導(dǎo)語：如何才能寫好一篇微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

例1（2009年安徽理綜卷）下列是關(guān)于“檢測(cè)土壤中細(xì)菌總數(shù)”實(shí)驗(yàn)操作的敘述，其中錯(cuò)誤的是（）

A．用蒸餾水配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，經(jīng)高溫、高壓滅菌后倒平板

B．取104、105、106倍的土壤稀釋液和無菌水各0.1mL，分別涂布于各組平板上

C．將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組平板倒置，37℃恒溫培養(yǎng)24～48小時(shí)

D．確定對(duì)照組無菌后，選擇菌落數(shù)在300以上的實(shí)驗(yàn)組平板進(jìn)行計(jì)數(shù)

解析：確定對(duì)照組無菌后，選擇菌落數(shù)在30～300的進(jìn)行計(jì)數(shù)，求其平均值，再通過計(jì)算得出土壤中細(xì)菌總數(shù)。

點(diǎn)撥：配置培養(yǎng)基時(shí)，要用無菌水，不能用自來水，以防止雜菌污染，同時(shí)防止自來水中的其他物質(zhì)影響培養(yǎng)基的成分。

二、考查微生物的分離、培養(yǎng)

例2（2009年寧夏理綜卷）（1）在大腸桿菌培養(yǎng)過程中，除考慮營(yíng)養(yǎng)條件外，還要考慮______、______和滲透壓等條件。由于該細(xì)菌具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變異類型容易選擇、______、______等優(yōu)點(diǎn)，因此常作為遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料。

（2）在微生物培養(yǎng)操作過程中，為防止雜菌污染，需對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進(jìn)行______（消毒、滅菌）；操作者的雙手需要進(jìn)行清洗和______；靜止空氣中的細(xì)菌可用紫外線殺滅，其原因是紫外線能使蛋白質(zhì)變性，還能______。

（3）若用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)大腸桿菌活菌的個(gè)數(shù)，要想使所得估計(jì)值更接近實(shí)際值，除應(yīng)嚴(yán)格操作、多次重復(fù)外，還應(yīng)保證待測(cè)樣品稀釋的______。

（4）通常，對(duì)獲得的純菌種還可以依據(jù)菌落的形狀、大小等菌落特征對(duì)細(xì)菌進(jìn)行初步的______。

（5）培養(yǎng)大腸桿菌時(shí)，在接種前需要檢測(cè)培養(yǎng)基是否被污染。對(duì)于固體培養(yǎng)基應(yīng)采用的檢測(cè)方法是______。

（6）若用大腸桿菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過______處理后才能丟棄，以防止培養(yǎng)物的擴(kuò)散。

解析：（1）大腸桿菌具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變異類型容易選擇、易培養(yǎng)、生活周期短等優(yōu)點(diǎn)，培養(yǎng)過程中，除考慮營(yíng)養(yǎng)條件外，還要考慮溫度、酸堿度和滲透壓等條件。

（2）滅菌是指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿要進(jìn)行滅菌。消毒是指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的微生物，對(duì)操作者的雙手需要進(jìn)行清洗和消毒。紫外線能使蛋白質(zhì)變性，還能損傷DNA的結(jié)構(gòu)。

（3）稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)行培養(yǎng)，應(yīng)保證樣品稀釋的比例適合。

（4）對(duì)獲得的純菌種還可以依據(jù)菌落的形狀、大小等菌落特征對(duì)細(xì)菌進(jìn)行初步的鑒定。

（5）培養(yǎng)大腸桿菌時(shí)，在接種前需要檢測(cè)培養(yǎng)基是否被污染。對(duì)于固體培養(yǎng)基應(yīng)采用的檢測(cè)方法是將未接種的培養(yǎng)基在適宜的溫度下放置適宜的時(shí)間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生。

（6）因?yàn)橛械拇竽c桿菌會(huì)釋放一種強(qiáng)烈的毒素，并可能導(dǎo)致腸管出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀，使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過滅菌處理后才能丟棄，以防止培養(yǎng)物的擴(kuò)散。

點(diǎn)撥：注意區(qū)分消毒和滅菌，不能把消毒和滅菌的概念混淆。消毒一般只是消滅體表大部分微生物，而滅菌是殺滅所有的微生物及其孢子等。

三、綜合考查微生物的應(yīng)用

例3（2007年寧夏理綜卷）某小組同學(xué)為了調(diào)查湖水中細(xì)菌的污染情況而進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)包括制備培養(yǎng)基、滅菌、接種及培養(yǎng)、菌落觀察計(jì)數(shù)。請(qǐng)回答與此實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題。

（1）培養(yǎng)基中含有蛋白胨、淀粉分別為細(xì)菌培養(yǎng)提供了______和______。除此之外，培養(yǎng)基還必須含有的基本成分是______和______。

（2）對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，應(yīng)該采用的方法是______。

（3）為了盡快觀察到細(xì)菌培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)將接種了湖水樣品的平板置于______中培養(yǎng)，培養(yǎng)的溫度設(shè)定在37℃。要使該實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果可靠，還應(yīng)該同時(shí)在另一平板上接種______作為對(duì)照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（4）培養(yǎng)20小時(shí)后，觀察到平板上有形態(tài)和顏色不同的菌落，這說明湖水樣品中有______種細(xì)菌。一般說來，菌落總數(shù)越多，湖水遭受細(xì)菌污染的程度越______。

（5）如果提高培養(yǎng)基中NaCl的濃度，可以用于篩選耐______細(xì)菌，這種培養(yǎng)基被稱為______。

篇2

關(guān)鍵詞：微生物 自然界 分布 教學(xué)設(shè)計(jì)

《微生物學(xué)》是生物制藥專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)的《發(fā)酵技術(shù)》打基礎(chǔ)，在教學(xué)中要注重與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系，與后續(xù)教學(xué)銜接。

《微生物學(xué)》開設(shè)在三年級(jí)，學(xué)生在校已經(jīng)學(xué)習(xí)了兩年多的時(shí)間。在這兩年多的時(shí)間里，他們學(xué)習(xí)完成了《無機(jī)化學(xué)》《有機(jī)化學(xué)》等基礎(chǔ)課程，還完成了《生物化學(xué)》專業(yè)基礎(chǔ)課程，具備了基本知識(shí)，完全可以滿足學(xué)習(xí)專業(yè)課程的需要。他們還學(xué)習(xí)了兩年的《生物制藥設(shè)備》課程，對(duì)生物制藥設(shè)備，特別是發(fā)酵設(shè)備有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)于工廠中的清潔要求已有初步的了解。在學(xué)習(xí)“微生物在自然界的分布”一章節(jié)時(shí)，《微生物》課程已經(jīng)學(xué)習(xí)了大半個(gè)學(xué)期，學(xué)生對(duì)純種微生物的特點(diǎn)、培養(yǎng)、滅菌以及實(shí)驗(yàn)操作已經(jīng)非常熟悉。雖然學(xué)生已經(jīng)具備了相當(dāng)多的理論、實(shí)驗(yàn)知識(shí)，但是他們欠缺的是如何將微生物的理論、實(shí)驗(yàn)知識(shí)靈活應(yīng)用到實(shí)際的發(fā)酵生產(chǎn)中。同時(shí)學(xué)生的表達(dá)能力不強(qiáng)，沒有養(yǎng)成勤于思考的好習(xí)慣。

一、主要教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)重點(diǎn)

（一）主要教學(xué)內(nèi)容：微生物在自然界中的分布

（二）教學(xué)重點(diǎn)

1.土壤中的微生物在發(fā)酵中應(yīng)用

2.空氣中微生物對(duì)發(fā)酵的影響

3.如何防止人對(duì)發(fā)酵的污染

（三）教學(xué)難點(diǎn)

1.土壤中的微生物在發(fā)酵中的應(yīng)用

2.樹立無菌操作意識(shí)

3.將微生物的基本知識(shí)應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)中

二、教學(xué)目標(biāo)與要求

（一）知識(shí)與能力教學(xué)目標(biāo)及要求

1.學(xué)習(xí)并了解在自然界中微生物無處不在

2.學(xué)習(xí)并掌握土壤微生物在發(fā)酵中的應(yīng)用

3.學(xué)習(xí)并掌握空氣中的微生物對(duì)發(fā)酵的影響

4.學(xué)習(xí)并熟悉如何控制飲用水的潔凈度

5.學(xué)習(xí)并了解人體中的微生物，如何避免人對(duì)發(fā)酵的污染

（二）過程與方法教學(xué)目標(biāo)及要求

1.通過設(shè)疑的方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

2.通過探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

3.通過交流的方法，培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)能力

4.通過總結(jié)的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和概括綜合的能力

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀教學(xué)目標(biāo)及要求

1.通過學(xué)習(xí)微生物無處不在，樹立學(xué)生的無菌操作意識(shí)

2.通過學(xué)習(xí)自然界中的微生物，培養(yǎng)生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)

3.通過將微生物理論知識(shí)與發(fā)酵生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的方法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，然后理論指導(dǎo)專業(yè)學(xué)習(xí)和應(yīng)用于實(shí)際的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度

4.養(yǎng)成勤于思考的科學(xué)精神

三、板書設(shè)計(jì)

第七章 微生物生態(tài)

第一節(jié) 自然界中微生物的分布

一、土壤中的微生物

（一）土壤的生態(tài)條件

1.水分 2.營(yíng)養(yǎng) 3.pH值 4.氧氣 5.溫度 6.保護(hù)層

（二）土壤微生物的種類、數(shù)量和分布

1.種類：細(xì)菌、防線菌、真菌、原生動(dòng)物和藻類依次遞減

舉出幾種可以在發(fā)酵中利用的微生物的例子

2.分布：包括水平分布和垂直分布

二、水中的微生物

（一）水體的生態(tài)條件

1.營(yíng)養(yǎng) 2.溫度 3.氧氣 4.pH值

（二）水中微生物的來源

（三）水中微生物的種類、數(shù)量和分布

（四）飲用水衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)

1.大腸桿菌來衡量 2.飲用水的標(biāo)準(zhǔn)

三、空氣中的微生物

1.來源 2.種類 3.分布 4.衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 5.在發(fā)酵中的應(yīng)用

四、人體中的微生物

1.種類 2.在發(fā)酵中如何防止污染

四、教學(xué)過程（見附表）

五、教學(xué)反思

“師者，傳道授業(yè)解惑者也?！蓖ㄟ^這次教學(xué)設(shè)計(jì)，我更深層次地理解了這句話的含義。

篇3

【關(guān)鍵詞】 水處理 微生物絮凝劑 絮凝機(jī)理 影響因素

為滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境排放要求，在給水和污、廢水處理過程中，一般向水中先加入一定量的絮凝或助凝劑，改變膠體顆粒的表面特性、破壞其穩(wěn)定性，使分散的膠體顆粒相互聚集進(jìn)而形成較大的顆粒物，最終從水中沉淀或上浮，以實(shí)現(xiàn)固液分離，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。

作為第三代絮凝劑，微生物絮凝劑是一種利用生物技術(shù)，通過細(xì)菌、真菌等微生物經(jīng)發(fā)酵、抽提、精制而成的物質(zhì)，主要成分為多糖、多肽、蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物。按其來源進(jìn)行分類，微生物絮凝劑大致可分為：（1）直接利用為生物細(xì)胞的絮凝劑，如大量存在于土壤、活性污泥中的細(xì)菌、真菌及發(fā)酵菌等；（2）以細(xì)胞壁提取物（如細(xì)胞壁中的甘露聚糖及蛋白質(zhì)等）為主要成分的絮凝劑；（3）以微生物代謝產(chǎn)物（包括胞外代謝產(chǎn)物及胞內(nèi)代謝產(chǎn)物）為主要成分的絮凝劑；（4）利用克隆技術(shù)所獲得的絮凝劑[1]。

1 絮凝機(jī)理

1.1 吸附架橋機(jī)理

盡管微生物絮凝劑的性質(zhì)各不想同，但它們對(duì)液體中固體懸浮物顆粒的絮凝作用卻有相似之處，它們可通過離子鍵、氫鍵等作用與固體懸浮物相結(jié)合。電鏡顯微鏡下顯示：聚合細(xì)菌之間是由細(xì)胞外聚合物搭橋相連的，也正是這些使得微生物細(xì)胞削弱了膠體的絮凝穩(wěn)定性，進(jìn)而較為緊密地聚合成絮凝體從液體中沉淀分離出來。微生物絮凝劑的架橋機(jī)理如圖1所示。

在低濃度微生物絮凝劑環(huán)境中，呈鏈狀結(jié)構(gòu)的該類物質(zhì)可同時(shí)附著在多個(gè)膠體微粒的表面，形成“膠粒-高分子物質(zhì)-膠?！钡木酆衔?，在重力的作用下最終導(dǎo)致絮凝沉淀的出現(xiàn)。吸附架橋的必要條件是在膠體微粒表面存在空白空間。在通常情況下，微生物絮凝劑的絮凝效果隨著該絮凝劑分子量的增加而加強(qiáng)，即分子量增加，絮凝效率亦隨之提高；在架橋的過程中，倘若出現(xiàn)了微生物絮凝劑鏈段間的重疊，則亦會(huì)產(chǎn)生一定的排斥作用：在這種情況下，過高的絮凝劑分子量會(huì)削弱架橋作用，并最終降低絮凝劑的絮凝效果。相反，當(dāng)用微生物絮凝劑處理相反電性的膠體顆粒時(shí)，則往往會(huì)加大微生物絮凝劑的解離程度，造成絮凝劑電荷密度的加大，有利于絮凝劑分子的擴(kuò)展，進(jìn)而促進(jìn)了微生物絮凝劑的架橋作用。

1.2 電性中和機(jī)理

在使用微生物絮凝劑對(duì)水體進(jìn)行處理的過程中，通過加入一定量的金屬離子或?qū)λwpH進(jìn)行一定調(diào)節(jié)，可對(duì)該絮凝劑的處理效果產(chǎn)生一定的促進(jìn)或抑制作用。實(shí)驗(yàn)研究[2]證明：該操作是通過改變膠體表面的帶電性而起作用的。通常情況下，在水體中以絮凝穩(wěn)定性存在的膠體粒子往往帶有負(fù)電荷，當(dāng)帶有一定量正電荷的鏈狀高分子微生物絮凝劑或其水解產(chǎn)物靠近這種膠體粒子時(shí)，在膠體表面上將會(huì)發(fā)生正負(fù)電荷的相互抵消，進(jìn)而出現(xiàn)膠體脫穩(wěn)的現(xiàn)象，使得膠粒之間、膠粒與絮凝劑之間的自由碰撞加劇，并在分子間的力作用下形成一個(gè)整體，最終依靠重力的作用從水中沉淀分離出來。

1.3 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理

絮凝效率與溫度關(guān)系的研究實(shí)驗(yàn)[3]顯示：在30℃條件下，微生物的絮凝效率可達(dá)到85.2%；相比之下，在15℃條件下，卻只有42.1%的絮凝效果。實(shí)驗(yàn)研究表明：溫度對(duì)微生物絮凝劑的作用主要是通過影響其活性基團(tuán)，進(jìn)而影響其化學(xué)反應(yīng)，最終起到對(duì)微生物絮凝效果的促進(jìn)或抑制作用。

高分子微生物絮凝劑中存在一定數(shù)量的活性基團(tuán)，該基團(tuán)在微生物絮凝過程中扮演著重要的角色。研究顯示：微生物絮凝劑中的某些活性基團(tuán)可與膠體表面上相應(yīng)的基團(tuán)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而凝聚成體積較大的顆粒物質(zhì)，最終從水體中沉淀分離出來。另有研究顯示：通過對(duì)微生物絮凝劑進(jìn)行一定的改性、處理，使其添加、減少或是改變某些活性基團(tuán)，絮凝效果將會(huì)出現(xiàn)很大程度的變化。

2 絮凝效果影響因素

2.1 培養(yǎng)條件的影響

在營(yíng)養(yǎng)充裕的培養(yǎng)基中，微生物絮凝劑的絮凝特性與培養(yǎng)時(shí)間及培養(yǎng)溫度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果[4]顯示：微生物絮凝劑的絮凝活性隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而有所提高，即在培養(yǎng)的初始階段，微生物絮凝劑的絮凝活性隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而基本上呈線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)，直到達(dá)到某一最佳培養(yǎng)時(shí)間后，微生物絮凝劑的絮凝活性增長(zhǎng)速度開始減弱，最終趨近于某一極限值；此外，溫度可影響蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)及化學(xué)特性，進(jìn)而可促進(jìn)或削弱以蛋白質(zhì)為主體的微生物絮凝劑的絮凝特性，因而同一種微生物絮凝劑在不同的培養(yǎng)條件下，會(huì)產(chǎn)生不同的絮凝特性，但大部分微生物絮凝劑在30℃左右的溫度條件下，往往會(huì)出現(xiàn)最佳的絮凝特性。

2.2 pH值的影響

pH值是影響微生物絮凝劑絮凝效果的重要因素。不同的pH不僅會(huì)影響到微生物絮凝劑的形態(tài)結(jié)構(gòu)及電荷性質(zhì)，而且對(duì)膠體顆粒表面物化性質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生中的影響。不同的微生物絮凝劑對(duì)pH值有不同的敏感程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：酸性條件可降低、甚至消除微生物絮凝劑的絮凝特性；相比之下，在堿性條件下，不同微生物絮凝劑的絮凝活性卻出現(xiàn)了不同程度的提高，例如在使用微生物絮凝劑MBF3-3處理石油化工廢水的試驗(yàn)中，在pH>10的條件下微生物絮凝劑才會(huì)達(dá)到最佳的絮凝效果。

2.3 絮凝劑分子量及濃度的影響

絮凝劑分子量及濃度也會(huì)影響到微生物絮凝劑的絮凝特性。試驗(yàn)結(jié)果[8]顯示：分子量越大，會(huì)使得絮凝劑中活性位點(diǎn)增多，進(jìn)而微生物絮凝劑的處理效果；相反，分子量的減小會(huì)削弱微生物絮凝劑的絮凝特性。例如，微生物絮凝劑經(jīng)蛋白酶或其他相關(guān)酶水解處理后，由于微生物絮凝劑分子量的減少，出現(xiàn)了絮凝活性的顯著下降。

另外，與其他絮凝劑一樣，微生物絮凝劑的處理效果受其濃度而影響，并存在微生物絮凝劑的最佳投加量：在低濃度條件下，微生物絮凝劑的絮凝特性隨著絮凝劑投加量的增加而提高；當(dāng)濃度達(dá)到一定程度后，再繼續(xù)增加微生物絮凝劑，微生物的絮凝效果變化不大，甚至出現(xiàn)了絮凝效果降低的現(xiàn)象。實(shí)踐證明：當(dāng)投加量達(dá)到覆蓋膠體顆粒1/2表面積時(shí)，微生物絮凝劑在膠體顆粒上架橋的機(jī)率最大，往往會(huì)出現(xiàn)最佳的處理效果。

2.4 金屬離子的影響

金屬離子的種類和濃度對(duì)微生物絮凝劑的處理效果也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。研究結(jié)果[5]顯示：一定濃度的金屬離子可以促使微生物絮凝劑與膠體顆粒以離子鍵的形式結(jié)合，進(jìn)而提高其絮凝特性。

另外，不同價(jià)位的金屬離子對(duì)微生物絮凝劑的絮凝特性有不同程度的影響：以Na+、K+為代表的一價(jià)金屬陽離子，對(duì)微生物絮凝劑幾乎沒有促進(jìn)作用；而以Ca2+、Fe3+等為代表的高價(jià)金屬離子對(duì)微生物絮凝劑均有明顯的促進(jìn)或抑制作用。

為充分發(fā)揮微生物絮凝劑的絮凝特性，在實(shí)際應(yīng)用中，通常將微生物絮凝劑伴隨一定量的CaCl2，或是將微生物絮凝劑與Al2（SO4）2按一定的比例混合加入，這樣可在提高微生物絮凝劑絮凝效果的同時(shí)，減少微生物絮凝劑的用量。

3 微生物絮凝劑在實(shí)際水處理當(dāng)中的應(yīng)用

微生物絮凝劑主要成分是微生物菌體或其次級(jí)代謝產(chǎn)物，具有適用范圍廣、絮凝活性高、安全無害且易生物降解的特性，因此可廣泛應(yīng)用于給水及污、廢水的處理。

3.1 在給水及飲用水方面的應(yīng)用

由于人為或天然方面的原因，給水及飲用水中不可避免的會(huì)包含一定量的顆粒甚至是有毒有機(jī)物及病原菌。微生物絮凝劑在飲用水除濁及滅菌方面，要比傳統(tǒng)的無機(jī)鹽絮凝劑及有機(jī)高分子絮凝劑擁有更高的處理效果，且具有絮凝劑用量少、適用范圍廣、沉淀物過濾性能好及可生物降解，對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生毒害作用的特性。

3.2 在富營(yíng)養(yǎng)化水體處理方面的應(yīng)用

水體富營(yíng)養(yǎng)化多年來一直是一個(gè)困擾水處理工作者的難題，目前對(duì)于該水體污染尚無一個(gè)行之有效的辦法。然而，有研究顯示：微生物絮凝劑對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體有一定的處理效果。

為了探究微生物絮凝劑對(duì)于水體濁度的去除效果，黃玉柳等[6]從食用菌廢棄物土壤中分離并篩選出了一株絮凝劑高產(chǎn)菌，并將其應(yīng)用到富營(yíng)養(yǎng)化水體的絮凝沉淀試驗(yàn)中，結(jié)果顯示：在最佳的絮凝條件下，微生物絮凝劑對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化水體光密度OD653的去除率可達(dá)到70%，即相當(dāng)于使水體的澄清度提高了70%；同時(shí)，微生物絮凝劑對(duì)固體懸浮物可達(dá)到的62%的去除效果。

3.3 在印染廢水脫色方面的應(yīng)用

COD濃度高、可生化性差、成分復(fù)雜且對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重，使得應(yīng)用常規(guī)的廢水處理技術(shù)不能對(duì)印染廢水產(chǎn)生較為理想的處理效果。實(shí)驗(yàn)證明：微生物絮凝劑在印染廢水脫色及COD去除方面都具有較好地處理效果。為了檢驗(yàn)微生物絮凝劑在處理印染廢水脫色方面的可行性，李風(fēng)琴等[7]利用制的微生物絮凝劑MHXGS2對(duì)靛藍(lán)印染廢水進(jìn)行了處理，結(jié)果顯示：在最佳絮凝條件下，MHXGS2對(duì)廢水色度的去除率可達(dá)到96.5%。

3.4 在消除污泥膨脹方面的應(yīng)用

利用活性污泥法對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理的過程中，往往會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹，進(jìn)而降低廢水的凈化效果。有研究表明：如果在廢水的處理過程中，加入一定量的微生物絮凝劑，就可消除污泥膨脹，最終取得較好地處理效果。如在甘草制藥廢水的生化處理過程[12]中，就會(huì)往往出現(xiàn)污泥膨脹，通過加入一定量的微生物絮凝劑NOC-1，就可使得污泥容積指數(shù)SVI很快地由290降到50，即可消除污泥膨脹，最終恢復(fù)污泥活性。

4 結(jié)語

盡管目前對(duì)于微生物絮凝劑的研究，大部分還處于試驗(yàn)階段，但自然界中天然存在著多種絮凝微生物，且該類微生物具有生長(zhǎng)繁殖迅速、易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的特點(diǎn)，因而對(duì)于微生物絮凝劑的研究正日益引起人們的重視。

目前我國(guó)對(duì)于微生物絮凝劑的研究尚處于初級(jí)階段，為實(shí)現(xiàn)微生物絮凝劑在我國(guó)的快速工業(yè)化，可著重對(duì)以下方面進(jìn)行研究。

（1）深入對(duì)微生物絮凝劑的結(jié)構(gòu)、絮凝機(jī)理及影響因素的研究。只有對(duì)這些因素的深入研究，才能更好地開發(fā)和生產(chǎn)出高效的微生物絮凝劑。（2）著重對(duì)各微生物菌種生態(tài)位的研究。微生物生態(tài)為理論指出：不同微生物菌株共存時(shí)，微生物的絮凝特性將會(huì)有所提高，并對(duì)水質(zhì)有很好的處理效果；但是并不是任何菌種的混合培養(yǎng)即可提高微生物的絮凝特性，當(dāng)兩菌株之間的生態(tài)位出現(xiàn)重疊時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致絮凝活性的顯著降低。（3）注重復(fù)合型微生物絮凝劑的開發(fā)。在廢水的凈化處理中，依靠單一的絮凝劑很難取得較為理想的處理效果，而通過對(duì)各種絮凝劑按一定比例的復(fù)配使用，不僅可以提高絮凝效果，而且對(duì)可以在一定程度上減少絮凝劑的用量。（4）加強(qiáng)對(duì)絮凝劑產(chǎn)生菌在基因控制上的研究。通過應(yīng)用菌株誘變或現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)微生物絮凝劑的遺傳基因進(jìn)行改造，構(gòu)建新的微生物絮凝劑產(chǎn)生菌，以期獲得同時(shí)具有較高生物活性及絮凝能力的超級(jí)工程菌。

隨著對(duì)微生物絮凝劑研究的逐步深入，相信在不遠(yuǎn)的將來，將會(huì)在給水及工業(yè)污、廢水處理中得到更為廣泛的應(yīng)用，并最終取代或部分的取代傳統(tǒng)的無機(jī)鹽及有機(jī)高分子絮凝劑。

參考文獻(xiàn)：

[1]要玲.微生物絮凝劑的研究及其應(yīng)用[J].河北化工，2010，33（10）：11-12.

[2]任文萍，柴濤.微生物絮凝劑的研究及在廢水處理中的應(yīng)用[J].廣州化工，2011，12：34-35.

[3]程金平，鄭敏，等.影響微生物絮凝劑產(chǎn)生的因素研究[J].環(huán)境能夠科學(xué)與技術(shù)，2001，3（4）：28-31.

[4]徐放，李黎，等.微生物絮凝劑去除COD能力及影響因素研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，3：512-514.

[5]徐長(zhǎng)繪，張大明，等.微生物絮凝劑產(chǎn)生及絮凝特性影響因素的研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，18：330-331.

篇4

【關(guān)鍵詞】環(huán)境工程微生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 探索

環(huán)境工程微生物學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。它是生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)與工程的交叉學(xué)科,具有極強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)思維和動(dòng)手能力的一個(gè)重要途徑。同時(shí),該實(shí)驗(yàn)又是一門操作性很強(qiáng)的課程,需要大量的實(shí)驗(yàn)儀器,以及老師手把手傳授實(shí)驗(yàn)技能,如果沒有先進(jìn)的教學(xué)方法做支持,掌握其中的操作技術(shù)是很困難的。下面提出幾點(diǎn)心得體會(huì),將有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,深化學(xué)生對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)。

1 讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的全過程

實(shí)驗(yàn)室的前期準(zhǔn)備工作是很重要,工作量要比實(shí)驗(yàn)課程多許多。老師除了要認(rèn)真?zhèn)湔n外,還需要對(duì)培養(yǎng)皿、試管、鑷子等消毒滅菌,配制各種試劑,最好還要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),不但更加熟悉實(shí)驗(yàn)步驟,而且能保證實(shí)驗(yàn)課程的順利進(jìn)行。

通過讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程,可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到完整微生物實(shí)驗(yàn)操作技術(shù),這樣一個(gè)完整流程學(xué)生完全參與下來,不但讓學(xué)生體會(huì)到實(shí)驗(yàn)過程的艱辛,進(jìn)而更加珍惜來之不易的實(shí)驗(yàn)課程,還可以培養(yǎng)學(xué)生科研思維,提高科研能力,使他們?cè)谡n堂上學(xué)到的知識(shí)在實(shí)驗(yàn)操作中體會(huì)得更形象、更具體、更全面,從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)興趣。在鞏固專業(yè)知識(shí)的同時(shí),還培養(yǎng)了其發(fā)現(xiàn)問題、綜合分析和解決問題的能力。這些對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力都有很大的幫助。

2 更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容, 加大新知識(shí)和新技術(shù)的傳授

微生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)知識(shí)的更新推動(dòng)著環(huán)境工程微生物學(xué)這門新興的邊緣學(xué)科不斷向前發(fā)展。特別是日新月異的分子生物學(xué)技術(shù)已滲透到環(huán)境工程應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。為了緊跟時(shí)代和學(xué)科發(fā)展的步伐, 培養(yǎng)高質(zhì)量人才,讓學(xué)生熟悉和掌握學(xué)科前沿新的理論知識(shí)和操作技術(shù), 為他們將來工作研究或是碩士博士階段的深造打下良好的基礎(chǔ)。

例如,過去研究環(huán)境中微生物的方法是建立在平板分離基礎(chǔ)上的,但迄今為止利用這種方法培養(yǎng)出的微生物只占總微生物種類的0.1％～10％。固體培養(yǎng)基其實(shí)是人類為微生物創(chuàng)造的人工培養(yǎng)環(huán)境,與微生物的實(shí)際生存環(huán)境有很大差異,用它來培養(yǎng)環(huán)境中的微生物相當(dāng)于是對(duì)自然微生物群落進(jìn)行了一次強(qiáng)制的人工篩選。所以,用平板分離的方法來研究自然環(huán)境的微生物生態(tài)時(shí),往往不能準(zhǔn)確反映微生物群落的實(shí)際組成和存在狀態(tài)。分子生物學(xué)、基因組學(xué)和生物信息學(xué)等學(xué)科的發(fā)展及其向微生物學(xué)領(lǐng)域的滲透,形成一個(gè)新的交叉學(xué)科分支——微生物分子生態(tài)學(xué) (molecular microbial ecology),它為我們?nèi)婵陀^地研究微生物生態(tài)系統(tǒng)提供了新的技術(shù)手段。微生物分子生態(tài)學(xué)是以微生物基因組dna的序列信息為依據(jù),通過分析環(huán)境樣品中dna分子的種類、數(shù)量和分布特征來反映微生物區(qū)系組成和群落結(jié)構(gòu)[2,3]。所以,這項(xiàng)技術(shù)就需要研究者掌握dna提取及純化技術(shù)、dna瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)和pcr基因擴(kuò)增技術(shù)。針對(duì)這一點(diǎn),我們就可以給學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)微生物大實(shí)驗(yàn),以活性污泥為樣品,從dna的提取、純化,凝膠電泳檢測(cè),到細(xì)菌16s rdna基因擴(kuò)增,都讓學(xué)生自己操作一遍。通過這一實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),使學(xué)生對(duì)當(dāng)今環(huán)境工程微生物學(xué)的前沿技術(shù)都有一定的了解和掌握。

3 增強(qiáng)不同實(shí)驗(yàn)間的連貫性,以及實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)的連貫性

3.1 增強(qiáng)各實(shí)驗(yàn)間的連貫性

過去實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為孤立、連貫性不強(qiáng)的項(xiàng)目,各實(shí)驗(yàn)之間的內(nèi)容重復(fù)較多,學(xué)生難以系統(tǒng)地把握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn),既浪費(fèi)了有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),又不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。對(duì)此,我們調(diào)整了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將原來獨(dú)立設(shè)置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合到一起,形成一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn),通過一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)就能使學(xué)生學(xué)到以前3-4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)技能。

3.2 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)的連貫性

環(huán)境工程微生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,涉及到的內(nèi)容覆蓋面廣,要學(xué)好這門課,僅僅依靠理論教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足,將微生物學(xué)的基礎(chǔ)理論在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中延伸、深化,并通過實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)基本技能的訓(xùn)練。

4 實(shí)現(xiàn)多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué),更直觀展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的各種微生物需要在光學(xué)顯微鏡甚至電子顯微鏡下放大才能看到。由于環(huán)境樣品中微生物的復(fù)雜性和多樣性,應(yīng)用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不便于更好的展示微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)變化過程,多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比,能更加生動(dòng)形象、栩栩如生的展現(xiàn)微生物的特點(diǎn),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度,從而使學(xué)生更好的掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)。

首先,可以在多媒體課件中放入大量彩色的宏觀及微觀圖片、flash動(dòng)畫,從而更直觀的反應(yīng)微生物的形態(tài)特征,利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的吸收掌握,有了這些認(rèn)識(shí),才能在自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中達(dá)到很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

其次,也可以使用錄像教學(xué)。教學(xué)錄像具有較強(qiáng)的直觀性,它可以通過屏幕清晰形象準(zhǔn)確地展現(xiàn)每一個(gè)步驟,使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能的關(guān)鍵所在。同時(shí)節(jié)約時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。如配置培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn),稱量-溶化-調(diào)ph-過濾-分裝-加塞-包扎-滅菌-擱置斜面-無菌檢查等步驟,如果沒有錄像,需要老師反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)順序及注意要點(diǎn),才能保證大部分學(xué)生配好正確的培養(yǎng)基。但是,如果有錄像,老師只需要先播放一遍錄像,從旁作簡(jiǎn)單介紹,播放完后再講一下原理及注意要點(diǎn),然后再播放一遍錄像,學(xué)生就可以開始實(shí)驗(yàn)了。

最后,還可以利用電視顯微鏡進(jìn)行教學(xué)。老師將樣品放在顯微鏡下,找到微生物個(gè)體,讓學(xué)生先有感性認(rèn)識(shí),然后再觀察自己的樣品。該方法既明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),又能讓全班學(xué)生同時(shí)看到老師顯微鏡里樣品的特點(diǎn),避免了以往同學(xué)們一個(gè)個(gè)排隊(duì)去老師顯微鏡目鏡里觀察樣品,提高了教學(xué)效率。

環(huán)境工程微生物學(xué)是一門來自實(shí)踐的科學(xué),學(xué)生掌握了它之后也最終要應(yīng)用于實(shí)踐。所以,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生具備從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛧?yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)素質(zhì)的重要途徑,許多問題還需要我們不斷探索、實(shí)施和進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 周群英,高廷耀. 環(huán)境工程微生物學(xué)(第三版).北京高等教育出版社,2008.

[2] watanabe k,kodama y.molecular characterization of bacterial populations in petroleum-contaminated groundwaterdischarged from underground crude oil storage cavities [j].applied and environmental microbiology,2000,66: 4803-4809.

篇5

生物技術(shù)就是運(yùn)用生物處理知識(shí)和生物體的特性來解決問題和制造有用的產(chǎn)品。能夠使用生物制劑（有機(jī)物、細(xì)胞、細(xì)胞器、分子）來獲得所需要的產(chǎn)品或者提供服務(wù)的知識(shí)稱為生物技術(shù)，包括基礎(chǔ)科學(xué)（分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳性、基因組學(xué)、胚胎學(xué)），應(yīng)用科學(xué)（免疫學(xué)、化學(xué)和生物化學(xué)技術(shù)）和其它技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和過程控制技術(shù)）。生物技術(shù)影響不同的生產(chǎn)領(lǐng)域，提供了新的就業(yè)機(jī)會(huì)，提供了植物抗病，生產(chǎn)生物降解塑料、生物燃料，對(duì)環(huán)境少污染的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境生物治理的方法。目前，在工業(yè)上使用生物技術(shù)方法（生物催化和生物轉(zhuǎn)化）有所增加。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織研究也表明生物技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用增加。在案例研究中，70%以上使用了酶法工藝，從而使費(fèi)用降低了9%~90%，并且節(jié)省了自然資源。

2酶

酶是有機(jī)物質(zhì)，一般稱為催化多種化學(xué)反應(yīng)的生物催化劑的蛋白質(zhì)，酶廣泛應(yīng)用于洗滌劑、食品、醫(yī)藥、精細(xì)化工等行業(yè)。它們是制得重視的物質(zhì)，其顯著的高效性和催化能力，明顯優(yōu)于合成催化劑。高特異性的酶取決于它的尺寸和產(chǎn)生與底物親和區(qū)的三維構(gòu)象。從巴斯德以來的研究表明，盡管和其他物質(zhì)同樣受到自然法則的支配，酶在一些重要方面卻不同于普通化學(xué)催化劑，具體包括如下幾個(gè)方面：更快的反應(yīng)速度，溫和的反應(yīng)條件，特異性強(qiáng)和可調(diào)控能力。幾乎所有的細(xì)胞代謝反應(yīng)都是在酶的催化下進(jìn)行的，這些反應(yīng)是所有生物體代謝的基礎(chǔ)，為工業(yè)生物催化更高效和經(jīng)濟(jì)提供了極大可能?，F(xiàn)有的酶種類估計(jì)有6000~7000種，其中3000種酶具有生物學(xué)功能，但是應(yīng)用于工業(yè)中的酶僅有130種左右，或?yàn)橛坞x酶，或作為細(xì)胞的一部分。由于微生物酶比同種來自植物或動(dòng)物的酶更穩(wěn)定，因此大部分工業(yè)用酶源于微生物。至少有3000種酶是由嗜溫微生物分離得到的。酶的分類如表1所示。

2.1酶的應(yīng)用

酶的應(yīng)用與全球市場(chǎng)有明顯的關(guān)聯(lián)，可以分為工業(yè)用酶和醫(yī)用酶\分析酶和科技用酶。在生物科技領(lǐng)域內(nèi)，尤其是工業(yè)用酶作為最主要的應(yīng)用酶。過去十年，與科學(xué)和技術(shù)密切相關(guān)的酶的應(yīng)用變得包羅萬象很難對(duì)它準(zhǔn)確定義。然而，如圖2所示，生物技術(shù)無疑包括微生物學(xué)、生物化學(xué)、基因工程以及材料的化學(xué)及生物化學(xué)處理過程。在這些使用的制劑中，酶常常用來改善工藝，并且使新原料得以使用，從而提高它們的物理和化學(xué)特性。酶的應(yīng)用非常廣泛，在食品、農(nóng)業(yè)、造紙、皮革和紡織工業(yè)等行業(yè)的應(yīng)用顯著節(jié)約了成本。有作者認(rèn)為，酶的應(yīng)用是工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。生物治療技術(shù)需要使用生物制劑（例如：活的微生物或酶）對(duì)被環(huán)境中污染物的污染進(jìn)行去除、轉(zhuǎn)化或去毒，通過自然過程將污染物轉(zhuǎn)化為毒性較低的物質(zhì)形式。2.1.1酶在皮革清潔化生產(chǎn)中的應(yīng)用生物技術(shù)在制革業(yè)的中應(yīng)用已經(jīng)有很多年了，但是大部分酶制劑在這一領(lǐng)域沒有足夠的特異性。目前，生物方法在浸水、脫毛、軟化和脫脂過程中取得了一定的成功。在浸水、脫毛或浸灰過程中用酶取代化學(xué)品和電力這一小“投資”，能夠相當(dāng)大的節(jié)約能源和減少二氧化碳的排放量。也選用生物技術(shù)處理廢水和固體蛋白廢物。在皮革生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)高達(dá)50%。最好的清理方法是恢復(fù)具有商業(yè)用途的蛋白質(zhì)的可溶性。酶可降解未鞣制的和鞣制的皮革固體廢棄物。酶在原料皮加工過程的應(yīng)用如下：（1）蛋白酶蛋白酶是水解蛋白質(zhì)和肽的一類酶。堿性蛋白酶最初作為洗滌劑的添加劑，是具有生理和商業(yè)價(jià)值的一類酶。在蛋白質(zhì)的水解和裂解中扮演著特殊的角色。芽孢桿菌是堿性蛋白酶的主要來源，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。堿性蛋白酶的生產(chǎn)一般采用液態(tài)培養(yǎng)。每種微生物在其特定的條件下有酶的最大產(chǎn)值。堿性蛋白酶能夠通過催化水解破壞蛋白質(zhì)的肽鍵和清除清蛋白和球蛋白等非纖維蛋白。目前已嘗試設(shè)計(jì)一種不浸酸環(huán)保型植物鞣法，使用蛋白水解酶來提高植物丹寧的利用率。這一方法使丹寧的利用率超過95%，比傳統(tǒng)的植物鞣法提高了10%。酸性蛋白酶用于幫助植物鞣劑擴(kuò)散，達(dá)到更好的利用。在皮革的抗張強(qiáng)度和延伸性方面，傳統(tǒng)生產(chǎn)和酶法生產(chǎn)沒有明顯的區(qū)別。（2）角蛋白酶角蛋白是生皮、頭發(fā)、羊毛、指甲和羽毛的主要結(jié)構(gòu)蛋白。在表皮和骨骼組織蛋白質(zhì)形成剛性纖維。羽毛中包含90%以上的角蛋白。角蛋白酶在生物技術(shù)工程中有很多應(yīng)用：可用于原料皮脫毛，洗滌劑和肥料的生產(chǎn)，動(dòng)物飼料和化妝品，工業(yè)廢棄物的降解和生產(chǎn)可生物降解的薄膜。動(dòng)物和植物不能有效的水解角蛋白。角蛋白是一種非常穩(wěn)定蛋白質(zhì)，但是某些真菌、細(xì)菌和放線菌在細(xì)胞內(nèi)外產(chǎn)生的角蛋白酶可催化其水解。有關(guān)分析表明，角蛋白酶可作用許多可溶性和不可溶性的蛋白底物。（3）脂肪酶目前大部分脂肪酶來源于真菌和酵母菌，但是細(xì)菌脂肪酶和來自于其他微生物的脂肪酶在高溫和惡劣條件下更為穩(wěn)定而量在增長(zhǎng)。主要來源于微生物的脂肪酶催化水解甘油三酸酯為游離脂肪酸和甘油。研究了用黑曲霉生產(chǎn)脂肪酶，并且測(cè)得了細(xì)胞外脂肪酶的特性（最佳pH和溫度，穩(wěn)定性和去除橄欖油的能力）。脂肪酶可溶于水并且在消化代謝中扮演著重要的角色。在皮革生產(chǎn)中，脂肪酶作用于脂肪、肉的脂類、油脂和皮腺產(chǎn)生的油。脂肪酶用于脫脂和脫毛過程。脂肪酶與表面活性劑使用脫脂效果更好。當(dāng)脂肪酶和蛋白酶結(jié)合用于復(fù)鞣、去除油脂和污垢，皮革可能獲得更為均勻和鮮艷的顏色。使用脂肪酶能夠減少皮本身油脂脂肪帶來的色花，減少皺紋和其它類型的變色。（4）淀粉酶淀粉酶可使淀粉分子降解并且在自然界中分布很廣。淀粉酶在工業(yè)上有很重要的生物技術(shù)應(yīng)用，比如在紡織、紙漿和紙、皮革、洗滌劑、啤酒、面包、嬰幼兒谷類食品、飼料、化工和制藥業(yè)以及淀粉的液化和糖化等方面的應(yīng)用。這些酶來源廣泛，可從植物、動(dòng)物和微生物獲得，通常微生物酶的工業(yè)需求最大。大部分微生物淀粉酶可作為商業(yè)用途和水解淀粉。在皮革生產(chǎn)中，淀粉酶常常用來打開皮革的纖維結(jié)構(gòu)。（5）膠原酶膠原酶來源廣泛，是一種金屬蛋白酶。膠原酶的動(dòng)力學(xué)模型取決于它們的來源。在-Gly-Pro-X-Gly-Pro-X序列中，細(xì)菌膠原酶優(yōu)先打開Gly-X鍵（X是一種天然氨基酸）。鞣制后的膠原蛋白（用鞣劑交聯(lián)）有抗膠原酶的作用；這種酶不能水解鉻鞣皮革，但能打開皮革的纖維結(jié)構(gòu)。已有研究表明膠原酶來源于幾種微生物，但對(duì)降解和水解主要由膠原蛋白組成的皮革很困難。細(xì)菌膠原酶應(yīng)用于皮革染色。使用這種酶能夠獲得更柔軟的皮革，并且保持變皮革的強(qiáng)度不變。表2總結(jié)了一些酶在皮革生產(chǎn)中的應(yīng)用。2.1.2在皮革生產(chǎn)中酶的活性評(píng)估在皮革生產(chǎn)過程中，除了掌握不同特性的酶在皮革生產(chǎn)多方面的應(yīng)用，定量評(píng)估酶對(duì)原皮的作用也非常重要。最新文獻(xiàn)探討了用光學(xué)顯微鏡或/和電子顯微鏡對(duì)蛋白質(zhì)、原纖維蛋白（葡萄胺多糖和蛋白聚糖）、羥脯氨酸的定量測(cè)定，以及評(píng)估粒面質(zhì)量。酶促反應(yīng)的效果決定成品革的力學(xué)強(qiáng)度。葡萄胺多糖又稱粘多糖，是由糖醛酸和六亞甲基四胺（葡萄糖胺或半乳糖胺）聚合而成的線性高分子碳水化合物。最常見的葡萄糖胺是透明質(zhì)酸。硫酸皮膚素在準(zhǔn)備工段被部分去除，它與打開纖維結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。有效去除硫酸皮膚素有利于打開纖維結(jié)構(gòu)便于化學(xué)品滲透，并提高得革率；但是過量的去除硫酸皮膚素會(huì)導(dǎo)致皮革松面和強(qiáng)度差。蛋白多糖是一種結(jié)合在葡萄糖胺上的細(xì)胞外蛋白。主要的蛋白多糖是核心蛋白聚糖，由單鏈的硫酸皮膚素和多肽鏈組成。有效的去除蛋白多糖對(duì)提高皮革的柔軟性和柔韌性非常重要。去除纖維間質(zhì)如蛋白多糖和氨基多糖是傳統(tǒng)制革浸灰和軟化過程的前提。用蛋白酶軟化皮革有利于去除纖維間質(zhì)。一些學(xué)者研制了一套方法來判定浸灰和軟化過程中這些蛋白質(zhì)的去除情況。這些方法包括根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)濃度曲線，通過計(jì)算硫酸軟骨素的濃度來確定葡萄糖胺的濃度，由粘蛋白的量確定蛋白多糖的濃度。羥脯氨酸是膠原有的一種氨基酸，在其他蛋白質(zhì)中不曾發(fā)現(xiàn)。在膠原結(jié)構(gòu)中最常見的氨基酸有羥脯氨酸（11.28%），脯氨酸（11.77%），甘氨酸（33.43%），丙氨酸（11.97%）和精氨酸（5.04%）。哺乳動(dòng)物的皮中每100g膠原中含有13.45g羥脯氨酸，然而魚皮中每100g膠原中含有7~9g羥脯氨酸?；诖?，在皮革生產(chǎn)過程中，根據(jù)羥脯氨酸的含量用來確定原料皮的膠原含量和生產(chǎn)過程中不希望釋放的膠原量。除了分析纖維間質(zhì)，還可通過皮革的抗張強(qiáng)度、延伸率和撕裂強(qiáng)度來評(píng)估酶在皮革生產(chǎn)中各工序的應(yīng)用效果。

2.2微生物酶的分離和篩選

搜索一種新的酶始于自然界中的微生物。研究者從熱帶森林到冰川地區(qū)收集不同氣候條件下的土壤樣品并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。酶的獲取途徑非常廣泛。大部分酶主要來源于動(dòng)物、植物和微生物。大部分工業(yè)用酶來自于微生物。微生物酶比來自于動(dòng)植物的酶在數(shù)量上更有優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)于：a.微生物比動(dòng)物和植物生長(zhǎng)更快。b.酶僅僅是動(dòng)植物體很微小的一部分。因此，酶的大規(guī)模生產(chǎn)需要大片的土地和大量的動(dòng)物。這種限制使得動(dòng)植物酶非常昂貴。微生物酶不受這些方面的約束，想生產(chǎn)多少就能生產(chǎn)多少。c.微生物酶比動(dòng)植物酶更穩(wěn)定。d.由于微生物在自然界中種類的多樣性，因此最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠生產(chǎn)各種類型的酶。e.基于對(duì)微生物基因基礎(chǔ)的研究和了解從而控制其生理功能，可以人為操縱微生物產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物，包括酶。在酶的生產(chǎn)中，第一步就是分離和篩選微生物，也就是分離特定的菌株從而獲得所需要的酶，如圖3所示。為了達(dá)到要求，需要對(duì)不同的菌株進(jìn)行精細(xì)選擇和測(cè)試以鑒定這些菌株，從而獲得所需特性的菌株。目前，已經(jīng)開始研究幾種新型酶。外來微生物（比如極端微生物）是酶的重要來源。生物體以pH值的不同而分布不同。眾所周知微生物接近中性的pH條件下繁殖。當(dāng)偏離接近中性條件時(shí)，微生物的數(shù)量減少。標(biāo)準(zhǔn)做法就是將許多微生物置于大量含有培養(yǎng)基和瓊脂平板上培養(yǎng)，如圖4所示。分離微生物的典型方法就是使用后續(xù)金屬保護(hù)層，篩選理想特性的微生物。然后，微生物在特種媒介中生長(zhǎng)，使用合適的基質(zhì)如脫脂牛奶或酪蛋白、淀粉、三丁酸甘油酯或黃油來測(cè)定蛋白的水解和脂肪的分解活力。選擇那些分離出來的具有很強(qiáng)活力的菌株，然后用恰當(dāng)?shù)姆椒ū４鎮(zhèn)溆谩Ｉa(chǎn)應(yīng)用于皮革生產(chǎn)用酶（包括蛋白酶，角蛋白酶，膠原酶）的微生物，可根據(jù)各種微生物棲息地如制革廠的污泥、廢棄物和污水中分離出來。Ogino等分離出來的76種微生物能夠在中性pH條件下降解制革廢水，23種微生物能在堿性條件下降解制革廢棄物。文獻(xiàn)中通常使用含有瓊脂和蛋白質(zhì)的培養(yǎng)基來獲得蛋白水解酶。最常用的蛋白有酪蛋白，脫脂牛奶和磨碎的羽毛。蛋白水解活性檢測(cè)是通過底物消耗在周圍出現(xiàn)一個(gè)透明環(huán)，就表示有蛋白酶產(chǎn)生。

2.3酶的生產(chǎn)和微生物的營(yíng)養(yǎng)大部分酶通過水中培養(yǎng)獲得，但有些酶通過半固體培養(yǎng)基生產(chǎn)。

2.3.1半固體培養(yǎng)基這種類型的培養(yǎng)基通常用于真菌微生物培養(yǎng)，在低濕度和通風(fēng)性良好的條件下能夠獲得較高的酶產(chǎn)量。通過空氣循環(huán)的方式將溫度維持在30℃左右。生產(chǎn)周期一般為30~40h，但有時(shí)會(huì)持續(xù)長(zhǎng)達(dá)7d。最佳產(chǎn)量取決于抽樣和對(duì)酶產(chǎn)量的評(píng)估。2.3.2水基培養(yǎng)大多數(shù)酶的生產(chǎn)是在生物反應(yīng)器中通過水基培養(yǎng)來實(shí)現(xiàn)的。該培養(yǎng)基包含足夠的碳源、氮源、金屬和微量元素等微生物生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物。然而，在某些情況下適宜微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基并不有利于所需酶的生產(chǎn)。溫度和pH值必須適合每種生物體。酶的生長(zhǎng)、酶的生產(chǎn)以及酶的穩(wěn)定性所需的溫度和pH值，每種酶都不盡相同。培養(yǎng)溫度通常由三個(gè)因素決定。如果微生物生產(chǎn)酶是需氧的，則氧氣需氧量較大，因此水基培養(yǎng)中需要通氣和攪拌。微生物必須在適宜條件下培養(yǎng)才能夠提高酶的產(chǎn)量。提高蛋白酶產(chǎn)量和有助于細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)條件明顯不同。在堿性蛋白酶的工業(yè)化生產(chǎn)中，需要高濃度的復(fù)雜碳水化合物、蛋白質(zhì)和其他培養(yǎng)基組分。為了開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)又切實(shí)可行的技術(shù)，研究者在以下幾個(gè)方面展開了研究：（a）提高堿性蛋白酶的利用率；（b）最佳生產(chǎn)條件；（c）使用廉價(jià)的培養(yǎng)基。在大多數(shù)生物體中，有機(jī)和無機(jī)氮源會(huì)代謝產(chǎn)生氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)和其他細(xì)胞組分。堿性蛋白酶中氮含量高達(dá)15.6%，并且它們的生產(chǎn)取決于培養(yǎng)基中碳源和氮源的供應(yīng)。雖然復(fù)雜的氮源通常用于堿性蛋白酶的生產(chǎn)，不同的生物體對(duì)氮源的需求量也不同。有研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)糖（如乳糖、麥芽糖、蔗糖和果糖）用于微生物的培養(yǎng)時(shí)，堿性蛋白酶的產(chǎn)量會(huì)提高。各種有機(jī)酸（如醋酸、乙酸甲酯、檸檬酸或檸檬酸鈉）有利于堿性蛋白酶的生產(chǎn)。在某些情況下，酶的生產(chǎn)需要二價(jià)金屬離子（鈣、鈷、硼、鐵、鎂、錳）。在大多數(shù)研究中，鉀的來源主要是磷酸鉀。磷酸鹽用作培養(yǎng)基的緩沖劑，但是過量會(huì)抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和酶的產(chǎn)生?？傊?，微生物和其他生物一樣需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。以下是影響微生物營(yíng)養(yǎng)最重要的因素。真菌和大多數(shù)細(xì)菌均為化能自養(yǎng)型微生物，通過適宜底物的氧化反應(yīng)來獲取能量。無機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物氧化無機(jī)化合物來獲得營(yíng)養(yǎng)，而有機(jī)營(yíng)養(yǎng)菌氧化有機(jī)化合物獲得營(yíng)養(yǎng)。第一組中包括氧化硫產(chǎn)生硫酸的細(xì)菌。第二組包括真菌和相當(dāng)數(shù)量的細(xì)菌。2.3.3碳源對(duì)于自養(yǎng)型微生物來說，主要碳源是二氧化碳和碳酸氫鈉，能夠以此合成機(jī)體所需要的全部有機(jī)組分。大多數(shù)細(xì)菌為異養(yǎng)型，需要有機(jī)碳源；有機(jī)碳源一般有碳水化合物、氨基酸、脂類、醇類和淀粉及纖維素類聚合物。實(shí)際上，一些微生物能夠利用一些天然有機(jī)物和人工合成的化合物。微生物的多用途性非常重要，使微生物的應(yīng)用更廣泛地向有利的方向轉(zhuǎn)變。2.3.4氮源微生物對(duì)氮的需求分為三類。一些細(xì)菌可直接吸收大氣中的氮并轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮。許多真菌和細(xì)菌幾乎完全使用無機(jī)氮化合物特別是銨鹽，偶爾也使用硝酸鹽。真菌和一些細(xì)菌需要以各種氨基酸為代表的有機(jī)氮源的氮。通常，蛋白質(zhì)的水解或和氨基酸能夠促進(jìn)大多數(shù)異養(yǎng)微生物的生長(zhǎng)。2.3.5重要的無機(jī)離子除了碳和氮，微生物還需要大量無機(jī)化合物中的其他元素。一些稱為大量元素，機(jī)體需求量很大，另外一些稱為微量元素，機(jī)體需求量很少。大量元素中的磷一般以磷酸鹽形式存在，對(duì)機(jī)體的能量代謝和核酸的合成非常重要；硫是合成氨基酸（比如半胱氨酸）和維生素（比如維生素H和維生素B1）所必需的；鉀作為酶的激活劑和滲透壓的調(diào)節(jié)劑；鉀是孢子形成中重要的胞外酶的激活劑；鐵是合成某種細(xì)胞色素和顏料所必需的。由于微量元素的研究很困難，所以微量元素的作用并不確切。然而，在一些特例中證實(shí)銅、鈷、鋅、猛、鈉、硼以及其它微量元素是微生物生長(zhǎng)所必需的元素。2.3.6生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子是特殊生物體不可缺少的，且其自身不能合成的有機(jī)化合物。生長(zhǎng)因子必須在培養(yǎng)基中才能促使有機(jī)體的生長(zhǎng)。許多生長(zhǎng)因子是維生素，尤其是維生素B類，也有些生長(zhǎng)因子是氨基酸和脂肪酸。2.3.7水水不是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但它對(duì)微生物生長(zhǎng)是必須的。因?yàn)榇蟛糠譅I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是在溶液中通過細(xì)胞質(zhì)的膜吸收的。由于水的比熱容高和熱調(diào)節(jié)性好，水對(duì)調(diào)節(jié)滲透壓有重要作用。3.3.8大氣中的氧和水一樣，大氣中的氧也不是營(yíng)養(yǎng)物。微生物根據(jù)周圍游離氧的數(shù)目進(jìn)行不同的生命活動(dòng)；好氧菌需要游離氧，但是有些好氧菌是微需氧的，對(duì)氧的需求量很少，不能忍受正常大氣中的氧。相反，厭氧型微生物在游離氧條件下會(huì)很快死亡，然而兼性厭氧型微生物能同時(shí)在有氧和無氧條件下存活。

2.4酶動(dòng)力學(xué)

酶動(dòng)力學(xué)是酶學(xué)的一部分，主要研究酶促反應(yīng)速率及其影響因素。酶動(dòng)力學(xué)研究主要是評(píng)估酶的產(chǎn)量和單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量。酶促反應(yīng)可用方程（1）來表示，可分為兩個(gè)反應(yīng)，一個(gè)是生成酶和底物的復(fù)合物反應(yīng)，另一個(gè)是進(jìn)而生成產(chǎn)物和酶的反應(yīng)。E+S圮ES圮P+EE、S、ES和P分別代表酶、底物、酶和底物的復(fù)合物和產(chǎn)物。根據(jù)這個(gè)模型，當(dāng)?shù)孜餄舛茸銐蚋邥r(shí)，酶全部轉(zhuǎn)換為酶和底物復(fù)合物的形式，第二步會(huì)受到抑制，并且隨著底物濃度的增加，反應(yīng)速度不變。酶促反應(yīng)速度取決于酶濃度和底物濃度。理論上，在催化、合成和裂解反應(yīng)過程中同一種酶可反復(fù)利用多次。在實(shí)踐中卻受到了很多限制。酶是一種復(fù)雜而敏感的生物分子，酶所處環(huán)境的溫度、酸堿性、微量金屬離子或某些抑制劑都會(huì)影響酶活力。一些影響酶催化活力的因素如下：（1）pH值酶處于最佳pH值時(shí)，酶分子上的電荷分布和酶的催化位點(diǎn)都有助于酶的催化。（2）溫度大多數(shù)酶都有其最適溫度；最適溫度取決于分離出酶的微生物。一些微生物的最適溫度接近室溫，這些微生物分離出來的酶在30~40℃活性最大。溫度太低，分子移動(dòng)減慢導(dǎo)致反應(yīng)速率下降；溫度太高，分子移動(dòng)速度非常快，酶很難維持其空間結(jié)構(gòu)并發(fā)生變性，從而導(dǎo)致酶失活。溫度升高，反應(yīng)速度加快，當(dāng)達(dá)到最適溫度后，反應(yīng)速度減慢。（3）變性維持蛋白質(zhì)功能的結(jié)構(gòu)遭到破壞稱為蛋白質(zhì)變性。不僅僅高溫導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，其他能夠破壞化學(xué)鍵的環(huán)境因素也會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。此外，極端pH值會(huì)使官能團(tuán)質(zhì)子化或去質(zhì)子化，使酶活力喪失。洗滌劑和非極性溶劑能夠改變蛋白質(zhì)的結(jié)合和相互作用，進(jìn)而引發(fā)變性。在大多情況下，變性是一個(gè)不可逆過程。（4）酶的抑制作用許多物質(zhì)能夠與酶可逆結(jié)合而改變其活力。眾所周知，能降低酶活力的是抑制劑。1）抑制劑不同抑制劑的作用機(jī)理不同。一些酶抑制劑結(jié)構(gòu)與酶相似，與酶不反應(yīng)或反應(yīng)很慢。這些類型的抑制劑可分為兩類：①競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑這類抑制劑能競(jìng)相爭(zhēng)奪酶分子上的活性結(jié)合位點(diǎn)，并且降低用于結(jié)合底物的游離酶濃度。當(dāng)?shù)孜餄舛壬?，也就是游離酶抑制劑所占比例下降，會(huì)引發(fā)抑制活動(dòng)的下降。這種抑制劑通常和底物與酶的特殊活性位點(diǎn)結(jié)合類似。然而，它和酶與底物結(jié)合大不同，它不發(fā)生反應(yīng)。②非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑能夠改變酶分子上的活性位點(diǎn)，使酶喪失催化活性。非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑和底物不一樣，提高底物濃度并不能使抑制劑活性降低。2）變性假如一種抑制劑與酶不可逆結(jié)合，稱之為滅活劑/變性劑。

2.5酶抑制劑在原皮保藏和皮革加工中的應(yīng)用

浴液中鹽和其他化學(xué)品的使用會(huì)干擾酶的活性，因此應(yīng)在工業(yè)過程中避免此類損失。表3展示了不同化學(xué)品對(duì)酶活性的影響，由Dettmer等報(bào)導(dǎo)。硫酸鈉和表面活性劑對(duì)部分酶產(chǎn)生抑制作用。EDTA、脂肪醇、純堿和氫氧化鈣對(duì)酶的活性的影響沒有太大的差異。Dettmer等研究表明，皮革生產(chǎn)過程中傳統(tǒng)脫毛與酶脫毛過程相比，酶脫毛技術(shù)是降低生產(chǎn)污水污染負(fù)荷的理想選擇。酶解過程能夠降低COD、BOD、氮和硫化物的水平并且能夠大幅度的縮短加工時(shí)間，從之前的20h縮短到6h，但要準(zhǔn)確把握酶脫毛的時(shí)間，避免對(duì)皮革造成損害。一些學(xué)者指出酶脫毛工藝能獲得與傳統(tǒng)脫毛工藝品質(zhì)相同的皮革。這兩個(gè)工藝的皮革產(chǎn)品的抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、鉻含量與收縮溫度都基本相同。Dettmer等通過定量測(cè)定去除纖維間質(zhì)來評(píng)估酶脫毛過程中酶的效率，此外，通過測(cè)定廢水中羥脯氨酸的含量評(píng)估酶對(duì)膠原蛋白的破壞作用。有人發(fā)現(xiàn)在脫毛過程中酶殘余的活性可回收再利用。

3結(jié)論和展望

篇6

關(guān)鍵詞：微生物，環(huán)境保護(hù)，治理技術(shù)

 

1.微生物技術(shù)治理污染水體的可行性及依據(jù)

環(huán)境中的污染物有些是作為微生物生長(zhǎng)的能源和基質(zhì)，在微生物酶的作用下被礦化;有些則是在多種微生物的共同作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這個(gè)過程可能會(huì)產(chǎn)生中間產(chǎn)物。進(jìn)入水體的溶解性有機(jī)物，在有氧情況下被好氧微生物氧化分解，形成CO2、H02、N03-、P043-和S042-等無機(jī)物，水體得以凈化。不溶性固體有機(jī)物及死亡的生物體沉到水體底部，在底泥微生物作用下轉(zhuǎn)化成小分子的溶解性有機(jī)物進(jìn)入上層水體，也可被厭氧細(xì)菌轉(zhuǎn)化成甲烷和其他無機(jī)物。

水質(zhì)惡化的水體中污染物難以降解的主要原因是環(huán)境體系中不存在或存在少量可降解污染物的微生物。即使存在少量可降解污染物的微生物，也會(huì)由于競(jìng)爭(zhēng)和捕食作用等微生物的生態(tài)關(guān)系使其難以大量繁殖并發(fā)揮降解污染物的能力。水體的溫度、pH值、鹽度和溶解氧等外部環(huán)境條件不適的情況下也不利于微生物降解能力的發(fā)揮。加之在自然條件下微生物對(duì)水體的自凈速度是很慢的，必須采取人為的強(qiáng)化措施才能加快這一進(jìn)程。污染水體的微生物凈化技術(shù)，本質(zhì)上是利用微生物的新陳代謝能力及基因的多樣性，把污染物轉(zhuǎn)化成無污染的終產(chǎn)物，重新進(jìn)入生物地球化學(xué)循環(huán)中。同時(shí)，微生物的引入可以增加水中的生物多樣性，使水體的各級(jí)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定并保持平衡。

2.微生物技術(shù)的種類

微生物技術(shù)主要是利用微生物的代謝反應(yīng)過程和生物合成產(chǎn)物(包括酶)對(duì)污染環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、整治以及修復(fù)的單一或綜合性的現(xiàn)代化人工技術(shù)系統(tǒng)。它不僅包含了生物技術(shù)所有的特點(diǎn)，還融合了環(huán)境污染防治以及其他工程技術(shù)，目前己逐漸發(fā)展成為一種經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益俱佳的、能解決日益嚴(yán)重的(尤其是水污染)環(huán)境問題的有效手段之一。。按照微生物的來源，主要分為接種微生物技術(shù)和培養(yǎng)土著微生物技術(shù)。

2.1接種微生物技術(shù)

這種技術(shù)適用于當(dāng)水體中污染物的降解菌很少甚至沒有，在現(xiàn)場(chǎng)富集培養(yǎng)降解菌存在一定難度時(shí)的情況。它是通過向水環(huán)境中引入菌種來實(shí)現(xiàn)的。。向水環(huán)境中引入的菌種既可以從待治理水體的土著微生物中富集而得，也可以從其它環(huán)境中分離得到，甚至可以使用基因工程菌。因此，按其來源可分為土著微生物、外來微生物和基因工程菌。CBS（集中式生物系統(tǒng))，為美國(guó)CBS公司的科學(xué)家開發(fā)研制，并得到廣泛應(yīng)用。CBS系統(tǒng)是一個(gè)良性循環(huán)的微生物生態(tài)系統(tǒng)。含有多個(gè)屬、幾十種具備各種功能的微生物，主要包括光合菌、乳酸菌、放線菌，酵母菌等構(gòu)成了功能強(qiáng)大的“菌團(tuán)”。采用CBS治理重慶桃花溪河、成都府南河和重慶府川河都取得了很好的效果。例如，我們應(yīng)用土著微生物培養(yǎng)液和BBL1菌液對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化人工景觀湖水進(jìn)行凈化試驗(yàn)，分別考察了曝氣、載體和底泥對(duì)凈化效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，含有生物促生劑的土著微生物培養(yǎng)液和BBLI菌劑均能降低水中的CODMn、氨氮、總磷和濁度。在有載體的狀態(tài)下，凈化作用更為顯著。底泥的存在強(qiáng)化了BBL1菌劑對(duì)氨氮的去除，去除率大于90%。又如，我們采用新型生物制劑Eclean治理北京動(dòng)物園富營(yíng)養(yǎng)化水體。試驗(yàn)結(jié)果表明，水體中的CODMn、TN、TP、濁度、葉綠素a和藻類濃度等各項(xiàng)指標(biāo)均有明顯下降，水質(zhì)明顯改善，藻類生長(zhǎng)基本得到控制。應(yīng)用優(yōu)勢(shì)菌劑處理城市湖泊水的試驗(yàn)表明，投加光合菌、硝化菌、復(fù)合菌的混合液對(duì)水中的濁度、葉綠素a有明顯的去除效果，投菌后的第8d對(duì)濁度的去除率就達(dá)到了88%。水體中存在一些有益微生物菌群(EM菌)，包括光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌、芽抱桿菌、乳酸菌、枯草桿菌、放線菌和酵母菌等，對(duì)污染水體的治理是非常有效的。在使用EM菌處理南水塘藻型富營(yíng)養(yǎng)化源水的效果。在容器中按V(EM):V(源水)為1:10000的比例投加EM菌液并輔以低速間歇式曝氣處理8d-9d，藻類生物量得到明顯控制，葉綠素a、TN、TP及CODMn去除率分別達(dá)9.049%，45.25%，55.48%及8.237%，出水水質(zhì)接近國(guó)家地表VI類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。光合細(xì)菌可以通過光合作用，維持物質(zhì)循環(huán)，降解廢棄有毒物，起到凈化水質(zhì)的作用。例如從豬的污水池中分離得到一株紫色非硫菌株，此菌株通過光合作用能夠使污水池中不穩(wěn)定的有機(jī)化合物減少80%一93%，能夠顯著改善垃圾池的氣味。

近年來，隨著環(huán)境微生物技術(shù)的發(fā)展，基因工程菌(GEM)在污染水體的治理方面越發(fā)顯示出優(yōu)勢(shì)。構(gòu)建高效的基因工程菌可以顯著提高污染物的降解效率。同時(shí)，環(huán)境微生物尤其是細(xì)菌中的污染物降解基因、降解途徑等許多污染物降解機(jī)制的闡明為構(gòu)建具有高效降解性能的污染物降解基因工程菌提供了可能。

2.2培養(yǎng)土著微生物技術(shù)

這是一種污染水體的微生物強(qiáng)化治理技術(shù)，它通過向水體中投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、無毒表面活性劑、電子受體或共代謝基質(zhì)來激活水環(huán)境中本身具有降解污染物能力的微生物(即土著微生物)，充分發(fā)揮土著微生物對(duì)污染物的降解能力，從而達(dá)到水體修復(fù)的目的

2.2.1投加營(yíng)養(yǎng)物(激活劑)

生物激活劑一般是由礦物質(zhì)、有機(jī)酸、酶、維生素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)混合而成的天然復(fù)合品。例如采用生物激活劑Bio oxidator TM(Bo)和Nutra complex TM(NC)對(duì)上海植物園蘭室和牡丹園的湖水進(jìn)行治理。這兩種藥劑主要含有生物刺激劑、酶、氨基酸、腐植酸和尿素等成分。結(jié)果表明，施用生物激活劑BO和NC對(duì)水體COD、BOD、TP和濁度等均有明顯的去除效果，并可顯著提升水體溶解氧。

2.2.2投加表面活性劑

由于表面活性劑可以改變有機(jī)污染物的某些性質(zhì)，增加污染物與微生物細(xì)胞接觸的幾率，從而顯著提高一些污染物的生物降解速度。近年對(duì)表面活性劑的研究有加強(qiáng)的趨勢(shì)用吸附-浮選法去除工業(yè)廢水中的Cr6+和Zn2+。。向廢水投加針鐵礦和氫氧化鐵，吸附金屬離子，然后用生物表面活性劑脂肽-105和地衣素-A作為浮選劑進(jìn)行固液分離。加入表面活性劑可以減少吸附在非水相液體表面的細(xì)菌，使其在蔥中生長(zhǎng)。

2.2.3投加共代謝基質(zhì)或電子受體

在污染水體的治理過程中，共代謝途徑對(duì)于難降解有機(jī)物的生物降解也是非常重要的。在好氧條件下，利用葡萄糖誘導(dǎo)順式1，2-二氯乙烯的生物降解，其降解效率、降解速率都明顯高于厭氧條件，說明葡萄糖誘導(dǎo)的共代謝過程發(fā)揮了決定性的作用另外，也有研究表明，腐殖酸和醒類物質(zhì)在有機(jī)物生物降解過程中，可起到電子受體的作用。在缺氧條件下，腐殖酸作為最終電子受體可作為三價(jià)鐵的鰲合劑，從而提高鐵離子的溶解度，強(qiáng)化水體底泥中苯的降解。

3.微生物技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

與物理和化學(xué)法相比，微生物技術(shù)具有一系列的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):(1)污染物的轉(zhuǎn)化過程不需要高溫、高壓，在溫和的條件下經(jīng)過酶催化即可高效并相對(duì)徹底完成。處理費(fèi)用低廉，僅為物理化學(xué)法的30%-50%。(2)微生物具有來源廣、易培養(yǎng)、繁殖快、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)和易實(shí)現(xiàn)變異等特性，適當(dāng)?shù)貙?duì)其加以培養(yǎng)繁殖，特別是在一定條件下加以馴化，就能使之很好地適應(yīng)各種有毒的工業(yè)廢水、生活污水等環(huán)境。通過有針對(duì)性地對(duì)菌種進(jìn)行篩選、培養(yǎng)和馴化，可以使大多數(shù)的有機(jī)物實(shí)現(xiàn)生物降解處理，應(yīng)用面寬。(3)微生物處理不僅能去除有機(jī)物、病原體、有毒物質(zhì)，還能去除臭味、提高透明度、降低色度等，處理效果良好。(4)對(duì)環(huán)境影響小，不產(chǎn)生二次污染，遺留問題少。(5)人類直接暴露在污染物下的機(jī)會(huì)減少。(6)就地處理，操作簡(jiǎn)便，可以避免鋪設(shè)不雅觀的機(jī)械設(shè)備。

4.微生物技術(shù)存在的問題

雖然微生物技術(shù)在污染水體的治理中取得了良好的應(yīng)用效果，并具有廣泛的應(yīng)用前景，但在實(shí)際應(yīng)用中還有許多問題有待解決。微生物技術(shù)一般在好氧條件下效果良好，在厭氧條件下效果往往不甚理想，如EM菌群在厭氧條件下對(duì)COD的去除不起促進(jìn)作用;在重金屬存在條件下，凈水微生物制劑對(duì)水體中COD的去除率隨著重金屬濃度的升高而逐漸減少等等。微生物技術(shù)在污水治理上的不穩(wěn)定性，一方面源于生活污水、工業(yè)廢水成分更復(fù)雜，有機(jī)質(zhì)種類及含量、微生物種群、溶氧條件、溫度等千差萬別，有毒有害物質(zhì)如重金屬離子、苯系化合物、氰化物、偶氮染料等較多，另一方面缺少理論研究和指導(dǎo)，尤其是應(yīng)用生態(tài)學(xué)方面研究少。因此，研究人工投放的微生物在水體中的存活狀態(tài)、作用狀態(tài)、與土著微生物的相互作用關(guān)系等將有助于闡明微生物技術(shù)在污水治理上的應(yīng)用前景，并為進(jìn)一步的有效應(yīng)用提供指導(dǎo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孟范平,李桂芳,李科林. 系統(tǒng)評(píng)價(jià)EM菌液在生活污水處理中的應(yīng)用效果[J].城市環(huán)境與城市生態(tài), 1999,(05) .

[2]唐玉斌,郝永勝,陸柱,趙慶祥. 景觀水體的生物激活劑修復(fù)[J].城市環(huán)境與城市生態(tài), 2003,(04) .

[3]丁雷,岳永生,李貴杰,張鈞利,魏聯(lián)果,劉金鳳. 芽胞菌對(duì)養(yǎng)魚水質(zhì)影響的研究[J].淡水漁業(yè), 1999,(10) .

[4]喻澤斌,張學(xué)洪,王敦球,龍騰銳. 桂林桃花江水環(huán)境綜合整治方案[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,(03) .

[5]濮培民,王國(guó)祥,,胡維平,范成新. 底泥疏浚能控制湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嗎[J].湖泊科學(xué), 2000,(03) .

[6]董曉丹,周琪,周曉東. 我國(guó)河流湖泊污染的防治技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].地質(zhì)與資源, 2004,(01) .

[7]薛朝霞,汪翙,阮曉紅,馮騫,蔣小欣. 引水沖污治理蘇州的水環(huán)境[J].中國(guó)給水排水, 2002,(10) .

[8]龐金釗,楊宗政,孫永軍,曹式芳,郝建東,季民,李征. 投加優(yōu)勢(shì)菌凈化城市湖泊水[J].中國(guó)給水排水, 2003,(06) .

[9]徐穎. 蘇南地區(qū)航道底泥重金屬污染評(píng)價(jià)和處置對(duì)策[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué), 2001,(05) .

[10]李繼洲,程南寧,陳清錦. 污染水體的生物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備, 2005,(01) .

[11]王迎春,王立剛,耿旭,任天志. 利用生物制劑處理北京動(dòng)物園富營(yíng)養(yǎng)型地表水的初步研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備, 2005,(06) .

[12]王平,吳曉芙,李科林,胡曰利. 應(yīng)用有效微生物群(EM)處理富營(yíng)養(yǎng)化源水試驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué)研究, 2004,(03) .

[13]龐金釗,楊宗政,曹式芳. 微生物制劑在城市湖泊水體生物修復(fù)中的作用[J].環(huán)境污染與防治, 2003,(05) .

[14]王恩德,楊立,董曉丹. 金礦含氰污水微生物處理的理論與實(shí)踐[J].沈陽黃金學(xué)院學(xué)報(bào), 1996,(01) .

[15]丁吉震. CBS水體修復(fù)技術(shù)[J].潔凈煤技術(shù), 2000,(04) .

篇7

關(guān)鍵詞環(huán)境工程微生物學(xué);實(shí)驗(yàn)課程教學(xué);改革

AbstractAccording to the problems of environmental microbiology in traditional experiment teaching and social needs，a set of reforms had been explored and practiced，which included construction environmental microbiology knowledge system，concerning reality，using advanced technology，comprehensive experiments and flexible forms of examination，in order to improve students’ interest，research capacity and innovative ability.

Key wordsenvironmental microbiology;experimental teaching;reform

環(huán)境工程微生物學(xué)作為環(huán)境科學(xué)和環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，是多學(xué)科相互交叉滲透而高速發(fā)展的前沿研究領(lǐng)域。其基本原理、研究技術(shù)已滲透到所有分支學(xué)科，是推動(dòng)微生物技術(shù)發(fā)展和解決環(huán)境工程問題不可或缺的力量。實(shí)驗(yàn)課程是聯(lián)系理論和實(shí)踐的紐帶，有助于加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，開拓學(xué)生視野，提高學(xué)生創(chuàng)新思維和科研能力。在以往的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系運(yùn)行下，學(xué)生只能做一些類似“標(biāo)準(zhǔn)答案”的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，興趣不高，缺乏思考。如何利用有限的的學(xué)時(shí)將環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和前沿進(jìn)展傳授給學(xué)生，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握環(huán)境微生物學(xué)的知識(shí)體系，并靈活地運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題，是21世紀(jì)綜合型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。近年來，在環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中，本課題組以周群英、王士芬主編的《環(huán)境工程微生物學(xué)》(第3版)為主要教材(包含理論和實(shí)驗(yàn)課)，并參考黃秀莉、辛明秀主編的《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》和王蘭主編的《環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)》等多種實(shí)驗(yàn)課教材，進(jìn)行了一系列改革和嘗試，力求構(gòu)建環(huán)境工程微生物實(shí)驗(yàn)課程新體系，以取得更好的教學(xué)效果[1-4]。

1環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的必要性

環(huán)境工程微生物學(xué)是西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院開設(shè)環(huán)境工程專業(yè)以來的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系參照生物科學(xué)專業(yè)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，增加了部分與環(huán)境工程相關(guān)的內(nèi)容。首先，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，不能充分鍛煉學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。如細(xì)菌芽孢染色實(shí)驗(yàn)，利用細(xì)菌芽孢壁厚和細(xì)胞質(zhì)濃厚而不易著色的特點(diǎn)，采用著色力強(qiáng)的染色劑和用加熱等手段促使芽孢著色，并利用復(fù)染的方法對(duì)比原細(xì)菌菌體和芽孢，這只是簡(jiǎn)單的驗(yàn)證了理論知識(shí)，類似的實(shí)驗(yàn)還包括革蘭氏染色、莢膜染色等。其次，各實(shí)驗(yàn)之間沒有必然的聯(lián)系。整個(gè)學(xué)期實(shí)驗(yàn)課結(jié)束以后，特別是畢業(yè)論文時(shí)，學(xué)生往往記不住以前做過的實(shí)驗(yàn)名稱、藥品和操作步驟，更不用說應(yīng)用整體思維去思考。

實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方法是按照設(shè)定的教學(xué)計(jì)劃，由實(shí)驗(yàn)教師幫助學(xué)生完成很大一部分準(zhǔn)備工作，學(xué)生在課堂上則只須花費(fèi)很少的時(shí)間，按照教師講解以及實(shí)驗(yàn)手冊(cè)上的步驟和注意事項(xiàng)進(jìn)行操作。學(xué)生一般是到了教室才關(guān)注實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、研究背景和其他相關(guān)知識(shí)知之甚少。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，學(xué)生被動(dòng)聽課和操作，幾乎沒有時(shí)間去思考該實(shí)驗(yàn)過程的來龍去脈。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)方法雖然在一定程度上能讓學(xué)生學(xué)到一定的實(shí)驗(yàn)技能，鞏固部分理論知識(shí)，但容易造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不透徹，實(shí)驗(yàn)操作按部就班，對(duì)實(shí)驗(yàn)一知半解。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后大多數(shù)學(xué)生往往書寫幾近統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，有的學(xué)生不忠實(shí)于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無論實(shí)驗(yàn)成功還是失敗都不太注重原因的分析。實(shí)驗(yàn)的考核也僅憑一紙實(shí)驗(yàn)報(bào)告。因此，容易忽略對(duì)學(xué)生真實(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Πㄕw思維、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的考核。

由此可見，這種教學(xué)方法難以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，不能真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神和創(chuàng)造能力。在課時(shí)逐漸減少，知識(shí)不斷更新，環(huán)境問題日益突出和生物技術(shù)不斷發(fā)展的今天，如何巧妙的安排實(shí)驗(yàn)課程，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)學(xué)生開放性思維，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力，是非常值得思考的問題。圍繞這個(gè)問題，筆者基于環(huán)境工程微生物學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，對(duì)當(dāng)前環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革進(jìn)行了一些探討，以期達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果的目的。

2環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的新舉措

2.1優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，構(gòu)建環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)體系

環(huán)境工程微生物學(xué)涵蓋的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，大綱要求具有一定的深度和廣度，由于環(huán)境工程微生物學(xué)和其他的課程存在交叉重疊，有的內(nèi)容和其他的課程有所重復(fù)，所以必須在內(nèi)容的選擇上有所取舍[5]。微生物學(xué)的基礎(chǔ)操作，能驗(yàn)證一些重要的理論知識(shí)，所以要讓學(xué)生牢固掌握這方面的技能，包括培養(yǎng)基的制備、微生物的接種、培養(yǎng)和保存、微生物的染色實(shí)驗(yàn)和微生物的觀察實(shí)驗(yàn)。還要讓學(xué)生明白，這些技能服務(wù)于所有實(shí)驗(yàn)，貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系。綜合性實(shí)驗(yàn)包括環(huán)境微生物生態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)、環(huán)境微生物的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、污染物的微生物處理技術(shù)和方法，比如環(huán)境因素對(duì)環(huán)境微生物生長(zhǎng)和死亡的影響、富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中微生物的多樣性的監(jiān)測(cè)、污染物的微生物降解等。在這些綜合性試驗(yàn)中，學(xué)生能夠不斷強(qiáng)化微生物的基礎(chǔ)知識(shí)，融會(huì)貫通，加深對(duì)學(xué)科前沿發(fā)展?fàn)顩r的了解，培養(yǎng)科研意識(shí)，并開拓視野。

2.2貼近生活，激發(fā)學(xué)生的興趣

環(huán)境工程微生物學(xué)和實(shí)際生活聯(lián)系非常緊密，在教學(xué)過程中注意縮小理論和實(shí)際的差距，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)關(guān)注現(xiàn)實(shí)和改善環(huán)境問題的能力，做到學(xué)以致用。在課程中通過白色污染、水體污染、大氣污染、重金屬污染、固體廢棄物污染、甲型H1N1流感病毒和能源危機(jī)等現(xiàn)實(shí)社會(huì)環(huán)境問題的講解，讓學(xué)生意識(shí)到專業(yè)的重要性和肩負(fù)的責(zé)任;讓學(xué)生了解生活中污染環(huán)境的微生物，比如學(xué)校食堂廚余中的微生物類群，酸奶里的微生物種類，發(fā)生霉變的食物中主要的微生物種類，腐敗水果蔬菜中微生物種類，校園人工湖的微生態(tài)系統(tǒng)，教室和醫(yī)院微生物菌群等，使知識(shí)融入到生活中，讓生活中的現(xiàn)象點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)和探索知識(shí)的激情。

2.3關(guān)注前沿科技，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)尖端技術(shù)的操作能力

隨著物理、化學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展，大大推動(dòng)了生物科技的發(fā)展，新成就如雨后春筍，層出不窮。在微觀方面，生物學(xué)已經(jīng)從細(xì)胞水平進(jìn)入到分子水平去探索生命的本質(zhì)。以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)的生物技術(shù)促進(jìn)了環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)學(xué)和醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展。在當(dāng)代環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，DGGE和RFLP等技術(shù)已經(jīng)成為研究環(huán)境中不可培養(yǎng)微生物有力的手段?？蓪⒁粋€(gè)班的同學(xué)分成4～6個(gè)小組，在老師的指導(dǎo)下，讓各組同學(xué)獨(dú)立設(shè)計(jì)，應(yīng)用PCR-DGGE的方法研究污染河流不同河段的微生物區(qū)系，使學(xué)生接觸前沿科學(xué)技術(shù)，并應(yīng)用到解決環(huán)境問題中，能進(jìn)一步把握微生物技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域發(fā)展的方向。這樣的安排不僅使學(xué)生能掌握一些尖端技術(shù)的操作方法，也能增加學(xué)生的信息量，開拓學(xué)生的眼界，增加學(xué)習(xí)的興趣。

2.4開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力

環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的目的還在于學(xué)生能夠利用自己掌握的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對(duì)于自己感興趣的領(lǐng)域和課題獨(dú)立自主地進(jìn)行分析和研究，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科研能力。比如在綜合實(shí)驗(yàn)階段，本課題組開設(shè)極具環(huán)保和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的“蟋蟀蟲生真菌的分離鑒定和生長(zhǎng)特性研究”綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生試圖通過學(xué)習(xí)的微生物分離鑒定技術(shù)去認(rèn)識(shí)和研究這種真菌，從而為生物農(nóng)藥的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。這就使得學(xué)生在課后多做功課，查閱文獻(xiàn)，展開調(diào)查研究，制定并提交實(shí)驗(yàn)方案。上課時(shí)學(xué)生分小組討論，然后提出小組實(shí)驗(yàn)方案。教師可以使用提問的方法檢查學(xué)生的方案，糾正錯(cuò)誤。這種方法不僅能夠大大提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性，而且能夠讓學(xué)生變成自主的研究型學(xué)習(xí)。通過學(xué)生查閱文獻(xiàn)，在相互討論和交流的過程中，學(xué)生除了提高文化知識(shí)，還能促進(jìn)團(tuán)隊(duì)合作，促進(jìn)溝通能力和創(chuàng)新能力的形成。另外，這種互動(dòng)也能促進(jìn)教師更加積極的備課。因而形成一種師生共同進(jìn)步的良性循環(huán)。

2.5靈活制定考核機(jī)制，做好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)

實(shí)驗(yàn)課程的分?jǐn)?shù)比重應(yīng)該增大到30%，這樣可以避免學(xué)生只會(huì)死記硬背，而不注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)過程中，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，當(dāng)場(chǎng)考核，不僅要看實(shí)驗(yàn)報(bào)告，更要依據(jù)出勤、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合考核。比如除指導(dǎo)教師外，應(yīng)有專門實(shí)驗(yàn)人員發(fā)放實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行出勤登記并納入考核，占實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的10%。從制度上引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視。實(shí)驗(yàn)過程中，規(guī)范的操作和可靠的結(jié)果是考核的重點(diǎn)，各占實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的30%。對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的30%。應(yīng)要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析，比如哪些操作步驟沒有做好，或者在實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)什么問題，如何避免等，從而讓學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)善于分析問題和總結(jié)問題的好習(xí)慣。對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的結(jié)果，要實(shí)事求是，嚴(yán)格杜絕相互抄襲現(xiàn)象。

在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)態(tài)度認(rèn)真、操作規(guī)范的學(xué)生及時(shí)表?yè)P(yáng)，并號(hào)召其他學(xué)生觀摩或欣賞，起到模范帶頭作用。有些操作較為繁瑣的實(shí)驗(yàn)，個(gè)別學(xué)生總是失誤，會(huì)產(chǎn)生厭煩心理，比如芽孢染色，要加以啟發(fā)性的引導(dǎo)，幫助其順利完成實(shí)驗(yàn)。由于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)不足，實(shí)驗(yàn)過程難免會(huì)有失誤，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有時(shí)不盡相同甚至?xí)笙鄰酵?。在這種情況下，不要急于批評(píng)學(xué)生，而要分析問題，找到原因。比如做細(xì)菌接種練習(xí)，一個(gè)班上總有1～2個(gè)學(xué)生平板上什么都沒有長(zhǎng)出來，這時(shí)候要鼓勵(lì)學(xué)生勇于承認(rèn)實(shí)驗(yàn)失誤，還要讓其回憶，實(shí)驗(yàn)失敗是由于沒有劃線還是接了菌種以后再在火焰上灼燒而將微生物燒死。這樣學(xué)生有深刻的印象，以后的操作也就不容易出現(xiàn)類似錯(cuò)誤。有時(shí)候?qū)W生的失誤，可能會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的結(jié)果，這時(shí)候更要進(jìn)行分析，幫助學(xué)生拓展思維。

3實(shí)施改革后取得的效果與思考

這些改革措施的實(shí)施，使學(xué)生做實(shí)驗(yàn)更加主動(dòng)和用心，大大減少了盲目操作的現(xiàn)象，提高了綜合運(yùn)用知識(shí)、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)、鉆研、科學(xué)的學(xué)風(fēng)。在新的課程改革實(shí)施后，95%以上的學(xué)生認(rèn)為微生物學(xué)和生活聯(lián)系非常緊密。部分本科生已經(jīng)參與到一些教師的科學(xué)研究中去，有的學(xué)生還能夠設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，或通過合作完成一些小型課題。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程改革也對(duì)實(shí)驗(yàn)課教師提出了新的要求，使教師不斷學(xué)習(xí)新的實(shí)驗(yàn)課程管理理念，不斷開發(fā)新的研究課題，同環(huán)境工程微生物學(xué)的發(fā)展同步。在以后的教學(xué)過程中，還要不斷探索，以取得更好的成效。

4參考文獻(xiàn)

[1] 解秋菊，張春云，閆培生. 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2009(1):54-56.

[2] 辜運(yùn)富，陳強(qiáng)，張小平，等.強(qiáng)化基礎(chǔ)，拓展應(yīng)用，構(gòu)建農(nóng)業(yè)院校學(xué)課程新體系[J].微生物學(xué)通報(bào)，2009，36(11):1772-1776.

[3] 劉桂香，李冬霞.食品微生物檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的研究及實(shí)踐[J].農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2009(6):123-124.

篇8

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革 環(huán)境微生物學(xué)

一、環(huán)境微生物學(xué)課程定位

環(huán)境微生物學(xué)是微生物學(xué)的知識(shí)和原理在環(huán)境工程方面應(yīng)用的一門新興的邊緣學(xué)科，同時(shí)又是環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。它涉及面廣，發(fā)展迅速，是一門具有很強(qiáng)實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性的學(xué)科。環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、自學(xué)能力、探究和解決問題的能力，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才方面具有重要作用。現(xiàn)階段如何加強(qiáng)環(huán)境微生物教學(xué)，如何提高教學(xué)質(zhì)量及把握改革的方向是擺在我們面前的嚴(yán)峻問題。筆者結(jié)合我校實(shí)際及教學(xué)經(jīng)歷，對(duì)該門課程的教學(xué)改革進(jìn)行了初步設(shè)想。

二、教學(xué)過程存在的主要問題

1. 內(nèi)容抽象、不易理解。

微生物學(xué)不像其它課程那樣，其在學(xué)生頭腦中沒有直觀的印象，微生物個(gè)體比較微小，看不見摸不著，在日常生活中也沒有直觀的印象。細(xì)菌個(gè)體微小，肉眼只能看到群體的菌落特征，很難把個(gè)體拿出來在實(shí)驗(yàn)室課堂上演示，只能借助工具來觀察，操作性難度大。由于細(xì)菌個(gè)體微生物較小，用顯微鏡要放大很多倍才能看到，所以有時(shí)候很難區(qū)別一些相似的菌種(如各種霉菌)，對(duì)于辨認(rèn)其形態(tài)結(jié)構(gòu)也比較困難，不易理解。

2. 課程內(nèi)容繁瑣、知識(shí)點(diǎn)多，教學(xué)課時(shí)不足。

環(huán)境微生物學(xué)的內(nèi)容主要微生物學(xué)基本原理、微生物生態(tài)、環(huán)境工程中微生物的作用和微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等部分組成。當(dāng)前，我國(guó)很多高校為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，大力壓縮基礎(chǔ)課課時(shí)，增開熱門的應(yīng)用課程。我校環(huán)境微生物總學(xué)時(shí)數(shù)56學(xué)時(shí)，其中理論學(xué)時(shí)數(shù)40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)16學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容過于集中在微生物形態(tài)、生長(zhǎng)代謝等基礎(chǔ)內(nèi)容，使得人工生態(tài)系統(tǒng)等介紹篇幅壓縮，微生物在衛(wèi)生檢測(cè)及污染治理方面的應(yīng)用等內(nèi)容不夠?qū)W時(shí)介紹，只能一帶而過。因此要使學(xué)生對(duì)該門課有深刻理解和掌握，并能熟練地將理論應(yīng)用于實(shí)踐，按照現(xiàn)有的課時(shí)數(shù)，難度是比較大的。

3.學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，理論聯(lián)系實(shí)際能力差。

當(dāng)前，我國(guó)的中等教育正由應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育，但轉(zhuǎn)變過程又必須緊跟高考的指揮棒。這就造成環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生在接觸環(huán)境微生物學(xué)課程之前，微生物學(xué)知識(shí)非常少，有些學(xué)生高中根本就沒接觸過微生物學(xué)。而越來越激烈的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和壓力使得學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的興趣下降，越專業(yè)越實(shí)用，則越感興趣，這樣，教與學(xué)之間的互動(dòng)顯得尤為重要。

4.實(shí)驗(yàn)室條件不足。

實(shí)驗(yàn)室條件不足是當(dāng)前存在的一個(gè)主要問題之一。目前我院環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室面積較小，微生物教學(xué)器材偏少，滅菌鍋和生物顯微鏡都只有2臺(tái)，很難滿足正常實(shí)驗(yàn)需要。

三、課程教學(xué)方法的改革和途徑

1.開好頭，激發(fā)學(xué)生的興趣。

在緒論的講授中，授課教師須講明本課程在學(xué)科領(lǐng)域中的地位，特別是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位與作用，尤其是目前環(huán)境微生物學(xué)在環(huán)境保護(hù)污染治理、資源利用、友好材料、清潔生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用及研究熱點(diǎn)、難點(diǎn)，指出近期科學(xué)工作者在環(huán)境微生物學(xué)研究的貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生為科學(xué)獻(xiàn)身的精神。

2.提高教師的自身素質(zhì)，豐富教學(xué)內(nèi)容。

教師對(duì)教學(xué)的態(tài)度、業(yè)務(wù)水平、敬業(yè)精神、教學(xué)方法和手段都會(huì)影響著教學(xué)效果。一方面，教師需要不斷充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)問題，應(yīng)用到課堂教學(xué)。例如在講病毒時(shí)，補(bǔ)充講SARS病毒、艾滋病毒及瘋牛病毒的結(jié)構(gòu)。另一方面，在學(xué)校的各項(xiàng)工作中，教學(xué)是基礎(chǔ)，科研是主導(dǎo)，任何教師決不能脫離科學(xué)研究而單純地搞教學(xué)工作。只有長(zhǎng)期參加科研實(shí)踐的教師，才能使自己講課的內(nèi)容更加具有前沿性、獨(dú)創(chuàng)性和啟發(fā)性。教師應(yīng)多參與工程實(shí)際，找到理論與實(shí)踐的結(jié)合點(diǎn)，并在教學(xué)中用工程中生動(dòng)的例子講述概念，例如在講細(xì)胞工程和微生物在環(huán)境工程中應(yīng)用時(shí)，教師結(jié)合自己的科研和工程實(shí)例進(jìn)行講解，這樣貼近實(shí)際，通俗易懂，可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

3.運(yùn)用多媒體技術(shù)，增強(qiáng)教學(xué)效果。

多媒體技術(shù)是20世紀(jì)末發(fā)展起來的主要的電化教育手段，是未來微生物學(xué)課堂教學(xué)的主要方向。與其它生物相比，微生物有著看不見、摸不著的獨(dú)特之處。如果教學(xué)方法不好，常常會(huì)造成很多錯(cuò)覺。傳統(tǒng)的微生物教學(xué)手段可視化差，對(duì)微觀世界的動(dòng)態(tài)變化顯得無能為力，眾多的圖表、照片無法展示，缺少生動(dòng)形象的直觀教學(xué)效果，教學(xué)信息量小。而在環(huán)境微生物教學(xué)中，借助多媒體進(jìn)行教學(xué)，可以向?qū)W生們展示許多精美的微生物圖片和微生物工程應(yīng)用。例如，在講噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，采用多媒體技術(shù)，用動(dòng)畫描述噬菌體吸附、入侵、復(fù)制、釋放過程；在講污泥膨脹時(shí)，運(yùn)用多媒體技術(shù)，比較膨脹污泥與正常污泥的形態(tài)結(jié)構(gòu)，增加認(rèn)識(shí)；也可以通過網(wǎng)絡(luò)收集的信息，向?qū)W生們介紹微生物某方面應(yīng)用的最新進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生們對(duì)環(huán)境微生物的興趣。

4.開展啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

環(huán)境微生物學(xué)作為一門新興的邊緣學(xué)科，它的發(fā)展應(yīng)隨著生物學(xué)、微生物學(xué)及環(huán)境科學(xué)的發(fā)展而不斷呈現(xiàn)出新的內(nèi)容。以往那種以教師為中心，學(xué)生上課記筆記、考前背筆記的教學(xué)模式及學(xué)習(xí)方式已不能適應(yīng)對(duì)該學(xué)科的學(xué)習(xí)要求。教師在授課時(shí)，應(yīng)注重提高信息的密度和質(zhì)量，盡量使之圖象化、表格化，這樣可將原來多而雜的信息整理為少而精的信息，使之相互聯(lián)系緊密、主線突出、層次清晰，成為學(xué)生易懂、易記的新信息。在教學(xué)方法上，要改變單一的注入式教學(xué)方法，采取講解式、提問式、啟發(fā)式、自學(xué)式等多種多樣的教學(xué)方法。對(duì)于基礎(chǔ)性知識(shí)，以講解式為主，并在講課時(shí)啟發(fā)學(xué)生思維；課前準(zhǔn)備一些問題，講課過程中隨時(shí)向先生提問，在提高學(xué)生聽課精神的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生思維，活躍課題氣氛；在講課過程中，經(jīng)常聯(lián)系最新研究進(jìn)展，以作業(yè)的形式，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)了解信息，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新思想和能力，為今后的科研打下基礎(chǔ)。

5.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在微生物理論教學(xué)中占很大比重，它可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題的能力和動(dòng)手能力。為此，要求學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)，并寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，上課時(shí)指導(dǎo)教師要檢查預(yù)習(xí)報(bào)告，了解預(yù)習(xí)情況，做到有的放矢，實(shí)驗(yàn)課上注意基本操作技能的訓(xùn)練，根據(jù)各實(shí)驗(yàn)的具體要求，嚴(yán)格把關(guān)，認(rèn)真指導(dǎo)。嚴(yán)格要求，規(guī)范操作，強(qiáng)化基本操作訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)問題，耐心引導(dǎo)，力爭(zhēng)使學(xué)生自己找出問題并加以改正；課后適當(dāng)增加開放性實(shí)驗(yàn)，通過這些措施，端正學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。規(guī)范操作，寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，練好基本功，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的分析與討論是很重要的內(nèi)容，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)問題和結(jié)果的分析、討論，可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，大大提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)?zāi)壳坝?6學(xué)時(shí)，歸并到環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)A中，由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)條件的限制，我們目前只安排了培養(yǎng)基的配制與滅菌、細(xì)菌的分離與無菌操作技術(shù)、光學(xué)顯微鏡的使用、細(xì)菌形態(tài)觀察和細(xì)菌數(shù)量的測(cè)定五個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)前后關(guān)聯(lián)，連續(xù)性強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)安排上盡量依據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，少量多次安排實(shí)驗(yàn)。在目前操作性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們計(jì)劃開出環(huán)境工程專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)，計(jì)劃學(xué)時(shí)10學(xué)時(shí)，擬利用現(xiàn)有氧化溝設(shè)備對(duì)污水生物降解，綜合環(huán)境微生物、環(huán)境監(jiān)測(cè)和水污染控制工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。形式安排上，采用開放實(shí)驗(yàn)形式，該實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長(zhǎng)，于是實(shí)驗(yàn)室全天對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生們都是自己安排時(shí)間，在課余時(shí)間來實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隨時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)。通過“綜合大實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生不僅可以掌握各個(gè)實(shí)驗(yàn)的方法，也鞏固了以前所學(xué)的基本操作技術(shù)，更重要的是提高了學(xué)生的主動(dòng)性、自覺性和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，把所學(xué)各門知識(shí)系統(tǒng)地貫穿起來用于實(shí)際工作中。

四、結(jié)語

環(huán)境微生物學(xué)在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)其教學(xué)的改革也是一個(gè)長(zhǎng)期的、艱巨的任務(wù)。而社會(huì)對(duì)人才的要求越來越注重獨(dú)立工作能力、綜合能力以及創(chuàng)新精神，因此，環(huán)境微生物教學(xué)必須按照這一要求，不斷尋找適合的內(nèi)容，培養(yǎng)出綜合型、設(shè)計(jì)型、高素質(zhì)的人才，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］車芙蓉，岳喜慶.食品微生物課程教學(xué)改革探索［J］.高等農(nóng)業(yè)教育，2001，(2)：76-78.

［2］楊文博.優(yōu)化微生物學(xué)教學(xué)［J］.微生物學(xué)通報(bào)，1996，(3)：101-102.

［3］衛(wèi)軍，阮世敏，張?chǎng)危惔簼?食品微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的初步探索［J］.微生物學(xué)雜志，2003，(3)：32-35.

［4］王國(guó)惠.環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2005，32(2)：61-62.

［5］王士芬，施鼎方.淺析環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，22(10)：110-112.

篇9

關(guān)鍵詞：食品 檢測(cè) 全自動(dòng)微生物定量分析儀 微生物 安全

中圖分類號(hào)：TS207.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2013）20-0035-02

1 引言

食品在生產(chǎn)、銷售以及運(yùn)輸?shù)倪^程中，很容易受到污染，一旦食品受到污染，食品微生物就會(huì)不斷地繁殖，易使食品出現(xiàn)腐敗且變質(zhì)等問題，導(dǎo)致食物中毒或者食源性污染。針對(duì)這種情況，為有效地避免這一問題的發(fā)生，人們也加大了食品安全的檢測(cè)力度，在這種形勢(shì)下，出現(xiàn)了一種新的檢測(cè)儀器，即全自動(dòng)微生物定量分析儀，該儀器是基于MPN法，借助于16管形式改造成的一種獨(dú)立耗材與最小化卡片，通過所產(chǎn)生的特殊酶反應(yīng)來進(jìn)行相對(duì)應(yīng)熒光信號(hào)的檢測(cè)，以此完成食品微生物指標(biāo)的判讀。文章就全自動(dòng)微生物定量分析儀在食品檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)地闡述。

2 全自動(dòng)微生物定量分析儀的應(yīng)用

2.1 檢測(cè)所需材料與儀器

在本次研究中，所用食品為海產(chǎn)品與烘干雞肉，其中烘干肌肉為一種寵物食品，所用儀器為全自動(dòng)微生物檢測(cè)儀，所用的試劑和檢測(cè)卡片均為法國(guó)梅里埃公司所生產(chǎn)制造的，各試劑與培養(yǎng)基必須要在有效期內(nèi)應(yīng)用。

2.2 食品檢測(cè)

（1）大腸桿菌。不管是人，還是動(dòng)物，均存在著一個(gè)共同寄居菌，即大腸桿菌，這一種細(xì)菌在大量繁殖以后易導(dǎo)致食物中毒。在全自動(dòng)微生物定量分析儀中，其所配套的這種試劑EC就是專用于大腸桿菌的檢測(cè)，在檢測(cè)中，當(dāng)大腸桿菌的數(shù)量達(dá)到規(guī)范值時(shí)，基于44℃這一條件下，存有大腸桿菌的這一卡片就會(huì)將培養(yǎng)基中底物還原，且產(chǎn)生一種能夠被TEMPO這一讀數(shù)器所檢測(cè)的營(yíng)養(yǎng)信號(hào)。基于MPN方法，按照陽性孔數(shù)目以及大小，由TEMPO系統(tǒng)將原始樣本中大腸桿菌實(shí)際數(shù)量推算出來，同時(shí)根據(jù)國(guó)家食品微生物關(guān)于大腸桿菌計(jì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)樣品實(shí)施檢測(cè)，通過兩者結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn)，其符合率86%，在準(zhǔn)確度上沒有差異。緊接著在此基礎(chǔ)上再對(duì)不滿足要求的樣品進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)，從檢測(cè)結(jié)果來看，這種方法盡管符合實(shí)驗(yàn)室批量檢測(cè)的要求，但是不適用于高酶活性樣品，特別是一些高酶活性水生軟體動(dòng)物。此外，經(jīng)過多次試驗(yàn)筆者還發(fā)現(xiàn)，在將稀釋倍數(shù)進(jìn)行擴(kuò)大以后，可使高酶活所產(chǎn)生的干擾與影響得到降低。

（2）菌落總數(shù)。菌落計(jì)數(shù)不僅可用于食品衛(wèi)生質(zhì)量的監(jiān)督，同時(shí)還是提示食品的新鮮度或者腐敗的重要指標(biāo)之一。按照國(guó)家食品微生物關(guān)于菌落總數(shù)的規(guī)定，對(duì)同一樣品實(shí)施取樣與稀釋，接著進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過程中，把樣本接種至培養(yǎng)基，借助于TEMPO這一填充器將其傳輸至三種規(guī)格不同的卡片中，該卡片為48孔，且在此時(shí)充填器也會(huì)將卡片密封，以免在之后的處理中發(fā)生污染問題。把按照國(guó)標(biāo)法所制作的這一平板與卡片儀器放于培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，其中卡片中所存微生物對(duì)培養(yǎng)基中底物進(jìn)行分解，且產(chǎn)生一種可被TEMPO這一讀數(shù)器所檢測(cè)的熒光信號(hào)，在四十八小時(shí)以后，分別進(jìn)行卡片與平板菌落數(shù)的讀取，按照陽性孔數(shù)目以及大小，由TEMPO系統(tǒng)來進(jìn)行原始樣本中微生物總數(shù)的推算，從推算結(jié)果來看，其與平板計(jì)數(shù)符合率89%。最后對(duì)不符合的這些樣品再次進(jìn)行檢測(cè)，通過檢測(cè)和分析結(jié)果來看，發(fā)現(xiàn)這些不符合的樣品均為水生軟體動(dòng)物，這些動(dòng)物的酶活力都相對(duì)較強(qiáng)，因這些物品對(duì)底物反應(yīng)易造成影響，因此造成儀器所讀取的這些熒光信號(hào)發(fā)生變化。由此可見，該儀器雖然可實(shí)現(xiàn)批量菌落的檢測(cè)，但卻存在著一定的局限性。

（3）腸桿菌科。在食品工業(yè)中，腸桿菌科所產(chǎn)生的這種細(xì)菌為其一項(xiàng)重要的指標(biāo)，由于其同時(shí)包含食物腐敗因子與腸道致病菌，因此被當(dāng)作食品安全與衛(wèi)生的一個(gè)重要指標(biāo)。在本次試驗(yàn)中，所用腸桿菌科樣品是烘干雞肉，通過所用卡片在22-27小時(shí)區(qū)間且35±1℃這一條件下的變化來進(jìn)行該食品污染的判斷。從檢測(cè)結(jié)果來看，其符合率97%，由此可知，其準(zhǔn)確度沒有差異。

（4）金黃色葡萄球菌。這一細(xì)菌可造成細(xì)菌性食物中毒，且對(duì)水產(chǎn)品所造成的污染還會(huì)影響水產(chǎn)品的加工出口以及食品安全。在本次研究中，通過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)和全自動(dòng)微生物定量分析儀中TEMPO檢測(cè)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其符合率97%，且準(zhǔn)確度沒有差異，相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)方式而言，這種TEMPO法具備操作簡(jiǎn)便且人為誤差小等優(yōu)勢(shì)，是非常重要的一種方式。

3 結(jié)語

綜上所述，通過這次研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方式而言，全自動(dòng)微生物定量分析儀不僅符合準(zhǔn)確性需求，同時(shí)還省去了以往試驗(yàn)方式中比較耗時(shí)且繁瑣的步驟，使得批量檢測(cè)更加輕松，且試驗(yàn)以后的清理工作與滅菌也變得更加簡(jiǎn)單。從上述應(yīng)用情況來看，一些顏色相對(duì)較重或者高酶活性的樣品易對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響，這也在另外一個(gè)角度說明了這種全自動(dòng)微生物定量分析儀自身也存在這一定的局限性，盡管在實(shí)踐中，可通過稀釋度的擴(kuò)大來降低這種干擾與影響，但卻不可將其消除。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，這種全自動(dòng)微生物定量分析儀也會(huì)逐步完善，盡管該儀器目前在檢測(cè)計(jì)數(shù)上還存在這一定的缺陷，但是隨著其不斷地完善與發(fā)展，筆者相信在未來食品檢測(cè)中，全自動(dòng)微生物定量分析儀將會(huì)成為主要的檢測(cè)方式，具備更為廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]全自動(dòng)菌落分析儀的微生物快檢應(yīng)用[C].//2010年石油微生物應(yīng)用技術(shù)交流研討會(huì)論文集.2010：90-92.

[2]迅數(shù)科技應(yīng)用支持部.全自動(dòng)菌落分析儀的微生物快檢應(yīng)用[C].//第二屆全國(guó)微生物資源學(xué)術(shù)暨國(guó)家微生物資源平臺(tái)運(yùn)行服務(wù)研討會(huì)論文集.2010：90-93.

[3]于曉婕，孫秋影，李蓉娟等.全自動(dòng)微生物定量分析儀在食品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].食品研究與開發(fā)，2013，（14）：1-3，13.

篇10

【關(guān)鍵詞】環(huán)境工程微生物學(xué) 教學(xué) 體會(huì)

微生物技術(shù)是現(xiàn)代高技術(shù)之一,對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)進(jìn)步有著深遠(yuǎn)的影響,它以低耗高效、副產(chǎn)物和副作用小、安全性好,而在解決生態(tài)和環(huán)境問題等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。在現(xiàn)代技術(shù)的交叉滲透過程中,將微生物技術(shù)的基本原理應(yīng)用到環(huán)境工程中,為微生物技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向解決環(huán)境問題提供了理論基礎(chǔ)。在解決目前人類所遇到的人口、能源、廢物處理等環(huán)境問題中發(fā)揮了重要的作用,并顯示了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此,國(guó)內(nèi)許多院校的環(huán)境工程專業(yè)開設(shè)了《環(huán)境工程微生物學(xué)》課程,并將課程的重點(diǎn)放在了介紹微生物的生態(tài)與微生物在解決環(huán)境問題的應(yīng)用上。但同時(shí)《環(huán)境工程微生物學(xué)》在內(nèi)容與研究方法上和環(huán)境工程的其它課程又有較大的差別,所以該課程的教學(xué)有它的獨(dú)特性。

我校水資源與環(huán)境學(xué)院自開始招環(huán)境工程本科生以來,一直把《環(huán)境工程微生物學(xué)》作為環(huán)境工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。目前,我有幸成為這門課程的主講老師。如何對(duì)待該課程的教學(xué)? 如何使環(huán)境工程專業(yè)微生物學(xué)教學(xué)緊跟學(xué)科發(fā)展步伐,使學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握微生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí),進(jìn)一步理解防治環(huán)境污染、改善與提高環(huán)境質(zhì)量的微生物學(xué)原理、技術(shù)和方法? 經(jīng)過近兩年的教學(xué)工作,感受頗多,特將我對(duì)講授這門課的一些體會(huì)總結(jié)如下,請(qǐng)批評(píng)指正。

1 加強(qiáng)緒論部分的教學(xué)

有些人認(rèn)為緒論沒有什么具體內(nèi)容,在教學(xué)上可有可無,有些老師往往是讓學(xué)生們自學(xué)緒論部分。但實(shí)際上緒論是一門課程的序曲,又是一門課程的縮影和向?qū)?。在緒論的講授中,授課教師應(yīng)該介紹微生物的發(fā)現(xiàn)及其與人類和環(huán)境之間的關(guān)系,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到微生物對(duì)于我們?nèi)祟惡铜h(huán)境的重要性;介紹微生物學(xué)的奠基、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展方向,讓學(xué)生了解微生物學(xué)是在解決實(shí)際問題,是在認(rèn)識(shí)自然和改造自然的過程中得到發(fā)展的;介紹顯微鏡的發(fā)明者列文虎克、青霉素的發(fā)現(xiàn)者弗萊明等為微生物學(xué)做出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家,啟迪學(xué)生為科學(xué)獻(xiàn)身的精神[1];介紹環(huán)境工程微生物學(xué)當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的求知欲望。同時(shí),在課程的講授過程中要多聯(lián)系生活和實(shí)踐,努力使抽象深?yuàn)W的內(nèi)容變得具體簡(jiǎn)單。例如,在講授微生物發(fā)酵時(shí),聯(lián)系酸奶的制作,告訴學(xué)生各廠家生產(chǎn)的酸奶呈現(xiàn)不同的風(fēng)味就是因?yàn)椴煌瑥S家選用的菌種不同,因而發(fā)酵產(chǎn)物不同所致,使學(xué)生深刻了解了發(fā)酵的不同類型。

2 更新教學(xué)內(nèi)容,加大新知識(shí)和新技術(shù)的傳授

環(huán)境微生物學(xué)作為一門新興的邊緣學(xué)科,隨著生物學(xué)、微生物學(xué)及環(huán)境科學(xué)的發(fā)展而不斷呈現(xiàn)出新的內(nèi)容。特別是日新月異的分子生物學(xué)技術(shù)已滲透到生物科學(xué)和技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域,尤其是與微生物學(xué)關(guān)系密切,這更加促進(jìn)了微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用。為了緊跟時(shí)代和學(xué)科發(fā)展的步伐,培養(yǎng)高質(zhì)量人才,教師需及時(shí)更新自己的知識(shí)結(jié)構(gòu),跟蹤學(xué)科前沿發(fā)展變化的動(dòng)態(tài),將新的知識(shí)和新技術(shù)及時(shí)增加到教學(xué)中來,讓學(xué)生熟悉和掌握學(xué)科前沿性的理論知識(shí)和操作技術(shù),為他們將來深入開展研究打下良好的基礎(chǔ)。例如,可以講解有關(guān)dna重組技術(shù)、基因擴(kuò)增技術(shù)、dna測(cè)序技術(shù)等高新技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景[2,3],為學(xué)生將來開展創(chuàng)新性研究工作奠定理論基礎(chǔ)。同時(shí)還可以把一些和日常生活關(guān)系密切的知識(shí),例如adis的傳播及預(yù)防,sars、禽流感的爆發(fā)與環(huán)境污染的關(guān)系等等,以科普形式介紹給學(xué)生,既活躍了課堂氣氛,又拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的責(zé)任感和奉獻(xiàn)精神。另外,把一些有爭(zhēng)議的問題引入教學(xué)中,也可以開拓學(xué)生的專業(yè)視野,激發(fā)學(xué)生智力活動(dòng)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的科研動(dòng)機(jī),幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)真理的過程,培養(yǎng)其攀登科學(xué)高峰的信心和勇氣。

3 改革教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是一種內(nèi)驅(qū)力,學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)的最佳動(dòng)力。只有在充分激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)他們的想象力和參與能力的情況下才能最大限度地發(fā)揮效力。環(huán)境微生物學(xué)研究的對(duì)象是人們?cè)谕ǔＧ闆r下看不見的微小生物,其教學(xué)內(nèi)容是一些微觀的、抽象的、闡述性的內(nèi)容,并且涉及到遺傳學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等諸多前沿學(xué)科,具有較強(qiáng)的廣度與深度。如果不能及時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,那么這些繁雜的內(nèi)容就會(huì)使學(xué)生感到味如嚼蠟,毫無興趣,直接影響學(xué)生的理解,最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下,學(xué)習(xí)效果不佳。如果激發(fā)了學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣,就會(huì)增加學(xué)生課后查找、閱讀參考資料的主動(dòng)性,這對(duì)學(xué)生后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)也是一種鞭策和鼓勵(lì)。

學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程之前,主要學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、物理和基礎(chǔ)化學(xué)等課程,專業(yè)課程學(xué)習(xí)尚未展開,所以學(xué)生對(duì)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)習(xí)微生物目的缺乏認(rèn)識(shí),在他們思想上有一種根深蒂固的想法,即解決環(huán)境問題必須用物理化學(xué)的方法。針對(duì)這種情況,就需要將工程實(shí)踐中一些有影響的或與學(xué)生生活比較貼近的實(shí)例,如:一般的城市二級(jí)污水處理廠、城市垃圾資源化系統(tǒng)等內(nèi)容引入課堂,讓學(xué)生明白微生物在處理環(huán)境問題中有著廣泛的應(yīng)用,從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

還有,《環(huán)境工程微生物學(xué)》的前幾個(gè)章節(jié)主要講述微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及生化過程,具有概念多、微生物種類多且形態(tài)多變的特點(diǎn),而且由于微生物形體小,無法從日常生活中得到直觀的印象,學(xué)生普遍感到“看不見,摸不著”。針對(duì)這種情況,應(yīng)當(dāng)采用多媒體教學(xué)的手段,利用一些典型微生物的圖片或三維動(dòng)畫形式,描述其形態(tài)與生長(zhǎng)發(fā)育過程,這樣既方便講解又生動(dòng)活潑,利于學(xué)生理解,增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。同時(shí),還要鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手采集微生物,利用實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間,自己去觀察體會(huì),并通過查資料,關(guān)注學(xué)科進(jìn)展,采取互動(dòng)形式,增加學(xué)生從課外獲得相關(guān)知識(shí)的能力。

4 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

微生物學(xué)是來源于實(shí)驗(yàn)的科學(xué),所以我們應(yīng)著重加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門原理性、概念性、實(shí)踐性、操作性難度較大的課程。比如顯微鏡技術(shù)、制片和染色技術(shù)、培養(yǎng)基的制備技術(shù)、無菌操作技術(shù)、純種分離培養(yǎng)技術(shù)、菌種保藏技術(shù)、大氣及水中微生物監(jiān)測(cè)技術(shù)等。這些都需要特殊的設(shè)備和獨(dú)立的訓(xùn)練,如果沒有足夠的課時(shí)及儀器支持,掌握其中的操作技術(shù)是很困難的。環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課前期準(zhǔn)備工作是一項(xiàng)比較復(fù)雜、精細(xì)和繁瑣的工作,工作量大,連續(xù)性強(qiáng),即使是微小的疏忽也可能造成實(shí)驗(yàn)的失敗。在做實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的過程中必須認(rèn)真、細(xì)致才能保證實(shí)驗(yàn)課的順利進(jìn)行,這就對(duì)實(shí)驗(yàn)室老師的素質(zhì)和教學(xué)態(tài)度提出嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

還有,實(shí)驗(yàn)操作過程是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力最好的過程。實(shí)驗(yàn)中,我們應(yīng)該采取學(xué)生獨(dú)立思考、自己動(dòng)手、大膽探索,教師積極引導(dǎo)、注重啟發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的積極性和主動(dòng)性。如在做“細(xì)菌革蘭氏染色”實(shí)驗(yàn)時(shí),我們要求每個(gè)學(xué)生至少完成3個(gè)不同類別典型細(xì)菌的正確鑒別染色片,從挑取菌種、涂片、固定、染色、調(diào)試顯微鏡,直到觀察到染色的微生物形態(tài),鑒別出正確的菌種為止,整個(gè)過程完全由學(xué)生自己操作,而且實(shí)驗(yàn)的每一步都要非常認(rèn)真仔細(xì),稍不注意就得不到正確結(jié)果[4]。實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生對(duì)涂片后固定細(xì)菌時(shí)的溫度高低、洗片環(huán)節(jié)、酒精脫色的時(shí)間等精心分析,反復(fù)實(shí)驗(yàn)摸索,并在教師的啟發(fā)下,找出問題癥結(jié),直到得出滿意的結(jié)果為止。實(shí)驗(yàn)過程中,我們還應(yīng)對(duì)學(xué)生操作時(shí)的習(xí)慣性問題和錯(cuò)誤作重點(diǎn)提示和講解,并在學(xué)生操作過程中及時(shí)指導(dǎo)糾正動(dòng)作,嚴(yán)格要求學(xué)生獨(dú)立完成。

實(shí)驗(yàn)課的講授過程中,我們還應(yīng)盡可能地開一些綜合性地實(shí)驗(yàn)。綜合實(shí)驗(yàn)是一個(gè)以學(xué)生為主體、學(xué)生與教師互動(dòng)的教學(xué)過程,其特點(diǎn)是學(xué)生獨(dú)立自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、組織、實(shí)施和管理。演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多,而綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少是過去實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程印象不深,理論掌握不牢,動(dòng)手能力不強(qiáng),不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為此,我們針對(duì)學(xué)生比較感興趣的實(shí)驗(yàn)課題,如水、室內(nèi)空氣、土壤和食品中的微生物種類、數(shù)量、分布等應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生通過查閱資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,由指導(dǎo)老師指導(dǎo)和小組討論,確定實(shí)驗(yàn)方案,提高了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力,這樣激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,鞏固了理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù),也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。

微生物學(xué)博大精深,微生物在處理環(huán)境問題時(shí)的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。作為環(huán)境工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課之一,《環(huán)境工程微生物學(xué)》在學(xué)科體系中的地位也越來越重要。如何使環(huán)境工程專業(yè)的微生物教學(xué)進(jìn)行得更合理,如何使環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生具備較高的微生物學(xué)綜合素質(zhì),相信通過對(duì)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)和改革,通過主講老師地不斷學(xué)習(xí)提高,最終能夠使《環(huán)境工程微生物學(xué)》的教學(xué)工作適應(yīng)時(shí)展要求,為培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的環(huán)境科學(xué)人才做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周德慶.微生物學(xué)教程(第二版).北京:高等教育出版社,2002.

[2] 張洪勛,王曉誼,齊鴻雁.微生物生態(tài)學(xué)研究方法進(jìn)展[j].生態(tài)學(xué)報(bào),2003,23(5): 988-993.