Microbial Bionanotechnology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Routledge

作者:Rehm, Bernd (EDT)

出品人:

页数:373

译者:

出版时间:

价格:209

装帧:HRD

isbn号码:9781904933168

丛书系列:

图书标签:

• Microbial nanotechnology
• Bionanotechnology
• Microbiology
• Nanotechnology
• Biomaterials
• Bioengineering
• Nanobiotechnology
• Biosensors
• Environmental biotechnology
• Bioremediation

现代微生物学：从细胞到生态系统的宏大叙事 作者： [此处可虚构一位资深学者的名字，例如：艾伦·麦克唐纳] 出版商： [此处可虚构一家知名学术出版社的名称，例如：环球科学出版社] --- 图书概述 《现代微生物学：从细胞到生态系统的宏大叙事》是一部旨在全面、深入地剖析当代微生物学前沿进展的权威著作。本书超越了传统微生物学教科书的范畴，它不仅细致描绘了微生物生命活动的基础机制，更将视角拓展至微生物在地球生物圈、人类健康乃至未来科技中的核心作用。全书结构严谨，逻辑清晰，内容涵盖了从分子生物学工具、微生物生理学、遗传学，到复杂的微生物群落生态学、生物地理学和应用领域的最新突破。 本书尤其侧重于整合跨学科知识，将生物化学、基因组学、生物信息学和计算生物学的最新成果融入到对微生物世界的理解之中。它为研究生、科研人员以及对生命科学有深入探究兴趣的专业人士提供了一个理解当前微生物学研究热点和未来发展方向的综合平台。 --- 第一部分：微生物世界的分子基石 本部分奠定了理解复杂微生物现象所需的分子和细胞生物学基础。 第一章：微生物的生命体：结构与功能多样性 本章首先系统梳理了细菌、古菌和真核微生物（如真菌和原生生物）在细胞结构上的核心差异与趋同性。重点探讨了细胞壁（肽聚糖、假肽聚糖、S层）的化学组成及其在环境适应性中的角色。此外，详细分析了鞭毛、菌毛等运动和附着结构，并引入了对微生物细胞膜脂质组成如何适应极端环境（如高压、低温、高盐）的深入讨论。 第二章：微生物的遗传物质与调控网络 本章深入剖析微生物遗传学的核心机制。内容涵盖DNA复制、转录和翻译的精细调控过程。重点介绍了原核生物特有的基因表达调控元件，如操纵子（Operons）模型，并详细阐述了转座子、质粒在基因水平“水平转移”中的关键作用。此外，本章还引入了对CRISPR-Cas系统在原核生物免疫防御和基因编辑中的机制解析。 第三章：能量代谢的广度与深度 微生物是地球上最伟大的化学家。本章系统梳理了微生物的能量获取策略。从光合作用（包括产氧和不产氧光合作用）到化能自养（如硝化、硫氧化），再到复杂的异养呼吸和发酵途径。特别关注了电子传递链的构建多样性，以及微生物如何利用不寻常的电子供体和受体来维持其生命活动，这些机制是理解全球生物地球化学循环的关键。 第四章：微生物的生理适应性与极端生存策略 本章聚焦于微生物如何应对严酷的环境挑战。详细讨论了嗜盐菌、嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸/嗜碱菌的分子生理适应机制。例如，解释了如何通过调控分子伴侣蛋白、极端环境下的膜流动性调整以及DNA修复机制来确保在极端条件下蛋白质功能的稳定性和基因组的完整性。 --- 第二部分：微生物群落与生态系统动力学 微生物很少单独存在，本部分将焦点从单个细胞转移到复杂的微生物群落及其对宏观环境的影响。 第五章：微生物群落的构建与交流 本章探讨了微生物群落（Microbiomes）的生态学原理。引入了“中性理论”与“生态位理论”在解释群落结构中的应用。重点分析了微生物细胞间信号传递机制，如群体感应（Quorum Sensing）如何协调群体行为，包括生物膜（Biofilm）的形成、分泌效应物以及群体协作的竞争策略。 第六章：微生物生物地球化学循环的驱动力 微生物是驱动全球物质循环的核心力量。本章详细阐述了碳循环（如甲烷的产生与氧化）、氮循环（固氮、反硝化、氨氧化）以及硫循环和磷循环中关键微生物的代谢通路和环境调控因素。强调了这些循环在调节大气成分和气候变化中的不可替代作用。 第七章：宏基因组学与生物信息学工具 随着高通量测序技术的发展，研究微生物群落的工具发生了革命性变化。本章系统介绍了宏基因组学（Metagenomics）、宏转录组学（Metatranscriptomics）和宏蛋白质组学（Metaproteomics）的技术流程。详细讨论了数据分析中的挑战，包括序列组装、功能注释以及使用各种生物信息学算法来重建功能网络和预测环境适应性。 第八章：微生物生态学的多尺度视角 本章探讨了不同尺度下的微生物生态学研究。从小尺度的根际（Rhizosphere）和肠道微生态，到大尺度的海洋微生物区室和土壤微生物群落。内容涉及微生物的生物地理分布规律，以及环境因素（如气候变暖、污染）如何重塑这些关键生态系统的微生物结构和功能。 --- 第三部分：微生物与宿主相互作用 本部分深入探讨了微生物与更大型生物（尤其是人类和植物）之间复杂且动态的相互作用。 第九章：人类微生物组：健康与疾病的平衡 本章聚焦于人体三大主要微生物群落：肠道、皮肤和呼吸道。详细讨论了微生物组如何参与宿主营养代谢（如短链脂肪酸的产生）、维生素合成以及对病原体的“占位抵抗”。深入分析了微生物组失调（Dysbiosis）与炎症性肠病（IBD）、肥胖症、甚至神经退行性疾病之间的潜在联系。 第十章：病原体生物学与宿主免疫逃逸策略 本章侧重于致病微生物（细菌、病毒、真菌）的毒力因子、侵袭机制和毒素生产。重点解析了病原体如何通过分子模拟、抗原漂移和免疫抑制等策略来逃避宿主固有免疫和适应性免疫系统的识别与清除。本章也探讨了抗生素耐药性基因的进化与传播机制。 第十一章：植物微生物互作：根际的分子对话 本章关注植物健康和农业可持续性。详细描述了共生关系（如根瘤菌固氮）和拮抗关系（如促生菌）。通过分子层面解析植物如何感知微生物信号，以及微生物如何分泌植物激素或分泌效应蛋白来影响宿主生长发育和抗逆性。 --- 第四部分：微生物学的应用前沿 本部分展望了微生物学在解决全球挑战中的应用潜力。 第十二章：生物能源与环境修复 本章探讨微生物在可持续能源生产中的角色，包括生物燃料（生物乙醇、生物柴油）的工业化发酵工艺。同时，详细论述了生物修复（Bioremediation）技术，如利用微生物降解石油烃类、重金属和持久性有机污染物（POPs）的原理和现场应用案例。 第十三章：工业微生物学与合成生物学工具箱 本章介绍了工业发酵过程中的优势菌株改造和优化。重点阐述了合成生物学如何利用代谢工程和基因电路设计来优化次级代谢产物（如抗生素、酶）的产量。讨论了利用非模式微生物作为新型“细胞工厂”的潜力。 第十四章：新兴的诊断与治疗策略 本章聚焦于微生物学在临床医学中的前沿应用。内容包括利用微生物组数据辅助疾病诊断、设计基于噬菌体的抗感染疗法（Phage Therapy）以及开发新型疫苗平台技术（如mRNA疫苗技术在微生物抗原递呈中的应用）。 --- 总结与展望 本书的最后一部分对当前微生物学研究的边界进行了总结，并展望了未来十年可能出现的颠覆性技术，例如单细胞多组学分析、基于的人工智能模型在预测微生物生态系统行为中的应用，以及微生物学在太空生物学探索中的重要性。本书旨在激发读者对这个看不见却主宰着我们世界的生命王国的无限好奇心和探索精神。

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