生物从低级到高级,从单细胞生物到高等动植物,从水中生活到陆地生活,所处的环境不同,生态各异。因之,所需要的养料和摄取养料的方式也不相同。
生物所需的养料,其元素组成,大量的有氢、氧、氮和碳。这些是组成生物体的蛋白质和储存能量的主要元素。此外,还有少量的硫、磷、钙、镁、钾、钠、氯和多种微量元素。有些微量元素在生物体内仅有痕量。
含有叶绿素和紫色素的植物和微生物能够经过根、叶或细胞膜直接从外界吸取这些无机化合物,并利用日光的能量来合成自身生长、发育等生命活动所需的有机物质,如蛋白质、脂质和碳水化合物(糖类)等。具有这样营养方式的生物称为自养型或无机营养型生物。另一些生物(如动物)不能直接利用外界的无机物合成自身生命所需的有机物,必须从自养型生物或其它同类生物获取养料。通过代谢过程将摄取的物质转变成自身所需的蛋白质、脂质、碳水化合物等有机物。具有这样营养方式的生物则称为异养型生物。
营养学即是研究食物对生物的作用的科学。营养学在其发展的过程中,不仅包括食物进入机体内的变化,如参与生化反应和结合到组织细胞中;还包括指导人们如何选择食物以保障机体的正常生长、发育与繁殖。所以营养学除了有其生物学意义外,还有其社会经济意义。
营养素是维持正常生命活动所必需摄入生物体的食物成分。现代营养学对于营养素的研究,主要是针对人类和禽畜的营养素需要。营养素分蛋白质、脂质、碳水化合物(糖类)、维生素和矿物质(无机盐)、水、纤维素7大类。