一種生物的基本營養類型可以根據其
代謝所採用的碳、還原劑和能量來源劃分。
* 碳源即生物生長和發育所需要的
碳元素的來源。如果生物採用
有機物作為碳源則稱為
異養(heterotrophic)生物,反之如果採用
二氧化碳(CO2)作為碳源,則為
自養(autotrophic)。
* 還原劑來源,或稱電子等價物來源,指在代謝途徑中還原劑(比如以
NADH或
NADPH的形式)的來源。當生物使用有機物作為電子等價物來源時,稱作有機營養(organotrophic),反之則稱為無機營養(lithotrophic,「litho-」為「石」意)。有機營養的生物基本上同時也都是異養的,即同時使用有機物作為電子來源和碳源。類似地,無機營養的生物也經常是自養的,使用無機物作為電子來源並使用二氧化碳作為碳源。
* 能量來源指生物在
分解代謝中用來製造能量等價物
ATP的途徑。若生物使用
光作為能量來源則稱光能營養(phototrophic)生物,否則稱
化能營養(chemotrophic)生物。
多數化能營養生物的能量代謝的基礎,是在將電子從
還原劑(電子供體,electron donor)到
氧化劑(電子受體,electron acceptor)的流動過程中獲取能量。因此,作為電子供體的化合物既用作分解代謝(catabolism)中獲取能量的還原劑,也用作
合成代謝(anabolism)中生物合成的還原劑。化能合成生物的電子供體和受體對反應所放出的能量必須至少高於一個
質子穿過
細胞膜所需的能量(-15 到 -20 kJ mol-1)才足以利用。相反,光能營養的生物可以使用任何電子供體,甚至能進行需要消耗大量能量的反應(如
綠色植物的光合作用中用
水還原二氧化碳)。
需要注意的是,
厭氧呼吸、
好氧呼吸和
發酵等辭彙並不指代基本營養類型,而僅用來說明氧化還原反應中電子受體(氧化劑)的使用,如使用
氧氣(好氧呼吸),
硝酸鹽、
硫酸鹽、
延胡索酸等(厭氧呼吸),或自身的代謝中間產物(發酵)。因為在發酵過程中,所有產生ATP的步驟都包括代謝中間產物的磷酸化修飾而非電子傳遞鏈,又稱
底物水平磷酸化。