引言

所有微生物学家的初步目标是可重复地培养微生物，无论这些微生物是自然来源还是经过人工基因工程改造。可重复的生长需要在特定的环境条件下进行，包括能量来源、温度、pH值和营养物质（详见微生物生长需求章节）。因此，Fluka提供了一系列产品和服务（见培养基列表、培养基比较等），旨在满足普通微生物学家和专业人士的需求。

微生物

微生物的分类包括简单的单细胞形式（球菌、杆菌、弧菌和螺旋菌）以及多细胞形式（丝状体和鞘体）。这一组生物包括蓝绿藻（蓝藻）、真菌、原生动物和细菌。

为了生存和生长，微生物需要能量和营养来源。细菌是最原始的微生物形式，但由多种简单和复杂的分子组成，能够进行广泛的化学转化。根据它们的需求和所用的能量来源，细菌被分为不同的营养组。

微生物的大小从病毒的微米级（只能在电子显微镜下观察）到几厘米的丝状藻类或真菌不等。

微生物生长需求

微生物的生长需要适宜的环境条件、能量来源和营养。这些需求可以分为物理和化学两类。

化学因素

微生物生长所需的元素与自然界中存在的化学形式相比，通常添加到微生物培养基中的化学形式如下：

*也可作为缓冲剂

1)为了促进铁在溶液中的溶解或保留，可能会向培养基中添加螯合剂，如EDTA或柠檬酸。

物理/环境因素

温度

大多数微生物在适合人类、高等植物和动物的正常温度下生长良好。然而，某些细菌能够在极端高温或低温下生长，通常这些温度下很少有高等生物能够存活。根据它们的最佳生长温度范围，细菌分为三类：嗜冷菌（喜冷微生物）主要生长在海洋深处、冰雪和北极地区，最佳生长温度在0°C到15°C之间，最高生长温度不超过20°C；中温菌（喜中温细菌）主要生长在水、土壤和高等生物中，是研究中最常见的微生物类型。它们的最佳生长温度在25°C到40°C之间。许多致病细菌的最佳温度为37°C，因此中温菌是我们常见的腐败和疾病微生物的主要组成部分；嗜热菌（喜热微生物）能够在高温下生长，最佳生长温度在60°C以上。有些生物能够在接近水的沸点甚至在100°C以上的压力下生长，大多数嗜热菌在45°C以下无法生长。

pH

大多数细菌在接近中性的pH范围（pH 6.5到7.5）中生长最好。那些在极端pH下生长的细菌被称为嗜酸菌（喜酸）或嗜碱菌（喜碱）。嗜酸菌在pH值低于4的环境中生长，有些细菌在pH值为1的环境中仍然活跃。嗜碱菌则偏好pH值在9-10之间，大多数无法在中性或以下的溶液中生长。在细菌生长过程中，通常会向培养基中释放有机酸，这会降低其pH，从而干扰或完全抑制进一步的生长。尽管常见的培养基成分如胨和氨基酸具有小的缓冲作用，但在大多数细菌培养基中需要外部缓冲剂来中和酸并维持正确的pH。磷酸盐是最常用的缓冲剂，因为它们在大多数细菌的生长范围内具有缓冲作用，且无毒，并提供磷这一重要营养元素。然而，高浓度的磷酸盐可能导致由于不溶性金属磷酸盐（如铁）的沉淀而造成严重的营养限制。

渗透压

微生物含有约80-90%的水，如果放置在溶质浓度较高的溶液中，将失去水分，导致细胞收缩（质壁分离）。然而，一些细菌已经适应了高盐浓度，实际上需要它们才能生长。这些细菌被称为嗜盐菌（喜盐），通常生长在盐田或死海等地区。