一、原核生物及其生理生化
原核生物（Procaryotic organism） 是由原核细胞组成的生物，包括蓝细菌、细菌、古细菌、放线菌、立克次氏体、螺旋体、支原体和衣原体等。原核生物具有以下的特点：核质与细胞质之间无核膜因而无成形的细胞核；遗传物质是一条不与组蛋白结合的环状双螺旋脱氧核糖核酸（DNA）丝，不构成染色体（有的原核生物在其主基因组外还有更小的能进出细胞的质粒DNA）；以简单二分裂方式繁殖，无有丝分裂或减数分裂；细胞质内仅有核糖体而没有线粒体、高尔基器、内质网、溶酶体、液泡和质体（植物）、中心粒（低等植物和动物）等细胞器；细胞内的单位膜系统除蓝细菌另有类囊体外一般都由细胞膜内褶而成，其中有氧化磷酸化的电子传递链（蓝细菌在类囊体内进行光合作用，其他光合细菌在细胞膜内褶的膜系统上进行光合作用；化能营养细菌则在细胞膜系统上进行能量代谢）；
70年代分子生物学的资料表明：产甲烷细菌、极端嗜盐细菌、极端耐酸耐热的硫化叶菌和嗜热菌质体等的16S rRNA核苷酸序列，既不同于一般细菌，也不同于真核生物。此外，这些生物的细胞膜结构、细胞壁结构、辅酶、代谢途径、tRNA和rRNA的翻译机制均与一般细菌不同。因而有人主张将上述的生物划归原核生物和真核生物之外的“第三生物界”或古细菌界。
与真核生物的种类相比，已发现的原核生物种类虽不甚多，但其生态分布却极其广泛，生理性能也极其庞杂。有的种类能在饱和的盐溶液中生活；有的却能在蒸馏水中生存；有的能在0℃下繁殖；有的却以70℃ 最适温度；有的是完全的无机化能营养菌，以二氧化碳为唯一碳源；有的却只能在活细胞内生存。在行光合作用的原核生物中，有的放氧，有的不放氧；有的能在PH为10以上的环境中生存，有的只能在PH为1 左右的环境中生活；有的只能在充足供应氧气的环境中生存，而另外一些细菌却对氧的毒害作用极其敏感。有的可利用无机态氮，有的却需要有机氮才能生长；还有的能利用分子态氮作为唯一的氮源等。
之所以微生物有如此强的生存和适应能力是因为其生理活动、新陈代谢具有独特性。本书提供了原核生物生理生化主要方面的的许多最新的信息，例如：细胞结构、代谢、发育生物学、适应环境的变化与生物膜的形成。本书也包括细胞信号通路（使得每一个细菌可以感知环境的变化并对其作出反应，并相互传播信号以使其能作为一个生物群体来作出反应）。本书主要针对高年级的本科生与低年级研究生，以及教师。课文内容在解释许多原核细胞的生理与代谢特点是强调其背后的物理化学原理，因此，为在该领域继续研究提供了一个背景。
原核生物中的大多数的代谢通路与其它生物的类似，反映出有物理化学原理控制的生化统一性。另一方反面，也存在许多生理多样性。原核生物多样性在某种程度上由于其适应其所生存的不同环境，他们的生境从pH4-12，温度2-100，压强高至几千个大气压（在海洋底部），无氧环境、可以达到饱和水平的高盐环境。
原核生物的生理类型反映了其栖所的多样性与营养成分的多样性。因此，存在好氧菌，厌氧菌，偶发的厌氧菌；异养菌，自养菌，光合细菌与化能细菌；嗜碱菌，嗜酸菌与嗜盐菌。一些生理类型只在原核生物中能够找到，极少例外。例如：实验室所能培养的微生物中，能在缺氧条件下无限制的生长的只有原核生物。再者，利用从无机物中提取的能量生长在真核生物中是不存在的，只存在于原核生物。与之相同的是。它们能把氮气还原为氨（固氮作用），虽然此特征在原核生物中比无机自养更普遍，另一典型的原核生物的能力是利用无机化合物，例如：在呼吸作用中利用硝酸盐与硫酸盐作为电子受体。
微生物生理生化与生产实际密切相关。各种微生物发酵生产均离不开微生物生理生化知识，另一方面工业生产也促进了微生物生理学的发展。随着生物技术的发展，人们利用微生物的生长代谢过程的前体物、中间产物以及终产物，得到有益于人类与环境的生物制品。
二、本书特色
本书为便于学生学习材料与准备考试，每一章节后面都以总结与问题结尾，也包括文献与笔记。文献应用可以查询更多支持结论的数据，二笔记扩展了课文的内容。
本书也包括许多方框，其中提供从19世纪以来到20世纪60年代确立生物化学的中心法则的早期发现的历史视角，以及发现者。
课文的组织是以话题为线索而展开，而不是以生物种类。虽然强调了原核生物的特定群落的生理学，该组织方式有利于生理学、代谢学、对环境刺激的反应与细胞/多细胞的发育的基本原理。
目录
第一章 结构与功能 1
第二章 生长与细胞分化 53
第三章 膜生物能量学：质子势能83
第四章 电子传输 120
第五章 光合作用 149
第六章 代谢通路的调节 173
第七章 胞液的生物能量学 181
第八章 中心代谢通路 196
第九章 脂类、核苷酸与碳水化合物代谢 230
第十章 大分子合成 255
第十一章 细胞与荚膜生物合成 318
第十二章 无机代谢 336
第十三章 C1代谢 359
第十四章 发酵 383
第十五章 动态平衡404
第十六章 溶质转运 417
第十七章 蛋白质转运 438
第十八章 微生物发育与生理适应：对环境刺激与细菌细胞间信号的不同反应 467
第十九章 细菌如何对环境胁迫作出反应 599
（武汉大学生命科学学院 许均华)