其研究对象和任务

一、工业微生物的研究对象

二、中国工业微生物的研究概况

三、现代工业微生物学的发展趋势

本章小结

复习思考题

第二章工业微生物的特征与分类

节细菌

一、细菌的形态和大小

二、细菌细胞的结构

三、细菌的繁殖

四、细菌的培养特征

五、工业上常用的细菌

第二节放线菌

一、放线菌的形态结构

二、放线菌的繁殖

三、放线菌的菌落特征

四、工业中常用的放线菌

第三节酵母菌

一、酵母菌的形态结构

二、酵母菌的繁殖

三、酵母菌的菌落特征

四、工业上常用的酵母菌

第四节霉菌

一、霉菌的形态结构

二、霉菌的繁殖

三、霉菌的菌落特征

四、工业上常用的霉菌

第五节病毒

一、病毒的形态结构

二、病毒的生长繁育

三、噬菌体一步生长曲线

四、温和噬菌体和溶源性

五、噬菌体的分离、检查与防治

本章小结

复习思考题

第三章微生物的营养与培养基

节微生物的营养

一、微生物的营养物质

二、微生物的营养类型

三、营养物质的运输方式

第二节微生物的培养基

一、培养基配制的原则

二、培养基类型及其应用

本章小结

复习思考题

第四章微生物的生长

节微生物生长的测定

一、直接计数法

二、间接计数法

第二节微生物的生长规律

一、微生物个体细胞的生长

二、微生物群体的生长规律

第三节影响微生物生长的因素

一、物理因素对微生物生长的影响

二、化学因子对微生物生长的影响

第四节微生物的培养

一、微生物的纯培养技术

二、工业规模的微生物培养

第五节消毒与灭菌

一、物理法

二、化学法

本章小结

复习思考题

第五章微生物的代谢及调控

节微生物的能量代谢

一、生物氧化

二、异养微生物的生物氧化与产能

三、自养微生物的生物氧化与产能

第二节微生物的合成代谢

一、CO2的固定

二、生物固氮

三、氨基酸的合成

第三节微生物代谢的调节

一、酶活性调节

二、分支合成途径调节

三、酶合成的调节

四、微生物代谢调节在工业中的应用

第四节微生物的次级代谢与次级代谢产物

一、次级代谢与次级代谢产物

二、次级代谢的调节

本章小结

复习思考题

第六章微生物的遗传变异和育种

节微生物遗传的物质基础

一、遗传物质在微生物细胞内存在的方式

二、DNA的结构与复制

三、基因表达

第二节菌种分离

一、采样

二、增殖

三、纯化

四、筛选

第三节基因突变和诱变育种

一、基因突变

二、诱变育种

第四节基因重组和杂交育种

一、原核微生物的基因重组

二、真核微生物的基因重组

三、基因工程

第五节菌种的退化与复壮及其保藏技术

一、菌种的退化与复壮

二、菌种的保藏技术

本章小结

复习思考题

第七章微生物在食品工业中的应用

节传统发酵食品

一、酱油

二、食醋

三、酒类

四、腐乳

第二节现代发酵食品

一、面包

二、发酵乳制品

本章小结

复习思考题

第八章微生物在医药方面的应用

节生物制品

一、疫苗

二、类毒素

三、免疫血清

第二节抗生素

一、抗生素的发现及发展

二、常见抗生素的种类及生产菌

第三节微生物在医药方面的其他应用

一、葡萄糖酐及其他多糖

二、干扰素

三、核苷酸

四、维生素

五、甾体类药物

六、疾病的诊断

本章小结

复习思考题

第九章微生物在环境保护中的应用

节有机污染物的生物降解性

一、产生诱导酶

二、形成突变菌株

三、利用降解性质粒

四、组建超级菌

五、利用共代谢方式

第二节微生物降解污染物的途径

一、微生物对生物组分大分子有机物的降解

二、石油的微生物降解

三、微生物对人工合成有机物的生物降解

四、重金属的生物转化

本章小结

复习思考题

第十章微生物在化工、能源方面的应用

节微生物发酵生产有机酸

一、柠檬酸的生产

二、苹果酸的生产

第二节氨基酸的生产

一、谷氨酸的生产

二、赖氨酸的生产

第三节核苷酸的生产

一、核苷酸发酵微生物

二、鸟苷酸的生产

第四节清洁能源的生产

一、甲烷发酵

二、微生物制氢

第五节微生物与替代工艺和替代产品

一、微生物采油

二、微生物制浆

三、细菌冶金

四、微生物脱硫

五、生物表面活性剂

六、微生物絮凝剂

七、微生物塑料

本章小结

复习思考题

第十一章微生物在农业中的应用

节微生物农药

一、微生物杀虫剂

二、微生物杀菌剂

三、微生物除草剂

第二节微生物肥料

一、微生物肥料的定义

二、微生物肥料的作用

三、微生物肥料的种类

第三节微生物饲料

一、单细胞蛋白

二、青贮饲料

本章小结

复习思考题

参考文献

本书介绍了工业微生物的特征与分类、微生物的营养与培养基、微生物的生长、微生物的代谢及调控、微生物的遗传变异和育种以及微生物在食品、医药、环保、化工、能源、农业等方面的应用。在编写过程中，以“必需、够用”为原则，力求创新，努力反映新知识、新技术和新的科研成果，尽量与生产应用保持同步。在阐述工业微生物的基本概念和基本理论的同时，重点突出微生物技术的应用。因而本书具有基础理论知识适度、技术应用突出、技术面较宽等特点。此外，本书在章节之间链接了一些相关的阅读材料，以拓展学生的视野，增加本书的可读性。

本书可供高等职业技术学院和高等专科学校生物技术及应用和生物化工工艺等专业以及相关专业使用，也可供生物技术工作者参考。

《工业微生物》教材自2006年出版以来，已被众多高职院校所采用，深受广大使用者好评。工业微生物属于专业基础课程，在食品、医药、化工、环保、能源、农业等方面的应用广泛。随着工业技术的不断发展，各相关行业与工业微生物的关系越来越紧密，各学科之间的相互渗透使工业微生物的内容越来越丰富，极大地促进了工业微生物的发展。随着职业教育的不断发展，工业微生物的教学内容、教学方法和教学目标等都在不断地进行改革，以培养适应职业岗位需求的高端技能人才。因此，适时修改、更新内容，就显得十分必要。
作者总结多年的教学和科研实践经验，在广泛听取教师和学生意见的基础上，阅读了大量的参考资料，对工业微生物的内容进行了修改，使本教材更具实用性。具体修改和更新的内容如下：
1?第二章增加了阅读材料“青霉素和溶菌酶对细菌细胞壁的作用”，更新了细菌和放线菌的部分内容。
2?第三章更新补充了微生物营养的内容。
3?第四章更新补充了“稀释倒平板法”和“抗生素”的内容。
4?第七章更新补充了“酱油”、“酒类”、“腐乳”等内容。
5?第八章增加了“疫苗生产基本技术”的内容。
6?第十章补充了“有机酸发酵”的内容。
7?第十一章增加了“解磷菌肥料的使用方法”； 补充了微生物饲料的特点等内容。
本教材经修改和更新后，更加明确了教学目标，体现了高职教育的应用特色和能力本位。本书可供高职高专生物技术及应用和生物化工工艺等专业使用，也可供其他专业师生和从事相关工作的科技人员参考。
本书由长沙环境保护职业技术学院周凤霞、蔡水文和湖南洞庭柠檬酸化学有限公司杜庆民修订。
由于编者水平有限，书中难免有疏漏或不妥之处，恳请广大同仁、读者批评指正。

编者2013年2月

版前言
生物技术是一门涉及领域宽、涵盖范围广、基础性强的新兴实用技术，是现代生物学发展并与相关学科交叉融合的产物。工业微生物是高职高专学校生物技术类专业的专业基础课，是“生物化工工艺”、“生物技术及应用”等专业的核心课程，是连接基础课和专业课之间的桥梁。目前，市场上关于《工业微生物》的教材和专著还是比较多，但常见的是本科生和研究生教材，在内容方面偏深，不适合于高职高专的学生使用。因此，我们编写了这本《工业微生物》教材，供高等职业技术学院和高等专科学校生物技术类专业使用，也可供其他专业师生和从事生物技术工作的科技人员参考。
高等职业教育面向生产和服务线，培养实用型的高级专门人才。因此，本书的指导思想是突出高职特色，着力体现实用性和实践性，使理论与实践相结合，着重培养学生的应用能力。因此，在编写本教材的过程中，适当地降低理论知识的深度和广度，注意贯彻“以应用为目的，以必须、够用为度，以掌握概念、强化应用为重点”的原则，力求创新，努力反映新知识、新技术和新的科研成果，尽量与生产应用实践保持同步。在阐述工业微生物的基本概念和基本理论的同时，重点突出微生物技术的应用，并结合当前工业微生物发展的现状，介绍了微生物在食品、医药、能源、化工、环保、农业等方面的应用。因而本书具有基础理论知识适度、技术应用突出、技术面较宽等特点。此外，本书在章节之间链接了一些相关的阅读材料，尽可能拓展学生的知识视野，也增加了本书的可读性。本书尽力做到结构明晰，图文并茂，在每章之前提出学习目标，章后进行小结，并给出复习思考题，以便于学生更好地学习和掌握有关知识。
本书由周凤霞（长沙环境保护职业技术学院）和高兴盛（吕梁高等专科学院）主编，全书共分为十一章，章由高兴盛编写，第二章由周凤霞、高兴盛、韩燕（平原大学）、陈纬（三门峡职业技术学院）共同编写，第三章由陈纬、周凤霞编写，第四章由陈纬编写，第五章由吴昊（徐州工业职业技术学院）编写，第六章由韩燕编写，第七章由陈纬编写，第八章由高兴盛编写，第九章由周凤霞编写，第十章由吴昊编写，第十一章由韩燕编写。全书由周凤霞统稿。
平原大学的陈改荣教授作为本书的主审，提出了许多宝贵意见。此外，本书在编写过程中，化学工业出版社给予了热情的支持和帮助，在此一并表示衷心的感谢。编者还谨向被本书引用为参考资料的专家和作者表示衷心感谢。
鉴于编写水平和时间的限制，本书可能存在疏漏和不足，真诚希望有关专家及师生批评指正。

编者2005年9月