微生物的培养与应用

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微生物的培养与应用范文第1篇

关键词：生物统计学；统计思维；应用意识

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0191-03

生物统计学是利用概率论和数理统计的原理和方法研究生物数量性状变化规律的一门学科，是应用数学领域的重要学科分支[1]。它涵盖了生物学试验设计、数据收集和数据整理、统计分析方法的选择以及统计结论的得出与解释等内容。生物统计学不仅广泛应用于传统的生物学、生态学、医学、药学和农学等各学科专业中，也是现代分子生物学研究中数据分析的重要工具[2]。数据分析与处理能力是当今生物学领域科研工作者的必备技能之一，且随着生物组学时代的来临，生物统计学的应用更加广泛和深入，生物统计学在高校生物学课程体系中的位置也愈发重要，肩负着培养学生数据分析技能和科研素养的重要使命。因此，生物统计学已成为我国高等院校生物科学类专业的一门基础课程，也是广东海洋大学水产养殖学专业的一门专业必修课。

然而，生物统计学课程不同于其他的理论基础课和专业课，其最大特点是概念抽象、公式复杂、计算烦琐，是一门教师和学生普遍反映难教、难学、难懂的课程，这也导致学生缺乏学习兴趣和动力，难以取得预期的教学效果[3]。为此，本文将结合笔者近年来水产生物统计学的教学实践，就如何培养学生统计思维能力和应用意识进行分析和探讨，以期为水产生物统计学课程的教学提供一定的参考。

一、统计思维能力培养

生物统计学作为一门工具学科，是一种思维方法（或统计思想）在生物学中的应用。学习生物统计学就是要学会利用统计思想分析问题和解决问题。姚亮等（2015）归纳了四条统计思想，分别是或然性思想、小概率原理、大概率原理和信息最大化原理。这些统计思想存在于生物统计学理论体系的各个角落，共同构成了统计学学科的思想基础。为此，生物统计学的课堂中，教师应将核心统计思想的阐述贯穿于基础理论知识讲解中，努力帮助学生理解复杂统计理论和方法的思想本质。

1.注重核心统计思想的讲解是培养学生统计思维能力的首要任务。生物统计学教学活动中，由于较多的数学推理与计算等难点需要讲解，因此会占用教师较多的授课时间和精力，从而面临能力培养难于知识传授的困境，这就与“知识传授与能力培养”的高等教育课程基本培养目标相违背。另一方面，正是因为生物统计学课程较大的教学与学习难度，才更需要学生掌握核心的统计学思想及应用统计学思想思考问题的思维模式，这样才有助于学生更深层次地理解理论性较强的具体统计理论与方法，并将其灵活运用于解决各种实际科研问题。

举例来说，若某事件发生的概率很小，其在一次（或极少次）试验中几乎不可能发生，统计学上将该事件称为小概率事件。小概率事件对应的小概率原理是假设检验理论的思想基础，几乎所有假设检验的推理均是依据小概率原理来进行的。具体来说，首先假定原假设成立并进行检验统计量的计算，推导出其为一小概率事件，那么依据小概率原理则有理由相信原假设在概率上是不成立的；反之，若无小概率事件的发生，则无充分理由质疑原假设。显然，小概率原理是假设检验理论最为关键的思想基础。倘若教师在讲授假设检验理论之前注重小概率事件原理的讲解，便能帮助学生更好地理解统计推断的推理过程和判断依据。同样，注重或然性现象（随机性现象）、大概率原理以及信息最大化原理等统计思想的讲解，对于帮助学生透彻理解统计学基本理论、培养学生统计思维能力均具有十分重要的作用。

2.模型构建训练及实例结合教学是培养学生统计思维能力的主要途径。源于数学学科分支的统计学可以理解为对现实问题的抽象概括，即现实统计问题的模型化表达。比如，生物统计学中的方差分析将总变异分解为组内变异和组间变异两部分，分别代表误差和试验的处理效应，并将生物学中的各种控制试验采用统一的符号及线性公式来描述，进而计算统计量来衡量因素的效应值。教学过程中教师可要求学生将实际科研问题中的因素、水平、重复、组间、组内等具体名词代入方差分析的理论线性模型，反复开展模型构建训练，以加深对方差分析的理解。再如假设检验，一般将检验过程分为“假设提出”、“选择及计算统计量”、“确定显著性水平”和“统计推断”四个步骤，而任何实际问题的假设检验分析均可构建为由这四个步骤构成的模型。课程讲授初期务必严格要求学生遵守“四步走”的分析流程，进行统计模型的构建训练，不断增强学生对该统计模型的熟悉程度，这样做，让同学们在更好地掌握统计学理论知识的同时，又培养了其模型思维能力。

实例结合教学是生物统计学教学的重要方法，也是模型构建训练的重要组成部分。课堂教学活动中，教师可选择一些贴近生活、科研与生产的实例来讲解抽象的统计学理论和模型。比如，笔者在讲解假设检验理论时，选用水产饲料装包机工作是否正常的实例来讲解假设检验的基本步骤。首先提出原假设和备择假设，讲解两种假设各自表示的实际含义；根据“装包机是否工作正常”及“额定标准”确定检验统计量为样本均值并计算；确定P值后，做出统计推断，并解读统计结论所代表的实际统计学含义。

通过以上模型构建训练和实例结合教学，将抽象的统计学理论、方法与具体的实际问题相结合，达到化繁为简的目的，进而提高生物统计学的教学效果。当然，模型训练与实例结合教学是一项系统工程，需要教师投入更多的时间和精力备课，并循序渐进地将其贯穿于整个生物统计学的教学过程。

3.计算机辅助分析训练是培养学生统计思维能力的有效措施。生物统计学基本理论往往涉及复杂的推理和计算过程，而作为生物专业的学生并无必要完全掌握其中的每一个具体细节和过程。从生物统计学课程的教学目的来看，基本原理和知识的讲解固然非常重要，但更应强调对学生的生物学试验设计、数据收集、分析以及处理技能的培养。生物统计学教学的最高目标是让学生从抽象、复杂的统计学知识中解放出来，学会利用计算机统计工具高效地进行生物数据的分析、处理和解释。更为重要的是，计算机辅助分析过程中的数据录入、统计方法的选择与应用、适用前提条件的判断以及结果的解释等各环节的实训操作是学生对统计思想、统计模型的再次复习和巩固，是培养学生统计思维能力的有效措施。

二、统计应用意识培养

生物统计学是探讨生物学研究的试验设计、数据收集与整理、分析与推论，并最终从样本信息中获取有关总体的科学可靠的结论的科学，是将数学方法应用于生物学研究领域的工具学科，是生物科学应用型人才的必备知识，也是广大科研工作者从事科学研究的重要工具和手段。因此，着力培养学生综合运用生物统计学知识和方法的能力、增强学生分析问题与解决问题的能力，进而提高学生的综合素质和科学素养是生物统计学课程教学的又一目标。

1.教材选择与课程内容体系的优化。教材是体现教学内容和教学要求的知识载体，也是教学最基本的工具，它不仅是教师进行教学的依据，而且是学生获取知识的重要资料。生物统计学课程主要包括统计理论知识和统计软件的使用两部分内容，二者相互依存，不可分割。因此，教师应结合课程属性，选择统计理论与实际学科相结合、统计原理与试验设计相结合、统计学方法与统计软件相结合的生物统计学教材进行教学较为合适；同时选择若干具有一定实用性且难易程度、侧重点不同的参考书让学生课后参考学习，以取长补短，开阔学生视野。其次，在生物统计学课程课时减少和教学内容增加的现实背景下，课程内容体系的编排和优化在兼顾该课程的理论性的同时，更要突出其应用性和实践性。也就是说要根据教学内容的难易程度和理论的系统性，合理分配学时；尽量压缩复杂统计学定理的证明和公式数理推导等内容，相应增加统计学基本理论和统计分析方法及其应用的内容。

2.加强生物统计学的计算机辅助实验教学，重视知识的应用性。计算机技术的发展给统计学带来了巨大的变化，它帮助科技工作者摆脱了繁重的手工计算的麻烦，同时计算机技术的发展和计算机技术在统计学中的应用，为培养学生分析问题、解决问题的能力，提高其综合素质提供了广阔的空间。因此，教学过程中应适当压缩统计学理论的教学时间，注重统计学软件的操作，增加学生上机操作时间。笔者在各基本理论知识讲授完毕之后，开设相应实验课程，讲授统计软件的使用方法和演示例题的计算及分析过程；同时，要求学生结合实例，进行计算机软件的操作，重点掌握统计软件的数据录入、储存，各种基础统计方法的选择与应用、适用前提条件的判断、结果的解释等内容。在计算机辅助实验教学中，利用统计软件把基本原理与统计方法的实际应用有机结合起来，不仅使复杂的统计数据处理工作变得简单，而且充分调动了学生的主观能动性和学习兴趣，从而提高了学生的统计学应用能力。

3.合理运用案例教学和专题训练，强调知识应用性。生物统计学课程的理论性强、内容抽象，照本宣科的传统教学方法，更会使学生失去学习兴趣，不利于培养学生独立思考能力，且难以取得良好的教学效果。案例教学是实现以应用能力培养为导向的生物统计学课程教学改革目标的一个重要手段。教师将生物学领域的科研工作或生产实践等案例贯穿到教学过程中，应用统计学理论知识对试验设计、方案制订、样品采集与测量、数据收集整理、数据的统计分析等各个研究步骤进行讲解与分析，既增强了学生的学习兴趣，又培养了学生的统计学思维及统计学应用能力。教师在案例选择上，尽量减少陈旧的、与社会发展不相适应的实例，及时增加统计学课程呈现的新理论、新方法和新应用，将反映专业发展最前沿的成果实例转化为教学内容，使学生在掌握统计学理论的同时及时了解专业技术发展和应用的最新动态，与时俱进，适应专业发展的需要，提高学生的科研素质。

专题训练是培养生物统计学应用能力、达到从感性认识到理性认识的又一有效途径。教师可以将统计学课程内容分为若干模块，每一模块包含若干统计学方法，并分专题讲解各种统计方法和理论在生物学中实际应用。通过专题训练培养学生提出问题、分析问题和解决问题的思维习惯，引导学生合理、科学地应用统计学方法，进而逐步掌握生物统计学的基本原理及常用统计方法。

4.改革考核方式，突出统计工具的运用能力。考试是高等院校的一个重要教育制度，考试成绩是检验教学质量和学生学习效果的一项重要指标。考核方式的合理与否，决定着教学效果的好坏以及学生学习积极性能否得到最大限度地调动。目前我国许多高校的考试制度和考核方式缺乏一定合理性和灵活性，如以闭卷考试为主和限定的考试题型等。就生物统计学课程而言，这种考核方式不能真正体现生物统计学课程的本质属性，不能全面考察学生对生物统计学原理的掌握及运用能力。为此，笔者认为生物统计学的考核方式应实行考查学生掌握理论知识与统计方法应用技能结合情况的综合考核方式，将考核成绩分为三个部分：平时成绩（占20%，包括课堂表现、出勤率、作业情况）、理论考试成绩（30%）和上机操作考试成绩（50%）。闭卷考试命题应突出基础性和实用性，少出或不出理论性强但无实际应用的偏题，同时考虑学生掌握基本知识的程度及灵活应用知识的能力；上机操作考试部分是在计算机上进行试验数据的整理、输入、分析和统计结论的获得等，是考查学生应用统计学软件对常用统计方法的分析运用能力。采取闭卷考试和上机操作考试有机结合的考核方式，同时加大上机操作的考核比重，既调动了学生学习的主动性，摆脱了单纯的应试考核模式，又培养了学生运用统计学理论和方法解决实际问题的能力，提升了学生的统计学应用能力。

三、结语

针对生物统计学课程的属性和特点，笔者认为生物统计学的教学既要注重学生统计思维能力的培养，也要重视学生统计学应用意识的培养。为此，本文探讨了培养学生统计思维能力的主要途径和方法，主要包括统计思想讲解、模型构建训练与实例结合教学及计算机辅助分析训练；同时，本文还从教材选择与课程内容体系的优化、加强计算机辅助实验教学、合理运用案例教学和专题训练及改革传统考核方式等方面阐述了培养学生统计学应用意识的教学策略。随着生物组学时代的来临，科研数据分析和处理能力将显得尤为重要，相信以上教学方法和策略的应用，将会显著提高学生运用生物统计学知识分析问题、解决问题的能力，帮助学生抓住生物统计学的发展和应用机遇。

参考文献：

[1]张力，甘乾福，吴旭.SPSS19.0（中文版）在生物统计中的应用[M].厦门大学出版社，2013.

微生物的培养与应用范文第2篇

关键词：微生物清防蜡；菌种生长曲线；陆梁油田；乳化性能试验；界面张力变化；矿化度

中图分类号：TE869

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2011)22-0092-02

微生物清防蜡作为近年来新兴的防蜡技术，因其具有的环保、低投入、效果持续时问长等优点，具有良好的推广和应用价值。微生物清防蜡技术在陆梁油田的应用始于2003年前后，目前已推广至150口井左右，从使用效果来看，有效率在98％以上，应用前景良好。

一、微生物菌种的筛选

陆梁油田原油20℃条件下平均密度为0.856g／cm3，平均含蜡量8.2％，平均胶质含量3.57％，沥青质含量1.45％属含蜡、含胶中质原油，各层位的油层温度在42℃～66℃之间。对于通过代谢产物生成表面活性物质，从而改变原油流变性达到清防蜡目的的菌种，理想的原油乳化效果必不可少。同时还要考虑在采出液中矿化度、pH值和井下温度条件对菌种生长的影响。

(一)菌种生长曲线测定

微生物的生长曲线代表了微生物生长繁殖至衰老死亡的动态过程，分为停滞期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段，可以反映出特定条件下微生物的生存繁殖能力。我们收集了几种具有清防蜡作用的微生物菌种，模拟井下条件用比浊法测定其生长曲线，见图1：

从图1曲线的走势来看，还是明显能够看出各种微生物的停滞期、对数期和稳定期(考虑到培养时间过长对会出现杂菌影响测定结果的可靠性，没有对衰减期进行确定)。W、Bx、Bg、S2、A2的繁殖特性接近，在5小时左右进入微生物繁殖增长期(对数期)，说明这几种微生物的环境适应性较强，在70小时左右进入微生物繁殖的稳定期。S2和A2由于对试验条件下环境体系的不适应，过早的进入了衰减期。

(二)乳化性能试验

传统的微生物清防蜡理论认为在微生物代谢过程中能产生低气分子气体，有机酸，生物表面活性剂等，并通过它们发挥作用，起到清防蜡的目的。基于此我们室内可以通过微生物原油乳化试验来评价微生物的清防蜡效果。取陆梁油田不同层位单井原油作微生物乳化性能评价，各单井的原油物性参数如下表：

根据生长曲线和平皿试验结果，选择W、Bx、A1、Bg四种菌液作为原油乳化试验用微生物。试验中分别将lOmL和20mL菌液接种到含5克原油的液体培养基中，在50℃恒温摇床上培养72h后观察乳化结果。从实验结果看出，微生物乳化性能的优劣主要和选择的菌种有关。如Bx菌液对不同层位的陆梁原油都具有良好的乳化效果，而A1和W的对各层位原油乳化效果都不甚理想。同时结合表2还可以看出，所选微生物的乳化效果与原油物性也有一定关系，含蜡量高则乳化效果好，低则乳化效果不明显。在此实验基础上，选择LU8166和LUl 147井原油用乳化效果较理想的Bx和Bg菌种作不同培养时间对乳化效果的影响。试验条件同前，在不同培养时间后观察乳化结果。培养72小时以后，两种菌液的乳化效果基本不变。这和两菌种生长曲线达到稳定期的时间基本吻合。

(三)乳化后油水两相物性分析

通过微生物乳化试验后原油粘度的变化，可以印证乳化试验结果与清防蜡效果之间的联系。选择乳化试验中效果最好的LUl 147井经过Bx菌液乳化的原油作粘温曲线，测定结果见图2。微生物乳化和原油的粘度明显降低，说明乳化效果理想的菌液确实能降低原油在金属管壁的粘附力，达到清防蜡的目的。同时也说明原油乳化试验对评价微生物的清防蜡效果具有一定的指导意义。

(四)界面张力变化分析方法

原油经过微生物乳化前后界面张力的变化，可以为适用于现场的菌种确定提供可靠依据。选择陆梁现场油样，室内用XZD-3型界面张力仪测定原油微生物作用前后界面张力变化，结果表明陆梁原油经Bx菌乳化后界面张力明显降低，降低率平均达到70％以上。

从生长曲线测定、乳化实验和界面张力测定结果来看，Bx菌对陆梁原油的清防蜡效果较好，作为现场应用时菌种。在确定合适菌种后还应考虑现场特定条件对菌种生长的影响，下文讨论温度等对微生物的影响。

二、温度、pH值和矿化度对微生物生长的影响

将W、Bx、Bg和A1菌样按1：4的比例接种于营养培养基中，置于35℃、40℃、50℃、60℃、70℃下，分别测定72h后菌液浓度(涂抹平板计数法)，以温度为横坐标，以菌液浓度的对数为纵坐标，作60h时温度与菌液浓度对数图。试验结果见图3；

从图4温度对微生物生长情况影响趋势可以看出，在40℃～60℃的范围内，微生物的生长处于较为稳定的状态；温度超过60℃后，随着温度的上升，菌种生长能力受到抑制；到70℃时，微生物的生长繁殖已经收到较大的抑制。

将菌样按1：4的比例接种于调节pH值至5、6、7、8、9的营养培养基中，置于50℃的振荡器培养72h，以平皿计数法测定总菌含量，以pH值为横坐标，以菌液浓度的对数为纵坐标作图5，从结果可知，微生物适宜的生长pH值在6～8之间。

微生物的生长繁殖情况受环境影响很大，研究矿化度对微生物生长的影响可以为现场选井提供合理依据。室内通过配盐来模拟现场油井采出液，同时加入营养物质，在50℃恒温摇床上培养72小时后用平皿法测定总菌含量。根据陆梁油田采出液矿化度范围，室内用钙、镁、钾、钠、氯根等配置成矿化度5000、8000、10000、15000的模拟水样。测定结果见图5：

图5曲线说明，在提供充足营养物质的前提下，矿化度对微生物的生长影响不大。但矿化度达到10000ppm以后，随着矿化度的增加，微生物的生长受到抑制，基于此，在选择微生物清防蜡措施井时应考虑采出液矿化度对微生物的影响。

三、现场应用情况

根据室内确定的选井依据，我们在陆梁油田选择了150口抽油井作为微生物清防蜡实施井，从实施效果来看，每年因为结蜡而导致修井基本在1-2口左右，有效率98％以上。部分油井因结蜡检泵时间由原来未采取措施的50天左右，延长到300天以上，防蜡效果明显。需要提醒读者的是，微生物清防蜡现场实施效果的好坏，不仅同所选菌种的清防蜡效果有关，还与合理的选井、优化的现场施工方案密不可分。对于选井条件，上文已做阐述。而现场施工方案，由于和菌种清防蜡作用机理、油井结蜡状况等密切相关，不同油田差异较大，本文在此就不专门叙述了。

四、结论

1．通过室内筛选评价，确定了适用于陆梁油田的微生物清防蜡菌种。

2．探讨了温度、pH值和矿化度对微生物生长的影响，确认现场合适的选井条件。井下适宜温度在40℃-60℃范围、采出水的pH值在6-8之间、矿化度低于10000ppm为最佳微生物清防蜡选井依据。

微生物的培养与应用范文第3篇

关键词：城市生活垃圾 微生物 强化微生物处理技术 基因工程

在MSW好氧生物降解过程中，细菌凭借强大的比表面积，可以快速将可溶性底物吸收到细胞中，进行胞内代谢。总的来说，其数量要比放线菌和真菌多得多。当然，在不同的环境中分离的细菌在分类学上具有多样性，主要有假单胞菌属（pseudomonas）、克雷伯氏菌属（klebsiella）以及芽孢杆菌属（bacillus）的细菌[1]。在堆肥过程中，细菌总数的变化趋势是高-低-高。堆肥初期，有机废物中携带有的大量细菌分解有机物质释放能量，使堆体温度上升，此时，常温细菌受到抑制，嗜温细菌活跃；当堆温升至高温阶段，只有少量的嗜热细菌可以活动；高温期过后，随着有机成分的减少，堆体温度降低，嗜温及常温细菌又开始活跃，使细菌总数上升。整个好氧降解过程中，嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物。

自然界中的微生物总是杂居在一起，即使一粒土或一滴水中也生存着多种微生物。为了提高工艺中某种有效微生物的质量（纯度），提高处理效率，必须进行微生物的纯种分离技术。常见的纯种微生物的分离方法有平板划线分离、液体稀释法分离、利用选择培养基进行分离以及菌丝尖端切割分离[4]。

将已经熔化的培养基倒入培养皿中制成平板，用接种环沾取少量待分离的材料，在培养基表面平行或分区划线(图1)，然后，将培养皿放入恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成纯种的单个菌落。

将待分离的样品经过大量稀释后，取稀释液均匀地涂布在培养皿中的培养基表面，培养后就可能得到单个菌落。

不同的微生物对不同的试剂、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用这些特点可配制出适合某种微生物生长而限制其他微生物生长的选择培养基。用这种培养基来培养微生物就可以达到纯种分离的目的。

这种方法适于丝状真菌。用无菌的解剖刀切取位于菌落边缘的菌丝的尖端，将它们移到合适的培养基上培养后，就能得到新菌落。

纯种分离后还要将微生物接种到垃圾中进行生物处理，但由于接种微生物的生存环境发生了变化，故在微生物适应周围环境前，处理效率达不到理想的效果，因而直接在垃圾中进行微生物接种的处理效果则应好于微生物纯种分离后再接种的处理效果。直接在垃圾中进行微生物接种可采用多种方式，如：垃圾渗滤液循环、加入一定比例的垃圾腐熟物等。

微生物对垃圾的降解是在多种微生物的协同作用下完成，在适宜的条件下，微生物协同作用能力的大小取决于微生物种群的大小与结构的稳定性。一般说来，生物的种群越大，其自动调控能力越好，适应性就越强，结构越稳定。经垃圾渗滤液循环或向待处理的新鲜垃圾中加入一定比例的垃圾腐熟物进行强化接种培养后，微生物的种群扩大，且循环次数越多，微生物的数量和种群就越大，这样就会更有利于对垃圾的降解。

研究表明，单一的细菌、真菌、放线菌群体，无论其活性多高，在加快垃圾生物降解进程中的作用都比不上复合微生物菌群的共同作用[5]。微生物菌剂是采用分离、筛选的有效微生物，配合一定的处理工艺和设备，通过合理地调配各种有效微生物的含量，进行筛选、培育MSW生物处理的高效复合微生物菌剂，进而来调节菌群结构、提高微生物降解活性，提高微生物降解有机成分的效率。复合微生物菌群中既有分解性细菌，又有合成性细菌；既有纤维素分解菌、真菌，又有放线菌。向工艺中添加复合微生物菌剂，不仅增加了工艺中微生物初始浓度，而且改善了工艺中微生物的种群结构。作为多种细菌共存的一种生物群落，依靠相互间共生增殖及协同作用，代谢出抗氧化物质，生成稳定而复杂的生态系统，使得整个生物降解过程中微生物数量保持相对稳定，处理效果较佳[6]。

微生物的培养与应用范文第4篇

1微生物指标监测湖泊环境的研究现状

在现阶段的环境评价中微生物指标已经得到广泛的应用。侯春良在唐海湿地生态系统服务功能价值评估和保护研究中表明微生物参与环境的净化,通过微生物的代谢和相互作用调控环境中氮磷浓度,有效降解有机物的浓度[3];丁忠良在黑龙江省湿地生态环境监测指标讨论中,指出微生物的指标包括微生物的种群分布、数量、季节变化、总数、酶类与活性等参数评价湿地的生物多样性具有客观性、实效性,微生物其生长繁殖速度快、适应能力强,所以这样的评估方式更能直观快速的反应湖体的变化[4];杨永兴在研究湖泊的特点时说明在水域变化的过程中有着适应不同变化的微生物群体,伴随这水域环境的变化微生物有这明显的潜育化过程[5]。

2微生物指标在分子水平上的研究

由于自然界中99％的微生物在目前的培养技术下还不能被培养[6],这就极大的限制了人们对微生物种类和数量的认识和了解,但目前分子生物学如16SrDNA技术、变性梯度凝胶电泳技术、宏基因组文库技术等,以及生物信息学应用于极大的促进了人们对于微生物遗传多样性及微生物种群和功能的认知。

PCR-RADP是采用对某一特定基因的非特异性的引物来扩增某些片断,操作简便,引物实用性广,对于结果准确性要求比较不高以及亲缘关系近的种属有较高的可信度。SSCP技术基因指纹技术(geneticfingerprinting)是近年来在微生物群落监测中的应用中迅速崛起的用于分析微生物群落的结构、动态等特征的技术,该技术不需要对微生物进行培养。rRNA基因同源分析方法是多种分子生物学技术的组合,它通过对微生物的rRNA进行分析揭示微生物的多样性是微生物分子生态学的重要方法,目前已经取得了大量的成果。

微生物的培养与应用范文第5篇

【关键词】环境工程微生物学 实验教学 探索

环境工程微生物学是环境工程专业的专业基础必修课。它是生命科学和环境科学与工程的交叉学科，具有极强的实践性和应用性。环境工程微生物学实验是加深学生对理论知识的理解，培养学生实验技能、实验思维和动手能力的一个重要途径。同时，该实验又是一门操作性很强的课程，需要大量的实验仪器，以及老师手把手传授实验技能，如果没有先进的教学方法做支持，掌握其中的操作技术是很困难的。下面提出几点心得体会，将有利于提高实验教学的质量，深化学生对微生物的认识。

1 让学生参与实验准备的全过程

实验室的前期准备工作是很重要，工作量要比实验课程多许多。老师除了要认真备课外，还需要对培养皿、试管、镊子等消毒灭菌，配制各种试剂，最好还要进行预实验，不但更加熟悉实验步骤，而且能保证实验课程的顺利进行。

通过让学生参与实验准备过程，可以让学生学习到完整微生物实验操作技术，这样一个完整流程学生完全参与下来，不但让学生体会到实验过程的艰辛，进而更加珍惜来之不易的实验课程，还可以培养学生科研思维，提高科研能力，使他们在课堂上学到的知识在实验操作中体会得更形象、更具体、更全面，从而激发他们学习兴趣。在巩固专业知识的同时，还培养了其发现问题、综合分析和解决问题的能力。这些对于提高学生的实际动手能力都有很大的帮助。

2 更新实验教学内容， 加大新知识和新技术的传授

微生物学和环境科学知识的更新推动着环境工程微生物学这门新兴的边缘学科不断向前发展。特别是日新月异的分子生物学技术已渗透到环境工程应用的各个领域。为了紧跟时代和学科发展的步伐， 培养高质量人才，让学生熟悉和掌握学科前沿新的理论知识和操作技术， 为他们将来工作研究或是硕士博士阶段的深造打下良好的基础。

例如，过去研究环境中微生物的方法是建立在平板分离基础上的，但迄今为止利用这种方法培养出的微生物只占总微生物种类的0.1％～10％。固体培养基其实是人类为微生物创造的人工培养环境，与微生物的实际生存环境有很大差异，用它来培养环境中的微生物相当于是对自然微生物群落进行了一次强制的人工筛选。所以，用平板分离的方法来研究自然环境的微生物生态时，往往不能准确反映微生物群落的实际组成和存在状态。分子生物学、基因组学和生物信息学等学科的发展及其向微生物学领域的渗透，形成一个新的交叉学科分支——微生物分子生态学 (molecular microbial ecology)，它为我们全面客观地研究微生物生态系统提供了新的技术手段。微生物分子生态学是以微生物基因组DNA的序列信息为依据，通过分析环境样品中DNA分子的种类、数量和分布特征来反映微生物区系组成和群落结构[2，3]。所以，这项技术就需要研究者掌握DNA提取及纯化技术、DNA琼脂糖凝胶电泳技术和PCR基因扩增技术。针对这一点，我们就可以给学生设计一个微生物大实验，以活性污泥为样品，从DNA的提取、纯化，凝胶电泳检测，到细菌16S rDNA基因扩增，都让学生自己操作一遍。通过这一实验的学习，使学生对当今环境工程微生物学的前沿技术都有一定的了解和掌握。

3 增强不同实验间的连贯性，以及实验和理论知识的连贯性

3.1 增强各实验间的连贯性

过去实验内容多为孤立、连贯性不强的项目，各实验之间的内容重复较多，学生难以系统地把握微生物学实验，既浪费了有限的实验学时，又不利于培养学生的科学素养。对此，我们调整了实验内容，将原来独立设置的实验内容整合到一起，形成一个综合实验，通过一个综合实验就能使学生学到以前3-4个实验项目的实验技能。

3.2 增强实验和理论知识的连贯性

环境工程微生物学是一门实践性很强的学科，涉及到的内容覆盖面广，要学好这门课，仅仅依靠理论教学是远远不够的，实验教学可以弥补理论教学的不足，将微生物学的基础理论在实验教学中延伸、深化，并通过实验，加强基本技能的训练。

4 实现多媒体实验教学，更直观展现实验内容

环境工程微生物学实验中的各种微生物需要在光学显微镜甚至电子显微镜下放大才能看到。由于环境样品中微生物的复杂性和多样性，应用传统的实验教学方法不便于更好的展示微生物的形态结构、动态变化过程，多媒体教学与传统教学相比，能更加生动形象、栩栩如生的展现微生物的特点，提高学生的学习兴趣和参与度，从而使学生更好的掌握实验知识。

首先，可以在多媒体课件中放入大量彩色的宏观及微观图片、flash动画，从而更直观的反应微生物的形态特征，利于学生对新知识的吸收掌握，有了这些认识，才能在自己动手实验中达到很好的实验结果。

其次，也可以使用录像教学。教学录像具有较强的直观性，它可以通过屏幕清晰形象准确地展现每一个步骤，使学生掌握实验操作技能的关键所在。同时节约时间，提高实验教学的效率。如配置培养基实验，称量-溶化-调pH-过滤-分装-加塞-包扎-灭菌-搁置斜面-无菌检查等步骤，如果没有录像，需要老师反复强调实验顺序及注意要点，才能保证大部分学生配好正确的培养基。但是，如果有录像，老师只需要先播放一遍录像，从旁作简单介绍，播放完后再讲一下原理及注意要点，然后再播放一遍录像，学生就可以开始实验了。

最后，还可以利用电视显微镜进行教学。老师将样品放在显微镜下，找到微生物个体，让学生先有感性认识，然后再观察自己的样品。该方法既明确了实验目标，又能让全班学生同时看到老师显微镜里样品的特点，避免了以往同学们一个个排队去老师显微镜目镜里观察样品，提高了教学效率。

环境工程微生物学是一门来自实践的科学，学生掌握了它之后也最终要应用于实践。所以，实验教学是培养学生具备从事科学实验能力和严谨求实的科学素质的重要途径，许多问题还需要我们不断探索、实施和进一步完善。

参考文献

[1] 周群英，高廷耀. 环境工程微生物学(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.