1、第一章 細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)原核(微)生物 指一類細(xì)胞核無核膜包裹，只存在稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物。原核微生物真細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、粘細(xì)菌、放線菌細(xì)菌域衣原體、支原體、立克次氏體、螺旋體古菌域細(xì)菌（Bacteria） 細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短（直徑約0.5m，長度約0.55m）、結(jié)構(gòu)簡單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物。 是給水與廢水處理中最重要的一類微生物！一、細(xì)菌的形態(tài)和大小1. 細(xì)菌的形態(tài) 球狀 桿狀 螺旋狀 少數(shù)種類：絲狀、三角形、方形和圓盤形是菌種分類與鑒定的依據(jù)之一（1）球菌 根據(jù)分裂方向及相互間連接方式又分為單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌

2、等。（2）桿菌 呈短桿（球桿）狀，一般其粗細(xì)（直徑）比較穩(wěn)定，而長度則常因培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。（3）螺旋菌 弧菌（vibrio）：螺旋周數(shù)不足一圈細(xì)菌。 螺菌（spirillum）：26圈小型、堅(jiān)硬的螺旋狀細(xì)菌。 螺旋體（spirochaeta）：螺旋周數(shù)超6周，體長柔軟。（4）絲狀菌 分布在水生境，潮濕土壤和活性污泥中。 絲狀體是絲狀菌分類的特征。2. 細(xì)菌的大小 細(xì)菌的大小以m計(jì)。 如：E. coli長2 m，寬0.5 m，1500個(gè)相當(dāng)一粒芝麻長。 測量：測微尺 表示： 球菌：直徑 桿菌：寬長 螺菌：寬、長、螺距例子 較大細(xì)菌：1997年在納米比亞海岸沉積物中發(fā)現(xiàn)的硫細(xì)菌

3、（Thiomargarita namibiensis）0.10.3mm，肉眼可見。 較小細(xì)菌：1998年芬蘭學(xué)者E.O.Kajander發(fā)現(xiàn)引起尿結(jié)石的納米細(xì)菌（Nanobacteria），直徑僅50nm，為E.Coli的1/10，與病毒大小類似。分裂緩慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有細(xì)胞壁的細(xì)菌。3. 觀察方法 染色法 單染、復(fù)染 正染、復(fù)染 特殊染色 革蘭氏染色陽性陰性二、細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 細(xì)菌是單細(xì)胞微生物。 所有細(xì)菌的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁和原生質(zhì)體。 原生質(zhì)體包括：細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物，擬核。 部分細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團(tuán)、衣鞘及光合作用片層。擬核 在細(xì)菌細(xì)

4、胞內(nèi)，雖然沒有細(xì)胞核，仍然有核物質(zhì)，核物質(zhì)DNA 盤繞成一團(tuán)，用染色方法可以看到，稱擬核或核區(qū)。（一）基本結(jié)構(gòu)1. 細(xì)胞壁（cell wall） 細(xì)胞最外一層堅(jiān)韌厚實(shí)的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成。(1) 細(xì)胞壁的生理功能： 維持外形，提高機(jī)械強(qiáng)度。 為細(xì)胞生長、分裂、和鞭毛運(yùn)動必需。 阻礙大分子有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。 賦予抗原性、對抗生素和噬菌體的敏感性。1. 細(xì)胞壁(2) 革蘭氏染色 丹麥醫(yī)生C. Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。 根據(jù)此染色法，細(xì)菌可分為革蘭氏陽性菌(G+)和革蘭氏陰性菌(G-)。 G+和G-具有不同的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。G+G-革蘭氏陽性和陰性

5、細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造的比較 we1. 細(xì)胞壁(3) 細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與組成 革蘭氏陽性細(xì)菌主要由肽聚糖組成，還有一定數(shù)量的磷壁酸，很少有脂類。 革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁分兩層：外層和內(nèi)層。 外層即外膜，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干種蛋白質(zhì)組成，有時(shí)也稱為外壁。內(nèi)層主要是肽聚糖。 4肽尾：L-Ala-D-Glu-L-lys-D-Ala 肽肽聚糖肽聚糖 肽橋：甘氨酸五肽 聚糖：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸 -1,4糖苷鍵 溶菌酶肽聚糖結(jié)構(gòu)特征強(qiáng)度厚度肽聚糖層數(shù)肽聚糖含量磷壁酸脂多糖脂肪蛋白質(zhì)G-疏松薄，510nm少，13層少（1020）含量較高含量較高G+堅(jiān)韌厚，2080nm多，多達(dá)50層高（5090）一般無無

6、G+和G-細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與組成的比較(4) 革蘭氏染色機(jī)理 結(jié)晶紫結(jié)晶紫初染。 碘液碘液媒染：在細(xì)胞膜內(nèi)形成了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物。 革蘭氏陽性細(xì)菌由于其細(xì)胞壁較厚、肽聚糖網(wǎng)層次多和交聯(lián)致密，故遇乙醇或丙酮作脫色處理時(shí)，因失水反而使網(wǎng)孔縮小，再加上它不含類脂，故乙醇處理不會溶出縫隙，因此能把結(jié)晶紫與碘復(fù)合物牢牢留在壁內(nèi)，使其仍呈紫色。 革蘭氏陰性細(xì)菌因其細(xì)胞壁薄、外膜層的類脂含量高、肽聚糖層薄和交聯(lián)度差，在遇脫色劑后，以類脂為主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖網(wǎng)不能阻擋結(jié)晶紫與碘復(fù)合物的溶出。 乙醇乙醇脫色：細(xì)胞退成無色。 沙黃沙黃等復(fù)染：革蘭氏陰性菌就呈現(xiàn)紅色，而革蘭氏陽性菌則仍保留紫色

7、(實(shí)為紫加紅色)。2. 細(xì)胞質(zhì)膜（cytoplasmic membrane） 又稱質(zhì)膜、細(xì)胞膜或內(nèi)膜，是緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜。 組成： 蛋白質(zhì)：50%70%。 脂類：20%30%。 脂類主要是極性脂類甘油磷脂。 細(xì)菌細(xì)胞的脂類幾乎都在細(xì)胞膜。液態(tài)鑲嵌模型 結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌模型 磷脂為兩性分子，組成細(xì)胞膜的基本骨架雙分子層； 由于磷脂和蛋白質(zhì)的運(yùn)動型，使得細(xì)胞膜具有流動性； 膜蛋白分布于膜的 兩側(cè)或磷脂層中。細(xì)胞膜的功能選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送；維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障；合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、莢

8、膜多糖等)的重要基地；膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細(xì)胞的產(chǎn)能場所；許多代謝酶、運(yùn)輸酶、電子呼吸鏈的所在地；鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位。3. 細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm） 細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞膜包圍的除核區(qū)以外的一切透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。 成分：水（80%）、蛋白質(zhì)、核酸和脂類等。 結(jié)構(gòu)： 各種酶系統(tǒng) 貯藏物、代謝產(chǎn)物、質(zhì)粒各種營養(yǎng)物 少數(shù)有類囊體、羧酶體、氣泡、伴孢晶體。4. 核區(qū)（nuclear region或area） 又稱核質(zhì)體、原核、擬核或核基因組。指原核生物所特有的無核膜結(jié)構(gòu)、無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。 成分與結(jié)構(gòu)：一個(gè)大型環(huán)狀雙鏈DNA分子，只有少量蛋白質(zhì)與之結(jié)合。一般均為單倍體。 功能：攜帶遺傳信息。 糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、芽孢桿菌 和藍(lán)細(xì)菌等 碳源及能源類 聚-羥丁酸(PHB)：固氮菌、產(chǎn)堿菌和腸 （脂質(zhì) ） 桿菌等 硫粒： 紫硫細(xì)菌、絲硫細(xì)菌、貝氏硫桿 菌等貯藏物 藻青素：藍(lán)細(xì)菌 氮源類： 藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌 磷源(異染粒)：迂回螺菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌 （無機(jī)聚偏磷酸鹽）5. 內(nèi)含物（inclusion body）內(nèi)含物 磁小體：磁小體：存在于趨磁細(xì)菌中，其功能是導(dǎo)向作用，即借鞭