Сыртқы пішінде қарай бактериялар негізінен үш топқа бөлінеді: шар тәрізділер – коккалар, таяқша тәрізділер – бактериялар, бацилдар және спираль тәрізділер – вибриондар, спириллалар. Шар тәрізді бактериялардың жеке-жеке түрлері коккалар делінсе, екі-екіден қосақталған түрлері – диплококкалар, өзара тіркескен, моншақ тәрізделгендері – стрептоккоккалар, төрт-төрттен тіркескоидері – тетрококкалар, сегіз-сегізден текшеленгендері – сарциналар делінеді. Ал олардың стафилакоккилар деп аталатын бір тобындағы шар тәрізді бактериялардың орналасуы жүзімнің шоқ жемісіне ұқсайды.
Таяқша тәрізді бактериялар ұзындығына, диаметріне, клеткалар ұшының пішініне, споралар түзілуіне қарай бірнеше топтарға бөлінеді. Спора түзуші топтарын – бацилаллар, ал түзбейтіндерін бактериялар деп атайды. Таяқша тәрізді бактерияларды клеткаларының орналасуы тәртібіне қарай бірнеше топтарға бөледі: диплобациллалар немесе диплобактериялар – екі-екіден қосақтала орналасқан тәрізді тізіле орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Кейде пішіні шар тәрізді бактерияларға тым ұқсас таяқша тәрізді бактерияларды да кездестіруге болады. Оларды коккобактериялар деп атайды. Спора түзетін клеткалар тізбектеле орналасқандарын стрептобациллалар деп атайды.
Бактериялардың спираль тәрізділері екі тармаққа бөлінеді, олардың бірі вибриондар — үтір тәріздес, екіншісі — спириллалар — бұйралана орналасқан таяқша бактериялар. Соңғы топқа ауру қоздырғыш спирохета бактериялары жатады. Олар бактерия мен қарапайымдар аралығында орналасады.
Айтылып өткен бір қлеткалы-бактериялармен қатар табиғатта көп. клеткалы бір ұшымен белгілі бір жерге бекіген немесе бос күйінде суда жүзіп жүретін жіп тәрізді бактерияларды да кездестіруге болады. Бұларға күкірт және темір бактериялары жатады. Жанама бұтақшалары бар таяқша немесе жіп тәрізді бактерияларды микобактериялар тобына жатқызады. Бұларға өкіл ретінде өкпе ауруын қоздырғыш туберкулез таяқшаларын атап өтуге болады. Сонымен қатар табиғатта клеткаларының құрлысы және пішіні күрделі, сыртын шырыш басқан миксобактериялар класы да бар.
Бактериялардың мөлшері. Көптеген шар тәрізді бактериалар клеткаларының диаметрі 1—2 микронға тең (микрон — миллиметрдің мыңнан бір бөлігі). Жұмыр клеткалы бактериялардың ұзындығы I—4 микронға ені 0,5—1 микронға дейін барады. Сондықтан да судың бір тамшысында бірнеше жүздеген миллион микробтар кездеседі. Кейбір бактериялар мөлшері едәуір болады дедік. Мәселен, күкірт бактериясы клеткасының көлденең кесіндісінің диаметрі 50 микронға тең. Бактериялардың үш тобының ішінен мөлшері тұрақтысы коккалар, ал таяқша тәрізді бактериялар өзгергіш келеді. Кейбір бактериялардың мөлшерін төмендегі кестеден байқауға болады (1-кесте)
1- кесте Бактериялар клетқаларының шамасы (микрон есебімен)
| Бактериялардың аттары | Ұзындығы | ені |
| Пішен таяқшасы | 3.0 | 1,2 |
| Картоп таяқшасы | 5.0 | !,5 |
| Сүт қышқылы бактериалары | 0,8 — 1,2 | 0,5 — 0,8 |
| Ацидофиль тазқшасы | 1,6 — 6,0 | 0,6 — 0,9 |
| Туберкулез таяқшасы | 1,5 — 3,5 | 0,3 — 0,5 |
Табиғатта микроорганизмдердің өте ұсақ тобы — ультраанкробтар да кездеседі. Микроорганизмдердің бұл тобының ішінен бактериофаттар, сүзілуші вирустардың адам өмірінде зор маңызы бар. Вирустардың шамасы миллиметрдің миллиоңдаған бөлігіне тең, яғни оларды миллимикрондармен (миллмикрон микронның мыңнан бір белігіне тең) немесе микромикрон-дармен (микромикрон-микронның жүз мыңнан бір бөлігіне тең) өлшейді.
Бактериялардың сіңіру беті зор. Сондықтан да олар өздеріне қажетті қоректік заттарды тез арада өндіріп ала алады. Органикалық қалдықтарды тез ыдыратудың арқасында. бактериялар олардан өздеріне қажетті энергияны аз уақыт ішінде босатып алады.
Бактерия клеткаларының құрлысы. Құрлысы жағынан алғанда бактерия клеткалары өте қарапайым. Ол сыртқы қабықшадан әр түрлі заттары бар цитоплазмадан, вакуолядан және ядродан құралады. Клетканың қабықшасы шырышты затқа толы болады. Қабықша клетканың негізгі бөлігіне жатпайды, белгілі орта жағдайында байланысты ғана пайда болады. Мәселен, клетканың шырыш қабықшасы кейде оған өте төменгі кемесе жоғары температура әсер еткенде пайда болады да, клетканы құрғаудан жәнее басқада зиянды заттардың әсерінен қорғайды. Қанты мол ортада шырыш қабықшасы қалыңдап молдығынан кейде ол бактериялар тіршілік етіп тұрған ортаға да бөлінеді. Мұны зоогеля деп атайды. Сүттен түрлі тағамдар даярлайтын заводтарда зоолегялар байқалатын болса, онда тағам бұзылып, шырыштанып, тұтқыр күйге көшеді. Дәл осындай капсула кейбір азот бактерияларында да бар. Клетка қабықшасын түрлі ферменттер (лизоцим), ультрадыбыспен өте жіңішке ине немесе басқа да сол сияқты заттармен бұзуға болады. Сонда цитоплазмалық мембранамен қоршалған цитоплазманың пішіні шар тәрізді болып көрінеді. Сөйтіп, клетка қабықшасы оның белгілі бір пішінін көрсетеді.
Клетка қабықшасының қалыңдығы 0,01-ден 0,04 макм-ге және бактерия клеткасының құрғақ затының 20 процентіне тең. Бактерия клеткасының Грам әдісімен боялуыда осы клетка қабықшасына байланысты. Бұл үшін бактерия клеткасын алдымен өңдейді, содан оң спиртпен әсер еткенде кейбір бактериялар клеткасы түссізденеді де, қалғандары күлгін көк түске боялады. Боялғандарын Грам-оң, боялмағандарын Грам – теріс клетка деп атайды. Клетка қабықшасында бояуды орнықтыратын негізгі зат глюкопротеид – муреин деген зат болады. Клетка қабықшасына іргелес орналасқан цитоплазмалық мембрана липидтің екі қабатынан құралған. Үстіңгі қабаты белок молекуласымен жабылған. Цитоплазмалық мембрана бактерия клеткасында заттардың сырттан өтуін бақылайды. Кейде мембрана клетка ішіне қарай ойысып, онда ерекше дене – мезаома түзіледі. Цитоплазмалық мембрана мен лизосомада клеткадағы құрғақ зат көзі – түрі ферменттер шоғырланады.
Жалпы бактерия клеткаларының қабықша құрамы мен жоғары сатыдағы өсімдіктер клеткаларының қабықшасын салыстырғанда айырмашылық бар. Өсімдік клеткасының қабықшасы азотсыз қант текті – полисахаридтерден және май текті – липидтреден тұрады. Кейде қабықша хитин деп аталатын азотты зат та кездеседі.
Цитоплазма. Химиялық құрамы өте күрделі, қоймалжың келген мөлдір зат. Оның құрамында белок, май, су, түрлі минерал заттар және ферменттер болады. Жас бактерия клеткаларында цитоплазма бүкіл клетканы алып жатады. Ал ересектерінде клетка шырынына толы қуыстар – вакуолялар болады.
Бактериялар клеткасының цитоплазмасында гранулеза, гликоген, волютин, күкірт тағы басқа заттар бар. Гранулеза мен гликоген азотсыз заттар, олар ыдыраған кезде түрлі қанттарға айналады. Ал валютин болса, ол азотты зат. Егер қоректік ортада органикалық азот көзі (аспарагин, пептон) және фосфор қышқылы тұздары мол болса, онда бактерия клеткасында волютин біраз мөлшерде жиналады. Бактериялар клеткасында май да едәуір мөлшерде кездеседі, ол клеткадағы бүкіл құрғақ заттың 35-50 процентіне тең. Сол сияқты бактерия клеткасында күкіртті де кездестіруге болады. Тамшы түрінде кездесетін күкірт клетканың қор заттарының бірі. Бактерия цитоплазмасында жоғары қышқылдарының барлығы дерлік бар және рибонуклеин (РНК) деозксирибонуклеин (ДНҚ) қышқылы да болады. РНК негізінен митохондрийде орналасады. Сонымен бірге ол тотығу-тотықсыздану ферменттеріне де бай келеді. Цитоплазма ішінде белок синтезі – негізінен белок пен рибонуклеин қышқылдарына бай рибосомаларда болып, мезасомаларда органикалық заттардың тотығуы үшін қажетті энергияға бай аденозин үш фосфор қышқылының (АҮФ) синтезі жүреді.
Цитоплазма – тірі материя. Ол өзгеріп, жаңарып отырады. Онда тірі организмге тән ассимиляция және диссимиляция құбылыстары жүріп жатады. Цитоплазма сыртқы орта әсеріне өте сезімтал. 600 және одан да жоғары температурада цитоплазма ұйиды. қышқылдар мен сілтілер және түрлі улы заттар оған өте зиянды әсер етеді. Фотосинтездеуші бактериялар цитоплазмасында тиллакоидтар кездеседі. Қошқыл бактерияларда олар клетка массасының 40-50 процентін қамтиды. Тиллакоидтар негізінен белоктар мен липидтерден тұрады. Онда хлорофилдер мен каротиноидтар сияқты фотосинтездік пигменттері де кездеседі.
Ядро. Бактерия клеткаларында ядроның болуы жөнінде толып жатқан пікірлер бар. Бактериялардың кейбір түрлерінде ядро заттары (хроматин) цитоплазмада ұсақ пәндер күйінде шашырап жатады (диффузиялық ядро). Басқа бір бактерия клеткаларында хроматин дәндері белгілі бір жерге шоғырланып, кәдімгі ядро түзеді (жекеленген ядро). Кейбір ірі бактерияларда (миксобактерияларда) осындай жекеленген ядроларды кездестіруге болады.
Ядроның химиялық құрамы өте күрделі. Оның басты бөлігі – дезоксинуклеопротеидтер. Нуклеопротеидтер екі бөліктен тұрады. Олардың бірі – ерекше белок, екіншісі – тимонуклеин қышқылы. Соңғы жылдардағы зерттеулер ядро бір немесе бірнеше шар тәрізді, сопақша заттар – дезоксирибонуклеин қышқылынан (ДНҚ) тұрады. Әдетте ол клетканың ортасынан орын алады. Кейде бұл зат бактериялар клеткасында дән түрінде орналасса, басқа бір жағдайда клетканың белгілі бір бөлімінде шоғырланады. Бактериялардың құрғақ салмағына шаққанда ДНК-ның мөлшері 20-40%-ке дейін барады. Ядролық аппарат, соның ішінде дезоксирибонуклеин қышқылы клетканың тұқым қуалаушылық қасиетін анықтаушы аппарат деген пікірлерге тоқталады.
Нуклеин қышқылдардың химиялық құрамы да біршама жақсы зерттеледі. Суда ыдырағанда ол фосфор қышқылына, пентоза қантына және құрамында азоты бар органикалық қалдыққа ажырайды. Кейін нуклеотидтерден тимонуклеин қышқылы түзіледі.
Бактерия ядросындағы тимонуклеин қышқылының құрамында төрт нуклеотид бар. Бұлар өзара фосфор қышқылының молекулалары арқылы байланысқан.