为了讨论生命的出现，我们只好先复习一下中学和大学课程。
细菌是所有生物中数量最多的一类，据估计，其总数约有 5×1030（10的30次方）个。人体内及表皮上的细菌细胞总数，是人体真核细胞总数的十倍。
如果一个成年人全身有1800万亿个细胞，那么他的身上就会有18000万亿个细菌。
这是多么惊人的数字！——人体皮肤表面、肠道、口腔、鼻子和其他身体部位，我们所呼吸的空气中，喝的水中，吃的食物中，到处都是细菌。
细菌大小
细菌的个体非常小，基本上只能在显微镜下看到（也有肉眼可见的）。
核细胞直径一般是一到十微米，而真核细胞直径一般是十到一百微米。
许多常见的细菌为0.5－1微米，最小的细菌只有0.2微米长。可供对比的是：人体中最小的细胞红血球的直径是7－8微米（1微米是万分之一厘米）。
细胞结构
细菌一般是单细胞，缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状细胞器，如粒线体和叶绿体等。
有些细菌，胞壁外有多糖形成的荚膜。
咋一看，结构好像还比较简单。
细菌分布
细菌于土壤、空气、水中，或与其他生物共生，也有部分种类分布在极端的环境中。
营养方式
细菌的营养方式，有自养（譬如通过光合作用）及异养。异养的腐生细菌是生态系统中重要的分解者，可以使地球碳循环顺利进行，部分细菌还能固氮。
细菌作用
细菌一方面给人类造成了许多疾病，另一方面又给人类带来了极大帮助。
细菌可以发酵食物，制造乳酪、泡菜、酱油、醋、酒、酸奶等等，有的细菌能够分泌多种抗生素。
许多细菌能降解有机化合物，清除污染。
蓝藻（蓝细菌）这种光合自养菌，还在制造地球大气的氧气中起到了重要作用。
没有细菌，实际上也不可能有人类。
细菌繁殖
细菌可以以二分裂法无性繁殖，又可以遗传重组繁殖。
单个细胞会通过突变（细胞自身的遗传密码发生随机改变），转化（无修饰的DNA从一个细菌转移到溶液中另一个细菌中），转染（病毒的或细菌的DNA，或者两者的DNA，通过噬菌体转移到另一个细菌中），细菌接合（一个细菌的DNA通过两细菌间形成的特殊的蛋白质结构，接合菌毛，转移到另一个细菌中）发生遗传变异。
细菌可以通过这些方式获得DNA，进行分裂，将重组的基因组传给后代。
细菌还具有许多种不同的代谢方式——细菌的高度灵活往往令某些科学家们产生“高等生物可以发生种间跃进”的可笑幻想。
细菌分类
大部分细菌可以被分为以下三类：
需氧菌只能在氧气存在的情况下生长；
一些只能在没有氧气存在的情况下生长的，称为厌氧菌；
还有一些无论有氧无氧都能生长，称为兼性厌氧菌。
细菌也能在人类认为是极端的环境中旺盛生长，这类生物被称为嗜极生物。
比如一些细菌存在于温泉中，被称为嗜热细菌；另一些居住在高盐湖中，称为嗜盐生物；还有一些存在于酸性或碱性环境中，被称为嗜酸细菌和嗜碱细菌；另有一些存在于阿尔卑斯山冰川中，被称为嗜冷细菌。
多数“嗜极生物”属于古菌，但这个词有时候也包含一些细菌和真核生物。
有的嗜极生物还是多细胞的，譬如嗜冷的昆虫恐蠊和南极磷虾（人类中似乎也存在嗜极生物，呵呵，开个玩笑）。
细菌的DNA
细菌的DNA贮存其细胞所有的遗传信息，是这一物种世代繁衍的物质基础。
它集中在细胞质中的低电子密度区，一般具有1至4个核质体，多的可达20余个。
核质体是环状的双链DNA分子，所含的遗传信息量可编码2000～3000种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。
真核生物的基因含有外显子和内含子，是区别于原核生物的特征之一。
细菌的DNA复制相当复杂，涉及多种酶和蛋白因子。譬如，大肠杆菌DNA的复制就有三十多种蛋白质参与，还有一些未知因子参与，许多复制细节还不清楚，许多蛋白质的功能尚不明了。
图/大肠杆菌分子结构图
细菌的转录过程
由于没有核膜，因此细菌DNA的复制、RNA的转录与蛋白质的合成可同时进行。每个原核细胞中一般含有约15000-18000个合成蛋白质的小分子机器核糖体，负责将氨基酸合成为蛋白质多肽链。
在生命体中，DNA这张写满密码（指令）的图纸，只有经核糖体的翻译，每条指令才能得到明确无误的执行。
核糖体可以制造成千上万种蛋白质，它们各自拥有不同的形式与功能，在化学层面上构建、控制着生命。
核糖体被认为是原核细胞中唯一的一种细胞器（“无膜细胞器”），其核糖体小亚基由16S rRNA和21种蛋白质构成（rRNA就是核糖体RNA）。大亚基由5S rRNA、23S rRNA和34种蛋白质构成。大亚基和小亚基相互嵌合组成完整的核糖体。
无论哪种核糖体，在执行蛋白质合成时，常3-5个或几十个甚至更多聚集并与mRNA（信使RNA，核糖体要以mRNA的密码为模板）结合在一起，形成功能团，利用转运RNA（tRNA）运送来的氨基酸分子合成多肽。mRNA的长短，决定多聚核糖体的形式。它可以排列成螺纹状，念珠状等，仿佛拥有智能，非常有趣（大小亚基的聚合与解聚与镁离子浓度相关）。
核糖体对mRNA的翻译过程，是迅速且准确的。
在摄氏37℃时，细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。一个mRNA可以连接多个核糖体。当其合成速度达到每秒连接1000个氨基酸时，错误率约为十万分之一。
由此可见，蛋白质的生物合成进行得十分迅速有效，它依靠分子水平上的严密组织和准确控制进行着一切（大肠杆菌每秒钟可翻译20个氨基酸，比真核生物快得多）。
蛋白质的合成必须有mRNA、tRNA、20种氨基酸原料和一些蛋白质因子及酶，Mg、K+离子等参与，并由ATP、（三磷酸腺苷）GTP（三磷酸鸟苷）提供能量，现场非常繁忙。
细菌核区DNA以外的，还有可进行自主复制的遗传因子，称为“质粒DNA”，所含遗传信息量为2 - 200个基因。
细菌细胞质中亦含有多种颗粒，起暂时贮存营养物质譬如多糖、脂类、磷酸盐等等的作用。它不是细菌的恒定结构，能源短缺时，动用贮备，颗粒会减少甚至完全消失。
细菌犹如一个小型的化工厂，具有合成各种生化产品的能力，在生命活动过程中不断进行着许多特有的化学反应。
许多人认为细菌简单，在我看来，恐怕完全是一种错误印象。
以呼吸为例：
生物呼吸的目的，是在透过释放食物里的能量，通过一连串的反应步骤，把葡萄糖、氨基酸和脂肪酸，分解成更小的分子，制造三磷酸腺苷（ATP），供生命活动使用。
原始地球氧气很少，原初生物的呼吸方式据估计应该是无氧呼吸。
无氧呼吸的全过程：
第一阶段：
无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖分解成两分子的丙酮酸，（C3H4O3）过程中释放少量的[H]和少量能量。这已经相当之复杂。
在酵解的己糖阶段，首先是葡萄糖在己糖激酶的催化下磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸，消耗一分子ATP，然后经异构酶催化转换为果糖-6-磷酸，再经果糖激酶催化再次磷酸化生成果糖-1，6-二磷酸，又消耗一分子ATP；在丙糖阶段，果糖-1，6-二磷酸在醛缩酶催化下裂解生成磷酸二羟丙酮和甘油醛-3-磷酸（两个磷酸丙糖在异构酶催化下可以相互转换），后者在甘油醛-3-磷酸脱氢酶催化下生成1，3-二磷酸甘油酸，同时使NAD+还原为NADH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）然后1，3-二磷酸甘油酸在甘油酸激酶催化的底物水平磷酸化反应中生成ATP和3-磷酸甘油酸，3-磷酸甘油酸经变位酶催化转换为2-磷酸甘油酸，再经烯醇化酶催化形成磷酸烯醇式丙酮酸，最后在丙酮酸激酶催化的又一次底物水平磷酸化反应中生成丙酮酸和ATP。
这一过程，一个分子的葡萄糖，分解为2个分子丙酮酸，净得2个ATP。
第二阶段：
在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。丙酮酸转化为酒精或者乳酸的过程中并不产生能量。
在厌氧条件下，通过丙酮酸的还原代谢使得NADH重新氧化为NAD+。在酵母的酒精发酵过程中，在丙酮酸脱羧酶催化下丙酮酸氧化脱羧生成乙醛，然后乙醛在乙醇脱氢酶的催化下被还原为乙醇，同时使NADH氧化生成NAD+。而在肌肉缺氧下的酵解过程中，乳酸脱氢酶催化丙酮酸转化为乳酸，同时也伴随着NADH重新氧化为NAD+。
有氧呼吸每分解1mol葡萄糖，可以释放2870kJ的能量。而无氧呼吸分解1mol葡萄糖，只能释放196.65kJ的能量。
对于提供能量来说，“有氧呼吸”要远远优于“无氧呼吸”。
无氧呼吸的终端产物是乳酸或酒精和二氧化碳。乳酸的形成，会使动物出现一些不良反应，引起稳态的改变、乳酸中毒等。酒精对植物细胞也有很强的毒害作用，同样远不及有氧呼吸。