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低温会使菌株细胞内的水分形成冰晶,从而引起细胞结构尤其是细胞膜的损伤。
细胞体积大者一般要比较小者对低温更为敏感,而无细胞壁者则比有细胞壁者敏感。如果放到低温(不是一般冰箱)进行冷冻时,会产生冰晶,冰晶呈针状,极易导致细菌的严重损伤。用电镜观察,可见细菌的核膜上有大量针尖样小孔,当从低温下移出并开始升温时,冰晶又会变大,故反复冻存,会对菌株造成极大损伤。