（连载一）
摘要：
本文根据生物科学资料介绍细菌和霉菌的一些最基本的构造和特性，对常见霉腐微生物的繁殖条件做了概括叙述，最后对防霉抗菌问题研究的状况做了分析，希望能对我国的防霉抗菌涂料发展有些帮助。
关键词：微生物、细菌、霉菌、繁殖、防霉抗菌涂料、海洋防污涂料。
0前言
人类与细菌的斗争己廷续相当长的历史了。文明社会的发展史也是人类与细菌的斗争史，人类为了生存的需要，为了不被自然界中突然而来的巨大细菌灾难所毁灭，利用自己的智慧和勤劳一次又一次地战胜过由于细菌所带来的灾祸。
在我们涂料界中，一代又一代涂料专家不顾困难重重，前赴后续，想研制出具有防霉抗菌的涂料。祈求利国利民、造福人类、净化环境。但是在涂料中要真正能解决这个问题，还需要走很长的一段路，还要花费大量的人才和物力，还要从基础科学入手。
常见霉腐微生物的基本构造和特性
这里主要介绍细菌、霉菌这两类引起霉腐变质的微生物，自然界中常常是十分复杂和混合出现各种微生物的，为了将最基本的概念弄清楚，有利于我们涂料配方设计时有很明确的针对性，我们将根据文献和资料来对它们分别进行介绍。
什么是细菌？
细菌是自然界中分布最广、数量最多、与人类关系最密切的一类微生物。食品的变质，食物中毒，墨汁发臭，抹布发黏，化妆品产气发胀，某些传染病的发生，铁、铜、铝等金属制品的腐蚀等，主要是细菌活动的结果。下面对细菌的构造繁殖方式以其菌藻形态分别做介绍：
一．细胞的形态和构造
（1）细菌的大小与形态
细菌的个体很小，它的大小通常以um表示。细菌的形态多种多样，常随着菌龄和环境条件的不同而有所改变。各种细菌在幼龄和生长条件适宜时，表现正常的形态。根据细菌的外形不同，可将细菌分为球形、杆形和螺旋形三种基本形态，分别被称为球菌，杆菌和螺旋菌。
球菌的直径约为0.5～2um，杆菌约为(0.5～1)umX(1～5)um，弧菌约为(0.3～O.5)uX(1～5)um，螺旋菌约为(0.3～l)umX(l～50)um。
①球菌
这类细菌单个存在时，呈圆球形或扁圆形。几个球菌联合在一起，其接触面常呈扁平状态。如尿素小球菌(Micrococcusureae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)等。
②杆菌
杆状的细菌，多数细菌为杆菌。杆菌的长短、形态差别很大。杆菌按其形态有短杆菌下链杆菌、分枝杆菌、棒状杆菌和芽孢杆菌等.如伤寒沙门菌(Salmonellatyphi)、普通变形杆菌(Proteusuulgaris)、痢疾志贺菌(Shi-Gelladysenteriae,)
③螺旋菌
细胞呈弯曲、螺旋状的细菌，弯曲不足一圈的称为弧菌。如霍乱弧菌(Vibriocholerae)、玫瑰色螺菌(Spirillumroseum)等。
（2）细菌的细胞结构
细菌的细胞结构可分为一般结构和特殊结构两类：
一般结构：
这是任何细菌都具有的共同构造，主要由细胞壁、细胞膜、细胞质和核质体组成。鞭毛、荚膜和芽孢等，是某些细菌所特有的结构。下面分别做介绍：
①细胞壁
包在细胞表面的一层坚韧而具有弹性的结构，厚度一般在Lo～80nm，细菌的细胞壁约占菌体干重的10％～25％。
细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖(又称黏质复合物)。肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸(N-乙酰羧乙基氨基葡萄糖)以及短肽聚合而成的多层网状结构大分子化合物。其中的短肽一般由4～5个氨基酸组成，如L-丙氨酸-D-谷氨酸-L-赖氨酸-D-丙氨酸等，而且短肽中常有D-氨基酸与二氨基庚二酸存在。不同种类细菌的细胞壁中肽聚糖的结构与组成不完全相同。肽聚糖是细菌、放线菌所特有的成分，它使细胞壁具有坚韧的特性。
细胞壁上有许多微细的小孔，可容许直径1nm的可溶性物质通过，对大分子物质有阻拦作用。
②细胞膜
细胞膜也称细胞质膜或原生质膜，或简称为质膜，是紧靠在细胞壁内侧，在细胞壁与细胞质之间的一层柔软而富有弹性的半渗透性薄膜。细胞膜厚度一般为5～8nm，细菌细胞膜约占细胞干重的10％。细胞膜主要由蛋白质(60％～70％)和脂质(主要是磷脂，含20％～30％)组成，此外还有少量的糖类物质、固醇类物质以及核酸等，构成精细的膜结构。
细胞膜的基本结构是在液体的脂质双层中，镶嵌着可移动的球形蛋白质。脂质双层由两排脂质分子排列构成膜的基本骨架，每个脂质分子是由一个可溶于水的“头部”(亲水部分)和两条脂肪酸链(疏水部分)组成。在脂质双层中，所有脂质分子的亲水端都朝向膜内外两表面，疏水端则朝向膜中央。镶嵌在腊质双层内的膜蛋白，称嵌入蛋白质，对膜的通透性起着重要作用。附着在脂质双层内表面的膜蛋白，称外在蛋白质，含有许多呼吸酶系、三羧酸循环酶系和脱氢酶系。
③细胞质及其内含物
细胞质是包于细胞膜内、除核质体之外的一种无色透明的胶状物。细胞质的主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类及少量的糖类和无机盐类。细菌细胞质中核糖核酸的含量较高，可达固形物的15％～20％。
细胞质是细菌的内在环境，具有生命活动的所有特性，含有各种酶系统，是细菌进行新陈代谢的主要场所，通过细胞质使细菌细胞与周围环境不断进行物质交换。
④核质体
细菌属于原核生物，细胞内没有一个结构完整的核，不具有核膜和核仁，因此没有固定的形状，只有一个核质体。细菌核质体的主要成分是DNA(脱氧核糖核酸)，细菌的核实际上是一个巨大的、连续的、环状双链DNA分子，长达lmm，比细菌本身长倍。
⑤鞭毛
某些细菌的表面，长着一种从细胞内伸出的纤细而呈波状的丝状物称为鞭毛。鞭毛着生在接近细胞膜的细胞质中的基粒上，通过细胞膜和细胞壁而伸出体外。鞭毛的长度常可超过菌体的若干倍，但直径很细，一般为10～2Onm。
鞭毛的主要成分是蛋白质，只含有少量的多糖，或可能有脂类。鞭毛蛋白类似于动物肌肉中的肌球蛋白，能收缩。鞭毛是细菌的运动“器官”。鞭毛极其纤细易于脱落，细菌在幼龄时期运动活泼，衰老的细胞鞭毛脱落而不运动。
大多数球菌不生鞭毛。杆菌中有的生鞭毛，有的不生鞭毛。弧菌与螺旋菌都生有鞭毛。鞭毛着生的位置、数目与排列是细菌种的特征，有鉴定意义。
⑥荚膜
有些细菌在其细胞壁表面覆盖一层疏松、透明的黏液性物质，称为荚膜。荚膜的厚度一般可达nm。荚膜含有大量的水分，约占90％以上，其化学成分随菌种的不同而不同，通常是多糖，少数革兰阳性菌的荚膜是单一的多肽。
荚膜的形成与环境条件密切相关。如炭疽杆菌只是在被它所感染的动物体内才形成荚膜；而肠膜状明串珠菌(LetLconostocmesenteroides)只有在含糖量高、含氮量低的培养基中，才会产生大量的荚膜物质。
⑦芽孢
某些细菌生长到一定阶段，细胞内会形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的对不良环境条件具有较强抗性的休眠体，称为芽孢。由于细菌芽孢的形成都在细胞内，敌又称内生孢子。由于每一个细菌只产生一个芽孢，所以芽抱不是细菌的繁殖方式。
二．细菌的繁殖方式
细菌一般进行无性繁殖，主要以裂殖的方式，由1个细胞分裂为2个大小基本相等的子细胞。
细菌细胞分裂可分为核与细胞质分裂、模隔壁形成和子细胞分离等过程。首先核分裂，同时在细胞赤道附近的细胞质膜从外向中心作环状推进，然后闭合而形成一个垂直于细胞长轴的细胞质隔膜，使细胞质分开。其次形成横隔壁。细胞壁向内生长，把细胞质隔膜分成两层，每一层分别形成子细胞的细胞质膜。随后横隔壁也分成两层，这样每一个子细胞就各具一完整的细胞壁。最后是子细胞的分离。
除无性繁殖外，细菌存在着有性结合。但细菌有性结合频率较低，主要以裂殖方式进行无性繁殖。
三．细菌的菌落形态
细菌的形态很小，肉眼看不见单个细菌细胞。但是当单个或少数细菌(或其他微生物的细胞、孢子)接种到固体培养基后，如果条件适宜，它们就会迅速生长繁殖。由于大量子细胞不能像在液体培养基中那样自由弥散，势必会以母细胞为中心形成一个较大的子细胞群体。这种由单个细菌细胞(或少数细菌细胞)，在固体培养基的表面(有时在内部)繁殖出来的、肉眼可见的子细胞群体，称为菌落。
不同种的细菌所形成的菌落形态不同。同一种细菌常因培养基成分、培养时间等不同，菌落形态也有变化。但是，各种细菌在一定的培养条件下形成的菌落具有一定的特征。菌落的特征，对菌种的识别和鉴定有一定意义。
菌落形态包括菌落的大小、形状(圆形、假根状、不规则状等)、隆起形态(如扩散、台状、低凸、凸面、乳头状等)、边缘(如边缘整齐、波状、裂叶状、圆锯齿状等)、表面状态(如光滑、皱褶、颗粒状、龟裂状、同心环状等)、表面光泽(如闪光、不闪光、金属色泽等)、质地(油脂状、膜状、黏、脆等)、颜色以及透明程度(如不透明、半透明等)等项。
什么叫霉菌：
霉菌在自然界分布辗广，大量存在于土壤中，比其他微生物更能耐受较酸的环境，空气中也含有大量霉菌孢子。人们可以轻易地用肉眼看到这些生长在阴暗潮湿处，呈绒毛状、絮状或丝状的“霉”。霉菌是引起各种工业原料、农副产品、仪器设备、衣物、器材、工具和食品等发霉变质的主要微生物。
1.霉菌的形态、构造
霉菌的菌体由菌丝构成，菌丝可无限止伸长和产生分枝，分枝的菌丝相互交织在一起形成菌丝体。
霉菌的菌丝有两类：一类菌丝中无隔膜，整个菌丝体可看作是一个多核的单细胞，如低等种类的根霉、毛霉、犁头霉等霉菌的菌丝均无隔膜；另一类菌丝体有横隔膜，每一段就是一个细胞，整个菌丝体是由多细胞构成，多数霉菌都属这一类。
霉菌的菌丝细胞都由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核和其他内含钩组成。菌丝的宽度一般为2～lOum，比细菌或放线菌宽几倍至几十倍。细胞壁的厚度为～nm，成分各有差异，大部分霉菌的细胞壁由几丁质组成(占干重的2％～26％)。
2.霉菌的繁殖方式
(1)无性孢子繁殖
无性孢子主要有孢子囊孢子、分生孢子、节孢子、厚垣孢子等。
①孢子囊孢子
是一种内生孢子，为毛霉、根霉、犁头霉等一些低等霉菌无性繁殖产生。
②分生孢子
在菌丝顶端或分生孢子梗上，以类似于出芽的方式形成单个或成簇的孢子，称为分生孢子。分生孢子是青霉、曲霉、木霉等大多数霉菌所具有的一种外生孢子，其形状、大小、结构以及着生的情况多种多样。
③节孢子
亦称粉孢子，为白地霉等少数种类所产生的一种外生孢子。由菌丝中间形成许多隔膜，顺次断裂成许多竹节状的短圆柱形的无性孢子。
④厚垣孢子
又称厚壁孢子，很多霉菌可形成这类孢子。它们形成的方式类似于细菌的芽孢。这种厚垣孢子对外界环境有较强的抵抗力。
⑤芽孢子
由菌丝细胞如同发芽一般产生的小突起，经过细胞壁紧缩形成的一种耐受体，形似球状，如某些毛霉或根霉在液体培养基中形成，被称为酵母型细胞的，亦属芽孢芋子。
⑥有性孢子繁殖
有性孢子主要有卵孢子、接合孢子、子囊孢子、担孢子等。
霉菌的有性孢子是经过不同性别的细胞配合而产生的：
①卵孢子
菌丝分化成雄器和藏卵器。藏卵器内有一个或数个卵球。当雄器与藏卵器相配时，雄器中的细胞质和细胞核通过受精管而进人藏卵器，与卵球配合，配合后的卵球生出外壁，即成为卵孢子。
②接合孢子
接合孢子是由菌丝生出形态相同或略有不同的配子囊接合而成。其形成过程为两个相邻近的菌丝相遇，各自向对方伸出圾短的侧枝，称原配子囊，原配子囊接触后，顶端各自膨大并形成配子囊，然后两者接触处溶解，隔膜消失，细胞质与细胞核相互结合，形成一个深色、厚壁和较大的接合孢子。
③子囊孢子
子囊孢子是一种内生的有性孢子，各种子囊菌都能产生。子囊孢子产生于子囊中，子囊是一种囊形结构，呈圆球状、棒状或圆筒状。同一或相邻的两个菌丝细胞形成两个异形配子囊，即产囊器和雄器，两者进行配合，经过一系列复杂的质配和核配后，形成子囊。子囊中子囊孢子数目通常是2的倍数，一般为8个。大多数真菌子囊包在特殊的子囊果中。子囊的形状、大小、颜色、形成方式等，均为子囊菌的菌种特征，常作为分类的依据。
④担孢子
为各种担子菌所特有的外生有性孢子，经过两性细胞核配合后产生，着生在担子上，典型担子菌的担子都有4个担孢子。
此外在液体培养基中，霉菌菌丝断裂的片段也可以生长成新的菌丝体而进行繁殖。
3.霉菌的菌落形态
霉菌和放线菌一样，在固体培养基上有营养菌丝和气生菌丝的分化。气生菌丝较松散地暴露在空气中，因而形成干燥、疏松和不易从培养基中挑出菌丝的菌落。
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