一、细菌的能量代谢
细菌的能量代谢主要是通过生物氧化合成ATP的过程，其方式主要有加氧、脱氢和脱电子反应，细菌以脱氢更为常见。以氧分子作为氢受体的称为有氧呼吸，以有机物作为氢受体的称为无氧发酵。不同细菌在不同环境中生物氧化的方式、途径及产物都各不相同。如需氧菌以有氧呼吸为主，兼性厌氧菌根据环境中氧分子的含量可进行有氧呼吸或无氧酵解，厌氧菌主要为无氧发酵。
二、细菌的新陈代谢
细菌的生理中心是新陈代谢，其最大的特点为繁殖速度快、代谢种类多。细菌的新陈代谢是从周围环境中摄取营养物质开始，主要包括分解代谢和合成代谢。分解代谢指细菌通过分解糖类、脂类、蛋白质而获得细菌生长繁殖所需的能量及原料；合成代谢是将小分子物质合成为复杂的大分子物质，这一过程要消耗能量，是同化过程。分解代谢为合成代谢提供前体和能量，合成代谢又是分解代谢的基础，两者相辅相成，是细菌生命活动的最基本过程。
（一）细菌的分解代谢及生化反应
不同的细菌其酶系统不同，故对营养物质的分解能力、分解方式及分解产物亦不同。因此，可利用生物化学反应检测细菌对不同基质的分解能力及分解产物以鉴别细菌，称为细菌的生化反应（biochemical reaction)。
1．糖的分解 细菌通过产生的胞外酶将周围环境中的多糖分解为单糖，进而转化为丙酮酸。进行有氧呼吸的细菌通过三羧酸循环将丙酮酸彻底分解生成C02、水及其他代谢物，而进行无氧酵解的细菌则通过不同途径发酵丙酮酸，产生各种酸、醛、酮、醇等。所以可通过糖酵解试验鉴别细菌，如有些细菌分解糖类产酸产气，培养基中酸碱指示剂变色且有气泡产生；有些细菌分解糖类只产酸不产气，培养基中只有酸碱指示剂变色而无气泡产生。
2．蛋白质的分解 不同细菌对蛋白质的分解能力不同，只有少数能够通过胞外酶分解蛋白质为短肽，将其吸收后再进一步通过胞内酶在菌体内分解为氨基酸。又因蛋白酶专一性较强，可根据细菌能否分解蛋白质鉴别细菌。而大多细菌虽能够分解氨基酸，但分解能力也不相同，亦可用于鉴别细菌。
（二）细菌的合成代谢及其医学意义
细菌将摄取的营养成分及分解代谢获得的原料和能量用于合成菌体本身成分，如肽聚糖、核酸、多糖、脂肪酸、蛋白质等。此外还可合成分泌其他具有医学意义的代谢产物。
1．热原质 本质为革兰阴性菌外膜成分脂多糖，因其注入人或动物体内即可引起发热反应，故称热原质（pyrogen)，又名致热原。热原质耐高温，高压蒸汽灭菌（121.3℃,20min）不能被破坏，250℃高温干烤可破坏热原质。用吸附或滤过除菌（石棉滤板）可清除液体中大部分热原质。因热原质无挥发性，故以蒸馏法去除热原质效果最好。如果注射用液体被细菌污染，即使经高压蒸汽灭菌或滤过除菌也有可能存在热原质，注入人体后可引起输液反应，因此，在制备和使用注射药品时必须严格遵守无菌操作原则，防止细菌污染。
2．毒素及侵袭性酶 细菌产生的毒素主要有两种，一种是由多数革兰阳性菌及少部分革兰阴性菌在生长繁殖过程中分泌产生的蛋白质类物质，称外毒素（exotoxin)，其毒性作用强，可引起特殊的临床症状；另一种是由革兰阴性菌死亡裂解后释放的脂多糖，称内毒素（endotoxin)，其毒性作用相对较弱。
某些细菌可产生促使细菌扩散、利于细菌侵袭、损伤机体细胞的酶类，因与细菌的致病有关，故称为侵袭性酶。如金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶,A群链球菌产生的链激酶、链道酶、透明质酸酶等。
3．色素 有些细菌在分裂繁殖过程中可产生不同颜色的色素，可用于鉴别细菌。色素有两种，一种为水溶性色素，一种为脂溶性色素。前者能够使菌落及其周围培养基着色，如铜绿假单胞菌产生的绿脓素；后者不溶于水，仅使菌落本身具有颜色，如金黄色葡萄球菌产生金黄色色素、表皮葡萄球菌产生白色色素。
4．抗生素 有些微生物在生长繁殖过程中可产生某些抑制或杀灭其他微生物及肿瘤细胞的物质，称为抗生素(antibiotic)。抗生素多由放线菌及真菌产生，如链霉素、青霉素等，少部分由细菌产生，如多黏菌素、杆菌肽等。
5．细菌素 有些细菌可产生对于亲缘菌具有抗菌作用的蛋白质，称为细菌素(bactericin)，如大肠埃希菌产生的大肠菌素（colicin)、霍乱弧菌产生的弧菌素（vibriocin)铜绿假单胞菌产生的绿脓菌素（pyocin)等。细菌素虽具有抗菌作用，但由于其抗菌谱较窄，只对亲缘菌有抑制作用，故临床上一般不用于治疗，主要用于细菌的分型及流行病学调查。
6．维生素 有些细菌能够合成分泌某些维生素（vitamine)，不仅能提供自身所需，还可分泌至周围环境，营养其他生物。如大肠埃希菌为人体肠道正常菌群，能够合成分泌B族维生素及维生素K被人体吸收利用。
北京百欧博伟生物技术有限公司的中国微生物菌种查询网提供微生物菌种保藏、测序、购买等服务,是中国微生物菌种保藏中心的服务平台，并且是集微生物菌种、菌种,ATCC菌种、细胞、培养基为一体的大型微生物查询类网站，自设设备及技术的微生物菌种保藏中心！欢迎广大客户来询！