在生物圈內廣泛生存的單細胞原核生物。細菌個體小,直徑大多為0.3~2.0微米;種類多。廣義的細菌包括放線菌、枝原體、立克次氏體、衣原體和螺旋體。自20世紀60年代起,學者們傾向於將以水為電子供體行光合作用的藍、綠藻也包括在細菌內,稱為藍細菌或藍綠細菌。這樣一來,細菌一詞便成為原核生物的同義語瞭。下面介紹狹義的細菌。

  形態和結構 細菌的基本形態有球狀、桿狀和螺旋狀3種。桿狀細細菌可延長成絲,分枝或不分枝。在培養過程中,細菌的形狀一般穩定,但少數種類有變化,球狀和桿狀可以互變。老培養物中常見衰退型細胞。(見彩圖)

發網菌——一種粘菌,高1.5cm

大腸桿菌,革蘭氏染色陰性

生活於單層培養的McCoy細胞中的砂眼衣原體的包涵體

嗜肺性軍團菌,能導致致死的軍團病

肺炎克氏桿菌,菌體外有一層莢膜

鼠疫耶爾森氏菌是鼠疫的病原

腦膿腫組織中生長的衣氏放線菌

  大多數細菌細胞有細胞壁,主要成分為肽聚糖。但產甲烷細菌、鹽桿菌、硫化葉菌等的細胞壁中不含有這種物質。喪失形成細胞壁能力的細菌叫做L型細菌,它們可在等滲溶液中生存、繁殖,並呈球形。細胞壁內為細胞膜,膜內為原生質,基因載體所在地為無定形的核區,核區內是DNA雙螺旋絲。常有一些細菌在核區外還具有小得多的環形DNA,稱為質粒。核區外是細胞質,細胞質中沒有由單位膜包圍的細胞器。有些細菌的細胞膜內褶構成細菌特有的內膜系統或間體。細胞質中有大量散在的核糖體,其沉降系數為70S。但有些種類的細胞質中有貯存物質,如肝糖和聚β-羥基丁酸鹽。少數細菌在生長發育的一定階段,於營養細胞內形成一種獨特的休眠體,叫做芽孢,可耐受幹燥、熱和藥物等不利因素。在適宜條件下,芽孢可萌發成營養細胞。有些光合細菌在細胞質內有氣泡。細菌細胞外可有一層粘液層,其中有明確界面的叫做莢膜。粘液層未必是細菌生存所必需的,但有的具有獨特的功能,如妨礙吞噬細胞的吞噬。某些細菌在細胞外生有長鞭狀的遊動器官──鞭毛,另一些細菌在細胞外生有短絲狀的纖毛(見纖毛、鞭毛)。細菌的細胞壁和壁外物質(如莢膜和鞭毛等),常成為細菌的O、H、K、Vi抗原。

  分佈 細菌廣泛分佈於土壤、水和空氣中,有些在各種動、植物體內或體表共生、寄生或附生。腐生類型大多參與生物圈的物質循環。與豆科植物營共生並固定大氣氮的根瘤菌(見根瘤菌科)是著名的共生細菌。寄生細菌能引起很多疾病,如人類的傷寒、斑疹傷寒、結核、腦膜炎;動物的炭疽、鼻疽、流產;植物的青橘病、軟腐瘍、根癌等。

  細菌的生存條件是多樣的。能量來源有光能(見光細菌綱)和化學能(見暗細菌綱)。對營養的需求差別很大,有的隻需要一些無機鹽便可正常生長,有的則需要有機碳化合物或多種復雜的有機化合物才能生長,有的甚至隻能在活體內生存。大部分常見細菌的最適宜生長溫度為28~37℃。嗜冷細菌喜好中性微堿的環境,有些嗜酸細菌在pH2的條件下生長,嗜堿細菌在pH10~12或以上的環境中生長。由於代謝途徑的差異,細菌對分子氧的需求也不盡相同。營呼吸代謝的種類(以分子氧為最終電子受體)屬好氧細菌;隻能以其他還原物質(如SO42-為最終電子受體)進行厭氧呼吸的種類,以及專營發酵代謝的種類,均屬厭氧細菌;同時具有呼吸和發酵兩套代謝系統的細菌屬兼性厭氧細菌。專性好氧細菌隻能在有充足分子氧的環境中生存,而對於專性厭氧菌,分子氧則是有毒的。

  生長與繁殖 細菌的生長一是指細菌細胞物質的增長(個體體積的增長),再就是細菌群體的增長。絕大多數細菌以簡單二分分裂法繁殖,個別類型以不對稱二分分裂法繁殖。除衣原體外,一般細菌沒有生活史。細菌在繁殖過程中沒有有絲分裂和減數分裂,所以一般都是單倍體細胞。然而,由於基因突變、轉化、轉導、細菌接合等原因,細菌常生變異。

  分類 目前還沒有一個完整的細菌分類系統。20世紀70年代末,C.R.沃斯等人根據分析16S(或18S)核糖體核糖核酸(rRNA)寡核苷酸譜的結果,主張將生物劃分為3大類群:真核生物、真細菌和古細菌。真細菌包括有細胞壁的細菌和無細胞壁的細菌以及藍、綠藻。

  細菌在生物圈的物質循環中起著不可置換的作用(見固氮微生物、氮素循環、碳素循環),在工農業生產中有越來越多的產品與細菌的作用聯系;另一方面,細菌也可引起人、畜、植物的疾病,並可使工農業產品腐壞變質而造成損失。