The Biofilm Primer pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Costerton, J. William

出品人:

页数:199

译者:

出版时间:

价格:$ 79.04

装帧:HRD

isbn号码:9783540680215

丛书系列:

图书标签:

生物膜
微生物
生物工程
医学
环境科学
材料科学
工业应用
生物技术
感染
表面科学

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具体描述

This book details the widely accepted hypothesis that the majority of bacteria in virtually all ecosystems grow in matrix-enclosed biofilms. The author, who proposed this biofilm hypothesis, uses direct evidence from microscopy and from molecular techniques, presenting cogent reasons for moving beyond conventional culture methods that dominated microbiology throughout the last century. Bacteria grow predominantly in biofilms in all natural, engineered, and pathogenic ecosystems, and this book provides a solid basis for the understanding of bacterial processes in environmental, industrial, agricultural, dental and medical microbiology. Using a unique "ecological" perspective, the author explores the commensal and pathogenic colonization of human organ systems.

好的，这是一本名为《The Biofilm Primer》的图书的详细简介，内容聚焦于生物膜研究领域，但特意不包含《The Biofilm Primer》这本书本身的内容。 --- 《微生物群落动态学：从微观结构到宏观生态》本书导言在微生物世界的宏大叙事中，生命形态的多样性常常令人惊叹。如果说游离的单细胞微生物是自然的无名英雄，那么它们通过结构化聚集而形成的复杂生命共同体——微生物群落，则无疑是生态系统中最具活力和适应性的建筑师。本书《微生物群落动态学：从微观结构到宏观生态》旨在深入探讨这些动态系统的形成、维持、演化及其对环境和宿主健康产生的深远影响。我们不聚焦于任何特定的生物膜形成模型或特定的研究方法论，而是致力于描绘一个涵盖广泛、深入理解微生物社群组织原则的宏观图景。第一部分：群落构建的物理与化学基础微生物群落的构建并非偶然的堆积，而是受到严格的物理和化学法则所支配。本部分将详细解析构建这些三维结构所依赖的基础力量。第一章：界面科学与初期定植微生物如何选择定居点？答案在于界面张力、表面能和流体动力学。我们首先探讨不同类型表面（惰性、活性、生物相容性表面）对初期附着的影响。重点分析了细胞与基质之间范德华力、静电相互作用、以及疏水性在初始吸附阶段所扮演的核心角色。通过对宏观尺度的流动模式（如剪切应力、边界层厚度）如何影响单个细胞的首次接触与附着概率的定量分析，我们为理解后续的群体行为奠定物理基础。第二章：细胞间信号传导与群体感应（Quorum Sensing, QS）的生态学意义一旦定植成功，微生物必须学会“交流”以协调行为。本章深入探讨了群体感应系统——微生物社会行为的“语言”。我们不局限于具体的信号分子（如AHLs, AI-2），而是着重分析了QS系统在生态学上的功能多样性：如何调节毒力因子释放、生物量积累和代谢专业化。我们将群感视为一种信息经济学模型，研究信号的扩散、泄漏与噪声对群体决策的影响，揭示其在群落稳健性（Robustness）中的作用。第三章：细胞外聚合物（EPS）的结构与功能多样性 EPS是群落结构的主体，是其物理韧性、化学耐受性的核心。本章将EPS视为一种复杂的、多组分的生物材料。我们探讨了多糖、蛋白质、核酸和脂质在构成EPS基质中的相对贡献。重点分析了不同类型的EPS基质如何影响水动力学阻力、扩散梯度以及对渗透胁迫的抵抗能力。同时，我们还将探讨EPS的动态合成与降解机制，这直接决定了群落的形态演变和生命周期。第二部分：群落内部的异质性与功能分化一个成熟的微生物群落很少是同质的。内部的结构差异导致了功能上的专业化，这提高了整个系统的生存效率。第四章：空间结构与代谢梯度的形成在三维群落内部，资源（氧气、营养物、电子受体）的获取速度存在显著差异，从而形成了显著的代谢梯度。本章详细分析了扩散限制如何驱动氧化还原梯度的建立，以及这种梯度如何催生出严格的层状结构——从外层的快速生长有氧区到核心的厌氧或休眠区。我们将探讨这些空间隔离如何促进共生或拮抗的代谢互补。第五章：遗传多样性与功能冗余即使在单菌株群落中，也会由于基因表达的随机波动或表观遗传修饰而产生功能异质性。本章侧重于分析遗传和生理上的多样性对群落应对环境扰动的能力有何贡献。我们引入了生态学中的“冗余”概念，解释了多个基因组或通路如何实现相同功能的备份，从而确保在特定环境压力下，群落的整体生态功能得以维持。第六章：水平基因转移与群落演化群落是基因交换的温床。本部分研究了在高度聚集状态下，接合（Conjugation）、转化（Transformation）和转导（Transduction）的效率变化。我们分析了水平基因转移（HGT）如何加速新代谢通路和抗逆基因的传播，从而驱动群落的快速适应性演化。这部分特别强调了群落作为“基因库”的角色，而非仅仅是基因的简单载体。第三部分：宏观生态学影响与系统稳定性微生物群落的影响远远超出其微观尺度，它们深刻地塑造了宏观环境的化学组成和生物地球化学循环。第七章：群落对环境介质的重塑从土壤改良到海洋初级生产力，本章审视了微生物群落如何通过其集体活动改变其所处的介质。重点讨论了生物成岩作用（Biomineralization）过程，即群落如何诱导矿物质的沉淀或溶解，进而影响岩石圈的化学平衡。同时，分析了群落对有机质的分解和转化，这是全球碳、氮循环的关键驱动力。第八章：生态位动态与群落的接管与替代当环境条件发生剧烈变化时，群落的组成和结构需要快速调整。本章探讨了“生态位”的概念如何被动态地定义和竞争。我们分析了不同群落（如先锋群落与优势群落）如何通过分泌代谢物、改变局部pH值或物理环境来主动“改造”生态位，从而排斥或抑制竞争者，实现对新生态位的接管。第九章：复杂系统视角下的群落稳健性与脆弱性最后，本书将群落视为一个复杂适应系统。我们运用非线性动力学工具，分析群落结构如何保持长期的稳定状态（吸引子），以及在何种阈值下系统会发生突变或崩溃（相变）。本章将探讨极端环境中的群落（如深海热液口、高盐环境）的适应性机制，并讨论如何通过理解其内部连接性来预测其对外部冲击的抵抗力。结语《微生物群落动态学》旨在提供一个全面的、跨学科的框架，用于理解这些无所不在的生命聚合体。通过关注它们作为物理结构、化学反应器和演化单位的综合属性，读者将能够更深刻地认识到微生物世界组织和运作的内在逻辑。