Bakterije, mikroskopski, običajno enocelični organizmi, za katere je značilna odsotnost oblikovanega jedra. Razširjen povsod: v zemlji, vodi, zraku, v notranjosti in na površini teles živih in mrtvih organizmov. Prvi opisal A. Leeuwenhoek. Vrednost bakterij je velika. Menijo, da so to prvi organizmi, ki so se pojavili na Zemlji in ustvarili pogoje za nadaljnji razvoj življenja. Sodelujejo v kroženju snovi v naravi, pri nastajanju rodovitne plasti prsti (nekatere talne bakterije), vzdržujejo ravnovesje ogljikovega dioksida v ozračju. Nodulne bakterije, ki obogatijo tla z dušikom, prispevajo k rasti pridelka. kulture. Mlečnokislinske bakterije, ocetnokislinske bakterije itd. se pogosto uporabljajo v biotehnologiji. Gnitne bakterije so naravni skrbniki. Hkrati gnitne in patogene bakterije povzročajo znatno škodo. Prvi povzročajo kvarjenje živil, krme itd., drugi povzročajo bolezni rastlin, nalezljive bolezni živali in ljudi. Bakterije črevesne flore (mikroflore) živali in ljudi (in pri prežvekovalcih - in želodca) sodelujejo pri normalni prebavi hrane pri svojih gostiteljih.
Oblika bakterij je različna: paličaste (bacili), sferične (koki), zavite (vibriosi), spiralne (spirohete) itd. Bacili se lahko povezujejo v verige (povzročitelji davice, tifusa, tuberkuloze). Koki se lahko pojavijo tudi kot verige (streptokoki) ali grozdi (stafilokoki). Obstajajo vrste, sestavljene iz dveh celic (gonokoki), večcelične (trihobakterije, sive, železove bakterije).
Bistveni organeli so: jedrski aparat, citoplazma, citoplazemska membrana.
Neobvezni (manj pomembni) strukturni elementi so: celična stena, kapsula, spore, pili, flagele.
V središču bakterijske celice je nukleoid- jedrska tvorba, ki jo najpogosteje predstavlja en obročasti kromosom. Sestavljen je iz dvoverižne verige DNK. Nukleoid ni ločen od citoplazme z jedrno membrano.
citoplazma- kompleksen koloidni sistem, ki vsebuje različne vključke presnovnega izvora (volutinske granule, glikogen, granuloza itd.), Ribosome in druge elemente sistema za sintezo beljakovin, plazmide (ekstranukleoidna DNA), mezosome (nastanejo kot posledica invaginacije citoplazemske membrane v citoplazmo, sodelujejo pri energetski presnovi , sporulaciji, tvorbi medceličnega septuma pri delitvi).
citoplazmatsko membrano omejuje citoplazmo od zunaj, ima troslojno strukturo in opravlja vrsto pomembnih funkcij - bariera (ustvarja in vzdržuje osmotski tlak), energija (vsebuje veliko encimskih sistemov - dihalni, redoks, izvaja prenos elektronov), transport (prenos različnih snovi v celico in iz celice).
celične stene- značilno za večino bakterij (razen za mikoplazme, aholeplazme in nekatere druge mikroorganizme, ki nimajo prave celične stene). Ima vrsto funkcij, predvsem zagotavlja mehansko zaščito in trajno obliko celic, z njegovo prisotnostjo so v veliki meri povezane antigenske lastnosti bakterij. Sestavljen je iz dveh glavnih plasti, od katerih je zunanja bolj plastična, notranja pa toga.
Bakterije se razmnožujejo zelo hitro (mnoge vsakih 20–30 minut), tako da se celica razdeli na dvoje. Pri tej hitrosti razmnoževanja lahko iz ene celice v 6 urah nastane 250 tisoč bakterij. V neugodnih razmerah se pri mnogih bakterijah vsebina celice loči od membrane, se stisne in prekrije z novo membrano. Posledično se oblikujejo stabilne spore, ki lahko prenesejo dolgotrajno sušenje, segrevanje St. 100 °C in najmočnejše hlajenje. Tako so spore patogena antraksa sposobne preživetja 30–50 let. Bakterije in njihove spore se lahko prenašajo z vetrom, vodo in drugimi sredstvi. Nekatere bakterije so nepremične, druge pa imajo bičke, ki jim omogočajo gibanje.
Nekatere bakterije lahko rastejo in se razmnožujejo samo v prisotnosti kisika (aerobi), druge v njegovi odsotnosti (obligatni anaerobi), tretje pa lahko obstajajo tako v njegovi prisotnosti kot tudi v njegovi odsotnosti (fakultativni anaerobi). Dobro znani procesi fermentacije in razpada potekajo s sodelovanjem anaerobnih bakterij, ki razgrajujejo ustrezne ogljikove hidrate in beljakovine. Razgradnja mrtvih rastlin in živali z bakterijami je najpomembnejša povezava v biogeokemičnih ciklih ogljika, kisika, dušika, žvepla in drugih elementov, pa tudi kroženje snovi v biosferi kot celoti.
Gramnegativne, vključno s cianobakterijami, in grampozitivne bakterije, pa tudi arhebakterije in mikoplazme (bakterije brez celične stene in omejene samo s plazemsko membrano) se od bakterij razlikujejo glede na vrsto strukture celične stene in glede na barvanje z uporabo posebna metoda.
Tvorba spor je način ohranjanja določenih vrst bakterij v neugodnih okoljskih razmerah. Endospore nastanejo v citoplazmi, so celice z nizko presnovno aktivnostjo in visoko odpornostjo (odpornostjo) na izsušitev, kemične dejavnike, visoko temperaturo in druge neugodne okoljske dejavnike. Visoka odpornost je povezana z visoko vsebnostjo kalcijeve soli dipikolinske kisline v ovoju trosov. Lokacija in velikost spor pri različnih mikroorganizmih sta različna. Glavne faze "življenjskega cikla" spor so sporulacija (vključuje pripravljalno fazo, fazo predspore, tvorbo lupine, zorenje in mirovanje) in kalitev, ki se konča s tvorbo vegetativne oblike. Proces sporulacije je genetsko določen.
Saprofiti praviloma ne povzročajo bolezni, vendar obstajajo mikrobi, ki vodijo saprofitni življenjski slog, vendar imajo kljub temu patogene lastnosti za ljudi.
Vloga bakterij pri kolesarjenju
1) Z mineralizacijo rastlinskih in živalskih ostankov mikroorganizmi sodelujejo pri kroženju vseh kemičnih elementov, ki sestavljajo žive celice.
2) Biomaso rastlin in živali razgradijo mikroorganizmi, ki so sposobni izrabiti celulozo, pentoze, škrob, lignin, pektinske snovi, nazadnje do ogljikovega dioksida in vode. Ogljikov dioksid nato uporabljajo rastline v procesu fotosinteze.
3) Bakterije so vključene v kroženje dušika. Pri mineralizaciji živalskih in rastlinskih beljakovin gnitne bakterije tvorijo amoniak, ki ga nitrifikacijske bakterije oksidirajo v nitrite in nato v nitrate. Tako amonijeve soli kot nitrati služijo kot vir dušikove prehrane za višje rastline, medtem ko sintetizirajo beljakovine njihovega telesa.
4) Bakterije izvajajo oksidacijo železa in mangana, odlaganje kalcijevih soli, oksidacijo metana in vodika, uničenje kamnin z odpadki itd. Vse to nam omogoča, da dejavnost bakterij obravnavamo kot močan geološki dejavnik .