Los procariotas obtienen energía al realizar reacciones químicas dentro de la célula. Todos los organismos pueden realizar la glucólisis, que divide una molécula de glucosa por la mitad y libera un poco de energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina).
Algunos procariotas también son capaces de reacciones adicionales que producen más energía, similar a lo que sucede en las mitocondrias de eucariotas.
Los procariotas aeróbicos contienen las enzimas necesarias para descomponer el piruvato en dióxido de carbono y producir un poco más de ATP, junto con algunas moléculas transportadoras de electrones como NADH y FADH2. Estos portadores de electrones llevan los electrones de alta energía a una serie de proteínas de membrana para producir más ATP, muy similar a lo que se ve en la cadena de transporte de electrones de la respiración celular en las mitocondrias.
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Los procariotas anaeróbicos dependen únicamente de la energía producida por la glucólisis o pueden usar otras moléculas inorgánicas (como H2S) como fuente de energía.