環(huán)境微生物學(xué)

前言

環(huán)境微生物學(xué)的歷史可以追溯到對(duì)城市廢物的處理和處置研究。在第一版的《環(huán)境微生物學(xué)》中，我們就認(rèn)識(shí)到這門學(xué)科的研究領(lǐng)域已經(jīng)拓展到土壤、水和大氣系統(tǒng)，包括土著微生物與有機(jī)／無(wú)機(jī)污染物的相互作用，進(jìn)入這些系統(tǒng)的病原體的行為，還包括新的微生物及其產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，以造福人類健康或謀得福祉。在第一版問(wèn)世后的這些年間，有關(guān)各種環(huán)境下微生物以及群落的知識(shí)出現(xiàn)了前所未有的爆炸。因此，在《環(huán)境微生物學(xué)》第二版中，我們?cè)黾恿藢?duì)極端環(huán)境以及微生物群落和微生物之間信息傳遞的章節(jié)。類似地，出于對(duì)日益增加的人口壓力和氣候變化的認(rèn)識(shí)，我們新增了室內(nèi)微生物學(xué)、生物恐怖主義，以及全球變化對(duì)微生物傳染病的影響等章節(jié)。微生物可謂無(wú)處不在，它們遍布于世界上每一個(gè)角落，任何一處你能想象得到的環(huán)境中都有這些微小的生命。比如在土壤中，一克土壤就含有數(shù)十億個(gè)微生物，并且蘊(yùn)含著所有與這些微生物相聯(lián)系的代謝活動(dòng)?？紤]到微生物巨大的生物多樣性，可以想象一下，如果要研究地球上每個(gè)生物群系中發(fā)現(xiàn)的所有微生物的主要組別，需要面對(duì)多大的挑戰(zhàn)啊。那么不妨再想象一下，要發(fā)展合適的策略和方法來(lái)利用和操縱它們，又需要面對(duì)多大的挑戰(zhàn)。其實(shí)，這些就是環(huán)境微生物學(xué)要做的工作。我們邀請(qǐng)您讀讀這本書(shū)，從而開(kāi)始一段令人興奮的歷險(xiǎn)旅程：了解多種多樣環(huán)境中的不同微生物。本書(shū)共有8個(gè)部分，循序遞進(jìn)：（一）基礎(chǔ)部分，為后面更為專深的章節(jié)提供充分的知識(shí)背景；（二）微生物環(huán)境，包括土壤、水體和大氣；（三）關(guān)于微生物活性的檢測(cè)和定量分析，包括培養(yǎng)法、顯微觀察、生理學(xué)方法、分子生物學(xué)方法和免疫學(xué)方法；（四）微生物與環(huán)境的相互影響，從元素的循環(huán)到微生物的信息傳遞再到細(xì)菌群落的發(fā)育和運(yùn)動(dòng)；（五）金屬污染和有機(jī)污染的微生物修復(fù)；（六）水和食物來(lái)源的病原體；（七）廢棄物的處理和飲用水；（八）城市問(wèn)題，包括家庭和室內(nèi)微生物，生物恐怖主義以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。這本教材是為環(huán)境微生物學(xué)專業(yè)的高年級(jí)本科生或研究生編寫的，也可以作為對(duì)這一領(lǐng)域感興趣的科學(xué)家和工程師的參考書(shū)?？傮w上，本書(shū)旨在介紹環(huán)境微生物學(xué)中重要的微生物、微生物所依賴的不同環(huán)境的特性、檢測(cè)微生物及其活性的方法，最后評(píng)價(jià)了微生物對(duì)人類活動(dòng)的影響。本書(shū)是三位學(xué)者共同努力的結(jié)果，他們?cè)诃h(huán)境微生物學(xué)中的研究領(lǐng)域雖各不相同，卻又相輔相成。他們是亞利桑那大學(xué)的親密合作伙伴，有著大量的科研項(xiàng)目，并一起廣泛運(yùn)用先進(jìn)的跨學(xué)科方法研究各種實(shí)際問(wèn)題，如極端環(huán)境中的微生物、微生物表面活性劑在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用、新出現(xiàn)的病原菌的分子檢測(cè)、微生物和DNA在土壤中的遷移以及微生物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。這些涉及領(lǐng)域廣泛的研究為本書(shū)闡明重要的知識(shí)點(diǎn)提供了大量例證。三位作者在亞利桑那大學(xué)的11位同事也為此做出了重要貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

本書(shū)旨在介紹環(huán)境微生物學(xué)中重要的微生物、微生物所依賴的不同環(huán)境的特性、檢測(cè)微生物及其活性的方法，還評(píng)價(jià)了微生物對(duì)人類活動(dòng)的影響。三位作者是亞利桑那大學(xué)的親密合作伙伴，在環(huán)境微生物學(xué)中的研究領(lǐng)域各不相同，卻又相輔相成。這些涉及領(lǐng)域廣泛的研究為本書(shū)闡明重要的知識(shí)點(diǎn)提供了大量例證。多位撰稿人的貢獻(xiàn)也使此書(shū)在深度和廣度上具有延續(xù)性，內(nèi)容上則與當(dāng)下的研究前沿基本一致。    根據(jù)國(guó)內(nèi)讀者的需要，導(dǎo)讀版分為基礎(chǔ)篇和拓展篇，所配光盤包含原著全部彩圖。這本教材適用于環(huán)境微生物學(xué)專業(yè)的高年級(jí)本科生或研究生，也可以作為對(duì)這一領(lǐng)域感興趣的科學(xué)家和工程師的參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

作者：(美國(guó))邁爾(Raina M.Maier) (美國(guó))Ian L.Pepper (美國(guó))Charles P.Gerba 合著者：劉和 陳堅(jiān)

書(shū)籍目錄

前言致謝作者撰稿作者基礎(chǔ)篇  第一部分 微生物的基本概念    第1章 環(huán)境微生物學(xué)緒論      1.1 引言      1.2 歷史回顧      1.3 現(xiàn)代環(huán)境微生物學(xué)      1.4 本書(shū)的用途和結(jié)構(gòu)    第2章 微生物類群      2.1 生物分類      2.2 真細(xì)菌        2.2.1 細(xì)胞膜        2.2.2 細(xì)胞質(zhì)        2.2.3 多糖包被        2.2.4 細(xì)胞的附加物        2.2.5 內(nèi)生孢子        2.2.6 信息傳遞        2.2.7 新陳代謝      2.3 古細(xì)菌        2.3.1 古細(xì)菌的生境        2.3.2 古細(xì)菌的功能      2.4 真菌        2.4.1 真菌結(jié)構(gòu)        2.4.2 真菌的多樣性        2.4.3 生態(tài)學(xué)重要性      2.5 黏液菌類      2.6 原生動(dòng)物        2.6.1 原生動(dòng)物的結(jié)構(gòu)和功能        2.6.2 生理學(xué)和生態(tài)學(xué)上的重要性      2.7 藻類        2.7.1 藻類細(xì)胞的結(jié)構(gòu)        2.7.2 生理學(xué)和生態(tài)學(xué)上的重要性      2.8 病毒        2.8.1 病毒的傳染特性        2.8.2 原核病毒        2.8.3 真核病毒      2.9 其他生物實(shí)體        2.9.1 類病毒        2.9.2 朊病毒      參考文獻(xiàn)    第3章 細(xì)菌的生長(zhǎng)      3.1 細(xì)菌在燒瓶純培養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)        3.1.1 延遲期        3.1.2 指數(shù)期        3.1.3 穩(wěn)定期        3.1.4 衰亡期        3.1.5 底物濃度對(duì)生長(zhǎng)的影響      3.2 連續(xù)培養(yǎng)      3.3 在環(huán)境中的生長(zhǎng)        3.3.1 延遲期        3.3.2 指數(shù)期        3.3.3 穩(wěn)定期和衰亡期      3.4 生長(zhǎng)質(zhì)量平衡        3.4.1 好氧條件        3.4.2 厭氧條件      思考題      參考文獻(xiàn)與擴(kuò)展閱讀  第二部分 微生物的生長(zhǎng)環(huán)境  第三部分 檢測(cè)、計(jì)數(shù)和鑒定拓展篇  第四部分 微生物的信息傳遞，活動(dòng)，以及與環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)的相互作用  第五部分 有機(jī)污染物與金屬污染物的治理  第六部分 水源性和食源性病原菌  第七部分 廢水處理與消毒  第八部分 城市微生物索引

章節(jié)摘錄

插圖：At the same time that the carbon cycle evolved, the nitrogen cycle emerged because nitrogen was a limiting element for microbial growth. Although molecular nitrogen was abundant in the atmosphere, microbial cells could not directly utilize nitrogen as N2 gas. Cells require organic nitrogen compounds or reduced inorganic forms of nitrogen for growth. Therefore, under the reducing conditions found on early Earth, some organisms developed a mechanism for fixing nitrogen using the enzyme nitrogenase. Nitrogen fixation remains an important microbiological process, and to this day, the majority of nitrogenase enzymes are totally inhibited in the presence of oxygen.When considered over this geologic time scale of several billion years, it is apparent that biogeochemical activities have been unidirectional. This means that the predominant microbial activities On earth have evolved over this long period of time to produce changes and to respond to changes that have occurred in the atmosphere,namely, the appearance of oxygen and the decrease in carbon dioxide content. Presumably these changes will continue to occur, but they occur so slowly that we do not have the capacity to observe them.One can also consider biogeochemical activities on a more contemporary time scale, that of tens to hundreds of years. On this much shorter time scale, biogeochemical activities are regular and cyclic in nature, and it is these activities that are addressed in this chapter. On the one hand, the presumption that Earth is a superorganism and can respond to drastic environmental changes is heartening when one considers that human activity is effecting unexpected changes in the atmosphere, such as ozone depletion and buildup of carbon dioxide. However, it is important to point out that the response of a superorganism is necessarily slow （thousands to millions of years）, and as residents of Earth we must be sure not to overtax Earth's ability to respond to change by artificially changing the environment in a much shorter time frame.14.2 CARBON CYCLE14.2. I Carbon Reservoirs A reservoir is a sink or source of an element such as carbon. There are various global reservoirs of carbon, some of which are immense in size and some of which are relatively small （Table 14.3）. The largest carbon reservoir is carbon are rock found in Earth's sediments. This reservoir is four orders of magnitude larger than the carbonate reservoir found in the ocean and six orders of magnitude larger than the carbon reservoir found as carbon dioxide in the atmosphere.If one considers these three reservoirs, it is obvious that the carbon most available for photosynthesis, which requires carbon dioxide, is in the smallest of the reservoirs, the atmosphere. Therefore, it is the smallest reservoir that is most actively cycled. It is small, actively cycled reservoirs such as atmospheric carbon dioxide that are subject to perturbation from human activity.

編輯推薦

《環(huán)境微生物學(xué):拓展篇(導(dǎo)讀版)(原著第2版)》的前言和目錄均已譯成中文，正文部分保留英文原版。另附江南大學(xué)陳堅(jiān)教授、劉和博士所作的中文導(dǎo)讀一篇。章節(jié)目錄：第四部分 微生物的信息傳遞，活動(dòng)，以及與環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)的相互作用第14章 生物地球化學(xué)循環(huán)第15章 戶外生物地球化學(xué)循環(huán)的結(jié)果第16章 微生物的信息傳遞：細(xì)菌-細(xì)菌，細(xì)菌-宿主第17章 自然生態(tài)系統(tǒng)中的細(xì)菌群落第18章 全球環(huán)境變化與微生物導(dǎo)致的傳染病第19章 微生物的傳播第五部分 有機(jī)污染物與金屬污染物的治理第20章 微生物與有機(jī)污染物第21章 微生物與金屬污染物第六部分 水源性和食源性病原菌第22章 環(huán)境傳播的病原菌第23章 指示微生物第七部分 廢水處理與消毒第24章 廢水處理和生物固體的再利用第25章 飲用水的處理第26章 消毒第八部分 城市微生物第27章 室內(nèi)微生物第28章 微生物與生物恐怖主義第29章 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

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