微生物學教程(第4版)（簡體書）

周德慶

復旦大學生命科學學院教授，曾任微生物學和微生物工程系系主任、浙江万裡學院生命科學系主任、教育部高校生物學教學指導委員會委員、微生物學教學指導組組長、第二屆全國微生物學名詞審定委員會副主任委員等，是我國微生物學教育領域的著名學者，享受國務院特殊津貼。先後開設微生物學有關課程10餘門，發表科研、教學論文70餘篇，著譯教材等約50部。獲國家教學成果獎二等獎，國家教委優秀教材一等獎和科學技術進步獎二等獎，上海市教學成果獎一等獎和優秀教材二等獎等國家、部級和上海市獎勵10餘項。

本書的第3版曾有幸以“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材出版。該版自2011年問世後不久，又獲“上海市普通高校優秀教材一等獎”的榮譽。在此後的8年時間裡，蒙廣大同行和青年學生等的厚愛，至今已加印19次，總印數超40萬冊，由此，更令筆者深感責任之重。為緊跟學科發展的步伐，並更好滿足廣大師生的教學需要，在高等教育出版社的領導和王莉副編審等的關心和鼓勵下，通過一段時間的努力，今天總算完成了新版的修訂、補充和更新的任務。
本版是在前三版的基礎上，繼續遵循和拓展原有的編寫宗旨，努力做好一人獨撰，體系穩定，概念清晰，重視基礎，緊跟前沿，數據翔實，闡述簡煉，易學助記，教學兩宜和力創特色等。相信初學者只要通過常規的學習，必能更好地熟記一大批常用的微生物學專業名詞和名稱，獲得較全面和豐富的知識，掌握一些重要的基本規律和理論，並能了解主要的前沿研究方向和熱點問題。在此基礎上，還望能對本學科的輪廓和架構——教學大綱和學科體係有良好的理解，進而產生後續學習的興趣和動手的熱情。
筆者認為，-套科學性較強且結構穩定的學科體系，對教學雙方都極其重要。故從早年起，筆者就對國內外有關教材作了些調查和比較。通過半個多世紀來的教學和教材編寫等實踐，更進一步加深了認識。相信這對於長期使用本教材的師生而言，還會帶來較多的方便。
基礎課教材在保持較高穩定性的同時，也應與時俱進，注意其先進性。筆者盡其所能，努力跟踪。書中反映的耐藥菌及其對策，CRISPR/Cas9基因編輯技術及其原理，人體正常菌群與健康，免疫細胞與免疫反應研究的進展，以及合成生物學的動向等，都是有關的實例。此外，在書後的結束語“微生物學的展望”中，還對學科的發展趨勢和重要方向作了綜述，藉以開闊讀者的思路和視野。
鑑於科學數據的重要性，筆者在書中匯集了較豐富的本學科基本數據、重要數據、最新數據和珍稀數據，以能引起讀者的關注、興趣和應用。
面對當前全球範圍內出現的，並將會愈演愈烈的，不利於學生們基礎課學習的“信息爆炸”和“信息碎片化”形勢，作者感到自己有責任探索一些相應的對策和具體的方法。幾十年來，考慮最多的是如何能把“多而雜”的信息，通過歸納、抽提和昇華，使之盡可能轉化成“少而精”的知識、規律甚至理論，以達到能讓初學者“看得懂、悟得深、記得牢、用得來”的效果。通過簡明化、醒目化、通俗化、情趣化、圖像化、表格化、表解化、類比化或系統化等方式，不但起到了信息的減量提質等效果，還可讓我們從“兩腳書櫃”或“硬盤人…‘U盤人”的記憶重壓下解放出來。書中有關實例極多，例如，微生物的定義（表解），微生物的五大共性（標題醒目化，內容系統化），細菌細胞的模式構造（設計模式圖），四大類微生物細胞與菌落形態的比較（歸納，昇華），病毒各個大類的區分（表解），設計培養基的四原則和四方法（歸納，昇華），生物氧化的三形式、三功能和三階段（歸納，昇華），微生物培養法概貌（歸納），誘變育種五環節（表解），菌種保藏法大觀（表解，昇華），以及生物間相互關係的九種排列組合（系統化，易記），等等。
本書自1993年正式出版（此前曾以講義形式與同行交流了20年）以來，已連續發行了3版，其間曾獲得過國家教委的高校優秀教材一等獎、科技進步二等獎和上海市高校優秀教材一等獎等多項榮譽。飲水思源，作者始終心懷一份感恩之情，深切感謝成書和選用過程中所有給予過關心、支持、鼓勵和幫助的領導、師長、讀者和親友，包括高等教育出版社的歷屆領導，特別是程名芬、林金安和吳雪梅編審，歷任編校人員；廣大使用本教材的同行、朋友和學生；最後，還要感謝我的家人——徐士菊、周韌棱和周韌剛的一貫支持和幫助。
我從小自感禀賦平平，唯有專注、勤奮和堅守才可能在某一事業上略有所成。故對“終生掘一井”和“板凳要坐十年冷”之類的說教甚感合拍。自1953年秋進入復旦大學生物系，並有幸選擇當時國內剛設置一年的微生物學專業（當年還稱“專門化”）後，微生物學就成了我終生的“伴侶”和至愛，並願矢志不渝地堅守常人所不太願意的微生物學基礎課教學崗位，以致直到退休二十餘年後的今天，仍樂此不疲，似乎已可稱得上同行中為數不多的“鐵桿教書匠”了！與此同時，這一甜蜜的事業也不時為我帶來“無心插柳柳成蔭”之類的意外驚喜和許多“副產品”。
光陰荏苒，歲月如流。今天，年逾八旬的我，已到了應向廣大同行、朋友、學生和讀者們作告辭的時候了！我想，留下這本“第4版”，或許就是獻給大家的一份最合適的告別禮物了。筆者確信，我們共同摯愛的微生物學及相關事業，必將隨著偉大祖國“中國夢”的實現而不斷向前，其發展前景將越來越寬廣、燦爛、輝煌！

緒論 微生物與人類
一、什麼是微生物
二、人類對微生物世界的認識史
三、微生物學的發展促進了人類的進步
四、微生物的五大共性
五、微生物學及其分科
複習思考題

第一章 原核生物的形態、構造和功能
第一節 細菌
一、細胞的形態、構造及其功能
二、細菌的群體形態
第二節 放線菌
一、放線菌的形態和構造
二、放線菌的繁殖
三、放線菌的群體特徵
第三節 藍細菌
第四節 枝原體、立克次氏體和衣原體
一、枝原體
二、立克次氏體
三、衣原體
複習思考題

第二章 真核微生物的形態、構造和功能
第一節 真核微生物概述
一、真核生物與原核生物的比較
二、真核微生物的主要類群
三、真核微生物的細胞構造
第二節 酵母菌
一、酵母菌分佈及與人類的關係
二、酵母菌細胞的形態和構造
三、酵母菌的繁殖方式和生活史
四、酵母菌的菌落
第三節 絲狀真菌——黴菌
一、黴菌分佈及與人類的關係
二、黴菌細胞的形態和構造
三、真菌的孢子
四、黴菌的菌落
第四節 產大型子實體的真菌——蕈菌
複習思考題

第三章 病毒和亞病毒因子
第一節 病毒
一、病毒的形態、構造和化學成分
二、病毒的分類
三、4類病毒及其繁殖方式
第二節 亞病毒因子
一、類病毒
二、擬病毒
三、衛星病毒
四、衛星RNA
五、朊病毒
第三節 病毒與應用
一、噬菌體與發酵工業
二、昆蟲病毒用於生物防治
三、病毒在基因工程中的應用
複習思考題

第四章 微生物的營養和培養基
第一節 微生物的6類營養要素
一、碳源
二、氮源
三、能源
四、生長因子
五、無機鹽
六、水
第二節 微生物的營養類型
第三節 營養物質進入細胞的方式
一、單純擴散
二、促進擴散
三、主動轉運
四、基團轉位
第四節 培養基
一、選用和設計培養基的原則和方法
二、培養基的種類
複習思考題

第五章 微生物的新陳代謝
第一節 微生物的能量代謝
一、化能異養微生物的生物氧化和產能
二、自養微生物產ATP和產還原力
第二節 分解代謝和合成代謝的聯繫
一、兩用代謝途徑
二、代謝物回補順序
第三節 微生物獨特合成代謝途徑舉例
一、自養微生物的C02固定
二、生物同氮
三、微生物結構大分子——肽聚醣的生物合成
四、微生物次生代謝物的合成
第四節 微生物的代謝調節與發酵生產
一、微生物的代謝調節
二、代謝調節在發酵工業中的應用
複習思考題

第六章 微生物的生長及其控制
第一節 測定生長繁殖的方法
一、測生長量
二、計繁殖數
第二節 微生物的生長規律
一、微生物的個體生長和同步生長
二、單細胞微生物的典型生長曲線
三、微生物的連續培養
四、微生物的高密度培養
第三節 影響微生物生長的主要因素
一、溫度
二、氧氣
三、pH
第四節 微生物培養法概論
一、實驗室培養法
二、生產實踐中培養微生物的裝置
第五節 有害微生物的控制
一、幾個基本概念
二、物理滅菌因素的代表——高溫
三、化學殺菌劑、消毒劑和治療劑
複習思考題

第七章 微生物的遺傳變異和育種
第一節 遺傳變異的物質基礎
一、3個經典實驗
二、遺傳物質在微生物細胞內存在的部位和形式
第二節 基因突變和誘變育種
一、基因突變
二、突變與育種
第三節 基因重組和雜交育種
一、原核生物的基因重組
二、真核微生物的基因重組
第四節 基因工程
一、基因工程的定義
二、基因工程的基本操作
三、基因工程的應用
四、CRISPR與基因編輯
第五節 菌種的衰退，復壯和保藏
一、菌種的衰退與復壯
二、菌種的保藏
複習思考題

第八章 微生物的生態
第一節 微生物在自然界中的分佈與菌種資源的開發
一、微生物在自然界中的分佈
二、菌種資源的開發
第二節 微生物與生物環境間的關係
一、互生
二、共生
三、寄生
四、拮抗
五、捕食
第三節 微生物的地球化學作用
一、碳素循環
二、氮素循環
三、硫素循環與細菌瀝濾
四、磷素循環
……

第九章 傳染與免疫
第十章 微生物的分類和鑑定
第十一章 微生物學的展望

附錄 談談“評教八率”
參考書目
索引