Màng sinh chất tham gia vào quá trình phân bào nhờ các mạc thể (mesosome). Mạc thể là phần cuộn vào chất nguyên sinh của màng sinh chất, thường gặp ở vi khuẩn Gram dương. Khi tế bào phân chia, mạc thể tiến sâu vào chất nguyên sinh.
Có ở mọi vi khuẩn trừ Mycoplasma. Vách vi khuẩn được quan tâm vì cấu trúc đặc biệt và chức năng của nó.
Cấu trúc: vách tế bào là bộ khung vững chắc bao bên ngoài màng sinh chất. Vách được cấu tạo bởi đại phân tử glycopeptid (peptidoglycan, mucopeptid, murein), nối với nhau tạo thành mạng lưới phức tạp bao bên ngoài màng nguyên sinh. Nó được tổng hợp liên tục. Thành phần cấu tạo bao gồm: đường amin (amino-sugar) và acid amin. Đường-amin gồm 2 loại acid N I axetyl muramic và N – axetyl glucozamin. Hai loại này trùng hợp xen kẽ nhau tạo thành những sợi dài của mỗi lớp. Acid amin cũng chỉ bao gồm một số loại như: D-alanin, D-glutamic, L-alanin và L-lysin. Các acid amin này thay đổi theo loại vi khuẩn. Các acid amin tạo thành các tetrapeptid làm cầu nối giữa các sợi cùng và khác lớp. Vách tế bào của các vi khuẩn Gram dương và Gram âm có những khác nhau:
- Vách vi khuẩn Gram dương: bao gồm nhiều lốp peptidoglycan. Ngoài lớp peptidoglycan, ở đa số vi khuẩn Gram dương còn có acid teichoic là thành phần phụ thêm. Tuỳ loại vi khuẩn mà bao bên ngoài lớp peptidoglycan có thể là polysaccharid hoặc polypeptid. Các lớp ngoài cùng thường đóng vai trò kháng nguyên thân đặc hiệu.
- Vách của các vi khuẩn Gram âm: chỉ bao gồm một lốp peptidoglycan, nên vách này mỏng hơn vách vi khuẩn Gram dương; do vậy, chúng dễ bị phá vỡ bởi các lực cơ học hơn. Bên ngoài lốp peptidoglycan, vách vi khuẩn Gram âm còn có các lốp: protein, lipid A và polysaccharid. Người ta rất quan tâm đến các lốp này, vì chúng chính là nội độc tố của các vi khuẩn gây bệnh. Đồng thòi nó cũng là kháng nguyên thân của các vi khuẩn Gram âm. Trong đó, lốp polysaccharid ngoài cùng quyết định tính đặc hiệu kháng nguyên, còn lớp protein quyết định tính miễn dịch. Lớp lipid đóng vai trò chủ yếu của độc tính nội độc tố.
