微生物范文
時間:2023-03-13 23:57:01
導語:如何才能寫好一篇微生物,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
1、微生物的定義是:個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,所以微生物當然是生物。
2、微生物個體微小,與人類關系密切。涵蓋了有益跟有害的眾多種類,廣泛涉及食品、醫藥、工農業、環保、體育等諸多領域。
3、有些微生物是肉眼可以看見的,像屬于真菌的蘑菇、靈芝、香菇等。還有微生物是一類由核酸和蛋白質等少數幾種成分組成的“非細胞生物”,但是它的生存必須依賴于活細胞。
(來源:文章屋網 )
篇2
進化生物學家威廉?漢密爾頓是一位在生物學界頗有建樹的科學家,他的許多觀點想象奇特、新穎、大膽,頗有些像科幻作家創作科幻小說,其中尤以他的云論假說最具代表性,他認為,云中存在微生物,并且這些微生物制造了云。
從傳統生物學來看,天上的云已超出了生物學家的視野,由于空氣過于稀薄,長期以來,大家都認為,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的博士生蒂莫西?林頓,兩人一起合作,探討微生物進入云中的可能性。
這一理論起始于海洋中稠密的微生物。當海洋中的微生物種群變得過于擁擠時,能夠逃出這種不利環境的微生物將獲得生存優勢。然而,這些微生物是如何逃出去的呢?它們能否“飛”進云中,乘著云霧來到更適宜它們生長的新環境中呢?單細胞生物似乎擁有這種能力。漢密爾頓認為,微生物能產生一種導致云形成的化學物質,它們乘著這些云飛行,然后產生第二種化學物質,這些化學物能促使云生成雨或雪,從而將它們帶回到地面。這一觀點聽起來更像是一種適合兒童閱讀的童話,而不像科學理論。盡管想象過于奇特,漢密爾頓和林頓還是于1998年發表了他們的論文。
云中存在微生物的觀點并非完全陌生。早期生物學家曾做過這方面的實驗,他們將一個玻璃瓶從飛機窗口伸出去,然后返回地面,結果發現,玻璃瓶里充滿了微生物。然而,漢密爾頓和林頓的觀點新奇之處在于:為適應環境,微生物通過自然選擇進化出了造云的能力,就像海貍進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。文中提出的問題對于微生物學家來說有些過大,對于氣象學家來說太生物化,對于海洋學家來說太過氣象化。實際上,沒有一個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,為了紀念這位富于冒險精神和獨創精神的進化生物學家,他的朋友和追隨者將他的云論作為一種新奇觀點來討論,隨后便被大家置之不理。然而,有意思的事情發生了。漢密爾頓死后不久,科學家們開始檢驗他的云論。首先檢驗了云中含有大量微生物的觀點,科學家們從云中提取了許多樣品,將其進行冷凍,然后進行現代基因分析。最后他們發現,每個樣品都充滿了蛋白質和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萬個活細胞。當然,與相同容量的池塘水相比顯然要少得多,但它仍遠遠超出了大家先前的預料。水藻、細菌和各種真菌不僅乘云飛行,而且實際上就生活在云里面,它們在這里生息、繁衍,以云里的有機酸、醇類、硫磺和氮為食。近年來發現,有3種細菌一路扶搖直上,進入了平流層。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種細菌除了生活在平流層中,在任何一個地方都沒有發現它們的蹤跡,這樣就留下了一個未解之謎:某些物種可能只適合生活在云中。按照漢密爾頓的觀點,云霧是這些微生物的生物王國,而梭羅將云霧形象地稱為“飄動的空氣牧場”。
漢密爾頓和林頓假說的關鍵之處,不是簡單地指出云里生活著微生物,而是這些微生物已進化出一種與眾不同的特殊適應能力,它們長出了微小的化學“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行任何適應性進化就可來到云端。風、沙塵暴、大火和雷電足可以將它們吹向空中。但對于海洋微生物來說,要到達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,科學家們發現,云霧里仍充滿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胞生物利用被大風卷起的浪端白沫中的上升氣泡“飛”入空中?,F在已經知道,這種氣泡在上升過程中不斷“吞噬”細菌和其他單細胞生物。一個氣泡聚集的微生物密度是其周圍微生物密度的數百倍。一旦到達水面,微生物會因氣泡爆裂而被噴進空中?;蛟S這種爆發力足以將微生物送入天空,然而,漢密爾頓和林頓認為,這種推力還不夠,應該還有其他推動力量。
他們知道,海洋微生物(尤其是海藻)能產生一種二甲基硫醚(DMS),這是一種細菌代謝副產品,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云的形成過程。云中微生物產生二甲基硫醚分子,而二甲基硫醚可以促進水分子冷凝,形成冷凝液。對于這一觀點目前沒有太多爭論,問題是微生物的基因能否通過產生二甲基硫醚讓自己受益?能產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會?還有,這些微生物進入云端后能否被輸送到一片更適合它們生長的海域,并讓其子孫受益?漢密爾頓和林頓認為完全可以。他們還猜測,二甲基硫醚就像某種運載工具,當微生物需要進入空中時,這些化學物可以將其送上云端,這就是他們認為的第二種推力。
微生物進入云中后,它們是如何落下來的呢?迄今為止,除了3種新發現細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。漢密爾頓和林頓認為,云中微生物會產生第二種化合物,一種能促使周圍水分結冰的蛋白質。被冰凍起來的微生物自由降落到地面,如果一切順利,冰最終會融化,微生物會生長、分裂。
1976年,大衛?桑德斯受聘于蒙大拿州立大學,這一年蒙州爆發了小麥病原菌。這種細菌能產生一種可提高水的冰點的蛋白質,以相對較高的溫度致使植物的葉子遭受霜凍害。遭受凍害的植物細胞會爆裂,某些細菌就趁機吞噬細胞里的物質。桑德斯始終搞不明白,感染植物的病菌來自何處。他做了一個實驗,將一部分麥種進行滅菌處理,然后將其種到試驗田里。令人不可思議的是,小麥仍然被感染了。病菌似乎直接來自天上,于是他決定再做一個試驗。他拿著一個皮氏培養皿上了一架飛機,到達一定高度后,將培養皿從飛機窗戶處伸出去,他的手幾乎被凍僵了。當他把培養皿帶回實驗室后,發現培養皿里長出了小麥病原菌。原來病菌就漂浮在麥地上方的云層里,以某種方式降落到經過滅菌處理的小麥上。
篇3
乙型肝炎病毒DNA聚合酶研究進展 林旭,聞玉梅
狂犬病病毒基因重組載體的構建及其在重組疫苗研究中的應用 黃薇,張輝,嚴家新
柯薩奇病毒的感染--Ⅰ型糖尿病發病的重要環境因素 魏強,李凡
抗體抗病毒作用的新認識 王立新,熊思東
流式細胞技術在抗生素敏感性試驗中的應用 夏曉華,陸淼泉
敬告讀者
鏈球菌屬分類的研究進展 盧洪洲,翁心華
幽門螺桿菌VacA和CagA的研究進展 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
下期要目預告
解脲脲原體分子生物學分群和分型 周向昭,馬燕燕,朱學駿
結核病疫苗的研究進展及存在問題 余傳霖
美國微生物學會會訊摘要 聞玉梅
抗結核病藥物的開發 謝建平,王洪海
064一種對乙型肝炎病毒快速基因分型的聚合酶鏈反應 吳憶貧
065綠色熒光蛋白報告系統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疫苗佐劑可增強對單純皰疹病毒2型的特異性細胞免疫 馬柯
067朊病毒蛋白的信號轉導作用 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幽門螺桿菌產物調節細胞因子反應 袁建平
071幽門螺桿菌細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性 王清
抗微生物治療研究進展 翁心華
長模板聚合酶鏈反應技術在病毒學研究中的應用 胡蕓文,袁正宏
病毒編碼的細胞周期蛋白 任維,曹亞
丙型肝炎病毒細胞感染模型的研究進展 徐曉剛,季育華,陸志檬
EB病毒編碼的蛋白質在癌變過程中的作用 黎明,曹亞
登革病毒E蛋白受體研究進展 楊春雨,江麗芳
細菌生物膜及其相關疾病 劉振桐,王承敏,張卓然
本刊啟事
革蘭陰性桿菌中超廣譜β-內酰胺酶的檢測 熊自忠,妹
肺炎鏈球菌分型方法的研究進展 張穎華,郭奕芳
銅綠假單胞菌耐藥機制的研究進展 陳軍,張雅萍,肖光夏
肺炎衣原體抗原研究進展 張光明,饒賢才,胡福泉
查菲埃立克體的抗原分子 方玉強,溫博海
美國微生物學會會訊摘要 聞玉梅
細胞異常信號轉導:丙型肝炎病毒致病新模式 趙蘭娟,戚中田
當前醫院感染領域中的幾個熱點問題 胡必杰
呼吸道合胞病毒G蛋白的相關研究 陽雋,徐軍,鐘南山
TT病毒分子生物學研究進展 吳新剛,王曉燕,陸淼泉
單純皰疹病毒包膜糖蛋白的結構與功能研究進展 王戰勇,王志玉
人腺病毒E4轉錄區ORF4蛋白與細胞凋亡 卜鵬莉,陳虹,黃秉仁
人類免疫缺陷病毒感染與特異性細胞毒性T淋巴細胞反應 蔣衛民,潘孝彰,康來儀
樹突細胞、病原體與免疫應答 郭曉奎,童善慶
大腸埃希菌O157:H7毒力的分子生物學研究進展 張瑾,楊正時
銅綠假單胞菌分型研究進展 康梅,韓琳琳,賈文祥
幽門螺桿菌毒素及相關疾病的研究進展 聶華超,童硯,洪汝濤
結核分枝桿菌早期分泌蛋白ESAT-6家族的研究進展 駱旭東,朱道銀
體外擴增技術檢測結核分枝桿菌的新進展 孫薇,李君文
發酵支原體M161Ag的研究進展 何攀文,劉先洲
美國微生物學會會訊摘要 聞玉梅
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研究進展 許紅梅,任紅
漢坦病毒結構蛋白抗原表位的研究進展 潘蕾,白雪帆
抑制差減雜交技術在細菌基因差異表達研究中的應用 張麗娟,闞飆,高守一
抗微生物肽——顆粒溶解素的研究進展 張海峰,李柏青
細菌外膜泡與致病性的關系 吳淑燕,黃瑞,林發榕
大腸埃希菌對喹諾酮類藥物的多重耐藥機制 趙瑞華,舒明星
沙門菌侵染機制及減毒菌株傳遞DNA疫苗的研究進展 劉明秋,嚴維耀,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,嚴杰
幽門螺桿菌耐藥機制研究進展 田擁軍,葉嗣穎
嗜肺軍團菌毒力基因、致病性及實驗診斷研究進展 胡朝暉,朱慶義
非結核性分枝桿菌耐藥機制的研究進展 沙巍,翁心華
紅色毛癬菌的研究進展 李喬,楊國玲,劉維達
煙曲霉毒力因子的研究進展 杜晨,李若瑜
美國微生物學會會訊摘要 聞玉梅
人類免疫缺陷病毒1型耐藥基因的監測 盧洪洲,翁心華
胞內菌與細胞骨架 李婷,李明遠
金黃色葡萄球菌的侵襲和侵襲后過程 劉挺,管遠志
口腔鏈球菌遺傳型和表型的研究進展 聶敏,邊專,樊明文
幽門螺桿菌感染時宿主免疫應答的特征 袁建平,童善慶
幽門螺桿菌粘附機制的研究進展 白楊,陳燁,張亞歷,張兆山
動彎桿菌的研究進展 袁春雷,陳群,曾忠銘
外陰陰道念珠菌病的病原學研究進展 朱曉芳,王家俊
白念珠菌粘附上皮細胞的機制 劉為國,黃敏,牟希亞
肺炎衣原體與動脈粥樣硬化和冠心病的關系 吳向輝,倪安平
篇4
關鍵詞:病原微生物 分子生物 診斷技術
【中圖分類號】R4【文獻標識碼】A【文章編號】1008-1879(2012)02-0027-01
1 自動化鑒定技術的應用
臨床微生物的實驗室檢查以染色、培養、生化鑒定等為主,尤其是分離培養,目前仍然是許多病原體檢測的“金標準”。但是,由于細菌的生長繁殖需要一定時間,使檢測周期難以縮短。此外,很多病原體的培養受營養要求、抗生素應用及病原體含量等因素的影響,用傳統人工方法操作復雜、檢測周期長,敏感性與特異性也有限。為解決這一問題,各種自動化培養和鑒定系統不斷產生,隨著計算機的發展和應用,先后出現了許多自動與半自動細菌鑒定與藥敏系統,統稱為“微生物鑒定專家系統”,這些系統大大提高了臨床實驗室的工作效率和檢測的準確性,傳統鑒定方法也在逐步改進,并在一定程度內加快了檢測速度。
2 免疫學方法
免疫學技術是利用特異性抗原抗體反應,檢測病原微生物,簡化了病原微生物的鑒定步驟,備受關注。各大文獻數據庫提供的數據顯示,幾乎建立了所有病原體的血清學檢測方法,表明該方法已成為一種微生物實驗室常用的成熟的檢測技術。
2.1 凝集技術常用的凝集技術有乳膠凝集技術和血清凝集技術。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,短時間內就可完成鑒定。該診斷法具有操作簡便、快速、準確、特異性強、陽性率高等特點。
2.2 熒光抗體技術熒光抗體技術是根據抗原抗體反應具有高度的特異性,把熒光素作為抗原標記物,在熒光顯微鏡下檢查呈現熒光的特異性抗原抗體復合物及其存在部位。熒光抗體技術的主要特點是特異性強、速度快。呂治林等報道由美國同行所作的用炭疽桿菌細胞壁(CW-DFA)和莢膜抗原(CAP-DFA)特異的熒光標記的單克隆抗體,可快速鑒別炭疽桿菌。
2.3 酶免疫技術酶聯免疫技術現已被廣泛地應用于多種病原微生物的檢測,可檢測樣本中病原體抗原,也可檢測機體中的抗體成分。應用單克隆抗體結合硝酸纖維膜上的斑點ELISA技術,已成功地自患者的咽拭標本中同時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等用酶聯免疫化學發光法(ELIMCL)測定大腸桿菌O157:H7。許多疾病的檢測都已有商品化的試劑盒出現。
3 分子生物學技術
隨著分子生物學技術的迅速發展,使人們對微生物的認識從外部表型逐漸轉向內部基因結構特征,微生物的檢測也從生化、免疫方法轉向基因水平檢測,對于那些難培養和不可能培養的微生物,可直接通過獲得基因信息,給微生物學的檢測帶來嶄新的領域,為科學快速發展提供了新的機遇。
3.1 PCR技術PCR具有高度敏感性和特異性,在病原體檢測上,對形態和生化反應不典型的微生物鑒定,常規方法常難以準確檢測,即使出現大量死菌PCR也能做出準確的鑒定;不受混合標本的影響,可輕易從含有大量正常菌群的標本中鑒定病原菌;對于生長緩慢或難于培養的微生物鑒定,如分枝桿菌、幽門螺桿菌、支原體、衣原體、螺旋體等,目前其他方法陽性檢出率很低,PCR技術對這類菌株的鑒定有重要意義。但是常規PCR技術也存在一些問題,如出現假陽性、形成引物二聚體,檢測操作也比較繁瑣,中間污染環節多,易出現假陽性或假陰性結果。為了克服這些不足,一些新的PCR技術漸衍生出來并被用于實踐,如巢式PCR、逆轉錄PCR、多重PCR、通用引物PCR(UP-PCR)、PCR單鏈構象多態性分析、隨機引物DNA多態性擴增(RAPD)、限制性長度多態性分析(RFLP)、實時熒光定量PCR等。
3.2 基于16S rRNA與GyaB的檢測技術。
3.2.1 以16S rRNA為靶基因進行檢測16S rRNA存在于所有原核生物細胞中,它們相對穩定且有較高的拷貝數,其序列中含可變區及高度保守區,因此可設計群、屬、種特異性的探針?,F階段各種常見細菌的16S rRNA基因幾乎全部測序完成,16SrRNA編碼基因的這些特點使之成為較理想的細菌基因分類的靶序列,逐漸成為細菌鑒定、分類的“金標準”。
3.2.2 以促旋酶(gyrase)B亞單位基因靶基因進行檢測GyaB除了具有16S rRNA所具有的優點外,其基因進化率高于核糖體基因,還有GyaB在近乎全部細菌中呈單拷貝形式。有研究表明,基于GyaB序列構建的進化圖譜與基于DNA-DNA雜交的相一致。因此,GyaB的分析特別適合于菌株的區別和鑒定。Fukushima等以GyaB基因為靶基因設計基因芯片來檢測分枝桿菌屬,實驗結果顯示此芯片鑒別分枝桿菌達到種水平,并且能區別密切相關的菌種,這對臨床治療具有重要的參考價值,說明分析GyaB基因序列對于在菌種水平鑒別細菌是快速而有效的方法。
3.3 多位點序列分型多位點序列分型(MLST)是近年來發展很快的分子生物學分析方法,具有很高的分辨能力,既適于分子流行病學研究,也可用于分子進化學的研究。MLST越來越多地被作為能進行國際間菌株比較的常用工具,建立一種更為準確的分析系統方法,并且用于研究出現的不同的抗生素抵抗株,相關特殊基因型及新的變異株引起的疾病流行病學分析和種群結構的研究。
參考文獻
[1] 畢春霞,閆志勇,王斌.病原微生物臨床檢驗技術進展[J].青島大學醫學院學報,2005,41(4):369-371
篇5
吉林省延邊地區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
糖化終末產物對大腸桿菌增殖與粘附的影響 侯芳玉,徐效義,施雨露
腹膜炎患者臨床標本中無芽孢厭氧菌的分離和鑒定 楊兵,陳小青,嚴杰
注射頭孢菌素頭孢他美鈉β-內酰胺酶穩定性研究 李菁華,馬琳,史紅艷,關顯智
5-硝基咪唑類藥物體外抗無芽孢厭氧菌效果的觀察 夏美霞,陳小青,嚴杰
淋病奈瑟菌粘附性質粒的研究 張學英,崔英順,肖洋,王勝春,史紅艷,關顯智
博爾納病病毒p24重組蛋白的表達與初步鑒定 楊愛英,張鳳民,郭彩玲,谷鴻喜
長春市職業獻血員丙型肝炎病毒感染狀況的調查 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
白色念珠菌誘導小鼠胸腺細胞凋亡通路的探究 暨明,韋超凡
免疫后TCRVβ基因多態性與抗體產生的研究 李菁華,李長城,關顯智,黃樹林
SLE患者PBMC凋亡狀態及相關基因表達的研究 晏群,查國章,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基因的體外表達和鑒定 鐘照華,田野,李呼倫,關欣,趙文然,趙鐵強,谷鴻喜,孟繁超
HPV16 L1蛋白在大腸桿菌中的表達、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胞中的表達 魏蘭蘭,谷鴻喜
同批次細胞基質收獲甲肝和麻疹病毒制備聯合疫苗的方法 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胞后Fas mRNA的檢測 王潔,余平,查國章
風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
浙江省獻血員HGV和TTV感染情況的調查 劉成國,陳小青,嚴杰
374例維持性血液透析患者醫院感染的調查 樓永良,杜季梅,鄭美琴,曾愛冰,李紀毅,金領微
hDaxx與細胞腫瘤抑制子p53在體內外的相互作用 譚立志,萬艷平,吳移謀,劉傳愛,余敏君,尹衛國,廖端芳
銅綠假單胞菌PA16株粘附性、菌毛與質粒關系的研究 史紅艷,劉克,李菁華,關顯智
RT套式PCR檢測血漿HCV RNA及與抗HCV檢測的比較 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結果分析 陳莉麗,唐琪,吳燕岷,孫偉蓮,嚴杰
大腸埃希菌耐藥性監測及耐藥質粒的研究 趙春燕,易世紅,王放,李凡
一株產絮凝劑的曲霉菌株的篩選 武波,韋東,唐咸來,柏學亮,馬慶生,唐記良
轉化cry3A基因對蘇云金芽孢桿菌YBT-803-1生長特性的影響 樂超銀,邵偉,徐世謹,喻子牛
利用廢水液體發酵生產單細胞蛋白的實驗研究 劉啟富,陳志謹,金曉琳,張克斌,饒賢才,胡曉梅,胡福泉
棲土曲霉生產角蛋白酶研究 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,董占雙,劉忠順
靈芝菌絲體深層液體發酵培養基研究 劉冬,李世敏,許柏球,賴國紅
鯉科(Cyprinidate)魚腸道菌群分析 趙慶新
31例胃癌患者胃液SIgA及胃粘膜產亞硝酸真桿菌測定結果分析 譚穎慧,朱曉敏,李蔚,郭玉娥
紫杉醇產生菌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
沈陽地區嬰幼兒RSV感染的病原學調查研究 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研究進展 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同演化作用機制* 湯顯春,謝樹成
瘤胃微生物在有機廢物處理中的應用研究 陳慶今,劉煥彬,胡勇有
真菌發酵生產魚油特征脂肪酸 吳克剛,楊連生,柴向華
生物農藥的研究應用現狀及前景 桂永珠,池景良,胡永蘭
人畜共患的衣原體病 李長信,李欣,楊維成,杜建華,李莉
HIV-1CN嵌合基因與IL-2基因共表達產物誘導產生CTL的實驗研究 郭焱,郭巍,張學英
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,陳超,鄧春海,王志,李鑫
酸的發酵條件初探 朱萌,羅鳴
銅綠假單胞菌性肺炎的臨床及實驗資料分析 朱建良,李冬梅
冬季日光溫室滑菇栽培技術 韓志東,王應明,張靜偉
如何提高微生物學及檢驗技術課堂教學效果 李冰潔
含硒類球紅細菌的研究 王勁松,俞吉安,張承康
葡萄球菌A型腸毒素的高效表達和分離純化 姜永強,鄭玉玲,寧保安,馬茹,王景林,高志賢
粘質沙雷氏菌武漢株PLA1基因的克隆和序列 蘇磊,童驍,宋建華,孫松柏,陳濤
DFM菌株生理特性的測試以及搖床發酵條件的優化 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細胞粘附作用的研究 高仕瑛,陳麗麗,鄧仲良,歐陽頤
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
海洋細菌9912肽抗生素發酵條件優化研究 王烈,胡江春,王書錦
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研究 王宜磊,周長路
聚-β-羥基丁酸(PHB)在細菌建立感受態中的作用 李文化,謝志雄,陳向東,沈萍
全球野生雙孢蘑菇種質資源的研究現狀 李榮春,楊志雷
木霉屬真菌的系統學及其應用研究 高云超,莫衛軍,鄺哲師
靈芝的開發及加工研究新進展 謝意珍,張智,李森柱,李崇
巴西蘑菇多糖研究進展 張琴,謝麗源,董艷珍
松茸半人工栽培的研究現狀 李維國,常立民,趙永光
關于生物制氫 魏琪,孫啟玲,張興宇
HIV-gag基因克隆、表達及對免疫應答的影響 郭焱,郭巍,張應玖,金寧一
人工培養蛹蟲草 李琇
光照對螺旋藻生長和形態的影響 尤珊,鄭必勝,郭祀遠
服務行業健康人群攜帶沙門氏菌、志賀氏菌調查 寧德清,房翠平,卞愛紅
篇6
生態農業主要是運用農業生態原理,建立起來的一種新型農業。在現代農業生產中,這種新型的農業,不僅具有良好的生產性能,提高生產的效率,還能夠節省生產的成本,節約能源,進而實現農業環境的自凈與農業資源的可持續使用??v觀這種新型農業,生態農業是一個有機的整體,屬于多目標、多功能、多層次以及多成分有機組合的的生態系統。在這個系統內部,結構有序、內外交流、開放循環以及關系協調發展。在微觀層面上,其利用多層次的物質循環與綜合利用,進一步提高能量轉換與物質循環的效率。例如,在生態農業系統內微生物可以利用植物作載體,可以將植物的秸稈、樹葉以及草等植物進行加工處理,生成飼料,飼料可以喂食牲口,牲口的糞便又可以養蘑菇、飼養其他的動植物,將飼養的動植物喂食另外種類的生物。如此循環,就形成了市郊生態系統。由此可見,微生物在生態農業系統中的應用非常重要的。
2微生物技術對改善農業生態環境的作用
2.1微生物在肥料中的作用利用特定培養的微生物,在可調控環境條件下將廢棄物、污染物降解和轉化,從而解決和控制污染問題,進而為作物提供養分。例如:目前市場上出現的生物有機肥就是利用特定的微生物對獸禽糞便、農業廢棄物等進行降解和轉化而來的。這種肥料不僅能增加土壤肥力,提供作物生長必須的營養元素,還能改善植物根際的微環境,促進植物對養分的吸收利用,提高產能,同時還減少了合成化肥的使用,減少了合成化肥對環境的污染。由此可見微生物技術將成為農業生態環境保護最有價值和生命力的方法。在農業生態環境面臨嚴峻形式的今天,微生物技術具有無可比擬的優越性。
2.2微生物對農藥的降解作用隨著化學農藥的大規模使用,其所帶來的環境問題日益嚴重。近年來有學者發現微生物對土壤和水中的農藥降解起主要作用,目前已經分離出能降解農藥的微生物類群,包括細菌、真菌、放線菌、藻類等。因它們受環境等多方面的影響和限制,所以難以大規模使用。近期又有學者提出利用微生物產生的酶來降解農藥殘留。由此可見,如何更多、更好地利用微生物解決農藥殘留是生態農業發展急需解決的問題。
2.3微生物在大型生態農場中的作用在大型生態農場生產與建設的過程中,大量的排污系統使得生態環境遭受到前所未有嚴重的破壞。近年來,養殖場的規模與數量每年都以單調遞增的速度增長?,F代的養殖場將新技術、新設備引進來,進而實現生產過程的機械化操作,養殖場的生產能力持續增長的同時帶來的環境污染、生態系統破壞、能源供應緊張的等問題也隨之而來。微生物圍繞生產過程中產生的廢水與廢物進行處理。經過微生物的處理技術,有機廢物就會轉化為能源、肥料、化工產品甚至是食品。
2.4微生物技術在庭院生態農業系統中的作用眾所周知,庭院經濟營養項目較多,集約化程度較高,土地利用率較高,資金周轉與積累較快。其對人們的生產與生活的影響是最為直接的。在發展庭院生態農業系統的過程中,微生物在其中的應用被人們所接受。庭院生態農業系統中的糞便與生活垃圾進入發酵池,可以直接改變生活環境。這樣的方式構成了多層次、多途徑與多功能的庭院生態農業系統。在庭院生態農業系統中,人們通過自己的方式將為生物技術應用于其中,使其發揮出應有的效果。
3結語
篇7
作為專業從事食品及環境安全檢測技術研究與推廣的高新技術企業,北京安普生化科技有限公司(以下簡稱安普生化)積極為企業和政府部門提供先進的檢測技術、儀器設備及技術應用方案。為了適應目前食品微生物快速檢測的需求,安普生化最新引進了美國Neogen公司的Soleris微生物實時光電微生物快速檢測系統。
Soleris系統基本介紹
Soleris實時光電微生物快速檢測系統由微生物實時光電檢測儀,基于windows系統的Soleris分析軟件和各種特異性的Soleris微生物檢測試劑瓶三個部分組成(如圖1所示)。其原理是基于傳統的培養基理論和染色技術,并結合了光電檢測技術和計算機控制的模塊化分析系統,對產品中的微生物進行檢測。該系統具有操作簡便省時,實時快速,準確靈敏,檢測量大等諸多優勢:一般1分鐘內即可完成單個樣品從加樣到上機檢測所需的全部操作,而且單臺儀器可同時對128個樣品進行檢測;對菌落總數,大腸菌群等常規項目在6―24小時內即可得到定量的檢測結果,而且可自動完成對檢測數據的接收與分析,并形成檢測報告。
Soleris系統現已獲得AOAC(美國官方分析化學師協會)認證,NSF(美國國家衛生基金會)認證,并被UPS(美國藥典)推薦為替代傳統平板的有效方法之一。Soleris系統可對細菌總數,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行檢測。廣泛適用于食品飲料,乳制品,保健品等生產加工企業的環境檢測、衛生監控以及無菌檢測,挑戰實驗和保質期實驗。該系統因其適用范圍廣檢測項目多,快速高效,已被包括中國在內的全球40多個國家的600多家客戶所使用。
目前,安普生化作為Soleris系統在中國的設備與技術服務提供商,可為眾多客戶提供了有效的Soleris系統應用解決方案,包括定量檢測標準曲線的建立,放貨截點時間分析等,據此對產品進行定量檢測,并為快速放貨提供依據。
Soleris系統在乳品質量監控中的應用
此案例為Soleris系統對巴氏滅菌乳、冰激凌、酸奶中大腸菌群的定量檢測解決方案,包含標準曲線。不同菌含量水平下對應的檢出時間對比,以及由標準曲線和產品的限量標準分析出的放貨截點時間等。
標準曲線方程及相關系數如表1所示。(圖2-圖4為相應產品的大腸菌群標準曲線圖):
根據標準曲線,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應的檢出時間。
由表2中數據可以看出,當大腸菌群含量水平為10 CFU/g(mL)時,三種產品僅需8.0h,10.5h,11.5h即可檢出,與傳統的MPN計數法和平板計數法相比,檢測時間顯著縮短。
此外,根據表2中數據和產品的限量標準,還可以確定快速放貨的截點時間,如表3所示(注:表中冰淇淋產品標準為美國標準)。
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世紀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想也于1991年實現。但是,經過提升能量輸出的微生物燃料電池則是新生的,為這一事物的實際應用提供了可能的機會。
MFCs將可以被生物降解的物質中可利用的能量直接轉化成為電能。要達到這一目的,只需要使細菌從利用它的天然電子傳遞受體,例如氧或者氮,轉化為利用不溶性的受體,比如MFC的陽極。這一轉換可以通過使用膜聯組分或者可溶性電子穿梭體來實現。然后電子經由一個電阻器流向陰極,在那里電子受體被還原。與厭氧性消化作用相比,MFC能產生電流,并且生成了以二氧化碳為主的廢氣。
與現有的其它利用有機物產能的技術相比,MFCs具有操作上和功能上的優勢。首先它將底物直接轉化為電能,保證了具有高的能量轉化效率。其次,不同于現有的所有生物能處理,MFCs在常溫,甚至是低溫的環境條件下都能夠有效運作。第三,MFC不需要進行廢氣處理,因為它所產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,因為僅需通風就可以被動的補充陰極氣體。第五,在缺乏電力基礎設施的局部地區,MFCs具有廣泛應用的潛力,同時也擴大了用來滿足我們對能源需求的燃料的多樣性。
微生物燃料電池中的代謝
為了衡量細菌的發電能力,控制微生物電子和質子流的代謝途徑必須要確定下來。除去底物的影響之外,電池陽極的勢能也將決定細菌的代謝。增加MFC的電流會降低陽極電勢,導致細菌將電子傳遞給更具還原性的復合物。因此陽極電勢將決定細菌最終電子穿梭的氧化還原電勢,同時也決定了代謝的類型。根據陽極勢能的不同能夠區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,以及發酵。因此,目前報道過的MFCs中的生物從好氧型、兼性厭氧型到嚴格厭氧型的都有分布。
在高陽極電勢的情況下,細菌在氧化代謝時能夠使用呼吸鏈。電子及其相伴隨的質子傳遞需要通過NADH脫氫酶、泛醌、輔酶Q或細胞色素。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,電子傳遞系統利用NADH脫氫酶,Fe/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號位點或者末端氧化酶。通常觀察到,在MFCs的傳遞過程中需要利用氧化磷酸化作用,導致其能量轉化效率高達65%。常見的實例包括假單胞菌(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,會導致陽極電勢降低,電子則易于沉積在這些組分上。當使用厭氧淤泥作為接種體時,可以重復性的觀察到沼氣的產生,提示在這種情況下細菌并未使用陽極。如果沒有硫酸鹽、硝酸鹽或者其它電子受體的存在,如果陽極持續維持低電勢則發酵就成為此時的主要代謝過程。例如,在葡萄糖的發酵過程中,涉及到的可能的反應是:C6H12O6+2H2O=4H2+2CO2+2C2H4O2或6H12O6=2H2+2CO2+C4H8O2。它表明,從理論上說,六碳底物中最多有三分之一的電子能夠用來產生電流,而其它三分之二的電子則保存在產生的發酵產物中,如乙酸和丁酸鹽??傠娮恿康娜种挥脕戆l電的原因在于氫化酶的性質,它通常使用這些電子產生氫氣,氫化酶一般位于膜的表面以便于與膜外的可活動的電子穿梭體相接觸,或者直接接觸在電極上。同重復觀察到的現象一致,這一代謝類型也預示著高的乙酸和丁酸鹽的產生。一些已知的制造發酵產物的微生物分屬于以下幾類:梭菌屬(Clostridium),產堿菌(Alcaligenes),腸球菌(Enterococcus),都已經從MFCs中分離出來。此外,在獨立發酵實驗中,觀察到在無氧條件下MFC富集培養時,有豐富的氫氣產生,這一現象也進一步的支持和驗證這一通路。
發酵的產物,如乙酸,在低陽極電勢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的環境中奪取乙酸中的電子。
代謝途徑的差異與已觀測到的氧化還原電勢的數據一起,為我們一窺微生物電動力學提供了一個深入的窗口。一個在外部電阻很低的情況下運轉的MFC,在剛開始在生物量積累時期只產生很低的電流,因此具有高的陽極電勢(即低的MFC電池電勢)。這是對于兼性好氧菌和厭氧菌的選擇的結果。經過培養生長,它的代謝轉換率,體現為電流水平,將升高。所產生的這種適中的陽極電勢水平將有利于那些適應低氧化的兼性厭氧微生物生長。然而此時,專性厭氧型微生物仍然會受到陽極倉內存在的氧化電勢,同時也可能受到跨膜滲透過來的氧氣影響,而處于生長受抑的狀態。如果外部使用高電阻時,陽極電勢將會變低,甚至只維持微弱的電流水平。在那種情況下,將只能選擇適應低氧化的兼性厭氧微生物以及專性厭氧微生物,使對細菌種類的選擇的可能性被局限了。
MFC中的陽極電子傳遞機制
電子向電極的傳遞需要一個物理性的傳遞系統以完成電池外部的電子轉移。這一目的既可以通過使用可溶性的電子穿梭體,也可以通過膜結合的電子穿梭復合體。
氧化性的、膜結合的電子傳遞被認為是通過組成呼吸鏈的復合體完成的。已知細菌利用這一通路的例子有Geobactermetallireducens、嗜水氣單胞菌(Aeromonashydrophila)以及Rhodoferaxferrireducens。決定一個組分是否能發揮類似電子門控通道的主要要求在于,它的原子空間結構相位的易接近性(即物理上能與電子供體和受體發生相互作用)。門控的勢能與陽極的高低關系則將決定實際上是否能夠使用這一門控(電子不能傳遞給一個更還原的電極)。
MFCs中鑒定出的許多發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移過程。最近,這一關于電子傳遞方法的設想由McKinlay和Zeikus提出,但是它必須結合可移動的氧化穿梭體。它們展示了氫化酶在還原細菌表面的中性紅的過程中扮演了某一角色。
細菌可以使用可溶性的組分將電子從一個細胞(內)的化合物轉移到電極的表面,同時伴隨著這一化合物的氧化。在很多研究中,都向反應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)。經驗表明這些中間體的添加通常都是很關鍵的。但是,細菌也能夠自己制造這些氧化中間體,通過兩種途徑:通過制造有機的、可以被可逆的還原化合物(次級代謝物),和通過制造可以被氧化的代謝中間物(初級代謝物)。
第一種途徑體現在很多種類的細菌中,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程。失活銅綠假單胞菌的MFC中的這些與代謝中間體產生相關的基因,可以將產生的電流單獨降低到原來的二十分之一。由一種細菌制造的氧化型代謝中間體也能夠被其他種類的細菌在向電極傳遞電子的過程中所利用。
通過第二種途徑細菌能夠制造還原型的代謝中間體——但還是需要利用初級代謝中間物——使用代謝中間物如Ha或者HgS作為媒介。Schroder等利用E.coliK12產生氫氣,并將浸泡在生物反應器中的由聚苯胺保護的鉑催化電極處進行再氧化。通過這種方法他們獲得了高達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。評價MFCs性能的參數
使用微生物燃料電池產生的功率大小依賴于生物和電化學這兩方面的過程。
底物轉化的速率
受到如下因素的影響,包括細菌細胞的總量,反應器中混合和質量傳遞的現象,細菌的動力學(p-max——細菌的種屬特異性最大生長速率,Ks——細菌對于底物的親和常數),生物量的有機負荷速率(每天每克生物量中的底物克數),質子轉運中的質子跨膜效率,以及MFC的總電勢。
陽極的超極化
一般而言,測量MFCs的開放電路電勢(OCP)的值從750mV~798mV。影響超極化的參數包括電極表面,電極的電化學性質,電極電勢,電極動力學以及MFC中電子傳遞和電流的機制。
陰極的超極化
與在陽極觀測到的現象相似,陰極也具有顯著的電勢損失。為了糾正這一點,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,所以應該認為它是一個電子受體更甚于作為媒介。如果要達到可持續狀態,MFC陰極最好是開放性的陰極。
質子跨膜轉運的性能
目前大部分的MFCs研究都使用Nafion—質子轉換膜(PEMs)。然而,Nafion—膜對于(生物)污染是很敏感的,例如銨。而目前最好的結果來自于使用Ultrex陽離子交換膜。Liu等不用使用膜,而轉用碳紙作為隔離物。雖然這樣做顯著降低了MFC的內在電阻,但是,在有陽極電解液組分存在的情況下,這一類型的隔離物會刺激陰極電極的生長,并且對于陰極的催化劑具有毒性。而且目前尚沒有可信的,關于這些碳紙-陰極系統在一段時期而不是短短幾天內的穩定性方面的數據。
MFC的內在電阻
這一參數既依賴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)。對于最優化的運轉條件,陽極和陰極需要盡可能的相互接近。雖然質子的遷移會顯著的影響與電阻相關的損失,但是充分的混合將使這些損失最小化。
性能的相關數據
在平均陽極表面的功率和平均MFC反應器容積單位的功率之間,存在著明顯的差異。表2提供了目前為止報道過的與MFCs相關的最重要的的結果。大部分的研究結果都以電極表面的mA/m以及mW/m2兩種形式表示功率輸出的值,是根據傳統的催化燃料電池的描述格式衍生而來的。其中后一種格式對于描述化學燃料電池而言可能已經是充分的,但是MFCs與化學燃料電池具有本質上的差異,因為它所使用的催化劑(細菌)具有特殊的條件要求,并且占據了反應器定的體積,因此減少了其中的自由空間和孔隙的大小。每一個研究都參照了以下參數的特定的組合:包括反應器容積、質子交換膜、電解液、有機負荷速率以及陽極表面。但僅從這一點出發要對這些數據作出橫向比較很困難。從技術的角度來看,以陽極倉內容積(液體)所產生的瓦特/立方米(Watts/m3)為單位的形式,作為反應器的性能比較的一個基準還是有幫助的。這一單位使我們能夠橫向比較所有測試過的反應器,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化技術。
此外,在反應器的庫侖效率和能量效率之間也存在著顯著的差異。庫侖效率是基于底物實際傳遞的電子的總量與理論上底物應該傳遞的電子的總量之間的比值來計算。能量效率也是電子傳遞的能量的提示,并結合考慮了電壓和電流。如表2中所見,MFC中的電流和功率之間的關系并非總是明確的。需要強調的是在特定電勢的條件下電子的傳遞速率,以及操作參數,譬如電阻的調整。如果綜合考慮這些參數的問題的話,必須要確定是最大庫侖效率(如對于廢水處理)還是最大能量效率(如對于小型電池)才是最終目標。目前觀測到的電極表面功率輸出從mW/m2~w/m2都有分布。
優化
生物優化提示我們應該選擇合適的細菌組合,以及促使細菌適應反應器內優化過的環境條件。雖然對細菌種子的選擇將很大程度上決定細菌增殖的速率,但是它并不決定這一過程產生的最終結構。使用混合的厭氧-好氧型淤泥接種,并以葡萄糖作為營養源,可以觀察到經過三個月的微生物適應和選擇之后,細菌在將底物轉換為電流的速率上有7倍的增長。如果提供更大的陽極表面供細菌生長的話,增長會更快。
批處理系統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。持續的系統性選擇能形成生物被膜的種類,它們或者能夠直接的生長在電極上,或者能夠通過生物被膜的基質使用可移動的穿梭分子來傳遞電子。
通過向批次處理的陽極中加入可溶性的氧化中間體也能達到技術上的優化:MFCs中加入氧化型代謝中間體能夠持續的改善電子傳遞。對這些代謝中間體的選擇到目前為止還僅僅是出于經驗性的,而且通常只有低的中間體電勢,在數值約為300mV或者還原性更高的時候,才認為是值得考慮的。應該選擇那些具有足夠高的電勢的氧化中間體,才能夠使細菌對于電極而言具有足夠高的流通速率,同時還需參考是以高庫侖效率還是以高能量效率為主要目標。
一些研究工作者們已經開發了改進型的陽極材料,是通過將化學催化劑滲透進原始材料制成的。Park和Zeikus使用錳修飾過的高嶺土電極,產生了高達788mW/m2的輸出功率。而增加陽極的特殊表面將導致產生更低的電流密度(因此反過來降低了活化超極化)和更多的生物薄膜表面。然而,這種方法存在一個明顯的局限,微小的孔洞很容易被被細菌迅速堵塞。被切斷食物供應的細菌會死亡,因此在它溶解前反而降低了電極的活化表面??傊?,降低活化超極化和內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
污物驅動的應用在于能夠顯著的移除廢棄的底物。目前,使用傳統的好氧處理時,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,折算后在這一項上每人每年需要消耗的能源約為30kWh。為了解決這一問題,需要開發一些技術,特別是針對高強度的廢水。在這一領域中常用的是UpflowAnaerobicSludgeBlanket反應器,它產生沼氣,特別是在處理濃縮的工業廢水時。UASB反應器通常以每立方米反應器每天10~20kg化學需氧量的負荷速率處理高度可降解性的廢水,并且具有(帶有一個燃燒引擎作為轉換器)35%的總電力效率,意味著反應器功率輸出為0.5~1kW/m3。它的效率主要決定于燃燒沼氣時損失的能量。未來如果發展了比現有的能更有效的氧化沼氣的化學染料電池的話,很可能能夠獲得更高的效率。
能夠轉化具有積極市場價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。雖然MFCs的功率密度與諸如甲醇驅動的FCs相比是相當低的,但是對于這項技術而言,以底物安全性為代表的多功能性是它的一個重要優勢。
篇9
菌根是自然界中一種普遍的植物共生現象,它是土壤中的菌根真菌菌絲與高等植物營養根系形成的一種聯合體。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系。它會將菌絲延伸到土壤中以擴大吸收面積,從而提高對土壤營養物質的吸收,增強植物對疾病的抵抗力和抗旱能力。
一直以來,人們都認為宿主細胞與真菌細胞之間所有礦質養分的交換,主要發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轉氮,但卻沒人能夠證明AM通過什么載體向寄主植物運轉氮。經過艱苦攻關,金海如發現并證明,這個載體就是精氨酸—一種較難被吸收和利用的氨基酸。
金海如利用實驗證明,AM真菌可以從周圍環境中吸收不同來源的氮,并將其合成為精氨酸,爾后精氨酸再通過尿素循環中的精氨酸酶分解為鳥氨酸和尿素,尿素又進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胞質膜,以氨的形式釋放到寄主植物的細胞質內被進一步吸收利用。同時,金海如還發現了AM真菌孢子對不同外源氮的吸收和代謝的機理,這些研究成果可以說是AM真菌代謝理論上的重大突破,已陸續在《Nature》《New Phytologist》等刊物上發表,且已有兩項國家發明專利獲得了授權。
但金海如對AM真菌的研究并沒有止步于此。在一番更深入地研究之后,他先于世界各國科學家發明了利用叢枝菌根真菌生產高效生物氮肥的技術,并在國內率先發明了規模化生產叢枝菌根真菌的純培養技術,對推廣該真菌用于糧食增產增收具有重要意義。
金海如的生物氮肥除了具備肥料的功效之外,還具有活化土壤養分、改善作物礦質營養、提高有機肥的使用效率、提高植物抗旱和抗病能力、促進植物生長發育、增加產量和改善品質,以及調節和控制植物的多樣性等功效。同時,利用此項技術還能解決一些行業產生的氮、磷以及重金屬污染等問題。
篇10
關鍵詞: 微生物 實踐教學 “三步走”
人才培養是大學的根本任務,本科教育則是大學人才培養的基本任務。目前,我國大學每年招收數百萬名大學本科生,招生規模已居世界第一[1],但我國大學本科教育的水平還有待提高。這是一個全國關注的問題和難題,解決之路只能是深化改革[2]。進行實踐教學改革的目的是增強學生的實踐能力,培養獨立分析問題、解決問題的能力,培養創造能力和就業能力,使學生能夠更好地適應今后的工作。傳統教學理念已經不能完全適應當前這種對高素質技術人才培養的要求,所以,我們必須積極創造良好的學習環境,充分發揮學生的主體性和創新精神。在食品專業中,微生物實踐教學尤為重要。
微生物是生物、食品、環境等專業的基礎主干課程,涉及學科多,技術性強,既具有系統的理論基礎,又具有顯著的應用實踐意義[3],微生物學是實踐性、應用性最強的學科之一,與工業生產實踐有著極為密切的關系,作為發酵工業的靈魂和動力的微生物菌種的選育及食品工業中必須進行的微生物檢驗等,都需要用到微生物學的相關知識,微生物學實踐教學是微生物課程的重要組成部分。加強微生物實踐教學,培養學生的實驗技能與創新思維,不僅可加深學生對微生物學理論知識的理解,培養學生的實驗技能,有利于后續課程的學習,而且對于培養學生分析問題、解決問題的能力具有重要意義。
傳統的微生物實踐教學多是單一的實驗課形式,由教師講解和演示,學生再模仿操作,根據教材安排一些內容缺乏內在聯系的驗證性實驗進行技能訓練[4]。實驗教學往往枯燥,難以調動學生的學習積極性和主動性,社會反映這樣培養的學生缺乏創新意識、獨立思考、解決實際問題的能力[5]。為改變這一現狀,我院微生物課程組以高素質應用型人才為培養目標,對微生物實踐教學進行了改革探索:理論與實踐雙管齊下,初步構建與探索出了包含理論提升、實踐創新、總結提高三個階段的“三步走”實踐教學法。在實施過程中,這三個階段環環相扣,螺旋上升,完整統一。同時,我們始終堅持系統性、規范性、開放性的原則,致力于全面提高我院學生的實踐技能,以適應高等教育新形勢下的新思路、新任務和新目標。
一、理論提升――轉變傳統教學觀念
在傳統的微生物實驗課堂上,教師負責講解有關理論知識和實驗步驟,學生負責按教師的要求操作。這樣的教學弊端是,學生對理論知識不能很好地領悟,也不能有效地把握實驗的整體,更無法獨自解決今后工作中遇到的實際問題。因此,對學生綜合素質和應用能力的培養是社會需求發展的必然趨勢,大學教學的思路必須從知識本位向能力本位轉變,應用型人才的培養需要通過教學活動,引導學生對未知領域進行探索,提高綜合素質;更重要的是,通過學習掌握探索未知領域的思維和方法,具備再學習能力,為今后走進社會,承擔新的任務奠定堅實基礎,改變傳統教學觀念,堅持提高素質。能力培養和傳授知識與技能同時貫穿于教學活動中,是本改革的項目核心,也是培養高素質應用型人才的基礎。
二、實踐創新――實踐教學與理論實際緊密結合
學生對于實踐課程的學習,不能只停留在模擬教材上的某一實驗或消化某一知識點上,即驗證性和模擬性實踐,而是要把書本知識與生產實際緊密結合,在實際生產過程中學習相關理論知識。比如,在做“酵母菌的分離純化”實驗中,帶領學生參觀葡萄酒廠、神內胡蘿卜汁廠,了解酵母菌發酵葡萄酒、果醋的原理,并在葡萄園區采摘葡萄樣品,在蘋果園采摘蘋果樣品,以及選用新疆特色奶酪、酸奶為樣品,使學生參與理論了解采樣發酵分離純化的全過程,學生表現出高度的積極性。在此過程中,學生根據不同樣品,查閱相關文獻,選用不同培養基對照培養,實驗結果較好。事實證明,對于與生產生活緊密結合的實驗,學生學習態度更認真,不僅提高了解決具體問題的能力,而且提高了創新能力。
三、總結提高――以科研項目為載體提高教學質量
在積極總結、認真評價學生實踐操作的基礎上,專業指導老師針對學生在其中普遍存在的共性問題,做出總結,然后開展一次面對全體學生的經驗總結和交流大會,力求提高全體學生實踐的整體水平。但是探索新課程改革,不僅要在教學上進行改革,更要努力提高自身科研能力,把項目研究與課程實踐教學的改革與建設緊密結合起來,在教師進行科研的同時,可以讓學生參與,提高課程實踐教學質量。通過科研項目的研究,增強課程實踐教學的針對性和市場適應性及前瞻性。我院在實踐教學上,不僅完善了課程教學,還加強了教學資源的整合,加強了教學師資隊伍建設和交流,完善了課程群實踐教學體系,提高了實踐教學質量。如各實驗室儀器設備由專人管理,可以共同使用和借用;精密儀器由專業老師和學生共同管理,可以互相交流探討,形成教學相長的良性互動。授課結束后,任課教師不再僅帶學生做實驗,而是為學生找項目,帶領學生做項目,達到師生共同提高、共同進步的雙贏效果。
總體來說,在經過多年的實踐與探索之后,現階段我們的“三步走”實踐教學法已初見成效,在我院校引起了強烈反響。然而,“三步走”實踐教學法仍然不夠完善,不可避免地存在這樣的問題或那樣的不足,但困難無法阻擋我們探索與前進的腳步,我們將一如既往、堅定不移地實施“三步走”教學戰略,不斷充實和拓展實踐教學,與時俱進,開拓創新,為使實踐教學形成長期化、專業化、規范化、系統化的科學教學體系而不懈奮斗。
參考文獻:
[1]付香斌,申靈.微生物實踐教學改革探索[J].河南農業,2012,06:28-30.
[2]張捷,袁勇軍,管峰,張慧恩.改革微生物實踐教學培養高素質應用型人才[J].高校實驗室工作研究,2012,02:18-19-114.
[3]洪梅.深化實踐教學改革,構建合理實踐教學體系[J].科技信息(科學教研),2008,12:201-208.