在自然界中,细菌具有特定的形貌特征,如球状、杆状、弧状、螺旋状等。深入研究细菌形貌一方面有助于探索如细菌的摄食、运动、致病能力、趋化性等生物活动,另一方面也为制备具有独特生化性质的纳米粒子-细菌杂化材料提供了基础。深红红螺菌（Rhodospirillum rubrum）是变形菌门,变形菌纲,革兰氏阴性菌。由于深红红螺菌能进行光能自养并能进行生物固氮产氢的性质,且其形貌具有手性,一般存在2-4个螺旋结构,是探索新型纳米粒子-细菌杂化生物固氮体系和制备微米尺度手性等离子激元结构的理想选择,吸引了相关领域科学家的关注。虽然关于深红红螺菌的研究很多,但与深红红螺菌形貌相关的生长调控研究还处于探索阶段。例如,深红红螺菌在培养过程中也会发现球状、杆状、弧状形貌的发生,其形貌改变的原因和相关影响参数还尚不清楚。此外,针对深红红螺菌的表面纳米粒子修饰方法的研究也同样较少。本论文以螺旋菌属的深红红螺菌作为研究对象,针对制备基于深红红螺菌的纳米粒子-细菌杂化材料中存在的科学问题,论文首先研究了不同细菌培养条件对深红红螺菌形貌的影响,找出了能够较好控制细菌螺旋形貌的实验条件。在此基础之上,利用生物原位合成法、直接沉积法、逐层沉积法对深红红螺菌表面进行金纳米粒子修饰,制备纳米粒子-细菌杂化材料。本文的主要研究成果如下:（1）系统研究了深红红螺菌的培养条件对细菌形貌的影响。研究发现,不同培养条件如培养基成分、pH值、以及光照条件等,会使细菌形貌发生显著变化。富营养培养基SMN培基中细菌为螺旋状,而脱阻遏培养基MG中细菌为杆状。中性pH会让细菌成长为螺旋状,弱酸（pH=6、pH=7）,弱碱（pH=8）均会让细菌变为杆状。有光照条件下细菌为螺旋状,黑暗条件下细菌为杆状。但是,改变培养温度（28℃、30℃、32℃、37℃）对细菌形貌无影响。培养条件对深红红螺菌形貌的影响的原因,我们推测是由于只有在有利于细菌的生长代谢的外部条件下,细菌内才有多余的能量用于除基本生存外其他的生物活动,例如刺激Cres类骨架蛋白在细胞膜上的生长组装,从而构成螺旋形貌。（2）分别采用原位合成法、直接沉积法、逐层沉积法,在深红红螺菌表面修饰金纳米粒子,制备了纳米-细菌杂化材料。通过紫外可见分光光度计、粒子粒度分析仪、扫描电镜、透射电镜、ICP-MS等方法对形成的杂化材料进行表征,比较了不同修饰方法所得到材料的修饰效率、生物毒性、分散程度等。采用生物原位合成法,将深红红螺菌培养在含有氯金酸的培养基中,可在细菌表面生成少量的金纳米粒子。但由于深红红螺菌自身的还原能力有限,细菌表面金纳米粒子密度有限。采用逐层沉积法,先将聚合物聚乙烯亚胺（PEI）或聚二烯丙基二甲基铵（PDDA）沉积在深红红螺菌表面,将细菌表面本身的负电荷变为正值,再通过静电吸附与带负电的金纳米粒子相互作用。结果表明,在10%PDDA条件下,金纳米粒子修饰的效率最高,且对细菌的毒性较小。本文进一步探究了不同粒径和表面电荷的金粒子对修饰效率的影响,发现13 nm的金粒子修饰效率最高。此外,加入表面活性剂Triton-X和Tween 20能进一步提高修饰效率,其中Triton-X效果较好。直接沉积法利用了两种策略,一种是静电吸附,一种是表面化学基团的氢键相互作用。我们合成了带正电的PEI-金纳米粒子,与带负电的细菌通过静电吸附作用实现细菌表面修饰。由于细菌表面电荷分布不均匀,修饰效率不高。我们利用盐酸羟胺合成了表面带羟基的金纳米粒子,通过与深红红螺菌表面蛋白质或脂多糖的氨基形成氢键作用实现细菌表面修饰修饰效果最好。此外,金纳米粒子直接沉积法不仅对深红红螺菌有很好的修饰效果,而且对革兰氏阴性菌E.coli和革兰氏阳性菌S.aureus均有效,证明了方法的通用性。综上所述,本论文系统研究了深红红螺菌形貌与培养环境之间的关系,优化细菌的培养条件,培养了具有螺旋形貌的深红红螺菌。以具有螺旋形貌的红螺菌为模板,系统研究了三种细菌表面金纳米粒子的修饰方法,利用盐酸羟胺金纳米粒子直接沉积法,实现了深红红螺菌表面金纳米粒子的高效修饰。制备得到的纳米粒子-细菌杂化材料为有望提高光生电子的生物催化效率,用于合成微米尺度的手性等离子激元材料用于圆偏振光的调控,也为利用纳米粒子观察微生物实时动态提供了一种新的实验工具。