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出版者:

作者:邓开野

出品人:

页数:298

译者:

出版时间:2010-6

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787811355307

丛书系列:

图书标签:

• 发酵工程
• 微生物学
• 生物化工
• 实验教学
• 生物技术
• 工业微生物
• 发酵工艺
• 生物反应器
• 食品工程
• 生物制药

《环境微生物学基础与应用》 图书简介 本书旨在为环境科学、生态学、微生物学、水处理工程、土壤修复等相关领域的学生、研究人员和工程技术人员提供一本全面、深入且具有实践指导意义的教材与参考书。全书内容紧密围绕环境中的微生物生命活动及其在生态系统功能维持、污染控制与资源化利用中的核心作用展开。 第一部分：环境微生物的生命世界 第一章：环境微生物概述与分类 本章首先界定了环境微生物学的研究范畴及其在现代生命科学和地球科学中的地位。详细介绍了环境微生物的传统分类方法（如基于形态学和生理生化特征）与现代分子生物学分类方法（如基于16S rRNA基因序列分析），强调了微生物多样性的广度和深度。重点阐述了环境中主要微生物类群——细菌、古菌、真菌、藻类和原生动物的生态学意义及其在生物地球化学循环中的关键角色。内容涵盖了从极端微生物（嗜热菌、嗜盐菌、嗜压菌等）的生存机制到常见环境微生物的生理特性，为后续章节的学习打下坚实的理论基础。 第二章：微生物的形态、结构与生理生化 本章深入剖析了环境微生物的基本结构。对于细菌和古菌，详细讲解了细胞壁、细胞膜、细胞质、核区及各类附属物的结构和功能，特别是与环境适应性密切相关的结构，如鞭毛、菌毛、孢子等。在生理生化方面，着重阐述了微生物的能源代谢（光能、化学能）和碳源代谢（自养与异养），特别是厌氧呼吸、发酵的类型及其能量效率。此外，还系统介绍了微生物的生长动力学模型、影响微生物生长的环境因子（温度、pH、水活度、氧化还原电位）的调控机制。 第三章：微生物的遗传与分子生物学基础 本章侧重于环境微生物的遗传物质、信息流及其调控机制。详细介绍了原核生物的基因组结构、DNA复制、转录和翻译过程。着重探讨了环境微生物中重要的水平基因转移（接合、转化、转导）机制，及其在抗生素耐药性基因和功能基因扩散中的重要性。对于环境生物技术应用而言，基因表达调控、基因工程的基本操作（克隆、表达载体、PCR技术）被系统介绍，为理解微生物的适应性进化和人工改造提供了分子工具。 第二部分：微生物在生态系统中的关键功能 第四章：生物地球化学循环中的微生物 本章是本书的核心内容之一，系统阐述了微生物驱动的关键元素循环。 碳循环： 涵盖光合作用固碳、有机质分解、甲烷的产生（产甲烷作用）与利用（甲烷氧化），及其对全球气候变化的贡献。 氮循环： 详细讲解固氮作用、氨化作用、硝化作用（硝化菌的生态位）、反硝化作用和厌氧氨氧化（Anammox），强调了人为活动对氮循环的干扰。 硫循环与磷循环： 阐述了硫氧化菌和还原菌、硫细菌在硫化物代谢中的作用；以及微生物溶解和固定无机磷与有机磷的过程，特别是微生物在磷有效性中的调控。 第五章：微生物与土壤生态 本章聚焦于土壤微生物群落。介绍了土壤微生物的生境特点、多样性及其群落结构分析方法（如高通量测序）。重点讨论了微生物在土壤有机质形成与转化、土壤结构改善、植物根际作用（如根际促生菌PGPR）中的积极作用。同时，探讨了微生物在土壤养分有效性、重金属生物地球化学行为中的调控作用。 第六章：水体微生物及其生态功能 本章分析了淡水、海水和地下水中的微生物群落结构及其在水体自净作用中的表现。详细介绍了水体中微生物的初级生产力、有机质的降解过程。针对饮用水安全，讨论了病原微生物的监测与控制。对于海洋环境，着重阐述了海洋微生物在海洋碳泵和氧气生产中的全球性贡献。 第三部分：环境微生物技术的应用 第七章：微生物在污染控制中的应用（生物修复） 本章是本书的实践应用重点。详细介绍了生物修复（Bioremediation）的原理和技术体系。 生物降解机制： 阐述了微生物对不同污染物（如石油烃类、农药、多氯联苯等）的酶促降解途径和生化机制。 生物修复技术： 分别介绍了生物堆、生物曝气池、生物垫等场地修复技术，以及生物强化（Bioaugmentation）与生物刺激（Biostimulation）策略的选择与实施。 重金属的生物固定与转化： 讨论了微生物对重金属的生物吸附、生物沉淀和生物还原等非活性化技术。 第八章：微生物在水处理工程中的应用 本章聚焦于市政和工业废水处理过程中的微生物学原理。详细讲解了活性污泥法的微生物生态学，包括丝状菌、胶团的形成与稳定。深入分析了传统A/O、A2/O工艺中微生物的脱氮除磷机理，包括硝化、反硝化、聚磷菌（PAO）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）积累菌的功能。此外，还介绍了膜生物反应器（MBR）、厌氧反应器（UASB）等新型高效处理技术的微生物学基础。 第九章：环境微生物工程技术与展望 本章面向未来环境可持续发展，探讨了前沿的环境微生物技术。详细介绍了宏基因组学、宏转录组学等“多组学”技术在环境微生物生态学研究中的应用，如何揭示复杂的微生物功能。讨论了合成生物学在设计“智能”微生物用于污染物降解、生物传感器开发中的潜力。最后，对环境微生物在气候变化、全球生物多样性保护以及资源回收（如生物能源、生物肥料）中的未来发展方向进行了展望。 全书特点： 本书结构逻辑清晰，理论深度与工程实践紧密结合。配有丰富的案例分析和图表，旨在培养读者运用微生物学原理解决实际环境问题的能力。内容更新及时，反映了环境微生物学领域最新的研究进展和技术突破。

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我是一位从事食品科学研究的教师，最近在准备一个关于传统酿造工艺现代化的课程。我手上搜集了不少经典教材，但它们大多侧重于宏观的工艺描述，缺乏对深层生物化学原理的挖掘。直到我翻开这本书，才发现它在“风味物质形成机理”这部分的内容极具启发性。书中没有简单地罗列发酵食品的成品特点，而是花费了大量篇幅去解析酯类、醇类和醛类物质在特定酵母菌株中的合成途径，以及如何通过控制发酵终点的酶促反应速率来精细调控最终风味特征。特别是它对厌氧呼吸链的详细描述，让我清晰地理解了为什么在某些特定条件下，微生物会转向产生更复杂的风味物质。这本书的叙述方式非常流畅，它巧妙地将复杂的生物化学反应图谱，转化为易于理解的逻辑流程，对于本科生建立系统认知非常有帮助。我甚至发现书中提供的几个经典实验设计案例，可以直接用于课堂演示，增强学生的直观感受。如果说传统的教材是“地图”，那么这本书就是带你深入“丛林”探险的“指南针”，指引我们从经验走向科学的精准控制。

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坦白说，我买这本书的时候，是冲着它封面那种严谨的学术气息去的，结果发现它在“过程控制与优化”这一块的实战指导性，远超我的预期。我之前在一家生物制药公司实习，负责中间体的纯化环节，经常被突发的污染或产率波动搞得焦头烂额。这本书里有一个专门章节详细讨论了不同类型反应器（如CSTR和气升式反应器）在处理高粘度发酵液时的剪切力影响和氧传递效率的差异。书中甚至提供了针对不同生物反应器设计参数的计算模型，让我终于明白了为什么我们的小型实验罐体表现完美，一放大到万升级别就出问题——原来是设计哲学完全不同。它不光讲理论，还配有大量的工程图示和参数表格，简直像一本高级工程师的速查手册。读完后，我对如何设计一个更稳定的、更具可放大性的发酵系统，有了一个全新的、更具工程思维的认知。这本书的价值在于它架起了基础研究和工程实践之间那座至关重要的桥梁，让那些晦涩的生物学知识立刻具备了可操作性。

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这本关于现代微生物代谢调控的专著，简直是为我们这些在实验室里摸爬滚打的研究生量身定制的。书中对各种复杂发酵过程中的信号转导机制进行了深入剖析，图文并茂地展示了关键酶系的活性变化曲线和基因表达的动态过程。尤其是关于如何利用CRISPR技术精确编辑菌株基因组以优化次级代谢产物产量的章节，简直是打开了新世界的大门。作者不仅仅停留在理论层面，还细致地阐述了从实验室小试到中试放大的过程中，如何通过调整pH、溶氧度等环境因子来维持甚至提高目标产物的得率。我记得有一次我们的小试发酵批次产率一直上不去，我抱着试试看的心态，参考了书里关于限制性底物添加速率的建议，没想到第二天检测指标就有了明显的改善。这本书的严谨性毋庸置疑，数据详实，参考文献覆盖了近十年来的顶尖期刊成果，对于想在生物制造领域有所突破的人来说，它绝不是一本可有可无的工具书，而更像是一位耐心的、知识渊博的导师，时刻为你指点迷津。它教会我的，不仅是“怎么做”，更是“为什么这样做”，这种底层逻辑的理解，是任何快速教程都无法替代的。

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对我而言，这本书最吸引我的地方在于其前瞻性和跨学科的整合能力。它没有把自己局限在传统的微生物学范畴内，而是将高通量测序（Omics技术）与传统发酵过程紧密结合起来。例如，在分析代谢流时，它不仅使用了传统的同位素追踪法，还引入了代谢组学数据来反推关键限速步骤。这种多维度的分析视角，极大地提升了解决复杂问题的能力。书中关于生物反应器内流体力学模拟的章节，虽然数学公式略显复杂，但它清晰地解释了湍流和层流对细胞生长和代谢的影响，这对于设计下一代反应器至关重要。我感受到作者的视野非常开阔，他似乎总是在思考“下一步是什么”。这本书不仅仅是记录了现有的知识，更是在暗示未来的研究方向和技术瓶颈的突破口。它对那些致力于创新和颠覆性技术研发的读者来说，无疑是一剂强心针，能激发我们在现有框架之外思考问题的能力，让我们的研究方向更有可能触及到产业变革的前沿。

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这本书的排版和插图质量令人印象深刻，体现了出版方对专业知识的尊重。我特别欣赏它在讲述微生物遗传稳定性问题时的处理方式。在生物制药领域，确保生产菌株的性状不发生漂移是头等大事。书中不仅介绍了经典的抗生素筛选法，还深入探讨了基于QSeq技术的快速检测方法，以及如何通过基因组测序来实时监控潜在的突变热点。那种对细节的极致追求，让人感觉作者对这个领域的热爱是发自内心的。此外，书中对极端微生物在生物催化中的应用也进行了精彩的阐述，比如深海热泉微生物在高温高压环境下的酶活性维持机制，这拓宽了我们对“耐受性”的理解边界。读这本书就像进行了一次知识的“深度潜水”，你不得不放慢速度，去品味那些精心构建的知识网络。它不追求速度，而是追求深度和广度，适合那些希望建立起坚实、全面知识体系的深度学习者，读完后会有一种充实的成就感，仿佛自己的知识库被系统性地“升级”了一遍。

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