原核微生物青岛理工大学,环境学院,给排水专业,水处理微生物学

第三章原核微生物第一节细菌一、细菌的个体形态、大小与染色细菌：单细胞不分枝的原核微生物。细菌细胞微小而透明，通常用适当染料染色后显微镜观察。（一）细菌的外形与大小图1-1常见的三种细菌典型形态A.球菌B.杆菌C.螺旋菌球菌球菌就是球形的细菌，它是这类细菌的总称，细胞呈球形或椭圆形。球菌的大小（直径）为0.5~2.0μml．单球菌（脲微球菌）2.双球菌（肺炎链球菌）3．链球菌（乳链球菌）4．四联球菌5．八叠球菌

（甲烷八叠球菌）6．葡萄球菌（金黄色葡萄球菌）球菌(coccus)脑膜炎奈瑟菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌球菌(coccus)四联球菌(tetrad)球菌(coccus)八叠球菌(sarcina)链球菌(streptococcus)球菌(coccus)球菌(coccus)葡萄球菌(Staphylococcus)杆菌细胞呈杆状或圆柱状，菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平裁状。直径在0.5～1um×1～5um（宽径×长）杆菌：单杆菌、双杆菌、链杆菌大肠杆菌梭状芽孢杆菌短杆菌长杆菌杆菌(bacillus)杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌杆菌(bacillus)不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm杆菌的形态多样杆菌(bacillus)两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌结核杆菌的异常形态结核杆菌的正常形态螺旋菌spirilla

细胞呈弧形的称为弧菌，其中若菌体多于一个弯曲，其程度超过一圈，又称为螺旋菌。直径在0.5～5um，长度不等。

弧菌螺旋菌弧菌螺旋菌淡水中的螺旋菌

spirochetes.

是一种很常见的细菌

螺形菌(spiralbacterium)

螺旋不满一圈称为弧菌(vibrio)，满2~6环称为螺旋菌(spirllum)，旋转周数在6环以上的称为螺旋体(spirochaeta)螺旋菌弧菌螺旋体丝状细菌分布在水生境，潮湿土壤和活性污泥中。有铁细菌、球衣菌、丝状硫细菌等。铁细菌硫磺细菌球衣细菌球衣菌细胞特殊形状细菌自然界中杆菌最常见，球菌次之，而螺旋菌最少。（二）细菌的染色由于细菌的细胞极其微小又十分透明，因此用水浸片或悬滴观察法在光学显微镜下进行观察时，只能看到大体形态和运动情况。若要在光学显微镜下观察其形态和主要构造，一般都要对它们进行染色。细菌染色方法细菌染色法死菌活菌：用美蓝或TTC(氯化三苯基四氮唑）等作活菌染色正染色负染色：荚膜染色法等简单染色法鉴别染色法革兰氏染色法抗酸性染色法芽孢染色法吉姆萨染色法简单染色法

背景着色，菌体不着色，多用于荚膜的观察。负染色法革兰氏染色法该染色法由丹麦医生C.Gram于1884年创立。分为初染、媒染、脱色和复染四步。

甲菌

乙菌初染结晶紫媒染碘液脱色乙醇复染沙黄紫色(G+)

红色(G-)革

兰

氏

染

色

法1.涂片固定2.初染—结晶紫染液第一次染色

1min3.媒染—碘-碘化钾溶液浸湿30S4.脱色—95%乙醇溶液进行颜色洗脱5.复染—红色的藩红染液第二次染色呈现第二次染色的效果红色；称革兰氏阴性菌（红阴G-）细菌呈现第一次染色的效果紫色，革兰氏阳性菌（紫阳G＋）；wwww革兰氏染色的意义通过这一染色，可把几乎所有的细菌分成革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两个大类。因此是分类鉴定的重要指标。这两类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药物敏感性等方面都呈现出明显的差异，因此任何细菌只要先通过很简单的革兰氏染色，即可提供不少其他重要的生物学特性方面的信息。革兰氏染色法的意义：大多数化脓性球菌都属于革兰氏氏阳性菌，它们能产生外毒素使人致病，而大多数肠道菌多属于革兰氏阴性菌，它们产生内毒素，靠内毒素使人致病。常见的革兰氏阳性菌：葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、炭疽杆菌、白喉杆菌、破伤风杆菌等；常见的革兰氏阴性菌：痢疾杆菌、伤寒杆菌、大肠杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌、百日咳杆菌、霍乱弧菌及脑膜炎双球菌等。在治疗上，大多数革兰氏阳性菌都对青霉素敏感；而革兰氏阴性菌则对青霉素不敏感，而对链霉素、氯霉素等敏感。所以首先区分病原菌是革兰氏阳性菌还是阴性菌，在选择抗生素方面意义重大。

细菌细胞由外向里依次有鞭毛、菌（纤）毛、荚膜、细胞壁、细胞膜、细胞质，细胞质中又有液泡、储存性颗粒、核质等。二、细菌的构造图1-3细菌的结构

（一）细胞壁功能①固定细胞外形；②保护细胞免受外力的损伤，如渗透压；③多孔结构的分子筛，可阻拦大分子物质进入细胞；④细胞壁的化学成分与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关。⑤为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。请对照两种细菌细胞壁的不同结构，说明为什么染色上会有区别？1.肽聚糖(peptidoglycan)革兰阳性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸金黄色葡萄球菌，肽聚糖β-1，4键

四肽侧链、五肽交联桥结合点革兰阴性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链1.肽聚糖(peptidoglycan)无五肽交联桥2.革兰阳性菌细胞壁特殊组分壁磷壁酸膜磷壁酸3.革兰阴性菌细胞壁特殊组分脂多糖(lipopolysaccharid,LPS)革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重5%-20%磷壁酸+—外膜—+脂蛋白—+脂多糖—+革兰氏染色机理：目前有三种观点1.等电点学说革兰氏阳性菌的等电点为pH2~3，革兰氏阴性菌的等电点为pH4~5。革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌低，说明革兰氏阳性菌带的负电荷比革兰氏阴性菌多。它们与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化钾媒染后，两者的等电点均得到降低，但革兰氏阳性菌的等电点降低的多，故与草酸铵结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强。2.渗透学说与细胞壁有关：革兰氏阳性菌的脂类物质的含量很低，肽聚糖的含量高。革兰氏阴性菌相反，它的脂类含量高，肽聚糖含量低，因此用乙醇脱色时，革兰氏阴性菌的脂类物质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇容易进入细胞内将草酸铵结晶紫和碘-碘化钾复合物提取出来，使菌体呈现无色。革兰氏阳性菌由于脂类物质含量极低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，草酸铵结晶紫和碘-碘化钾的复合物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈现紫色。3.化学学说：碘液在菌体内与结晶紫结合后又和菌体内核糖核酸镁盐-蛋白质复合物结合，此结合物不易被酒精脱掉，呈革兰氏染色阳性。因革兰氏阴性菌缺乏核糖核酸镁盐，故对碘与结晶紫结合物摄取少，且不牢固，易被丙酮酒精脱色而呈革兰氏染色阴性。（二）原生质体包括细胞质膜（原生质膜）、细胞质及其内含物、细胞核物质。1.细胞质膜紧贴细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜。是选择性半渗透膜。组成：主要化学成分：蛋白质（60~70%）、脂类（30~40%）、多糖（约2%）。

细胞质膜的生理功能1.维持渗透压的梯度和溶质的转移；2.细胞质上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，在膜的外表面合成细胞壁；3.膜内陷形成中间体，含有细胞色素，参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点；4.在细胞质膜上有各种脱氢酶、氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶等，可进行物质代谢和能量代谢。5.细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。2.细胞质和内含物细胞质是细胞质膜以内，除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体，亦称原生质。主要由蛋白质、核酸、多糖、脂类、无机盐和水组成。核糖体：由核糖核酸(RNA)和蛋白质组成，是合成蛋白质的场所。其中RNA占60%，蛋白质占40%。大肠杆菌可以分解出三种分子质量不同的RNA，16SRNA、23SRNA和5SRNA。核糖体的沉降系数是70S（由50S和30S两个亚基组成）细胞内含颗粒1．气泡（水生细菌）相当于鱼的鱼漂，调节浮力。2．异染颗粒蓝色侵染呈紫红色。化学本质——多聚磷酸盐颗粒，含多聚偏磷酸、核糖核酸、蛋白质、脂质、Mg2+。磷酸盐储存体。可用作：磷源、能源、碳源3．聚

-羟基丁酸（简称PHB）颗粒聚酯类物质，可用作能源、碳源。4．糖原和淀粉粒用作碳源和能源5．硫粒某些化能自养型硫细菌，贮存的能源物质6.藻青素颗粒，蓝细菌多余氮的储存体，即多聚-L-精氨酰-聚(L-天冬氨酸)，是一種非蛋白質，不在核糖體合成的氨基酸多聚物，包括由天冬氨酸組成的骨架和精氨酸的侧链基团

。7.羧酶体，蓝细菌、硝化细菌、硫杆菌固碳场所。8.磁小体，趋磁细菌。通常，一种细菌只含有一种或两种内含颗粒。Gasvacuoles(blue)andstoragegranules(red)inthecyanobacteriumMicrocystisTheformationofgasvacuolesbyaquaticbacteriaprovidesamechanismforadjustingthebuoyancyofthecell.Manyaquaticcyanobacteriausetheirgasvacuolestomoveupanddowninthewatercolumn.Polyhydroxybutyricacid(PHB)PHBisalipidlikecompound-oneofthemostcommoninclusionbodiesinprokaryoticorganisms.PHBiscommonlyfoundasastoragematerialanduniquetobacteria

Glycogenisastarchlikepolymerofglucosesubunits.GlycogengranulesareusuallysmallerthanPHBgranules.AVibriospeciesManymicroorganismsaccumulategranulesofpolyphosphate,whicharelargereservesofinorganicphosphatesthatcanbeusedinthesynthesisofATPPolyphosphategranule

inabacterialcellAPseudomonasspeciesThesulfurglobulesinsidethecellsofpurplesulfurbacteriumChromatiumbuderiSomebacteria,includingmanyphotosyntheticbacteria,accumulateelementalsulfurgranulesasaresultoftheirmetabolism.3.拟核无核膜和核仁，由DNA组成。携带全部或部分遗传信息，它的功能是决定遗传性状和传递遗传信息，是重要的遗传物质。（三）荚膜、粘液层和菌胶团荚膜:某些细菌细胞壁表面分泌的一层较松厚，而且相对稳定的黏性物质。成分:多糖、多肽和脂类不易着色，一般采用负染色法。三肺炎链球菌荚膜荚膜荚膜（capsule）功能:1.保护作用：保护细菌免受干燥的影响，保护不受宿主吞噬细胞的吞噬。2.废水生物处理中的细菌荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及胶体吸附在细菌体表面上。3.当缺乏营养时，荚膜可被用作碳源和能源。

4.具荚膜的致病菌毒力强，失去荚膜的致病力下降。有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式粘集在一起，被一个公共的荚膜包围成一定形状的细菌集团叫做菌胶团(zoogloea)。形状多样。有些细菌不产生荚膜，其细胞仍可分泌粘性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面，与外界没有明显的边缘,则叫粘液层(slimelayer).在废水生物处理过程中有生物吸附作用。受冲刷可入水中，增加水中的有机物含量。菌胶团的形成是由这类细菌遗传特性所决定的。菌胶团的形状有球形、蘑菇形、椭圆形、分支状、垂丝状及不规则形。上述各种菌胶团在活性污泥中均有，形成菌胶团的典型细菌为动胶菌属的细菌。水生境中的丝状菌多数有衣鞘，如球衣菌属、纤发菌属、发硫菌属、亮发菌属等丝状体表面的粘液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧的空壳，叫衣鞘(sheath)。荚膜、黏液层、衣鞘对染料亲和力极低，都采用负染色法染色。（四）芽孢

某些细菌在其生活史中的某个阶段或某些菌遇到不良环境时，在细胞内形成一个球形或卵形的、具有厚壁结构，可抵御外界不良环境并处于休眠状态的物质，这种物质称为芽孢(spore)。细菌的芽孢都生长在细胞内，又称内生孢子(Endospora)，细菌中只有少数几个属具有芽孢。芽孢对干燥（在干燥下可存活几年、几十年），紫外线，有毒化学物、热、化学药品抵抗力强，能使细菌渡过不良环境。一般芽孢能耐高温。一般采用孔雀绿染色。芽孢示意图：

外层为芽孢外壳，为蛋白质性质；中层为皮层，由肽聚糖组成，含大量吡啶二羧酸，跟耐热性有关；内层为孢子壁，由肽聚糖组成，包围细胞质和核质，芽孢萌发后孢子壁变为营养细胞的细胞壁。芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。炭疽芽胞杆菌肉毒梭菌破伤风梭菌芽孢抗性强的原因：1.含水量低。2.有厚、致密的壁。3.含与抗热性有关的吡啶二羧酸（营养细胞不具有之）。4.芽孢内具有抗热性的酶。芽孢萌发后变成营养细胞，抗性损失。芽孢不是繁殖器官，只是休眠体。细菌营养细胞70-80℃10min死亡，芽孢120-140℃约几小时；5%苯酚能存活15d。

以上特点是芽孢对不良环境，如高温、低温、干燥、光线、化学药物等有很强的抵抗力。问题：细菌有芽孢存在对我们有利还是有弊？产芽孢细菌的种类：革兰氏阳性杆菌：芽孢杆菌属、厌氧的梭状芽孢杆菌属；球菌只有八叠球菌属产生芽孢；弧菌中只有芽孢弧菌属产生芽孢。正在形成芽孢的细菌一些不知名的淡水细菌，正在生成芽孢。。x400相差显微镜（五）鞭毛flagella由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物。直径0.001~0.02um，长2~50um.化学成分：鞭毛蛋白，用鞭毛染色液染色。功能：运动，鞭毛的有无以及鞭毛着生的部位是菌种分类鉴定的重要指标。细菌鞭毛的电镜照片弧菌鞭毛的电镜照片鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌根据鞭毛数目与排列情况分：

一端单毛菌：菌体一端只有一条鞭毛。二端单毛菌：菌体二端各有一条鞭毛。

丛毛菌：菌体一端或二端各有一丛鞭毛(偏端丛生鞭毛菌、二端丛生鞭毛菌)

周毛菌：在菌体四周都有鞭毛。纤毛pilus，也称菌毛（菌须）比鞭毛更细，较短，直硬，数量也较多的细丝。非运动器官，G—菌多有，G+菌少数有。功能：菌毛分普通菌毛和性菌毛(有吸附作用)，普通菌毛(ordinarypilus)数目多，短粗，有黏附作用，与致病性有关。如：大肠埃希氏菌的I型菌毛有性菌毛的细菌叫雄性菌。性菌毛(sexpilus)仅见于少数革兰阴性菌，比普通菌毛略微稍粗，一个菌体只有1～4根，通常由质粒编码。雄性菌与雌性可通过性菌毛接合。通过性菌毛可以把质粒传给雌性菌，使受体菌获得质粒所控制的遗传性状。可使细胞获得新的功能，如抗生素抗性。此外，性菌毛还是某些噬菌体感染宿主菌的受体。与细菌的运动无关。

菌毛在普通光学显微镜下看不到,必须用电子显微镜观察。细菌菌毛(BacterialPili)性菌毛Conjugation(Sex)Pilus

三、细菌的培养特征

细菌在固体培养基上的培养特征菌落colony

：将单个微生物细胞接种在固体培养基的表面，当它占有一定的发展空前并给予适宜的培养条件时，该细胞就迅速进行生长繁殖。结果就会形成一个以母细胞为中心的一堆肉眼看见的、有一定形态构造的子细胞集团，称为菌落。菌苔lawn

：如果将某一纯种的大量细胞密集地接种在固体培养基表面，结果形成的各“菌落”相互联结成一片，就是菌苔。固体培养基上菌落的生长情况光滑型菌落粘液型菌落粗糙型菌落细菌菌落特征：1、表面特征，大小、光泽、颜色、质地柔软程度、透明度、干燥or湿润、粗糙or光滑；2、边缘特征，圆形、边缘整齐、呈锯齿状、边缘伸出卷曲呈毛发状、边缘成花瓣状；3、纵剖面特征，平坦、扁平、隆起、草帽状、气壮、乳头状等

菌落的特征主要由各种微生物特殊的遗传特性决定，同时也与培养基成分及培养条件有关，当固定培养基成分及培养条件相同时，不同种类微生物形成的菌落特征是固定的，可作为微生物鉴定的重要依据。

菌落形态液体培养基中的培养特征1.多数细菌呈现均匀浑浊（表现均匀生长）。2.部分形成菌膜(专性需氧菌），在液体培养基表面上形成菌膜，液体透明或者稍浑浊。3.在液体底部形成沉淀。分稳定型(光滑型，Smooth简称S型)和不稳定型(粗糙型，Rough简称R型)

两种。半固体培养基中的培养特征：根据穿刺接种培养的生长情况，判断细菌的呼吸类型和鞭毛的有无，能否运动；

细菌在固体培养基上的菌落特征：湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等。在液体培养基中的培养特征：1.多数细菌呈现均匀浑浊（表现均匀生长）。2.部分形成菌膜(专性需氧菌），在液体培养基表面上形成菌膜，液体透明明或者稍浑浊。3.在液体底部形成沉淀。细菌在液体培养基中的生长情况菌膜菌沉淀均匀浑浊对照菌落在微生物学工作中有很多应用，主要用于微生物的分离、纯化、鉴定、计数等研究和选种、育种等实际工作中。细菌的繁殖方式

细菌一般以二分裂法进行无性繁殖，少数细菌亦存在有性结合，但发生频率极低。细菌细胞分裂的电镜超薄切片图ElectronmicrographofcelldivisioninArthrobactercrystallopoietes,illustratinghowsnappingdivisionandV-shapedcellgroupsarise.(a)Beforeruptureoftheoutercellwalllayer.(b)Afterruptureoftheouterlayerononeside.Cellsareabout0.9-1umindiameter.

杆菌二分裂过程模式图终日沸腾的温泉成了古细菌最后的天堂第二节古菌在过去相当长时间里，由于研究微生物的技术和研究手段落后的原因，对古菌的了解甚少，一直将古菌隶属于细菌的范畴。1977年起，人们改进了研究方法，对细菌进行了深入研究。根据微生物的细胞结构、化学组成以及它们的特殊生活环境作了细致的比较，发现细菌中有一类比较特殊的微生物。因此为区分开这类特殊菌，将细菌划分为古细菌和真细菌，都属于原核微生物。1977年，CarlWoese以16SrRNA序列比较为依据，提出的独立于真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain），并且在进化谱系上更接近真核生物。在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。

多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中，例如高温、高盐、高酸等。在细胞的结构与功能上，古生菌既有类似真细菌之处，也有类似真核生物之处，还具有一些自己独特的特点。（一）细胞壁具有与真细菌类似功能的细胞壁；细胞壁的结构和化学成分均差别甚大；细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸。已研究过的一些古生菌，它们细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成的。热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁；（一）细胞壁N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Ala和L-lys三个L型氨基酸组成，肽桥则由L-Glu一个氨基酸组成。β-1,3糖苷键不被溶菌酶水解（二）细胞膜古生菌的质膜在本质上也是由磷脂组成，但它比真细菌或真核生物具有更明显的多样性。亲水头（甘油）与疏水尾（烃链）间是通过醚键而不是酯键连接的；细胞膜的化学组分存在多样性，其脂类以植烷基甘油醚和二植烷基甘油四醚为主，不皂化，不水解；古生菌的细胞质膜中存在着独特的单分子层膜或单、双分子层混合膜，而真细菌或真核生物的细胞质膜都是双分子层。（三）细胞质和内含物无复杂内膜的细胞器；核糖体为70S有些种类的细胞质中具有有一定功能的颗粒状内含物产甲烷嗜热菌细胞内的气泡（四）核区没有具有核仁、核摸的细胞核染色体脱氧核糖核酸为共价闭合环状一、古菌的特点1.形态：古菌的细胞很薄，扁平。有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞。2.细胞结构：细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸。3.代谢：有许多特殊的辅酶，如绝对厌氧的产甲烷菌有辅酶M、F420、F430等。4.呼吸类型：多数严格厌氧、兼性厌氧，个别专性好氧。5.繁殖速度:繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。6.生活习性：大多数古菌生活在极端环境。如盐分高的湖泊，极热、极酸和绝对厌氧的环境。二、古菌的分类产甲烷菌严格厌氧菌，能够在代谢过程中产生甲烷，培养方法有Hungate滚管法、厌氧手套箱法等。嗜热嗜酸菌包括古生硫酸还原菌和极端嗜热古菌。专性嗜热、好氧、兼性厌氧、严格厌氧，革兰氏阴性，最适生长温度70~105℃。极端嗜盐菌对NaCl有特殊的适应性和需要性。栖息在高盐环境如晒盐场、天然盐湖或高盐盐渍食物如鱼和肉类。革兰氏阴性或阳性，好氧或兼性厌氧、化能有机营养型。研究古菌的经济意义：一、为生物进化，微生物分类积累材料;二、嗜热嗜酸细菌的生命活动是地热区地球化学作用的重要因素;三、嗜盐菌的视紫素(细菌视紫红质)，研制海水的淡化、创造太阳能电池;四、制取耐高温微生物酶类;五、构建新的物种;六、产甲烷菌用于沼气发酵;七、嗜热嗜酸菌可用于细菌冶金。第三节放线菌放线菌是指一类呈丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性强的原核生物。过去曾认为它是“介于细菌与真菌之间的微生物”。随着电子显微镜的广泛使用和一系列其他技术的发展，越来越多的证据表明，放线菌无非是一类具有丝状分枝细胞的细菌。证明放线菌是细菌的主要依据：1.有原核；2.菌丝直径和细菌相仿；3.细胞壁的主要成分是肽聚糖；4.有的放线菌产生有鞭毛的孢子，鞭毛的类型也与细菌的相同；5.放线菌的噬菌体的形状和细菌的相似；6.最适生长pH与多数细菌的生长pH相近，一般呈微碱性；7.DNA的重组的方式与细菌的相同；8.核糖体70S;9.对溶菌酶敏感；凡细菌所敏感的抗生素，放线菌也同样敏感。放线菌一般分布在含水量较低、有机物丰富和呈微碱性的土壤环境中。为泥土所特有的“泥腥味”，主要是由放线菌产生的。在每克土壤中，放线菌的孢子数一般在107左右。除枝动菌属为革兰氏阴性外，其余全部放线菌均为革兰氏染色阳性。放线菌可以产生抗菌素1700种以上，供临床医学和农牧业上使用，放线菌还可产生维生素和酶类。弗兰克菌科与多种非豆科植物形成根瘤固氮。链霉菌属中很多种产生抗生素，用作医药农药。诺卡氏菌有很强的分解纤维素、石蜡、琼脂、角蛋白和橡胶等复杂有机物的能力，在自然界物质循环和提高土壤肥力等方面有着重要的作用。小单孢菌属可降解几丁质、纤维素，产生抗生素：庆大霉素。红球菌属能降解石油烃、苯、多氯联苯等。只有极少数的放线菌对人类构成危害。放线菌的菌丝类型放线菌根据菌丝形态和功能分为三类：1、基内菌丝（又叫营养菌丝，长在培养基内）：菌丝无分隔，可以产生各种水溶性、脂肪性色素，使培养基着色。功能：吸收营养物质。2、气生菌丝（二级菌丝）：由基内营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝，直生或分枝丝状，较基内菌丝粗。功能：分化形成孢子丝。3、孢子丝：当生长发育到一定阶段，在其气生菌丝上分化出可形成孢子的菌丝。孢子丝排列方式随不同种而不同，有直形、波浪弯曲形或螺旋状，孢子丝有交替生、丛生、轮生，是分类上的依据。孢子丝形成孢子，孢子有球形、椭圆形、杆状、瓜子状等。