該書主要介紹了超嗜熱微生物的系統(tǒng)分類及其極端生境，總結(jié)了所有超嗜熱微生物的生長代謝條件，并提出了從多種極端嗜熱環(huán)境中發(fā)現(xiàn)、分離、鑒定超嗜熱菌的基本程序；從細胞膜、核酸、蛋白質(zhì)等分子結(jié)構(gòu)上分析了超嗜熱微生物的高溫適應(yīng)機制，并歸納了超嗜熱酶的生化特征和催化功能，并探討了超嗜熱酶工程制備的方法及應(yīng)用前景；此外，該書還重點介紹了超嗜熱微生物在生物能源制備、超高溫堆肥、環(huán)境污染修復(fù)等領(lǐng)域的應(yīng)用和相關(guān)案例，為超嗜熱微生物種質(zhì)資源的挖掘和工程應(yīng)用提供了基本思路。
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(1)2004年獲江蘇省科技進步二等獎（排名第五）
(2)2008年獲得中國土壤學(xué)會首屆青年學(xué)者獎
(3)2010年獲中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會青年科技獎
(4)2011年獲國家科技進步二等獎（排名第五）
(5)2012年獲廣東省科學(xué)技術(shù)一等獎（排名第一）
目錄
第一章 超嗜熱微生物概述1
第一節(jié) 超嗜熱微生物的發(fā)現(xiàn)1
一、超嗜熱微生物的發(fā)現(xiàn)歷程1
二、超嗜熱微生物的進化位置3
第二節(jié) 超嗜熱微生物的生境4
一、陸地地?zé)嵘?
二、海洋地?zé)嵘?
三、人工高溫生境6
第三節(jié) 超嗜熱微生物資源及應(yīng)用前景6
一、超嗜熱微生物資源概述6
二、超嗜熱微生物的應(yīng)用前景8
參考文獻9
第二章 超嗜熱微生物的生長與代謝13
第一節(jié) 超嗜熱微生物的種質(zhì)資源13
第二節(jié) 超嗜熱微生物的生長條件22
一、生長溫度22
二、pH24
三、含鹽量24
四、營養(yǎng)物質(zhì)27
五、對氧的依賴與抗氧化性29
第三節(jié) 超嗜熱微生物的能量代謝31
一、化能自養(yǎng)型32
二、化能異養(yǎng)型33
參考文獻34
第三章 超嗜熱微生物的分離與鑒定43
第一節(jié) 超嗜熱微生物的分離純化43
一、樣品來源與保存43
二、超嗜熱微生物的篩選與分離44
第二節(jié) 超嗜熱微生物的鑒定與保藏53
一、生理生化鑒定53
二、細胞膜結(jié)構(gòu)鑒定54
三、呼吸醌、極性脂和脂肪酸測定54
四、G+C含量測定56
五、16S rRNA基因序列分析56
六、DNA-DNA雜交分析57
七、全基因組測序57
八、超嗜熱微生物的保藏58
第三節(jié) 研究案例59
一、澳大利亞大自流盆地中嗜熱菌的分離59
二、生物電化學(xué)系統(tǒng)對超嗜熱菌的富集60
三、Pyrolobus fumarii新菌種的分離鑒定61
參考文獻64
第四章 超嗜熱微生物的高溫適應(yīng)機制71
第一節(jié) 細胞膜的高溫適應(yīng)機制71
一、嗜熱微生物細胞膜的特點71
二、超嗜熱細菌細胞膜72
三、超嗜熱古菌細胞膜73
第二節(jié) 核酸分子的高溫適應(yīng)機制74
一、DNA的高溫適應(yīng)機制74
二、RNA的高溫適應(yīng)機制76
第三節(jié) 蛋白質(zhì)的高溫適應(yīng)機制77
一、熱穩(wěn)定蛋白的結(jié)構(gòu)77
二、熱激蛋白的功能80
第四節(jié) 相容性溶質(zhì)的高溫保護機制82
一、相容性溶質(zhì)82
二、超嗜熱微生物的相容性溶質(zhì)82
參考文獻87
第五章 超嗜熱酶90
第一節(jié) 超嗜熱DNA聚合酶90
一、超嗜熱細菌DNA聚合酶90
二、超嗜熱古菌DNA聚合酶92
第二節(jié) 超嗜熱氧化還原酶95
一、含鎢醛鐵氧還蛋白氧化還原酶95
二、產(chǎn)氫膜結(jié)合氫化酶97
三、超嗜熱硫氧化還原酶99
四、其他超嗜熱氧化還原酶102
第三節(jié) 超嗜熱水解酶104
一、超嗜熱糖苷酶104
二、超嗜熱蛋白酶108
三、超嗜熱脂肪酶110
參考文獻111
第六章 超嗜熱酶工程與應(yīng)用119
第一節(jié) 超嗜熱酶的制備與純化119
一、超嗜熱微生物的規(guī)模培養(yǎng)119
二、超嗜熱酶的提取123
三、超嗜熱酶的純化124
四、酶的活性測定129
第二節(jié) 超嗜熱酶基因的遺傳改造130
一、超嗜熱酶的重組表達130
二、超嗜熱酶的分子改造132
三、超嗜熱酶的過量表達133
第三節(jié) 超嗜熱酶的工程應(yīng)用135
一、α-淀粉酶的工業(yè)應(yīng)用135
二、TaqDNA聚合酶的商業(yè)應(yīng)用136
三、基因組技術(shù)在超嗜熱酶工程中的應(yīng)用138
參考文獻140
第七章 生物能源制備技術(shù)146
第一節(jié) 燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)146
一、燃料乙醇制備的原理146
二、產(chǎn)乙醇的超嗜熱菌150
三、燃料乙醇技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用152
第二節(jié) 生物制氫技術(shù)154
一、生物制氫的原理154
二、產(chǎn)氫超嗜熱菌155
三、生物產(chǎn)氫技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用156
第三節(jié) 生物產(chǎn)甲烷技術(shù)158
一、生物產(chǎn)甲烷的原理158
二、產(chǎn)甲烷的超嗜熱菌159
三、生物產(chǎn)甲烷技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用161
第四節(jié) 生物產(chǎn)電技術(shù)163
一、生物產(chǎn)電的原理163
二、產(chǎn)電的超嗜熱菌164
三、生物產(chǎn)電技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用165
參考文獻167
第八章 超高溫堆肥技術(shù)172
第一節(jié) 超高溫堆肥中的微生物172
一、超高溫堆肥的發(fā)現(xiàn)172
二、堆肥中的超嗜熱微生物173
三、超高溫堆肥的群落演替176
四、超高溫堆肥的產(chǎn)熱機制178
五、超高溫堆肥菌劑的開發(fā)179
第二節(jié) 超高溫堆肥的腐殖化180
一、堆肥理化性質(zhì)變化180
二、可溶性有機質(zhì)轉(zhuǎn)化182
三、腐殖酸的形成187
四、超高溫堆肥的促腐機制191
第三節(jié) 超高溫堆肥碳減排與污染去除193
一、溫室氣體減排193
二、新污染物降解197
三、其他污染控制199
第四節(jié) 超高溫堆肥工藝與工程案例203
一、超高溫堆肥工藝流程203
二、超高溫堆肥工藝特點204
三、超高溫堆肥工藝的經(jīng)濟性分析206
四、工程案例分析207
五、超高溫堆肥技術(shù)規(guī)范209
參考文獻210
第九章 超嗜熱微生物修復(fù)技術(shù)220
第一節(jié) 超嗜熱微生物浸礦技術(shù)220
一、微生物浸礦作用機制220
二、高效產(chǎn)酸的超嗜熱浸礦微生物221
三、主要的超嗜熱微生物浸礦技術(shù)223
四、應(yīng)用案例225
第二節(jié) 超嗜熱微生物重金屬污染修復(fù)技術(shù)226
一、超嗜熱微生物的抗性機制226
二、具有重金屬污染修復(fù)潛力的超嗜熱微生物229
三、超嗜熱微生物在重金屬污染修復(fù)中的應(yīng)用231
四、應(yīng)用案例232
第三節(jié) 超嗜熱微生物有機污染修復(fù)技術(shù)233
一、超嗜熱微生物有機污染修復(fù)機制233
二、具有有機污染修復(fù)潛力的超嗜熱微生物236
三、超嗜熱微生物在有機污染修復(fù)中的應(yīng)用237
四、應(yīng)用案例240
參考文獻242
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