1.3　微生物的營(yíng)養(yǎng)類型

微生物種類繁多，營(yíng)養(yǎng)條件各異。按照微生物所需的營(yíng)養(yǎng)碳源、能源、電子來(lái)源，可將其分為不同的營(yíng)養(yǎng)類型，見(jiàn)表1.2。

根據(jù)碳素來(lái)源不同，可將微生物分為自養(yǎng)型（利用CO2）及異養(yǎng)型（利用有機(jī)物）兩大類；根據(jù)能量來(lái)源的不同，也可將其分為光能營(yíng)養(yǎng)型（利用日光能）及化能營(yíng)養(yǎng)型（利用無(wú)機(jī)或有機(jī)物氧化作用所產(chǎn)生的化學(xué)能）兩大類。盡管微生物代謝類型多種多樣，但根據(jù)它們對(duì)碳源、能源、電子的最初來(lái)源，并兼及電子供體的不同情況，將微生物分作光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型、光能有機(jī)異養(yǎng)型、化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型、化能有機(jī)異養(yǎng)型4種營(yíng)養(yǎng)類型，見(jiàn)表1.3。

在微生物中光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型或化能有機(jī)異養(yǎng)型占大多數(shù)。盡管某一特定微生物通常屬于上述四種營(yíng)養(yǎng)類型中的一類，但微生物有時(shí)在代謝方面會(huì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的靈活性，會(huì)隨著環(huán)境條件的改變而使其代謝類型發(fā)生改變。這些微生物有時(shí)被稱為兼養(yǎng)型（mixotrophic），因?yàn)樗鼈兗嬗谢軣o(wú)機(jī)自養(yǎng)型和異養(yǎng)的代謝過(guò)程。

1.3.1　化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型微生物

化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型微生物生長(zhǎng)需要無(wú)機(jī)物，在氧化無(wú)機(jī)物的過(guò)程中獲取能源，同時(shí)，無(wú)機(jī)物又作為電子供體，使二氧化碳還原為有機(jī)碳化物。化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型微生物不具有色素，不能進(jìn)行光合作用，合成有機(jī)物需要的能源無(wú)機(jī)物有及H2等，通過(guò)氧化磷酸化產(chǎn)生三磷酸腺苷（ATP）。

化能營(yíng)養(yǎng)型的一般通式如下：

（1.1）

幾乎全部化能自養(yǎng)型菌為專性需氧菌。自然界中此類菌種雖少，僅30余種，但其專性很強(qiáng)，一種菌只能氧化一種特定的無(wú)機(jī)物，它們?cè)谧匀唤缥镔|(zhì)循環(huán)中的作用至關(guān)重要?；軣o(wú)機(jī)自養(yǎng)菌的主要生理性狀見(jiàn)表1.4。

1.3.2　光能自養(yǎng)型微生物

光能自養(yǎng)型微生物體內(nèi)含有光合色素。這類微生物需要陽(yáng)光作為能源，依靠體內(nèi)光合作用色素（例如細(xì)菌葉綠素、類胡蘿卜素、藻藍(lán)素、藻紅素、葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c、葉綠素d等），以CO2作為碳源，以無(wú)機(jī)物作為電子供體使CO2還原并合成菌體細(xì)胞有機(jī)物。藻類、藍(lán)細(xì)菌、紅硫菌、綠硫菌等屬于此類。

光能自養(yǎng)型微生物根據(jù)供氫體不同分兩大類。一類的供氫體為H2O，從H2O的光解中獲得H2，通常稱為植物的光合作用。例如：

（有機(jī)物的代表式）+O2

（1.2）

這一類微生物有藍(lán)綠細(xì)菌和真菌類。

另一類為細(xì)菌光合作用，它的供氫體為H2S和H2（見(jiàn)表1.5）。光合細(xì)菌（綠硫菌）反應(yīng)如下：

（有機(jī)物的代表式）+O2

（1.3）

1.3.3　化能異養(yǎng)型微生物

化能異養(yǎng)型是微生物最普遍的代謝方式。這類微生物的碳源與能源均來(lái)自有機(jī)物，微生物依靠氧化有機(jī)物產(chǎn)生化學(xué)能而獲得能量，利用這部分能量供給微生物合成作用之需。這類微生物有細(xì)菌、放線菌、全部真菌。

1.3.4　光能異養(yǎng)型微生物

光能異養(yǎng)型微生物利用光作為能源，以有機(jī)質(zhì)作為電子供體，其碳源來(lái)自有機(jī)物，也可利用二氧化碳。然而，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如何進(jìn)入細(xì)胞的問(wèn)題至今并未全部弄清。細(xì)菌經(jīng)過(guò)染色后，即可在光學(xué)顯微鏡下觀察微生物的形狀和結(jié)構(gòu)。觀察細(xì)菌的形態(tài)可用簡(jiǎn)單染色法或革蘭染色法。