CO2
第一，CO2只能作為唯一的碳源，並參與核心代謝用於合成12種生物大分子前體第二，在在大腸桿菌內過表達一套酶系統，該系統可以通過非化學能量諸如光、電等或者通過氧化非碳源的還原性化學物來獲取還原力（reducing power，指生物氧化還原反應中產生的作為還原劑的高能化合物，如NADH、NADPH等）第三，必須要協調好CO2固定和能量獲取這兩個過程從而使得大腸桿菌能夠穩定利用CO2作為唯一碳源生長。
培養大腸桿菌以葡萄糖為唯一碳源，大腸桿菌是異養型生物，只能利用葡萄糖。另外配製培養基需要水，無機鹽，碳源，氮源，生長因子等等。
