了得網自然科學_微生物礦化

內容簡介

本書簡明介紹了生物及微生物礦化的研究歷史與未來方向、微生物礦化的基本概念與原理，重點論述：趨磁細菌的生態分布、礦化產物的“智能”意義，菌種及其礦化產物(磁小體)的培養與分離方法；喜鐵細菌等微生物在中國黃土(陸相沉積物)中的分布特征，礦化產物的類型、地層磁效應及其地球化學背景；微生物礦化在治理環境污染中的作用與應用前景，尤其對石油類污染物的追蹤與微生物降解的實驗研究；現代海底微生物礦化成因的冷泉碳酸鹽岩的岩石學、地球化學特征及其與天然氣水合物的關繫；洋底高溫熱泉*環境下微生物種群關繫及其與生命起源和多金屬成礦意義。
本書適於地球科學、微生物學、海洋學、石油與天然氣科學和環境科學等專業的大學生、研究生，以及從事相關工作的專業人員和廣大科技愛好者閱讀或參考。

序
前言
致謝
緬懷
緒論
一、生物礦化研究的回顧
二、生物礦化與生物礦物
三、生物礦化的地史演化
四、微生物礦化與資源和環境
章微生物學概論
節微生物學的研究範疇與發展
一、微生物學的地位與發展
二、微生物學的主要研究內容
第二節微生物的主要類群及其在自然界中的分布序
前言
致謝
緬懷
緒論
一、生物礦化研究的回顧
二、生物礦化與生物礦物
三、生物礦化的地史演化
四、微生物礦化與資源和環境
章微生物學概論
節微生物學的研究範疇與發展
一、微生物學的地位與發展
二、微生物學的主要研究內容
第二節微生物的主要類群及其在自然界中的分布
一、原核微生物
二、真核微生物
三、微生物在自然界中的分布
第三節微生物的營養與生長
一、微生物對營養的一般要求
二、微生物的營養類型
三、細胞對營養物質的吸收
四、微生物的生長
五、環境因子對微生物生長的影響
第四節微生物代謝
一、微生物的產能代謝
二、微生物細胞物質合成與能量利用
三、微生物代謝的調節
第五節微生物礦化作用
一、微素生物地球化學循環中的作用
二、微生物的生物礦化作用
第二章微生物礦化機制
節晶體成核與生長的物理化學規則
一、結晶成核作用的熱力學驅動力
二、界面自由能與臨界半徑
三、過飽和度與成核速率
四、成核途徑與Ostwald-Lussac相變說
五、成核形狀
六、生物礦物與非生物礦物
第二節生物大分子在微生物礦化中的作用
一、微生物大分子素組成與特殊的功能團組合
二、生物大分子與水的作用
三、生物大分子對礦化產物的控制
四、生物礦化的保真性及其產物的歸宿
第三節微生物礦化方式與微生物在鐵循環中的作用
一、微生物礦化的兩種方式
二、厭氧環境下微生物對鐵的氧化還原途徑
三、微生物礦化的強度表征
第三章趨磁細菌的礦化與應用
節趨磁細菌的發現及幾株典型的純培養菌株
一、趨磁細菌的發現
二、水域中的趨磁細菌
三、陸地沉積物中趨磁細菌
第二節趨磁細菌的生態分布及其分離與培養
一、趨磁細菌在自然界的生態分布
二、趨磁細菌的分離與培養
第三節趨磁細菌的主要生物學和生理生化特征及其遺傳進化與分類
一、趨磁細菌的主要形態學、生物學特征和生理生化特性
二、趨磁細菌的遺傳進化與分類
第四節趨磁細菌的生物礦化作用
一、趨磁細菌的生物地球化學重要性
二、趨磁細菌的生物礦化作用
第五節趨磁細菌中磁小體形成的分子機理
一、磁小體的主要特征和組成成分
二、與磁小體合成有關的蛋白質家族及其編碼基因
三、磁小體形成的分子機理
四、趨磁細菌及其磁小體的應用
第四章中國黃土微生物礦化作用與礦化環境
節中國黃土的沉降特征與研究意義
一、世界黃土分布的主要特點
二、中國黃土分布的特點
三、中國黃土的分層與地層對比
四、中國黃土在全球變化研究中的作用
第二節中國黃土微生物生物量估計與生物標志物
一、干旱、半干旱地區微生物生物量估計
二、中國黃土有機碳的分布及一種與微生物活動有關的熱解烴
三、中國黃土中的生物標志物
第三節異化金屬還原菌利用Fe3+的途徑與速率
一、異化金屬還原菌的功能與意義
二、異化金屬還原菌分泌的鐵載體及其類型
三、鐵載體促進Fe(Ⅲ)從礦物釋放的有效性與速率
第四節中國黃土中的鐵細菌和趨磁細菌
一、中國黃土中鐵細菌的類型與分布
二、中國黃土趨磁細菌的特征與分布
三、中國黃土中鐵細菌與趨磁細菌礦化類型
第五節趨磁細菌提高古土壤磁化率的實驗研究
一、富集培養實驗
二、生長培養實驗
三、實驗結果
四、趨磁細菌提高古土壤磁化率的條件
第六節中國黃土微生物礦化的地球化學證據與環境
一、MB生長實驗前後鐵的價態變化
二、中國黃土磁性礦物及其組合特征
三、磁性礦物及微生物礦化現像的原位觀察
四、中國黃土的微生物礦化類型與地球化學背景
第五章微生物礦化作用在環境污染與治理中的應用
一、石油類污染物的微生物礦化
二、環境中原油類污染的穩定同位素指紋
三、微生物對其他有機污染物的礦化作用
四、微生物礦化在環境污染處理中的應用及前景
第六章海底冷泉滲漏活動區的微生物礦化
節冷泉繫統與微生物作用
一、冷泉的概念
二、冷泉滲漏活動區的甲烷缺氧氧化作用與微生物
第二節冷泉滲漏活動區微生物活動的生物標志化合物
一、生物標志化合物分析與鋻定方法
二、生物標志化合物
第三節冷泉碳酸鹽岩
一、冷泉碳酸鹽岩的沉積岩石學特征
二、冷泉碳酸鹽岩的地球化學特征
三、冷泉碳酸鹽岩的沉積作用與控制因素
四、南海北部的冷泉碳酸鹽岩
五、墨西哥灣的冷泉碳酸鹽岩
第四節冷泉繫統微生物作用及冷泉碳酸鹽岩
第七章海底熱液環境中微生物的特征和成礦作用
節海底熱液繫統的特征和演化
一、海底熱液繫統的基本特征及其物理化學制約
二、熱液多金屬硫化物礦床及其空間變化
三、熱液繫統中微生物的主要種類及其進化簡述
第二節產甲烷古生菌及其生物地球化學作用
一、產甲烷古生菌的多樣性
二、產甲烷古生菌的代謝途徑和產甲烷機制
三、產甲烷古生菌的礦物／化學制約
第三節微生物對熱液和硫循環的作用
一、熱液微生物礦化
二、硫酸鹽還原菌和硫還原菌及其礦化作用
三、硫氧化細菌及其氧化作用
四、微生物對熱液硫循環作用的研究
參考文獻
跋
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章微生物學概論
節微生物學的研究範疇與發展
科學家Steven Jay Gould說“我們生活在細菌的時代，細菌是地球上先出現的生命有機體，它們生存於生命可能存在的任何角落，其數量比任何其他種類的有機體都多，可能是地球生物總量中的組成部分”。這句話概括了微生物存在的普遍性和多樣性；同時也意味著微生物是與我們人類息息相關的。微生物（microorganism）是形體微小（一般小於0.1mm，肉眼難以看到）、結構簡單、在適宜的環境條件下能生長繁殖和發生遺傳變異的低等微小生物的統稱。這些微小生物包括無細胞結構不能獨立生活的病毒、亞病毒和具有原核細胞結構的真細菌、古細菌及具有真核細胞結構的真菌、單細胞藻類、原核生物等。隨著顯微技術的發展和微生物種類的不斷發掘，人們發現某些微生物肉眼也能看到，如1993年鋻定的Epulopiscium fishelsoni（費氏刺骨魚菌）和1998年鋻定的Thiomargarita namibiensis（納米比亞硫珍珠狀菌），均為肉眼能看到的細菌。微生物學（microbiology）是一門研究微生物生命活動、涉及範圍非常廣泛的學科，其研究內容包括微生物的形態結構、生理生化、遺傳變異及微生物的進化、分類、生態及應用等，涉及的學科有生物化學、細胞生物學、遺傳學、分類學、免疫學、病原菌學及生態學等。隨著微生物學和生物技術的發展，已形成了基礎微生物學和應用微生物學，並在不斷形成新的學科和研究領域，如分子微生物學、細胞微生物學、微生物基因組學等。另外，微生物學與其他學科交叉所形成的研究新領域也在不斷興起，如微生物礦化，它是一門（個）新興的涉及微生物學、生物化學、沉積學、地球化學等學科的邊緣學科。
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