I batteri, come tutte le cellule viventi, richiedono energia e nutrienti per costruire proteine e membrane strutturali e guidare i processi biochimici. I batteri richiedono fonti di carbonio, azoto, fosforo, ferro e un gran numero di altre molecole. Carbonio, azoto e acqua sono utilizzati nelle quantità più elevate. I fabbisogni nutrizionali per i batteri possono essere raggruppati in base alla fonte di carbonio e alla fonte di energia. Alcuni tipi di batteri devono consumare molecole organiche preformate per ottenere energia, mentre altri batteri possono generare la propria energia da fonti inorganiche.
Autotrofi ed Eterotrofi
Alcuni batteri ottengono energia consumando molecole organiche. Questi organismi sono eterotrofi, come animali e funghi che mangiano altri organismi. Altri tipi di batteri producono il proprio cibo convertendo l'energia luminosa, l'energia chimica o le sostanze inorganiche in energia utilizzabile di cui questi organismi unicellulari hanno bisogno per vivere. Questi batteri fai-da-te sono autotrofi, come piante e alghe.
Batteri che mangiano composti inorganici
Alcuni batteri autotrofi, chiamati chemiotrofi, ottengono la loro nutrizione da composti inorganici. L'anidride carbonica è in genere l'unica fonte di carbonio cellulare. Questi autotrofi usano idrogeno solforato, ammoniaca o gas idrogeno per ridurre il carbonio negli zuccheri necessari. I batteri nitrificanti, che ossidano l'ammoniaca per creare nitriti e nitrati, sono un esempio di batteri che utilizzano la nutrizione autotrofa o, più specificamente, la nutrizione chemioautotrofica.
Batteri che consumano composti organici
I batteri eterotrofi richiedono fonti organiche di carbonio come zuccheri, grassi e amminoacidi. I batteri saprofiti ne sono un esempio. Ottengono la loro nutrizione da materia organica morta. Usando gli enzimi, questi batteri abbatteranno composti complessi e utilizzeranno i nutrienti per rilasciare energia. I batteri saprofiti sono decompositori e svolgono un ruolo importante nell'ecosistema rilasciando prodotti più semplici che piante e animali possono utilizzare.
Batteri che usano la luce come cibo
I batteri fototrofi sono autotrofi che assorbono l'energia luminosa, quindi la utilizzano nella fotosintesi per creare energia cellulare. Esistono due tipi di fototrofi. Quelli che non producono ossigeno come sottoprodotto sono chiamati fototrofi anaerobici, mentre quelli che producono ossigeno sono chiamati fototrofi aerobici. I cianobatteri sono un esempio di batteri che eseguono la nutrizione fotoautotrofica. Sia gli autotrofi che gli eterotrofi possono essere fototrofi. I fototrofi eterotrofi consumano carbonio organico oltre a produrre molecole organiche tramite la fotosintesi.
Batteri che mangiano prodotti chimici
Questi batteri ottengono energia chimica dall'ambiente circostante e la convertono in adenosina trifosfato (ATP) per uso cellulare. Questi batteri sono anche considerati chemiotrofi e ottengono energia dalle reazioni di riduzione dell'ossidazione di composti inorganici come ammoniaca, idrogeno solforato e ferro. Ad esempio, i batteri dello zolfo sono chemioautotrofi che producono energia ossidando l'idrogeno solforato in zolfo e acqua. Questo processo è una forma di chemiosintesi.