A betegségeket okozó kórokozók hírneve ellenére sok baktérium létfontosságú szerepet játszik az ökoszisztémákban pusztán azzal, hogy táplálkozik és metabolizálja a környezetében lévő szerves és szervetlen molekulákat. Hozzájárulásuk a szerves anyagokban tárolt tápanyagok felszabadulása a bomlás során, az állatok bélben lévő táplálékának lebontása az emésztés során, a nitrogén rögzítése a talajban az N átalakításával2 gáz ammóniáig, tápanyagok hozzáférhetővé tétele a növény gyökerei számára a talajban és oxigén felszabadítása a légkörbe. Két tényező határozza meg a baktériumok tápanyagok megszerzésének módját: a saját élelmiszer előállításának képessége vagy a támaszkodás előformált szerves molekulák fogyasztása, másodszor pedig az az energia típus, amelyre szükségük van ezekhez a kémiai reakciókhoz előfordul.
Heterotrófok és Autotrófok
Két általános eszköz teszi lehetővé az élelem megszerzését minden organizmus számára, beleértve a baktériumokat is: heterotróf és autotróf. A heterotrófoknak szerves anyagokat, például glükózt kell fogyasztaniuk a sejten kívülről, hogy energiát nyerjenek. Ez a szén szénhidrátmolekulák formájában történő közvetlen fogyasztásával történik. Az autotrófok tápanyagokat saját szerves anyagok előállításával nyernek, amikor szén-dioxidot vesznek fel és szénhidrátokká alakítják.
Fényenergia-forrás
A baktériumoknak külső energiaforrásra van szükségük fényenergia vagy kémiai energia formájában az anyagcseréjük táplálásához, ami egy másik tényező, amely meghatározza táplálkozási módszerüket. A fototrófok olyan baktériumok, amelyek fényenergiát használnak fel. A fotoheterotrófoknak és a fotoautotrófoknak egyaránt napfényre van szükségük. A fotoheterotrófok a napfény segítségével energiát szolgáltatnak, és szénforrásként a környezetükből származó szerves vegyületeket fogyasztják. A fotoautotrófok, mint a cianobaktériumok, fényenergiát alkalmaznak napfény és szén-dioxid formájában környezetükből, és mindkettőjüket felhasználják szénhidrátok előállításához a fotoszintézis.
Vegyi energiaforrás
A napfény helyett egyes baktériumok a szervetlen kémiai vegyületekkel zajló reakciókra támaszkodnak energiaforrásuk szempontjából. A kémiai energiával táplált baktériumokat kemotrófoknak nevezik. A kemoheterotrófok szerves vagy szervetlen vegyületeket használnak energiaforrásként. A fotoheterotrófokhoz hasonlóan nekik is szénhidrátokat kell fogyasztaniuk szerves vegyületek formájában. A kemoautotrófok kémiai energiát használnak szénhidrátok szén-dioxidból történő előállításához, a folyamat során hívják a kemoszintézist.
Baktériumok sejtszerkezete
A baktériumsejteket egy sejtburok köti össze, amely egy belső citoplazmatikus membránból és egy külső sejtfalból áll. A sejtfal merev, és a növényi sejtek sejtfalához hasonlóan megadja a baktériumok alakját. A növényi, állati, protista vagy gombasejtektől eltérően a baktériumok nem rendelkeznek membránhoz kötött organellumokkal vagy sejtmaggal. Az organellumok hiánya megakadályozza a baktériumokat abban, hogy endocitózis vagy fagocitózis révén elnyeljék a részecskéket. Ezeket a módszereket az eukarióta sejtek használják a külső anyagok beburkolására és a sejtbe juttatására.
Tápanyagfelvétel
A baktériumok a diffúzióra támaszkodva mozgatják a molekulákat a sejtbe a citoplazmatikus membránon keresztül. A baktériumok emésztenek enzimeket is, hogy feloldják a molekulákat a sejten kívül, hogy átengedhessék őket a membránon diffúzió útján, egy olyan folyamat során, ahol a molekulák nagyobb koncentrációjú területről alacsonyabb területre mozognak koncentráció. Néha az egyszerű diffúzióhoz a fehérjék segítségére van szükség, hogy a molekulák átjuthassanak a sejtbe, ezt az eljárást megkönnyített diffúziónak hívják. Egy másik módszer - az aktív transzport - energiát igényel a molekulák szállításához, hogy leküzdjék a koncentrációs gradienst és lehetővé tegyék a részecskék átjutását a membránon.