營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)滿足微生物的生長、繁殖和完成各種生理活動(dòng)的需要。它們的作用可概括為形成結(jié)構(gòu)（參與細(xì)胞組成）、提供能量和調(diào)節(jié)作用（構(gòu)成酶的活性和物質(zhì)運(yùn)輸系統(tǒng)）。

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)有六大類要素，即水、碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子和能源。

① 水

水是微生物的重要組成部分，在代謝中占有重要地位。水在細(xì)胞中有兩種存在形式：結(jié)合水和游離水。結(jié)合水與溶質(zhì)或其他分子結(jié)合在一起，很難加以利用。游離水（或稱為非結(jié)合水）則可以被微生物利用。

② 碳源

碳在細(xì)胞的干物質(zhì)中約占50%，所以微生物對碳的需求最大。凡是作為微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)或代謝產(chǎn)物中碳架來源的營養(yǎng)物質(zhì)，稱為碳源。

作為微生物營養(yǎng)的碳源物質(zhì)種類很多，從簡單的無機(jī)物（CO2、碳酸鹽）到復(fù)雜的有機(jī)含碳化合物（糖、糖的衍生物、脂類、醇類、有機(jī)酸、芳香化合物及各種含碳化合物等）。但不同微生物利用碳源的能力不同，假單孢菌屬可利用90種以上的碳源，甲烷氧化菌僅利用兩種有機(jī)物：甲烷和甲醇，某些纖維素分解菌只能利用纖維素。

大多數(shù)微生物是異養(yǎng)型，以有機(jī)化合物為碳源。能夠利用的碳源種類很多，其中糖類是最好的碳源。

異養(yǎng)微生物將碳源在體內(nèi)經(jīng)一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，最終用于構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)，或?yàn)闄C(jī)體提供生理活動(dòng)所需的能量。所以，碳源往往也是能源物質(zhì)。

自養(yǎng)菌以CO2、碳酸鹽為唯一或主要的碳源。CO2是被徹底氧化的物質(zhì)，其轉(zhuǎn)化成細(xì)胞成分是一個(gè)還原過程。因此，這類微生物同時(shí)需要從光或其他無機(jī)物氧化獲得能量。這類微生物的碳源和能源分別屬于不同物質(zhì)。

③ 氮源

凡是構(gòu)成微生物細(xì)胞的物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮元素來源的營養(yǎng)物質(zhì)，稱為氮源。細(xì)胞干物質(zhì)中氮的含量僅次于碳和氧。氮是組成核酸和蛋白質(zhì)的重要元素，氮對微生物的生長發(fā)育有著重要作用。從分子態(tài)的N2到復(fù)雜的含氮化合物都能夠被不同微生物所利用，而不同類型的微生物能夠利用的氮源差異較大。

固氮微生物能利用分子態(tài)N2合成自己需要的氨基酸和蛋白質(zhì)，也能利用無機(jī)氮和有機(jī)氮化物，但在這種情況下，它們便失去了固氮能力。此外，有些光合細(xì)菌、藍(lán)藻和真菌也有固氮作用。

許多腐生細(xì)菌和動(dòng)植物的病原菌不能固氮，一般利用銨鹽或其他含氮鹽作氮源。硝酸鹽必須先還原為NH+4后，才能用于生物合成。以無機(jī)氮化物為唯一氮源的微生物都能利用銨鹽，但它們并不都能利用硝酸鹽。

有機(jī)氮源有蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、玉米漿等，工業(yè)上能夠用黃豆餅粉、花生餅粉和魚粉等作為氮源。有機(jī)氮源中的氮往往是蛋白質(zhì)或其降解產(chǎn)物。

氮源一般只提供合成細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞中其他結(jié)構(gòu)的原料，不作為能源。只有少數(shù)細(xì)菌，如硝化細(xì)菌利用銨鹽、硝酸鹽作氮源和能源。

④ 無機(jī)鹽

無機(jī)鹽也是微生物生長所不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。其主要功能是：① 構(gòu)成細(xì)胞的組成成分；② 作為酶的組成成分；③ 維持酶的活性；④ 調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位；⑤ 作為某些自氧菌的能源。

磷、硫、鉀、鈉、鈣、鎂等鹽參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成，并與能量轉(zhuǎn)移、細(xì)胞透性調(diào)節(jié)功能有關(guān)。微生物對它們的需求量較大（10-4～10-3 mol/L），稱為“宏量元素”。沒有它們，微生物就無法生長。鐵、錳、銅、鈷、鋅、鉬等鹽一般是酶的輔因子，需求量不大（10-8～10-6 mol/L），所以，稱為“微量元素”。不同微生物對以上各種元素的需求量各不相同。鐵元素介于宏量和微量元素之間。

在配制培養(yǎng)基時(shí)，可通過添加有關(guān)化學(xué)試劑來補(bǔ)充宏量元素，其中首選是K2HPO4和MgSO4，它們可提供需要量很大的元素：K、P、S和Mg。微量元素在一些化學(xué)試劑、天然水和天然培養(yǎng)基組分中都以雜質(zhì)等狀態(tài)存在，在玻璃器皿等實(shí)驗(yàn)用品上也有少量存在，所以，不必另行加入。

⑤ 生長因子

一些異養(yǎng)型微生物在一般碳源、氮源和無機(jī)鹽的培養(yǎng)基中培養(yǎng)不能生長或生長較差。當(dāng)在培養(yǎng)基中加入某些組織（或細(xì)胞）提取液時(shí)，這些微生物就生長良好，說明這些組織或細(xì)胞中含有這些微生物生長所必須的營養(yǎng)因子，這些因子稱為生長因子。

生長因子可定義為：某些微生物本身不能從普通的碳源、氮源合成，需要額外少量加入才能滿足需要的有機(jī)物質(zhì)，包括氨基酸、維生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物，有時(shí)也包括一些脂肪酸及其他膜成分%A