超嗜热微生物资源与应用

**章 超嗜热微生物概述1 **节 超嗜热微生物的发现1 一、超嗜热微生物的发现历程1 二、超嗜热微生物的进化位置3 第二节 超嗜热微生物的生境4 一、陆地地热生境5 二、海洋地热生境5 三、人工高温生境6 第三节 超嗜热微生物资源及应用前景6 一、超嗜热微生物资源概述6 二、超嗜热微生物的应用前景8 参考文献9 第二章 超嗜热微生物的生长与代谢13 **节 超嗜热微生物的种质资源13 第二节 超嗜热微生物的生长条件22 一、生长温度22 二、pH24 三、含盐量24 四、营养物质27 五、对氧的依赖与抗氧化性29 第三节 超嗜热微生物的能量代谢31 一、化能自养型32 二、化能异养型33 参考文献34 第三章 超嗜热微生物的分离与鉴定43 **节 超嗜热微生物的分离纯化43 一、样品来源与保存43 二、超嗜热微生物的筛选与分离44 第二节 超嗜热微生物的鉴定与保藏53 一、生理生化鉴定53 二、细胞膜结构鉴定54 三、呼吸醌、极性脂和脂肪酸测定54 四、G+C含量测定56 五、16S rRNA基因序列分析56 六、DNA-DNA杂交分析57 七、全基因组测序57 八、超嗜热微生物的保藏58 第三节 研究案例59 一、澳大利亚大自流盆地中嗜热菌的分离59 二、生物电化学系统对超嗜热菌的富集60 三、Pyrolobus fumarii新菌种的分离鉴定61 参考文献64 第四章 超嗜热微生物的高温适应机制71 **节 细胞膜的高温适应机制71 一、嗜热微生物细胞膜的特点71 二、超嗜热细菌细胞膜72 三、超嗜热古菌细胞膜73 第二节 核酸分子的高温适应机制74 一、DNA的高温适应机制74 二、RNA的高温适应机制76 第三节 蛋白质的高温适应机制77 一、热稳定蛋白的结构77 二、热激蛋白的功能80 第四节 相容性溶质的高温保护机制82 一、相容性溶质82 二、超嗜热微生物的相容性溶质82 参考文献87 第五章 超嗜热酶90 **节 超嗜热DNA聚合酶90 一、超嗜热细菌DNA聚合酶90 二、超嗜热古菌DNA聚合酶92 第二节 超嗜热氧化还原酶95 一、含钨醛铁氧还蛋白氧化还原酶95 二、产氢膜结合氢化酶97 三、超嗜热硫氧化还原酶99 四、其他超嗜热氧化还原酶102 第三节 超嗜热水解酶104 一、超嗜热糖苷酶104 二、超嗜热蛋白酶108 三、超嗜热脂肪酶110 参考文献111 第六章 超嗜热酶工程与应用119 **节 超嗜热酶的制备与纯化119 一、超嗜热微生物的规模培养119 二、超嗜热酶的提取123 三、超嗜热酶的纯化124 四、酶的活性测定129 第二节 超嗜热酶基因的遗传改造130 一、超嗜热酶的重组表达130 二、超嗜热酶的分子改造132 三、超嗜热酶的过量表达133 第三节 超嗜热酶的工程应用135 一、α-淀粉酶的工业应用135 二、TaqDNA聚合酶的商业应用136 三、基因组技术在超嗜热酶工程中的应用138 参考文献140 第七章 生物能源制备技术146 **节 燃料乙醇生产技术146 一、燃料乙醇制备的原理146 二、产乙醇的超嗜热菌150 三、燃料乙醇技术的开发与应用152 第二节 生物制氢技术154 一、生物制氢的原理154 二、产氢超嗜热菌155 三、生物产氢技术的开发与应用156 第三节 生物产甲烷技术158 一、生物产甲烷的原理158 二、产甲烷的超嗜热菌159 三、生物产甲烷技术的开发与应用161 第四节 生物产电技术163 一、生物产电的原理163 二、产电的超嗜热菌164 三、生物产电技术的开发与应用165 参考文献167 第八章 超高温堆肥技术172 **节 超高温堆肥中的微生物172 一、超高温堆肥的发现172 二、堆肥中的超嗜热微生物173 三、超高温堆肥的群落演替176 四、超高温堆肥的产热机制178 五、超高温堆肥菌剂的开发179 第二节 超高温堆肥的腐殖化180 一、堆肥理化性质变化180 二、可溶性有机质转化182 三、腐殖酸的形成187 四、超高温堆肥的促腐机制191 第三节 超高温堆肥碳减排与污染去除193 一、温室气体减排193 二、新污染物降解197 三、其他污染控制199 第四节 超高温堆肥工艺与工程案例203 一、超高温堆肥工艺流程203 二、超高温堆肥工艺特点204 三、超高温堆肥工艺的经济性分析206 四、工程案例分析207 五、超高温堆肥技术规范209 参考文献210 第九章 超嗜热微生物修复技术220 **节 超嗜热微生物浸矿技术220 一、微生物浸矿作用机制220 二、高效产酸的超嗜热浸矿微生物221 三、主要的超嗜热微生物浸矿技术223 四、应用案例225 第二节 超嗜热微生物重金属污染修复技术226 一、超嗜热微生物的抗性机制226 二、具有重金属污染修复潜力的超嗜热微生物229 三、超嗜热微生物在重金属污染修复中的应用231 四、应用案例232 第三节 超嗜热微生物有机污染修复技术233 一、超嗜热微生物有机污染修复机制233 二、具有有机污染修复潜力的超嗜热微生物236 三、超嗜热微生物在有机污染修复中的应用237 四、应用案例240 参考文献242