細菌種類繁多，營養需要千差萬別，但其基本營養要求不外水分、無機鹽類、含碳化合物和含氮化合物，個別細菌還需要生長因子等特殊物質。
（一）水分
水雖不屬於嚴格的營養物質，但細菌生長繁殖需要大量的水分。水除是細菌的主要組成成分之一外，同時又是一種良好的溶劑，許多物質溶解於水中才能被細菌吸收，細菌的滲透、分泌和排泄以及水解和許多生化反應等作用都以水為媒介。另外，水的比熱大，利於熱的吸收和散發，可有效地調節細胞與所處環境的溫度。
（二）無機鹽類
無機鹽類可提供細菌生長所需的一些元素，根據對其需要量可分為常量元素和微量元素。一般情況下，這些元素在所供給的水、營養物質中含有，不需特殊提供。但有些細菌，如嗜鹽菌對Na＋和Cl－有特殊需要
（三）含碳化合物
細菌合成碳水化合物，進一步合成多糖、脂類、蛋白質、核酸等組成成分需要碳素營養，自養菌是以CO2或碳酸鹽為碳源，異養菌則以有機含碳化合物為碳源，也需要少量的CO2，可由分解代謝所產生的CO2滿足其需要。有些異養菌在培養開始時，需先加一些CO2以促進其生長。異養菌最常利用的碳源是糖類，另外還有有機酸、醇類、脂類以及氨基酸等。糖類以單糖(己糖)主要是葡萄糖和果糖，幾乎所有異養菌均可利用；雙糖中的蔗糖、乳糖、麥芽糖等某些細菌可利用；多糖中的澱粉，病原菌往往可能利用，而纖維素、果膠等隻能為某些自然界的細菌所利用。細菌能利用什麽種類的糖類物質或含碳物質並產生什麽樣的產物，這可作為細菌鑒定的依據。
在培養細菌時，因細菌可利用氨基酸中的碳素，往往不需添加任何糖類。
（四）含氮化合物
有機的、無機的含氮化合物均可作為細菌氮源，但細菌種類不同而對氮源要求有所差異。有些細菌（如固氮菌）可利用空氣中的分子狀態的氮，而大多數細菌能利用無機的銨鹽、硝酸鹽以及有機的氨基酸。許多病原菌不能利用無機含氮化合物，需要供給有機含氮化合物才能生長。高分子的蛋白腖和蛋白質，細菌不能直接利用，必須經由細菌分泌的蛋白水解酶降解為肽或氨基酸後才能利用。
由於細菌種類不同，利用無機含氮化合物的能力不同，可作為細菌鑒定的依據。
（五）生長因子
除上述營養物外，有些細菌還需特殊的物質才能生長或促進其生長，這類物質稱為生長因子(growth factor)。生長因子多為維生素或維生素類似物，主要是B族維生素，還有對氨基苯甲酸和穀氨酰胺等，主要作為輔酶或輔基的成分而起作用。此外，還有一些化合物為某些細菌生長所必需，如嗜血杆菌生長需要血液中的X因子和V因子。X因子與氯化高鐵血紅蛋白相同，V因子是輔酶I(NAD)或輔酶II(NADP)。生長因子通常由酵母浸出物、血液、腹水或血清供給。對生長因子需要的不同，也可作為細菌鑒定的依據。
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