Для зростання, Підтримки життєдіяльності і розмноження потрібні різні речовини. Крім того, потрібен джерело енергії. Для вирощування мікроорганізмів використовують так звану живильне середовище, збагачену поживними речовинами. Будь живильна середаповинна містити:
1. Джерело вуглецю для росту. Більшість бактерій, всі гриби і найпростіші є гетеротрофами, т. е. вони потребують органічному джерелі вуглецю. Зазвичай таким джерелом є глюкоза або сіль органічної кислоти, наприклад ацетат натрію. Проте в цілому бактерії можуть використовувати як джерело вуглецю широкий спектр органічних речовин, включаючи жирні кислоти, спирти, білки, вуглеводи іметан. Деякі грунтові бактерії і гриби, а також ряд бактерій, що живуть в кишечнику травоїдних (наприклад, жуйних) тварин, можуть засвоювати целюлозу і використовують її як джерело вуглецю. Всі хвороботворні бактерії є гетеротрофами.
Водорості і деякі бактерії, Наприклад ціанобактерії (синьо-зелені водорості), є автотрофами, тобто джерелом вуглецю для них є діоксид вуглецю. Водорості відносяться до фотосинтезуючим організмам, тоді як серед бактерій зустрічаються як фотосинтезуючі, так і хемосинтезирующие.
2. Джерело азоту може бути органічного походження, наприклад амінокислоти, пептиди і білки, або неорганічного, наприклад солі амонію або нітрати. Амінокислоти зазвичай додають у вигляді розчинів частково переварених білків, так званих пептонов.
3. Фактори зростання, Або вітаміни, іноді необхідні для вирощування мікроорганізмів. Фактори зростання рівнозначні вітамінів, які необхідні тваринам, і багато з них дійсно є вітамінами. Це органічні речовини, які важливі для зростання і потрібні в дуже невеликих кількостях. До них відносяться деякі вітаміни групи В (тіамін, або В1; рибофлавін, або В2; ніацин, або Вз і Вб), а також фолієва кислота і параамінобензойна кислота. Для нормального росту потрібні лише слідові кількості вітамінів. Крім того, можуть знадобитися й інші органічні речовини, такі як пуринів і піримідинів.
Мікроорганізми розрізняються за здатністю до синтезу власних факторів росту з простіших субстратів. Якщо мікроорганізми досить вимогливі до умов зростання, то середовища для їх вирощування в лабораторії готують на основі природних субстратів, на яких ці мікроорганізми зазвичай ростуть (до числа таких субстратів відносяться кров, грунт, м'ясний або дріжджовий екстракти).
4. Мінеральні солі. Найчастіше для зростання потрібні позитивно заряджені іони кальцію, калію, натрію, заліза і магнію, а також негативно заряджені хлорид-, фосфат-(джерело фосфору) і сульфат-іони (джерело сірки). Як зазначалося вище, азот вносять у вигляді амонію або нітрату. Потреби для зростання водоростей приблизно такі ж, як і для росту рослин.
5. Джерело енергії. Енергетичні потреби живих клітин обговорювалися на початку однієї з статей. Енергія може поставлятися у формі хімічної енергії або енергії світла. Організм, що споживає хімічну енергію, називається хемотрофних; організм, який використовує енергію світла, називається фототрофних, або фотосінте-зірующім (табл. 2.3). До фотосинтезуючі-щим мікроорганізмам ставляться водорості і деякі бактерії, наприклад ціанобактерії. Якщо необхідна хімічна енергія, то вона зазвичай постаатяется у вигляді цукру, наприклад глюкози.
6. Вода. Незважаючи на те, що вона не є в прямому сенсі живильною речовиною, вода необхідна всім живим клітинам. Зазвичай бактеріям потрібно більше вологи, ніж дріжджів, а дріжджів - більше, ніж цвілевих грибів.
Приклад відносно простий живильної (культуральної) середовища наведено в таблиці