第二篇第三十章微生物的食物和营养
和其他生物一样，微生物也要“吃喝”，也就是吸收营养。夏天的时候，一
杯牛奶暴露在空气中，只要几个小时就会发酸或发臭了，取一滴牛奶放在显微镜
下观察，我们就可以看到很多球菌或杆菌在里面快活地享受着美餐。所以，牛奶
不仅是营养丰富的人类食品，对微生物也不例外，因为它含有微生物生长繁殖所
必需的营养要素。
其实微生物所需要的营养和人的需要没有本质差别。
微生物需要的营养要素有六大类，即碳源、氮源、能源、生长
因子、无机盐和水。
碳源
能提供微生物需要的含碳元素的物质叫做碳
源，在自然界中，除了纯粹的石墨和金刚石等天然的碳元素以外，
淀粉、蛋白质、脂肪、天然气、石油和石灰石等含碳物质，几乎都
可以作为微生物的碳源。
氮源
氮源是指那些能提供微生物需要的含氮元素的物质，天然的
蛋白质和核酸、氨基酸、尿素、空气中的氮气都可以作为微生物
的氮源。
能源
能源是能为微生物生命活动提供基本能量的营养物质。应该指出，自然
界的营养物质，经常同时可为微生物提供多种营养源，例如，淀粉
既可以提供碳源，又能提供能源；蛋白质既可提供碳源，又可以提
供氮源，还可以提供能源；至于空气中的氮气，则只能提供氮源，而
太阳光只能提供能源。
生长因子
生长因子是生物生命活动不可缺少，但又是某些生物不能靠自
身产生的有机化合物，它们一般需要量很少，人类需要的维生
素就是生长因子。不过，有些微生物并不需要从外界获得生长因
子，例如，大肠杆菌、多数真菌和放线菌；有些细菌则必需生长因
子，例如，酸奶中的乳酸细菌需要多种生长因子；还有些微生物不
仅不需要外界提供生长因子，还会大量产生生长因子，并且分泌到
环境中。利用这个特性，人类可以通过培养这类微生物来生产维生
素。例如，维生素B2(核黄素)就是通过培养酵母菌生产的。
无机盐
像其他生物一样，微生物的生命活动除了需要碳、氢、氧、氮
等化学元素外，还需要其他元素，例如磷、硫、钠、钾、镁、钙、
铁等，我们把它们归在无机盐类中，这就是微生物需要的第五类
营养要素。这些无机盐中，有的是组成生命物质的必要成分，有的
是维持正常生命活动的要素，还有的则可以促进或抑制某些物
质的产生。
水
第六类营养要素——水，大家都容易理解它的重要性，因为生
命离不开水。像大多数生物一样，微生物的细胞中70％～80％是水。
除了微生物中的蓝细菌可以用水中的氢元素作为还原二氧化碳的营
养物质外，大多数微生物需要水的作用是同其他生物一样的，是以
水为溶剂，作为细胞内外物质交换的媒介。水还可以维持生命大分
子如蛋白质和核酸的分子结构的稳定性，从而保证了微生物正常的
生命活动。
生物有两大营养类型，即自养型和异养型。植物依靠太阳光可
以把二氧化碳和水变成粮食和各种各样的有机物质，这些生物可以
不依赖任何有生命的物质而独立生活，这种营养方式就是自养；动
物要靠摄食其他动物或采食植物来生活，所以其营养方式是异养。
在腌咸鱼时，我们常常可以看到紫红色的斑点，这些斑点是细
菌长成的菌落。这些细菌专喜欢生长在很浓的盐上，甚至在晒盐的
场地上也可以找到它们，所以人们称它们为嗜盐细菌。这些细菌也
是自养细菌。
有些微生物不需要来自生物的任何营养物质，即不需要有机化
合物作营养。根据自养微生物的能源需求，微生物又分为光能自养
微生物和化能自养微生物。光能自养微生物和高等植物一样，可以
由太阳光来提供能源。高等植物能利用光能，是因为它们含有叶绿
素，自养细菌也有类似叶绿素的结构物。但是，微生物还具有另外
几种利用光能的类似结构。嗜盐菌没有叶绿素，但有一种叫做紫膜
的结构，它们像暖气片一样分布在嗜盐菌的细胞膜上，其中主要是
一种叫细菌视紫红质的蛋白质，因为它们和人眼视网膜中的视紫红
质类似，都具有转化光能进行生命活动的功能。科学家们正在设法
了解紫膜转化光能的原理。可以预料，一旦了解清楚了紫膜的结构，
很可能就能用人工制造出高效利用光能的装置，还可能设计出利用
光能使海水变成能饮用的淡水的高效机器。
另外一类化能自养微生物主要是细菌。它们不是利用光能，而
是利用无机化合物的化学变化产生的能量进行生命活动。例如，科
学家在10 000米深的海底发现了大量的硫细菌，那里是
一片漆黑的，可是硫细菌却可以利用从地壳中冒出的硫化
氢气体作能源，以海底的二氧化碳为碳源进行生命活动。
已经发现的绝大多数微生物都需要来自生物的营养物质，即需
要有机化合物作营养，这些微生物都是异养微生物。也就是说，它
们要靠其他生物提供营养。
异养微生物也有靠光作为能源的和由化合物分解获得能源的两
类。其中利用光作为能源的，细胞内都有类似植物叶绿素的结构，
称为细菌叶绿素；细胞呈绿色、红色或紫色，称作绿色细菌、紫色
细菌或红色细菌。至于靠分解有机化合物获得能源的异养微生物，
则是微生物中的大多数。在它们的培养基中，必须提供有机化合物
作为碳源，有的甚至必须提供像牛奶、牛肉或大豆等有丰富营养的
物质，它们才能正常生活。
