碳源
人要吃米飯、饅頭或面包，這些食品的主要成分在化學上叫做碳水化合物，因為這些化合物的分子中含有比較多的碳元素，所以叫做碳源。它也是微生物食物中的一種主要口糧，因為微生物細胞中的許多成分都是由碳元素構(gòu)成的，同時碳源又為微生物提供能量，供它們運動和進行各項生命活動。能被各種微生物利用的碳源種類極其多樣，從簡單的無機含碳化合物如二氧化碳、碳酸鹽等到比較復雜的有機物（糖類、醇類、酸類等），更為復雜的有機大分子如蛋白質(zhì)、核酸等，都能被微生物作為碳源分解利用，甚至連石油以及對一般生物有毒的腈化合物、二甲苯、酚等也能被一些微生物用作碳源。微生物學家曾用過90多種碳源喂養(yǎng)一種叫做洋蔥伯克雷爾德氏菌（Burkholderiacepacia）的細菌，發(fā)現(xiàn)它不僅能利用葡萄糖、果糖，還可以利用不少有機酸，甚至可以利用石炭酸（苯酚）和對人和動物有劇毒的腐胺、精胺和色胺等尸體腐敗后產(chǎn)生的化合物。不過有的微生物所能利用的碳源種類極其有限，例如甲基營養(yǎng)細菌只能利用簡單的有機化合物甲醇和甲烷作為碳源。
氮源
人需要吃肉或喝牛奶，其中主要是含有蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)由氨基酸組成，氨基酸里面含有較多的氮元素，所以這類營養(yǎng)叫做氮源。微生物能利用的氮源種類也比人或植物要多，動植物能利用的氮源微生物都能利用，而一般植物和動物不能利用的空氣中的氮氣，微生物也能利用。氮源給微生物提供生長繁殖時合成原生質(zhì)和細胞其它細胞結(jié)構(gòu)的原材料。缺少氮源微生物就難以生長，就象長期缺少蛋白質(zhì)營養(yǎng)的兒童長不了個一樣。氮源一般不是作為微生物的能源。但是有些細菌，例如硝化細菌能利用銨鹽、亞硝酸鹽作為氮源和能源。
能源
能源是提供微生物生命活動所需能量的物質(zhì)。例如太陽光的光能就是許多可以進行光合作用的細菌的直接能源。自然界中的不少物質(zhì)，如葡萄糖、淀粉等，既可作為碳源，又可作為能源；蛋白質(zhì)對于某些微生物來說，是具有碳源、氮源和能源三種功能的營養(yǎng)源。至于空氣中的氮氣，則只能提供氮源，而陽光僅提供能源。
無機鹽
人需要吃鹽、補鈣，莊稼需要用草木灰補充鉀。象高等生物一樣，微生物的生命活動中，除了需要碳源、氮源和能源之外，還需要其它元素，例如硫、磷、鈉、鉀、鎂、鈣、鐵等元素，還需要某些微量的金屬元素，諸如鈷、鋅、鉬、鎳、鎢、銅等。上述元素大多是以鹽的形式來提供給微生物的，因此稱它們?yōu)闊o機鹽或礦質(zhì)營養(yǎng)。這些無機鹽是組成生命物質(zhì)的必要成分，或是維持正常生命活動必需的，有些則是用于促進或抑制某些物質(zhì)的產(chǎn)生。
生長因子
人和動物需要維生素，許多微生物也需要維生素。維生素是微生物自身不能合成的微量有機物質(zhì)，它們對微生物生命活動也是不可缺少的。例如酵母菌和乳酸細菌必需由外界提供才能夠生長或生長良好。有些微生物，例如大腸桿菌、多數(shù)真菌和放線菌能夠自行合成生長因子，不需要從外界獲得。還有些微生物能產(chǎn)生過量的生長因子，因此可以利用它們來生產(chǎn)維生素+，例如人們常常需要補充的維生素B2（核黃素）就是利用一種酵母菌生產(chǎn)的。
水
同一切生物一樣，微生物的營養(yǎng)中不可缺少水。水是微生物細胞的主要化學組成之一。生命活動基本上是通過一系列化學反應(yīng)實現(xiàn)的，這些化學反應(yīng)絕大多數(shù)是在水中進行的。細胞內(nèi)外物質(zhì)的交換，通常也是溶解在水中進行的；水還可以維持生命大分子例如核酸、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；水還可以參與體內(nèi)的化學反應(yīng)例如水解、水合反應(yīng)等。
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