微生物范文

時(shí)間:2023-03-13 23:57:01

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微生物

篇1

1、微生物的定義是:個(gè)體難以用肉眼觀察的一切微小生物,微生物的定義就是微小生物,所以微生物當(dāng)然是生物。

2、微生物個(gè)體微小,與人類(lèi)關(guān)系密切。涵蓋了有益跟有害的眾多種類(lèi),廣泛涉及食品、醫(yī)藥、工農(nóng)業(yè)、環(huán)保、體育等諸多領(lǐng)域。

3、有些微生物是肉眼可以看見(jiàn)的,像屬于真菌的蘑菇、靈芝、香菇等。還有微生物是一類(lèi)由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”,但是它的生存必須依賴(lài)于活細(xì)胞。

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篇2

進(jìn)化生物學(xué)家威廉?漢密爾頓是一位在生物學(xué)界頗有建樹(shù)的科學(xué)家,他的許多觀點(diǎn)想象奇特、新穎、大膽,頗有些像科幻作家創(chuàng)作科幻小說(shuō),其中尤以他的云論假說(shuō)最具代表性,他認(rèn)為,云中存在微生物,并且這些微生物制造了云。

從傳統(tǒng)生物學(xué)來(lái)看,天上的云已超出了生物學(xué)家的視野,由于空氣過(guò)于稀薄,長(zhǎng)期以來(lái),大家都認(rèn)為,云中不可能存在任何生命形式。然而,漢密爾頓卻不這樣看。他將一朵朵云彩想象成充滿(mǎn)了各種生命體的河流。1997年,漢密爾頓將自己的云理論傳授給了諾里奇大學(xué)的博士生蒂莫西?林頓,兩人一起合作,探討微生物進(jìn)入云中的可能性。

這一理論起始于海洋中稠密的微生物。當(dāng)海洋中的微生物種群變得過(guò)于擁擠時(shí),能夠逃出這種不利環(huán)境的微生物將獲得生存優(yōu)勢(shì)。然而,這些微生物是如何逃出去的呢?它們能否“飛”進(jìn)云中,乘著云霧來(lái)到更適宜它們生長(zhǎng)的新環(huán)境中呢?單細(xì)胞生物似乎擁有這種能力。漢密爾頓認(rèn)為,微生物能產(chǎn)生一種導(dǎo)致云形成的化學(xué)物質(zhì),它們乘著這些云飛行,然后產(chǎn)生第二種化學(xué)物質(zhì),這些化學(xué)物能促使云生成雨或雪,從而將它們帶回到地面。這一觀點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)更像是一種適合兒童閱讀的童話(huà),而不像科學(xué)理論。盡管想象過(guò)于奇特,漢密爾頓和林頓還是于1998年發(fā)表了他們的論文。

云中存在微生物的觀點(diǎn)并非完全陌生。早期生物學(xué)家曾做過(guò)這方面的實(shí)驗(yàn),他們將一個(gè)玻璃瓶從飛機(jī)窗口伸出去,然后返回地面,結(jié)果發(fā)現(xiàn),玻璃瓶里充滿(mǎn)了微生物。然而,漢密爾頓和林頓的觀點(diǎn)新奇之處在于:為適應(yīng)環(huán)境,微生物通過(guò)自然選擇進(jìn)化出了造云的能力,就像海貍進(jìn)化出建造池塘的能力一樣。

漢密爾頓和林頓的論文具有超前性。文中提出的問(wèn)題對(duì)于微生物學(xué)家來(lái)說(shuō)有些過(guò)大,對(duì)于氣象學(xué)家來(lái)說(shuō)太生物化,對(duì)于海洋學(xué)家來(lái)說(shuō)太過(guò)氣象化。實(shí)際上,沒(méi)有一個(gè)人能夠了解云霧究竟由哪些成分組成,即便是漢密爾頓和林頓也不完全知曉。

漢密爾頓去世后,為了紀(jì)念這位富于冒險(xiǎn)精神和獨(dú)創(chuàng)精神的進(jìn)化生物學(xué)家,他的朋友和追隨者將他的云論作為一種新奇觀點(diǎn)來(lái)討論,隨后便被大家置之不理。然而,有意思的事情發(fā)生了。漢密爾頓死后不久,科學(xué)家們開(kāi)始檢驗(yàn)他的云論。首先檢驗(yàn)了云中含有大量微生物的觀點(diǎn),科學(xué)家們從云中提取了許多樣品,將其進(jìn)行冷凍,然后進(jìn)行現(xiàn)代基因分析。最后他們發(fā)現(xiàn),每個(gè)樣品都充滿(mǎn)了蛋白質(zhì)和DNA,這意味著云中的確存在生命。在云霧中,平均每毫升水分含有數(shù)萬(wàn)個(gè)活細(xì)胞。當(dāng)然,與相同容量的池塘水相比顯然要少得多,但它仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了大家先前的預(yù)料。水藻、細(xì)菌和各種真菌不僅乘云飛行,而且實(shí)際上就生活在云里面,它們?cè)谶@里生息、繁衍,以云里的有機(jī)酸、醇類(lèi)、硫磺和氮為食。近年來(lái)發(fā)現(xiàn),有3種細(xì)菌一路扶搖直上,進(jìn)入了平流層。平流層距離地面有12英里之遙,不僅位置高,更要命的是,這里的空氣極其稀薄,云量也最少。這3種細(xì)菌除了生活在平流層中,在任何一個(gè)地方都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡,這樣就留下了一個(gè)未解之謎:某些物種可能只適合生活在云中。按照漢密爾頓的觀點(diǎn),云霧是這些微生物的生物王國(guó),而梭羅將云霧形象地稱(chēng)為“飄動(dòng)的空氣牧場(chǎng)”。

漢密爾頓和林頓假說(shuō)的關(guān)鍵之處,不是簡(jiǎn)單地指出云里生活著微生物,而是這些微生物已進(jìn)化出一種與眾不同的特殊適應(yīng)能力,它們長(zhǎng)出了微小的化學(xué)“翅膀”,從而將它們帶到了這里。生活在森林和沙漠中的微生物不需要進(jìn)行任何適應(yīng)性進(jìn)化就可來(lái)到云端。風(fēng)、沙塵暴、大火和雷電足可以將它們吹向空中。但對(duì)于海洋微生物來(lái)說(shuō),要到達(dá)云端首先必須逃脫水的表面張力,這不是一件容易做到的事。然而,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),云霧里仍充滿(mǎn)了這種微小的海洋微生物。

漢密爾頓和林頓猜想,海洋微生物以及其他單細(xì)胞生物利用被大風(fēng)卷起的浪端白沫中的上升氣泡“飛”入空中?,F(xiàn)在已經(jīng)知道,這種氣泡在上升過(guò)程中不斷“吞噬”細(xì)菌和其他單細(xì)胞生物。一個(gè)氣泡聚集的微生物密度是其周?chē)⑸锩芏鹊臄?shù)百倍。一旦到達(dá)水面,微生物會(huì)因氣泡爆裂而被噴進(jìn)空中?;蛟S這種爆發(fā)力足以將微生物送入天空,然而,漢密爾頓和林頓認(rèn)為,這種推力還不夠,應(yīng)該還有其他推動(dòng)力量。

他們知道,海洋微生物(尤其是海藻)能產(chǎn)生一種二甲基硫醚(DMS),這是一種細(xì)菌代謝副產(chǎn)品,易燃,不溶于水。此外,他們還知道,由海洋微生物生成的二甲基硫醚能啟動(dòng)云的形成過(guò)程。云中微生物產(chǎn)生二甲基硫醚分子,而二甲基硫醚可以促進(jìn)水分子冷凝,形成冷凝液。對(duì)于這一觀點(diǎn)目前沒(méi)有太多爭(zhēng)論,問(wèn)題是微生物的基因能否通過(guò)產(chǎn)生二甲基硫醚讓自己受益?能產(chǎn)生更多二甲基硫醚的微生物被拋入空中后能否獲得更好的生存機(jī)會(huì)?還有,這些微生物進(jìn)入云端后能否被輸送到一片更適合它們生長(zhǎng)的海域,并讓其子孫受益?漢密爾頓和林頓認(rèn)為完全可以。他們還猜測(cè),二甲基硫醚就像某種運(yùn)載工具,當(dāng)微生物需要進(jìn)入空中時(shí),這些化學(xué)物可以將其送上云端,這就是他們認(rèn)為的第二種推力。

微生物進(jìn)入云中后,它們是如何落下來(lái)的呢?迄今為止,除了3種新發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只生活在平流層外,絕大部分飛翔在我們頭頂上的微生物都需要落到地面上繁衍后代。漢密爾頓和林頓認(rèn)為,云中微生物會(huì)產(chǎn)生第二種化合物,一種能促使周?chē)纸Y(jié)冰的蛋白質(zhì)。被冰凍起來(lái)的微生物自由降落到地面,如果一切順利,冰最終會(huì)融化,微生物會(huì)生長(zhǎng)、分裂。

1976年,大衛(wèi)?桑德斯受聘于蒙大拿州立大學(xué),這一年蒙州爆發(fā)了小麥病原菌。這種細(xì)菌能產(chǎn)生一種可提高水的冰點(diǎn)的蛋白質(zhì),以相對(duì)較高的溫度致使植物的葉子遭受霜凍害。遭受凍害的植物細(xì)胞會(huì)爆裂,某些細(xì)菌就趁機(jī)吞噬細(xì)胞里的物質(zhì)。桑德斯始終搞不明白,感染植物的病菌來(lái)自何處。他做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),將一部分麥種進(jìn)行滅菌處理,然后將其種到試驗(yàn)田里。令人不可思議的是,小麥仍然被感染了。病菌似乎直接來(lái)自天上,于是他決定再做一個(gè)試驗(yàn)。他拿著一個(gè)皮氏培養(yǎng)皿上了一架飛機(jī),到達(dá)一定高度后,將培養(yǎng)皿從飛機(jī)窗戶(hù)處伸出去,他的手幾乎被凍僵了。當(dāng)他把培養(yǎng)皿帶回實(shí)驗(yàn)室后,發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)皿里長(zhǎng)出了小麥病原菌。原來(lái)病菌就漂浮在麥地上方的云層里,以某種方式降落到經(jīng)過(guò)滅菌處理的小麥上。

篇3

乙型肝炎病毒DNA聚合酶研究進(jìn)展 林旭,聞?dòng)衩?/p>

狂犬病病毒基因重組載體的構(gòu)建及其在重組疫苗研究中的應(yīng)用 黃薇,張輝,嚴(yán)家新

柯薩奇病毒的感染--Ⅰ型糖尿病發(fā)病的重要環(huán)境因素 魏強(qiáng),李凡

抗體抗病毒作用的新認(rèn)識(shí) 王立新,熊思東

流式細(xì)胞技術(shù)在抗生素敏感性試驗(yàn)中的應(yīng)用 夏曉華,陸淼泉

敬告讀者

鏈球菌屬分類(lèi)的研究進(jìn)展 盧洪洲,翁心華

幽門(mén)螺桿菌VacA和CagA的研究進(jìn)展 龍敏,別平華,俞守義,凌賢龍,房殿春

都柏林念珠菌的表型和基因型特征 謝輝,陳希平,歐炯光,楊保秀

下期要目預(yù)告

解脲脲原體分子生物學(xué)分群和分型 周向昭,馬燕燕,朱學(xué)駿

結(jié)核病疫苗的研究進(jìn)展及存在問(wèn)題 余傳霖

美國(guó)微生物學(xué)會(huì)會(huì)訊摘要 聞?dòng)衩?/p>

抗結(jié)核病藥物的開(kāi)發(fā) 謝建平,王洪海

064一種對(duì)乙型肝炎病毒快速基因分型的聚合酶鏈反應(yīng) 吳憶貧

065綠色熒光蛋白報(bào)告系統(tǒng)用于單純皰疹病毒感染的快速診斷和定量 李曉霞

066 IL-8/RANTES作為DNA疫苗佐劑可增強(qiáng)對(duì)單純皰疹病毒2型的特異性細(xì)胞免疫 馬柯

067朊病毒蛋白的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用 吳益民

068重組葡萄球菌株誘生白喉抗毒素 葉巍

069人工接種棒狀桿菌消除定植鼻腔的金黃色葡萄球菌 何洕

070幽門(mén)螺桿菌產(chǎn)物調(diào)節(jié)細(xì)胞因子反應(yīng) 袁建平

071幽門(mén)螺桿菌細(xì)胞空泡毒素在小鼠感染模型中的作用 王洪濤

072莢膜組織胞漿菌的致病性和鈣依賴(lài)性 王清

抗微生物治療研究進(jìn)展 翁心華

長(zhǎng)模板聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)在病毒學(xué)研究中的應(yīng)用 胡蕓文,袁正宏

病毒編碼的細(xì)胞周期蛋白 任維,曹亞

丙型肝炎病毒細(xì)胞感染模型的研究進(jìn)展 徐曉剛,季育華,陸志檬

EB病毒編碼的蛋白質(zhì)在癌變過(guò)程中的作用 黎明,曹亞

登革病毒E蛋白受體研究進(jìn)展 楊春雨,江麗芳

細(xì)菌生物膜及其相關(guān)疾病 劉振桐,王承敏,張卓然

本刊啟事

革蘭陰性桿菌中超廣譜β-內(nèi)酰胺酶的檢測(cè) 熊自忠,妹

肺炎鏈球菌分型方法的研究進(jìn)展 張穎華,郭奕芳

銅綠假單胞菌耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展 陳軍,張雅萍,肖光夏

肺炎衣原體抗原研究進(jìn)展 張光明,饒賢才,胡福泉

查菲埃立克體的抗原分子 方玉強(qiáng),溫博海

美國(guó)微生物學(xué)會(huì)會(huì)訊摘要 聞?dòng)衩?/p>

細(xì)胞異常信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo):丙型肝炎病毒致病新模式 趙蘭娟,戚中田

當(dāng)前醫(yī)院感染領(lǐng)域中的幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題 胡必杰

呼吸道合胞病毒G蛋白的相關(guān)研究 陽(yáng)雋,徐軍,鐘南山

TT病毒分子生物學(xué)研究進(jìn)展 吳新剛,王曉燕,陸淼泉

單純皰疹病毒包膜糖蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究進(jìn)展 王戰(zhàn)勇,王志玉

人腺病毒E4轉(zhuǎn)錄區(qū)ORF4蛋白與細(xì)胞凋亡 卜鵬莉,陳虹,黃秉仁

人類(lèi)免疫缺陷病毒感染與特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞反應(yīng) 蔣衛(wèi)民,潘孝彰,康來(lái)儀

樹(shù)突細(xì)胞、病原體與免疫應(yīng)答 郭曉奎,童善慶

大腸埃希菌O157:H7毒力的分子生物學(xué)研究進(jìn)展 張瑾,楊正時(shí)

銅綠假單胞菌分型研究進(jìn)展 康梅,韓琳琳,賈文祥

幽門(mén)螺桿菌毒素及相關(guān)疾病的研究進(jìn)展 聶華超,童硯,洪汝濤

結(jié)核分枝桿菌早期分泌蛋白ESAT-6家族的研究進(jìn)展 駱旭東,朱道銀

體外擴(kuò)增技術(shù)檢測(cè)結(jié)核分枝桿菌的新進(jìn)展 孫薇,李君文

發(fā)酵支原體M161Ag的研究進(jìn)展 何攀文,劉先洲

美國(guó)微生物學(xué)會(huì)會(huì)訊摘要 聞?dòng)衩?/p>

小干擾RNA與RNA干擾 任浩,戚中田

乙型肝炎病毒基因分型方法及其分子流行病學(xué)研究進(jìn)展 許紅梅,任紅

漢坦病毒結(jié)構(gòu)蛋白抗原表位的研究進(jìn)展 潘蕾,白雪帆

抑制差減雜交技術(shù)在細(xì)菌基因差異表達(dá)研究中的應(yīng)用 張麗娟,闞飆,高守一

抗微生物肽——顆粒溶解素的研究進(jìn)展 張海峰,李柏青

細(xì)菌外膜泡與致病性的關(guān)系 吳淑燕,黃瑞,林發(fā)榕

大腸埃希菌對(duì)喹諾酮類(lèi)藥物的多重耐藥機(jī)制 趙瑞華,舒明星

沙門(mén)菌侵染機(jī)制及減毒菌株傳遞DNA疫苗的研究進(jìn)展 劉明秋,嚴(yán)維耀,鄭兆鑫

百日咳鮑特菌外膜蛋白的致病性與免疫原性 夏肖萍,嚴(yán)杰

幽門(mén)螺桿菌耐藥機(jī)制研究進(jìn)展 田擁軍,葉嗣穎

嗜肺軍團(tuán)菌毒力基因、致病性及實(shí)驗(yàn)診斷研究進(jìn)展 胡朝暉,朱慶義

非結(jié)核性分枝桿菌耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展 沙巍,翁心華

紅色毛癬菌的研究進(jìn)展 李喬,楊國(guó)玲,劉維達(dá)

煙曲霉毒力因子的研究進(jìn)展 杜晨,李若瑜

美國(guó)微生物學(xué)會(huì)會(huì)訊摘要 聞?dòng)衩?/p>

人類(lèi)免疫缺陷病毒1型耐藥基因的監(jiān)測(cè) 盧洪洲,翁心華

胞內(nèi)菌與細(xì)胞骨架 李婷,李明遠(yuǎn)

金黃色葡萄球菌的侵襲和侵襲后過(guò)程 劉挺,管遠(yuǎn)志

口腔鏈球菌遺傳型和表型的研究進(jìn)展 聶敏,邊專(zhuān),樊明文

幽門(mén)螺桿菌感染時(shí)宿主免疫應(yīng)答的特征 袁建平,童善慶

幽門(mén)螺桿菌粘附機(jī)制的研究進(jìn)展 白楊,陳燁,張亞歷,張兆山

動(dòng)彎桿菌的研究進(jìn)展 袁春雷,陳群,曾忠銘

外陰陰道念珠菌病的病原學(xué)研究進(jìn)展 朱曉芳,王家俊

白念珠菌粘附上皮細(xì)胞的機(jī)制 劉為國(guó),黃敏,牟希亞

肺炎衣原體與動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病的關(guān)系 吳向輝,倪安平

篇4

關(guān)鍵詞:病原微生物 分子生物 診斷技術(shù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】R4【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1008-1879(2012)02-0027-01

1 自動(dòng)化鑒定技術(shù)的應(yīng)用

臨床微生物的實(shí)驗(yàn)室檢查以染色、培養(yǎng)、生化鑒定等為主,尤其是分離培養(yǎng),目前仍然是許多病原體檢測(cè)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。但是,由于細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖需要一定時(shí)間,使檢測(cè)周期難以縮短。此外,很多病原體的培養(yǎng)受營(yíng)養(yǎng)要求、抗生素應(yīng)用及病原體含量等因素的影響,用傳統(tǒng)人工方法操作復(fù)雜、檢測(cè)周期長(zhǎng),敏感性與特異性也有限。為解決這一問(wèn)題,各種自動(dòng)化培養(yǎng)和鑒定系統(tǒng)不斷產(chǎn)生,隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用,先后出現(xiàn)了許多自動(dòng)與半自動(dòng)細(xì)菌鑒定與藥敏系統(tǒng),統(tǒng)稱(chēng)為“微生物鑒定專(zhuān)家系統(tǒng)”,這些系統(tǒng)大大提高了臨床實(shí)驗(yàn)室的工作效率和檢測(cè)的準(zhǔn)確性,傳統(tǒng)鑒定方法也在逐步改進(jìn),并在一定程度內(nèi)加快了檢測(cè)速度。

2 免疫學(xué)方法

免疫學(xué)技術(shù)是利用特異性抗原抗體反應(yīng),檢測(cè)病原微生物,簡(jiǎn)化了病原微生物的鑒定步驟,備受關(guān)注。各大文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的數(shù)據(jù)顯示,幾乎建立了所有病原體的血清學(xué)檢測(cè)方法,表明該方法已成為一種微生物實(shí)驗(yàn)室常用的成熟的檢測(cè)技術(shù)。

2.1 凝集技術(shù)常用的凝集技術(shù)有乳膠凝集技術(shù)和血清凝集技術(shù)。用于微生物的初步診斷、分型、鑒定,例如霍亂弧菌和志賀菌的分型,大腸桿菌O157:H7、腦膜炎球菌等,短時(shí)間內(nèi)就可完成鑒定。該診斷法具有操作簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、特異性強(qiáng)、陽(yáng)性率高等特點(diǎn)。

2.2 熒光抗體技術(shù)熒光抗體技術(shù)是根據(jù)抗原抗體反應(yīng)具有高度的特異性,把熒光素作為抗原標(biāo)記物,在熒光顯微鏡下檢查呈現(xiàn)熒光的特異性抗原抗體復(fù)合物及其存在部位。熒光抗體技術(shù)的主要特點(diǎn)是特異性強(qiáng)、速度快。呂治林等報(bào)道由美國(guó)同行所作的用炭疽桿菌細(xì)胞壁(CW-DFA)和莢膜抗原(CAP-DFA)特異的熒光標(biāo)記的單克隆抗體,可快速鑒別炭疽桿菌。

2.3 酶免疫技術(shù)酶聯(lián)免疫技術(shù)現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于多種病原微生物的檢測(cè),可檢測(cè)樣本中病原體抗原,也可檢測(cè)機(jī)體中的抗體成分。應(yīng)用單克隆抗體結(jié)合硝酸纖維膜上的斑點(diǎn)ELISA技術(shù),已成功地自患者的咽拭標(biāo)本中同時(shí)檢出可能存在的肺炎支原體、流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒和腺病毒。Gehring等用酶聯(lián)免疫化學(xué)發(fā)光法(ELIMCL)測(cè)定大腸桿菌O157:H7。許多疾病的檢測(cè)都已有商品化的試劑盒出現(xiàn)。

3 分子生物學(xué)技術(shù)

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,使人們對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)從外部表型逐漸轉(zhuǎn)向內(nèi)部基因結(jié)構(gòu)特征,微生物的檢測(cè)也從生化、免疫方法轉(zhuǎn)向基因水平檢測(cè),對(duì)于那些難培養(yǎng)和不可能培養(yǎng)的微生物,可直接通過(guò)獲得基因信息,給微生物學(xué)的檢測(cè)帶來(lái)嶄新的領(lǐng)域,為科學(xué)快速發(fā)展提供了新的機(jī)遇。

3.1 PCR技術(shù)PCR具有高度敏感性和特異性,在病原體檢測(cè)上,對(duì)形態(tài)和生化反應(yīng)不典型的微生物鑒定,常規(guī)方法常難以準(zhǔn)確檢測(cè),即使出現(xiàn)大量死菌PCR也能做出準(zhǔn)確的鑒定;不受混合標(biāo)本的影響,可輕易從含有大量正常菌群的標(biāo)本中鑒定病原菌;對(duì)于生長(zhǎng)緩慢或難于培養(yǎng)的微生物鑒定,如分枝桿菌、幽門(mén)螺桿菌、支原體、衣原體、螺旋體等,目前其他方法陽(yáng)性檢出率很低,PCR技術(shù)對(duì)這類(lèi)菌株的鑒定有重要意義。但是常規(guī)PCR技術(shù)也存在一些問(wèn)題,如出現(xiàn)假陽(yáng)性、形成引物二聚體,檢測(cè)操作也比較繁瑣,中間污染環(huán)節(jié)多,易出現(xiàn)假陽(yáng)性或假陰性結(jié)果。為了克服這些不足,一些新的PCR技術(shù)漸衍生出來(lái)并被用于實(shí)踐,如巢式PCR、逆轉(zhuǎn)錄PCR、多重PCR、通用引物PCR(UP-PCR)、PCR單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析、隨機(jī)引物DNA多態(tài)性擴(kuò)增(RAPD)、限制性長(zhǎng)度多態(tài)性分析(RFLP)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR等。

3.2 基于16S rRNA與GyaB的檢測(cè)技術(shù)。

3.2.1 以16S rRNA為靶基因進(jìn)行檢測(cè)16S rRNA存在于所有原核生物細(xì)胞中,它們相對(duì)穩(wěn)定且有較高的拷貝數(shù),其序列中含可變區(qū)及高度保守區(qū),因此可設(shè)計(jì)群、屬、種特異性的探針?,F(xiàn)階段各種常見(jiàn)細(xì)菌的16S rRNA基因幾乎全部測(cè)序完成,16SrRNA編碼基因的這些特點(diǎn)使之成為較理想的細(xì)菌基因分類(lèi)的靶序列,逐漸成為細(xì)菌鑒定、分類(lèi)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。

3.2.2 以促旋酶(gyrase)B亞單位基因靶基因進(jìn)行檢測(cè)GyaB除了具有16S rRNA所具有的優(yōu)點(diǎn)外,其基因進(jìn)化率高于核糖體基因,還有GyaB在近乎全部細(xì)菌中呈單拷貝形式。有研究表明,基于GyaB序列構(gòu)建的進(jìn)化圖譜與基于DNA-DNA雜交的相一致。因此,GyaB的分析特別適合于菌株的區(qū)別和鑒定。Fukushima等以GyaB基因?yàn)榘谢蛟O(shè)計(jì)基因芯片來(lái)檢測(cè)分枝桿菌屬,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示此芯片鑒別分枝桿菌達(dá)到種水平,并且能區(qū)別密切相關(guān)的菌種,這對(duì)臨床治療具有重要的參考價(jià)值,說(shuō)明分析GyaB基因序列對(duì)于在菌種水平鑒別細(xì)菌是快速而有效的方法。

3.3 多位點(diǎn)序列分型多位點(diǎn)序列分型(MLST)是近年來(lái)發(fā)展很快的分子生物學(xué)分析方法,具有很高的分辨能力,既適于分子流行病學(xué)研究,也可用于分子進(jìn)化學(xué)的研究。MLST越來(lái)越多地被作為能進(jìn)行國(guó)際間菌株比較的常用工具,建立一種更為準(zhǔn)確的分析系統(tǒng)方法,并且用于研究出現(xiàn)的不同的抗生素抵抗株,相關(guān)特殊基因型及新的變異株引起的疾病流行病學(xué)分析和種群結(jié)構(gòu)的研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 畢春霞,閆志勇,王斌.病原微生物臨床檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)展[J].青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,41(4):369-371

篇5

吉林省延邊地區(qū)丙型肝炎病毒基因型分布 金丹,張淑芳,李紅花,魏成淑,李英信,李玉雨,孟繁平

糖化終末產(chǎn)物對(duì)大腸桿菌增殖與粘附的影響 侯芳玉,徐效義,施雨露

腹膜炎患者臨床標(biāo)本中無(wú)芽孢厭氧菌的分離和鑒定 楊兵,陳小青,嚴(yán)杰

注射頭孢菌素頭孢他美鈉β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定性研究 李菁華,馬琳,史紅艷,關(guān)顯智

5-硝基咪唑類(lèi)藥物體外抗無(wú)芽孢厭氧菌效果的觀察 夏美霞,陳小青,嚴(yán)杰

淋病奈瑟菌粘附性質(zhì)粒的研究 張學(xué)英,崔英順,肖洋,王勝春,史紅艷,關(guān)顯智

博爾納病病毒p24重組蛋白的表達(dá)與初步鑒定 楊?lèi)?ài)英,張鳳民,郭彩玲,谷鴻喜

長(zhǎng)春市職業(yè)獻(xiàn)血員丙型肝炎病毒感染狀況的調(diào)查 易世紅,趙春燕,龔云偉,李凡

凍干甲型肝炎減毒活疫苗的研制 劉景曄,李光普,謝寶生,辛忠,許明,李育紅,孫姝,王鵬富

白色念珠菌誘導(dǎo)小鼠胸腺細(xì)胞凋亡通路的探究 暨明,韋超凡

免疫后TCRVβ基因多態(tài)性與抗體產(chǎn)生的研究 李菁華,李長(zhǎng)城,關(guān)顯智,黃樹(shù)林

SLE患者PBMC凋亡狀態(tài)及相關(guān)基因表達(dá)的研究 晏群,查國(guó)章,余平,謝紅付

宮頸癌組織中人瘤病毒16型E5基因的變異 楊娥,楚雍烈,劉文康,曹春霞

柯薩奇病毒B組3型VP1基因的體外表達(dá)和鑒定 鐘照華,田野,李呼倫,關(guān)欣,趙文然,趙鐵強(qiáng),谷鴻喜,孟繁超

HPV16 L1蛋白在大腸桿菌中的表達(dá)、純化及免疫原性研究 商慶龍,谷鴻喜

16型人瘤病毒衣殼蛋白在真核細(xì)胞中的表達(dá) 魏蘭蘭,谷鴻喜

同批次細(xì)胞基質(zhì)收獲甲肝和麻疹病毒制備聯(lián)合疫苗的方法 劉景曄,劉令九,屈翠波,王擁軍,孫姝,吳曉娟,粱曉莉

IFN-γ作用于沙眼衣原體感染細(xì)胞后Fas mRNA的檢測(cè) 王潔,余平,查國(guó)章

風(fēng)疹病毒毒株的分離鑒定及其E1基因部分序列分析 王燕,姜昕,谷鴻喜,郭彩玲

浙江省獻(xiàn)血員HGV和TTV感染情況的調(diào)查 劉成國(guó),陳小青,嚴(yán)杰

374例維持性血液透析患者醫(yī)院感染的調(diào)查 樓永良,杜季梅,鄭美琴,曾愛(ài)冰,李紀(jì)毅,金領(lǐng)微

hDaxx與細(xì)胞腫瘤抑制子p53在體內(nèi)外的相互作用 譚立志,萬(wàn)艷平,吳移謀,劉傳愛(ài),余敏君,尹衛(wèi)國(guó),廖端芳

銅綠假單胞菌PA16株粘附性、菌毛與質(zhì)粒關(guān)系的研究 史紅艷,劉克,李菁華,關(guān)顯智

RT套式PCR檢測(cè)血漿HCV RNA及與抗HCV檢測(cè)的比較 趙繼義,劉雪梅,郭薇媛,高磊,鐘照華,谷鴻喜

成人牙周炎齦下厭氧菌分離鑒定及藥敏試驗(yàn)結(jié)果分析 陳莉麗,唐琪,吳燕岷,孫偉蓮,嚴(yán)杰

大腸埃希菌耐藥性監(jiān)測(cè)及耐藥質(zhì)粒的研究 趙春燕,易世紅,王放,李凡

一株產(chǎn)絮凝劑的曲霉菌株的篩選 武波,韋東,唐咸來(lái),柏學(xué)亮,馬慶生,唐記良

轉(zhuǎn)化cry3A基因?qū)μK云金芽孢桿菌YBT-803-1生長(zhǎng)特性的影響 樂(lè)超銀,邵偉,徐世謹(jǐn),喻子牛

利用廢水液體發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的實(shí)驗(yàn)研究 劉啟富,陳志謹(jǐn),金曉琳,張克斌,饒賢才,胡曉梅,胡福泉

棲土曲霉生產(chǎn)角蛋白酶研究 曹軍,郝林,宋志文,唐曉萌,張成剛

肺炎支原體P1蛋白羧基端基因片段在大腸桿菌中克隆的研究 王桂珍,李保強(qiáng),董占雙,劉忠順

靈芝菌絲體深層液體發(fā)酵培養(yǎng)基研究 劉冬,李世敏,許柏球,賴(lài)國(guó)紅

鯉科(Cyprinidate)魚(yú)腸道菌群分析 趙慶新

31例胃癌患者胃液SIgA及胃粘膜產(chǎn)亞硝酸真桿菌測(cè)定結(jié)果分析 譚穎慧,朱曉敏,李蔚,郭玉娥

紫杉醇產(chǎn)生菌HQD33的鑒定 于寒穎,孫劍秋,張鵬,張彥豐,凌洪博,解玉紅,周東坡,平文祥

沈陽(yáng)地區(qū)嬰幼兒RSV感染的病原學(xué)調(diào)查研究 趙曉云,郭承吉,蔡栩栩,趙玉坤

外生菌根蘑菇分離菌株的DNA鑒定方法 曾東方,羅信昌

啤酒廢酵母的綜合利用 常雅寧,俞建瑛,袁勤生

微乳液凝膠及其固定化脂肪酶研究進(jìn)展* 黃錫榮,張文娟,宋少芳,李越中,曲音波

食品中單核增生李斯特氏菌檢測(cè)研究進(jìn)展 金莉莉,王芳,郭振坤,王秋雨,奈淑娟

蠟狀芽孢桿菌與金礦化的協(xié)同演化作用機(jī)制* 湯顯春,謝樹(shù)成

瘤胃微生物在有機(jī)廢物處理中的應(yīng)用研究 陳慶今,劉煥彬,胡勇有

真菌發(fā)酵生產(chǎn)魚(yú)油特征脂肪酸 吳克剛,楊連生,柴向華

生物農(nóng)藥的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及前景 桂永珠,池景良,胡永蘭

人畜共患的衣原體病 李長(zhǎng)信,李欣,楊維成,杜建華,李莉

HIV-1CN嵌合基因與IL-2基因共表達(dá)產(chǎn)物誘導(dǎo)產(chǎn)生CTL的實(shí)驗(yàn)研究 郭焱,郭巍,張學(xué)英

雞減蛋綜合征病毒的致病性研究 李梅,李永明

金黃色葡萄球菌濾液升白細(xì)胞活性的研究 張秀華,常笛,劉洪吉吉,陳軍

野生松乳菇菌種分離的研究 冀寶營(yíng),陳超,鄧春海,王志,李鑫

酸的發(fā)酵條件初探 朱萌,羅鳴

銅綠假單胞菌性肺炎的臨床及實(shí)驗(yàn)資料分析 朱建良,李冬梅

冬季日光溫室滑菇栽培技術(shù) 韓志東,王應(yīng)明,張靜偉

如何提高微生物學(xué)及檢驗(yàn)技術(shù)課堂教學(xué)效果 李冰潔

含硒類(lèi)球紅細(xì)菌的研究 王勁松,俞吉安,張承康

葡萄球菌A型腸毒素的高效表達(dá)和分離純化 姜永強(qiáng),鄭玉玲,寧保安,馬茹,王景林,高志賢

粘質(zhì)沙雷氏菌武漢株P(guān)LA1基因的克隆和序列 蘇磊,童驍,宋建華,孫松柏,陳濤

DFM菌株生理特性的測(cè)試以及搖床發(fā)酵條件的優(yōu)化 張利剛,孫智杰,吳穎

苯酚好氧降解菌的馴化和篩選 沈齊英,申林波

白色念珠菌胃癌株對(duì)細(xì)胞粘附作用的研究 高仕瑛,陳麗麗,鄧仲良,歐陽(yáng)頤

苯酚降解菌phen8的分離篩選及其16SrDNA序列分析 向述榮,陳秀蓉,王亞馥,林敏

海洋細(xì)菌9912肽抗生素發(fā)酵條件優(yōu)化研究 王烈,胡江春,王書(shū)錦

纖維素酶解制取高活性殼聚糖 孟玲,張忠澤,夏朝暉

多孔菌Polyporus W38漆酶的純化及性質(zhì)研究 王宜磊,周長(zhǎng)路

聚-β-羥基丁酸(PHB)在細(xì)菌建立感受態(tài)中的作用 李文化,謝志雄,陳向東,沈萍

全球野生雙孢蘑菇種質(zhì)資源的研究現(xiàn)狀 李榮春,楊志雷

木霉屬真菌的系統(tǒng)學(xué)及其應(yīng)用研究 高云超,莫衛(wèi)軍,鄺哲師

靈芝的開(kāi)發(fā)及加工研究新進(jìn)展 謝意珍,張智,李森柱,李崇

巴西蘑菇多糖研究進(jìn)展 張琴,謝麗源,董艷珍

松茸半人工栽培的研究現(xiàn)狀 李維國(guó),常立民,趙永光

關(guān)于生物制氫 魏琪,孫啟玲,張興宇

HIV-gag基因克隆、表達(dá)及對(duì)免疫應(yīng)答的影響 郭焱,郭巍,張應(yīng)玖,金寧一

人工培養(yǎng)蛹蟲(chóng)草 李琇

光照對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)和形態(tài)的影響 尤珊,鄭必勝,郭祀遠(yuǎn)

服務(wù)行業(yè)健康人群攜帶沙門(mén)氏菌、志賀氏菌調(diào)查 寧德清,房翠平,卞愛(ài)紅

篇6

生態(tài)農(nóng)業(yè)主要是運(yùn)用農(nóng)業(yè)生態(tài)原理,建立起來(lái)的一種新型農(nóng)業(yè)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,這種新型的農(nóng)業(yè),不僅具有良好的生產(chǎn)性能,提高生產(chǎn)的效率,還能夠節(jié)省生產(chǎn)的成本,節(jié)約能源,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境的自?xún)襞c農(nóng)業(yè)資源的可持續(xù)使用??v觀這種新型農(nóng)業(yè),生態(tài)農(nóng)業(yè)是一個(gè)有機(jī)的整體,屬于多目標(biāo)、多功能、多層次以及多成分有機(jī)組合的的生態(tài)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部,結(jié)構(gòu)有序、內(nèi)外交流、開(kāi)放循環(huán)以及關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展。在微觀層面上,其利用多層次的物質(zhì)循環(huán)與綜合利用,進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)循環(huán)的效率。例如,在生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)微生物可以利用植物作載體,可以將植物的秸稈、樹(shù)葉以及草等植物進(jìn)行加工處理,生成飼料,飼料可以喂食牲口,牲口的糞便又可以養(yǎng)蘑菇、飼養(yǎng)其他的動(dòng)植物,將飼養(yǎng)的動(dòng)植物喂食另外種類(lèi)的生物。如此循環(huán),就形成了市郊生態(tài)系統(tǒng)。由此可見(jiàn),微生物在生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用非常重要的。

2微生物技術(shù)對(duì)改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的作用

2.1微生物在肥料中的作用利用特定培養(yǎng)的微生物,在可調(diào)控環(huán)境條件下將廢棄物、污染物降解和轉(zhuǎn)化,從而解決和控制污染問(wèn)題,進(jìn)而為作物提供養(yǎng)分。例如:目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的生物有機(jī)肥就是利用特定的微生物對(duì)獸禽糞便、農(nóng)業(yè)廢棄物等進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化而來(lái)的。這種肥料不僅能增加土壤肥力,提供作物生長(zhǎng)必須的營(yíng)養(yǎng)元素,還能改善植物根際的微環(huán)境,促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用,提高產(chǎn)能,同時(shí)還減少了合成化肥的使用,減少了合成化肥對(duì)環(huán)境的污染。由此可見(jiàn)微生物技術(shù)將成為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)最有價(jià)值和生命力的方法。在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境面臨嚴(yán)峻形式的今天,微生物技術(shù)具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。

2.2微生物對(duì)農(nóng)藥的降解作用隨著化學(xué)農(nóng)藥的大規(guī)模使用,其所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重。近年來(lái)有學(xué)者發(fā)現(xiàn)微生物對(duì)土壤和水中的農(nóng)藥降解起主要作用,目前已經(jīng)分離出能降解農(nóng)藥的微生物類(lèi)群,包括細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類(lèi)等。因它們受環(huán)境等多方面的影響和限制,所以難以大規(guī)模使用。近期又有學(xué)者提出利用微生物產(chǎn)生的酶來(lái)降解農(nóng)藥殘留。由此可見(jiàn),如何更多、更好地利用微生物解決農(nóng)藥殘留是生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展急需解決的問(wèn)題。

2.3微生物在大型生態(tài)農(nóng)場(chǎng)中的作用在大型生態(tài)農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)與建設(shè)的過(guò)程中,大量的排污系統(tǒng)使得生態(tài)環(huán)境遭受到前所未有嚴(yán)重的破壞。近年來(lái),養(yǎng)殖場(chǎng)的規(guī)模與數(shù)量每年都以單調(diào)遞增的速度增長(zhǎng)?,F(xiàn)代的養(yǎng)殖場(chǎng)將新技術(shù)、新設(shè)備引進(jìn)來(lái),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化操作,養(yǎng)殖場(chǎng)的生產(chǎn)能力持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)帶來(lái)的環(huán)境污染、生態(tài)系統(tǒng)破壞、能源供應(yīng)緊張的等問(wèn)題也隨之而來(lái)。微生物圍繞生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水與廢物進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)微生物的處理技術(shù),有機(jī)廢物就會(huì)轉(zhuǎn)化為能源、肥料、化工產(chǎn)品甚至是食品。

2.4微生物技術(shù)在庭院生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的作用眾所周知,庭院經(jīng)濟(jì)營(yíng)養(yǎng)項(xiàng)目較多,集約化程度較高,土地利用率較高,資金周轉(zhuǎn)與積累較快。其對(duì)人們的生產(chǎn)與生活的影響是最為直接的。在發(fā)展庭院生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的過(guò)程中,微生物在其中的應(yīng)用被人們所接受。庭院生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的糞便與生活垃圾進(jìn)入發(fā)酵池,可以直接改變生活環(huán)境。這樣的方式構(gòu)成了多層次、多途徑與多功能的庭院生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。在庭院生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中,人們通過(guò)自己的方式將為生物技術(shù)應(yīng)用于其中,使其發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

3結(jié)語(yǔ)

篇7

作為專(zhuān)業(yè)從事食品及環(huán)境安全檢測(cè)技術(shù)研究與推廣的高新技術(shù)企業(yè),北京安普生化科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)安普生化)積極為企業(yè)和政府部門(mén)提供先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)、儀器設(shè)備及技術(shù)應(yīng)用方案。為了適應(yīng)目前食品微生物快速檢測(cè)的需求,安普生化最新引進(jìn)了美國(guó)Neogen公司的Soleris微生物實(shí)時(shí)光電微生物快速檢測(cè)系統(tǒng)。

Soleris系統(tǒng)基本介紹

Soleris實(shí)時(shí)光電微生物快速檢測(cè)系統(tǒng)由微生物實(shí)時(shí)光電檢測(cè)儀,基于windows系統(tǒng)的Soleris分析軟件和各種特異性的Soleris微生物檢測(cè)試劑瓶三個(gè)部分組成(如圖1所示)。其原理是基于傳統(tǒng)的培養(yǎng)基理論和染色技術(shù),并結(jié)合了光電檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制的模塊化分析系統(tǒng),對(duì)產(chǎn)品中的微生物進(jìn)行檢測(cè)。該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便省時(shí),實(shí)時(shí)快速,準(zhǔn)確靈敏,檢測(cè)量大等諸多優(yōu)勢(shì):一般1分鐘內(nèi)即可完成單個(gè)樣品從加樣到上機(jī)檢測(cè)所需的全部操作,而且單臺(tái)儀器可同時(shí)對(duì)128個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè);對(duì)菌落總數(shù),大腸菌群等常規(guī)項(xiàng)目在6―24小時(shí)內(nèi)即可得到定量的檢測(cè)結(jié)果,而且可自動(dòng)完成對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的接收與分析,并形成檢測(cè)報(bào)告。

Soleris系統(tǒng)現(xiàn)已獲得AOAC(美國(guó)官方分析化學(xué)師協(xié)會(huì))認(rèn)證,NSF(美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì))認(rèn)證,并被UPS(美國(guó)藥典)推薦為替代傳統(tǒng)平板的有效方法之一。Soleris系統(tǒng)可對(duì)細(xì)菌總數(shù),大腸菌群,大腸桿菌、乳酸菌,酵母菌,霉菌、李斯特菌,腸桿菌科、葡萄球菌、假單孢菌、腐敗菌、革蘭氏陰性菌等多種微生物進(jìn)行檢測(cè)。廣泛適用于食品飲料,乳制品,保健品等生產(chǎn)加工企業(yè)的環(huán)境檢測(cè)、衛(wèi)生監(jiān)控以及無(wú)菌檢測(cè),挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)和保質(zhì)期實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)因其適用范圍廣檢測(cè)項(xiàng)目多,快速高效,已被包括中國(guó)在內(nèi)的全球40多個(gè)國(guó)家的600多家客戶(hù)所使用。

目前,安普生化作為Soleris系統(tǒng)在中國(guó)的設(shè)備與技術(shù)服務(wù)提供商,可為眾多客戶(hù)提供了有效的Soleris系統(tǒng)應(yīng)用解決方案,包括定量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立,放貨截點(diǎn)時(shí)間分析等,據(jù)此對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定量檢測(cè),并為快速放貨提供依據(jù)。

Soleris系統(tǒng)在乳品質(zhì)量監(jiān)控中的應(yīng)用

此案例為Soleris系統(tǒng)對(duì)巴氏滅菌乳、冰激凌、酸奶中大腸菌群的定量檢測(cè)解決方案,包含標(biāo)準(zhǔn)曲線。不同菌含量水平下對(duì)應(yīng)的檢出時(shí)間對(duì)比,以及由標(biāo)準(zhǔn)曲線和產(chǎn)品的限量標(biāo)準(zhǔn)分析出的放貨截點(diǎn)時(shí)間等。

標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及相關(guān)系數(shù)如表1所示。(圖2-圖4為相應(yīng)產(chǎn)品的大腸菌群標(biāo)準(zhǔn)曲線圖):

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線,下表列出了巴氏滅菌奶,冰激淋和酸奶中不同菌落形成單位(CFLJ)水平下的大腸菌群所對(duì)應(yīng)的檢出時(shí)間。

由表2中數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)大腸菌群含量水平為10 CFU/g(mL)時(shí),三種產(chǎn)品僅需8.0h,10.5h,11.5h即可檢出,與傳統(tǒng)的MPN計(jì)數(shù)法和平板計(jì)數(shù)法相比,檢測(cè)時(shí)間顯著縮短。

此外,根據(jù)表2中數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的限量標(biāo)準(zhǔn),還可以確定快速放貨的截點(diǎn)時(shí)間,如表3所示(注:表中冰淇淋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))。

篇8

微生物燃料電池并不是新興的東西,利用微生物作為電池中的催化劑這一概念從上個(gè)世紀(jì)70年代就已存在,并且使用微生物燃料電池處理家庭污水的設(shè)想也于1991年實(shí)現(xiàn)。但是,經(jīng)過(guò)提升能量輸出的微生物燃料電池則是新生的,為這一事物的實(shí)際應(yīng)用提供了可能的機(jī)會(huì)。

MFCs將可以被生物降解的物質(zhì)中可利用的能量直接轉(zhuǎn)化成為電能。要達(dá)到這一目的,只需要使細(xì)菌從利用它的天然電子傳遞受體,例如氧或者氮,轉(zhuǎn)化為利用不溶性的受體,比如MFC的陽(yáng)極。這一轉(zhuǎn)換可以通過(guò)使用膜聯(lián)組分或者可溶性電子穿梭體來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后電子經(jīng)由一個(gè)電阻器流向陰極,在那里電子受體被還原。與厭氧性消化作用相比,MFC能產(chǎn)生電流,并且生成了以二氧化碳為主的廢氣。

與現(xiàn)有的其它利用有機(jī)物產(chǎn)能的技術(shù)相比,MFCs具有操作上和功能上的優(yōu)勢(shì)。首先它將底物直接轉(zhuǎn)化為電能,保證了具有高的能量轉(zhuǎn)化效率。其次,不同于現(xiàn)有的所有生物能處理,MFCs在常溫,甚至是低溫的環(huán)境條件下都能夠有效運(yùn)作。第三,MFC不需要進(jìn)行廢氣處理,因?yàn)樗a(chǎn)生的廢氣的主要組分是二氧化碳,一般條件下不具有可再利用的能量。第四,MFCs不需要能量輸入,因?yàn)閮H需通風(fēng)就可以被動(dòng)的補(bǔ)充陰極氣體。第五,在缺乏電力基礎(chǔ)設(shè)施的局部地區(qū),MFCs具有廣泛應(yīng)用的潛力,同時(shí)也擴(kuò)大了用來(lái)滿(mǎn)足我們對(duì)能源需求的燃料的多樣性。

微生物燃料電池中的代謝

為了衡量細(xì)菌的發(fā)電能力,控制微生物電子和質(zhì)子流的代謝途徑必須要確定下來(lái)。除去底物的影響之外,電池陽(yáng)極的勢(shì)能也將決定細(xì)菌的代謝。增加MFC的電流會(huì)降低陽(yáng)極電勢(shì),導(dǎo)致細(xì)菌將電子傳遞給更具還原性的復(fù)合物。因此陽(yáng)極電勢(shì)將決定細(xì)菌最終電子穿梭的氧化還原電勢(shì),同時(shí)也決定了代謝的類(lèi)型。根據(jù)陽(yáng)極勢(shì)能的不同能夠區(qū)分一些不同的代謝途徑:高氧化還原氧化代謝,中氧化還原到低氧化還原的代謝,以及發(fā)酵。因此,目前報(bào)道過(guò)的MFCs中的生物從好氧型、兼性厭氧型到嚴(yán)格厭氧型的都有分布。

在高陽(yáng)極電勢(shì)的情況下,細(xì)菌在氧化代謝時(shí)能夠使用呼吸鏈。電子及其相伴隨的質(zhì)子傳遞需要通過(guò)NADH脫氫酶、泛醌、輔酶Q或細(xì)胞色素。Kim等研究了這條通路的利用情況。他們觀察到MFC中電流的產(chǎn)生能夠被多種電子呼吸鏈的抑制劑所阻斷。在他們所使用的MFC中,電子傳遞系統(tǒng)利用NADH脫氫酶,F(xiàn)e/S(鐵/硫)蛋白以及醌作為電子載體,而不使用電子傳遞鏈的2號(hào)位點(diǎn)或者末端氧化酶。通常觀察到,在MFCs的傳遞過(guò)程中需要利用氧化磷酸化作用,導(dǎo)致其能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)65%。常見(jiàn)的實(shí)例包括假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa),微腸球菌(Enterococcusfaecium)以及Rhodoferaxferrireducens。

如果存在其它可替代的電子受體,如硫酸鹽,會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)極電勢(shì)降低,電子則易于沉積在這些組分上。當(dāng)使用厭氧淤泥作為接種體時(shí),可以重復(fù)性的觀察到沼氣的產(chǎn)生,提示在這種情況下細(xì)菌并未使用陽(yáng)極。如果沒(méi)有硫酸鹽、硝酸鹽或者其它電子受體的存在,如果陽(yáng)極持續(xù)維持低電勢(shì)則發(fā)酵就成為此時(shí)的主要代謝過(guò)程。例如,在葡萄糖的發(fā)酵過(guò)程中,涉及到的可能的反應(yīng)是:C6H12O6+2H2O=4H2+2CO2+2C2H4O2或6H12O6=2H2+2CO2+C4H8O2。它表明,從理論上說(shuō),六碳底物中最多有三分之一的電子能夠用來(lái)產(chǎn)生電流,而其它三分之二的電子則保存在產(chǎn)生的發(fā)酵產(chǎn)物中,如乙酸和丁酸鹽??傠娮恿康娜种挥脕?lái)發(fā)電的原因在于氫化酶的性質(zhì),它通常使用這些電子產(chǎn)生氫氣,氫化酶一般位于膜的表面以便于與膜外的可活動(dòng)的電子穿梭體相接觸,或者直接接觸在電極上。同重復(fù)觀察到的現(xiàn)象一致,這一代謝類(lèi)型也預(yù)示著高的乙酸和丁酸鹽的產(chǎn)生。一些已知的制造發(fā)酵產(chǎn)物的微生物分屬于以下幾類(lèi):梭菌屬(Clostridium),產(chǎn)堿菌(Alcaligenes),腸球菌(Enterococcus),都已經(jīng)從MFCs中分離出來(lái)。此外,在獨(dú)立發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中,觀察到在無(wú)氧條件下MFC富集培養(yǎng)時(shí),有豐富的氫氣產(chǎn)生,這一現(xiàn)象也進(jìn)一步的支持和驗(yàn)證這一通路。

發(fā)酵的產(chǎn)物,如乙酸,在低陽(yáng)極電勢(shì)的情況下也能夠被諸如泥菌屬等厭氧菌氧化,它們能夠在MFC的環(huán)境中奪取乙酸中的電子。

代謝途徑的差異與已觀測(cè)到的氧化還原電勢(shì)的數(shù)據(jù)一起,為我們一窺微生物電動(dòng)力學(xué)提供了一個(gè)深入的窗口。一個(gè)在外部電阻很低的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的MFC,在剛開(kāi)始在生物量積累時(shí)期只產(chǎn)生很低的電流,因此具有高的陽(yáng)極電勢(shì)(即低的MFC電池電勢(shì))。這是對(duì)于兼性好氧菌和厭氧菌的選擇的結(jié)果。經(jīng)過(guò)培養(yǎng)生長(zhǎng),它的代謝轉(zhuǎn)換率,體現(xiàn)為電流水平,將升高。所產(chǎn)生的這種適中的陽(yáng)極電勢(shì)水平將有利于那些適應(yīng)低氧化的兼性厭氧微生物生長(zhǎng)。然而此時(shí),專(zhuān)性厭氧型微生物仍然會(huì)受到陽(yáng)極倉(cāng)內(nèi)存在的氧化電勢(shì),同時(shí)也可能受到跨膜滲透過(guò)來(lái)的氧氣影響,而處于生長(zhǎng)受抑的狀態(tài)。如果外部使用高電阻時(shí),陽(yáng)極電勢(shì)將會(huì)變低,甚至只維持微弱的電流水平。在那種情況下,將只能選擇適應(yīng)低氧化的兼性厭氧微生物以及專(zhuān)性厭氧微生物,使對(duì)細(xì)菌種類(lèi)的選擇的可能性被局限了。

MFC中的陽(yáng)極電子傳遞機(jī)制

電子向電極的傳遞需要一個(gè)物理性的傳遞系統(tǒng)以完成電池外部的電子轉(zhuǎn)移。這一目的既可以通過(guò)使用可溶性的電子穿梭體,也可以通過(guò)膜結(jié)合的電子穿梭復(fù)合體。

氧化性的、膜結(jié)合的電子傳遞被認(rèn)為是通過(guò)組成呼吸鏈的復(fù)合體完成的。已知細(xì)菌利用這一通路的例子有Geobactermetallireducens、嗜水氣單胞菌(Aeromonashydrophila)以及Rhodoferaxferrireducens。決定一個(gè)組分是否能發(fā)揮類(lèi)似電子門(mén)控通道的主要要求在于,它的原子空間結(jié)構(gòu)相位的易接近性(即物理上能與電子供體和受體發(fā)生相互作用)。門(mén)控的勢(shì)能與陽(yáng)極的高低關(guān)系則將決定實(shí)際上是否能夠使用這一門(mén)控(電子不能傳遞給一個(gè)更還原的電極)。

MFCs中鑒定出的許多發(fā)酵性的微生物都具有某一種氫化酶,例如布氏梭菌和微腸球菌。氫化酶可能直接參加了電子向電極的轉(zhuǎn)移過(guò)程。最近,這一關(guān)于電子傳遞方法的設(shè)想由McKinlay和Zeikus提出,但是它必須結(jié)合可移動(dòng)的氧化穿梭體。它們展示了氫化酶在還原細(xì)菌表面的中性紅的過(guò)程中扮演了某一角色。

細(xì)菌可以使用可溶性的組分將電子從一個(gè)細(xì)胞(內(nèi))的化合物轉(zhuǎn)移到電極的表面,同時(shí)伴隨著這一化合物的氧化。在很多研究中,都向反應(yīng)器中添加氧化型中間體比如中性紅,勞氏紫(thionin)和甲基紫蘿堿(viologen)。經(jīng)驗(yàn)表明這些中間體的添加通常都是很關(guān)鍵的。但是,細(xì)菌也能夠自己制造這些氧化中間體,通過(guò)兩種途徑:通過(guò)制造有機(jī)的、可以被可逆的還原化合物(次級(jí)代謝物),和通過(guò)制造可以被氧化的代謝中間物(初級(jí)代謝物)。

第一種途徑體現(xiàn)在很多種類(lèi)的細(xì)菌中,例如腐敗謝瓦納拉菌(Shewanellaputrefaciens)以及銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)。近期的研究表明這些微生物的代謝中間物影響著MFCs的性能,甚至普遍干擾了胞外電子的傳遞過(guò)程。失活銅綠假單胞菌的MFC中的這些與代謝中間體產(chǎn)生相關(guān)的基因,可以將產(chǎn)生的電流單獨(dú)降低到原來(lái)的二十分之一。由一種細(xì)菌制造的氧化型代謝中間體也能夠被其他種類(lèi)的細(xì)菌在向電極傳遞電子的過(guò)程中所利用。

通過(guò)第二種途徑細(xì)菌能夠制造還原型的代謝中間體——但還是需要利用初級(jí)代謝中間物——使用代謝中間物如Ha或者HgS作為媒介。Schroder等利用E.coliK12產(chǎn)生氫氣,并將浸泡在生物反應(yīng)器中的由聚苯胺保護(hù)的鉑催化電極處進(jìn)行再氧化。通過(guò)這種方法他們獲得了高達(dá)1.5mA/cm2(A,安培)的電流密度,這在之前是做不到。相似的,Straub和Schink發(fā)表了利用Sulfurospirillumdeleyianum將硫還原至硫化物,然后再由鐵重氧化為氧化程度更高的中間物。評(píng)價(jià)MFCs性能的參數(shù)

使用微生物燃料電池產(chǎn)生的功率大小依賴(lài)于生物和電化學(xué)這兩方面的過(guò)程。

底物轉(zhuǎn)化的速率

受到如下因素的影響,包括細(xì)菌細(xì)胞的總量,反應(yīng)器中混合和質(zhì)量傳遞的現(xiàn)象,細(xì)菌的動(dòng)力學(xué)(p-max——細(xì)菌的種屬特異性最大生長(zhǎng)速率,Ks——細(xì)菌對(duì)于底物的親和常數(shù)),生物量的有機(jī)負(fù)荷速率(每天每克生物量中的底物克數(shù)),質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)中的質(zhì)子跨膜效率,以及MFC的總電勢(shì)。

陽(yáng)極的超極化

一般而言,測(cè)量MFCs的開(kāi)放電路電勢(shì)(OCP)的值從750mV~798mV。影響超極化的參數(shù)包括電極表面,電極的電化學(xué)性質(zhì),電極電勢(shì),電極動(dòng)力學(xué)以及MFC中電子傳遞和電流的機(jī)制。

陰極的超極化

與在陽(yáng)極觀測(cè)到的現(xiàn)象相似,陰極也具有顯著的電勢(shì)損失。為了糾正這一點(diǎn),一些研究者們使用了赤血鹽(hexacyanoferrate)溶液。但是,赤血鹽并不是被空氣中的氧氣完全重氧化的,所以應(yīng)該認(rèn)為它是一個(gè)電子受體更甚于作為媒介。如果要達(dá)到可持續(xù)狀態(tài),MFC陰極最好是開(kāi)放性的陰極。

質(zhì)子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的性能

目前大部分的MFCs研究都使用Nafion—質(zhì)子轉(zhuǎn)換膜(PEMs)。然而,Nafion—膜對(duì)于(生物)污染是很敏感的,例如銨。而目前最好的結(jié)果來(lái)自于使用Ultrex陽(yáng)離子交換膜。Liu等不用使用膜,而轉(zhuǎn)用碳紙作為隔離物。雖然這樣做顯著降低了MFC的內(nèi)在電阻,但是,在有陽(yáng)極電解液組分存在的情況下,這一類(lèi)型的隔離物會(huì)刺激陰極電極的生長(zhǎng),并且對(duì)于陰極的催化劑具有毒性。而且目前尚沒(méi)有可信的,關(guān)于這些碳紙-陰極系統(tǒng)在一段時(shí)期而不是短短幾天內(nèi)的穩(wěn)定性方面的數(shù)據(jù)。

MFC的內(nèi)在電阻

這一參數(shù)既依賴(lài)于電極之間的電解液的電阻值,也決定于膜電阻的阻值(Nafion—具有最低的電阻)。對(duì)于最優(yōu)化的運(yùn)轉(zhuǎn)條件,陽(yáng)極和陰極需要盡可能的相互接近。雖然質(zhì)子的遷移會(huì)顯著的影響與電阻相關(guān)的損失,但是充分的混合將使這些損失最小化。

性能的相關(guān)數(shù)據(jù)

在平均陽(yáng)極表面的功率和平均MFC反應(yīng)器容積單位的功率之間,存在著明顯的差異。表2提供了目前為止報(bào)道過(guò)的與MFCs相關(guān)的最重要的的結(jié)果。大部分的研究結(jié)果都以電極表面的mA/m以及mW/m2兩種形式表示功率輸出的值,是根據(jù)傳統(tǒng)的催化燃料電池的描述格式衍生而來(lái)的。其中后一種格式對(duì)于描述化學(xué)燃料電池而言可能已經(jīng)是充分的,但是MFCs與化學(xué)燃料電池具有本質(zhì)上的差異,因?yàn)樗褂玫拇呋瘎?xì)菌)具有特殊的條件要求,并且占據(jù)了反應(yīng)器定的體積,因此減少了其中的自由空間和孔隙的大小。每一個(gè)研究都參照了以下參數(shù)的特定的組合:包括反應(yīng)器容積、質(zhì)子交換膜、電解液、有機(jī)負(fù)荷速率以及陽(yáng)極表面。但僅從這一點(diǎn)出發(fā)要對(duì)這些數(shù)據(jù)作出橫向比較很困難。從技術(shù)的角度來(lái)看,以陽(yáng)極倉(cāng)內(nèi)容積(液體)所產(chǎn)生的瓦特/立方米(Watts/m3)為單位的形式,作為反應(yīng)器的性能比較的一個(gè)基準(zhǔn)還是有幫助的。這一單位使我們能夠橫向比較所有測(cè)試過(guò)的反應(yīng)器,而且不僅僅局限于已有的研究,還可以拓展到其它已知的生物轉(zhuǎn)化技術(shù)。

此外,在反應(yīng)器的庫(kù)侖效率和能量效率之間也存在著顯著的差異。庫(kù)侖效率是基于底物實(shí)際傳遞的電子的總量與理論上底物應(yīng)該傳遞的電子的總量之間的比值來(lái)計(jì)算。能量效率也是電子傳遞的能量的提示,并結(jié)合考慮了電壓和電流。如表2中所見(jiàn),MFC中的電流和功率之間的關(guān)系并非總是明確的。需要強(qiáng)調(diào)的是在特定電勢(shì)的條件下電子的傳遞速率,以及操作參數(shù),譬如電阻的調(diào)整。如果綜合考慮這些參數(shù)的問(wèn)題的話(huà),必須要確定是最大庫(kù)侖效率(如對(duì)于廢水處理)還是最大能量效率(如對(duì)于小型電池)才是最終目標(biāo)。目前觀測(cè)到的電極表面功率輸出從mW/m2~w/m2都有分布。

優(yōu)化

生物優(yōu)化提示我們應(yīng)該選擇合適的細(xì)菌組合,以及促使細(xì)菌適應(yīng)反應(yīng)器內(nèi)優(yōu)化過(guò)的環(huán)境條件。雖然對(duì)細(xì)菌種子的選擇將很大程度上決定細(xì)菌增殖的速率,但是它并不決定這一過(guò)程產(chǎn)生的最終結(jié)構(gòu)。使用混合的厭氧-好氧型淤泥接種,并以葡萄糖作為營(yíng)養(yǎng)源,可以觀察到經(jīng)過(guò)三個(gè)月的微生物適應(yīng)和選擇之后,細(xì)菌在將底物轉(zhuǎn)換為電流的速率上有7倍的增長(zhǎng)。如果提供更大的陽(yáng)極表面供細(xì)菌生長(zhǎng)的話(huà),增長(zhǎng)會(huì)更快。

批處理系統(tǒng)使能夠制造可溶性的氧化型中間體的微生物的積累成為了可能。持續(xù)的系統(tǒng)性選擇能形成生物被膜的種類(lèi),它們或者能夠直接的生長(zhǎng)在電極上,或者能夠通過(guò)生物被膜的基質(zhì)使用可移動(dòng)的穿梭分子來(lái)傳遞電子。

通過(guò)向批次處理的陽(yáng)極中加入可溶性的氧化中間體也能達(dá)到技術(shù)上的優(yōu)化:MFCs中加入氧化型代謝中間體能夠持續(xù)的改善電子傳遞。對(duì)這些代謝中間體的選擇到目前為止還僅僅是出于經(jīng)驗(yàn)性的,而且通常只有低的中間體電勢(shì),在數(shù)值約為300mV或者還原性更高的時(shí)候,才認(rèn)為是值得考慮的。應(yīng)該選擇那些具有足夠高的電勢(shì)的氧化中間體,才能夠使細(xì)菌對(duì)于電極而言具有足夠高的流通速率,同時(shí)還需參考是以高庫(kù)侖效率還是以高能量效率為主要目標(biāo)。

一些研究工作者們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了改進(jìn)型的陽(yáng)極材料,是通過(guò)將化學(xué)催化劑滲透進(jìn)原始材料制成的。Park和Zeikus使用錳修飾過(guò)的高嶺土電極,產(chǎn)生了高達(dá)788mW/m2的輸出功率。而增加陽(yáng)極的特殊表面將導(dǎo)致產(chǎn)生更低的電流密度(因此反過(guò)來(lái)降低了活化超極化)和更多的生物薄膜表面。然而,這種方法存在一個(gè)明顯的局限,微小的孔洞很容易被被細(xì)菌迅速堵塞。被切斷食物供應(yīng)的細(xì)菌會(huì)死亡,因此在它溶解前反而降低了電極的活化表面??傊档突罨瑯O化和內(nèi)源性電阻值將是影響功率輸出的最主要因素。

IVIFC:支柱性核心技術(shù)

污物驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用在于能夠顯著的移除廢棄的底物。目前,使用傳統(tǒng)的好氧處理時(shí),氧化每千克碳水化合物就需要消耗1kWh的能量。例如,生活污水的處理每立方米需要消耗0.5kWh的能量,折算后在這一項(xiàng)上每人每年需要消耗的能源約為30kWh。為了解決這一問(wèn)題,需要開(kāi)發(fā)一些技術(shù),特別是針對(duì)高強(qiáng)度的廢水。在這一領(lǐng)域中常用的是UpflowAnaerobicSludgeBlanket反應(yīng)器,它產(chǎn)生沼氣,特別是在處理濃縮的工業(yè)廢水時(shí)。UASB反應(yīng)器通常以每立方米反應(yīng)器每天10~20kg化學(xué)需氧量的負(fù)荷速率處理高度可降解性的廢水,并且具有(帶有一個(gè)燃燒引擎作為轉(zhuǎn)換器)35%的總電力效率,意味著反應(yīng)器功率輸出為0.5~1kW/m3。它的效率主要決定于燃燒沼氣時(shí)損失的能量。未來(lái)如果發(fā)展了比現(xiàn)有的能更有效的氧化沼氣的化學(xué)染料電池的話(huà),很可能能夠獲得更高的效率。

能夠轉(zhuǎn)化具有積極市場(chǎng)價(jià)值的某種定性底物的電池,譬如葡萄糖,將以具有高能量效率作為首要目標(biāo)。雖然MFCs的功率密度與諸如甲醇驅(qū)動(dòng)的FCs相比是相當(dāng)?shù)偷?,但是?duì)于這項(xiàng)技術(shù)而言,以底物安全性為代表的多功能性是它的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。

篇9

菌根是自然界中一種普遍的植物共生現(xiàn)象,它是土壤中的菌根真菌菌絲與高等植物營(yíng)養(yǎng)根系形成的一種聯(lián)合體。而叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一種古老而廣泛的共生體,與陸地上80%以上的植物都存有共生關(guān)系。它會(huì)將菌絲延伸到土壤中以擴(kuò)大吸收面積,從而提高對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收,增強(qiáng)植物對(duì)疾病的抵抗力和抗旱能力。

一直以來(lái),人們都認(rèn)為宿主細(xì)胞與真菌細(xì)胞之間所有礦質(zhì)養(yǎng)分的交換,主要發(fā)生在真菌與植物交界面上,且已有人在研究AM真菌在吸收不同氮源的情況下如何向宿主植物運(yùn)轉(zhuǎn)氮,但卻沒(méi)人能夠證明AM通過(guò)什么載體向寄主植物運(yùn)轉(zhuǎn)氮。經(jīng)過(guò)艱苦攻關(guān),金海如發(fā)現(xiàn)并證明,這個(gè)載體就是精氨酸—一種較難被吸收和利用的氨基酸。

金海如利用實(shí)驗(yàn)證明,AM真菌可以從周?chē)h(huán)境中吸收不同來(lái)源的氮,并將其合成為精氨酸,爾后精氨酸再通過(guò)尿素循環(huán)中的精氨酸酶分解為鳥(niǎo)氨酸和尿素,尿素又進(jìn)一步被脲酶分解釋放出銨根離子。而銨根離子則能跨越植物根皮細(xì)胞質(zhì)膜,以氨的形式釋放到寄主植物的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)被進(jìn)一步吸收利用。同時(shí),金海如還發(fā)現(xiàn)了AM真菌孢子對(duì)不同外源氮的吸收和代謝的機(jī)理,這些研究成果可以說(shuō)是AM真菌代謝理論上的重大突破,已陸續(xù)在《Nature》《New Phytologist》等刊物上發(fā)表,且已有兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利獲得了授權(quán)。

但金海如對(duì)AM真菌的研究并沒(méi)有止步于此。在一番更深入地研究之后,他先于世界各國(guó)科學(xué)家發(fā)明了利用叢枝菌根真菌生產(chǎn)高效生物氮肥的技術(shù),并在國(guó)內(nèi)率先發(fā)明了規(guī)?;a(chǎn)叢枝菌根真菌的純培養(yǎng)技術(shù),對(duì)推廣該真菌用于糧食增產(chǎn)增收具有重要意義。

金海如的生物氮肥除了具備肥料的功效之外,還具有活化土壤養(yǎng)分、改善作物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、提高有機(jī)肥的使用效率、提高植物抗旱和抗病能力、促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育、增加產(chǎn)量和改善品質(zhì),以及調(diào)節(jié)和控制植物的多樣性等功效。同時(shí),利用此項(xiàng)技術(shù)還能解決一些行業(yè)產(chǎn)生的氮、磷以及重金屬污染等問(wèn)題。

篇10

關(guān)鍵詞: 微生物 實(shí)踐教學(xué) “三步走”

人才培養(yǎng)是大學(xué)的根本任務(wù),本科教育則是大學(xué)人才培養(yǎng)的基本任務(wù)。目前,我國(guó)大學(xué)每年招收數(shù)百萬(wàn)名大學(xué)本科生,招生規(guī)模已居世界第一[1],但我國(guó)大學(xué)本科教育的水平還有待提高。這是一個(gè)全國(guó)關(guān)注的問(wèn)題和難題,解決之路只能是深化改革[2]。進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革的目的是增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,培養(yǎng)獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)造能力和就業(yè)能力,使學(xué)生能夠更好地適應(yīng)今后的工作。傳統(tǒng)教學(xué)理念已經(jīng)不能完全適應(yīng)當(dāng)前這種對(duì)高素質(zhì)技術(shù)人才培養(yǎng)的要求,所以,我們必須積極創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,充分發(fā)揮學(xué)生的主體性和創(chuàng)新精神。在食品專(zhuān)業(yè)中,微生物實(shí)踐教學(xué)尤為重要。

微生物是生物、食品、環(huán)境等專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)主干課程,涉及學(xué)科多,技術(shù)性強(qiáng),既具有系統(tǒng)的理論基礎(chǔ),又具有顯著的應(yīng)用實(shí)踐意義[3],微生物學(xué)是實(shí)踐性、應(yīng)用性最強(qiáng)的學(xué)科之一,與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐有著極為密切的關(guān)系,作為發(fā)酵工業(yè)的靈魂和動(dòng)力的微生物菌種的選育及食品工業(yè)中必須進(jìn)行的微生物檢驗(yàn)等,都需要用到微生物學(xué)的相關(guān)知識(shí),微生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)是微生物課程的重要組成部分。加強(qiáng)微生物實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新思維,不僅可加深學(xué)生對(duì)微生物學(xué)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,有利于后續(xù)課程的學(xué)習(xí),而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力具有重要意義。

傳統(tǒng)的微生物實(shí)踐教學(xué)多是單一的實(shí)驗(yàn)課形式,由教師講解和演示,學(xué)生再模仿操作,根據(jù)教材安排一些內(nèi)容缺乏內(nèi)在聯(lián)系的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行技能訓(xùn)練[4]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往枯燥,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,社會(huì)反映這樣培養(yǎng)的學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識(shí)、獨(dú)立思考、解決實(shí)際問(wèn)題的能力[5]。為改變這一現(xiàn)狀,我院微生物課程組以高素質(zhì)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo),對(duì)微生物實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了改革探索:理論與實(shí)踐雙管齊下,初步構(gòu)建與探索出了包含理論提升、實(shí)踐創(chuàng)新、總結(jié)提高三個(gè)階段的“三步走”實(shí)踐教學(xué)法。在實(shí)施過(guò)程中,這三個(gè)階段環(huán)環(huán)相扣,螺旋上升,完整統(tǒng)一。同時(shí),我們始終堅(jiān)持系統(tǒng)性、規(guī)范性、開(kāi)放性的原則,致力于全面提高我院學(xué)生的實(shí)踐技能,以適應(yīng)高等教育新形勢(shì)下的新思路、新任務(wù)和新目標(biāo)。

一、理論提升――轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念

在傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)課堂上,教師負(fù)責(zé)講解有關(guān)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)步驟,學(xué)生負(fù)責(zé)按教師的要求操作。這樣的教學(xué)弊端是,學(xué)生對(duì)理論知識(shí)不能很好地領(lǐng)悟,也不能有效地把握實(shí)驗(yàn)的整體,更無(wú)法獨(dú)自解決今后工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題。因此,對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和應(yīng)用能力的培養(yǎng)是社會(huì)需求發(fā)展的必然趨勢(shì),大學(xué)教學(xué)的思路必須從知識(shí)本位向能力本位轉(zhuǎn)變,應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要通過(guò)教學(xué)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)未知領(lǐng)域進(jìn)行探索,提高綜合素質(zhì);更重要的是,通過(guò)學(xué)習(xí)掌握探索未知領(lǐng)域的思維和方法,具備再學(xué)習(xí)能力,為今后走進(jìn)社會(huì),承擔(dān)新的任務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念,堅(jiān)持提高素質(zhì)。能力培養(yǎng)和傳授知識(shí)與技能同時(shí)貫穿于教學(xué)活動(dòng)中,是本改革的項(xiàng)目核心,也是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)。

二、實(shí)踐創(chuàng)新――實(shí)踐教學(xué)與理論實(shí)際緊密結(jié)合

學(xué)生對(duì)于實(shí)踐課程的學(xué)習(xí),不能只停留在模擬教材上的某一實(shí)驗(yàn)或消化某一知識(shí)點(diǎn)上,即驗(yàn)證性和模擬性實(shí)踐,而是要把書(shū)本知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)。比如,在做“酵母菌的分離純化”實(shí)驗(yàn)中,帶領(lǐng)學(xué)生參觀葡萄酒廠、神內(nèi)胡蘿卜汁廠,了解酵母菌發(fā)酵葡萄酒、果醋的原理,并在葡萄園區(qū)采摘葡萄樣品,在蘋(píng)果園采摘蘋(píng)果樣品,以及選用新疆特色奶酪、酸奶為樣品,使學(xué)生參與理論了解采樣發(fā)酵分離純化的全過(guò)程,學(xué)生表現(xiàn)出高度的積極性。在此過(guò)程中,學(xué)生根據(jù)不同樣品,查閱相關(guān)文獻(xiàn),選用不同培養(yǎng)基對(duì)照培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好。事實(shí)證明,對(duì)于與生產(chǎn)生活緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度更認(rèn)真,不僅提高了解決具體問(wèn)題的能力,而且提高了創(chuàng)新能力。

三、總結(jié)提高――以科研項(xiàng)目為載體提高教學(xué)質(zhì)量

在積極總結(jié)、認(rèn)真評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)踐操作的基礎(chǔ)上,專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)老師針對(duì)學(xué)生在其中普遍存在的共性問(wèn)題,做出總結(jié),然后開(kāi)展一次面對(duì)全體學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和交流大會(huì),力求提高全體學(xué)生實(shí)踐的整體水平。但是探索新課程改革,不僅要在教學(xué)上進(jìn)行改革,更要努力提高自身科研能力,把項(xiàng)目研究與課程實(shí)踐教學(xué)的改革與建設(shè)緊密結(jié)合起來(lái),在教師進(jìn)行科研的同時(shí),可以讓學(xué)生參與,提高課程實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)科研項(xiàng)目的研究,增強(qiáng)課程實(shí)踐教學(xué)的針對(duì)性和市場(chǎng)適應(yīng)性及前瞻性。我院在實(shí)踐教學(xué)上,不僅完善了課程教學(xué),還加強(qiáng)了教學(xué)資源的整合,加強(qiáng)了教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)和交流,完善了課程群實(shí)踐教學(xué)體系,提高了實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。如各實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備由專(zhuān)人管理,可以共同使用和借用;精密儀器由專(zhuān)業(yè)老師和學(xué)生共同管理,可以互相交流探討,形成教學(xué)相長(zhǎng)的良性互動(dòng)。授課結(jié)束后,任課教師不再僅帶學(xué)生做實(shí)驗(yàn),而是為學(xué)生找項(xiàng)目,帶領(lǐng)學(xué)生做項(xiàng)目,達(dá)到師生共同提高、共同進(jìn)步的雙贏效果。

總體來(lái)說(shuō),在經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐與探索之后,現(xiàn)階段我們的“三步走”實(shí)踐教學(xué)法已初見(jiàn)成效,在我院校引起了強(qiáng)烈反響。然而,“三步走”實(shí)踐教學(xué)法仍然不夠完善,不可避免地存在這樣的問(wèn)題或那樣的不足,但困難無(wú)法阻擋我們探索與前進(jìn)的腳步,我們將一如既往、堅(jiān)定不移地實(shí)施“三步走”教學(xué)戰(zhàn)略,不斷充實(shí)和拓展實(shí)踐教學(xué),與時(shí)俱進(jìn),開(kāi)拓創(chuàng)新,為使實(shí)踐教學(xué)形成長(zhǎng)期化、專(zhuān)業(yè)化、規(guī)范化、系統(tǒng)化的科學(xué)教學(xué)體系而不懈奮斗。

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