細菌（Bacteria）細菌是一類細胞細而短（直徑約0.5μm，長度約0.5～5μm）、結構簡單、細胞壁堅韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強的原核微生物。是給水與廢水處理中最重要的一類微生物！當前第1頁\共有25頁\編于星期四\2點一、細菌的形態和大小1.細菌的形態球狀桿狀螺旋狀少數種類：絲狀、三角形、方形和圓盤形是菌種分類與鑒定的依據之一當前第2頁\共有25頁\編于星期四\2點（1）球菌根據分裂方向及相互間連接方式又分為單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。當前第3頁\共有25頁\編于星期四\2點（2）桿菌呈短桿（球桿）狀，一般其粗細（直徑）比較穩定，而長度則常因培養時間、培養條件不同而有較大變化。當前第4頁\共有25頁\編于星期四\2點（3）螺旋菌弧菌（vibrio）：螺旋周數不足一圈細菌。螺菌（spirillum）：2～6圈小型、堅硬的螺旋狀細菌。螺旋體（spirochaeta）：螺旋周數超6周，體長柔軟。當前第5頁\共有25頁\編于星期四\2點（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。當前第6頁\共有25頁\編于星期四\2點2.細菌的大小細菌的大小以μm計。如：E.coli長2μm，寬0.5μm，1500個相當一粒芝麻長。測量：測微尺表示：球菌：直徑桿菌：寬×長螺菌：寬、長、螺距當前第7頁\共有25頁\編于星期四\2點例子較大細菌：1997年在納米比亞海岸沉積物中發現的硫細菌（Thiomargaritanamibiensis）0.1～0.3mm，肉眼可見。較小細菌：1998年芬蘭學者E.O.Kajander發現引起尿結石的納米細菌（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胞壁的細菌。當前第8頁\共有25頁\編于星期四\2點3.觀察方法染色法單染、復染正染、復染特殊染色革蘭氏染色陽性陰性當前第9頁\共有25頁\編于星期四\2點二、細菌細胞的結構細菌是單細胞微生物。所有細菌的結構：細胞壁和原生質體。原生質體包括：細胞質膜，細胞質及其內含物，擬核。部分細菌的特殊結構：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團、衣鞘及光合作用片層。當前第10頁\共有25頁\編于星期四\2點擬核在細菌細胞內，雖然沒有細胞核，仍然有核物質，核物質DNA盤繞成一團，用染色方法可以看到，稱擬核或核區。當前第11頁\共有25頁\編于星期四\2點（一）基本結構1.細胞壁（cellwall）細胞最外一層堅韌厚實的外被，主要由肽聚糖構成。(1)細胞壁的生理功能：維持外形，提高機械強度。為細胞生長、分裂、和鞭毛運動必需。阻礙大分子有害物質進入細胞。賦予抗原性、對抗生素和噬菌體的敏感性。當前第12頁\共有25頁\編于星期四\2點1.細胞壁(2)革蘭氏染色丹麥醫生C.Gram（革蘭）于1884年發明的一種鑒別不同類型細菌的染色方法。根據此染色法，細菌可分為革蘭氏陽性菌(G+)和革蘭氏陰性菌(G-)。G+和G-具有不同的細胞壁結構和化學組成。G+G-ⅠⅡⅢⅣ當前第13頁\共有25頁\編于星期四\2點革蘭氏陽性和陰性細菌細胞壁構造的比較we當前第14頁\共有25頁\編于星期四\2點1.細胞壁(3)細胞壁結構與組成革蘭氏陽性細菌主要由肽聚糖組成，還有一定數量的磷壁酸，很少有脂類。革蘭氏陰性細菌細胞壁分兩層：外層和內層。外層即外膜，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干種蛋白質組成，有時也稱為外壁。內層主要是肽聚糖。當前第15頁\共有25頁\編于星期四\2點4肽尾：L-Ala-D-Glu-L-lys-D-Ala肽肽聚糖肽橋：甘氨酸五肽

聚糖：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸β-1,4糖苷鍵溶菌酶肽聚糖結構當前第16頁\共有25頁\編于星期四\2點特征強度厚度肽聚糖層數肽聚糖含量磷壁酸脂多糖脂肪蛋白質G-疏松薄，5～10nm少，1～3層少（10～20％）－＋含量較高含量較高G+堅韌厚，20～80nm多，多達50層高（50～90％）＋－一般無無G+和G-細胞壁結構與組成的比較當前第17頁\共有25頁\編于星期四\2點(4)革蘭氏染色機理結晶紫初染。碘液媒染：在細胞膜內形成了不溶于水的結晶紫與碘的復合物。革蘭氏陽性細菌由于其細胞壁較厚、肽聚糖網層次多和交聯致密，故遇乙醇或丙酮作脫色處理時，因失水反而使網孔縮小，再加上它不含類脂，故乙醇處理不會溶出縫隙，因此能把結晶紫與碘復合物牢牢留在壁內，使其仍呈紫色。革蘭氏陰性細菌因其細胞壁薄、外膜層的類脂含量高、肽聚糖層薄和交聯度差，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不能阻擋結晶紫與碘復合物的溶出。乙醇脫色：細胞退成無色。沙黃等復染：革蘭氏陰性菌就呈現紅色，而革蘭氏陽性菌則仍保留紫色(實為紫加紅色)。當前第18頁\共有25頁\編于星期四\2點2.細胞質膜（cytoplasmicmembrane）又稱質膜、細胞膜或內膜，是緊貼在細胞壁內側、包圍著細胞質的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜。組成：蛋白質：50%~70%。脂類：20%~30%。脂類主要是極性脂類—甘油磷脂。細菌細胞的脂類幾乎都在細胞膜。當前第19頁\共有25頁\編于星期四\2點液態鑲嵌模型結構：液態鑲嵌模型磷脂為兩性分子，組成細胞膜的基本骨架—雙分子層；由于磷脂和蛋白質的運動型，使得細胞膜具有流動性；膜蛋白分布于膜的兩側或磷脂層中。當前第20頁\共有25頁\編于星期四\2點細胞膜的功能①選擇性地控制細胞內、外的營養物質和代謝產物的運送；②維持細胞內正常滲透壓的屏障；③合成細胞壁和糖被的各種組分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、莢膜多糖等)的重要基地；④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細胞的產能場所；⑤許多代謝酶、運輸酶、電子呼吸鏈的所在地；⑥鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉的供能部位。當前第21頁\共有25頁\編于星期四\2點3.細胞質（cytoplasm）細胞質是細胞膜包圍的除核區以外的一切透明、膠狀、顆粒狀物質的總稱。成分：水（80%）、蛋白質、核酸和脂類等。結構：各種酶系統貯藏物、代謝產物、質粒各種營養物少數有類囊體、羧酶體、氣泡、伴孢晶體。當前第22頁\共有25頁\編于星期四\2點4.核區（nuclearregion或area）又稱核質體、原核、擬核或核基因組。指原核生物所特有的無核膜結構、無固定形態的原始細胞核。成分與結構：一個大型環狀雙鏈DNA分子，只有少量蛋白質與之結合。一般均為單倍體。功能：攜帶遺傳信息。當前第23頁\共有25頁\編于星期四\2點糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、芽孢桿菌和藍細菌等碳源及能源類聚β-羥丁酸(PHB)：固氮菌、產堿菌和腸（脂質）桿菌等硫粒：紫硫細菌、絲硫細菌、貝氏硫桿菌等貯藏物藻青素：藍細菌氮源類：藻青蛋白：藍細菌磷源(異染粒)：迂回螺菌、白喉棒桿菌、結核分枝桿菌（無機聚偏磷酸鹽）5.內含物（inclusionbody）當前第24頁\共有25頁\編于星期