微生物生物技术精选(九篇)

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第1篇：微生物生物技术范文

【关键词】生物技术 微生物学 教学改革

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2012）22-0014-02

微生物学是生物技术专业的一门重要的专业基础课，因涉及面广、实用性强、受益面宽、与生产实践紧密联系和发展迅速等特点，在生命科学领域中越来越受重视，在整个学科设置中占据了重要的地位，对生命科学和生物工程技术的发展起着巨大的推动作用。长沙医学院生物技术本科专业开设于2010年，是一门新开专业，如何结合医学院实际情况及生物技术专业特点和科技发展的要求，让学生及时掌握最新的微生物学理论知识和应用技术，是目前医学院生物技术专业微生物学教学中亟须解决的问题之一。本文针对生物技术专业特点，结合笔者的教学经历和实践中遇到的问题，从三个方面提出自己的点滴体会，期望能够对我院生物技术专业微生物学的教学改革实践有一定的指导意义。

一 明确课程地位、合理修订教学大纲

1.课程地位

根据生物技术专业的培养目标，将微生物学作为生物技术的主要专业基础课。微生物学课程的作用，一是为后续的专业课程学习奠定知识基础，实现专业培养目标；二是为学生今后从事相关专业工作提供丰富的微生物学知识和实践技能。学生只有具备了微生物学的基础理论和实践技能，才能更好地到与之相关的企事业单位从事生产经营、科研和管理工作。

2.教学大纲

在教育改革思想的指导下，结合专业特点，我们通过教学实践不断反思和总结，重新修订了医学院“微生物学教学大纲”和“微生物学实验教学大纲”。在大纲中明确了本课程的性质、目的和任务，对某些章节内容的学时数进行了一定调整，突出了重点内容，减少讲授时数，增加自学、研讨时数；对每一章内容都从“掌握、熟悉、一般了解”三个层次进行分解，形成知识结构体系；每章结束后安排15分钟在教师的引导下让学生自己总结和讨论章节内容，调动和培养学生的自主精神。例如，“原核微生物的形态结构”中“细菌细胞壁组成结构”等重点内容更为突出，所占课时比例增加；学习“真核微生物”时，让学生查阅文献，写出“酵母菌/霉菌在生产中的应用”的综述并安排小组讨论；在学习“微生物遗传”内容中补充微生物的基因组结构。在实验教学大纲中，笔者对实验顺序做了适当的调整，将“培养基的配制”和“消毒灭菌”实验分别作为第一、第二个实验；将“土壤中微生物的分离纯化”与微生物的形态观察如“革兰氏染色”和“微生物菌落的观察”等实验进行有机组合，形成连续、系统的综合大实验。同时，为了培养学生的自主创新能力，实验教学中还加入了自主设计性实验，由学生分组进行。教师提供几个可选主题，学生也可以选择自己感兴趣的方向，最后通过查阅文献设计实验方案进行操作。大纲中明确规定，实验考核不及格不能参加理论课考试，实验技能考核占微生物学总成绩的20%。

二 合理选择教材，注重教学内容的优化和更新

目前，国内出版的微生物学教材很多，但真正适合生物技术专业的微生物学教材却少见。另外，我国教材建设明显滞后国外，出版周期长。为此，在准备课堂教学之前，教师首先应根据专业和学校的实际情况，选择国内外优秀教材，同时要随时关注和紧跟学科发展动态，及时优化和更新教学内容，保证教学内容的先进性、系统性和合理性。

1.教材的选择和调整

教材是沟通教与学的桥梁，是教与学的基本依据，选用具有系统、完整的微生物学学科知识体系和反映当代微生物学领域最新成就的优秀的教材，是确保微生物学教学质量的关键环节。在教学实践中我们选择了袁生教授主编的《微生物学》（高等教育出版社，2009）作为教材进行试用。该教材为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，在结合精品课程建设，汲取、借鉴和参考国内外一些优秀教材的长处的基础上，加强了对微生物现代分子生物学前沿、微生物多样性等知识，以及当前热点问题的介绍，并且在教材编排比例上做了新的尝试，是一本内容全面、简明扼要、结构合理，并适用于综合性大学生物学、生物技术、生物工程等专业微生物学课程的教材。同时，笔者将周德庆先生编写的《微生物学教程》、武汉大学沈萍教授编写的《微生物学》等作为参考教材，这两部教材内容较新、知识性强，汇集了学科近期研究进展，资料翔实、信息量大。既避免了单纯靠一本教材所带来的局限和不足，拓宽了学生在微生物学领域的视野，又加强了学生的自学能力。此外，还通过给学生提供一些相关的课外学习的参考资料和网站（如《微生物学通报》、生物谷论坛等），让学生自主地了解微生物学的发展前沿与动态，从而激发学生对本课程的学习兴趣。

2.根据教学需要，优化更新教学内容

微生物学课程由于其内容庞杂、微观形态学内容较为抽象，在有限课时内不可能面面俱到。因此，教学中容易出现主线不清、体系不严谨等问题，而且如何在学时相对减少的条件下，处理好理论知识与实际应用、经典内容与现代科技的发展及最前沿的研究内容间的关系是进行教学内容改革首先遇到的问题。为此，首先，要深入研究和领会教学大纲，仔细钻研分析教材，理清脉络，形成立体的知识结构体系，突出重点和难点，与实际应用统一起来，然后再系统地、有侧重点地传授给学生，完成大纲的要求。其次，避免课程间内容交错重叠。笔者对交叉内容进行了适当的优化整合。例如，“微生物的代谢”一章，生物共同的代谢途径部分为生化课的重点内容，以学生自学为主，教师重点讲解微生物特有代谢途径及其作用和应用意义，如乙醇发酵、乳酸发酵、生物固氮等。又如“微生物遗传变异与育种”章节，对于在分子生物学课程重点“遗传物质及基因表达调控”等内容仅作简要概括或让学生自学。此外，适当补充微生物学在工业中的应用等相关教学内容，如在每讲完一大类微生物时，补充相关微生物工业和产品相关内容，既提高了学生学习微生物学的兴趣，又注重了学生实际能力的培养。

三 尝试多种教学方法，选择正确合适的教学方法

教学过程中，许多学生反映微生物学课程“听得懂、理不清、记不住”。因此，继续采用传统“填鸭式”教学方法只会与教学目标背道而驰，这就要求教师在教学过程中注重教学方法的改进，根据不同的教学内容和知识点选择适合的教学方法，形象生动地将微生物学基本知识传授给学生。在教学过程中，笔者尝试过以下几种教学方法。

1.归纳、对比式教学法

对于知识点零乱、分散且容易混淆的内容，可以通过归纳与比较其间的异同，使知识点层次清晰、分明，也可减轻学生记忆的难度。如原核微生物与真核微生物的比较；真病毒与朊病毒的比较；G+细菌与G-细菌细胞壁的比较；细菌、酵母菌、霉菌、放线菌菌落特征的比较；消毒与灭菌的比较；体液免疫与细胞免疫的比较等。比如，G+细菌与G-细菌细胞壁的比较可从四个方面对两者进行比较和说明：细胞壁结构；肽聚糖含量与单体结构；革兰氏染色反应；磷壁酸、LPS的有无等。归纳和比较法授课过程中引导学生自主列表比较，既能促进学生对知识的掌握和巩固，又能提高其自学能力。

2.实例教学法

教学中，要理论联系实际，多引入与生产生活实际密切相关的热点问题或有趣事例。例如，讲到“蕈菌”的时候，可以查阅最新文献向学生们介绍一些常见的食用蘑菇的培养过程，引出真菌繁殖的生活史；开始“病毒”一章的学习时，通过简单介绍当时SARS流行情况，引出其病原体—冠状病毒，讲到“亚病毒”时引入疯牛病的例子，激发学生学习病毒的兴趣。这样，不仅活跃了课堂气氛，还对学生起到开阔视野、拓宽思路、激发学习兴趣的作用。

3.讨论式教学法

教学过程中有些内容与当前热点问题有关，可以提前几周布置作业给学生，让学生通过查阅大量的相关资料写成综述或总结。如讲到细菌耐药性时，可以让学生查阅相关文献，总结和分析当前细菌耐药性研究的进展，包括耐药菌种、耐药机理及可采取的措施等，上课时分组派代表发言讨论，最后教师总结。这样有利于提高学生查阅资料、综合分析的能力，既加深了对知识的理解和记忆，又提高了学生的组织和表达能力。

4.多媒体课件的合理利用

微生物的微观形态特点使得微生物学的教学变得抽象、难以理解，采用多媒体课件辅助教学，可以把在显微镜下的影像信息搬到教室中，使课堂教学形象化，有助于学生理解和接受。如细菌、真菌、病毒的显微世界及鞭毛运动、噬菌体复制、担孢子形成的过程可以通过色彩丰富、生动形象的动画展示，再配有优美的音乐和解说，能够有效激发学生学习的积极性，提高讲课效率。教学过程中要把握好板书与多媒体的有效结合，避免多媒体画面富于变化而带来的讲授内容条理不清晰的弊端，在板书清晰的主线框架的前提下正确合理地利用多媒体教学。

四 结束语

以上是笔者根据微生物学课程的教学基本要求，为搞好课程教学而进行的一些改革实践和探索，并且已取得了一定的效果。但由于医学院生物技术专业开设时间不长，微生物学课程作为生物技术专业的重要基础课程之一，教学改革工作任重道远，今后还有许多工作要做，需要同仁在教学实践中不断改革、思考、总结和深化，使教学质量不断提高。

参考文献

[1]沈萍、陈向东.微生物学[M].北京：高等教育出版社，2009

第2篇：微生物生物技术范文

关键词:分子生物学；食品；微生物

1分子生物学的概念阐述

分子生物学作为一种基础性学科，将分子作为一种物质来研究生命的相关现象，比如构成细胞的物质，能够发生何种物理和化学变化。在进行探究的过程中，这种学科代表了人们由探究生命的出现和进化，可以得到生命所表达的重要意义。

2分子生物学在食品微生物检测中的应用意义

分子生物学的各项研究成果已经渗透进了人们的实际生活中，而且起到了促进社会发展，和为全世界解决实际问题的作用。比如将酶催化产生的反应和原因运用到各类化学工业活动中，人工进行酶的模拟并生成新的催化剂，不仅能针对性地解决问题，还可以在化学工业领域领导新的革命。除了在化学方面有所益处，对食品安全方面也有巨大意义，它能够更新微生物检测技术，提升了食品安全，保障了食品加工过程中产品的质量和人的健康。

3基于分子生物学方法的食品微生物检测技术研究

3.1以电泳为主导技术的DNA图谱技术

由于排列顺序不同的DN段会在变性剂浓度不同的情况下发生改变，利用不一样的解链行为，使排列顺序不同的DN段会停留在不同位置的凝胶上这一特性，提出了DGGE技术来检测核酸序列，在被变性剂染色成功后，会在凝胶的各个位置上出现条带状物体。这种技术已经被越来越多相关企业运用，进行食品微生物的抽离或测定，检测微生物的数量等。J.Theunissen和T.J.Britz等人2004年在南非对含益生菌对食物进行了DGGE技术检测[6];MilicaNikolic等人则在南非自制的山羊奶干酪中进行了PCR-DGGE检测。在DGGE之后出现的NA指纹图谱技术，也叫做温度梯度凝胶电泳，不同于DGGE的凝胶中使用尿素和甲酰胺浓度梯度的方法，温度梯度凝胶电泳使用了温度梯度和在引物的5′端增加3050bpGC片段的新技术。这种新的方式可以有效地统计出某一区块内，微生物的数量和品种，还可以检测出其他未知的肠道细菌，虽然Zoetendal等人已将这项TGGE技术运用在了人粪样微生物的探究分析中，但是针对食品的运用还很少。

4随机扩增多态DNA技术(RAPD)

通过将随机的引物进行PCR反应，并加重靶细胞DNA的比例进行分析，这一方法被称为RAPD分析，它能够让研究人员了解DN段的大小和数量，再根据DNA在不同基因组中的差异做出判断。这种方式能够将全部DNA基因定位成目标对象，可以辨识极小的差别，非常适合运用在研究成果少，特点不明显的或是DNA序列不凸显的真菌和乳酸菌的研究中。G.Spano等人利用RAPD-PCR技术发现了隐藏在红葡萄酒中的植物乳杆菌，Walczak等人利用RAPD分析法得出了非生产用酵母菌株与标准清酒假丝酵母菌株具有相近的遗传特质。此外，针对葡萄球菌、大肠埃希氏、沙门氏菌和志贺氏菌等研究，都采用了这种技术方法。

5基因探针检测方法

1968年，华盛顿卡内基学院的Britten等人研究提出了核酸分子杂交技术，也叫做基因探针技术，这种技术的提出为分子生物学的DNA分析方法奠定了基础，也成为了全球范围内被使用最多的分子生物学技术。基因探针是一种具有特定标记的基因碎片，具有检测功能的原理是采用了碱基的配对，通过退火让两条互补的核酸单链成为双链。这种检测技术可以用来检测食品微生物，具有方便快捷，直接有效的特点，使食物免遭致病性微生物的损害。病原体其本身具有特殊的核酸碎片，利用已经做好分离和标志的核酸探针，将与需要检测的样品结合过的标记物进行监测，如果检测的样品中本身就有确定的病原体，那么探针和核酸序列就会有所结合。这种基因探针检测技术的优势在于，能够非常灵敏地检测出不同，而且还具备了组织化学染色的特点，即可被见的特性和可定位的特点，所以能够检测出食品中的致病性细菌。就现在来说，世界各地都提出了各种能够检测食品微生物的基因探针，比如说Moseley等人提出的生物素标记的沙门菌基因探针，以及Kerdahi等人提出的能够测试出单核细胞增生的李斯特菌的，来自非放射性DNA探针，还有陈倩等人能够检测出ESIEC大肠杆菌的，根据HPI毒力岛基因生成的rp－z探针。另外还有已转变为特殊商品的基因探针试剂盒。美国的GENETRAK公司采用特殊的基因探针对沙门菌、李斯特菌和大肠杆菌的rRNA进行检验[6]，最后得出了脱氧核糖核酸杂交筛选比色法。主要检验方式分为以下几步:

(1)需要一种与细菌rRNA相反的基因探针和一份完成增菌培养的样品，细菌溶解之后与带有荧光素标记的探针互相杂交。此时样品中存在靶细菌rRNA，则带有荧光素和多聚脱氧腺嘌呤核苷酸(polydA)的探针互相杂交将成立。

(2)将包被多聚脱氧胸腺嘧啶核苷酸(polydT)的固相载体测杆与杂交溶液反应，如果polydA和polydT间的碱基出现配对，那么杂交核酸分子就被固体载体获得，并将这种分子培养在辣根过氧化酶－抗荧光素接合剂中，使探针上的荧光素与结合剂溶合。

(3)固体载体首先放置在酶底物－色原溶液，再由辣根过氧化酶与底物反应，最后用酸终止，在450nm处计量吸光度的多少，就能确定样品中是否存在靶细菌。

6基因芯片

上世纪90年代中期出现的基因芯片技术，也就是DNA微阵列(DNAmicroarray)，使用微加工技术构建出能将人工产生的基因片段，紧密结合的、排列有序的出现在硅片等载体上。再根据被荧光检测系统扫描过的，和标记样品杂交后的芯片，利用计算机进行分析检测，得出定性、定量的结果。由于基因芯片技术能够高度地自动处理大量信息，所以能够快捷准确地检测食品安全。运用基因芯片技术进行病原体检测的有:Berger等人进行的12株嗜酸乳杆菌检测;Wang等人进行能够具有超强特异性和灵敏度的肺炎链球菌检测;高兴等人对痢疾志贺菌、鼠伤寒沙门菌、金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、肉毒梭菌、肺炎链球菌、布氏杆菌、嗜肺军团菌等16种病原细菌进行检测。但就目前的技术来说，基因芯片的应用还不够完善，首先，基因芯片所需的设备价格不低，制作成本很高，普通实验室没有足够的经济能力可以负担。其次，基因芯片的特异性还不够明显，假阳性和假阴性会对实验结果的精准程度产生影响。最后，基因芯片技术在进行过程中，各项数据和参数还没有形成统一的标准，对可重复性会产生影响。只有不断完善自身解决上述问题，基因芯片技术才能被更广泛地运用在全世界的各个领域。伴随着全球食品贸易的发展，检测食品病原菌也越来越重要，只有更方便快捷地完成食品安全检测，将分子生物学的检测方法运用于日常生活，才能更好地发挥这项学科的魅力，研究出真正实用的食品病原微生物快速检测方法。

参考文献

[5]陈倩,程伯琨.基因探针检测食品中具有HPI毒力岛的ESIEC大肠杆菌[J].食品科学,2000,21(7):35．

第3篇：微生物生物技术范文

[关键词] 微生物学；教学改革；生物技术；医学院校

[中图分类号] G424 [文献标识码] C [文章编号] 1673-7210（2012）05（a）-0159-02

21世纪是生命科学世纪，微生物学作为生命科学的重要学科之一，具有广度的多交叉融合性和深度的多层次进展性，因而起着生长点的作用，成为沟通临床医学和基础医学的桥梁学科。如何围绕微生物学知识体系的特点有效地提高其教学质量，充实和完善学生对这一学科的知识积累，使踏入生物学大门的学生对微生物有一个较整体和广泛的了解，初步掌握涉及微生物形态、结构、功能、生理代谢、遗传变异、生态分布、分类进化等方面的知识，为学习后续课程打下较为广泛的知识基础和开阔的视野，进一步提高学生的科学素质，成为微生物学教学的关键。

1 把握微生物学知识特点，提高教学质量

大连医科大学生物技术专业以培养具有广博而坚实的生物学基础知识，掌握细胞工程、发酵工程、基因工程、酶工程基本理论、基本技能和工艺技术过程，受到现代生物技术应用开发研究的初步训练，具有良好的科学素质和一定的创新能力，能在生物技术领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发，以生物医学见长的高级生物技术专业应用型人才作为培养目标。基于此开展了如下工作：

1.1 教材的选择

教材是教学的蓝本、重要载体和沟通桥梁，是学生在学校获得系统知识，进行学习的主要材料，也是教师进行教学的主要依据。一本优秀的教材除了能够全面系统阐述本学科的基本知识、基本理论和基本技能，帮助学生形成完整的知识体系外，还是学生对学习内容感兴趣，产生主动学习愿望，主动探索、合作交流的重要前提。面对庞大的微生物学教学内容及有限的学时，选择一本内容精炼、重点突出、脉络清晰的教材具有重要的意义。通过专家充分讨论，广泛征求师生意见及参考相关院校的教学经验，最终确定了适合大连医科大学生物技术专业的微生物学教材，即全国优秀教材——周德庆先生主编的《微生物学教程》（第2版）为基本教材，代替原来的《医学微生物学》，该教材作为普通微生物基础课教材，按照初学者的认知规律构建了一个牢固的“知识网络”，有助于学生掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解学科的发展、热点和问题，为今后的学习及工作实践打下深厚基础[1-2]。同时，推荐沈萍教授主编的《微生物学》作为参考书，鼓励学生参阅一些国外优秀生命科学教学用书，如Talaro等编撰的《Foundations in microbiology》、Lansing等编撰的《Microbiology》等，使学生广泛的汲取相关专业知识，同时还可进一步提高专业外语水平。

1.2 突出重点和难点，扩大知识面

微生物学以微观世界生物为研究对象，由于微生物种类繁多、形态微小、肉眼看不见，不易形成感性认识，而且微生物学理论具有相对独立性，名词概念新颖繁多，内容相对抽象，这就决定了微生物学的教学内容多且散乱，很多学生初次接触这门知识反映“听得懂、理不清、记不住”，学习有困难。因此，如何在学时少、内容多的情况下，使学生既弄懂教学重点，又提高学习兴趣，是提高微生物学教学质量的关键。为此，充分发挥教师的主导作用十分重要[3]。实际教学过程中，教师主要向学生介绍要点和难点，特别要把涉及的名词概念讲述清楚，并在此基础上要求学生全面阅读教材内容，例如课上重点介绍革兰阳性菌和阴性菌的结果特点，在此基础上，由学生课后自己进行比较总结，熟悉染色的过程，进而得出不同的染色结果产生的基础，这样有利于培养学生的自学能力，创造独立思考的空间，提高课堂吸收率，提高学习兴趣。另外对于本科生，遵循注重知识点内涵的诠释，也注重其外延拓展的原则，使学生既获得现有教材知识，又开阔眼界，重点介绍成熟的为大家所公认的最新理论、技术，引导、启发学生思考，培养学生对微生物学的兴趣，扩展知识面。

1.3 注重知识的整体性，构建认知网络

微生物学的特点之一是整个知识结架构的紧凑性，各章节间高度关联，构成一个完整的知识体系。因此，在学生掌握基本概念、理论等抽象知识的基础上，围绕主线，展开横向、纵向知识网，分析各部分知识在整个体系中的地位与作用，将会清晰呈现知识脉络。例如“微生物的生长及其控制”一章，首先与学生共同从微生物的种类和特点、微生物的营养和培养基、微生物的营养类型、培养基的设计原则和方法、微生物的新陈代谢等不同层次和水平加以分析和认识，才能使学生对微生物的生长及其控制有正确的认识和理解。既有利于掌握重点、理解难点，强化对基本理论的系统、全面认识，又有益于启发学生思维，指导学习，培养分析综合的逻辑性、多维性、独创性思维和判断能力[4]。

2 重视实验教学，提高教学质量

微生物学是理论与实验并重的一门实践性较强的课程，通过实验课的训练，使学生获得细菌等微生物的感性认识，建立无菌观念，掌握微生物实验的基本操作技能，有利于巩固微生物学理论课的内容，并能灵活运用所学知识指导生产实践。因此，我教研室紧扣专业培养目标，对实验内容和体系进行了优化，既保留了微生物实验中传统的革兰染色等内容，又侧重开设综合性实验，减少验证性实验；改善实验安排，使分散的实验有机地组合起来成为系列实验，老师在每堂课前和课后都对实验内容进行总结、分析和下次实验布置。例如对粪便标本进行病原学鉴定，实验包括培养基的制备和无菌操作，又涉及细菌形态学观察、血清学实验及生化鉴定等内容，各个实验内容紧密衔接，使学生体会到微生物实验技术是一个连续、系统的知识体系，各实验之间有着潜在的联系，也清楚的认识到前面实验的成功与否将影响到以后实验的进行，从而增强责任感，培养学生分析问题、解决问题的能力。这样做点面结合，使学生既掌握了基本的细菌人工培养法等基本技术，又对细菌学实验的基本流程有了总体的概念，有利于提高教学质量。

3 采用自学-讨论-讲解式教学法

俗话说：“授之以鱼，不如授之以渔”，我教研室根据大学生自身和微生物学课程教学的特点，尝试采用以“自学-讨论-讲解”为主的教学方式。

首先，教师根据各章节的重点和难点，每章给出1~3个思考题，让学生在通读教材的基础上，结合参考书等资料，对问题进行准备。其次是课堂讨论环节，以自学为基础，充分调动每个学生的积极性，启发学生开拓思路，加深对自学内容的消化理解，还可促进学生交流学习方法，提高表达能力。最后，在自学和讨论基础上的教师讲解过程主要围绕教学要求，突出重点，突破难点，有意识地引导学生学习一些学说、理论的提出、推演和完善过程，学习证明这些理论的实验方法和思路，学习前人敢于提出问题、善于解决问题的创造性思维方法和客观、严谨的科学作风[5]。例如，证明基因突变自发性和不对应性的Luria变量试验、Newcombe涂布实验及Lederberg影印平板培养法，介绍这些著名学者实验设计之巧妙和方法创新之独到，对培养学生的创新思维和科学精神，为将来从事科学研究打下基础具有重要意义。

4 开展“微生物学自主实验”，激发学习兴趣，提高学生的综合能力

激发学习兴趣、培养创新能力、提高微生物学综合素质，是每位微生物学任课教师应当深刻思考的问题。在几年的教学积累中，我教研室尝试了在已有实验课的基础上实施“微生物学自主实验”，主要开展了：“酸奶中乳酸杆菌的分离、计数及鉴定”、“市售鲜牛奶中抗生素残留的检测及方法比较”、“健康及疾病状态下肠道菌群的变化”、“植物提取物对抗生素相关性菌群失调的调整作用”等实验。这些内容是游离于正常实验教学计划之外的，通过查阅文献，学生们在辅导老师的指导下，设计实验方案，利用周末等课余时间完成实验，每周1~2次。这样既赋予了学生课外活动专业特色，也增加了课程实践的趣味性，避免了课程实践在教学计划和教材内容方面的局限性[6]。事实证明，学生对这种课外的实践形式非常感兴趣，而且投入了极大的热情，大大激发了学生的科研兴趣，给其提供了一个自己动手、展示创新性和才能的平台，也提高了学生学习微生物学理论课的主动性和创造性，这对于让学生系统全面地掌握微生物学知识并加以合理运用到实际生活学习中具有重要作用，同时提高了学生独立分析问题和解决问题的能力，增强了团结协作精神，丰富了课外生活，有助于综合素质的提高。通过对微生物的实际培养、观察、分离和鉴定及应用，增强了学生严谨细致的科研精神，努力求索的积极态度。

以上教学方法的尝试，符合 “三个面向”的素质教育为核心的教学目标，在重视知识传授的基础上，更注重了对学生能力的培养，提高了其综合能力、分析能力和创造能力，体现了医学院校生物技术专业的特点和优势，能够适应市场发展与竞争的需要，具有十分重要的现实意义。

[参考文献]

[1] 陈燕飞.二十一世纪的微生物教学[J].中国科教创新导刊，2008，（1）：26-27.

[2] 邓百万，陈文强，彭浩，等.基于能力培养的微生物实验教学手段与方法的改革研究[J].实验技术与管理，2011，28（2）：7-10.

[3] 曹雅明，吕昌龙.把握免疫学知识特点，提高教学质量[J].中国免疫学杂志，2000，16（11）：628-629.

[4] 张业霞，王宗军.医学微生物学与免疫学教学方法探讨[J].海南医学院学报，2008，14（3）：311-312.

[5] 孙卫民，田野苹，曹雪涛.自学-讨论-讲解式免疫学教学方法的探讨[J].中国免疫学杂志，1999，15（11）：528.

第4篇：微生物生物技术范文

关键词：高效复合微生物 水解酸化 SBR 化工废水

上海某化工试剂厂所排废水不仅有机污染物浓度高，而且由于污染物主要为苯环类物质，导可生化性特别差。采用传统活性污泥法的厌氧(水解酸化)—SBR工艺处理，COD一直未能达标，因此选用投加高效复合微生物的生物强化技术进行了试验。

生物强化技术针对传统生物处理技术不能有效处理有毒、有害、难降解污染物的不足，利用现代生物技术选育优势菌种，构建基因工程菌以提高生物处理系统对难降解有机物的去除能力，并增强系统的稳定性和耐冲击能力。林则等[1]利用连续流紫外诱变技术直接对活性污泥进行驯化，将这种污泥与普通驯化污泥进行比较，发现其具有很高的降解活性和抗毒性能力。黄霞等[2]针对焦化废水中的3种难降解有机物(喹啉、异喹啉、吡啶)筛选了具有较高降解能力的优势菌种，采用无纺布—PVA复合载体对优势菌种进行包埋固定，研究了包埋固定化优势菌种对相应有机物的降解特性，结果表明经优势菌种处理8h后3种难降解有机物的降解率＞90%。刘建荣等[3]利用光合细菌(PSB)活性污泥法处理含酚废水，投加PSB于活性污泥中，经过苯酚诱导驯化可产生酚氧化酶，明显地提高了除酚能力。

由于许多有毒、有害、难降解有机废水所含的污染物并不单一，因而也并不是某单一菌种所能处理的。高效复合微生物技术就是通过投加人工培育的优势菌群并利用其高浓度、高活性以及微生物之间的各类共代谢作用来解除废水的毒性，并通过打断长链、破坏杂环和官能团等提高废水的可生化性，进一步进行降解去除。

1 　试验材料与方法

水解酸化、SBR反应器均由相同尺寸的有机玻璃柱构成，内径为190mm，高为400mm，总容积为11.3L，有效容积为10L。水解酸化反应器进水由高位水箱供给，从底部进入，高位溢流出水，内设搅拌器。SBR反应器设有两个曝气头(以压缩空气为氧源)、两个排水口，分别可排出25%、50%的上清液。试验装置如图1所示。

高效复合微生物采用进口菌种并经进一步人工培养驯化而成。试验中的高效复合微生物是由芽孢杆菌属(Bacillus)、产碱假单胞菌属(Pseudomonas)、硫杆菌属(Thiobacillus)、无色杆菌属(Achrommnabcter)、亚硝化单胞菌属(Nitrobacter)、肠杆菌属 (Enterobacter)及微球菌属(Micococcus)等组成，试验时一次性投加，投加量根据 经验确定为装置有效容积的1/15，并加入适量的粉末活性炭作为载体。活性炭同时具有富积 有机物和提高生物量的作用(整个试验过程中没有补加高效复合微生物)。

为便于控制，试验用水为从各主要车间取水按比例人工配制而成(COD为2500～4000mg/L，BOD5/COD值为0.2左右，SS＜300 mg/L，pH值为2.0左右)，经过焦炭和废铁屑构成的铁炭微电解还原以及投加石灰的混凝中和沉淀等预处理工艺后再进入水解酸化反应 器中。预处理的目的主要是提高废水的可生化性、去除SS以及调节pH值。试验所用污泥 均经过驯化，驯化方法与普通活性污泥法相同，先少量进入试验用水，并按照微生物所需营养比(C、N、P比为100∶5∶1)加入一定量的甲醇、尿素以及磷酸盐，同时逐渐增加进水量，直至污泥对COD的去除率达到75%时驯化结束。驯化后厌氧酸化反应器中MLSS达到5755mg/L，SBR反应器中MLSS为12990 mg/L。MLSS的组成包括活性生物、代谢产物、吸附的有机物、无机物以及活性炭。

2　结果与分析

2.1 HRT对COD去除率的影响

通过调节进水量来改变水解酸化反应器的HRT以考察其对COD去除率的影响，结果如图2所示。

由图2可见，随着HRT的延长，COD去除率逐步提高。当HRT达到24h时，COD去除率＞50%，但在超过24h后继续延长HRT，COD去除率已不再有明显提高。由于化工试剂废水成分非常复杂，富含大量难降解有机物和对菌种有毒、有害的物质，因此要取得较好的水解酸化效果，HRT必须足够长。从该试验结果看，水解酸化反应器的HRT应满足24h。

2.2 曝气时间对COD去除率的影响

从水解酸化反应器排出的废水一次性进入SBR反应器进行曝气、沉淀，试验结果如图3所示。 

由图3可见，随着曝气时间的延长，COD去除率逐步提高，当曝气时间达到18h后COD去除率达到88%，此时出水COD＜100mg/L，达到国家排放标准。据此确定SBR反应器的曝气时间为18h，运行方式为：进水为1h、曝气为18h、沉淀为2h、排水为1h、闲置 为2h。

2.3 高效复合微生物对COD的去除效果

将高效复合微生物技术与水解酸化工艺相结合，不仅体现了该工艺具有的提高废水可生化性的特性，而且也显示了高效复合微生物巨大的降解功能。表1反映出采用高效复合微生物和普通活性污泥时，水解酸化工艺进出水COD、BOD5及BOD5/COD的变化情况。

表1 　高效复合微生物提高BOD5/COD值的效果 高效复合微生物 普通活性污泥 水解酸化进水 水解酸化出水 水解酸化出水 COD(mg/L) BOD5(mg/L) BOD5/COD COD(mg/L) BOD5(mg/L) BOD5/COD BOD5(mg/L) BOD5/COD 2808 654 0.233 971 411 0.423 974 0.347 2774 663 0.239 910 380 0.418 976 0.352 2707 652 0.241 909 396 0.436 863 0.319 3065 778 0.254 944 377 0.400 1002 0.327 2862 738 0.258 880 376 0.428 961 0.336 2822 666 0.236 996 437 0.439 962 0.341 2960 595 0.201 1152 479 0.416 1003 0.339

由表1可见，投加高效复合微生物经水解酸化后废水的BOD5/COD值平均由0.237提高到0.423；而在相同的进水条件下，普通活性污泥仅将该值提高到0.337，这主要是由于高效复合微生物具有更强的破坏杂环、打断长链的功能。

经酸化水解反应器后，原有大分子或颗粒状有机物被兼性异养菌水解为小分子易降解有机物(如低分子有机酸、醇等)，使反应器中pH值下降(平均下降0.2)。另外，从所测得的挥发酸 的数据也证明了反应器中水解酸化程度较高(当水温为25℃、进水COD为2 505.31mg/L时，进水VFA=6.74mg/L，上清液VFA=12.85mg/L)。

图4反映出投加高效复合微生物后水解酸化、SBR反应器对COD的去除情况。

经过高效复合微生物处理后，水解酸化、SBR反应器对COD的去除率分别平稳地保持在61%、91%，出水COD＜100mg/L。

2.4 高效复合微生物的脱氮效果

高效复合微生物的脱氮试验结果如表2所示。

表2　高效复合微生物的脱氮效果

mg/L 水解酸化进水 水解酸化出水 SBR出水 氨氮 有机氮 亚硝酸盐氮 硝酸盐氮 氨氮 有机氮 亚硝酸盐氮 硝酸盐氮 氨氮 有机氮 亚硝酸盐氮 硝酸盐氮 41.89 30.2 1.128 0 65.18 24.53 0.017 0 0 11.09 9.881 1.293 39.2 32.49 0.181 0 68.54 20.17 0.025 0 0 12.21 0.296 1.563 50.81 30.01 0.08 0 63.95 17.81 0.061 0 0 9.76 0.082 1.082 39.76 31.21 1.024 0 63.39 16.38 0.054 0 0 7.98 1.253 1.254 48.16 34.28 0.088 0 64.85 28.27 0.061 0 0 11.2 1.597 1.328 45.31 32.75 0.098 0 64.5 25.64 0.065 0 0 10.24 2.564 0.987

从表2可以看出，经过水解酸化反应器后氨氮含量有所增加(平均增加47.27%)，这部分氨氮主要是由有机氮转化而来(有机氮平均减少30.47%)。经过SBR反应器后氨氮被100%去除，有机氮被去除52.96%，出水都达到了国家排放标准。硝酸盐氮和亚硝酸盐氮经过水解酸化反应器后变化不大，在SBR反应器中也并未积累，说明高效复合微生物不仅具有较强的硝化能力，同时也具有较强的反硝化能力。整个工艺对总氮的去除率平均达到了83.93%，说明高效复合微生物技术具有非常强的脱氮能力。

2.5 高效复合微生物与普通活性污泥的比较

表3为在相同进水水质和运行工况下高效复合微生物与普通活性污泥作用效果的比较。

表3 高效微生物与普通活性污泥作用效果比较 项目 高效复合微生物 普通活性污泥 原水(mg/L) 出水(mg/L) 去除率(%) 出水( mg/L) 去除率(%) COD 2536 98 96.13 823 67.54 BOD5 575 10 98.26 0 100 总氮 82.57 13.27 83.93 57.21 42.03 氨氮 45.31 0 100 25.82 43.01

从表3可以看出，采用普通活性污泥的出水COD＞800mg/L，而BOD5却为零(说明普通活性污泥对这部分COD已无能为力，对氨氮的去除率也非常低，而采用高效复合微生物时出水COD＜100mg/L，脱氮效果也非常好，出水总氮和氨氮均可达到排放标准。

转贴于 3 结论

① 将高效复合微生物技术应用于厌氧水解酸化—SBR工艺处理化工试剂废水是完全可行的，系统对COD、总氮、氨氮的去除率分别可达到93%、83.93%、100%，出水各项指标均达到排放标准。

② 高效复合微生物能够有效地提高废水的可生化性(BOD5/COD值由0.237提高到0.423)，比普通活性污泥具有更强的破坏杂环、打断长链能力。

③ 水解酸化—SBR反应器中投入高效复合微生物，同时必须满足一定的HRT要求才能取得良好的效果。水解酸化HRT应达到24h，SBR曝气时间应达到18h。

参考文献

[1] 林则.紫外光诱变技术在废水生化处理中的应用研究[J].中国环境科学，1993，13(3)：22 9-232.

第5篇：微生物生物技术范文

关键词：微生物技术、污水处理、污染、净化、应用

随着全球经济的发展，污水处理成为社会广泛关注的问题，尤其是近几年来，河流及饮用水污染事件层出不穷。目前我国在处理污水问题上普遍采用物理化学法，相对于微生物处理技术来说，这种方法见效慢、有残留，并且可能造成二次污染，处理效果不佳。而微生物作为一种有机生物，能够通过自身的新陈代谢彻底分解污染物，不对水质造成伤害，这也是微生物污水处理技术在近几年中快速发展的根本原因。

在具体的应用上，由于微生物种类繁多，处理方法和技术的选择必须要根据污水的性质、污染程度等多个因素制定，从而保证污水处理的高效性。

一、我国污水处理现状

我国的污水主要可以分为生活污水和工业污水两大类，但近些年来，随着我国工业化进程的不断推进以及排水管网的泄漏等问题，这两类污水开始出现融合的趋势，因此我国的污水处理是一个综合的过程。我国住房和城乡建设部的统计数据显示，截止2014年初，全国城市建成的污水处理厂共计1736座，污水处理率达89.34%；县城污水处理厂共计1504座，污水处理率仅有76.25%。从整体上说，污水处理厂覆盖的区域在污水处理方面取得了一定的成效，但是对我国的国土面积而言，这些处理厂难以实现全面治理。

此外，污水处理技术的落后以及资金短缺等问题也在一定程度上制约着我国污水处理事业的进程，尤其在微生物污水处理这种新型的技术层面，相关的应用仍未达到因地制宜的效果。

二、微生物污水处理机制与净化原理

针对不同的污染物，微生物的净化方式也有所差异，主要包括以下三种：（1）降解有机物，部分细菌、真菌、藻类可通过吞食将污水中一些复杂的有机物转化为简单的无机物分子，从而实现各种生命元素在的自然循环，维持生态平衡。这种方式可有效处理尿素、氨基酸、蛋白质等含氮有机物，从而净化城市生活污水。（2）代谢作用，污水中存在大量不能被微生物食用的有机污染物，其中有些可以作为代谢能源来维持微生物的生命活动。例如，一些放线菌和杆菌在从广泛存在于餐厅污水的脂肪中获取新陈代谢所需能量的过程实际上也起到了污水净化的作用。（3）去毒素作用，微生物主要通过改变污染物的分子结构减弱其毒性。如对于洗衣粉中的有毒磷元素，微生物可以通过将无机磷酸盐拆分为无毒性的有机酸和二氧化碳来去除。但是由于污水成分和微生物分解过程都较为复杂，这种处理方式可能产生有毒的中间物质，造成二次污染，因此在应用过程中必须要进行严格的监视。

三、微生物污水处理技术的应用

1.微生物吸附技术

微生物吸附技术是利用某些微生物的化学结构特性，将自身或者其分泌物与污水中的悬浮物质（如金属离子）结合在一起，形成一种活性生物吸附剂，再人为地进行固液分离。这种技术较为新颖，并且价格低廉，目前多应用于大面积重金属污水的处理。

微生物吸附技术在应用过程中受到很多因素的影响：（1）温度和pH值，这两个因素会严重影响污水中重金属离子的化学状态和微生物的活性，从而影响氧化还原过程和沉淀反应等；（2）吸附时间，研究表明，微生物吸附重金属的过程仅需几个小时（酵母菌吸附镉离子、锌离子的时间约为3小时），一般而言，适当延长吸附时间可以提高吸附效率，因此在应用中要在保持细胞活性的前提下适当平衡吸附时间；（3）共存离子，污水的成分往往较为复杂，净化水质的一个关键在于保留原有的无害物质，如钙离子、钠离子、钾离子等轻金属离子，这就需要对污水成分和微生物的吸附性做一个全面的了解，防止过渡净化。

2.微生物絮凝技术

微生物在生长和代谢过程中会产生一些功能性多糖和糖蛋白等具有絮凝功能的高分子有机物，可用于污水污泥的处理，有些微生物本身也是高效的絮凝剂，上世纪八十年代从红平红球菌得到的NOC-1使其研究最详尽、效果最好的生物絮凝剂。

絮凝技术主要可以应用于：（1）农业污水处理，农业废水中BOD含量较多，因而处理难度较高，传统处理技术难以奏效，而微生物絮凝剂对TN和TOC的去除率达到45%和75%，在一定程度上提高了处理效果；（2）废水脱色处理，可溶性色素的去除一直是废水处理的难点，絮凝剂通过对色素的絮凝沉淀来实现污水脱色，处理后的水质澄澈透明，方法也相对安全高效。

微生物絮凝剂作为无毒环保的污水处理用剂，应用前景广阔，但是其成本相对较高，技术上也面临更高的难度，因此这种方式目前仍未实现普遍应用。

3.固定化酶和固定化细菌技术

固定化酶和固定化细菌技术统称为固定化微生物技术，它指的是在保持生物活性的前提下，通过将游离的微生物固定于限定的载体来提高微生物浓度并反复利用的方法。固定方式包括包埋法、交联法、自固定化法、符合固定化法等，@种技术的优点在于微生物密度高、设备小型化、产物易分离，成本较低，目前被广泛应用于包括水污染、大气污染、土壤污染在内的环境污染问题。总体来说，固定化技术应用的限制较少，但是在一些复杂的污水处理问题中，为了保证治理效率和循环利用，微生物和载体都必须具备高度的环境适应能力，因此针对不同的水质，要合理选择微生物和载体。

4.高效降解菌技术

高效降解菌技术实际上是对以上三种技术的延伸，高效降解菌指的是利用生物工程的培养技术，对具有降解能力的细菌进行一段时间的人工培育和多代选择，最终得到强化的菌群。相比于原始的降解菌来说，经过培育和筛选的菌群具备更强的适应能力和繁殖能力，污水处理的效率也大大增强。

除了同种菌类的培育，不同细菌的共同培养也是当前生物技术研究的一个重要领域，它旨在将不同细菌的特性结合在一起形成一种更为高效和全面的污水处理技术。但是这种技术可能会引发一些未知的生物风险，在相关研究不够深入的前提下绝不可贸然应用于实践当中。

5.电极生物膜法

这种技术的原理是，将微生物固定在电极表面，由于微生物有吸附生长的特性，其表面会生成一层生物膜。在接通电流后，污水中的杂质由于受到生物膜的吸附而接触到电流，从而被降解为其他物质。研究结果表明，这种方式对氮、磷等污染物有较好的去除效果，成本低廉，目前在城乡生活污水处理领用的应用比较广泛。除了脱氮效果理想以外，电极生物膜法还能实现杂质的反硝化，为解决当前城市污水因反硝化和释磷作用引发的恶性竞争有机物问题提供了思路。

电极生物膜法的缺点在于对设备和技术的要求较高，电流的强弱会影响微生物的活性，从而弱化其对污染物的吸附效果，在广泛应用之前应该进行适量的试验，寻求最佳方案。

结语

总体来说，相对于传统污水处理技术而言，微生物技术的处理效果理想，安全性较强，不易形成二次污染，而且有效避免了水资源浪费的现象。因此，其在污水处理事业中的应用已经成为不可逆转的趋势。当然，目前微生物污水处理技术仍然存在一些技术上的难关和条件的限制，这有待于生物工程科学的发展和相关领域的深入研究。对社会而言，积极提倡应用微生物来治理污水有利于促进微生物技术的完善，有利于推进我国污水治理的进程，最终实现可持续发展的目标。

参考文献：

[1]吴昊.关于微生物在污水处理中的应用[J].生物技术世界，2015.06

第6篇：微生物生物技术范文

关键词：含油污水处理；微生物；环保

中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：

油田注水已由原来的笼统注水发展到分层、分质注水，并且层位逐渐增加，对油田含油污水的水质要求更高，要求有更好、更干净的水回注地下，特别是对低渗透油层—薄差层、过渡层，对污水水质要求更高，使“干净”的污水注入到这些层位补充能量驱油，从而提高油田的采收率。随着油田综合含水率的升高，污水处理量逐渐增大，已形成了庞大的污水处理系统，同时随着油田含油污水含聚浓度的增大，稳定注入水质指标难度进一步增大。近年来为满足油田生产的需要，对污水处理系统进行了大规模的改建和扩建，增加了深度处理系统，各种提高水质的水处理药剂不断提高投加量，以此来满足低渗透油层的需求，但是污水水质全面达标还是非常困难，在综合考虑不能无限制增加处理规模、改建污水处理设施和加大投加药剂的基础上，建立了第一座以微生物强化处理为主体的聚合物污水处理站—某联污水处理站，更好的解决油田含油污水站出水水质问题。自从2011年10月投产以来，该站外输水质的含油和杂质指标均始终保持在5mg/L以下，为油田污水的达标处理提供了新的思路。

1 微生物污水处理技术原理

、图1 微生物降解原理示意图

因含油污水中成分复杂，含难处理、难生化降解的有机污染污较多，可生化性差，杂菌较多且竞争性较强，因此一般微生物通过竞争难以形成优势菌群，而且在高含盐量、高粘度的含聚污水中难以生长繁殖，因而一般生化处理难以实现工业化应用。油田设计院通过筛选及有效配伍获得特种微生物联合菌群，在有氧的条件及适宜的环境中，细菌将含聚污水中的溶解性有机物通过自身的生命过程—氧化、还原、合成等把复杂的有机物降解成简单的无机物（H2O和CO2等），放出的能量一部分作为自身生存与繁殖的生命之源。在适宜的条件（20℃--40℃）下微生物便以有机物为营养，实现生命的新陈代谢，达到净化污水的目的，确保优质的出水水质。经微生物处理后的污泥已达到了环保要求，减少了后续污泥处理系统的投资费用及运行管理等费用。降低了运行成本，劳动强度小，抗冲击性能强，污泥量小，是一种无害化处理的方法。

2 微生物污水处理技术工艺流程及主要参数

2.1微生物污水处理技术主要工艺流程

某联污水处理站设计规模为50000m3/d，目前完工的一期工程为25000m3/d，工艺流程图见图2。该工艺流程采用的是“来水气浮装置微生物反应池固液分离装置滤罐回注”的处理工艺。放水站来水首先经过高效气浮装置去除90%的污油，出水进入微生物反应池，微生物处理系统中投加特种微生物，对污水中的油及其有机物污染物进行最大限度的生物降解，出水经过固液分离装置分离水中固体悬浮物，其中分离的污泥通过污泥处理系统处理后的低污染污泥装车外运，污水进入石英砂过滤罐进行一级过滤后，出水达到深度污水外输水质要求后外输回注。

图2 微生物处理工艺流程

2.2高效气浮装置原理及技术参数

高效气浮装置在—定的压力条件下，利用高压溶气释放的微气泡，与污水中的油及悬浮物等不断碰撞，使其粘附在微气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮油，利用刮油机刮至污油槽回收利用；污水进入泥水分离区，比重大的污泥沉入底部由刮泥机刮出，分离后的污水进入微生物反应池。

图3 高效气浮装置工艺流程

规格型号：BGF-480；最大处理水量：450m3/h ；数量：3台；水力停留时间：3～5min；回流比：15-25%；进水含 油：≤1000mg/l；出水含油：≤100mg/L；进水悬浮物：≤300mg/l；出水悬浮物：≤200mg/L。

2.3微生物反应池技术参数

型号规格：BYCS-2500-J；数量：5组（每组3级，并联运行）；溶解氧：≥2mg/L；生物填料填充度≥80%；总停留时间：8小时；进水含油≤100mg/L；出水含油≤5mg/L。

3运行情况及效果

某联污水处理站自2009年8月开始建造，2011年10月28日投产，运行至今已经8个月，目前来水较少，日处理量约11000 m3/d，未达到一期设计量二分之一，且来水含油远低于设计标准，外输水质一直稳定，运行水质保持低于“5、5、2”标准。分析表明，来水含油最高72mg/l，最低19.5mg/l，平均31.9mg/l，悬浮物最高103mg/l，最低76mg/l，平均92.1mg/l，经过气浮及微生物处理之后含油最高20mg/l，最低9.8mg/l，平均12.5mg/l，悬浮物最高25mg/l，最低6mg/l，平均15.3mg/l，已经达到了普通污水的“20、20”的标准，再经过一级石英砂过滤处理之后，外输水质最高2.5mg/l，最低1mg/l，平均2.1mg/l，悬浮物最高3mg/l，最低1mg/l，平均2.1mg/l，远远低于深度污水外输标准的“5、5”，并且外输水质持续稳定在“3、3”以下，说明除油效果良好，具有在油田生产推广的价值。

4结论

（1）采用微生物技术处理油田污水可确保达到 “5.5.2”水质指标要求乃至更低，有利于油田开发。

（2）利用微生物处理含油污水，菌群成本低，而且运行成本低于原工艺。

（3）经微生物处理后，污水中的有毒有害物质得到彻底降解，其最终产物为H2O和CO2等无机物，可减少由于加药处理使采出水进一步复杂化的现象。微生物处理后产生的污泥具有环保，减少外排污染的特性。

第7篇：微生物生物技术范文

微生物采油技术引起了微生物学界、石油工业界、石油地质界和地球

关键词：微生物采油、技术发展、机理、特点、方向

一、引言

微生物原油采收率技术，就是利用微生物在油藏中的活动、代谢作用及代谢物作用于油藏残余油，对原油、岩石、水界面性质的作用，改变原油的流动性，促进低渗透带的渗透率，提高采收率的高新生物技术。此项技术的关键，是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖，微生物代谢产物能否有效地改善原油流动性质，还有液固界面性质。

二、微生物增加石油采收率的概述

微生物提高采收率的各种技术的总称是MEOR。凡是与微生物有关的采油技术均属于MEOR。国内外微生物提高采收率方式大致有两种。一类是地面法,在地面建立发酵反应罐，为微生物提供必须的营养物质，通过微生物代谢作用产生生物产物(主要是生物表面活性剂和生物聚合物)，将生物产物注入地层从而达到提高采收率的目的。另一类是地下法(油层法) ,指直接将微生物注入到油层，使其在油层中产生各种代谢产物，只要供给微生物足够的营养物质，代谢产物的生产速度就会大于被微生物降解的速度。

三、微生物提高石油采收率的特点

（一）、微生物以水为生长介质，以质量较次的糖蜜作为营养，实施方便，可从注水管线或油套环形空间将菌液直接注入地层，不需对管线进行改造和添加专用注入设备；

（二）、由于微生物在油藏中可随地下流体自主移动，作用范围比聚合物驱大，注入井后不必加压，不损伤油层，无污染，提高采收率显著。

（三）、以吞吐方式可对单井进行微生物处理，解决边远井、枯竭井的生产问题，提高孤立井产量和边远油田采收率；

（四）、微生物可解决油井生产中多种问题，如降粘、防蜡、解堵、调剖，最后提高采收率的代谢产物在油层内产生，利用率高，且易于生物降解，具有良好的生态特性。

四、微生物采油新技术的机理

（一）、油田化学剂与微生物采油技术

在油田开发的各个阶段都会使用不同性质的化学剂。当大量化学剂进入油藏后，将发生物理变化和化学变化，对微生物采油过程可能产生不同的影响。化学剂既可引起微生物生存环境的改变，又可改变生物的生理（呼吸作用、蛋白质、核酸及影响微生物生长的大分子物质的合成）以及影响微生物细胞壁的功能，因此影响微生物的生长，降低采收率。

（二）、微生物驱油的机理

微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程，除了具有化学驱提高原油采收率的机理外，微生物生命活动本身也具有提高采收率机理。虽然目前的研究不断深入，但仍然无法对微生物采油技术各个细节进行量化描述，据分析，主要包括以下几个方面：

1、原油乳化机理

微生物的代谢产物表面活性剂、有机酸及其它有机溶剂，能降低岩石一油一水系统的界面张力，形成油一水乳状液（水包油），并可以改变岩石表面润湿性、降低原油相对渗透率和粘度，使不可动原油随注入水一起流动。有机酸能溶解岩石基质，提高孔隙度和渗透率，增加原油的流动性，并与钙质岩石产生二氧化碳，提高渗透率。其它溶剂能溶解孔隙中的原油，降低原油粘度。

2、微生物调剖增油机理

微生物代谢生成的生物聚合物与菌体一起形成微生物堵塞，堵塞高渗透层，调整吸水剖面，增大水驱扫油效率，降低水油比，起到宏观和微观的调剖作用，可以有选择地进行封堵，改变水的流向，达到提高采收率的效果。在较大多孔隙中，微生物易增殖，生长繁殖的菌体和代谢物与重金属形成沉淀物，具有高效堵塞作用。

3、生物气增油机理

代谢产生的CO、CO2、Nz、H、CH和C3H等气体，可以提高地层压力，并有效地融入原油中，形成气泡膜，降低原油粘度，并使原油膨胀，带动原油流动，还可以溶解岩石，挤出原油，提高渗透率。

4、中间代谢产物的作用

微生物及中间代谢产物如酶等，可以将石油中长链饱和烃分解为短链烃，降低原油的粘度，并可裂解石蜡，减少石蜡沉积，增加原油的流动性。脱硫脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出，降低油水界面张力，改善原油的流动性。

5、界面效应

微生物粘附到岩石表面上而生成沉积膜，改善岩石孔隙壁面的表面性质，使岩石表面附着的油膜更容易脱落，并有利于细菌在孔隙中成活与延伸，扩大驱油面积，提高采收率。

（三）、理论研究

二十世纪八十年代，国外的Islam、Zhang和Chang等建立了微生物采油的数学模型并开展了相应的数值模拟研究。Zhang模型优于Islam模型在于可描述微生物在地层中的活动，却难于现场模拟。Chang模型是三维三相五组分，能描述微生物在地层中的行为，不能描述在油藏中的增产机理。并且物理模拟研究基本上是应用化学驱的物理模型试验装置及试验过程。微生物驱油模型的核心是岩心管部分，其长度影响微生物的生长繁殖。应建立大型岩心模型，使微生物充分繁殖，便于分析研究微生物的驱油效果。

五、MEOR营养液的配制和菌种的筛择

（一）、菌种的筛择

菌种筛选是微生物采油技术的关键。菌种筛选主要向两方面发展，一是提高菌种耐温性，以适合更广的油藏范围；二是提供部分无机营养物，希望以原油为碳源，降低注入营养成本。微生物采油技术采用的细菌按来源可以分为两类：一是天然细菌，以油田环境为主，包括油田污水、采出油泥沙、地下岩心、长期被原油污染的土壤，浅海油井附近的水和土壤等。主要目的是利用它们某些方面的特性，如嗜盐性、耐温性等。另外，由于内源微生物驱油直接应用地层中的细菌，菌种类复杂，属于一种独立的选择方式。二是人工培植的工程细菌，可以通过紫外线照射、全DNA转化、添加生长因子、反复驯化等手段，提高天然细菌在某一方面的特性，如耐高温、耐盐性、富产表面活性剂、富产气体等，从而培养出新的细菌。用于MEOR的微生物可以是好氧菌、厌氧菌，也可以是兼性厌氧菌。在MEOR实施的过程中，可以单独使用某一菌种，但为了发挥微生物的协同作用，更多的是使用配伍性较好的混合菌种。在选择的过程中应遵循的原则必须适应油藏的环境条件。

（二）、营养液的配制

营养液的配制主要根据选用的菌种、地层条件和工程的目的来确定。 菌种不同, 通常所需要的营养物质也不一样, 微生物一般都需要含磷化合物、含氮化合物、含碳化合物、硫、各种微量金属元素、氢等地层中可能缺乏这些营养物质中的一种或几种。因此, 营养液的组分主要包括地层中缺乏的营养物质。

六、微生物采油技术的前景

（一）、井筒技术目的是为了更好的保护微生物，能起到一定的防蜡效果，工艺简单，适合大规模的应用。与此同时，应筛选代谢物质能起到较强液化作用的菌种最为适宜。

（二）、单井吞吐，它的作用对象是近井的地下层，需要菌种在地下层完成新陈代谢，筛选的微生物的类型应以厌氧及兼性厌氧为主，同时要求具备耐温性，现场实际应用时需要补充营养剂，然后关井相对的时间。

（三）、好氧微生物驱，其又被称为空气辅助型微生物驱。在有氧条件下，该菌种的代谢加快，向地下层排放空气的同时菌种会消耗掉一定程度的氧气，并将石油中的结构进行氧化。

七、源微生物的采油工艺

国内油田已进人高含水开发期，是采用内源微生物驱油还是采用外源微生物驱油，要根据具体油藏内的微生物群落进行分析。若具体油藏中内存在有益微生物驱油的微生物群落，宜采用内源微生物驱油工艺，我国国内致力于运用最新微生物采油技术。

八、结语

结合上面的论述，我国的采油油田，使用微生物技术采油的都取得了很好的效果。微生物采油也确实发挥出了技术先进的优势，这种技术的发展必将引领我国的石油行业走向辉煌。

参考文献：

第8篇：微生物生物技术范文

【关键词】：食品；微生物；快速检测

1、食品微生物检验环境

进行食品微生物检验必须要确保食品微生物检验环境的无菌，达到无菌条件则须先进行消毒，主要任务是将微生物进行灭活，避免微生物再次生长。我国现在主要使用的消毒技术有紫外线消毒，紫外线消毒主要为：在室温下，220V，30W紫外灯下方垂直位置lm处的253.7nm紫外线辐射强度应≥70μW/cm2。臭氧消毒主要为：封闭无菌室内，无人条件下内作业。

2、免疫学方法

2.1免疫层析技术

免疫层析技术是一种新兴的免疫测定技术，检测原理为在膜的毛细管作用下，被检测对象发生移动，方向朝着另一端，在此过程中，抗原和抗体会结合、固化、分离，最后根据颜色变化检测食品。目前较为受欢迎的为胶体金免疫层技术，并且已广泛运用在食品产业中。该技术具有操作简单、无污染等优点，，采用免疫层析技术检测布氏杆菌、沙门氏菌等细菌能够获得良好的效果。

2.2免疫磁珠技术

抗对抗免疫磁珠分离法将为磁珠微球技术和免疫化学技术两种技术有机结合，该技术比免疫层次技术更加的快速、高效。

2.3酶联免疫吸附技术

该技术主要是将放射免疫技术和荧光技术有效结合，采用该技术检测时，通过充分利用抗原抗体的特异性，将免疫酶染色，进而得出相应的结果，实现食品中微生物的检测。

2.4免疫荧光技术

免疫荧光技术荧光标记活性抗原体，在显微镜下可看到明显的荧光，进而检测食品微生物。免疫荧光法主要用于检测沙门氏菌，具有用时短、操作简单等优点。

3、细菌计数法

3.1流式法

流式法主要利用激光技术实现细胞浓度的识别。流式法主要有以下几个步骤：（1）采用激光技术照射样品；（2）密切观察样品是否存在反射；（3）分析样品，包括细胞大小与散射光间的关系、细胞膜抗原强度和激光亮度间关系；（4）得出最终的结论，并详细记录结果。采用流式法，不仅可以观测到微生物的形状，同时还可以明确微生物数量。该技术主要应用于检测牛奶中的菌落数。在检测过程中，检测结果一定程度上会受到蛋白质的影响，采用流式法可有效解决这一问题，可在短时间内快速检测出牛奶中的细菌及活性酶，近年来该技术逐渐成熟，希望该技术能得到推广。

3.2固定式计数法

固定计数法，又称为SPC计数法，通常采用该方法检测单个微生物或革兰氏阴性菌，该方法的特点是比较细腻。

4、传感器检测法

4.1基因传感器法

基因传感器法主要是指将一个已知核苷酸序列的半单链DNA分子固定在传感器上，并使其与另外一条互补的目标DNA杂交，进而组成一条双链DNA，并通过换能器反映传达出的物理信号。基因传感器法优点在于操作简单、灵敏度高。目前我国基因传感器有很多种，主要包括两种类型的基因传感器，一种为电极电化学式DNA传感器，另一种为石英晶体振荡器。

4.2生物传感器

采用生物传感器检测，被测分子与生物接收器上的敏感材料接触，并产生一系列的化学反应，之后会传达出一系列信号，如颜色、离子强度等。该检测方法具有较高的灵敏度。检测食品中少量的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌等，可以采用酶免疫电流型生物传感器，能够获得良好的检测效果。代谢法

4.3阻抗法

采用阻抗法检测，首先需要花费一定的时间培养相关微生物，使原来的惰性底物成为活性底物，此时培养基的阻抗性会有所降低，电导性会有所上升。之后操作人员应观察阻抗的变化情况，并分析检测微生物。该方法优点在于检测效率高。

4.4放射法

放射法是一项全新的检测方法，它将物理原理和化学方法充分结合，在检测过程中，首先完成细菌培养，并进行标记，之后发生化学反应，生成一氧化碳，通过分析一氧化碳，得出结论。该方法的优点在于准确度高、应用范围广。

4.5干片法

干片法是⒁恍┪藓Φ母叻肿硬牧戏湃胧称分校监测食品中的微生物，该方法主要以微生物即高分子学为基础，是一种综合性检测方法。由于该方法非常简单、易操作，且携带方便、成本低，该方法是食品微生物检测一种常见的方法。

5、快速检测方法的不足

通过以上对不同检测技术的分析可知，不同的快速检测技术有其独特的优势和最佳的使用范围，很多的快速检测技术具有食品专一性，对于一个特定的食品检测性能最佳。但与此同时，许多检测手段又在某些方面存在一定的局限性。比如，PCR及其衍生技术所需的仪器设备价格非常昂贵，非一般实验室能承受，所以限制了其在我国食品检测领域的大面积推广及应用；基因芯片技术不仅仪器设备成本高，而且操作过程对实验人员的要求也比较高；很多检测手段不能同时做到“定性”和“定量”分析；免疫学方法虽然速度较快、灵敏度也较高，但容易呈现假阳性、假阴性。所以，现在有关食品微生物快速检测亟待解决的问题主要是降低成本，提高自动化水平，降低对操作人员的要求与束缚，同时，最主要的问题是要提高检测设备的灵敏度，增强对微生物的识别特异性，增强设备的通用性等。

结论：

随着生活水平的不断提高，人们对食品质量安全提出了更高的要求，同时食品安全关系到人们的身体健康，对社会的和谐发展具有重要作用，所以必须加强对食品微生物的检测，避免食品中的微生物对人们的身体健康产生威胁。检测人员应根据具体的情况，选择正确的检测方法，能准确、快速检测出食品中有害物质，提高食品微生物检测水平，保证人们的生命安全。

【参考文献】：

[1]刘雪.食品微生物检测技术应用现状及展望[J].生物技术世界，2016，01：236-237.

[2]向文瑾，徐瑗聪，许文涛.水及水产品中微生物快速检测技术研究进展[J].中国渔业质量与标准，2016，01：45-52.

第9篇：微生物生物技术范文

1免疫学的方法

在食品微生物的检测当中免疫学技术主要是建立在抗原、抗体特异性结合的反应基础上,并且以免疫放大技术为辅,利用病原体刺激生成免疫球蛋白。这种方法的优势在于不需要进行样品选择性增菌之后分离,就可直接进行筛选,具备了灵敏度高的特点,按照检测方法的差异可以分为凝集反应、免疫扩散反应和免疫荧光反应等。

1.1凝集反应凝集反应从本质上来讲也是利用抗原、抗体相结合的原理,将特异性抗体包被于乳胶颗粒之上,进而产生了肉眼可见、便于观察的凝集反应。这种方法因其特异性需要获得较纯的细菌培养物,然后使培养物和致敏乳胶发生反应,通常应用于大肠杆菌类细菌中H7和O157的鉴定。

1.2免疫扩散反应免疫扩散反应的本质是生成一种不溶性的抗原、抗体复合物,是将抗体放入固体或者液体的培养基中进行培养,生成一种肉眼可见的沉淀性物质,这种反应需要在特定培养基中进行,在实际的食品微生物检测方法中,应用了这一技术的有VIP免疫扩散的试剂条还有Salmonella1-2的TestTM,这一类产品在实际当中应用也颇为广泛。

1.3免疫荧光反应免疫荧光学反应的本质是一种免疫学标记技术,利用荧光素对检测抗原或者抗体进行标记,而后产生的特异性抗原反应能够形成带有荧光的抗原、抗体结合物,在仪器中得到检验。这种方法在实际应用的过程中按情况不同可以分为直接方法和间接方法。直接方法就是直接在检测的样品上滴加已知特异性的荧光标记抗血清,在洗涤之后进行观察。间接方法就是将细菌特异性抗体上滴加在检测样本上,经过反应后再洗涤,然后加入荧光标记第二抗体,实现检测。这种方法因其荧光性更加有利于观察,也因其特异性主要适用于沙门氏菌、葡萄球菌、李斯特菌以及单核细胞增生的李斯特氏菌等方面的检测。

2分子生物学法

2.1聚合酶链式反应技术聚合酶链式反应技术是一种体外的选择性DNA或RNA扩增技术。其根本目的就是将人工无法培养出的微生物进行相应DNA或者RNA的片段扩增,通过检测扩增产物的含量来快速检测饲料当中存在的致病菌含量。聚合酶链式反应技术简称为PCR,可以直接对样品当中的肉毒梭菌、大肠杆菌、乳酸杆菌和痢疾杆菌进行检测,PCR能够克服核酸定量敏感性低的缺点,分析出极为微量的DNA,对任何模板的标本都能够实现定量扩增及分析。聚合酶链式反应技术克服了基因探针技术灵敏度不高的缺陷,其中引入的Taq聚合酶还能够简化反应程序,实现半自动化。以同位素标记基因探针的PCR反应为例,这种方法应用于水源E.Coli的检测,能够使检测量达到100%,能够快速检验出食品当中带有污染的病原,并能够保证其准确性。美国杜邦快利康公司已经建立了BAX+病原菌的检测系统,PCR技术在细菌检测方面的应用前景十分广阔。

2.2核酸探针技术核酸探针本身是一种带标记的DNA特异性片段,核酸探针技术的原理是利用碱基互补的原则,使核酸探针和目的DNA进行杂交,最终以特定方法进行标记物测定,核算探针技术大致可以分为非放射性标记和放射性标记两大类。核酸探针具有特异性。传统的检测方法都是以基因表达产物为检测目标,会受到多种因素的干扰,检测病毒要在组织培养之后对蛋白质的囊膜进行检测,还须采取超低温的保存技术,但仍然会因其一些编码蛋白的基因变化,核算探针则避免了这一复杂的程序,无需改变目的蛋白质的结构,更方便应用。但是要注意这其中要将RNA除外,因为RNA探针不耐受碱处理,需要采取不同的方法来制备出检测用的RNA。核酸探针特异性主要取决于使用条件和碱基序列,还会受到探针长度的影响,其敏感性主要受标记系统和探针本身的控制,延长培养的时间也能够提高探针灵敏度。在当前的核酸探针应用过程中还存在一些问题,要实现更快更简洁的制备还需要一段时间的研究和探讨,逐步克服因待检菌种繁多而产生的核酸探针制备问题,突破局限性。

3结语