原核微生物主要包括细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结构比较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体等，本节重点介绍细菌、放线菌、蓝细菌。

 
2.1 细菌（bacteria）
细菌是原核微生物的一大类群，在自然界分布广，种类多，与人类生产和生活的关系也十分密切，是微生物学的主要研究对象。
2.1.1  细菌个体形态   
细菌是单细胞原核生物，即细菌的个体是由一个原核细胞组成，一个细胞就是一个生活个体。虽然细菌种类繁多，但其基本形态分为：球状、杆状和螺旋状。分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。
(1) 球菌  

细胞是球形或近似球形的。有的单独存在，有的连在一起。球菌分裂之后产生新的细胞常保持一定的排列方式，这种排列方式在分类学上很重要。可分为：
①单球菌 分裂后的细胞分散而单独存在的为单球菌。如尿素微球菌（Micrococcus ureae）。
②双球菌 分裂后两个球菌成对排列，如肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）。 
细胞结构    原核生物    真核生物
细胞壁     由肽聚糖、其它多糖、蛋白质和糖蛋白组成    通常为多糖组成，包括纤维素
质膜    不含固醇    含固醇
内膜    简单，仅存在于某些细菌中       复杂，内质网、高尔基体
核糖体    70s       80s（线粒体和叶绿体中的核糖体为70s）
具单位膜的细胞器    无    有几种细胞器
呼吸系统    在部分质膜和内膜中    在线粒体中
光合色素       在内膜或绿色体中，无叶绿体    在叶绿体中
细胞核    拟核    完整的核
核仁    无    有
DNA       通常为一个环状大分子，也存在于质粒中    同组蛋白结合，存在于染色体中
细胞分裂    缺有丝分裂    进行有丝分裂
有性生殖    不具备    具备，进行减数分裂
鞭毛结构         鞭毛较细（中空管状结构）       鞭毛较粗（“9+2”结构）
细胞大小    1~10µm    10~100µm
注：s是沉降系数（svedberg）,用来测定颗粒大小。

③链球菌    

分裂是沿一个平面进行，分裂后细胞排列成链状，如乳链球菌（Streptococcus lactis）。
④四联球菌    

沿两个相垂直的平面分裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形，称四联球菌。如四联微球菌（Micrococcus tetragenus）。
⑤八叠球菌    按3个互相垂直的平面进行分裂后，每8个球菌在一起成立方形，如尿素八叠球菌（Sarcina ureae）。
⑥葡萄球菌分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄。如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）
(2) 杆菌  

杆菌是细菌中种类最多的类型，杆菌细胞是长形，其长度大于宽度，由于比例不同，往往杆菌的长短差别很大。长的杆菌呈圆柱形，有的甚至呈丝状，短的杆菌有时接近椭圆形，几乎和球菌一样，易与球菌混淆称为短杆菌。杆菌的形态也依种的不同有所差异，有的菌体呈纺锤状，有的杆菌有明显分枝。杆菌两端的不同形状，常作为鉴别菌种的依据。有些杆菌一端膨大另一端细小，形如棒状的称为棒状杆菌。形如梭状的称为梭状杆菌。此外菌体排列的形式也有不同，排列成对的称双杆菌，形成链状的称链杆菌。还有些杆菌可以产生芽孢称为芽孢杆菌。而不产生芽孢的亦称无芽孢杆菌。杆状菌的形状与排列有一定的分类鉴定意义（图2-2）。工农业生产中用到的细菌大多数是杆菌。例如用来生产淀粉酶与蛋白酶的枯草杆菌（Bacillus subtilis）。生产谷氨酸的北京棒状杆菌（Corynebacterium pekinense）。乳品工业中保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）等。
(3) 螺旋菌    

细胞呈弯曲状，根据其弯曲程度不同而分为弧菌和螺旋菌。
①弧菌    

菌体弯曲呈弧形或逗号形。如逗号弧菌（Vibrio comma）是霍乱病的病原菌。 
②螺旋菌  

菌体回转如螺旋，螺旋数目的多少及螺距大小随菌种不同而异。如减少螺菌（Spirillum minus）

细菌的形态与环境因子有关，例如与培养温度、培养基的成分与浓度、培养的时间有关。各种细菌在幼龄时和适宜的环境条件下表现出正常形态。当培养条件变化或菌体变老时，常常引起形态的改变，尤其是杆菌。有时菌体显著伸长呈丝状、分枝状或呈膨大状，这种不整齐形态称为异常形态。异常形态中又依其生理机能的不同分为畸形和衰颓形两种。畸形就是由于化学或物理因素的刺激，阻碍细胞的发育引起形态的异常变化，如巴氏醋酸杆菌（Acetobacter Pasteurianus）正常情况下为短杆菌，由于培养温度的改变而成纺锤状、丝状或链锁状（图2-4）。衰颓形是由于培养时间过久，细胞衰老，养分缺乏或由于自身代谢产物积累过多等原因而引起的异常形态。此时细胞繁殖终止，形体膨大构成液泡，染色力弱，有时菌体虽然存在而实际上已死亡。如乳酪芽孢杆菌（Bacillus casei）普通正常情况培养为长杆菌，老熟时变成无繁殖力的分枝状的衰颓形（图2-5）。若再将它们转移到新鲜培养基上，并在合适的条件下生长，它们又将恢复其原来的形状。因此，在观察比较细菌形态时，必须注意因培养条件的变化而引起细胞形态的改变。
2.1.2 细菌个体的大小 
细菌细胞一般都很小，必须借助光学显微镜才能观察到，因此测量细菌的大小通常要使用放在显微镜中的显微测微尺来测量。细菌的长度单位为微米（µm）。如用电子显微镜观察细胞构造或更小的微生物时，要用更小的单位纳米（nm）或埃（Å）

来表示，它们之间的关系是：1mm=103µm=106nm=107Å。
球菌的大小以其直径表示，杆菌、螺旋菌的大小以宽度×长度来表示。螺旋菌的长度是以其自然弯曲状的长度来计算，而不是以其真正的长度计算的，细菌细胞大小见表2-2。 
表2-2 细菌的大小
球  状  细  菌                                                直  径（µm）                                 
尿素微球菌（Micrococcus ureae）                              1.0～1.5
金黄色微球菌（Micrococcus aureus）      0.8～1.0
乳链球菌（Streptococcus lactis）    0.5～0.6
最大八叠球菌（Sarcina maxima）    4.0
圆褐固氮菌（Azotobocter chroococcum）    4.0～6.0
旋动泡硫菌（Thiophysa volutans）    7.0～8.0
    杆  状  细  菌    长度（µm）    宽度（µm）
普通变形杆菌（Proteus vulgaris）    0.5～4.0    0.4～0.5
大肠杆菌（Escherichia coli）    1.0～2.0    0.5
德氏乳杆菌（Lactobacillus delbruckii）    2.8～7.0    0.4～0.7
枯草杆菌（Bacillus subtilis）    1.2～3.0    0.8～1.2
巨大芽孢杆菌（Bacillus megatherium）    3.0～9.0    1.0～2.0
        
    螺  旋  状  细  菌
霍乱弧菌（Vibrio cholerae）    1.0～3.0    0.3～0.6
红色螺菌（Spirillum rubrum）    1.0～3.2    0.6～0.8
迂回螺菌（Spirillum volutans）    10～20    1.5～2.0

虽然细菌的大小差别很大，但一般都不超过几个微米，大多数球菌的直径为0.20～1.25µm。

杆菌一般为0.20～1.25×0.30～8µm，产芽孢的杆菌比不产芽孢的杆菌要大，螺旋菌的为0.30～1×1～5.0µm。
由于细菌个体大小有很大差异，以及所用固定和染色方法不同，测量结果可能不一致。一般细菌在干燥与固定过程中，细胞明显收缩，测量结果往往只能得到近似值。有关细菌大小的记载常常是平均值或代表值。
影响细菌形态变化的因素同样也影响细菌个体的大小，除少数例外。一般幼龄的菌体比成熟的或老龄的菌体大的多，但宽度变化不明显。细菌细胞大小还可能与代谢产物的积累或培养基中渗透压增加有关。
2.1.3  细菌细胞的结构
细菌的基本结构包括细胞壁、细胞质膜、细胞质及细胞核等四部分组成，有些细菌还有荚膜、鞭毛和芽孢等特殊结构。
基本结构是任何一种细菌都具有的，而特殊结构只限于某些种类细菌才有，是细菌分类鉴定的重要依据。
(1）细胞壁（cell wall）    

细胞壁在细菌菌体的最外层。为坚韧、略具有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%～25%。各种细菌的细胞壁厚度不等，一般在10～80nm之间。
细胞壁具有保护细胞及维持细胞外形的功能。失去细胞壁的各种形态的菌体都将变成球形。细菌在一定范围的高渗溶液中细胞质收缩，但细胞仍然可保持原来的形状，在一定的低渗溶液中细胞则会膨大，但不致破裂。这些都与细胞壁具有一定坚韧性及弹性有关。细菌细胞壁的化学组成也与细菌的抗原性、致病性以及对噬菌体的敏感性有关。有鞭毛的细菌失去细胞壁后，可仍保持其鞭毛但不能运动，可见细胞壁的存在是鞭毛运动所必需的，可能是为鞭毛运动提供可靠的支点。此外细胞壁实际上是多孔性的，可允许水及一些化学物质通过，并对大分子物质有阻拦作用。
构成细胞壁的基本骨架是肽聚糖（peptidoglycan）层，由氨基糖和氨基酸组成，它含有N-乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine, NAG）和N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic acid, NAM）两种氨基糖，这两种氨基糖或直接连接或通过甘氨酸间桥而交替相连形成长链。连接到NAM羧基的四肽链，含D-谷氨酸、D-和L-丙氨酸和二氨基庚二酸或赖氨酸。D构型的氨基酸是细菌细胞壁（有时还有荚膜）所特有的。四肽链同其它氨基糖四肽依次连接形成坚韧的肽聚糖套层。有许多细菌在肽聚糖外面还有外膜（outer membrane）。

采用革兰氏染色技术可以将细菌细胞壁区分为两种类型，革兰氏阳性（G＋）和革兰氏阴性（G—）。革兰氏染色（Gram stain）是丹麦医生革兰（Hans Christian Gram）于1884年采用表2-3所列程序对细菌染色，结果因显色不同可将细菌区分为两类，分别称为革兰氏阳性和阴性。
表2-3 革兰氏染色程序和结果
步  骤    方   法    结   果
        阳性（G+）    阴性（G—）
初  染    结晶紫30s    紫    色    紫    色
媒染剂    碘液30s    仍为紫色    仍为紫色
脱  色    95%乙醇10～20s    保持紫色    脱去紫色
复  染    蕃红（或复红）30～60s    仍显紫色    红    色 

细菌的不同显色反应是由于细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异，主要是肽聚糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前二步结果是一样的，但在G＋细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通
过细胞壁，保持着紫色。在G—细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜，还可能损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时，显现红色。红色染料虽然也能进入已染成紫色的G+细胞，但被紫色盖没，红色显示不出来。
革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁的结构比较。
①革兰氏阳性细菌的细胞壁
G＋细菌细胞壁具有较厚（20-80nm）而致密的肽聚糖层，多达20层，占细胞壁成分的60%～90%，它同细胞膜的外层紧密相连。有的G＋细菌细胞壁中含有磷壁酸（teichoic-acid），也称胞壁质（murein），它是甘油和核糖醇的聚合物，磷壁酸通常以糖或氨基酸的酯而存在。由于磷壁酸带负电荷，它在细胞表面能调节阳离子浓度。磷壁酸与细胞生长有关，细胞生长中有自溶素（autolysins）酶类起作用，磷壁酸对自溶素有调节功能，阻止胞壁过度降解和壁溶。
如果细胞壁的肽聚糖层被消溶，G＋细胞成为原生质体（protoplasts），细胞壁不复存在，而只存留细胞膜。除链球菌外，大多数G＋细菌细胞壁中含极少蛋白质。
②革兰氏阴性细菌的细胞壁    

G—细菌细胞壁比G＋细菌细胞壁薄（15～20nm）而结构较复杂，分外膜（outer membrane）和肽聚糖层（2～3nm）。在细胞壁和细胞质膜之间有一个明显的空间，称为壁膜间隙（periplasmic space）。
外膜    G—细菌细胞壁外膜的基本成分是脂多糖（lipopolysaccharide,LPS），它同细胞质膜相同之处也是双层类脂，但除磷脂外还含有多糖和蛋白质。
LPS的多糖部分包括核心多糖和O-特异多糖。O-特异多糖由重复分支的碳水化合物分子组成，含有已糖（葡萄糖、半乳糖和鼠李糖）和二脱氧已糖。由于糖的种类不同，使各种G—细胞具有不同特性的LPS。核心多糖（core polysaccharide）的主要组分是酮脱氧辛酸（ketodeoxyoctonate, KDO）。
外膜中还含有几种蛋白，如脂蛋白、通透蛋白。有些蛋白具有通孔作用（porin），调控外界分子进入细胞；有的蛋白分子可以作为噬菌体的受体；许多G—细菌对高等生物有致病性是由LPS的成分决定的，它的毒性组分常称为内毒素（endotoxins）。
肽聚糖层    G—细菌细胞壁的肽聚糖层很薄，在大肠杆菌和其它细菌中仅有单层。肽聚糖层和外膜的内层之间通过脂蛋白连接起来。
壁膜间隙    G—细菌细胞壁的外膜与细胞质膜之间存在明显的壁膜间隙，一层薄的肽聚糖处于其间，肽聚糖层和细胞质膜之间的间隙较宽，肽聚糖层至外膜之间的间隙较窄。大肠杆菌的壁膜间隙宽度为12～15nm，呈胶胨态。其间含有三类蛋白质：水解酶，催化食物的初步降解；结合蛋白，启动物质转运过程；

化学受体（chemoreceptors），在趋化性中起作用的蛋白。
尽管细胞壁是细菌的重要结构成分，但自然界也存在无壁细菌，如支原体属于这一类。G＋ 和G— 细菌由于自发突变或在培养时用青霉素处理可以形成无壁细胞或胞壁残缺不全的L型细胞。这种缺乏坚硬的肽聚糖细胞壁的L型细胞可以继续繁殖，甚至再形成胞壁。如果肽聚糖被全部去除无残余留下，则细胞壁不能再合成。这种形态同无胞壁的支原体是相关的，但不能混淆。
(2）细胞膜    

细胞质膜（cytoplasmic membrane）,简称质膜（plasma membrane），是围绕细胞质外面的双层膜结构，使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多生化反应的重要部位。
质膜的基本结构是磷脂双层（phospholipid bilayer），含有高度疏水的脂肪酸和相对亲水的甘油两部分。磷脂的亲水和疏水双重性质使它具有方向性，由双层磷脂构成的质膜其疏水的两层脂肪酸链相对排列在内，亲水的两层磷酸基则相背排列在外，类似于G—细菌细胞壁外层的双层磷脂结构，称为单位膜，这种排列结构使质膜成为有效控制物质通透的屏障。
质膜很薄，约5～10nm厚。蛋白质镶嵌在双层磷脂中，并伸向膜内外两侧。分为两类，边缘蛋白（peripheral proteins）和整合蛋白（integral proteins）。边缘蛋白的含量约为膜蛋白的20%～30%，它们可溶于水溶液；整合蛋白含量为70%～80%，不容易从质膜中抽提出来，也不溶于水溶液。同膜类脂一样，整合蛋白也有两亲性（amphipathic），它的疏水区段埋于类脂中，亲水区段伸向质膜外，可以侧向扩展，但不能在类脂层中翻转或旋转。蛋白质在双层磷脂中扩散的状况决定于脂肪酸链的饱和度与支链数以及温度条件，温度愈高，膜的流动性愈大。嗜冷细菌质膜的类脂是高度不饱和的，能在低温下流动；而嗜热细菌质膜类脂的饱和度和支链脂肪酸含量较高。一般原核细胞质膜不含固醇，但有些原核细胞质膜中含有五环类固醇物（hopanoides），其结构类似于真核生物质膜中的固醇，可能有加固细胞质膜的作用。不具细胞壁的支原体在质膜中则含有固醇。
质膜的基本功能是调控物质的流入与排出，对性质各异的物质具有不同的机制来运输，包括扩散和主动运输等方式。当质膜内外两侧溶质的浓度不同时，水分从低浓度溶质一侧通过质膜流向高浓度一侧，直到两侧的浓度达到平衡，或是由于压力而阻止水分子进一步流动时为止。由于溶质浓度差而使水分通过质膜的过程称为渗透作用，是被动扩散的一种方式，它对质膜造成一种压力，即渗透压。
质膜常与呼吸作用和磷酸化作用的细胞能量平衡往往是相联系的。在大多数细菌中，电子转移系统和呼吸酶类位于质膜中。
(3）中体（mesosome）或中间体    

细菌的细胞膜折皱陷入到细胞质内，形成一些管状或囊状的形体称中体或中间体，其中酶系发达是能量代谢的场所。此外，细菌细胞分裂时与细胞壁的隔膜的合成，以及核的复制有关。
(4）细胞质（protoplast）    

细胞质是位于细胞膜内的无色透明粘稠状胶体，是细菌细胞的基础物质，其基本成分是水、蛋白质、核酸和脂类，也含有少量的糖和无机盐类。细菌细胞质与其他生物细胞质的主要区别是其核糖核酸含量高，核糖核酸的含量可达固形物的15%～20%。据近代研究表明，细菌的细胞质可分为细胞质区和染色质区。细胞质区富于核糖核酸，染色质区含有脱氧核糖核酸。由于细菌细胞质中富有核糖核酸，因而嗜碱性强，易被碱性和中性染料所着色，尤其是幼龄菌。老龄菌细胞中核糖核酸常被作为氮和磷的来源而被利用，核酸含量减少，故着色力降低。
细胞质具有生命物质所有的各种特征，含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所，不断地更新细胞内的结构和成分，使细菌细胞与周围环境不断地进行新陈代谢。
(5）细胞核（nucleus）    

细菌只具有比较原始形态的核或称拟核（nucleoid）。它没有核膜、核仁，只有一个核质体或称染色质体。一般呈球状、棒状或亚铃状，由于细胞核分裂在细胞分裂之前进行，所以，在生长迅速的细菌细胞中有两个或四个核，生长速度低时只有一个或两个核。
由于细菌核质体比其周围的细胞质电子密度较低，在电子显微镜下观察呈现透明的核区域，用高分辨率的电镜可观察到细菌的核为丝状结构，实际上是一个巨大的、连续的环状双链DNA分子（其长度可达1mm），比细菌本身长很多倍折叠缠绕形成的。细胞核在遗传性状的传递中起重要作用。
在很多细菌细胞中尚存有染色体外的遗传因子，为环状DNA分子，分散在细胞质中能自我复制，称为质粒（plasmid）。而附着在染色体上的质粒叫附加体。质粒携带着遗传信息，一般质粒携带的基因是细菌细胞的次级代谢基因；质粒可自我复制、稳定遗传，随细菌繁殖在子代细胞中代代相传，质粒在细胞中有时可自行消失，但没有质粒的细菌不能自行产生。质粒在基因工程的研究中重要的基因载体工具之一。
(6）核糖体（ribosome）    

核糖体是细胞中核糖核蛋白的颗粒状结构，由核糖核酸（RNA）与蛋白质组成，其中RNA约占60%，蛋白质占40%，核糖体分散在细菌细胞质中，其沉降系数为70S，是细胞合成蛋白质的场所，其数量多少与蛋白质合成直接相关，随菌体生长速度而异，当细菌生长旺盛时，每个菌体可有104个，生长缓慢时只有2 000个。细胞内核糖体常成串联在一起，称为多聚核糖体。
(7）细菌细胞的内含物    

细胞质内的主要内含物有以下一些：
气泡（gas vacuole）    

某些细菌如盐杆菌（Halobacterium）含有气泡，气泡吸收空气以其中氧气组分供代谢需要，并帮助细菌漂浮到盐水上层吸收较多的大气。
(8) 颗粒状内含物    

细菌细胞内含有各种较大的颗粒，大多为细胞贮藏物,颗粒的多少随菌龄及培养条件的不同有很大变化。
①异染颗粒（metachromatic  granules）    

是普遍存在的贮藏物，其主要成分是多聚偏磷酸盐，有时也被称为捩转菌素（volutin），多聚磷酸盐颗粒对某些染料有特殊反应，产生与所用染料不同的颜色，因而得名异染颗粒。如用甲苯胺蓝、次甲基蓝染色后不呈蓝色而呈紫红色。棒状杆菌和某些芽孢杆菌常含有这种异染颗粒。当培养基中缺磷时，异染颗粒可用为磷的补充来源。 
②聚β-羟基丁酸（poly-β-hydroxybutyric acid）颗粒    

聚β-羟基丁酸是一类类脂物，一些细菌如巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、肠杆菌的细胞内均含有聚β-羟基丁酸的颗粒（是碳源与能源性贮藏的物质）。由于易被脂溶性染料如苏丹黑（Sudan black ）着色，故常被误认为是脂肪滴或油球，其结构式为：
③肝糖（glycogen）粒与淀粉粒（granulose）    

某些肠道杆菌和芽孢杆菌体内可积累一些多聚葡萄糖，用稀碘液可染成红棕色即为肝糖。有些梭状芽孢杆菌在形成芽孢时有细菌淀粉粒的积累，可被碘液染成蓝色。
④脂肪粒    

这种颗粒折光性较强，可用苏丹Ⅲ（sudan Ⅲ）染成红色，随着细菌的生长细菌体内脂肪粒的数量亦会增加，细胞破裂后脂肪粒游离出来。
⑤硫滴    

硫磺细菌，如紫色硫细菌和贝氏硫细菌等，当环境中含有H2S的量很高时，它们可以把H2S氧化成硫，在体内积累起来，形成大分子的折光性很强的硫滴，为硫素贮藏物质。如果环境中H2S不足时，又可把硫进一步转变成硫酸盐，从中获得能量。
⑥液泡    

许多细菌当其衰老时，细胞质内就会出现液泡。其主要成分是水和可溶性盐类，被一层含有脂蛋白的膜包围。
由于细菌的发育阶段不同，以及营养和环境的差异，各种细菌甚至同种细菌之间，内含物的数量和成分也可不同，但是同一菌种在相同的环境条件下常含有相同的内含物，这一点有助于细菌的鉴定。
2.1.4  细菌细胞的特殊结构
鞭毛、荚膜、芽孢等是某些细菌特有的结构，它们在细菌分类鉴定上具有重要作用。
(1)鞭毛（flagella）    

某些细菌能从体内长出纤细呈波状的丝状物称为鞭毛，是细菌的“运动器官”。在电镜下观察能看到鞭毛起源于细胞质膜内侧，细胞质区内一个颗粒状小体，此小体称为基粒 （basal body）。鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部（图2-12）。 
鞭毛长度一般可超过菌体若干倍，而直径极微小约为10～25nm，由于已超过普通光学显微镜的可视度，只有用电镜直接观察或经过特殊的染色方法（鞭毛染色），使染料堆积在鞭毛上因而鞭毛加粗，才可用光学显微镜观察到。另外用悬滴法及暗视野映光法观察细菌的运动状态以及有半固体琼脂穿刺培养，从菌体生长扩散情况也可以初步判断细菌是否具有鞭毛。
大多数球菌不生鞭毛，杆菌中有的生鞭毛有的不生鞭毛，弧菌与螺旋菌都生鞭
毛。

鞭毛着生的位置、数目是细菌种的特征，依鞭毛的数目与位置分下列几种：
单生  偏端单生鞭毛菌    在菌体的一端长一根鞭毛如霍乱弧菌（Vibrio cholerae）。
两端单生鞭毛菌  在菌体两端各生一根鞭毛，如鼠咬热螺旋体（Spirochaeta morsus-muris）。
丛生    偏端丛生鞭毛菌  在菌体一端丛生鞭毛，如铜绿假单胞杆菌（Pseudomonas aeruginosa）。
两端丛生鞭毛菌  在菌体两端各丛生鞭毛，如红色螺菌（Spirillum rubrum）。
周生    菌体周生鞭毛称周毛菌，如枯草杆菌（Bacillus subtilis）、大肠杆菌等。

鞭毛主要的化学成分是鞭毛蛋白，它与角蛋白、肌球蛋白、纤维蛋白属于同类物质，所以鞭毛的运动可能与肌肉收缩相似。
鞭毛是细菌的运动器官，有鞭毛的细菌在液体中借鞭毛运动，其运动方式依鞭毛着生位置与数目不同而不同。单毛菌和丛毛菌多做直线运动，运动速度快，有时也可轻微摆动。周毛菌常呈不规则运动，而且常伴有活跃的滚动。
鞭毛虽是某些细菌的特征，但在不良的环境条件如培养基成分的改变，培养时间过长，干燥、芽孢形成、防腐剂的加入等都会使细菌丧失生长鞭毛的能力。
有些细菌的表面有比鞭毛短而细（直径3～10nm）的菌毛（pili或fimbriae），数目常多于鞭毛。菌毛的结构和功能不同于鞭毛，它发生于质膜或紧贴质膜的细胞质中，是僵硬的蛋白质丝或细管，能使大量菌体缠结在一起。菌毛能使细胞吸附在固体表面或液体表面，形成菌膜（pellicle）和浮渣（scum）。还有的细菌（如大肠杆菌）具有类似于菌毛的毛状物称为性菌毛（sex pili）。性菌毛比菌毛稍长，数量比菌毛少，只有一根或几根。性菌毛在细菌接合交配时起作用。
(2）荚膜（capsule）    

有些细菌在生命过程中在其表面分泌一层松散透明的粘液物质，这些粘液物质具有一定外形，相对稳定地附于细胞壁外面，则称为荚膜。没有明显边缘，可以扩散到环境中的称为粘液层。荚膜一般围绕在每一个细菌细胞的外围，但也有多个细菌的荚膜连在一起，其中包含着许多细菌称为菌胶团（图2-14）。
荚膜折光率很低，不易着色，必须通过特殊的荚膜染色方法，一般用负染色法，即使背景和菌体着色，而荚膜不着色，使之衬托出来，可用光学显微镜观察到。
荚膜含有大量水分。约占90%，还有多糖或多肽聚合物。荚膜的形成既受遗传特性所决定，又与环境条件有密切关系。生长在含糖量高的培养基上的菌容易形成荚膜，如肠膜明串珠细菌（Leuconostoc mesenteroides），只有在含糖量高、含氮量低的培养基中才能产生荚膜。某些病原菌如炭疸芽孢杆菌只在寄主体内才形成荚膜，在人工培养基上不形成荚膜，形成荚膜的细菌也不是整个生活期内都形成荚膜，如肺炎双球菌在生长缓慢时形成荚膜。某些链球菌在生长早期形成荚膜，后期则消失。
荚膜虽然不是细菌的主要结构，通过突变或用酶处理，失去荚膜的细菌仍然能生长正常，但荚膜也有其一定的生理功能，由于荚膜的存在可以保护细菌在机体内不易被白血球所吞噬，使细菌具有比较强的抗干燥作用。当营养物缺乏时可作为碳源及能源而被利用，某些细菌由于荚膜的存在而具有毒力，如具有荚膜的肺炎双球菌毒力很强，当失去荚膜时，则失去毒性。
(3）芽孢（spore）    

有些细菌当生长到一定时期繁殖速度下降，菌体的细胞原生质浓缩，在细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的孢子。对不良环境条件具有较强的抗性的休眠体称为芽孢或内生孢子（endospore）。菌体在未形成芽孢之前称繁殖体或营养体。
能否形成芽孢是细菌种的特征，受其遗传性的制约，在杆菌中形成芽孢的种类较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。
芽孢有较厚的壁和高度折光性，在显微镜下观察芽孢为透明体。芽孢难以着色，为了便于观察常常采用特殊的染色方法——芽孢染色法。
各种细菌芽孢形成的位置、形状与大小是一定的，是细菌鉴定的重要依据。有的可位于细胞的中央，有的位于顶端或中央与顶端之间，芽孢在中央如果其直径大于细菌的宽度时，细胞呈梭状，如丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)。芽孢在细菌细胞顶端如芽孢直径大于细菌的宽度时，则细胞呈鼓槌状，如破伤风梭菌（Clostridium tetani）。芽孢直径如小于细菌细胞宽度则细胞不变形，如常见的枯草杆菌，蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）等。芽孢的形状、大小和位置。
细菌是否形成芽孢是由其遗传性决定，但也需要一定的环境条件。菌种不同需要环境条件也不相同，大多数芽孢杆菌是在营养缺乏、温度较高或代谢产物积累等不良条件下，在衰老的细胞体内形成芽孢。但有的菌种需要在营养丰富、适宜温度的条件下形成芽孢，如苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）在营养丰富，温度和通气等适宜条件时在幼龄细胞中大量形成芽孢。
细菌形成芽孢包括一系列复杂过程。在电镜下观察芽孢形成的过程是：开始时细胞中核物质凝集向细胞一端移动，细胞质膜内陷延伸形成双层膜，构成芽孢的横隔壁，将核物质与一部分细胞质包围而形成芽孢。
不论在什么条件下所形成的芽孢其对不良的环境都有很强的抵抗能力，有的芽孢在不良的条件下可保持活力数年、数十年，甚至更长的时间。芽孢尤其耐高温，如破伤风梭菌在沸水中可存活3h。经研究证明芽孢耐高温的原因是由于芽孢形成时可同时形成2，6-吡啶二羧酸（dipicolinic acid），简称DPA，在细菌的营养细胞和其他生物的细胞中均未发现有DPA存在。DPA的结构式为：
DPA在芽孢中以钙盐的形式存在，占芽孢干重的15%。芽孢形成时DPA很快形成，DPA形成后芽孢就具有耐热性，当芽孢萌发时DPA就被释放出来，同时芽孢也就丧失耐热能力，因此芽孢的高度耐热性主要与它的含水量低，含有DPA以及致密的芽孢壁有关。
芽孢在合适的条件下开始萌发，如在营养、水分、温度等条件适宜时芽孢即可萌发。芽孢萌发开始吸收水分、盐类和其他营养物质而体积涨大，折光率降低，染色性增强，释放DPA，耐热性消失，酶活性和呼吸力提高。孢子壁破裂而通过中部、顶端或斜上方伸出新菌体。最初新菌体的细胞质比较均匀，没有颗粒、液泡等，以后逐渐出现细胞内含物，菌体细胞亦恢复正常代谢。芽孢是细菌的休眠体，一个细胞内只形成一个芽孢，一个芽孢萌发也只产生一个营养体。
2.1.5  细菌的繁殖与菌落形态特征    
(1）细菌的繁殖    

细菌繁殖主要是简单的无性的二均裂殖。分裂时首先菌体伸长，核质体分裂，菌体中部的细胞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，把菌体分开，细胞壁向内生长把横隔膜分为两层，形成子细胞壁，然后子细胞分离形成两个菌体。球菌依分裂方向及分裂后子细胞的状态，可以形成各种形态的群体。如单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。杆菌繁殖其分裂面都与长轴垂直，分裂后的排列形式也因菌种不同而其形态各异，有单生、双生、有的结成短链或长链，有的呈八字形、有的呈栅状排列（图2-18）。
除无性繁殖外，经电镜观察及遗传学研究证明细菌也存在有性结合，不过细菌的有性结合发生的频率极低。
(2）细菌菌落特征    

如果把单个微生物细胞接种到适合的固体培养基上后，在适合的环境条件下细胞就能迅速生长繁殖，繁殖的结果是形成一个肉眼可见的细胞群体，我们把这个微生物细胞群体称为菌落（colony）。
不同菌种其菌落特征不同，同一菌种因不同生活条件其菌落形态也不尽相同，但是同一菌种在相同培养条件下所形成的菌落形态是一致的，所以菌落形态特征对菌种的鉴定有一定的意义。
菌落特征包括菌落的大小、形态（圆形、丝状、不规则状、假根状等），侧面观察菌落隆起程度（如扩展、台状、低凸状、乳头状等），菌落表面状态（如光滑、皱褶、颗粒状龟裂、同心圆状等），表面光泽（如闪光、不闪光、金属光泽等），质地（如油脂状、膜状、粘、脆等），颜色与透明度（如透明、半透明、不透明等）（图2-19）。
此外菌落特征也受其他方面的影响，如产荚膜的菌落表面光滑，粘稠状为光滑型（S-型）。不产荚膜的菌落表面干燥、皱褶为粗糙型（R-型）。菌落的形态、大小有时也受培养空间的限制，如果两个相邻的菌落相靠太近，由于营养物有限，有害代谢物的分泌和积累而生长受阻。因此作为菌落的形态观察时一般以培养3～7天为宜，观察时要选择菌落分布比较稀疏处于孤立的菌落。菌落在微生物学工作中，主要用于微生物的分离、纯化、鉴定、计数等研究和选育种等的实际工作。
2.1.6  食品中常见的细菌
在日常生活中食品经常受到细菌的污染，从而使食品变质；此外尚有些对人有益的细菌，人们常常利用它们制造一些食品或药品。现将常见的、主要的几个细菌属分述如下：
(1）假单胞杆菌属（Pseudomonas）    

直的或弯杆状（0.5～1µm×1.5～4µm）,革兰氏阴性菌，极生鞭毛，可运动、不生芽孢。化能有机营养型，需氧，在自然分布很广。某些菌株具有很强的分解脂肪和蛋白质的能力。它们污染食品后如环境条件适宜，可在食品表面迅速生长，一般产生水溶性色素、氧化产物和粘液，引起食品产生异味及变质，很多菌在低温下能很好的生长，所以在冷藏食品的腐败变质中起主要作用。例如：荧光假单胞菌（Ps. fluorescens）在低温下可使肉、牛乳及乳制品腐败。腐败假单胞菌（Ps. putrefacicus），可使鱼、牛奶及乳制品腐败变质。可使奶油的表面出现污点。菠萝假单胞菌（Ps. ananas）可使菠萝果实腐烂，被侵害的组织变黑并枯萎。
(2）醋酸杆菌属（Acetobacter）    

醋酸杆菌分布也很普遍，一般从腐败的水果、蔬菜及变酸的酒类、果汁等食品中都能分离出醋酸杆菌。细菌细胞呈椭圆形杆状、单生或成链状，不生芽孢，需氧，运动或不运动。本属菌有很强的氧化能力，可将乙醇氧化成醋酸。醋酸菌有两种类型的鞭毛，一群为周生鞭毛，它们可以把生成的醋酸进一步氧化成CO2和水；另一群为极生鞭毛，它们不能进一步氧化醋酸。醋酸杆菌是制醋的生产菌株，在日常生活中常常危害水果与蔬菜，使酒、果汁变酸。
(3）无色杆菌属（Achromobacter）    

为革兰氏阴性杆菌，分布在水和土壤中，有鞭毛，能运动。多数能分解葡萄糖和其他糖类产酸而不产氧，能使禽、肉和海产品变质发粘。
(4）产碱杆菌属（Aicaligenes）    

为革兰氏阴性菌，这个属细菌不能分解糖类而产酸，能产生灰黄色、棕黄色、或黄色色素。分布极广，存在于水、土壤、饲料和人畜的肠道内。能使乳制品及其他动物性食品产生粘性而变质，能在培养基上产碱。
(5）黄色杆菌属 （Flavobacterium）    

细胞直杆或弯曲状（0.2～2.0×0.5～6.0µm），通常极生鞭毛，可运动，革兰氏染色阴性。好氧或兼性厌氧，有机营养型。中温或嗜冷，大多来源于水和土壤。菌落可产生黄色、桔红、红色或褐色非水溶性色素，有强分解蛋白质的能力，可产生热稳定的胞外酶，故可在低温下使牛乳及乳制品酸败。有的黄色杆菌在4℃引起牛乳变粘等。对其他食品如禽、鱼、蛋等食品同样引起腐败变质。
(6）埃希氏杆菌属（Escherichia）和肠细菌属（Enterobacter）    

这两个属均归于大肠菌群，细胞杆状（0.4～0.7×1.0～4.0µm）通常单个出现，周生鞭毛，可运动或不运动，革兰氏阴性菌，好氧或兼性厌氧，化能有机型。是食品中重要的腐生菌。存在于人类及牲畜的肠道中，在水、土壤中也极为常见。大肠杆菌（E. coli）在合适条件下使牛乳及乳制品腐败产生一种不洁净或粪便气味。
(7）沙门氏菌（Salmonella）    

沙门氏菌为无芽孢杆菌，不产荚膜，通常可运动，具有周生鞭毛，也有无动力的变种，革兰氏阴性。该属菌常常污染鱼、肉、禽、蛋、乳等食品，特别是肉类。是人类重要的肠道致病菌。误食由此菌污染的食品，可引起肠道传染病或食物中毒。
(8）变形杆菌（Proteus）    

无芽孢的革兰氏阴性菌（0.4～0.6×1～3µm）,卵圆形。幼龄时常常变成缕状或弯曲状,周生鞭毛，运动性强。广泛分布于土壤、水及粪便之中。有较强分解蛋白质的能力，是食品的腐败菌，可引起食物中毒。
(9）利斯特氏菌属（Listeria）    

为无芽孢的短杆菌，革兰氏染色阳性，周生鞭毛，在低温下可以生长。所以，在冷藏食品中可以发现，是人畜共患利氏菌病的病原菌，可引起人的脑膜炎、败血症、肺炎等。在食品中常见的是单核细胞增生利斯特氏菌（L.monocytogenes）。
(10）乳杆菌属（Lactobacillus）    

菌体单个或呈链状。不运动或极少能运动，厌氧或兼性厌氧，革兰氏染色阳性，分解糖的能力很强。从牛乳、乳制品和植物产品中能分离出来。常常被用作生产乳酸、干酪、酸乳等乳制品的发酵菌剂。
(11）明串珠菌属（Leuconostoc）    

菌体呈圆形或卵圆形，呈链状排列，革兰氏阳性，分布较广，常常在牛乳、蔬菜、水果上发现。肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroide)能利用蔗糖合成大量荚膜物质——葡萄糖。已被用来生产右旋糖酐，作为代血浆的主要成分。右旋糖酐具有维持血液渗透压的增加血溶量的作用，在临床上可以用于抗休克、消肿和解毒。但是，明串珠菌常给食品的污染带来麻烦，如牛乳的变粘以及制糖工业中增加了糖液粘度，影响过滤而延长了时间，降低了产量。
(12）双歧杆菌属（Bifidobacterium）    

双歧杆菌最初于1899年由法国巴斯德研究院的蒂赛尔首先从健康母乳喂养婴儿的粪便中分离出来。为革兰氏染色阳性多形态杆菌，呈丫字形、V字形、弯曲状、棒状、勺状等。菌种不同其形态不同。专性厌氧，目前市场上保健饮品风行，其中发酵乳制品及一些保健饮料常常加入双歧杆菌，以提高产品保健效果。
(13）芽孢杆菌属（Bacillus）    

细胞杆状，有些很大（0.3～2.2×1.2～7.0µm）。能出现单个、成对或短链状。端生或周生鞭毛，运动或不运动，革兰氏阳性，好氧或兼性厌氧，可产生芽孢，在自然界中广泛分布，在土壤、水中尤为常见。此菌产生芽孢具有一定对热的抗性。因此，在食品工业中是经常遇到的污染菌。蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）污染食品引起食物变质，尚可引起食物中毒。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）常常引起面包腐败，但它们产生蛋白酶的能力强，常用作蛋白酶产生菌。这属中尚有炭疽芽孢杆菌（Bacillus anthracis）能引起人、畜共患的烈性传染病——炭疽病。
(14）梭状芽孢杆菌（Clostridium）    

为厌氧性革兰氏阳性杆菌，罐装食品中引起腐败的主要菌种，解糖嗜热梭状芽孢杆菌（Cl.thermosaccharolyticum）可分解糖类引起罐装水果、蔬菜等食品的产气性变质。腐败梭状芽孢杆菌（Cl.putrefaciens）可以引起蛋白质食物的变质。肉类罐装食品中最重要的是肉毒梭状芽孢杆菌（Cl.botulinum）,其芽孢产生在菌体的中央或极端，芽孢耐热性极大，能产生很强的毒素。
(15）微球菌属（Micrococcus）    

小球状的革兰氏阳性菌，需氧或兼性厌氧。在自然界分布很广，如土壤、水及人、动物体表面都可以分离出来。非致病性，菌落呈黄色、淡黄色、绿色或桔红色。污染食品可使食品变色。微球菌有耐热性和有较高的耐盐性，有些菌并且可在低温下生长，故可引起冷藏食品的腐败变质。
(16）链球菌（Streptococcus）    

细胞为球形、卵形。呈短链或长链排列。革兰氏阳性，很少运动，化能异养型，好氧或兼性厌氧。其中有些是人类或牲畜的病原菌。例如：酿脓链球菌（Streptococcus pyogenes）可以从人类的口腔、喉、呼吸道、血液等有炎症的地方或渗出物中分离出来。是肌体发红发烧的原因，是溶血性的链球菌。乳房链球菌（Sc. uberis）、无乳链球菌（Sc.agalactiae）常常是引起牛乳房炎的病原菌，有些也是引起食品变质的细菌。
(17）葡萄球菌（Staphy lococcus）    

呈葡萄串状，革兰氏阳性。如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）主要在鼻粘膜、人及动物的体表上发现，可引起感染。污染食品产生肠毒素，使人食物中毒。
2.2  放线菌
放线菌是具多核的单细胞原核生物，革兰氏染色阳性。比较原始的放线菌细胞是杆状分叉或只有基质菌丝没有气生菌丝。典型的放线菌除发达的基质菌丝外，还有发达的气生菌丝和孢子丝(图2-19)。放线菌在抗生素工业中非常重要，目前生产的抗生素绝大多数都是由放线菌产生的。
2.2.1  放线菌的形态
基质菌丝是紧贴固体培养基表面并向培养基里面生长的菌丝。基质菌丝也称营养菌丝，能产生黄、橙、红、紫、蓝、绿、灰、褐、黑等色素或不产色素。色素脂溶性或水溶性，水溶性色素在培养过程向培养基中扩散可使菌落周围培养基呈现颜色。气生菌丝是自培养基表面向空气中生长的菌丝，有波曲、螺旋、轮生等各种形态(图2-20)。
放线菌的孢子有球形,椭圆形或瓜子形等各种形态,孢子表面还有不同的纹饰。孢子呈白、黄、绿、淡紫、粉红、蓝、褐、灰等颜色。
2.2.2  放线菌的菌落特征
放线菌的菌落特征因种而异，大致分为两类：
一类是以链霉菌为代表，其早期菌落类似细菌，后期由于气生菌丝和分生孢子的形成而变成表面干燥、粉粒状并常有辐射皱折。菌落一般小，质地较密，不易挑起并常有各种不同的颜色。
另一类中以诺卡氏菌为代表，菌落一般只有基质菌丝，结构松散，黏着力差，易于挑起，也有特征性的颜色。
2.2.3  放线菌的繁殖
放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可靠菌丝片断进行繁殖。
放线菌的孢子形成，通过电镜观察表明：孢子丝的分裂只有横隔分裂的方式。链霉菌的孢子形成又有3个基本型：①间隙横隔；②由缢缩壁和间隙组成孢子横隔；③由缢缩壁形成孢子横隔。有些放线菌（游动放线菌科的各属）还形成孢子囊，长在气生菌丝或基内菌丝上，孢子囊内产生有鞭毛、能运动或无鞭毛、不运动的孢囊孢子（图2-22）。
放线菌为化能有机营养型，广泛利用各种糖类和碳水化合物为碳源和能源；利用有机氮或无机氮为氮源，其中弗兰克氏菌（Frankia）还能利用分子态氮。许多种类能产生抗生素、维生素和各种酶类，尤以产生抗生素著称。
放线菌在自然界中广泛分布，土壤中最多。大多腐生，少数寄生，在分解复杂有机质中起重要作用。弗兰克氏菌能与众多的非豆科植物共生结瘤固氮，在绿化造林、改良土壤、改善生态环境上有重要作用。在堆肥、稻草、垃圾堆制的自热过程中，会引起嗜热放线菌的富集，诱导产生耐高温、热稳定的纤维素酶、蛋白酶和β－1，3－葡聚糖酶等，促进纤维素进一步分解，加速堆肥腐熟，也是开发高温酶类的来源。
2.2.4  常见放线菌代表种
(1）诺卡氏菌属（Nocardia）    

在固体培养基上生长时，只有基质菌丝，没有气生菌丝或只有很薄一层气生菌丝，靠菌丝断裂进行繁殖。该属产生多种抗生素。对结核分枝杆菌和麻疯分枝杆菌特效的利福霉素就是由该属菌产生的。
(2）链霉菌属（Streptomyces）
在固体培养基上生长时，形成发达的基质菌丝和气生菌丝。气生菌丝生长到一定时候分化产生孢子丝，孢子丝有直、波曲、螺旋形等各种形态。孢子有球形、椭圆、杆状等各种形态，并且有的孢子表面还有刺、疣、毛发等各种纹饰。链霉菌的气生菌丝和基质菌丝有各种不同的颜色，有的菌丝还产生可溶性色素分泌到培养基中，使培养基呈现各种颜色。链霉菌的许多种类产生对人类有益的抗生素。如链霉素、红霉素、四环素等都是由链霉菌（Streptomyces）中的一些种产生的。
(3）小单孢菌属（Micromonspora） 
菌丝体纤细，只形成基质菌丝，不形成气生菌丝，在基质菌丝上长出许多小分枝，顶端着生一个孢子。
此属也是产生抗生素较多的一个属，如庆大霉素就是由该属的绛红小单孢菌(Micromonospora purpurea) 和棘孢小单孢菌（M.echinspora）产生的。
2.3  其他原核生物类群
2.3.1  蓝细菌（Cyanobacteria）
蓝细菌在过去曾一直被称为蓝藻或蓝绿藻（Cyanophyta）。自从发现这类微生物的细胞核是原核而不是像其他藻类的核是真核之后，已改属于原核生物界，称为蓝细菌。蓝细菌的形态为球状和丝状，细胞壁外有粘质称为鞘或荚膜。蓝细菌一般借滑动行动。蓝细菌的生殖方式仅知为无性生殖，还没有发现有性生殖。蓝细菌在地球上分布很广，自热带到两极都有，普遍生长在淡水、海水和土壤内。它们是光合自养细菌，能耐受极端的环境条件，如高温和干燥。因此在干旱的沙漠地区内，单细胞的蓝细菌能在岩石下的缝隙内，利用少量湿气和日光生活，有些蓝细菌可以固定大气氮作为代谢的氮源。蓝细菌含有光合作用的色素，包括叶绿素a、类胡萝卜素，特别是β-胡萝卜素和两种水溶有色蛋白：一种是蓝色藻青蛋白（blue phycocyanin）和另一种红色藻红蛋白（red phycoerythrin）。在大多数的蓝细菌内，以蓝色藻青蛋白占优势。通常这类色素与叶绿素掺和在一起，使细胞呈蓝绿色，因而得名为蓝细菌，若在细胞内含有大量的红色藻红蛋白，细胞将呈现红色、紫色、褐色或黑色。
2.3.2  螺旋体（Spirochetes）
螺旋体的形态特征和行动方式均不同于其他细菌，可归纳为一个独立的类群。这类原核生物的菌体细而长，是屈挠曲折、螺旋状卷曲的单细胞，在一螺旋体内有一个或多个小螺旋，宽0.09～0.75mm，长度2～500mm；革兰氏染色阴性，无鞭毛，靠体内轴丝运动。通过螺旋横向二分分裂繁殖；厌氧或兼性厌氧。有寄生或腐生，也有的为兼性寄生。其腐生性的生境广阔，包括淡水、海水、污水、沼泽地、动物器官等。昆虫的消化道内生存有螺旋体，特别是以木材为饲料的白蚁。瘤胃动物的肠道内也有。人类、猿类、猪、狗、鼠等的大肠上皮细胞以及人类口腔也有螺旋体的存在，最重要的寄生性螺旋体是密螺旋体和疏螺旋体两种。密螺旋体存在人类和动物的肠道、口腔和生殖道内。寄生性密螺旋体最重要的是梅毒密螺旋体，它可诱发人类接触传染和先天性梅毒。
2.3.3  立克次氏体（Rickettsia）
Ricketts于1909年研究洛矶山斑疹热首先发现这个病害的病原菌。次年他不幸感染斑疹伤寒（typhus fever）而丧命。为纪念他，把这类病原体命名为立克次氏体，把与其相关的微生物归纳在立克次氏体内。
立克次氏体比细菌小，一般这0.3~1×0.2~0.5mm。.立克次氏体一般为球状或杆状,在不同宿主中或不同的发育阶段可表现出不同形态,如球状、双球状、杆状或丝状。除个别（如Q热立克次体）外，均不能通过细菌滤器。生殖为二分分裂式繁殖。在寄主细胞内寄生或互惠共生。人类感染的一些立克氏体病害，通常通过昆虫叮刺传染，致病性很强，斑疹热病和洛矶山斑疹伤害是两种主要的立克次体病害。大多数立克次体适存在于某些动物体内，特别是啮齿动物，并在节肢动物如虱蚤、蜱和螨的体内生长并繁殖，但对这些宿主通常不致病，并且可能借卵传递给后代。
2.3.4  衣原体（Chlamydia）
衣原体是仅在脊椎动物的细胞质内寄生的一类原核微生物。革兰氏染色阴性，不游动一般为球状。体积通常比立克次体小，直径为0.2~0.7mm或可达1.5mm。分析提纯的衣原体主要由蛋白质、核酸、脂类、多糖组成。其中核酸有RNA与DNA两大类。
衣原体在形态、构造、大小、染色等方面都与立克次体相似，寄生于脊椎动物的细胞内，离开寄主细胞就不能繁殖。衣原体与立克次体的不同处有两点：一为不必经节肢动物而传播，而是在脊椎动物之间直接传染（如沙眼衣原体可引起沙眼病）其他动物病害如肺炎、多发性关节炎、胎盘炎、肠炎等衣原体。近年来也有衣原体可以引起植物病害的报道。另一是在细胞内有一定的发育阶段，即由细小、胞壁坚韧的具传染性的原基体，变成细胞较大，非传染型始体，然后再形成致密的具传染性的原基体。
2.3.5支原体（Mycoplasmas）
又名类菌质体，是介于细菌与立克次体之间的原核微生物，最早从患胸膜肺炎的牛体中分离得到，命名为胸膜肺炎微生物，后来也能从羊、猪、鼠、禽及人体中分离到具有类似形态及特征的机体，统称类胸膜肺炎微生物（Pleuropneumoniae-like organisms简称PPLO）现一般称为支原体。
其个体很小，是已知可自由生活的最小生物，也是最小的原核生物。它们突出的形态特征是没有细胞壁。因为没有坚韧的细胞壁，所以细胞柔软而且形态多变，具有高度多形性。着色力弱，革兰氏阴性。在同一培养中细胞常出现大小不同的球状、长短不一的丝状及各种分枝状。球状体最小直径这0.1mm，一般为0.2~0.25mm，丝状体长短不一从几微米到150mm，可通过细菌滤器。细胞内含DNA和RNA两类核酸。在电镜下观察支原体细胞具有类似动物细胞的细胞膜，厚7~10nm。支原体细胞中含有固醇，这也是其他生物罕有的。细胞内有核糖体及类似原核细胞的核。大多数为二分分裂繁殖，有些以出芽方式从球状体长出丝状体，丝状体碎裂成球状而进行生长循环。支原体在琼脂培养基上形成极小的菌落，直径10~600mm，典型的菌落像油煎蛋模样，可在营养丰富的人工培养基上生长。支原体广泛分布在土壤、污水、昆虫、脊椎动物及人体中，除可引起胸膜肺炎病外，尚可引起猪喘气病、鸡呼吸首慢性病，现已发现人、畜、禽、植物的支原体多种，大多数为致病性，少数为腐生性。
支原体、立克次体、衣原体三者的性质介于细菌与病毒之间，为了更清楚起见，现将它们的主要特征比较一下（表2-4）