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按碳的營養來源不同，微生物分為自養菌和異養菌兩大類。

自養菌(無機營養型)

能直接利用無機物如空氣中二氧化碳及無機鹽類作為營養物來源，合成細胞所需要的碳源的微生物，叫自養菌。自養菌又分光能自養菌與化學能自養菌。如藻類和含葉綠素的細菌利用葉綠素吸收光能，從二氧化碳合成所需化合物的微生物叫光能自養菌。而化學能自養菌能氧化一定的無機化合物，利用產生化學能還原二氧化碳合成有機碳化物，這類細菌如硝化菌群、鐵細菌、氧化硫細菌等。自然界中的化學能營養菌分布較光能營養菌普遍，對于自然界中氮、硫、鐵等物質轉化有很大作用。

異養菌

利用環境中的有機碳化合物進行氧化發酵得到細胞所需的營養物的菌種叫異養菌。它可以是不含葉綠素的。其中有些細菌生活在動植物尸體上吸收養料，這種營養方式叫腐生;有些細菌生活在活動的動、植物上吸收養料這叫寄生。在循環冷卻水中異養菌利用水中的有機碳化合進行繁殖。一般常將用特定異養菌培養基培養出的細菌統稱為異養菌。經有關研究人員監測分析，循環冷卻水中的異養菌約分60個屬。

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