原核的化能自營菌如何驅動反應？
使用來自無機化合物的能量
光合作用是利用陽光、二氧化碳和水來合成醣類並釋放出氧氣的過程。在光合型原核生物中，碳固定的機制只見差異性更大。此外，原核的化能自營菌也可以通過卡爾文-本森循環來固定二氧化碳，但卻使用來自無機化合物的能量來驅動反應。醣類的合成代謝中，簡單的有機酸可以被轉化為單醣，然後單醣再聚合在一起形成多醣。從包括丙酮酸鹽、乳酸鹽、甘油、3-磷酸甘油酸和胺基酸在內的化合物來生成葡萄糖的過程被稱為葡萄糖新生。葡萄糖新生將丙酮酸鹽通過一系列的中間物轉化為葡萄糖-6-磷酸，其中的許多中間物可以與糖解過程共享。然而，葡萄糖新生過程不是簡單的糖解過程的逆反應，其中多個步驟是由不在糖解中發揮作用的酶來催化的。這樣就使得葡萄糖的合成和分解可以被分別調控，以防止這兩個途徑進入無效循環。
真核生物是其細胞具有細胞核的單細胞生物和多細胞生物的總稱，它包括所有動物、植物、真菌和其他具有由膜包裹著的複雜亞細胞結構的生物。真核生物與原核生物的根本性區別是前者的細胞內含有細胞核，因此以真核來命名這一類細胞。許多真核細胞中還含有其它胞器，如粒線體、葉綠體、高基氏體等。由於具有細胞核，因此真核細胞的細胞分裂過程與沒有細胞核的原核生物也大不相同。真核生物在進化上是單源性的，都屬於三域系統中的真核生物域，另外兩個域為同屬於原核生物的細菌和古菌。但由於真核生物與古菌在一些生化性質和基因相關性上具有一定相似性，因此有時也將這兩者共同歸於新壁總域演化支。科學家相信，從基因證據來看，真核生物是細菌與古菌的基因融合體，它是某種古菌與細菌共生，異種結合的產物。
捕獲太陽能的過程與氧化磷酸化在本質上是相似的，因為兩者都包括了能量以質子濃度梯度形式存在以及這種濃度差所驅動的三磷酸腺苷的合成。用於驅動電子傳遞鏈的電子是來自於被稱為光合反應中心的捕光蛋白。根據所含的光合色素類型的不同，可以將反應中心體分為兩類：去鎂葉綠素-醌型和鐵-硫型；大多數的光合細菌只含有一類反應中心體，而植物和藍藻則含有兩類。此外，光系統是在光合作用中發揮主要作用的蛋白質複合物，包括光系統1和2。在植物中，光系統2可以利用光能從水中獲得電子，並釋放出氧氣。電子隨後流入細胞色素某複合物，該複合物用能量將質子泵出類囊體膜。被泵出的質子又通過膜回到類囊體內，從而驅動三磷酸腺苷的合成。當電子繼續流過光系統1時，它們可以被用於還原輔酶乙醛酸還原酶、用於卡爾文循環或回收後用於合成更多的三磷酸腺苷。
生物界由兩種細胞構成：原核細胞和真核細胞。生命最先演化成原核細胞；地球上存在生命的最初的15億年間，原核細胞是唯一的生存形式。化石證據可推斷出生命演化成真核細胞是在大約21億年以前。真核細胞最大的特點是其內部包含了以膜封圍的細胞核來存儲去氧核醣核酸。原核細胞比真核細胞更簡單因此也更小，它沒有真核細胞中的細胞核和各種的胞器。原核細胞分兩種：細菌和古菌；他們擁有相似的結構。構成原核細胞的核物質的是直接與細胞質接觸的單個染色體。這個未與細胞質完全隔離的區域稱為擬核。從結構上看，原核細胞分三個區域：外形、鞭毛和纖毛保護細胞的表面。由蛋白質構成的這種結構使得細胞可以自由運動並且方便細胞間的通訊。