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原核生物由半透性细胞质膜包围 ， 该细胞质膜由浸渍有功能性蛋白质的脂质双层结构组成 。 脂质定义细胞边缘 ， 蛋白质有助于物质的输入和排泄 。 然而 ， 水和某些溶解的离子可以自由地穿过膜 。 膜脂是磷酸化的 ， 因此是极性的；然而 ， 膜内部是疏水的 。
古菌脂质含有脂肪醇；细菌脂质 ， 如真核生物的脂质 ， 含有脂肪酸 。 细胞包膜可以延伸超出细胞质膜以包括肽聚糖细胞壁 ， 该细胞壁本身可能被脂质包被 。 肽聚糖由特定的氨基酸和氨基单糖组成 。 某些古生菌具有假肽聚糖细胞壁；其他的壁由多糖、糖蛋白或蛋白质组成 。 细胞壁的益生元成分目前正在研究中 ， 酸性磷酸多糖附着在其细胞壁上 ， 这些生物具有负表面电荷 。 “革兰氏阴性”原核生物具有第二层外脂多糖膜 。
有一些证据表明革兰氏阳性菌也有外膜 ， 两层膜之间的周质空间含有脂蛋白和酶 。 细菌和古生菌可以根据它们独特的膜脂进行区分 ， 这些域内的不同组也可以 。 尽管微生物蛋白质中的大多数氨基酸在光学分析中具有L构型 ， 但细胞表面蛋白质可能含有D-氨基酸残基 。 原核生物的细胞质是一种有组织的、相当粘稠的凝胶 ， 其中包含支持生命的大部分代谢机制 。 这种机器包括各种多糖和蛋白质 ， 后者是进行必要的物质相互转化和能量收集的酶 。
然而 ， 信息似乎主要存储在含有核酸的聚合物中：DNA和RNA 。 最近将朊病毒鉴定为病原体 ， 再加上对酶活性位点构象的传统理解 ， 表明重要信息也存储在蛋白质中 。 在这两种情况下 ， 信息存储的关键方面似乎不是单体的二维序列 ， 而是三维结构 。 正是这种结构赋予了信息管理活动 。 在催化方面也检测到了生物系统中的一些简并性 。 这种使用完全不同的工具来完成相同任务的现象明显不同于冗余 ， 并且可能最好通过研究人造信息系统来探索 ， 核酸分析通常用于区分不同的微生物 ， 蛋白质图谱的揭示性稍差 ， 这表明核酸作为主要信息分子的基础 。 然而 ， 那些寻求识别外星生命的人必须意识到DNA/RNA并不是信息存储的唯一关键 。
【微生物的生化和生物物理特性】
微生物学作为物理定律的表现形式对微生物系统的研究 ， 从个体到社区层面 ， 已经说明了可以用数学术语实际表达的宇宙学方面 。 宇宙学分析表明 ， 氢在宇宙中相当丰富 。 物理理解解释说 ， 氢是物质的组成部分 ， 大多数元素的丰度随着原子序数呈指数下降 。 相反 ， 化学实验表明 ， 元素的电磁反应性随着原子序数的增加而降低 。 这一要求将根据环境温度、pH、氧化还原电位和压力调整寿命 ， 这些影响中的每一个都可以通过诸如需要定义局部特定的常数值 ， 或科学公理等公式来描述 。 这些公式所描述的关系在这里也被假定为普遍的 。
相关人员将生命视为一个工程问题 ， 需要对流体介质内的质量和热量传递有一定的了解 ， 这种关系也许得到了最好的理解 ， 在地球上 ， 这种介质是水 。 然而 ， 目前的生物学理解是 ， 细胞功能与质子动力密不可分 ， 并且体内的大分子组合通过氢键稳定 ， 这表明其他能够形成氢键的质子化溶剂将支持生命 。
微生物学作为社会生物学原理的例证 ， 生命背后可能只有两种主要的冲动：生存和繁殖 。 只有有机体分散 ， 才能实现成功的资源管理 。 微生物传统上是在无菌培养中研究的 ， 最初资源是无限的 。 这些研究导致综合了“单细胞生命的标志”：自我喂养或营养；自我复制或成长；分化 ， 包括形态和生化发展 ， 以应对环境变化；向其他生物发出化学信号；和进化 ， 或产生与父母不同的后代 。 这些原则可以外推到“高等”生命形式 ， 包括真核生物和其他多细胞群落 。
这里提到的多细胞群落包括无菌和混合培养中的原核群落 ， 包括菌落、生物膜和絮状物 。 在微生物群落中已经证明了相同的关系 ， 无门、拮抗、共生、共生、中立和寄生或捕食 。 微生物学的这些社会学方面似乎反映了对周围环境的适应 ， 正如在陆地和实验室环境中所证明的那样 。 长期的适应反映在进化趋势中 。
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