某些微生物不能以普通的碳源、氮源合成，而需要另外少量加入来满足生长需要的有机物质。它们包括氨基酸、维生素、嘌呤和嘧啶碱及其衍生物。有时也包括一些脂肪酸及其他膜成分。各种微生物所需的生长因子互不相同，有的需要多种，有的仅需一种，有的不需要。一种微生物所需的生长因子也会随培养条件的变化而变化。如在培养基中有无前体物质、通气条件、pH 和温度等条件都会影响微生物对生长因子的需求。
1、维生素 一些微生物生长和代谢所必需的、微量的小分子有机物
特点:机体不能合成，必须经常从食物中获得；生物对其的需要量较低，微生物对维生素的需要量1~50μg/L或更低；它不是结构或能量物质，但它是必不可少的代谢调节物质，大多数是酶的辅助因子；不同生物所需的维生素种类各不相同，有的微生物可以自行合成维生素，如肠道菌可以合成维生素K等，有的细菌可以用于生产维生素C。
2、氨基酸 L-氨基酸是组成蛋白质的主要成分，此外，细菌的细胞壁合成还需要D-氨基酸。所以，如果微生物缺乏合成某种氨基酸的能力，就需要补充这种氨基酸。补充量一般要达到 20~50μg/ml，是维生素需要量的几千倍。可以直接提供所需的氨基酸，或含有所需氨基酸的小分子肽。在有些情况下，细胞只能利用小肽，而不能利用氨基酸。这是因为单个氨基酸不能透过细胞，而小分子肽较容易透过细胞，随后由肽酶水解成氨基酸。有时培养基中一种氨基酸的含量太高，会抑制其他氨基酸的摄取，这称为“氨基酸不平衡”现象。
3、碱基 包括嘌呤和嘧啶碱，主要功能是组成核酸和一些辅酶。生物体的碱基有两种来源:食物摄取和经“从无到有”途径合成。
4、脂肪酸等类脂 某些微生物不能合成脂肪酸等类脂，必须从外界摄取长链脂肪酸，用于构建细胞膜。另外，有些微生物还需要如固醇、胆碱和肌醇等类脂用于组成细胞膜。
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