因为含有磷酸基，使之带有负电荷。在细菌细胞中，这些负电荷被Mg?~以及有机碱如精胺、亚精胺和腐胺等中和。而真核微生物的DNA，其负电荷则被碱性蛋白质如组蛋白、鱼蛋白等中和。这是原核生物和真核生物的又一区别。通过物理法测定表明，各种原核生物的DNA分子量都很接近，绝大多数都在1一：3×10+道尔顿（质量单位，1道尔顿为氧原子质量的1/16），蓝细菌（又称蓝藻，见第四章第三节）略高。5.内含物内含物是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。内含物的种类和量随细菌种类和培养条件的不同而不同。往往在某些物质过剩时，细菌就将其转化成贮藏物质，当营养缺乏时，它们义被分解利用。常见的内含物颗粒主要有以下几种（1）异染颗粒其化学组分是多聚偏磷酸盐，是磷源和能源的贮藏物。当用蓝色染料（如甲苯胺蓝和甲烯蓝）染色后不呈蓝色而是紫红色，敌称异染颗粒。生物除磷中的不动杠菌在好氧条件下，利用有机物分解产生的人量能，可“过度摄取”周围溶液中的磷酸盐并转化为多聚偏磷酸盐，以染颗粒的方式贮存于细胞内。（2）聚β-羟基丁酸盐（PHB）它是细菌所特有的种碳源和能源贮藏物。实质上是有机物在庆氧代谢过程中形成的代谢产物。如上面提到的不动杆菌，在厌氧条件下可将细胞内贮存的异染颗粒分解释放出能量促进细菌的生长和代谢，使大量有机物分解并转化为PHB颗粒贮存于细胞内。（3）肝糖和凝粉粒两者都是碳源和能源的忙藏物。肝糖颗粒较小，如用稀碘液染色呈红褐色，可在光学显微下观察到。有些细菌如大肠杆菌只贮存肝糖原，有些光合细菌则二者都有。（4）硫粒它是元素硫的贮藏物，许多硫磺细菌都能在细胞内积累硫粒，如活性污泥中常见的贝氏硫细菌和发硫细菌都能在细胞内贮存硫粒。二、特殊结构细菌的特殊结构有荚膜、芽孢和鞭毛三种。1.荧膜在细胞壁外常围绕着一层粘液，厚薄不一。比较薄时称为粘液层，相当厚时，便称为英膜。细菌的英膜有保护作用是一种多糖类物质。当营养缺乏时，细菌可以利用荚膜多糖作为它的碳源和能源物质。英膜般厚于200nm，其硬度和弹性远远小于细胞壁。肺炎球菌、炭疽杆菌等都能生成荚膜。有的细菌，奶硫磺细菌、铁细菌和球衣细菌的丝状体周围的粘液层会逐渐硬质化，而形成所谓鞘。当莱膜物质相融合成团块，内含许O多细菌时，称为菌胶团。并不是所有的细RG菌都能形成菌胶团，凡是能够形成菌胶团热克的细菌，则称为菌胶团细菌。不同细菌形4成不同形状的菌胶团、有分枝状的、垂丝状的、球形的、椭圆形的、蘑菇形的，片ter状的以及各种不规则形状的（图1-6）。菌胶团细菌包藏在胶体物质内，一方面对动物的吞噬起保护作用，同时也增强了它对图1-6儿种不同形态的菌胶团8
不良环境的抵抗能力。菌胶团是活性污泥（如废水牛物处理构筑物曝气池所形成的污泥）中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力，在废水牛物处理中具有较为重要的作用。般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要可根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。新生菌胶羽（即新形成的菌胶团）颜色较浅，甚至无色透明，但有旺盛的生命力·氧化分解有机物的能力强。老化了的菌胶团、由于吸附了许多杂质，颜色较深，看不到细菌单体，而象一团烂泥似的，生命力较差。定种的细菌在适宜环境条件下形成一定形态结构的菌胶团，而当遇到不适宜的环境时，菌胶团就发生松散，甚至呈现单个游离细菌，影响处理效果。因此，为了使废水处理达到较好的效果，要求菌胶团结构紧密，吸附、沉降性能良好。这就必须满足菌胶州细菌对营养及环境的要2.芽孢在部分杆菌（如炭疽杆菌、枯草杆菌）和极少数球茵（如尿拖外壁芽形衣八联球菌）的菌体内能形成圆形或椭一皮层圆形的结构，称为芽孢，其位置可能一芽孢质在菌体的中央，也可能在菌体的一端，茅孢核区>核心芽孢不是繁殖体。芽孢是怎样形成的？芽孢膜芽孢壁-般认为芽孢是某些细菌菌体发育过程中的一个阶段，在一定的环境条件下由于细胞质和核质的浓缩凝集所形成的一种特殊结构。一旦退到适宜条图1-7细菌芽泡构造的模式图件可发芽成新的营养体。因此，芽抱是抵抗恶劣环境的一个休眠体。不管芽孢是怎样形成的，但都有这样的特点：其壁厚；水分少，一般在40%左右；不易透水；含有特殊的抗热性物质一一2，6-吡啶二羧酸和耐热性酶（图1-7）。芽孢所具有的特殊结构加上代谢活力也较弱，所以能够抵抗极不适宜的环境。般说，普通细菌在70～80C时煮10min就死亡，而芽孢在120～140C时还能生存几小时，义如在5%石炭酸（苯酚）溶液中普通细菌很快死亡，而芽疱能忍耐15d之久。芽孢的休眠力是十分惊人的、一般的芽孢在普通的条件下可保存几年至几十年的活力。芽孢的这一特性对于水和废水所带来的影响，尤其是饮用水的卫生检验过程应子充分注意。在废水生物处理过程中，特别是处理有毒废水时都有芽孢杆菌生长。细菌芽孢和营养细孢的比较详见表1-2。由于不是所有的细菌都能形成芽孢，芽孢的位置、大小也因菌种不同而不同，所以芽孢是鉴别菌种的形态特征之一（图1-8）。在杆菌中凡能形成芽孢的叫芽抱杆菌，不能形成芽孢的杆菌就称杆菌。能形成芽孢的细菌一般是革兰氏染色阳性的细菌。细菌的芽孢本身着色能力很弱，必须采用特殊的芽孢染色法才能在光学显微镜下观察到。3.鞭毛鞭毛是由细胞质面来的，起源于细胞质的最外层即细胞膜，穿过细胞壁伸出细菌体外。其在菌体上的位置和数目随菌种而有不同，有的在细菌的一端只有一根，如霍乱弧菌，有的细菌的两端各有一根，有的成束，有的则布满菌体周围，如伤寒杆菌、大肠杆菌（图1-9）。鞭毛也不是切细菌所共有，般的球菌都无鞭毛。大部分杆菌和所有的螺旋菌则具有鞭毛。具有鞭毛的细菌能真正运动无鞭毛的细菌在液体中只能呈分子运动。9
细菌芽孢和营养细胞的比较表 1-2性质芽孢营养细胞基本结构、特殊结构核心、内膜、初生细胞壁结构典型革兰氏阴性细菌）皮层、外膜、外壳层、外孢羲尤折光性有折光性鼎微镜观察外形化学成分钙低高有2.6-吡啶二羧酸无有无聚-3-羟基丁酸高低多糖蛋白质较低较高伴孢晶体无有蛋白质（某些种别）低高含硫氨基酸低酶促活性高高低或缺代谢（氧摄取）有无大分子合成有mRNA低或元低高抗辐射性抗热性低高低高抗化学药物和酸类对染料可染性普通方法可染只有特殊方法可染敏感抗性溶菌酶作用8867图1-9鞭毛图1-8劳孢形状及位置鞭毛的主要成分是蛋白质，有的还含有极少量的多糖和类脂等，如枯草杆菌的鞭毛纯制品中，蛋白质占99%，碳水化合物在0.2%以下，类脂少于0.1%。完整的一根鞭毛从形态上可分三部分：鞭毛丝、鞭毛钩和基体（图1-10）。鞭毛丝是由鞭毛蛋白组成的伸展在细胞外面的细丝状结构，是进行运动的主体。鞭毛钩是鞭毛丝基部弯曲的简状部分。基体是指鞭毛与细胞壁，细胞膜相结合的结构体鞭毛是细菌的运动器官。鞭毛运动引起菌体运动。细菌的运动是惊人的。它们的运动速度每秒可达到自身长度的10倍或数十倍，这比世界上最优秀的短跑冠军要快得多。细菌的运动使它能进行趋避运动，以求牛存或生长更好。趋避运动分为化学趋避运动和光趋避运动二种。但是，细菌是如何控制它的鞭毛而对刺激性因素起反应的，目前还是个谜。鞭毛很细很细，一般为10～20nm。通常采用电子显微镜才能观察到。籍助特殊的鞭毛染色法即使染料沉积在鞭毛上面而人为地加粗以后可以在普通光学显微镜下观察到。10
酸毛丝鞭毛钩钩形箱LM脂多糖外膜?1肽聚糖层P环梗毛杆SM环、细胞膜10图1-10革兰氏阴性细菌鞭毛的细攻构造另外，在许多细菌中还存在着·些比鞭毛更细、较短而直硬的丝状体结构叫“缴毛”它们的数日很多。缴毛不是细菌的运动器官。有的缴毛在遗传物质传递过程中起作用，这叫性缴毛。某些不具鞭毛的细菌具有缴毛，有些细菌则二者都有。第三节细菌的生长繁殖和命名一、细菌的生长繁殖和菌落特征细菌虽然很小，但是照样是一个活的生命有机体，因此和其它生命有机体一样具有生长和繁殖的能力。生长是繁殖的基础，繁殖是生长的结果。细菌的繁殖较简单，一般都是二分裂法，即细菌直接分裂，一分为二。细菌没有有性生殖。由十细菌很小，单个细菌的生长和繁殖不能用肉眼直接观察到.所以通常采用群体生长的结果即菌落的特征来描述。把细菌接种到固体培养基中，经过迅速生长繁殖面形成很多很多菌体聚集在一起的并且肉眼可见的细菌集合体，称之为“菌落”。菌落的外观特性与培养条件有关，也与细菌自身的遗传生长特性有关。一定培养条件下它们表现出-定的特征，并且可以作为细菌的分类依据之一。细菌菌落的特征主要从大小。形状，光泽，颜色，硬度，透明程度，边缘形状等几方面进行考察。典型的细菌菌落一般是1～3mm，圆形或拂圆形，湿润、较光滑，较透明、较粘稠、易挑取、质地均勾及正反面颜色--致等（图1-11）。细菌生长的最重要因素是温度和PH。根据最适生长温度的不同，细菌可分成低温、中温和高温细菌等三大类。·般来说，细菌在pHI中性（6～8）的条件下生长最好。二、细菌的命名为厂研究的方便，细菌都必须给予个名称或名字。细菌的命名（也包括其它所有微生物的命名），与动物和植物的命名一样，都是采用林奈（Linnaeus）双命名法。即一种细菌的名称由二个拉丁文单词组成，第一个是属名，用拉丁文名词表示，词首字母人写，它描述细菌的主要特征；第二个是种名。用拉下文形容词表示，词首字母不大写，它描述细11
正面观表面结构、形态及边缘图1-11细菌南客特征正面观：1扁半：2-降起：3-低凸起：4-高凸起：5-脐状：6-草帽状，7-乳头状表面结构、形态及边缘：8圆形、边缘完整；9一不规则、边缘波浪；10不规则、颗粒状、边缘叶状；11一规则，改射状、缘早叶状12一规则、边缘呈扇边状：13-规则、边缘齿状：14-规则、有同心环、边缘完整：15一不规则、似毛毯状，16一规则、似菌丝状；17一不规则、卷发状、边缘波状；18一不规、呈丝状，19--不规则、根状菌的次要特征。有时候在前面所述的二个单词之后还会有一个单词，这个单词往往是说明细菌的命名人。如果细菌只鉴定到属，对具体的种的地位还不能肯定，则可以用SP：（单数）或sPP.（复数）来表示。举例如下：Escherichia coli大肠杆菌Bacillussubtilus枯草芽孢杆菌Bacillus sp.（一种）芽孢杆菌Staphylacocusaureus金黄色葡萄球菌Saccharomyces cerevisiaeHansen汉逊氏啤酒酵母复习思考题1.细菌的大小般是用什么单位来量测的？2.以形状来分，细菌可分为哪几类？3.简单说明细菌的一般构造。细菌有哪些特殊构造？1.化么叫菌胶团？菌胶团在废水生物处理中有何特殊意义？5.试述细菌穿饱的特征、为什么具有芽泡的细菌能够抵抗不良的环境？12