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（1-1） 细胞壁（教材P14-16）
细胞壁(cell wall)是包在原生质体外面，厚约10～80 nm 的略有弹性和韧性的网状结构，其质量约占总细胞干重的10%～25%左右。 （1）细菌染色
细菌染色的主要目的（教材P15）
① 细菌本身为无色透明的，在普通光学显微镜下，菌体与背景反差很小，不易看清楚细菌的形态和结构，所以，通常要对细菌进行染色，以增加菌体与背景的反差，以便于在显微镜下观察。
② 通过染色特征对不同特性的细菌进行鉴别。 ③
常用染色方法（教材P15） 单染色法和复染色法 革兰氏染色（教材P15）
革兰氏染色是最重要的细菌染色方法之一，甚至成为鉴别不同细菌的一个重要特征。它是丹麦细菌学家革兰氏(Christian Gram)于1884 年发明的。 革兰氏染色的主要步骤及细菌鉴别（教材P15-16）
先用碱性染料结晶紫染色，再加碘液媒染，然后用酒精脱色，最后以沙黄或蕃红复染。 由于不同种类细菌的细胞壁组成和结构不同，而被染成紫色或红色。凡是呈现紫色的细菌，称为革兰氏阳性(G+)细菌；而被染成红色的细菌，称为革兰氏阴性(G-)细菌。 （2）细胞壁的化学组成及结构 细胞壁的化学组成（教材P14） 细胞壁的主要成分是肽聚糖、脂类和蛋白质。在不同细菌细胞壁中还含有磷壁酸（又称垣酸）和脂多糖等成分。 细胞壁的结构
肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺(NAG)和N-乙酰胞壁酸(简写NAM)以及少量短肽链聚合而成的一个大分子复合体，形成多层网状结构。
G+细菌 G-细菌
G+细菌和G-细菌细胞壁结构的比较
（3）细胞壁的生理功能（教材P16）
1) 细胞壁具有保护细胞免受机械性或渗透压的破坏，维持细胞外形的功能； 2) 细胞壁的化学组成，使之具有一定的抗原性、致病性以及对噬菌体的敏感性； 3) 细胞壁为鞭毛提供支点，支撑鞭毛的运动；
4) 细胞壁具有多孔性，具有一定的屏障作用，允许水及一些化学物质通过，但对大分子物质有阻拦作用。
（1-2） 细胞膜（教材P16） 细胞膜又称原生质膜，是外侧紧贴于细胞壁而内侧包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜，厚度约7～10 nm。约占细胞干重的10%，其化学组成是脂类(20%～30%)和蛋白质(60%～70%)，还有少量糖蛋白、糖脂(约2%)和微量核酸。 （1）细胞膜的结构（教材P16）
膜的单位结构是由磷脂双分子层与蛋白质组成，蛋白质分布与磷脂双分子层的表面，或镶嵌其间，具有流动的特性。细胞膜中的蛋白质种类很多，起酶和载体的作用。
（2）细胞膜的功能（P17）
1) 起渗透屏障作用并进行物质运输； 2) 参与细胞壁的生物合成； 3) 参与能量的产生；
4) 参与细胞繁殖中的DNA 分离过程；
5) 与细胞的运动有关，细菌鞭毛和纤毛着生在细胞膜上 （1-3）细胞质及其内含物（P16） （1）细胞质（P17）
细胞质又称细胞浆，是细胞膜内除细胞核质外的一切半透明、胶状、颗粒状物的总称，含水量约80％，其它主要成分有蛋白质、核酸、脂类、少量的糖类和无机盐类。 （2）内含物
细胞质内形状较大的颗粒状构造称为内含物（inclusion body），包括核糖体、羧酶体、载色体、类囊体、颗粒状内含物和气泡等。 A. 核糖体(ribosome) （P17）
核糖体是细胞中的一种核糖核蛋白的颗粒状结构，由65%的核糖核酸(RNA)和35%的蛋白质组成，分散存在于细菌细胞质中。核糖体是合成蛋白质的部位。 B. 间体(mesosome) （P17）
亦称中体，是一种由细胞膜内褶而形成的囊状结构，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性菌。与酶的分泌、DNA 的复制与分配以及细胞分裂有关。 C. 内含颗粒(inclusion granule) （P17-18）在许多细菌体内，常含有各种较大的颗粒物，大多系细胞储藏物，如异染粒、聚?－羟基丁酸、肝糖、硫粒等。这些内含物常因菌种而异，即使同一种菌，颗粒的多少也随菌龄和培养条件不同而由很大变化。往往在某些营养物质过剩时，细菌就将其聚合成各种贮藏颗粒，当营养缺乏时，它们又被分解利用。以下是几种重要的内含颗粒：
C-a.异染颗粒(metachromatic granule)
又称捩转菌素(volutin)，主要成分是多聚偏磷酸盐，因为它被蓝色染料(如甲烯蓝)染色后不呈蓝色而呈紫红色而得名。幼龄菌中的异染颗粒很小，随着菌龄的增长而变大。一般认为它可能是磷源和能源性贮藏物。
启示：细菌的聚磷现象为废水生物处理的除磷技术奠定了生物学基础
C-b.聚β-羟基丁酸(PHB)颗粒
为细菌所特有，是β-羟基丁酸的直链多聚物，是一种碳源和能源性贮藏物。当细菌生长在富含碳水化合物而缺少氮化合物培养基时，积累PHB；反之则降解PHB。
启示：β-羟基丁酸是一种环境友好材料，可用作可生物降解产品的原料，具有很好的开发和应用前景。
C-d.肝糖(glucogen)粒和淀粉粒
是微生物体内储存的碳源和能源物质，用碘液可染为深蓝色或红褐色，光学显微镜下可见。 C-e.硫粒(sulfur granule)
硫粒是硫素的贮藏物质和能源。有些硫细菌如贝氏硫菌属 (Beggiatoa)、发硫菌属(Thiothrix)等能氧化H2S 为硫，从而获得能量，同时将其氧化产物单质硫以颗粒形式储存 在体内。当环境中缺乏可利用的能源时，它们可氧化体内的硫粒为SO42-，从而获得能量并 满足细胞合成对硫素的需求。
启示： 利用硫细菌在一定条件下积累硫素的特性，可以在消除环境中（水或大气）有害气体H2S 的同时，回收资源——单质硫。 （1-4） 核质与质粒（P18） （1）核质 请参阅教材P18
细菌的核位于细胞质内，为一絮状的核区。它无核膜、核仁，无固定形态，结构也很简单，这些是与真核微生物的主要区别之处。核区内集中有与遗传变异密切相关的脱氧核糖核酸(DNA)，称为染色质体(chromatinic body)或细菌染色体(bacterial chromosome)。核区由一条环状双链DNA 分子高度折叠缠绕而成。细菌的核携带遗传信息，其功能是决定遗传性状和传递遗传信息。 （2）质粒及其应用
质粒(plasmid)是指独立于染色体外，存在于细胞质中，能自我复制，由共价闭合环状双螺旋DNA 分子所构成的遗传因子。其相对分子质量较细菌染色体小，每个菌体内有一个或几个，也可能有很多个质粒。 请参阅教材P18
（1-5） 原生质体的概念（P16）
细胞膜以内，包括细胞膜在内的结构被称为原生质体(protoplast)，包括细胞膜、细胞质和核质。
以上是细菌细胞基本结构的一些主要内容 （二）特殊结构
（2-1） 荚膜与粘液层 （1）荚膜与粘液层的概念 参阅教材P18
（2）荚膜与粘液层的组成 参阅教材P18
（3）荚膜与粘液层的功能 参阅教材P19
（4）菌胶团的概念 参阅教材P19
（5）菌胶团在废水生物处理中的意义 参阅教材P19
（6）菌胶团的形成机理 参阅教材P19
注意:两种学说都有其道理，事实上，菌胶团的形成即与荚膜或粘液层的吸附作用有关，也 与细菌能量水平有关，不可偏颇。 （2-2） 芽孢
（2）芽孢的数量与位置
1) 一般每个菌体只能形成一个芽孢，但也有个别细菌的个体可产生多个芽孢，如多孢锥柱杆菌；
2) 芽孢在细胞中的位置因种类差异而不同，有端生、中生和无固定位置三种情况（参阅教材P20，图2.12）；
3) 芽孢一般为椭圆形和圆形，其直径可能大于或小于具体直径，直径较大的芽孢的形成，常使菌体外部形态发生变化，呈现梭形（如丙酸梭菌）、鼓锤形（如破伤风梭菌）等； 4) 菌体是否能够生成芽孢，以及芽孢数量和着生位置，是由细菌的遗传性决定的，因此这
些性状可以作为鉴别细菌种类的重要依据。 （3）芽孢结构特征和生理特性 结构特征：具有厚而致密的壁，不易透水且含水率低，含有大量的2，6-吡啶二羧酸(简称DPA)和耐热酶；
生理特性：很难着色，具有很强的耐热、抗紫外线、抗化学毒物等抵抗能力；芽孢是一种休眠体，代谢活力极低，一般可存活几年至几十年。 （4）芽孢生理功能
芽孢具有抵抗恶劣环境条件的能力，是保护菌种生存的一种适应性结构。（P21） 芽孢不是繁殖体，因为一个细胞只能形成一个芽孢，而一个芽孢萌发之后仍形成一个营养细 胞。一般认为，细菌只有在遇到恶劣的环境条件时才形成芽孢，以芽孢来度过恶劣环境；一 旦环境条件适宜就萌发，形成新的营养细胞。（P20） （2-3） 鞭毛 （1）鞭毛的概念 参阅教材P21
（2）鞭毛的着生位置及数量 参阅教材P21 （3）鞭毛的功能
主运动功能，参阅教材P21 （2-4）伞毛
又称纤毛或繖毛，是细菌表面的一类毛状突起物，比鞭毛细，短而挺直，数量多。 主要功能：①使细菌相互粘合在一起，形成菌膜（类似于尼龙扣）； ②吸附功能，如大肠杆 菌能借助纤毛附着在寄主细胞上；③有的可以作为细菌接合过程中遗传物质的通道，这种伞 毛可以决定细菌的性别，所以又称性伞毛。（参阅教材P21）
2.1.3 细菌的繁殖方式
细菌一般以二分裂进行繁殖，先是DAN(原核) 进行复制，然后在两个核之间形成横隔，使一个细胞变成两个。两个子细胞大小基本相同的分裂繁殖，称为同型分裂；两个子细胞大小不等的，则称为异型分裂。 2.1.4 细菌的培养特征 （1）菌落的概念
生长在固体培养基上，来源于一个细胞，肉眼可见的细胞群体称为菌落（cology）。 教材P22，称为群落不适宜。 （2）菌落的形态特征
特定的细菌在一定条件下形成的菌落特征具有一定的稳定性和独特性，是衡量分离菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。
细菌的群落形态包括大小、形状、颜色、透明程度、隆起形态、边缘形态、表面光滑与否等。 参见教材P22 图2.16。 （3）菌落的类型
根据培养细菌是否产荚膜和所形成菌落的表面特征，可将菌落分为光滑型和粗糙型两种
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