在一定条件下，芽胞杆菌属（如炭疽杆菌）及梭状芽胞杆菌属（如破伤风杆菌、气性坏疽病原菌）能在菌体内形成一个折光性很强的不易着色小体，称为内芽胞（endospore），简称芽胞。芽胞一般只在动物体外才能形成，并受环境影响，当营养缺乏，特别是碳源、氮源或磷酸盐缺乏时，容易形成芽胞。不同细菌开成芽胞还需不同的条件，如炭疽杆菌须在有氧条件下才能形成芽胞。成熟的芽胞可被许多正常代谢物如丙氨酸、腺苷、葡萄糖、乳酸等激活而发芽，先是芽胞酶活化，皮质层及外壳迅速解聚，水分进入，在合适的营养和温度条件下，芽胞的核心向外生长成繁殖体，开始发育和分裂繁殖。芽胞并非细菌的繁殖体，而是处于代谢相对静止的休眠休态，以维持细菌生存的持久体。
芽胞含水量少（约40%），蛋白质受热不易变性。芽胞具有多层厚而致密的胞膜，由内向外依次为核心、内膜、芽胞壁、皮质、外膜、芽胞壳和芽胞外衣（图2-10）。特别是芽胞壳，无通透性，有保护作用，能阻止化学品渗入。芽胞形成时能合成一些特殊的酶，这些酶较之繁殖体中的酶具有更强的耐热性。芽胞核心和皮质层中含有大量吡啶二羧酸（dipicolinic acid,dpa）,占芽胞干重的5～15%，是芽胞所特有的成分，在细菌繁殖体和其他生物细胞中都没有。dpa能以一种现尚不明的方式，使芽胞的酶类具有很高的稳定性。芽胞形成过程中很快合成dpa，同时也获得耐热性。芽胞呈圆形或椭圆形，其直径和在菌体内的位置随菌种而不同，例如，炭疽杆菌的芽胞为卵圆形、比菌体小，位于菌体中央；破伤风杆菌芽胞正圆形、比菌体大，位于顶端，如鼓槌状。这种形态特点有助于细菌鉴别（图2-11）。芽胞在自然界分布广泛，因此要严防芽胞污染伤口、用具、敷料、手术器械等。芽胞的抵抗力强，对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力，用一般的方法不易将其杀死。有的芽胞可耐100℃沸水煮沸数小时。杀灭芽胞最可靠的方法是高压蒸汽灭菌。当进行消毒灭菌时往往以芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标。
菌毛（pilus）
菌毛是许多革兰氏阴性菌菌体表面遍布的比鞭毛更为细、短、直、硬、多的丝状蛋白附属器，也叫做纤毛（fimbriae)。其化学组成是菌毛蛋白（pilin），菌毛与运动无关，在光镜下看不见，使用电镜才能观察到。菌毛可分为普通菌毛(commonpilus)和性菌毛(sexpilus)两种。
普通菌毛长0.3～1.0um,直径7nm。具有粘着细胞（红细胞、上皮细胞）和定居各种细胞表面的能力，它与某些细菌的的致病性有关。无菌毛的细菌则易被粘膜细胞的纤毛运动、肠蠕动或尿液冲洗而被排除，失去菌毛，致病力亦随之丧失。
有的细菌还有1～4根较长的性菌毛，比普通菌毛而粗，中空呈管状。性菌毛由质粒携带的一种致育因子（ferility factor）的基因编码，故性菌毛又称f菌毛。带有性菌毛的细菌称为f 菌或雄性菌，无菌毛的细菌称为f-菌或雌性菌。性菌毛能在细菌之间传递dna，细菌的毒性及耐药性即可通过这种方式传递，这是某些肠道杆菌容易产生耐药性的原因之一。
荚膜（capsule）
荚膜（capsule）许多细菌胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质，其厚度在0.2um以上，普通显微镜可见，与四周有明显界限，称为荚膜。如肺炎双球菌。其厚度在0.2um以下者，在光学显微镜下才不能直接看到，必须以电镜或免疫学方法才能证明，称为微荚膜（microcapsule)，如溶血性链球菌的m蛋白、伤寒杆菌的vi抗原及大肠杆菌的k抗原等。
大多数细菌（如肺炎球菌、脑膜炎球菌等）的荚膜由多糖组成。链球菌荚膜为透明质酸；少数细菌的荚膜为多肽（如炭疽杆菌荚膜为d-谷氨酸的多肽）。细菌一般在机体内和营养丰富的培养基中才能形成荚膜。有荚膜的细菌在固体培养基上形成光滑型（s型）或粘液型（m）菌落，失去荚膜后菌落变为粗糙型（r）。荚膜并非细菌生存所必需，如荚膜丢失，细菌仍可存活。荚膜除对鉴别细菌有帮助外，还能保护细菌免遭吞噬细胞的吞噬和消化作用，因而与细菌的毒力有关。荚膜抗吞噬的机理还不十分清楚，可能由于荚膜粘液层比较光滑，不易被吞噬细胞捕捉之故。荚膜能贮留水分使细菌能抗干燥，并对其他因子（如溶菌酶、补体、抗体、抗菌药物等）的侵害有一定抵抗力。
溶菌酶（lysozyme）
一种低分子量（ 14700道尔顿）的、不耐热的碱性蛋白质，其中富含精氨酸。人体内许多组织及体液中都含有溶菌酶，以乳汁、唾液、肠道以及吞噬细胞溶酶体颗粒中含量较多，组织中含量较少。正常的尿液、汗液及脑脊液中不含溶菌酶。溶菌酶能直接水解革兰氏阳性菌细胞壁中乙酰葡糖胺与乙酰胞壁酸分子间的连接，使细胞壁破坏，水分进入，细胞崩解。而革兰氏阴性菌细胞壁粘肽层外有一层脂多糖和脂蛋白，故不受溶菌酶的影响。在抗体存在下，脂多糖及脂蛋白受到破坏时，溶菌酶才能发挥作用；在有抗体、补体、溶菌酶共同存在时，其溶菌作用更为明显。溶菌酶也存在于鸡蛋清和某些细菌中，可用工业生产的方法将其提纯并加工制成各种制剂，用来治疗中耳炎、咽喉炎、副鼻窦炎等慢性疾病。
溶源性（lysogeny）
温和噬菌体感染细菌后，与其寄主细胞“共存”的现象。在这些寄主细胞中，找不到形态上可见的噬菌体，侵入的温和噬菌体以其基因组附着在细菌染色体的一定位置上，形成原噬菌体（见温和噬菌体），并与细菌染色体一道复制，随着细菌的分裂传给每个子细胞，使其成为溶原性细胞（或称溶原菌）。每个溶源性细胞产生的子细胞一般也是溶源性的。溶源菌有时在细胞分裂中可失去原噬菌体而成为非溶源性细菌。原噬菌体不同于营养期噬菌体，没有感染力，但它一旦脱离细菌染色体，就开始复制而引起细菌裂解。原噬菌体附着在染色体上，对细菌一般无不良影响，而且常赋予溶源性细菌某些特性。例如具有产生噬菌体的潜在能力；具有不再受同源噬菌体感染的“免疫性”以及其他新的生理特性，例如不产毒素的白喉棒状杆菌在被β噬菌体感染而发生溶源化时，成为产毒素的致病菌株。溶源性细菌培养中，大多数细菌中的原噬菌体不进行营养期繁殖，但有少部分（ 10-3～ 10-6）细胞中的原噬菌体可自发脱离细菌染色体，进行营养期繁殖，导致细菌裂解，释放成熟噬菌体。由于此过程频率低，故溶源性细菌培养中，只有少量游离噬菌体存在。用理化因素处理，可使整个群体裂解，并释放出大量噬菌体。在噬菌体研究的早期（ 1921年），就有人发现了溶源性菌株的现象，但直到 1943年，才由洛沃夫（ A.Lwoff）首先在巨大芽孢杆菌（ Bacillus megaterium）中得到证实。现已从大肠杆菌、沙门氏菌以及多种芽孢杆菌中分离得到了溶源性菌株，并成为研究原核生物基因重组的实验基础。
