В клетках микроорганизмов содержится 75-85% воды, остальные 15-25% составляет сухое вещество. Вода в клетке находится в свободном и связанном состоянии. Связанная вода входит в состав коллоидов клетки (белки, полисахариды и др.) и с трудом высвобождается из них. Свободная вода участвует в химических реакциях, служит, растворителем для различных соединений, образующихся в клетке в процессе обмена.
Сухое вещество клетки состоит из органических и минеральных веществ. На долю минеральных веществ приходится -2-14% от сухого вещества клетки, остальная часть сухого вещества представлена органическими соединениями, основную массу которых составляют белки (до 52%), полисахариды (до 17%), нуклеиновые кислоты (РНК-до 16%, ДНК - до 3%) и липиды (до 9%/). Эти соединения входят в состав различных клеточных структур микроорганизмов и выполняют важные физиологические функции.
Наибольшее значение белков имеют нуклеопротеиды - белки, связанные с нуклеиновыми кислотами (ДНК и РНК). Они являются обязательными компонентами ядра и рибосом. Нуклеопротеиды играют важную роль в процессах роста и размножения микроорганизмов, участвуют в передаче наследственных признаков. Ферменты также являются белками.
Полисахариды в клетках микроорганизмов представлены гранулезой, гликогеном, которые являются запасными питательными веществами, а также декстраном и леваном, составляющими капсулы бактерий. Некоторые полисахариды (целлюлоза и др.) входят в состав клеточной стенки.
Липиды входят главным образом в состав клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. Они откладываются в клетках в качестве запасных веществ.
В клетках микроорганизмов находятся и другие вещества - органические кислоты, их соли, пигменты, витамины и др.
Важнейшими химическими элементами, входящими в состав клеток микроорганизмов, являются С, О, Н, N, ,S , Р , К , Mg, Ca и Fe. Эти элементы играют различную физиологическую роль. Первые четыре элемента входят в состав всех без исключения живых организмов и их называют органогенами. Они составляют основу органических веществ. Важную физиологическую функцию выполняют также фосфор и сера. Фосфор входит в состав ряда важных органических соединений клетки - нуклеиновых кислот, фосфолипидов, АТФ и др. Сера входит в состав серусодержащих аминокислот, без которых невозможен синтез белков. Эти шесть элементов составляют до 90-98% сухого вещества клеток, при этом на долю углерода приходится 50%. Остаток представлен другими элементами. Все они входят в состав небелковой части различных ферментов, а некоторые выполняют и другие функции. Большое значение имеют калий, магний, кальций, железо.
Химический состав клеток микроорганизмов определяет их потребности в питательных веществах и дает представление о значении отдельных химических элементов и соединений в жизнедеятельности микроорганизмов.