세균의 특징과 하는 일은 무엇인가요?
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- 미세한 단세포(單細胞)생물. 넓은 의미의 세균은 원핵균류를 가리키지만 좁은 의미로는 원핵균류 중에서 마이코플라즈마류 · 점액세균류 · 스피로헤타류 · 방선균류를 제외한 것을 가리킨다.
보통 세균이라고 하면 좁은 의미의 세균류를 가리키는 것이 대부분이다.
세균류는 세포벽이 있는 미소한 원핵세포로 되어 있는 단세포 생물이며 움직이지 않는 것도 있고 편모로 움직이는 것도 있다.
영양섭취법은 대개 종속영양을 하고 일부는 독립영양을 한다.
〔생태〕 세균은 부생(腐生) · 기생 · 공생으로 종속영양을 하거나, 자신이 스스로 필요로 하는 유기물을 무기물에서 생산하는 독립영양을 한다.
세균은 특히 비옥한 토양이나 물 속에 많으며, 1g 속에 약 30억 이상의 세균이 있다.
대개는 20~50℃에서 살지만 저온에서 사는 균이나 고온에서 사는 균도 있다.
세균은 여러 가지 영양섭취법으로 살아가며 동시에 지구의 환경에도 중요한 역할을 한다.
또한 이러한 역할에 의한 몇 가지 생산물은 인간에게 이용된다.
① 영양섭취법의 기본형 : 세균이 유기물을 만드는 데는 탄소원 · 수소공여체 · 에너지원이 필요하다.
에너지원 즉 ATP(아데노신 삼인산)를 생성하는 인산화에는 산화 · 환원반응에 의한 것과 광화학반응에 의한 것이 있으며 산화 · 환원반응에 의한 것은 세균류에서 일반적으로 일어나고 해당계(解糖系), TCA 회로계, 호흡 효소계에서 주로 일어난다.
또한 이러한 기본형의 모든 것이 나타나는 것은 슈도모나스(Pseudomonas)뿐이며, 광학반응에 의한 것은 홍색 세균류에 나타난다.
② 효소와의 관계 : 세균의 영양 섭취법의 기본형은 분자상 효소와의 관계에 따라 여러 가지로 분류된다.
타양균 관계에 관한 영양섭취법을 보면 혐기타양(嫌氣他養)에는 혐기발효와 혐기호흡이 있으며 호기(好氣)타양에는 호기발효와 일반적인 산소호흡이 있다.
〔체제〕 ① 형태 : 세균의 형태와 크기는 조건에 따라 다를 수도 있으나 대개의 경우 구균은 지름이 0.5~1μm이며, 간균은 구균과 비슷한 길이로 너비는 길이의 1/2~1/7 정도이다.
콤마균은 약간 구부러진 모양이고 나선균은 4~20회 정도 구부러져 있다.
특징적인 세포 집단으로는 연쇄상구균 · 연쇄상간균 · 포도상구균 등이며 이러한 균에는 서로 다른 특수한 세포 집단으로서 모상체(毛狀體)가 있다.
② 세포표층 : 세포의 세포막은 지질분자로 되어 있는 두 층의 안팎에 단백질이 산재해 있는 것으로 보이는 짧은 막이 있어 호흡관계 효소 외에 적게는 광합성의 전자전달계 효소를 내포하고 있다.
거의 모든 세균세포는 어떤 시기가 되면 폴리펩티드나 다당류의 점액층으로 덮이게 된다.
이 점액층은 세포를 유해한 적에서 보호해 주는 역할을 하며 세포에 따라서는 협막(莢膜)이 이런 역할을 하기도 한다.
③ 세포의 구조 : 세균의 원핵(핵산 DNA)은 기엠자 염색 등에 의해 선택적으로 염색되며, 염색된 입상부(粒狀部)는 핵 모양체를 하고 있다.
DNA는 세포막 또는 리소좀에 연결되어 있다.
리소좀이란 세포막의 일부가 몰입되어 휘말려 들어가듯이 생긴 막구조물을 말한다.
세포의 리보솜(RNA ; 단백질 복합체)은 진핵세포의 리보솜보다 작으며, 세포 속에 거의 균등하게 포함되어 있다.
또 세포 속에는 다당체 · 지질 등의 과립, 황과 탄산칼슘의 결정 등도 포함되어 있다.
〔생식〕 세균의 증식은 대개 2분열이며 한 번 분열하는데 15~20분 걸리고, 조건이 좋으면 하나의 세균이 24시간 안에 1021개가 되며 그 무게는 약 4t이 된다.
대장균은 필요한 무기염류 수 mg이 내포된 배양액 1㎖속에서 증식 36시간에 수십억 개가 된다.
출아라고 불리는 증식형식은 질산균 등에 나타난다.
또한 모생체의 세포 속에는 고니디아라는 내생포자(內生胞子) 내지는 극모(棘毛)가 있는 유주자(遊走子)가 생긴다.
간균은 세포 속에 하나의 휴면포자를 형성한다.
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세균의 특징
1. 원핵세포 구조
2. 폭 1㎛ 내외의 구형 또는 막대형의 단세포형
3. 분열(fission)에 의하여 번식
4. 자연의 공기, 흙, 물 등에 널리 분포(흙 1g 중에는 수백만∼수천만의 세균이 존재)
5. 발효, 양조산업에 이용
6. 식중독, 경구전염병, 부패의 원인세균류는 지구상의 어느 곳에서든지 부생·기생·공생 또는 독립 생활을 하며 살아가고 있습니다. 이 중 다른 생물체나 그 생산물에 의지하여 생활하는 경우에는 복잡한 유기물 분해에 의해서 생활에 필요한 에너지를 얻는데, 즉 분해자로서 자연 생태계를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
세균은 대사 능력에 따라 다양하게 이용되고 있습니다. 오래전부터 인간은 세균을 이용하여 우유를 치즈나 요구르트로 만들어 왔습니다. 최근에는 세균에 대한 이해가 높아지면서 생명 공학 기술에 이들 세균을 많이 이용하고 있습니다.
세균의 특징 -
1. 특징
- 핵을 가지고 있지 않은 단세포 원핵생물로 핵막이 없어 유전 물질인 하나의 큰 원형 DNA가 세포질에 퍼져 있으며, 별도로 작은 원형 DNA인 플라스미드를 가지기도 한다.
◇플라스미드 : 세균의 세포 내에 있는 주 DNA와는 별도로 존재하는 둥근 고리 모양의 DNA로 독자적으로 복제 가능
- 단단한 세포벽을 가지고 있으며, 대부분의 세포벽에는 탄수화물과 단백질로 구성된 펩티도글리칸이 포함되어 있다. 일부는 세포벽 바깥쪽에 점착성 성분으로 이루어진 두꺼운 피막(캡슐)을 가지고 있어 세균의 부착을 도우며, 숙주의 면역 체계를 피하기도 한다.일부 세균은 편모를 가지고 있어 이동을 할 수 있다.
◇펩티도글리칸 : 다당류로 된 사슬에 비교적 짧은 펩타이드 사슬이 결합한 화합물로, 세균의 세포벽 성분
- 이분법으로 빠르게 증식하며, 대부분은 1~3시간마다 한 번씩 분열하지만 최적 조건에서는 20분마다 한 번씩 분열할 수 있다.
- 효소가 있어 스스로 물질대사를 하며, 하나의 독립된 세포로서 숙주 없이도 살아갈 수 있다. 증식 과정에서 독소를 만들어 분비하고, 이 독소가 생물체의 세포나 조직을 손상시킨다.
◇ 원핵생물과 진핵생물
막으로 이루어진 세포 소기관과 핵을 가지고 있지 않는 세포를 원핵 세포라고 한다. 세균, 고세균, 남세균 등은 원핵 세포로 이루어진 원핵생물이다. 반면에 세포 소기관 및 핵을 가지고 있는 좀 더 복잡한 형태의 세포를 진핵 세포라고 한다. 원생생물, 균류, 식물, 동물 등은 진핵 세포로 이루어진 진핵생물이다.
◇ 세균의구조
- 세균은 하나의 세포로 생명 정보를 이루는 핵산을 가지고 있다. 즉, DNA와 RNA를 모두 가지고 있어 단독으로 각종 생명 현상을 보이고, 성장과 발육을 한다. 주 염색체 외에 플라스미드라는 작은 원형의 부수적인 DNA를 가지기도 하는데 플라스미드에는 항생제에 내성을 가지는 유전자가 있기도 하다.
- 세균은 세포벽을 가지며 일부 세균은 피막에 싸여 있다. 세균 중에는 편모가 있어 운동성을 가지는 것도 있고, 숙주 세포에 붙을 수 있는 강모를 가지고 있는 종류도 있다.
2. 종류
- 모양에 따라 둥근 모양의 구균, 막대 모양의 간균, 나선형을 이루고 있는 나선균으로 구분한다.
- 구균 : 둥근 모양의 세균으로 각기 따로 존재하는 단구균, 짝을 이루어 있는 쌍구균, 여러 세포가 사슬 모양으로 늘어 있는 연쇄상 구균, 포도송이처럼 뭉쳐 있는 포도상 구균 등으로 구분된다. 병원성 구균으로는 식중독균, 폐렴균 등이 있다.
- 간균 : 막대 모양으로 길이가 일정하지 않다. 폐결핵균, 이질균, 파상풍균 등이 있다.
- 나선균 : 긴 나선형을 이루고 있으며, 세포의 끝에 실 모양의 편모가 있어 빠르게 이동할 수 있다. 병원성 나선균에는 콜레라균, 매독균 등이 있으며, 헬리코박터 피로리균도 나선균이다.
3. 감염 경로 및 질병의 예
- 세균에 의한 질병은 음식물의 섭취, 호흡에 의한 흡입, 다른 사람과의 접촉 등에 의해 전염된다.
- 세균에 감염되면 염증이 생기고, 세균이 분비하는 독소로 인해 세포가 변하거나 파괴되어 질병에 걸리게 된다.
→ 세균의 독소는 외독소와 내독소로 구분된다. 외독소는 세균이 방출하는 수용성 단백질로 독성이 강하고, 내독소는 세균이 죽고난 후 분해되는 과정에서 방출된다.
- 질병의 예 : 파상풍, 세균성 식중독, 탄저병, 폐혈증, 결핵, 매독, 폐렴 등
◇파상풍
파상풍균에 의해 유발되며, 근육 이완을 방해하는 신경 독소에 의해 몸의 근육이 수축되고 마비되어 경련이 일어나며 심한 경우 질식으로 사망한다.
◇ 식중독
보툴리누스균, 대장균, 황색포도상구균 등과 같은 식중독균에 의해 유발되며, 음식물 섭취 후 구토, 설사, 복통, 발열 등의 증상이 나타난다.
4. 치료
- 항생제를 이용하여 치료한다.
◇ 항생제
주로 세균의 생장을 억제하거나 죽게 만드는 물질로, 세포벽 합성을 억제하거나 터트리는 물질(예 : 페니실린), 단백질 합성을 억제하는 물질(예 : 테트라사이클린), 세포막을 망가뜨리는 물질(예 :폴리마이신), DNA와 같은 핵산 합성을 억제하는 물질(예 :퀴놀론) 등이 있다. 어떤 세균들은 플라스미드에 특정 항생제에 대한 내성을 갖게 하는 유전자가 존재하기도 하므로 항생제의 과다한 사용은 내성을 갖는 세균의 수를 증가시키는 부작용을 가져온다.
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[질문] 세균의 특징과 하는 일이 무엇인지 자세하고 구체적으로
설명해 주시면 감사하겠습니다~
[답변] 세균은 다양한 물질을 분해하고 생산하는 생리적 특성을 지니고 있어 우리에게 이익을 주는 것도 있고 해를 주는 것도 있으며 보다 자세한 내용은 아래를 참조하시면 도움이 되실 것 같습니다.
[추가 팁]
세포의 크기는 지름이 작은 것은 0.1㎛, 큰 것은 5㎛이고, 길이가 작은 것은 0.2㎛, 큰 것은 80㎛나 된다. 세포의 모양에는 공모양을 한 구균(球菌), 막대모양을 한 간균(桿菌), 나선모양을 한 나선균(螺旋菌)과 긴 관(管) 또는 도깨비 방망이 모양의 돌출 부속기관을 가지고 있는 균이 있다.
구균 가운데는 종의 특성에 따라 세포가 배열하는 모양이 다르다. 즉 2개의 세포가 붙어 있는 쌍구균, 4개가 연결된 4련구균(四連球菌), 8개가 입방체 모양으로 연결된 8련구균, 여러 개의 세포가 염주모양으로 연결된 연쇄상구균(連鎖狀球菌)과 포도송이처럼 뭉쳐진 포도상구균(葡萄狀球菌) 등이 있다. 간균의 경우, 세포들이 길게 연결된 균사(菌絲) 모양을 한 것이 있다.
세균 세포는 핵 물질(1분자의 DNA)·세포질·세포막·세포벽으로 되어 있고, 이외에 점액층 또는 피막(皮膜 Capsule)을 가지고 있는 것도 있다. 핵 물질과 세포질 사이에 핵막이 없어 핵과 세포질이 구별되지 않아 세균세포를 무핵 세포라고도 한다. 세포질에는 유핵세포에서 관찰되는 소포체(小胞體)·골지체·미토콘드리아·엽록체·액포 등의 세포기관이 없고, 70s 리보솜·메소솜과 영양물질이 저장된 과립체 또는 봉입체(封入體) 등이 있다.
광합성 세균에는 틸라코이드(thylakoid)나 크로마티움(chromatium) 또는 클로로솜(chlorosome)과 같은 광합성기관이 있으며, 무기영양세균(無機榮養細菌) 가운데에는 층판(lamella)이나 소포(vesicle) 등과 같은 소기관을 가진 것도 있다. 또한 편모(鞭毛)와 필리(pili) 같은 섬유상의 기관도 여러 세균의 표면에서 관찰된다.
세균의 종에 따라 한 극(極)에 1개의 편모를 가진 단모균(單毛菌), 한 극에 여러 개의 편모를 가진 총모균(叢毛菌), 양극에 편모가 나있는 양모균(兩毛菌), 세포의 둘레에 나 있는 주모균(周毛菌)이 있다. 세균 가운데는 열, 건조 또는 방사선 등의 극한 환경을 견딜 수 있는 내생포자를 만드는 것도 있다. 이러한 세포를 원핵세포(原核細胞)라고 하고 이런 세포로 된 생물을 원핵생물(procaryote) 또는 세균(bacteria)이라 한다.
세균은 세포벽과 세포막의 구성성분과 RNA 중합효소(polymerase) 및 16s rRNA 유전자의 염기서열분석에 의한 유연관계에 따라 진정세균(眞正細菌 eubacteria)과 원시세균(原始細菌 archaebacteria)으로 크게 구분된다. 특히 원시세균은 고온이나 고염도 등과 같은 극한 환경에 서식하는 세균이다.
세균은 다양한 대사기능을 가지고 있어 지구상에 존재하는 생물체 내외 및 자연환경의 모든 곳에 존재하며, 물질대사 속도가 빠르기 때문에 증식속도도 빨라서 지구상에 존재하는 막대한 양의 물질을 변환하는 특성을 가진 생물이다.
세균은 다양한 물질을 분해하고 생산하는 생리적 특성을 지니고 있어 우리에게 이익을 주는 것도 있고 해를 주는 것도 있다. 인류가 유익하게 이용하고 있는 세균으로는 알콜 발효에 자이모모나스(Zymomonas), 식초산 발효에 식초산 세균(acetobacter), 아세톤·부탄올·부틸산·시트로산·프로피온산·비타민 B2 생산에 클로스트리디움(Chlostridium), 김치·청주·야쿠르트 등의 젖산발효에 젖산세균, 조미료인 글루탐산 생산에 미크로코크스 글루타미쿠스(Micrococcus glutamicus) 등이 있다.
그리고 브레비박테리움(Brevibacterium)·스트렙토마이신·테트라사이클린·클로람페니콜 등의 항생물질 생산에 방선균(放線菌), 아밀라제·프로테아제 등과 같은 소화 효소제의 생산에 바실루스(Bacillus), 대용혈장과 분자체(molecular sieve)로 이용되는 덱스트란 생산에 류코노스톡(Leuconostoc), 윤활제 또는 도료의 겔화제를 생산하는 크산토모나스(Xanthomonas)가 있다.
또한 단세포 단백질을 생산하는 메틸로필루스 메틸로피우스(Methylophylus methylophyus), 프레드니솔론 생산에 코리네박테리움(Corynebacterium), 잔류성 농약에 의한 공해가 없이 나비나 모기 유충만을 선택적으로 살충하는 특수 단백질을 생산하는 바실루스(Bacillus), 공중 질소를 고정하여 농산물의 증산에 공헌하는 리조비움(Rhizobium)·아조토박터(Azobacter)·클로스트리디움(Clostridium)·프란키아(Frankia), 저품위 동광석과 우라늄 광석에서 구리와 산화우라늄을 생산하는 치오바실루스(Thiobacillus) 등이 있다.
세균은 가정하수, 쓰레기, 공장 폐수나 폐기물, 농산 폐기물 등을 분해하여 자연을 정화할 뿐만 아니라 자연의 물질 순환을 일으켜 생물이 이들을 재이용할 수 있게 함으로써 인류에게 무한한 이익을 주고 있다. 최근에는 분자생물학의 발달로 세균의 효소를 이용한 유전자 조작기법이 개발됨에 따라 생리활성 물질인 인슐린, 성장호르몬과 같은 물질이 생산되고 있고, 미생물 산업에서의 신공정 개발 및 인류 질병의 예방·진단·치료뿐만 아니라 노화 방지에 관여하는 물질들을 생산하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
유해세균으로는 음식물이나 피복류를 변패 시키는 부패세균과 사람이나 동식물에 기생하거나 독소를 생산하여 질병을 일으키는 병원세균이 있다. 잘 알려진 부패세균으로는 바실루스, 클로스트리디움, 슈도모나스(Pseudomonas), 장내세균군 등이 있다.
세균이 사람을 비롯한 동식물에 병을 일으키는 것은 세균이 숙주에 해를 끼치는 독소(toxin)를 생산하거나, 숙주조직에서 증식하는 능력이나 호흡기·위장관·비뇨생식기 등의 피부나 점막 같은 표면에서 증식할 수 있는 능력을 가지고 있기 때문이다. 사람의 병원세균의 독소에는 단백질성 물질인 외독소(exotoxin)와 지질 다당류성분인 내독소(endotoxin)로 분류된다.
외독소는 비정상적으로 장관세포를 자극하여 설사나 식중독증을 일으키는 장독소(enterotoxin)와 응혈을 형성하게 하는 응고효소(coagulase)나 백혈구 사멸소(leukocidin), 용혈소(hemolysin), 단백질 가수분해효소(protease) 등과 같은 효소로 숙주세포를 죽이는 세포독소(cytotoxin) 및 신경의 정상적인 자극 전달을 방해하는 신경독소(neurotoxin)로 구분된다.
장독소를 분비하여 설사병을 일으키는 세균으로는 콜레라균·대장균·이질균 등을 들 수 있고, 식중독을 일으키는 세균으로는 포도상구균·클로스트리디움 퍼프린젠스(Clostridium perfringens)·대장균·살모넬라(Salmonella) 등이 있다. 디프테리아 균은 세포독소로서 ADP-리보실 전이효소를 분비하여 숙주세포의 단백질 합성을 방해하여 디프테리아라는 병을 일으키며, 농가진·종기·화농·폐렴을 일으키는 포도상구균은 응고효소·백혈구 사멸효소·용혈소 등의 세포독소를 분비하여 병을 일으킨다. 신경독소를 분비하는 세균으로는 파상풍균과 클로스트리디움 보툴리눔(Clostridium botulinum)이 있다.
내독소는 외독소와는 달리 대장균·살모넬라·콜레라 등과 같은 그람음성균의 세포벽 외막 구성성분인 지질 다당류이며, 이것은 숙주의 발열·쇼크·설사 때로는 내출혈이나 유산 등을 일으킨다.
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세균은
생명력이 강하여 다른 생물이 살기 어려운 환경,
적절한 조건이 되면 단시간에 많은 수로 늘어납니다.
세균이 하는 일은
세균들로 죽은 나무, 낙옆, 동물의 사체등을
분해하는 청소부 역할을 합니다.
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<세균의 특징>
1) 사람에게 질병을 옮길수 있습니다.
2) 나쁜병균을 물리칠 수 있습니다.
3) 동물의 시체나 배설물을 빨리 분해할수 있습니다.
4) 저온에서 사는 균이나 고온에서 사는 균도 있습니다.
5) 식중독, 경구전염병, 부패의 원인입니다
<세균이 하는일>
1) 시체나 배설물을 분해해서 땅에 좋은 거름이 되줍니다.
2) 우리몸을 이롭게 해줍니다.(유산균)
3) 나쁜세균을 물리칠수 있는 힘이 있습니다.
4) 비타민을 합성합니다.
5) 유해균의 발육억제 합니다.
6) 면역력을 증강시키기 입니다.
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원문보기
세균의 특징과 하는 일은 무엇인가요?
세균이라고 하여 전부 나쁜 것은 아닌 것으로 보입니다. 유산균으로 내 몸을 건강한 세균숲으로
만들 수도 있다고 합니다.
비타민을 만드는 요구르트/
요구르트의 유산균은, 비타민을 만드는 장내세포를 도와주는 작용이 있습니다.고구마를 먹으면 방귀가 나오는 것은 고구마의 섬유로 장내세균이 증식하여, 그 작용이 활발하게 되어, 불순물이 방귀가 되어 체외로 배출되는 것입니다. 섬유의 셀루로스는 인간의 소화액으로는 소화할 수 없지만, 장내세균에는 셀루로스 분해효소를 갖고 있는 것이 있고, 섬유를 분해하여 비타민을 만드는 것입니다. 이와 같은 좋은 장내세균을 요구르트의 유산균이 증식 촉진 시킵니다.
- 위와 장을 튼튼하게 해주는 요구르트
요구르트의 유산균을 마심으로써, 각종 질병에 의하여 장내 세균이 밸런스를 잃는 것을 방지해 주며, 균이 위나 장을 튼튼하게 해줍니다. 좋은 장내 세균을 증식하여,병과 관계가 있는 세균을 배제할 수 있다면, 질병의 개선에도 크게 도움이 되겠지요.또한, 요구르트에는 변비를 방지하는 작용 이외에, 설사에도 효과가 있습니다. 탄산과 알코올이, 장관(腸管)의 신경에 작용하여, 장의 연동을 촉진하여, 정상적인 작용을 하게 해줍니다. 또한, 장내균의 변화에 따라, 이상발효(異常醗酵)나 가스 생산을 억제 할 수 있습니다.
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세균의 특성
현재의 세균류는 지구상에 최초로 번성한 생물군이 살아남은 것이라고 할 수 있는데, 약 30억 년 전 것으로 보이는 세균류의 화석은 이 사실을 더욱 확실히 해 준다. 한편, 세균류는 처음 지구에 출현한 후 몇 억 년 동안 환경 변화에 적응하면서 생화학적 진화를 계속하였다. 오늘날 세균류가 다양한 작용을 하는 것은 이러한 생화학적 진화 결과라고 할 수 있다. 세균의 세포벽은 탄수화물과 아미노산으로 이루어진 매우 얇은 막이다. 세포핵은 없지만 핵 부위라고 부르는 부분에 핵물질이 들어 있는 것도 있다. 이 부분은 보통 생물의 세포핵과 구조적인 차이를 보이므로 '핵양체'라고 한다. 특히, 대장균 등에서는 DNA 사슬이 둥근 고리로 존재하는데, 이것은 하나의 염색체에 해당되며, 여기에는 일반 염색체에서 볼 수 있는 히스톤과 같은 단백질이 없다.
세균의 몸은 단세포이며 길이는 1μ(1/1000㎜) 정도, 넓이는 이것의 1/2~1/7정도이다. 종류는 길쭉한 막대 모양의 간균, 둥근 모양의 구균, 그리고 나선형의 나선균 등이 있다. 크기가 작을 뿐만 아니라 세포 구조도 원시적이어서, 보통 생물체 세포에서 볼 수 있는 막으로 둘러싸인 핵·미토콘드리아·골지체, 그 밖의 색소체나 액포 등은 존재하지 않는다. 그러나 생장이 빠르고 생화학적인 역할이 다양하며, 환경에도 잘 적응할 수 있다. 세균류는 지구상의 어느 곳에서든지 부생·기생·공생 또는 독립 생활을 하며 살아가고 있다. 이 중 다른 생물체나 그 생산물에 의지하여 생활하는 경우에는 복잡한 유기물 분해에 의해서 생활에 필요한 에너지를 얻는데, 즉 분해자로서 자연 생태계를 유지하는 데 중요한 역할을 한다.
한편, 기생하는 것에는 동식물체에 병을 일으키는 종류도 있다. 자연계에 무균 상태의 동식물은 없다고 추측되며, 세균류는 동식물의 생활과 진화에 밀접한 관계를 가져왔다고 여겨진다.
동물과의 공생
대표적인 예는 소 등의 반추 동물이다. 즉, 소화 기관 안에는 셀룰로모나스·바실루스·클로스트리디움 등이 생활하고 있다. 소의 침 속에는 효소 대신에 세균류에게 필요한 탄산수소나트륨이나 인산나트륨이 함유되어 있어서, 세균은 이것을 이용하여 셀룰로오스 등을 분해하여 여러 가지 지방산을 만들므로, 이것이 소의 체조직에 흡수되어 에너지를 만들게 된다. 또한, 세균의 몸은 결국 단백질 분해 효소에 의해서 질소 화합물과 비타민으로 분해되어 흡수되므로, 소는 별도로 단백질을 섭취하지 않아도 된다.
식물과의 공생
세균은 곰팡이 등과 함께 분해자에 속하는 대표적인 분류군이다. 분해자는 유기물을 분해하여 식물이 이용할 수 있는 무기 화합물을 생산하는 중요한 역할을 한다.
잘 알려진 예는 콩과식물에서 찾아볼 수 있다. 즉, 콩과식물의 뿌리에는 뿌리혹박테리아가 침입하여 뿌리혹을 형성하며, 여기에서 공중 질소를 고정해서 질소 동화 작용을 하여 질소 화합물을 만든다. 뿌리혹박테리아는 이 질소 화합물을 식물에게 제공하는 대신 식물체로부터 그들이 성장하는 데 필요한 탄수화물을 얻게 된다. 질소는 단백질을 만드는 데 있어서 꼭 필요한 원소이며, 공중 질소는 대기의 3/4을 차지하고 있다. 그러나 대부분의 식물체는 공중 질소를 직접 이용할 수 없다. 식물이 이용할 수 있는 형태로 질소를 고정시키는 세균의 역할은 식물에 의한 이산화탄소 고정과 맞먹는 중요한 반응이라고 할 수 있다.
질소의 순환
공중 질소를 고정하여 단백질을 만드는 것에는 뿌리혹박테리아 외에 땅 속에 사는 클로스트리디움·아조토박터·슈도모나스 등이 있다. 이 밖에 누룩곰팡이나 남조류 중에도 이러한 역할을 하는 것이 있다. 이와 같이 고정된 질소 화합물은 암모니아로 바뀌게 된다. 즉, 단백질이 분해되어 생기는 아미노산을 세균류 및 그 밖의 균류, 특히 토양균류들이 암모니아로 분해시키는데, 이 때 관여하는 균류를 '부패균'이라고도 한다. 암모니아는 아질산균에 의해 아질산으로, 아질산은 질산균에 의해 질산이 된다. 질산염은 이온 형태로 식물 뿌리로부터 흡수되어 잎에 운반되며, 그 안에서 다시 암모니아로 바뀐 다음 단백질의 합성 재료가 된다. 일부의 식물은 암모늄염을 흡수하기도 하는데, 이것은 질산염과 달리 그대로 단백질의 합성 재료가 된다. 이와 같이 세균류와 그 밖의 균류는 질소의 순환 및 다른 여러 원소의 순환에 관여함으로써, 생태계의 평형을 유지하는 데 매우 큰 구실을 하고 있다.
세균의 이용
세균은 대사능력에 따라 다양하게 이용되고 있다. 오래전부터 인간은 세균을 이용하여 우유를 치즈나 요구르트로 만들어 왔다. 최근에는 세균에 대한 이해가 높아지면서 생명공학기술에 이들 세균을 많이 이용하고 있다. 대장균(Escherichia coli)은 유전자 복제에 흔히 이용되며, 아그로박테리움(Agrobacterium tumefaciens)은 형질전환 식물을 만드는 데 이용된다. 또는 유전자 조작을 통해 상업적으로 가치가 있는 비타민, 항생물질, 호르몬제제 및 기타 유용한 단백질을 얻는데에도 사용된다. 또한 세균은 생물학적 복원에도 사용된다. 혐기성 세균은 쓰레기 더미에서 유기물을 분해하여 이후 화학적 멸균과정만 거치면 그대로 매립하거나 비료로 쓰일 수 있게 한다. 방사성 폐기물의 처리 및 기름 유출사고의 처리 등에도 특정한 기능을 가진 세균이 이용된다. 광석에서 금속을 채취하는 과정에서도 세균이 이용된다. 해마다 황동광에서 300억㎏의 구리를 채취하는 데 세균이 사용되고 있다.[3]
세균류는 복잡한 유기물을 간단한 유기물로 분해시키는 과정을 통하여 에너지를 얻는다. 한편, 프로피온산균·젖산균·부티르산균, 그 밖의 누룩곰팡이 등은 그 에너지를 이용하여 탄소 동화를 하는 것도 있다. 또한, 홍색세균·홍색황세균·녹색황세균 등의 세균류는 녹색 식물보다 원시적인 광화학적 기구에 의해서 광합성을 하며, 아질산균·질산균·철세균 등은 무기물을 산화시킬 때 나오는 화학 에너지를 이용하여 탄소 동화를 한다.
