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作者:扈瑞平 叶纪诚 苑红 邓秀玲 薛昕 邓凤 李薇 张建宇 娜琴 单位:内蒙古医学院基础医学院
生物化学试验以“血清白蛋白的分离纯化和鉴定”为实验题目,要求每组学生从血清中分离提取球蛋白和白蛋白,并对其进行纯化和性质的初步鉴定。这一实验涵盖了生物化学的四大技术:离心技术、分光光度技术、层析技术和电泳技术。整个实验分为4个小实验,实验结束后,要求学生写出论文式的实验报告。实验流程如:(1)硫酸铵沉淀(盐析、离心技术);(2)脱盐(透析和凝胶过滤层析技术);(3)纯度鉴定(电泳技术);(4)蛋白含量检测(分光光度法)。分子生物学实验设计为从细菌中提取基因组DNA,并实现其体外扩增、重组、转化和克隆为一整体内容,这样围绕解决一个完整的问题,分组设计成8次试验,每次实验内容都有衔接,最终完成一个综合性大实验。建立与科研课题结合的生物化学实验教学新模式在优化实验课程教学内容的过程中,逐渐建立和完善以综合能力培养为主的新的实验教学模式,其核心就是将实验教学过程与具体的研究课题相结合。以科研促进教学是提高教学质量的重要途径[2-3]。考虑到生物技术专业学生的学科特点,我们将科研方法和科研思路引入到实验教学,将教师的研究课题移植到实验教学中,或者学生参与到教师的科研项目中去,完成教师科研工作的一部分。根据指导教师的课题内容要求,和学生的学习兴趣进行双向选择,将学生分流到不同的研究领域,由指导教师负责培养。使学生跟着老师亲自动手开展一些有特色的反映现代生物技术发展前沿的典型实验,这种教学模式能够很好地培养学生的科研思维和创新意识。不仅有利于提高教师的教学效果,也使学生能更好地了解生物技术的最新发展动态、热点以及新的方法和技术。让学生参与到实验准备中以前很多的实验准备工作都是老师一手包办,从设备的调试到试剂的配制等。这样虽然能够节省时间,但学生对于整个操作流程没有连贯的概念,在实际工作中会感觉很困难,尤其是一些仪器的使用。让学生参与到实验的准备工作中来,能够让他们对整个实验流程有清晰的认识,对仪器设备也能更好地维护和利用。
实验时间集中统一安排根据生物技术实验周期较长、每个实验之间联系较密切的特点,将实验学时集中统一安排。把过去专业理论课与实验课穿插上的做法,改为前半学期上理论课,后半学期上实验课。不仅使实验课的安排更合理紧凑,也使学生能全身心投入到实验中去,真实体会做科学实验的酸、甜、苦、辣,在潜移默化中,提高学生综合科研素质及心理素质。改进实验教学方法充分利用现代化的教学手段,如计算机辅助教学录像、投影、幻灯片及实验结果动态展示等,将教学中难以用语言和图形表述的内容,向学生演示,以提高教学效果。现代化的教学手段,能够增强教师与学生的互动、交流,加深学生的兴趣和对一些实验现象与结果的理解,为设计实验打好基础;能够较好地解决因条件限制而影响实验教学的问题,提高实验教学的形象性和趣味性,增强学生的感性认识,调动学生的学习积极性、主动性,提高教学效果。在以往的实验教学中主要采取教师讲解演示,学生模仿重复的实验模式,不利于学生创新能力的培养。目前,我们优化了实验教学方法,在实验教学中采用多媒体、CAI课件等多种实验教学手段,起到了良好的教学效果[4,5]。实施严格的实验考核评估体系实验考试分实验理论和实验操作两部分,考试成绩包括实验理论及操作考试、平时操作和实验报告三部分。与以往相比,加重平时实验操作的分量,增加了实验操作考试内容。实验平时成绩和实验考试操作以小组为单位,这样能够培养同学的团队意识和协作精神。教学总结与教学评价最后教师对实验教学内容的重点要求进行总结,对学生在实验过程中的问题进行分析解答,并提出实验中需要注意的问题,适当评价学生的表现,也可以让学生进行自我评价。对于实验课的教学效果,采用问卷调查的形式进行反馈,了解学生对新教学模式的看法,了解这种教学模式能给学生带来怎样的收获,包括学生查阅文献的能力、分析解决问题的能力,主动学习的能力,并对掌握实验技能有无帮助,从而可以获取学生对新教学模式的感受和看法。
生物化学实验教学的改革为学生提供了一个能充分发挥自主创造能力的平台[6]。反馈信息显示,这种教学改革可以帮助学生更深地理解理论课的内容,对实验技术的掌握及科研能力的提高有很大的帮助。学生针对实验中的困难能积极与老师交流,主动想办法处理,而不是被动地等老师来解决,达到了激发学生创新意识与愿望,培养学生创新精神与实践能力的教学目的,同时也培养了学生独立解决问题的能力,促进学生知识、能力、思维和素质全面协调发展,实现“实践能力、学习能力、创新创业能力”的核心能力培养目标[7],突出了生物医药和应用技术特色,将教学与科研有机地结合,将“所学”施于“所用”,激发学生学习的积极性和创造能力,为培养适应社会发展需要的高素质生物技术应用型人才提供了思路。
2、擦窗台和茶几等:每周日利用一小时。
3、整理卧室和客厅:每周日利用一小时。
4、倒垃圾:每天一次。
5、每天晚上洗碗:利用一个小时,同时整理厨房。
6、洗小衣服:每天更换,清洗。
关键词:微生物 采油技术 油田化学剂
一、引言
微生物采油技术指的是利用微生物独特的新陈代谢功能,促进油藏中残余油的流动性,从而提高采油效率和质量的一种新型的技术。微生物的新陈代谢对提高采油效率有着关键性的影响。微生物新陈代谢功能不仅受到地质环境较大的影响,而且还会受到采油过程中使用油田化学剂的影响。
微生物采油技术的原理较为复杂,就当前实验和研究的结果来看,微生物采油技术发挥作用的原理可以分为下述几个方面:一是微生物的生长改变了原油的物理性质,降低了粘性,提高了原油的流动性,从而便于石油的开采,同时,还能有效地改善石油的质量;二是微生物新陈代谢过程中会进行呼吸作用,从而产生一定数量的二氧化碳等气体,这些微生物释放的气体可以降低其粘性,增加油层的流动性;三是厌氧菌微生物可以对原油产生溶解作用,并将石油分离出来;四是微生物在新陈代谢中会产生一定数量的有机溶剂,这些有机溶剂可以让原油液化,从而提高油层的流动性,降低其粘性。
研究分析微生物采油技术的应用情况,有下面几方面的优点:①微生物采油技术的应用成本较低,而且此种技术大多使用在边际油田,对于促进石油资源的充分利用具有重要的作用;②微生物采油技术的现场操作较为简便,只需要将相关的微生物注入到油层中就可以了;③微生物采油技术目前应用的范围越来越广阔;④不会产生对原油产生污染,并且该技术可以重复使用;⑤利用微生物的分子结构,可以全面扩散到油层的各个角落;⑥微生物的来源渠道宽阔,而且可以根据油田的具体情况调配不同的微生物配方。
二、油田化学剂对微生物采油技术的影响
油田化学剂在石油开采技术中应用的较为广泛,在原油开采的多个环节均需要应用到不同类型的化学剂。比如在油田钻探、完井等环节中所运用到的化学剂与原油开采后所使用的化学剂存在较大的不同。不同类型的化学剂因为其生物属性的不同对于微生物新城代谢的影响也是截然不同的。油田化学剂对于微生物的影响主要表现:一是有的油田化学剂可以破坏微生物的分子结构,从而阻碍其新陈代谢和正常的生长,并进而促使微生物死亡;二是有的油田化学剂具有很强的渗透性,将化学物质渗透到微生物细胞的内部并与细胞内的化学物质发生强烈的化学反应,进而促使微生物丧失新陈代谢的功能,最终死亡。无论油田化学剂对于微生物有何种影响,其直接影响因素都与油田化学剂的浓度存在紧密的联系。通常来说,油田化学剂对于微生物有着直接和间接两种作用:
1.直接作用
油田化学剂的直接作用包含下述几点:
①直接作用于微生物的呼吸系统。微生物进行呼吸作用时有赖于碳水化合的参与,没有碳水化合物则微生物内部的成分无法有效地合成,而微生物的呼吸作用需要活性酶的参与,如果油田化学剂限制了活性酶的活性,也就会限制微生物的呼吸作用,从而直接影响到微生物作用的发挥。
②直接作用于微生物内部分子结构。微生物的氨基酸分子是其生长的根本,如果油田化学剂渗透进微生物内部并破坏了氨基酸合成关键的肽键,则微生物生命的源动力蛋白质无法合成,进而导致微生物的死亡。核酸是生物遗传的基础,如果油田化学剂破坏了核酸,则会影响到微生物的生长和繁殖,微生物在无法繁殖下将会很快衰老,并进而死亡。
2.间接作用
所谓油田化学剂对微生物的间接作用指的就是油田化学剂通过对微生物生长环境的影响进而影响到微生物的生长。
①油田化学剂改变微生物的内外压力,破坏其压力的平衡性,进而破坏微生物细胞正常的新陈代谢。微生物细胞具有一种叫做半透性膜的结构,这种膜能够维持微生物细胞内外部压力的平衡。若微生物细胞外面的渗透压强于内部的渗透压,则微生物细胞会大量吸收外部的水分,导致细胞的膨胀,进而引起微生物细胞的破裂;相反,若是微生物细胞外面的渗透压弱于内部的渗透压,则微生物细胞内的水分会纷纷脱离细胞,导致微生物细胞的脱水、干瘪,并进而引起微生物细胞脱水死亡。在油田开采的许多环节中,运用离子型油田化学剂可以间接改变微生物细胞所处的环境的渗透压环境,并影响微生物细胞的生长和繁殖。
②油田化学剂改变微生物环境的酸碱度。酸碱度对于微生物细胞的生长环境具有重要的作用。微生物细胞发挥最大的作用需要在特定的酸碱度下。当微生物细胞周围环境的酸碱度改变以后,有些活性酶的作用会受到抑制,有些活性酶的作用会得到加强。像碱强化聚合物会促使微生物周围酸碱度的升高,而乙酸乙酯则会降低酸碱度,不管是酸碱度的升高或者降低,都会影响到微生物细胞活性酶作用的发挥,并进一步改变微生物细胞的生长和繁殖。
三、降低油田化学剂对微生物采油技术负面影响的方法
①选择能够抵抗油田化学剂影响的微生物品种。在油田的油层中存在很多可以抵抗化学剂影响的品种,通过萃取等方法从油层中初步筛选出符合要求的微生物品种,再进行第二次精细筛选,选出更加合格的微生物品种。
②对微生物品种进行改造培养,以改变其特性。比如,可以在化学剂中进行培育,优选能够顽强存活下来的微生物品种。
四、结论
综上所述,随着当前世界性能源危机地到来以及油田开采技术的进一步发展,微生物采油技术成为了今后油田开采技术发展的一个重要方向。虽然油田化学剂对于微生物有着直接、间接的影响,但是我们相信,只要认真做好微生物品种的培育和筛选工作,就能够最大化地避免油田化学剂对微生物采油技术的阻碍。
参考文献:
[1] 宋红霞、罗金海、王彦龙、黎力、杨易凡.微生物采油技术在子长油田的应用[J].西安石油大学学报(自然科学版),2010(04).
[2] 宋春玲.对于石油开采中微生物采油技术应用的探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2011(08).
[3] 韩朝阳、田家领.浅谈微生物强化采油技术在现代技术中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2009(01).
秀珍菇,又名袖珍菇、白平菇、小侧耳等,是平菇的一个变种。因品种引进来源不同,中文名称也不同,如紫孢侧耳、黄白侧耳、佛罗里达侧耳等。国内大部分省区生产以紫孢侧耳为主,其隶属于真菌门担子菌纲伞菌目侧耳科侧耳属,其拉丁文学名为[Pleurotus cornucopiae (paul. ex. pers.) Roll]。
1 生物学特性
1.1 形态特征
秀珍菇质地嫩脆,没有平菇的腥味,味道鲜美,是平菇家族中的佼佼者。形态上由菌丝体和子实体2个部分组成。秀珍菇多丛生或叠生,呈复瓦状,子实体分菌盖、菌褶和菌柄3个部分。菌盖有圆形、半圆形,初期扁半球形至扁平,伸展后呈扇形或漏斗状。菌肉白色、致密,菌褶白色或灰白色,菌柄光滑无毛,偏生、侧生或中间生,基部多相互连接,上下等粗或下粗上细,白色或近白色[1]。
1.2 生长条件
影响秀珍菇生长的主要因素有营养、温度、水分和湿度、光照强度、空气和酸碱度(pH值)。
①营养 野生秀珍菇一般生长在阔叶树的枯干或伐桩等上,以分解吸收枯树的木质素、纤维素而生长。人工栽培秀珍菇,多以阔叶树(硬杂木)木屑、棉籽壳、玉米芯、甘蔗渣、杏鲍菇菌渣等为碳源,麸皮、玉米粉、豆粕、米糠等为氮源,选用过磷酸钙、磷酸二氢钾、轻质碳酸钙等为无机盐。
②温度 秀珍菇属变温结实性菇类,不同的生长阶段对温度的要求不一样。发菌阶段,菌丝的生长温度范围5~30℃,以20~26℃生长最快。发菌阶段,秀珍菇抗寒力很强,在-30℃以下不至于死亡,但培养温度超过33℃时菌丝生长速度缓慢,停止生长,甚至死亡。出菇阶段温度比发菌阶段温度低,为5~20℃,最适宜温度8~17℃。
③水分和湿度 菌丝体生长阶段,培养料适宜含水量为60%~65%,空气湿度维持60%~70%。出菇期菌丝体代谢活动比生长时更旺盛,需要更高的空气湿度,适宜范围为85%~90%。转潮期,空气湿度要下降到70%~80%。
④光照强度 发菌阶段要尽量避免光照,出菇阶段需要一定的散射光来诱导出菇。子实体伸长期、成熟期,适当减弱光照强度,有利于控制菇体生长速度,提高产品质量。
⑤空气 秀珍菇是好气性真菌,发菌期、子实体发生期、珊瑚期都要多通风换气,保证空气新鲜。子实体伸长期,维持出菇房空气流通的情况下,保证一定量的二氧化碳,以促进菌柄伸长,抑制菌盖猛长。
⑥酸碱度 秀珍菇菌丝体在pH值3~8范围内均能生长,但以pH值5.5~6.0最好,由于发酵过程中pH值会逐渐降低,配料时一般pH值为7.5~9.0。
2 工厂化栽培技术过程
工厂化栽培秀珍菇,是利用制冷或加热设备对栽培环境进行人为控制,使秀珍菇能在最佳的环境条件下生长发育。
主要生产工艺流程:培养料配制搅拌装袋灭菌冷却接种发菌出菇管理采收包装转潮管理。
2.1 培养料配制及搅拌
目前我国杏鲍菇工厂化日产量早已超1 000 t,由此产生了大量的菌渣,菌渣仍具有丰富的营养成分,可以作为食用菌栽培基质[2]。介绍几种生产上杏鲍菇菌渣培养料配方(质量比)。
①杏鲍菇菌渣20%,杂木屑30%,玉米芯30%,麦麸10%,豆粕5%,玉米面3%,生石灰1%,碳酸钙1%。
②杏鲍菇菌渣30%,杂木屑30%,玉米芯20%,麦麸10%,豆粕5%,玉米面3%,生石灰1%,碳酸钙1%。
③杏鲍菇菌渣50%,杂木屑20%,玉米芯10%,麦麸10%,豆粕5%,玉米面3%,生石灰1%,碳酸钙1%。
④杏鲍菇菌渣30%,棉籽壳50%,麦麸10%,豆粕5%,玉米面3%,生石灰1%,碳酸钙1%。
杏鲍菇菌渣经脱袋粉碎后晒干,堆放于通风处保存,此后不可再受雨淋和水渍[3],如果季节合适,杏鲍菇菌渣经脱袋粉碎后可立即使用。配料前杂木屑要提前喷水,堆置发酵3~6个月,以便将其中的油脂等有害物质尽可能冲刷出来。拌料前玉米芯要预湿10~12 h,让水分渗透[4]。
工厂化栽培采取机械拌料,将主料和各辅料按配方称量,并换算成相应的体积后,采用不同体积容器量取各成分培养料并依次倒入搅拌机进行拌料。边加水边翻料,一次加水量不可太大,应逐渐加入。培养料含水量要求61%~63%为宜,掌握含水量的感观标准为:拌匀吸水后,抓一小把培养料,用力握,以手指缝中有水渗出为适度。
2.2 装袋
工厂化栽培秀珍菇,一般选用耐高温高压的塑料聚丙烯折角袋。出菇袋长35 cm、宽18 cm,每袋干料约0.5 kg、湿料约1.25 kg。用装袋机装袋后,人工在袋口套上套环,盖上塞盖,竖立摆放塑料灭菌筐内,再放入灭菌车上,推入高压灭菌柜灭菌。
2.3 灭菌
工厂化栽培秀珍菇,一般采取高压灭菌方式。灭菌开始时,先抽2次真空,后升温至105℃保温0.5 h,至115℃保温0.5 h,至125℃持续4 h。抽真空速度不能太快,否则栽培塑料袋易充气胀破。
2.4 冷却
灭菌结束后,温度降到50℃时出锅,将灭菌车推运到冷却室,当菌袋温度降到24~29℃时即可接种。冷却室要提前做好消毒灭菌,保持清洁卫生。
2.5 接种
工厂化车间中,接种操作在无菌室进行,接种室使用前必须先进行消毒,通过JY-BX100 标准型臭氧发生器对接种室的空气反复净化,确保接种环境保持无菌状态。人工机械流水作业接种,接种过程要做到快、准、净。接种人员每人一筐,一手拿菌种袋(一般每个菌种袋内培养40个枝条菌种,1个枝条菌种接种1个菌袋),一手迅速拔开菌袋套环塞盖,将枝条菌种(长13.5 cm、宽8 mm、厚4 mm的
木条或木片)菌袋洞穴中,再在洞穴上部放少许菌种盖住洞口,然后拔开下一菌袋的塞盖,盖住刚接种好的菌袋,如此循环推进接种。
2.6 发菌
接种后出菇袋被依次搬运到养菌房开始发菌,养菌房需提前做好消毒灭菌。出菇袋依然竖立在塑料筐内,整齐摆放在养菌架上。秀珍菇养菌条件要求黑暗、通风,适宜温度范围为20~24℃,空气相对湿度为65%左右。
接种后10 d左右料温基本稳定下来,一般25~30 d菌丝可发满菌袋,其后再后熟培养5~10 d,以便菌袋内部菌丝发满。发菌时防止霉菌感染是关键,在整个发菌过程中要时常检查有无污染,如有污染,应采取隔离销毁处理。
2.7 出菇管理
出菇房应提前做好杀虫、杀菌、通风换气、减弱光照和地面放水等准备工作,保持空气湿度85%~90%,温度15~18℃。
出菇袋菌丝发满并后熟后,料面会吐黄水,并出现少数菇蕾,此时即可搬运至出菇房进行出菇管理。将出菇袋横向插入出菇房栽培架网格中,码放整齐,拔掉套环塞盖,使袋口朝向操作过道。
秀珍菇从发育到采菇历经3个阶段。首先是原基分化阶段,此阶段要拉大温差刺激,通过制冷机组将环境温度降到5~10℃培养12 h左右,并适当增加光照,3~5 d后可促使子实体原基大量分化。其次是菇蕾形成阶段,原基形成后很快发育成菇蕾,此阶段要保持温、湿度平稳,适量喷雾水,减少通气量,环境稳定可提高成菇率。最后是子实体生长阶段,当菌柄不断伸长变粗、顶端形成青灰色圆帽时,减弱光线、减小通风量,控制菇盖生长,每天喷水3~4次,随着菇帽与菇柄变长、变粗,适当加大喷水量,温度控制在15~18℃,可提高一级菇成品率。
2.8 采收及转潮管理
秀珍菇生长速度很快,一般开袋后10 d左右即可采收第1潮菇,以菇盖1元硬币大小为标准进行挑采。大小统一、品质好的为一级菇。采后修剪菇根,装入塑料袋,抽真空后装箱送市场销售。
转潮期管理,以保持温湿度和防止病虫害发生为主。采收后停水2~3 d,及时清理料面和室内卫生,使菌丝休养做好转潮准备。然后地面浇水保湿,保持空气湿度70%~80%,1周左右后袋口又出现菌丝,此时对出菇袋低温刺激12 h左右,调整空气湿度90%左右,待菇蕾形成后再喷水开始新一轮出菇管理[5]。以此类推,一般可采收4~5潮菇。
参考文献
[1] 冯志勇,王志强,郭力刚,等.秀珍菇生物学特性研究[J].食用菌学报,2003,10(3):11-16.
[2] 李翠新,陈强.食用茵栽培废料的再利用[J].中国食用菌,2008,27(4):6-7.
[3] 李辉平,林金盛,曲绍轩,等.杏鲍菇菌渣栽培秀珍菇配方试验及效益分析[J].食用菌,2015(5):28-29.
生化检验技术的基础是仪器分析。当前临床运用仪器设备科技含量非常高,同时更新换代的速度很快,如果想让学生具有和临床连接的能力,就一定要提供临床方面的实验设备。在14项技术检验中,只有生物化学检验质量评价无需运用到仪器,剩下的13项都需用到仪器。基本可分成以下两类:第一,实验设备成本小、自动化程度不高,用于手工操作的,如吸收光谱分析、电泳分析、散射光谱分析等。这类培养基础操作技能的设备学校应该全部配备完整。第二,实验设备投资大、成本高的,具有先进性的自动化设备。例如化学发光分析、分子生物学检验等等。因为投入过大,教学使用少,单一用来教学会造成机械的损害,不符合仪器设备的保养与使用。所以,中职学校不适合购买这一类仪器来用于教学。一般情况下,可运用基地教学来达到培养学生的目的。同时,设备的数量要和学生人数相配合。但是市场化的需求,招生的人数具有不稳定性。因此,装备实验设备还是需要一个基数作为数量的标准。一般来说,中职卫生学校医学检验专业设立为每个年级60人左右。当招生人数大于基数,可通过合理优化教学时间方法增加设备使用批准,延长使用的时间,最大限度满足学生技能的训练。如果盲目的扩大的仪器设备,会造成不必要的浪费。
二、实践基地的构建
当代生物医学和计算机学科快速发展让生化检验技术也一起快速发展,新技术与产品更多的融入到临床医学检验。临床检验工作可代表科学的先进性。中职学校可利用临床实践基地达到实践教学目的。实践基地是生化检验技术实践性教学所必要的教学资源,中职学校一定要将实践基地建设当成是校内的日常工作。首先,需要选择合适的临床实践基地。可满足生化检验技术实践教学的是应该是二级或以上医院的检验科;具有全自动化分析设备。同时,伴随我们国家对基层卫生建设力度的加大,一些乡镇医院和社区的服务中心的检验设备也在不断升级,只是达到了教学要求,均可考虑作为临床的实践基地。其次,中职学校需要和临床实践基地构建起相应的管理体系。最后,中职学校还应该在临床的实践基地构建起临床方面的指导教学团队。
三、学科间共享资源优化
生物化学检验技术和微检技术、免疫学检验技术等都可共享资源。比如,在免疫学检验技术当中的细菌血清鉴定的实验,还有抗链球菌溶血素O实验、红细胞凝集实验等共相互共容;生物化学检验技术的核酸杂交技术、PCR技术等主要运用至微生物种型鉴定、检测,可在微生物学检验中加以说明、学习。所以,要做好学科与学科之间的协调工作。
四、指导教师队伍的建设