【摘要】：目前對微生物細胞的電刺激技術(shù)已在酵母發(fā)酵體系、污水處理和土壤修復(fù)中得到初步應(yīng)用。在有直流電解反應(yīng)伴隨的條件下，酵母菌的酒精產(chǎn)量及生物脫氮速率均得到明顯提高。在污水處理或污染土壤修復(fù)的生物反應(yīng)體系中，施加電場可以提高微生物對污染物的降解速率。對此問題進一步深入研究，不僅在理論方面可以更深入地掌握微生物生長代謝和電場的相互關(guān)系，找出微生物代謝和電的互譯橋梁，為生物膜、生物燃料電池等涉及微生物-電化學互相轉(zhuǎn)換的研究提供進一步的理論支持，同時在環(huán)境保護領(lǐng)域也可以推進生物脫硫和應(yīng)用微生物進行污水處理的研究深度，在工業(yè)微生物生產(chǎn)領(lǐng)域還可以切實提高如微生物制藥、微生物發(fā)酵等的生產(chǎn)效率。
各種細菌菌株對直流電場有不同程度的適應(yīng)能力，因而根據(jù)菌種的特異性對適合不同菌株的電流強度條件進行選擇，可以有效減弱電極反應(yīng)對細胞活性的抑制作用，增強菌體生長代謝活性，提高電解刺激對不同細胞培養(yǎng)體系的適用性。本文基于以上研究背景，通過對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、蠟樣芽孢桿菌加以一定程度的直流電場刺激，控制電流強度在適宜的范圍內(nèi)，研究了直流電場對菌株生長代謝的影響方式和機理。
對所選菌株進行了研究，主要得到了以下結(jié)論:
(1)控制外加直流電流在適宜的強度可以促進細菌細胞增殖，增加細菌細胞內(nèi)總蛋白含量；可以增強細菌細胞ATP酶的活性；一定程度提升了細胞生長能力和代謝水平。
(2)外加適宜強度的直流電流可以不損傷細胞的情況下在一定范圍內(nèi)增強細菌膜通透性；并改變細菌菌體形態(tài)。
(3)電化學條件對微生物生長代謝過程具有明顯的刺激作用。對細菌外加直流電刺激過程中的電極反應(yīng)產(chǎn)物H2和活性H原子可以激活或增強ATP酶等的活性，對于促進酶的生物活性反應(yīng)和提高微生物生長代謝活力有積極效果。
(4)對大腸桿菌DH5α馴化傳代到第三代時可以得到更具生長活力的菌株，生長活力明顯高于第一代通電菌株，其生長代謝過程中ATP酶活力等特征均得到強化。到第四代時電流對大腸桿菌刺激作用趨于穩(wěn)定，電流馴化對促進菌株生長的作用得到積累。
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