细菌通过一系列复杂的生化反应来合成它们所需的物质，这些过程主要发生在细胞质中。首先，细菌能够利用环境中的简单分子如水、二氧化碳和无机盐等作为原料，通过代谢途径生成更复杂的有机物，包括蛋白质、核酸、脂类以及多糖等。
1. 能量供应：为了支持生命活动及合成反应所需的能量，细菌主要依靠两种方式获取ATP（三磷酸腺苷）。一种是发酵过程，在缺氧条件下进行；另一种则是呼吸作用，在有氧气存在时发生。这两种方法都可以将营养物质分解成更小的分子并释放出能量。
2. 碳源利用：细菌可以利用不同的碳源，如葡萄糖等单糖、双糖或某些有机酸作为能源和合成原料。通过糖酵解途径（EMP途径）、磷酸戊糖途径（HMP途径）及三羧酸循环（TCA循环）等代谢通路将这些碳源转化为细胞生长所需的各种前体物质。
3. 氨基酸与核苷酸的生物合成：细菌能自行合成多数氨基酸和所有类型的核苷酸，这是通过特定酶催化的多步骤反应实现的。例如，在氨基酸的合成过程中，丙酮酸可以作为多种氨基酸的直接或间接前体；而在核苷酸的合成中，则需要经过从头合成途径或者补救合成途径来完成。
4. 脂肪酸与磷脂的生物合成：细菌还能够利用乙酰辅酶A为起点，通过脂肪酸合酶复合物的作用生成长链脂肪酸，并进一步组装成膜结构中的重要成分——磷脂双层。

总之，细菌具备高度多样化的代谢网络，可以灵活地适应各种环境条件下的生存需求。通过上述机制，它们不仅能够满足自身生长繁殖的需要，还能在自然界中发挥重要作用。