微生物生長需要消耗能量，在能量代謝過程中就會生成各種各樣的代謝產物，這些產物都屬於初級代謝產物，它們的合成是為了滿足微生物本身的能量需求，因此屬於微生物的本能。微生物的能量代謝根據能源的不同大致可以氛圍三種類型：光能型、無機化能型及有機化能型。光合細菌和藻類能夠利用光能，電子受體及碳源為二氧化碳，能量代謝產物主要是菌體，可以作為單細胞蛋白或從中提取許多有用的化合物。光合作用還能釋放出氧氣，是自然界碳循環和氧循環的重要參與者。值得一提的是，有些光合微生物還能產生氫氣，已經成為生物製氫的重要研究對象。無機化能型微生物以高能無機化合物為能源，二氧化碳或氧氣為電子受體，二氧化碳或有機物為碳源。這類微生物在自然界的硫元素循環中起著重要作用，在工業上的應用主要是在生物冶金、生物脫硫等領域。自然界中的微生物大部分都屬於有機化能型，它們從有機物代謝中獲得能源，根據電子受體的不同又可以分為厭氧及好氧兩大類，前者以有機物為電子受體，後者則以氧氣為電子受體。具有重要工業意義的微生物能量代謝產物都是由這類微生物生產的。
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