微生物種類繁多，結構簡單，形態多樣，大小不一，用途廣泛，如用於製藥、食品、、處理汙水等方麵。
細菌（bacterium）是一種具有細胞壁的單細胞原核生物，在適宜的條件下其形態構相對穩定。一般將細菌染色後用光學顯微鏡觀察，可識別各種細菌的形態特點，內部的超微結構須用電子顯微鏡才能看到。通常以微米（μm）作為測量單位。
（一）細菌的基本形態
細菌的基本形態有球形、杆形、螺形，根據形態特征將細菌分為球菌、杆菌、螺形菌（圖1-1）。
1.球菌（cocus） 外形呈球形或近似球形，直徑0.8耀1.2μm。由於在繁殖時二分裂平麵不同，分裂後新菌排列的方式不同，又可分為葡萄球菌、雙球菌、鏈球菌等。
2.杆菌（bacilus） 菌體的形態呈直杆狀或近似於杆狀，各種杆菌的大小、長短、粗細等差異較大。菌體兩端多呈鈍圓形，少數兩端平齊（如炭疽芽胞杆菌），也有兩端尖細（如梭杆菌）或末端膨大呈棒狀（如白喉棒狀杆菌）。
3.螺形菌（spiralbacterium） 菌體隻有一個彎曲，呈弧形或逗點狀，稱為弧菌，如霍亂弧菌。菌體有多個彎曲，稱為螺菌，如鼠咬熱螺菌。
細菌的形態受溫度、pH、培養基成分和培養時間等環境因素的影響很大。一般細菌在適宜的條件下培養8耀18d，形態比較典型。在陳舊培養物中、細菌衰老以及環境中有
不利於細菌生長的物質（如藥物、抗生素等）時，細菌常出現不規則的多形性，不易識別。觀察細菌大小和形態特征時，應注意來自機體或環境中各種因素所導致的細菌形態改變。
（二）細菌的結構
細菌的基本結構包括細胞壁、細胞膜、細胞質、核質。除基本結構外，有些細菌還具有特殊結構，如莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞等（圖1-2）。細菌的結構對於細菌的鑒定及其致病性、免疫性都有重要作用。
1.細菌的基本結構 細菌的基本結構由外向內依次為細胞壁、細胞膜、細胞質和核質。
（1）細胞壁（celwal）：細胞壁位於細菌細胞的最外層，是一層有彈性的膜狀結構，質地堅韌，組成比較複雜，並隨不同細菌而異。用革蘭染色法將細菌分為革蘭陽性菌與革蘭陰性菌兩大類，兩類細菌細胞壁的共有組分是肽聚糖，但各有其特殊組分。
細菌細胞壁的主要功能是：①維持細菌的固有外形；②保護細菌抵抗低滲的環境；③參與菌體內外物質交換；④有免疫原性；⑤與細菌致病性有關。
革蘭陽性菌與革蘭陰性菌細胞壁結構顯著不同（表1-1），導致這兩類細菌在染色性、抗原性、毒性、對某些藥物的敏感性等方麵有很大差異。
（2）細胞膜（celmembrane）：位於細胞壁內側，緊密包繞在細菌細胞質外的具有彈性的脂質雙分子層，由磷脂和多種蛋白質組成。厚約7.5nm，占細菌幹重的10%耀30%。
細胞膜的主要功能：①選擇性滲透和物質轉運作用：與細胞壁共同完成菌體內外的物質交換。②生物合成作用：細胞膜上有多種物質合成酶，參與生物合成，如肽聚糖、磷壁酸、脂多糖等均在細胞膜上合成。③呼吸作用：細胞膜上有多種呼吸酶，可進行轉運電子及氧化磷酸化作用，參與細胞的呼吸過程，與能量產生、儲存和利用有關。④參與細菌分裂：細菌部分細胞膜內陷、折疊、卷曲形成的囊狀物，稱為中介體。中介體的形成，有效地擴大了細胞膜的麵積，相應地增加了酶的含量和能量的產生，其功能類似真核細胞的線粒體。中介體多見於革蘭陽性菌，一端連在細胞膜上，另一端與核質相連，細胞分裂時中介體亦一分為二，各攜一套核質進入子代細胞。
（3）細胞質（cytoplasm）：細胞質是細菌新陳代謝的重要場所，有細胞膜包裹的溶膠狀物質。基本成分是水、蛋白質、脂類、核酸及少量糖和無機鹽，其內重要結構有：
①質粒：是細菌染色體外的遺傳物質，存在於細胞質中，為閉合環狀的雙鏈DNA，帶有遺傳信息，控製細菌某些特定的性狀，如細菌的耐藥性等。
②核糖體：是細菌合成蛋白質的場所，有些抗生素（如鏈黴素、紅黴素等）能與細菌的核糖體結合，幹擾細菌蛋白質的合成，從而抑製細菌的生長繁殖。
③胞質顆粒：多數為細菌儲存營養物質的結構，經染色後顏色明顯不同於菌體的其他部位，也稱異染顆粒，如白喉棒狀杆菌的異染顆粒，對細菌鑒別有一定的意義。
（4）核質（nuclearmaterial）：細菌是原核細胞型微生物，無核膜和核仁，DNA纏結成團，裸露於胞漿中，故稱核質。核質具有與細胞核相同的功能，控製著細菌的生命活動，是細菌遺傳和變異的物質基礎。
2.細菌的特殊結構
（1）莢膜（capsule）：是某些細菌在生長繁殖過程中分泌的一層黏液性物質，包繞在細胞壁外，通常這種黏液層厚度大於0.2μm，為多糖或蛋白質的多聚體，不僅有助於鑒別細菌，而且具有保護細菌抵抗吞噬細胞的吞噬和消化作用（與致病性密切相關）。如肺炎球菌、產氣莢膜芽胞梭菌等都有這類莢膜。莢膜對一般堿性染料親和力低，不易著色，普通染色隻能見到菌體周圍有未著色的透明圈。用特殊染色法可將莢膜染成與菌體不同的顏色，如用墨汁負染，莢膜顯現更為清楚（圖1-3）。
（2）鞭毛（flagelum）：是菌體上細長並呈波狀彎曲的絲狀物，是細菌的運動器官，需用電子顯微鏡觀察或經特殊染色法（如鞭毛染色法）使鞭毛增粗後，才能在光學顯微鏡下看到。根據鞭毛數目、位置和排列方式將細菌分為單毛菌、雙毛菌、叢毛菌和周毛菌（圖1-4）。鞭毛在菌體上的位置和數量對鑒別細菌有重要意義。
（3）菌毛（pilusfimbria）：是許多革蘭陽性菌與少數革蘭陰性菌菌體表麵存在著的一種直的、比鞭毛更細、更短的絲狀物。成分是蛋白質，有抗原性。在普通光學顯微鏡下看不到，必須用電子顯微鏡觀察。菌毛共分兩類，一類是普通菌毛，數目多，短粗，有黏附作用，與致病性有關。另一類是性菌毛，通常有3耀4根，稍長，帶有性菌毛的細菌是雄性菌，通過性菌毛可以把質粒傳給雌性菌，使受體菌獲得質粒所控製的遺傳性狀。
（4）芽胞（spore）：某些細菌在一定條件下，胞質脫水濃縮，在菌體內部形成一個圓形或橢圓形的折光性強的小體，稱為芽胞。芽胞是細菌的休眠形式，通常一個細菌隻能形成一個芽胞，在適宜條件下，一個芽胞發芽也隻生成一個菌體。芽胞的位置對鑒定細菌有重要參考價值。例如，炭疽杆菌的芽胞在菌體中央，破傷風杆菌的芽胞在菌體末端，肉毒杆菌的芽胞位於菌體次極端（圖1-5）。芽胞對高溫、幹燥、化學消毒劑及輻射等有很強的抵抗力，因此醫療器械、敷料、培養基等的滅菌以殺滅芽胞為指標。殺滅芽胞最常用的方法是高壓蒸汽滅菌法。
