温度改变，影响在生物体内所进行的许多生化反应，因而影响生物的代谢活动。此外，温度改变可引起其他环境因子变化，从而影响微生物的生命活动。在一定温度范围内，生化反应速率随温度上升而加快；超过一定限度，则细胞功能下降以至死亡。
微生物对低温的抵抗力较强，低温一般只能抑制其生长繁殖，很少致死作用。细菌芽孢和霉菌孢子可在-190℃下存活半年。
不同微生物有其生长的最低、最适和最高温度，最高温度总是比最低温度更接近于最适温度。
生长最适温度不等于发酵最适温度，也不等于积累代谢物最适温度。所以，在生产实践中，为提高产量，常采用变温培养。
低温可降低机体的代谢活力，使生长繁殖停滞，故广泛应用于保藏菌种。但要注意：①某些菌，如脑膜炎球菌、水稻白叶枯病菌等，在冰箱中比室温下更易死亡，宜常温保藏；②幼龄菌对温度骤降很敏感——冷休克；③在冰点以下保藏菌种时，菌悬藏液中要加保护剂（8％二甲亚砜或12％甘油）；④切忌冰冻与融化交替进行。
高温致死微生物，该作用广泛用于消毒和灭菌。实践中常用的高温灭菌方法归纳如下：
高压蒸汽灭菌常用压力为1.03×105Pa，相应温度为121℃，维持15min～30min，可杀死包括细菌芽孢在内的所有微生物。各种培养基的灭菌要求因其组分不同而有所不同。
间歇灭菌在常压下进行，100℃维持15min～30min，然后降温至30℃左右，保温过夜，使芽孢萌发为营养体，接着第二次蒸煮，连续三次，可达灭菌目的。
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