미생물생태학

제Ⅰ부
미생물 생태학 기초 1

제1장
미생물 생태학의 기초 3
1.1 생태학의 기본 원리 4
1.1.1 생태학의 기본개념 5
1.1.2 생태계의 구성 5
1.1.3 생태계의 기능 6
1.1.4 에너지 전달 7
1.1.5 물질순환 8
1.2 역사적 고찰 8
1.2.1 미생물 생태학의 발달 8
1.2.2 일반 생태학과 미생물 생태학의 관계 10

제2장
미생물의 과학 13
2.1 미생물의 다양성 14
2.2 미생물의 특성 14
2.3 미생물의 분류 15
2.3.1 미생물의 분류학상 위치 17
2.3.2 동정과 명명 17
2.3.3 원핵생물 18
2.3.4 진핵미생물 20
2.4 미생물의 진화계통과 생태 25
2.4.1 유전자에 의한 진화계통수 25
2.4.2 지구에 출현한 최초의 미생물 생태계 26
2.4.3 미생물에 의한 지구환경의 대변동 27
2.4.4 진핵세포로의 진화: 세포내 공생 28

제3장
미생물 생태학의 연구 방법 29
3.1 미생물 실험 준비 30
3.1.1 멸균과 소독 30
3.1.2 배지의 조제와 배양 33
3.2 시료채취 및 처리 40
3.2.1 시료채취 40
3.3 미생물 계수 44
3.3.1 총균수(Total counts) 44
3.3.2 생균수(Viable counts) 45
3.3.3 생체량(생물량) 측정 46
3.3.4 활성도 측정 48
3.4 배양기술 49
3.4.1 회분 및 연속배양 49
3.4.2 집식?농화배양 50
3.5 미생물 생물량의 결정 51
3.5.1 생화학적 분석 51
3.5.2 생리학적 분석 54
3.6 미생물 대사의 측정 54
3.6.1 종속영양 잠재력 54
3.6.2 방사능표지 뉴클레오티드의 DNA로의 유입 56
3.6.3 1차 생산력 56
3.6.4 분해력 56
3.6.5 효소 분석 57
3.7 분자생물학적 방법에 의한 미생물 군집분석 58
3.7.1 계통발생학적 생물분류 59
3.7.2 분자 생태학적 기법 60
3.7.3 분자 생태학적 기법의 한계 및 활용 방향 65


제Ⅱ부
지구 환경과 미생물 67

제4장
생물지구화학적 순환 69
4.1 탄소의 순환(Carbon cycle) 70
4.1.1 탄소고정 71
4.1.2 탄소호흡과 이차생산 71
4.2 수소의 순환 73
4.3 산소의 순환 73
4.4 질소의 순환 75
4.4.1 질소의 환원(Nitrogen reduction) 76
4.4.2 질산화(Nitrification) 78
4.5 황의 순환 79
4.5.1 황화수소와 황산염의 환원 80
4.5.2 황화수소와 원소 황의 산화 80
4.6 인의 순환 81
4.7 철의 순환 82

제5장
대기환경과 미생물 85
5.1 대기의 구조 및 특성 86
5.2 대기권의 미생물 87
5.3 대기오염과 미생물 89
5.3.1 미생물학적 생성기전 89
5.3.2 대기오염 지표미생물 91
5.4 대기오염물질의 생물공학적 제어 93

제6장
담수환경과 미생물 95
6.1 담수환경 96
6.1.1 담수서식지 96
6.1.2 담수 미생물군집의 조성과 활성 101
6.2 수질오염과 미생물 104

제7장
해양환경과 미생물 107
7.1 해양환경 108
7.1.1 하구 108
7.1.2 대양의 특성과 성층화 109
7.1.3 해양환경의 수직 및 수평적 구분 110
7.2 해양 퇴적환경 112
7.3 해양미생물의 분포 114
7.3.1 해수중의 해양미생물의 분포 114
7.3.2 하구역의 미생물 115
7.3.3 연안해역의 미생물의 분포 116
7.3.4 외양의 미생물 분포 117
7.4 대표적인 해양미생물 120
7.4.1 저영양 미생물 120
7.4.2 혐기성 종속영양 미생물 121
7.4.3 황산환원세균 123
7.4.4 질화 및 탈질세균 126
7.4.5 질소고정 미생물 127
7.4.6 광합성세균 129
7.4.7 저온미생물 130
7.5 해양미생물 군집의 조성과 활성 131
7.5.1 해양미생물 개체군의 특성 132
7.6 해양오염과 미생물 133
7.6.1 해양 오염물질 134
7.6.2 해양오염의 경로 135
7.6.3 해양 유류오염 136

제8장
토양환경과 미생물 141
8.1 생물서식지로서 토양 142
8.2 토양의 형성과정 143
8.3 토양의 구조와 구성요소 144
8.3.1 토양의 구조 144
8.3.2 토양 공기 146
8.3.3 토양수 148
8.3.4 토양 pH 150
8.3.5 토양온도 151
8.4 토양에 서식하는 미생물 151
8.5 토양오염과 미생물 154
8.5.1 하수 슬러지 155
8.5.2 영양물질 155
8.5.3 농약 156
8.5.4 토양의 산성화 156
8.5.5 중금속 157

제9장
특수 환경과 미생물 159
9.1 심해 미생물 160
9.1.1 호압세균과 내압세균 160
9.2 초호열 미생물 164
9.2.1 열수분출공(熱水墳出孔, hydrothermal vent) 164
9.2.2 열수분출공의 미생물 166
9.3 호염 미생물 166

제Ⅲ부
군집 생태학 171

제10장
미생물의 상호작용 173
10.1 단일 미생물 개체군 내의 상호작용 174
10.1.1 긍정적 상호작용 174
10.1.2 부정적 상호작용 175
10.2 미생물 개체군간의 상호작용 176
10.2.1 중립관계(Neutralism) 177
10.2.2 편리공생(Commensalism) 178
10.2.3 원시협동(Synergism, Protocooperation) 180
10.2.4 상리공생(Mutualism, Symbiosis) 183
10.2.5 경쟁(Competition) 187
10.2.6 편해공생(Amensalism; 길항, Antagonism) 189
10.2.7 기생(Parasitism) 191
10.2.8 포식(Predation) 193

제11장
미생물과 식물의 상호작용 197
11.1 식물뿌리와 상호작용 198
11.1.1 근권(Rhizosphere) 198
11.1.2 균근(Mycorrhizae) 202
11.2 뿌리혹 내의 공생적 질소고정 207
11.2.1 Rhizobium­콩과식물간의 질소고정 207
11.2.2 비콩과식물의 상호의존적 질소고정 209
11.3 미생물과 식물 지상부의 상호작용 209
11.4 식물과 식물병원성 미생물간의 관계 212

제12장
미생물과 식물플랑크톤의 상호작용 215
12.1 해양 부유생물 216
12.1.1 부유생물의 의미 216
12.1.2 식물플랑크톤 216
12.1.3 미세조류와 미생물의 상호작용 217
12.2 적조 현상 218
12.2.1 적조의 정의 218
12.2.2 적조의 분류 219
12.2.3 적조생물의 발생환경 219
12.2.4 적조생물 220
12.2.5 우리나라의 적조발생 현황 221
12.2.6 세계의 적조발생 상황과 국제 공동연구 221
12.3 미생물과 적조생물의 상호작용 223
12.3.1 미생물에 의한 적조생물의 증식 촉진 224
12.3.2 미생물에 의한 적조생물의 증식 저해 225
12.4 미생물 유래 적조생물 살조물질 229
12.5 생물학적 적조제어를 위한 연구방향 230

제13장
미생물과 동물의 상호작용 233
13.1 동물의 영양과 미생물 234
13.1.1 동물에 의한 미생물의 포식(Predation) 234
13.1.2 동물에 의한 미생물의 배양 236
13.1.3 화학독립영양 세균과 심해열수 분출공 동물과의 관계 239
13.1.4 반추위 내에서의 소화 240
13.1.5 동물과 광합성 미생물간의 공생관계 242
13.2 동물을 포식하는 균류 244
13.2.1 선충류를 포획하는 균류 244
13.2.2 균류와 비늘벌레 곤충(scale insect)과의 관계 244
13.2.3 공생적 빛의 생성 245
13.2.4 생태학적 관점에서 본 동물의 질병 245

제14장
미생물 군집과 생태계 249
14.1 미생물 군집의 발달 250
14.1.1 군집 내에서 개체군의 선택 251
14.1.2 미생물 군집 내의 천이 252
14.2 미생물 군집의 구조 255
14.2.1 미생물 군집의 다양성과 안정성 255
14.2.2 종 다양성 지수 257
14.3 생태계 258
14.3.1 실험용 생태계 모델 258
14.3.2 수학적 모델 262
14.4 자연에서의 미생물 군집 262
14.4.1 대형군집 내의 미생물 262
14.4.2 일부 미생물 군집의 구조와 기능 263

제Ⅳ부
미생물 생태학의 응용 265

제15장
인공합성 화합물 오염과 생물복원 267
15.1 인공합성 화합물 지속성과 생물농축 268
15.2 생분해성 및 생물농축 시험 270
15.3 생물복원 271
15.3.1 생물복원 기술의 정의 272
15.3.2 생물복원 기술의 장점 272
15.3.3 생물복원 기술의 원리 273
15.3.4 생물복원 기술의 종류 273
15.3.5 식물복원 275
15.3.6 생물복원 기술의 현황 276

제16장
미생물에 의한 유해 화합물의 분해와 전환 277
16.1 화합물의 난분해성 278
16.2 난분해성 유기물의 생분해 279
16.2.1 합성세제 279
16.2.2 농약 280
16.2.3 지방족 탄화수소 283
16.2.4 방향족 탄화수소 284
16.3 무기물과 미생물의 상호작용 290
16.3.1 금속 화합물과 미생물 290
16.3.2 미생물에 의한 수은화합물의 전환 293
16.3.3 철관의 부식과 세균 296
16.3.4 산성광산배수 298
16.3.5 미생물에 의한 질산염의 전환 300
16.3.6 미생물에 의한 중금속 및 방사성 핵종의 축적 302
16.4 환경호르몬과 미생물 304
16.4.1 내분비계 장애물질이란? 304

제17장
병충해 생물의 생태학적 제어 307
17.1 숙주 및 매개생물의 조절 308
17.2 미생물 농약 310
17.2.1 미생물 살충제 311
17.2.2 미생물 제초제 312
17.2.3 미생물 살균제 312
17.3 유전공학적 병충해 방제 312
17.4 미생물 농약 개발 시 고려사항 314


부록:용어정리 317
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