现代微生物学

现代微生物学内容摘要：

中国科学院研究生教学丛书 现代微生物学 （第二版） 刘志恒 　 主编 北　京 内　容　简　介 　 　 本书在初版结构的基础上 ， 跟踪微生物基因组学和相关分析技术的发 展 ， 以及微生物学革命性的变化 ， 并结合作者近年来教学实践中的经验 ， 本着 “精简 、 更新 、 求全和实用” 的原则 ， 对初版内容进行调整 、 删节和 添新 。 全书仍然为 １０ 章 ， 内容包括微生物学概论 、 原核生物 、 极端微生 物和古菌 、 真菌学 、 病毒学 ， 以及微生物的生态学 、 生理学 、 生化代谢 、 遗传学和免疫学等 。 全书中的相关图表作了相应更新 。 本书内容丰富 、 新颖 ， 适合从事与微生物领域相关的广大研究生 、 教 师和科技工作者参考使用 。 　 　 图书在版编目（CIP）数据 　 现代微生物学／刘志恒主编 畅 — ２ 版 ．— 北京 ：科学出版社 ，２００８ 　 （中国科学院研究生教学丛书） 　 ISBN ９７８唱７唱０３唱０２００４７唱１ 　 Ⅰ 畅 现 … 　 Ⅱ 畅 刘 … 　 Ⅲ 畅 微生物学 研究生 教材 　 Ⅳ 畅 Q９３ 　 中国版本图书馆 CIP 数据核字 （２００８） 第 ０２１０７６ 号 责任编辑 ： 李 　 晓 　 霍春雁 　 刘 　 晶／责任校对 ： 宋玲玲 责任印制 ： 钱玉芬／封面设计 ： 福瑞来书装 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 出版 北 京 东 黄 城 根 北 街 １６ 号 邮 政 编 码 ： １００７１７ h t t p ：／／ w w w畅 scie ncep畅 co m 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 印刷 科学出版社发行 　 各地新华书店经销 倡 ２００２ 年 ８ 月 第 一 版 ２００８ 年 ３ 月 第 二 版 ２００８ 年 ３ 月 第 三 次 印 刷 印 数 ： ６ ００１ — ９ ０００ 开 本 ： ７８７ × １０９２ 　 １／１６ 　 　 印 张 ： ５０ １／２ 　 字 数 ： １ １７１ ０００ 　 定价 ： 99畅 00 元 （如有印装质量问题 ， 我社负责调换 枙新欣枛） 枟现代微生物学枠 （第二版） 编辑委员会 主 　 编 　 刘志恒 编 　 委 　 （按姓氏笔画顺序排序） 　 　 　 　 门大鹏 　 东秀珠 　 白逢彦 　 　 　 　 江 　 宁 　 刘志培 　 刘志恒 　 　 　 　 杨德成 　 周培瑾 　 阎锡蕴 再版前言 枟现代微生物学枠 （第一版） 自从 ２００２ 年作为研究生教材 ， 由科学出版社出版发行 以来 ， 受到了广大读者的青睐 ， 作者对此深感欣慰 。 同时 ， 对初版在使用过程中逐渐显 露的一些缺点 ， 也甚表歉意 。 随着 ２１ 世纪科学技术的快速发展 ， 微生物学的内容也不断更新和充实 。 尤其是近 年微生物基因组学及相关分析技术的发展 ， 使微生物学研究发生着革命性的变化 。 日益 庞大的基因组信息 ， 将有助于人们认识微生物的自然进化关系 ， 并对微生物系统学有更 加深刻的理解 ； 基因组技术在环境中的应用 ， 将推进微生物分子生态学的发展 ； 后基因 组时代对功能基因组的分析 ， 以及蛋白质组学 、 代谢组学 、 生物信息学的出现和发展 ， 将导致微生物药物学 、 免疫学 、 微生物法医学 、 工业化学 、 生物治理等诸多应用领域的 创新 。 基于此 ， 为了及时向读者介绍微生物学的进展 ， 我们在 枟现代微生物学枠 （第一 版） 的基础上 ， 结合 教 学 实 践 中 的 经 验 ， 并 吸 收 读 者 的 意 见 ， 对 该 书 进 行 了 修 订 和 再版 。 第二版中 ， 我们本着 “精简 、 更新 、 求全 和实 用” 的原 则 ， 对原有 内容进 行了 调 整 、 增删 。 全书仍然为 １０ 章 ： 第 １ 章中增加了 “微生物基因组学” 一节 ， 调整了 “微 生物多样性与天 然 产 物 筛 选” 的 内 容 ； 第 ２ 章 使 用 “放 线 菌 门” 取 代 了 高 （ G ＋ C） m ol ％ 革兰氏阳性菌的论述 ， 并在原核生物分类系统中参考了 枟伯杰氏系统细菌学手 册枠 第二版的内容 ； 第 ３ 章主要阐述极端微生物和古菌的基本概念 、 相关研究进展 、 在 理论上的研究意义及在实际应用中的价值 ， 从极端环境相关影响因子入手介绍极端环境 微生物的主要类群 ， 从系统发生的角度阐述古菌的主要类群 ； 第 ４ 章增加了 “黏菌” 的 内容 ； 第 ５ 章增加了 ２１ 世纪广受人类关注的 SA RS 和禽流感病毒的内容 ； 第 ６ 章增加 了 “微生物与污染物的相互作用” 一节 ， 删减了 “自然界中的微生物及其进化与多样 性” 内容 ； 第 ７ 章删除 “微生物分化” 一节 ， 并对其他内容进行精简和更新 ； 第 ８ 章着 力以化学的视角研究微生物细胞 ， 介绍了微生物细胞的化学物质和在细胞内发生的生化 反应 ， 生化反应过程中物质 、 能量 、 信息的传递和转换 ， 生化反应的调节与网络的概 念 ， 并介绍了微生物育种的原理及最新的进展 ， 增加有关代谢组学的内容 ， 将代谢调控 与微生物育种合并 ； 第 ９ 章增加了如 mRN A 内含子剪接 、 内含子的选择性剪接 、 mR唱 N A 定位主动转运等基因操作内容 ， 删除了转录因子的形态和功能 、 酵母线粒体等内 容 ； 第 １０ 章对内容进行了精简 。 同时 ， 我们对全书中的相关图表作了相应更新 。 希望 再版后的 枟现代微生物学枠 将是一本结构更加合理 、 内容更加全面 、 理论更加新颖 ， 更 适合研究生和科技工作者使用的教材 。 再版工作基本上由第一版的编写人员承担 ， 但也有年轻学者参与 。 第 １ 章由中国科 学院微生物研究所的刘志恒教授编写 ； 第 ２ 章由中国科学院微生物研究所的东秀珠教授 和刘志恒教授编写 ； 第 ３ 章由中国科学院微生物研究所的周培瑾教授和徐毅博士 、 崔恒 林博士编写 ； 第 ４ 章由中国科学院微生物研究所的白逢彦教授编写 ； 第 ５ 章由加拿大 　 · ii · 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 现代微生物学 British Columbia 大学的杨德成教授和张慧芳博士编写 ； 第 ６ 章由中国科学院微生物研 究所的刘志培副研究员编写 ； 第 ７ 章由中国科学院微生物研究所的周培瑾教授 、 杨勇博 士和北京师范大学的辛明秀副教授编写 ； 第 ８ 章由中国科学院微生物研究所的江宁教授 和王钦宏博士 、 韦平英博士编写 ； 第 ９ 章由中国科学院微生物研究所的门大鹏和贾盘兴 教授编写 ； 第 １０ 章由中国科学院生物物理研究所的阎锡蕴教授和中国人民解放军总医 院的袁玫教授编写 。 在本书再版过程中 ， 李文权 、 卓英为全书的图表和文字处理工作付出了大量的劳 动 ， 在此特别感谢 。 尽管参加本书再版的所有作者都付出了大量的心血和时间 ， 但由于编写水平所限 ， 尤其是跟踪快速发展的微生物学步伐还有一定困难 ， 所以书中出现错误仍在所难免 ， 衷 心希望广大读者批评指正 。 作　者 ２００７ 年 ３ 月 　 北京 初版前言 作为研究生教科书名的 “现代微生物学” （current microbiology） 并非生物学中的 学科名称 ， 而是作者藉此称谓强调该书以现代科学理论 、 知识和技术论述微生物基本原 理为特征 ， 以区别于大学教材书名 “普通微生物学” 。 当今微生物学作为基础生物科学 ， 随着科学技术的迅速发展 ， 它的研究领域已大大 扩展 。 根据不同研究领域提出的问题 ， 将微生物分成细菌 、 原生生物 、 藻类 、 真菌和病 毒等类群 ， 对它们分门别类地进行研究便构成了微生物学中的一些相对独立学科 。 甚至 一些不仅仅以微生物为研究对象的学科 ， 如研究人体对微生物反应的免疫学也成了独立 的分支学科 。 随着对极端环境微生物 ——— 古菌 （ A rchaea） 研究所取得的进展 ， 科学家 认为微生物不仅是地球上最早的生命形式 ， 而且也可能是地球以外生物存在的生命形 式 。 以月球 、 火星以及其他星球岩石样品中的微生物为研究对象 ， 探讨地球以外生命的 外空生物学 （exobiology） 也应运而生 。 从而不难看出 ， 当今微生物学各个研究领域之 间的延伸和相互交叉 ， 微生物学与其他学科间的相互交叉 ， 是构成现代微生物学的显著 特点 。 为了适应微生物学领域的快速发展 ， 充分反映微生物学新的研究技术和成果 ， 特别 是分子生物学技术在微生物学及其分支学科中的广泛应用所引起的许多新的突破 、 新的 生长点的形成 ， 我们汇集了各个微生物学研究领域的既有长期从事研究工作积累 ， 又有 研究生培养经验的专家 ， 试图将研究人员的技术和知识带入课堂 ， 编写这部以 枟现代微 生物学枠 为书名的研究生教材 ， 奉献给广大的研究生和教师及科研人员 。 本书在内容和结构上采用基础科学和应用科学相结合 ， 以基础科学为主的编排处 理 。 对于普通微生物学中已有的基本概念和理论 、 传统微生物学技术等 ， 本书只作引用 而不再展开论述 。 本书强调新的技术 ， 如多相分类技术 、 分子生态技术 、 分子表达及调 控 、 基因重组技术 等 ， 新 的 理 论 ， 如 分 子 系 统 学 （ m olecular systematics） 、 多 相 分 类 （polyphasic tax onomy） 、 极端微生物 （ex tremophiles） 、 分子生态学 （ m olecular ecolo唱 gy） 、 真菌生物多样性 （fungi biodiversity） 、 分子病毒学 （m olecular virology） 、 代谢分 子表达 与 调 控 （ m olecular expression and regulation） 、 基 因 重 组 （ gene recom bina唱 tion） 、 分子免疫学 （m olecular im munology） 等 。 全书共十章 ， 内容涵盖了当今微生物 学迅速发展的原核微生物 、 极端微生物和古菌 、 真菌 、 病毒 ， 以及它们的生态 、 生理 、 生化代谢 、 遗传 、 免疫等诸多领域 。 书中将重点介绍 ： 原核生物系统进化研究的分子分 类和多相分类理论与技术 ； 被人们认为是生物进化第三生命形式的古菌分子生物学 ； 物 种丰富和最有应用潜力的真菌分子系统学 ； 与基因工程和人类健康越来越密切相关的病 毒学 ； 在维持人类生存环境生态平衡中发挥重要作用的微生物分子生态学 ； 探讨微生物