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細(xì)菌一般在什么溫度下不能存活?
細(xì)菌一般在什么溫度下不能存活?高至100攝氏度以上,低至-20攝氏度以下。
細(xì)菌也對(duì)人類(lèi)活動(dòng)有很大的影響。一方面,細(xì)菌是許多疾病的病原體,砂眼等疾病都是由細(xì)菌所引發(fā)。
然而,人類(lèi)也時(shí)常利用細(xì)菌,例如乳酪及酸奶和酒釀的制作、廢水的處理等,都與細(xì)菌有關(guān)。在生物科技領(lǐng)域中,細(xì)菌有也著廣泛的運(yùn)用。
細(xì)菌早期是被荷蘭人列文虎克在一位從未刷過(guò)牙的老人牙垢上發(fā)現(xiàn)的,但那時(shí)的人們認(rèn)為細(xì)菌是自然產(chǎn)生的。直到后來(lái),巴斯德用鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)指出,細(xì)菌是由空氣中已有細(xì)菌產(chǎn)生的,而不是自行產(chǎn)生,并發(fā)明了“巴氏消毒法”,被后人譽(yù)為“微生物創(chuàng)始人。
低溫生物菌種為什么能適應(yīng)低溫環(huán)境?
微生物對(duì)溫度的要求不同與它們的膜結(jié)構(gòu)物理化學(xué)性質(zhì)有密切關(guān)系 根據(jù)細(xì)胞膜的液體鑲嵌模型,細(xì)胞在正常生理?xiàng)l件下,膜中的脂質(zhì)成分應(yīng)保持液晶狀態(tài),只有當(dāng)細(xì)胞膜處于液晶狀態(tài),才能維持細(xì)胞的正常生理功能,使細(xì)胞處于生長(zhǎng)狀態(tài)微生物的生長(zhǎng)溫度與細(xì)胞膜的液晶溫度范圍相一致。
1、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
通過(guò)對(duì)嗜冷酶的蛋白質(zhì)模型和x一射線(xiàn)衍射分析表明,嗜冷酶分子間的作用力減弱,與溶劑的作用加強(qiáng),酶結(jié)構(gòu)的柔韌性增加,使酶在低溫下容易被底物誘導(dǎo)產(chǎn)生催化作用。
2、蛋白質(zhì)合成
嗜冷菌具有在0℃合成蛋白質(zhì)的能力。這是由于其核糖體、酶類(lèi)以及細(xì)胞中的可溶性因子等對(duì)低溫的適應(yīng),蛋白質(zhì)翻譯的錯(cuò)誤率相對(duì)低。許多中溫菌不能在O0C合成蛋白質(zhì),一方面是由于其核糖體對(duì)低溫的不適應(yīng),翻譯過(guò)程中不能形成有效的起始復(fù)合物,另一方面是由于低溫下細(xì)胞膜的破壞導(dǎo)致氨基酸等內(nèi)容物的泄露。
3、合成冷蛋白
低溫微生物適應(yīng)低溫的另一機(jī)制是合成冷休蛋白 將大腸菌從370C突然轉(zhuǎn)移到100C條件時(shí)細(xì)胞中會(huì)誘導(dǎo)合成一組冷休蛋白,它們對(duì)低溫的生理適應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,檢測(cè)嗜冷酵母的冷休反應(yīng),發(fā)現(xiàn)冷刺激后冷休蛋白在很短時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)生。 耐冷菌由于生活在溫度波動(dòng)的環(huán)境中,它們必須忍受溫度的快速降低,這與它們產(chǎn)生的冷休蛋白是密切相關(guān)的。
低溫生物菌種的脫水存法
③ 石蠟油封存法,在斜面菌種培養(yǎng)物上,倒上滅菌后的石蠟油,高出斜面1cm,于4℃冰箱或低溫干燥處保存,此法不適用于能利用石蠟油作碳源的微生物,保存期為一年以上。
低溫生物菌種退化的原因是什么?
退化(degeneration):菌種在培養(yǎng)或保藏過(guò)程中,由于自發(fā)突變的存在,出現(xiàn)某 些原有優(yōu)良生產(chǎn)性狀的劣化、遺傳標(biāo)記的丟失等現(xiàn)象,稱(chēng)為菌種的退化。菌種退化不是突然發(fā)生的,而是從量變到質(zhì)變的逐步演變過(guò)程。開(kāi)始時(shí),在群體細(xì)胞中僅有個(gè)別細(xì)胞發(fā)生自發(fā)突變(一般均為負(fù)變),不會(huì)使群體菌株性能發(fā)生改變。經(jīng)過(guò)連續(xù)傳代,群體中的負(fù)變個(gè)體達(dá)到一定數(shù)量,發(fā)展成為優(yōu)勢(shì)群體,從而使整個(gè)群體表現(xiàn)為嚴(yán)重的退。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因有以下幾方面。
1. 基因突變:1.有關(guān)基因發(fā)生負(fù)突變導(dǎo)致菌種退化 菌種退化的主要原因是有關(guān)基因的負(fù)突變。如果控制產(chǎn)量的基因發(fā)生負(fù)突變,則表現(xiàn)為產(chǎn)量下降;如果控制孢子生成的基因發(fā)生負(fù)突變,則產(chǎn)生孢子的能力下降。菌種在移種傳代過(guò)程中會(huì)發(fā)生自發(fā)突變。雖然自發(fā)突變的幾率很低(一般為10-6~10-9),尤其是對(duì)于某一特定基因來(lái)說(shuō),突變頻率更低。但是由于微生物具有極高的代謝繁殖能力,隨著傳代次數(shù)增加,退細(xì)胞的數(shù)目就會(huì)不斷增加,在數(shù)量上逐漸占優(yōu)勢(shì),成為一株退化了的菌株。
2.表型延遲造成菌種退化 表型延遲現(xiàn)象也會(huì)造成菌種退化。如,在誘變育種過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)某菌株初篩時(shí)產(chǎn)量較高,進(jìn)行復(fù)篩時(shí)產(chǎn)量卻下降了。