第一章:概述了甲烷利用菌的概念及其分类,阐明了单加氧酶的作用机理,较为详细地综述了国内外甲烷利用菌的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。第二章:以假单胞菌ME16和克雷伯氏菌ME17为模型菌株,为增强这两种菌株利用甲烷的能力,采用比浊法考察了影响其生长的主要因素,包括:培养温度、接种量、甲烷含量和培养基pH值。实验过程中发现培养温度、接种量和甲烷含量三因素对以上两菌株生长能力的影响比较显著,在此基础上,利用响应曲面实验设计（Response Surface Methodology,RSM）确定了两菌株的最佳培养条件。结果表明,假单胞菌ME16的最佳培养条件为:温度25.0℃,接种量2.00%,甲烷含量为10.0%;克雷伯氏菌ME17:温度22.5℃,接种量9.85%,甲烷含量24.5%。第三章:针对微生物学鉴别和表征细菌的复杂性,提出了基于内源荧光法鉴别和表征细菌的新方法。本文用二维荧光法考察了甲基杆菌,假单胞菌和克雷伯氏菌中氨基酸的峰位和强度。由于细菌是复杂的微生物体系,用二维荧光法考察细菌的内源物质有可能会有谱峰的重叠,在此基础上采用三维荧光指纹图谱全面地考察了三种菌内部的物质组成,并利用荧光法与化学计量学主成分分析（PCA）法相结合更深入地探讨了三种菌的鉴别和表征。结果表明,在250 nm激发下,氨基酸在340和450 nm处有不同的荧光强度;甲基杆菌和克雷伯氏菌在ex:335 nm,em:410 nm处显示出相同的指纹,但两处指纹的荧光强度有较大差异,而假单胞菌在ex:335 nm,em:412 nm和ex:400 nm,em:465 nm两处显示出指纹图谱,据此可将三种菌进行初步的鉴定。第四章:微生物生长繁殖和产物合成中需要无机盐和微量元素作为其生理物质的组成或生理活性的调节物。随着金属离子的增加,菌体自身的内源荧光物质会发生相应的变化。基于此本文考察了两种碱金属离子Ca²⁺和Mg²⁺、一种碱土金属离子Al³⁺和六种过渡金属离子Fe³⁺,Fe²⁺,Mn²⁺,Ni²⁺,Zn²⁺,Cu²⁺对甲基杆菌菌株ME25生长代谢及合成色氨酸的影响,在此基础上进一步考察了影响显著的Fe³⁺,Ca²⁺,Ni²⁺对ME25的具体作用,并用正交实验设计探索了这三种离子对ME25的复合作用。结果表明:9种金属离子对甲基杆菌菌株ME25的促进作用为:Ni²⁺＞Fe²⁺＞Fe³⁺≈Ca²⁺＞Al³⁺＞Cu²⁺＞Mg²⁺≈Mn²⁺≈Zn²⁺。当Fe³⁺浓度为6 mmol/L和5 mmol/L时可分别促进ME25的生长和合成内源荧光物质色氨酸;当Ca²⁺浓度为1 mmol/L和2 mmol/L时可分别促进ME25的生长和合成内源荧光物质色氨酸;当Ni²⁺为5 mmol/L时ME25长势良好,当Ni²⁺为2和8 mmol/L时可明显促进色氨酸的合成。复合金属离子Fe³⁺,Ca²⁺,Ni²⁺对ME25的生长具有负影响,在4mmol/L Fe³⁺、14 mmol/L Ca²⁺、6 mmol/L Ni²⁺时影响最大,单一离子存在时ME25的生物量总和为1.753,三种离子复合后则降为0.469。