本文目录一览:
- 1、低温贮藏条件下可以繁殖的细菌有
- 2、每毫升达1万个细菌!隐藏在冰下,南极冰川生命息息相遇
- 3、最低温度下的细菌与最高温度下的细菌各是什么
- 4、在5℃低温条件下仍能生长的细菌是
- 5、细菌在负15摄氏度会冻死吗?
- 6、世界最寒冷的村庄奥伊米亚康,个个都长寿,这和当地气候有关吗?
低温贮藏条件下可以繁殖的细菌有
耐冷细菌是能够长期生活在寒冷环境中,并正常生长繁殖的微生物。耐冷细菌能生存于这样的环境中与它们长期适应低温形成的独特的细胞组成及分子机制密切相关。
耐冷菌在自然界中分布十分广泛,从常冷到不稳定的低温环境中均可分离到,即使在南北两极终年常冷的环境中,也可以分离到耐冷菌。
基本内容编辑
耐冷菌可以忍受短暂的温度波动,因此耐冷菌的生态分布比嗜冷菌更加广泛,从常冷到不稳定的低温环境中均可分离到。温带及亚温带土壤的温度常常年低于20℃,这类地区的土壤温度特点是不稳定,随季节变化,甚至会随昼夜交替而变化。温带及亚温带地区的江河,湖泊表面动荡水温随气候条件而变化,而湖底静水层的温度大多常年低于4℃。在这些温度不稳定的环境中分离到的低温微生物多为耐冷菌,即使在冬季也难以分离到嗜冷菌。 [3]
极端环境中的耐冷微生物经过长期的进化选择,菌体内已形成了稳定的能适应极端环境的特殊结构、性能和遗传基因,从而产出特殊的活性物质。研究表明,大多数的耐冷菌是从活性污泥或生物膜中分离得到的,它们在低温环境中生长活跃,对低温环境中有机物的分解起着重要作用。已发现的低温微生物有真细菌、蓝细菌、酵母菌、真菌及藻类等,但多数以细菌为主。已发现的耐冷菌主要菌属有:假单细胞菌属,动性球菌属,微球菌属,生丝单细胞菌属,嗜冷杆菌属和盐单胞菌属等。 [2]
适冷机制编辑
耐冷菌在低温下能够生长繁殖,是因为它们的细胞膜、蛋白质和酶分子等发生了组成和结构的变化。在长期生物进化过程中,耐冷菌形成了一系列适应低温的机制,这些机制使其表现出顽强的生命力。
低温冷活性酶
生物的一切活动都离不开酶的作用。低温冷活性酶在低温下具有较高的催化效果,是因为其分子有高柔韧性结构,这种高柔韧性结构能够引起酶的耐热性降低,为了增加酶分子的这种高柔韧性结构,我们可以减少盐桥的数量,减弱疏水核内芳香环的相互作用,减少脯氨酸和精氨酸残基数量等。
保持膜流动性和养分的摄取
温度降低对膜产生的影响首先是表现为膜的流动性降低,最终丧失功能。因此,保持低温条件下膜的流动性也是微生物耐冷机制中的重要组成部分。耐冷菌在低温下膜运转和吸收营养物质的能力很强,这种能力为其在低温下的正常生长提供了物质基础。
冷休克蛋白
耐冷菌由于生活在温度波动的环境中,它们必须忍受温度的快速降低,这与它们生产的冷休克蛋白是密切相关的。当温度降低时,耐冷微生物会相应诱导表达多种蛋白,这种被称为冷休克蛋白。其广泛分布于原核、真核生物中,主要参与细胞内的转录、翻译、蛋白折叠以及调控膜的流动性。
每毫升达1万个细菌!隐藏在冰下,南极冰川生命息息相遇
南极西部冰盖下深处、距离南极几百英里一个湖泊的黑暗水域充满了细菌,尽管它是地球上最极端的环境之一。这一发现对寻找其他星球上的生命有一定的意义,尤其是在火星上。去年,欧洲航天局(European Space Agency)环绕火星的“火星快车”(Mars Express)探测器报告的数据显示,火星上存在一个被掩埋的液态水湖泊。美国蒙大拿大学极地生态学教授、科考队队长约翰·普里斯库说:对从默瑟湖采集的水样进行早期研究显示,这些水样每毫升含有大约1万个细菌细胞。这仅仅是在广阔海洋中每毫升100万个微生物细胞的1%,但是对于深埋在南极冰川下的没有阳光的水体来说,这是一个非常高的水平。
博科园-科学科普:在黑暗和深埋的湖泊中,细菌的高度活跃表明,它可能支持更高级的生命形式,比如像缓步动物这样的微小动物。研究人员看到了很多细菌——你可能会认为,(湖泊)系统有足够的有机物来支持更高层次的生命形式,真的要好好寻找更高层次的生物体,比如动物……但这需要几个月的时间。2013年,在附近的南极冰下湖惠兰斯,科学家们发现了大量的细菌。2013年,由Priscu领导的一个探险队在惠兰斯湖发现了大量细菌。科学家推测,惠兰湖(可能还有默瑟湖)上的细菌是在5000年至1万年前由光合作用的生物体所沉积的碳上生存下来,当时埋藏的湖泊可能与开阔的海洋相连。
在这里,从冰下约3500英尺(1070米)的钻孔往下看,就在南极洲冰下湖的表面上方。图片:Kathy Kasic/salsa-antarctica
由25人组成的默瑟冰湖考察队上周从位于南极西部冰原的营地飞回位于麦克默多站的美国南极基地,那里距离南极大约370英里(600公里)。这个被掩埋的湖覆盖在冰盖下约54平方英里(139平方公里)。去年12月中旬,探险队在冰面上逗留期间,使用钻孔机和热水,从冻土表面的营地向地下的液态水湖挖了一个井。钻井队钻透了约3504英尺(1068米)厚的冰层,而冰层下的水是寒冷的30.8华氏度(- 0.65摄氏度),这样科研人员就可以从该地点约49英尺(15米)深的湖泊中提取水样和沉积物岩心。冰中的钻孔被打开了大约10天,在用热水加宽的过程中,两次停止了科学取样任务。
探险队队长约翰·普里斯库(John Priscu)站在25人组成的“帐篷城”中,这个帐篷城位于南极西部冰原上的冰下湖之上。图片:Billy Collins/salsa-antarctica
科考队上周返回麦克默多站时,从被掩埋的湖泊中提取了15加仑(60升)的水,以及一个长度超过16英尺(5米)的沉积物岩心,这是南极西部冰盖下有史以来最深的沉积物岩心。特别是对沉积物岩心的实验室研究,将帮助科学家们更多地了解南极西部冰盖在过去数万年的活动,当它最后一次没有冰的时候,以及类似的自然现象。科考队还将一架专门的遥控潜水器(ROV)和几台摄像机放入了被掩埋湖泊的黑暗水域,用这些摄像机拍摄湖泊底部的图像和视频。覆盖在南极洲冰冻大陆的400多个埋藏液态水湖泊形成了一个独特的液态水生态系统,被夹在厚厚的冰架和南极大陆地壳的冰冻岩石下面。整个冰盖是一个很大的湿地,有河流和湖泊,其中一些河流的面积相当于亚马逊河的面积,尽管没有那么多的水。
考察地点位于南极西部冰盖的默瑟冰湖下,展示了装备有热水钻井设备的起重机臂。图片:Billy Collins/salsa-antarctica
这里有世界上70%的淡水——下面没有生命是没有道理的。现在我们已经证明了这一点,已经改变了这种看法。Priscu还认为,火星冰冻表面以下的任何生命都可能遵循南极冰下湖泊的模式。研究提供了有关冰下环境的新知识,特别是它们含有多种微生物的事实,将为我们提供火星上可能存在生命类型的信息。这对2020年的火星尤其重要,因为它将从火星表面取下浅层岩心。
未来对南极洲埋藏的液态水湖探险可能会集中在最大的埋藏液态水湖,比如南极洲东部的Vostok湖,尽管任何对该地区的探险都将面临严峻的挑战。沃斯托克有1000米(3280英尺)深,4000米(13123英尺)以下的冰层,所以这将是一个巨大的挑战。在海拔4000米的高空工作,所以这将是一个艰难的过程。
最低温度下的细菌与最高温度下的细菌各是什么
微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”具有惊人的适应力,这是高等生物所无法比拟的。例如,多数细菌能耐0℃到-196℃的低温;在海洋深处的某些硫细菌可在250℃-300℃的高温条件下正常生长;一些嗜盐细菌甚至能在饱和盐水中正常生活;产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能保藏几十年、几百年甚至上千年。耐酸碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射、抗静水压等特性在微生物中也极为常见。
微生物个体微小,与外界环境的接触面积大,容易受到环境条件的影响而发生性状变化(变异)。尽管变异发生的机会只有百万分之一到百亿分之一,但由于微生物繁殖快,也可在短时间内产生大量变异的后代。正是由于这个特性,人们才能够按照自己的要求不断改良在生产上应用的微生物,如青霉素生产菌的发酵水平由每毫升20单位上升到近10万单位,利用变异和育种得到如此大幅度的产量提高,在动植物育种工作中简直是不可思议的。
在5℃低温条件下仍能生长的细菌是
李斯特氏菌食物中毒 李斯特氏菌在零下20℃可存活1年,在5℃的低温条件下仍能生长。
李斯特氏菌在自然界广泛存在,食品中的李斯特氏菌主要来自粪便。由于该菌在冷藏条件下能生长繁殖,故用冰箱冷藏食品不能抑制其繁殖,杀死它的方式是加热,对于存放较长时间的食品在食用前务必充分加热。
细菌性食物中毒是最常见的食物中毒,发病率高,一般病情轻、病程较短、恢复快;但肉毒梭菌、椰毒假单胞杆菌酵米面亚种、李斯特菌等引起的食物中毒病死率较高。
细菌性食物中毒在全年均可发生,但大多数细菌性食物中毒发生在夏、秋季节。此时期因气温较高,细菌容易生长繁殖或产生毒素;同时,人体的防御功能降低,易感性增高。
细菌在负15摄氏度会冻死吗?
细菌在负15摄氏度会冻死吗?大部分不会。
不同品类的细菌,对温度的喜好差别很大。但大部分细菌都不会被区区摄氏-15°冻死,顶多是在这个温度下变得比较不活跃(生长繁殖速率大大降低)、或者生成芽孢(细菌的休眠体,能耐受低温、高温和干燥,对不良环境有较强的抵抗能力)。
病毒细菌灭活主要靠高温,比如用煮开的沸水消毒,保险起见还得多煮个十几分钟,这样更容易破坏细菌病毒的结构、使其成分变性而失去活性。低温灭活相对来说更难做到、成本更高、更难以实际应用。
另外,还有专门的嗜冷菌:
嗜冷菌(psychrophile)其实是一类菌的总称。这类菌一般是在-15~20°C之间最适宜生长,由于这个温度段与其它菌最适宜生长的温度段相比要冷许多(普通细菌适应生长温度为25~40°C),故此得名嗜冷菌。嗜冷菌种最常见的品种有耶氏菌、李斯特菌和假单胞菌(pseudomonas)。
嗜冷菌可以抵御极端的寒冷环境,比如南极的沿海冰层(约-15摄氏度)。
嗜冷菌在地球上的分布范围极其广泛。地球表面大部分地区平均温度低于15摄氏度。因此,在高山上、极地地区,以及大洋深处均可以发现它们的踪迹。

嗜冷菌之所以可以在冰点下存活与繁殖,是因为它们有一种特殊的脂类细胞膜。这种细胞膜在化学上可以抵御由极寒带来的硬化,使得其内蛋白质呈现出“抗冻能力”,在水的熔点以下仍然能够保持其内环境为液态并且保护其DNA免受伤害。
[img]世界最寒冷的村庄奥伊米亚康,个个都长寿,这和当地气候有关吗?
奥伊米亚康是坐落在俄罗斯,东西伯利亚的一个小村庄。他可谓是北半球的极寒之地。大家都称它为世界上最冰冷的村庄。但是最不可思议的是在这儿诞生了许多百岁老人,在这里百岁老人稀疏平常。等你了解这之后,你会发现此处独有的魅力。
在现在经济发达,科技普及的时代。不管是什么样的温度,我们都是可以测量出来的。最近奥伊米亚康区测量,测出的温度已经达到-70.23度。这个温度,你能想象到吗?自家的冰箱,最低才是-20~30度左右。在这种温度下生存,你是无法想象的。在这儿的居民就有500人左右。他们靠着祖祖辈辈遗留下来的捕猎技巧和饲养各种畜牧动物,在这儿世世代代繁衍子孙。
在这个严峻的环境下生存的人们,居然还会出现这么多百岁老人。有一位102岁高龄的老人,他一生以驯鹿为生。精通各种鹿皮的运用,这使得他这个环境中能居住在鹿皮帐篷中。他说的父母分别在117岁和108岁时去世。他对我们说过,寒冷对他们是有好处的:它能让你保持健康,能杀死细菌。在这儿的生活,看着是非常艰难的。但是,这里可以狩猎和捕鱼,这还拥有着洁净的空气、食物、蘑菇和各种水果,这让他们感到很快乐。
村子里几乎没有什么现代化的设施。村里仍然还是依靠着伐木烧柴取暖。村里有着一个小型发电站,他是靠着运输进来的煤炭进行火力发电。虽然是这样,但是这里的村民仍然守着自己的传统,热爱着自己的生活方式。
