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微生物與人類健康問題范文1
1、食品安全問題關乎維持社會穩定和諧與人民生命安全，對食品安全進行檢測與控制在維持全社會進步與發展過程中具有重要的作用。
2、食品微生物污染對人類的身體健康造成了嚴重威脅，食品微生物污染導致的質量問題日益受到大家的關注。如何對食品微生物進行快速、有效的檢驗和分析，保障人們的健康飲食，需要我們進一步探索。
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微生物與人類健康問題范文2
摘要:社會的高速發展,環境污染日益嚴重,微生物原本就與人們的生活密切相關,它作為一種新型的污染處理材料,應用在污水、廢氣的處理,土壤污染治理等方面。利用微生物作用的生化法因其投資少、處理效率高、運行成本低、且微生物的來源廣泛,繁殖迅速,容易培養,處理污染簡便,有著良好的發展前景。環境污染的發生主要由人類活動所致,但微生物與環境質量也密切相關。一方面微生物具有污染環境的作用,但另一方面微生物也具有很強的修復環境和保護環境的能力。因此,控制和消除微生物對環境的污染,最大限度地利用微生物所具有的凈化環境的作用,無疑對環境保護具有重要意義。在我國創建和諧新型社會它有舉足輕重的地位。
關鍵詞:環境污染微生物土壤污染治理
當前社會是高速發展,變化的社會,隨著人類工農業的高速發展和全球人口的急速增加,使人類賴以生存的自然環境嚴重惡化,當代人類的生產活動勢必造成環境污染。污染物長期殘留在環境之中,對生態環境和人類健康危害極大。生態環境是人類和其他生物賴以生存的空間,生命質量和環境密切相關已成為全球共識。隨著我國經濟建設的快速發展,環境污染問題以引起全社會的高度重視。這是全世界的共同問題。在我國過去幾十年的經濟發展中,由于忽視了發展中的環境保護問題,目前環境狀況十分嚴峻,已經影響了我國經濟的可持續發展。近年來雖然采取了大量控制措施,但環境質量下降的趨勢仍在繼續。據中國國家環保局《中國環境狀況公報》顯示,我國1999年大氣污染物的排放量,如二氧化硫1857.5萬噸,飄塵1159.0萬噸,全國廢水年排放量達到401.1億噸,工業固體廢棄物年產生量7.8億噸、排放量達3881萬噸,其中100萬噸排入河流,危險廢棄物產生量1015.5萬噸。大量積累的未經處理的工業廢棄物(高達59.7億噸)堆放在室外,占地達5.02萬公頃,城市垃圾的產量也非常巨大(僅北京市就年產城市垃圾1000萬噸以上),造成嚴重的環境污染。生態環境的破壞和惡化極為嚴重,隨著我國經濟的飛速發展,環境保護的壓力將進一步加重。微生物是自然界中的分解者,在好氧條件下,它能將有機污染物徹底的氧化,分解成CO2、H2O、PO42-、NO3-等無機物,在厭氧條件下,能將有機物降解,轉化成有機酸、CO2、H2、CH4等。微生物種類繁多(我國約有微生物26萬種),代謝類型多樣,每一種微生物都有獨特的酶系與功能。因此,它們是自然界進行自凈作用的主力軍,也是我們對污染物進行生物處理的“有力武器”,是環境治理的主要工具。自然界存在著豐富的微生物種群,這些微生物雖然個體微小,但在環境污染凈化中卻扮演著不容忽視的重要作用。微生物是通過水和風的散播得以存在各處的,無論在水表、海底或在土壤中都有微生物的身影。微生物由于自身的生理特性,可以通過自發的或人為的遺傳、變異等生物過程適應環境的變化,使之能以各種污染物尤其是有機污染物為營養源,通過吸收、代謝等一系列反應,將環境中的污染物轉化為穩定無害的無機物。因而,在生物圈中微生物充當著分解者的角色。大約90%的陸地生產者都要通過分解者作用最終形成無機物歸還大地。如果沒有微生物的作用,僅歷年積累下的生物殘體就會堆積如山。微生物的這種作用雖然會造成人類生存資源的損失,但對于生態系統乃至全球的生物的生存、延續和發展卻是不可缺少的,更是社會環境治理又一法寶。
一、當前社會環境保護的狀況
目前環境污染的地區許多,我國是世界上環境污染最為嚴重的國家之一,大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。太原、蘭州、廣州、濟南。北京、等五個城市位于世界十大空氣污染最嚴重的城市中之列,全國600多個城市中、大氣質量符合國家一級標準的不足1%。全國范圍的酸雨危害的程度和區域日益擴大。全國每年污水排放達360億噸,僅10%的生活污水和70%的工業廢水得到處理,其中約有一半工業污水處理設施的出水達不到國家排放標準。其他未經處理的污水直接排入江河湖海,致使我國的水環境遭受嚴重污染和破壞。據統計,全國七大水系和內陸河流的110個重點河段中,屬4類和5類水體的占39%;城市地面水污染普遍嚴重,并呈進一步惡化的趨勢,136條流經城市的河流中,屬4類、5類和超過5類標準的高達76.8%;約50%的城市地下水受到不同程度的污染;全國大淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富營養化程度逐年加劇;城市垃圾和工業固體廢棄物與日俱增,工業廢棄物累計堆積量已超過66億噸,占地超過5萬公頃,使200多個城市陷入垃圾包圍之中,現在世界上也沒有一方凈土,人們就連世界上最高山峰---珠穆朗瑪峰也不曾放過。
日前我國社會經濟仍然保持著高度發展的趨勢,環境保護的壓力將進一步加重,由人類活動所造成的環境污染和環境質量的惡化已成為制約我國社會和經濟可持續發展的障礙。據中國社會科學院1998年度調查和估計,我國環境污染和生態破壞造成的經濟損失每年超過2000億元人民幣。如何在經濟高速發展的同時控制環境污染,改善環境質量,以實現社會經濟可持續發展之目標是我國目前亟待解決的重要問題,也是重中之重。
現在環境問題越來越為人民所關注,世界各國都建立“可持續發展”戰略,并圍繞它制定和實施本國的環境保護及其相關的產業政策?？沙掷m發展要求在保持經濟高速發展的同時,必須保護好人類賴以生存的環境。環境和經濟及貿易掛鉤是當前國際政治及經濟關系發展中的新形勢。例如,在日元貸款中,環保貸款已成為非常重要的組成部分。ISO14000系列國際環境管理標準,將要求企業承擔相應的環境保護責任,并對達到該標準的企業給予認證。沒有得到認證的企業的產品,在出口時將有可能面臨被國外政府以未承擔環境保護的責任而拒絕進口;同時,國外大型企業也可能因害怕和這些未達到該標準的企業合作而影響其形象,從而中止和這些企業的合作。至2003年,ISO9000系列質量標準將和ISO14000系列環境管理標準統一成一個標準,從而將進一步強化環境保護對企業發展的重要意義。為準確評估我國微生物應用現狀,加強微生物應用技術研究和交流,完善微生物安全管理法律法規體系,提高微生物安全管理水平,中國環境科學學會擬于2008年7月在廣西桂林舉辦“首屆全國微生物污染防治監測新技術與環境安全管理研討交流會”。為我國環境保護近一步改善。
二、目前微生物治理環境污染問題的特點
隨著社會的發展?？萍嫉娜招略庐?科技的發展也充分證明微生物技術是環境保護的理想武器,這一技術在解決環境問題過程中所顯示的獨特功能和顯著優越性充分體現在它是一個純生態過程,從根本上體現了可持續發展的戰略思想。我國在經濟發展過程中,也出現了突出的環境污染問題。大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。當前我國社會經濟仍然保持著高度發展的態勢,環境保護的壓力依然很大。環境污染和已成為制約我國社會和經濟可持續發展的重大障礙。微生物技術在處理環境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優點,加之其技術開發所預示的廣闊的市場前景,受到了各國政府、科技工作者和企業家的高度重視。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入,人們已越來越意識到,現代生物技術的發展,為從根本上解決環境問題提供了無限的希望。在改良環境中沒有其他技術所可代替和比擬的。
微生物技術是環境保護廣泛應用和十分重要的技術,其在水污染控制、大氣污染治理、土壤的肥力修復、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發、廢物資源化、環境監測、環境修復和污染嚴重的工業企業的清潔生產等方面,發揮著重要的作用?，F代微生物技術的發展,尤其是基因工程、細胞工程和酶工程等生物高技術的飛速發展和應用,使微生物處理具有更高的效率、更低的成本和更好的專一性,為微生物技術在環境保護中的應用展示了更為廣闊的前景。微生物技術不僅適用于環境污染治理,如今還廣泛應用于環境監測,成為環境質量預報和報警中的重要組成部分。微生物技術雖然廣泛應用于污水處理、垃圾處置、河道治理等領域,但在環境中的應用同時存在較大的不確定性和潛在風險:一是微生物自身可能對人體健康和生態環境產生影響;其次是微生物在用于污染物降解和處理過程中,也可能產生新的有毒或污染物質,所以在此同時也要加一些必要的化工處理。兩者有機的結合起來。
三、微生物技術在環境污染方面的治理與發展
水是人類寶貴的自然資源,是生物界萬物之源,它關系到人類的命運的發展,占人體的75%。水是再生資源,但一旦水的再生過程受到破壞,水環境被污染,將帶來嚴重后果。我國人均水資源十分貧乏,在全世界149個國家中居第109位,人均水占有量不到世界人均水占有量的1/4,被聯合國列為13個貧水國之一。
目前空氣、垃圾、土地資源的污染越來越嚴重,不但影響了國民經濟的可持續發展,甚至已威脅到人類的健康、智力乃至生存,因此全球各國近幾年都在尋找新的途徑和方法,以治理和解決環境污染問題。以下這些方面進一步加強微生物與環境的保治,以及該方面的進一步應用。
1.微生物對水的處理
1.1。廢水中的脫氮除磷
廢水中氮、磷是造成水體富營養化的根源,利用生物脫氮除磷已進行了廣泛的研究。污水脫氮技術主要有活性污泥法脫氮工藝,包括A/O(缺氧/好氧)工藝,可使NH4+一N去除率達80%以上,A2/O工藝,改進的氧化溝工藝和SBR工藝都可使總氮(TN)去除率達90%以上。生物膜脫氮有生物濾池、生物轉盤、生物流化床、浮動床、浸沒式、三級生物濾池脫氮系統等,其中三級生物濾池的反硝化速度最高達1.0kgN/(m3.d),出水TSS<1.00mg/1。
生物脫氮中,有反硝化能力的微生物有變形桿菌、微球菌屬、假單胞菌屬、芽胞桿菌屬等。
污水生物處理中,除磷常與脫氮工藝一起應用,常見的除磷技術有:phostrip工藝,能使總磷(TP)≤1mg/L以下:Bardenpho系統;A/O系統;改良UCI工藝;A2/0工藝。除磷過程一般認為在有氧條件下攝取磷,在厭氧條件下釋放磷,其中不動桿菌屬〔Acinetobacter)是除磷的優勢菌種。
微生物與人類健康問題范文3
“神奇的微生物”一節內容涉及了2個重要概念，即“地球上生活著各種各樣的生物，可以根據特征將生物進行分類”以及“不同類群的生物各有其特征，在生物圈中具有不同的作用，保護生物多樣性極為重要”。本節內容是前面所學的生物分類內容的延續，對學生更好地學習生物分類及生物多樣性有至關重要的作用。同時，本節內容在社會生產實踐中還具有不容忽視的重要地位。在本節課中，筆者主要給學生介紹了神奇的微生物中細菌的相關內容。教學時，筆者應采用圖文并茂的方式將細菌的結構及特征闡述清楚，另外還要注意引導學生關注細菌與環境及人類的關系。
2 學情分析
微生物雖然個體微小，難以用肉眼觀察到，但是學生在日常生活中經常遇到微生物相關的產品、視頻等，對微生物有一定的了解，只是對微生物的種類、名稱、結構等所知不多。教學時，教師應注重聯系生活實際，給學生逐步傳遞微生物的相關知識。
3 教學目標
3.1 知識目標
描述細菌的主要特征;舉例說出細菌與人類生活的關系。
3.2 能力目標
能通過互聯網收集整理有關細菌的信息資料，能進行生物學觀察和探究。
3.3 情感、態度與價值觀目標
在探究學習中，具備合作意識和嚴謹求實的科學態度;形成關愛健康的情感;樹立事物都是一分為二的辯證觀點。
4 教學重、難點
4.1 教學重點
描述細菌的主要特征;舉例說出細菌與人類生活的關系。
4.2 教學難點
描述細菌的主要特征及它們與人類生活的關系。
5 教學過程
5.1 創設情境，引發思考
教師展示“手”的圖片，導入新課，引發學生思考：“我們的手干凈嗎？”利用“舒膚佳肥皂”廣告視頻小結答案：人們的手不干凈，上面有很多看不見、摸不著，必須使用顯微鏡才能觀察到的生物。這樣由此引出本節課的課題“神奇的微生物（第1課時）”。同時，給學生介紹微生物的特征：結構簡單、體積很小及微生物的分類（細菌、真菌、病毒），并告訴學生將主要學習細菌的相關內容，學習形式是游戲闖關。
5.2 模型建構，形象直觀地了解細菌結構
首先，教師讓學生看圖說話，使學生了解細菌主要分為球菌、桿菌和螺旋菌。然后讓學生自主學習細菌的主要結構及功能。并請學生將黑板上的細菌掛圖各部分結構“貼一貼”，將各部分結構名稱在掛圖上通過貼紙的形式標示出來。
教師展示植物細胞結構圖，請學生回顧植物細胞基本結構。并要求學生利用紅色貼紙將細菌細胞和植物細胞相似結構標示出來，用黃色貼紙將植物細胞、細菌細胞不同之處標示出來。通過讓學生上臺貼細菌各部分結構名稱以及比較細菌和植物細胞區別，使學生了解細菌和動、植物細胞的本質區別是“沒有成形的細胞核”。
教師詳細講解植物細胞核和細菌核質區別：細菌細胞沒有成形的細胞核，只有核區，核質，沒有核膜包被。像細菌這樣的細胞稱為原核細胞，由原核細胞組成的生物稱為原核生物。然后，告訴學生，有些細菌還有莢膜和鞭毛。
最后，學生小組合作，建構模型，更形象直觀地了解細菌的各部分結構及功能。在學生建構模型之前，教師先展示校生物興趣小組的學生制作的模型照片，指導、開拓學生思路。選取幾個學習小組展示他們的細菌模型，并介紹各部分結構的功能。
5.3 閱讀資料，獲取正確信息
教師給出痢疾桿菌和枯草桿菌圖片及它們的相關資料，請學生從資料中找出關鍵信息，得出：痢疾桿菌是營寄生生活的細菌，枯草桿菌是營腐生生活的細菌結論。
設計意圖：培養學生從資料中獲取正確信息的能力。
5.4 學生調查，透過現象看本質
課前，學生分小組進行調查“細菌對環境的影響”。學生分組調查時，小組成員要明確分工，共同合作調查。每組學生根據自己調查時觀察到的現象進行資料收集，分析原因，最后得出結論。上課時，每組組長對本組調查過程及結果進行匯報：細菌是大地的“清潔工”。地球上動、植物的遺體主要被腐生細菌分解為二氧化碳和無機鹽，而二氧化碳和無機鹽又是綠色植物制造有機物的原料。
設計意圖：教會學生科學的調查方法，同時，培養學生合作學習，收集、整理、分析資料的能力。
5.5 收集資料，表演匯報
學生課前分小組收集細菌與人類關系的資料，并整理這些資料，在課堂上以表演的形式匯報。
設計意圖：教師利用多感官教學，讓學生留下深刻的印象。
5.6 知識沖浪，檢測學習效果
教師提出問題：① 說說細菌和前面所學的動、植物細胞最主要的區別是什么？（細菌細胞沒有成形的細胞核，只有核區，核質，沒有核膜包被，這種細胞屬于原核細胞）② 如果自然界中的各種細菌突然都不存在了，將會出現什么現象？（可從細菌對環境和人類的影響方面作答）
5.7 課外拓展，開拓學生思維
教師要求學生撰寫科學幻想報告，以“細菌對未來環境產生的影響”為主題，題目自擬。
微生物與人類健康問題范文4
論文摘要：介紹了獸醫用抗微生物藥當前發展及應用的現狀，指出必須根據動物疾病的種類、藥物的理化性質、動物的生理特性，科學規范地使用抗微生物藥物（抗生素），才能很好地解決生產實踐中的問題。
抗微生物藥是指對病原微生物（細菌、病毒、支原體、真菌等）具有抑制或殺滅作用的藥劑，主要用于全身感染的藥物，包括抗生素、化學合成抗菌藥、抗真菌藥與抗病毒藥?？刮⑸锼幤酚糜谂R床獸醫已有多年，在促進動物生長、提高養殖經濟效益方面發揮了重要的作用。從20世紀50年代開始至今，大量的試驗表明，抗微生物類藥物具有較好的免疫調節作用，能增強或減弱機體免疫功能。但廣泛應用也帶來了許多新問題，如不合理使用和濫用造成巨大的經濟損失、藥物殘留間接危害人類健康等。
1抗微生物藥物免疫調節作用機制
抗微生物藥物的免疫調節機制常見的有：
（1）影響巨噬細胞粘附、趨化、吞噬和殺菌作用。
（2）影響抗原或有絲分裂原刺激下淋巴細胞向母細胞分化、增殖。
（3）影響抗體生成和補體活化。
（4）使免疫器官受到抑制，進而使免疫活性細胞的生長受到抑制，或使其易于破壞。
（5）穿過細胞膜進入某些細胞，如巨噬細胞和免疫活性細胞，直接破壞細胞的吞噬功能、生長代謝功能以及產生各種細胞因子的功能。
2藥物殘留的檢驗方法
抗菌藥物的廣泛使用，使耐藥問題日益突出。肉類、蛋類及乳品內的藥物殘留成為影響人類健康最為嚴重的問題。藥物殘留的檢驗成為控制藥物殘留的關鍵。測定藥物殘留的方法很多，大致可分為3種：一是利用生物測定法（Bioassay），二是化學分析法（Chemicalanaiysis），三是兼生物和化學的酶聯免疫檢查法（Enzymeimmunoassay）。
為能快速確定動物食品中是否有殘留及大致確定殘留藥物的類別，國外通常做法是遵循一定程序對被測產品進行取樣，按規范要求對樣品進行快速篩選檢驗，然后再用更精確的方法確證超標藥物的品種和準確含量。在快速篩選檢驗的程序中，細菌抑菌試驗法起到非常重要的作用，它可在短時間內進行大批量樣品的實驗，而且經濟、敏感性好。
3藥敏試驗
藥敏試驗是臨床選用抗生素藥物的重要論據。不斷推出的新抗生素藥物在與疾病斗爭中做出了巨大的貢獻，但由于抗生素的濫用，導致臨床致病菌耐藥率越來越高，多重耐藥菌感染日益增多，臨床抗感染工件日趨困難，這種現象必須引起醫藥工作者的高度關注。
由于經濟原因及部分地區缺乏相應的臨床用藥監測條件，個體化給藥無法開展。細菌藥敏試驗也不普及，在使用抗生素時只憑經驗和習慣性用藥，常造成本地區抗生素的亂用和濫用，致使耐藥株增加。
4抗微生物藥物PK-PD研究
藥代動力學（Pharmacokinetics，PK）和藥效動力學（Phar-macodynamics，PD）研究可以描述藥物對微生物產生效應的時間動力學過程及時間作用類型，對評價藥物的有效性、推測最佳治療劑量和用藥間隔、不良反應最小化以及避免或減少藥物耐藥性都有指導性的作用。因此，PK-PD研究是抗菌藥物合理應用的基礎，對于全面反映藥物、宿主及微生物三者之間的關系，評價藥物療效，制定最佳臨床給藥方案具有重要的理論和實際意義。
PK-PD整合用于優化獸藥給藥方案剛剛起步，相比人藥在此方面的研究仍有較大的差距，應進行各種藥物在動物體內體外的試驗來獲得數據并用于獸藥給藥方案的優化。給藥方案的優化體現在細菌的清除和癥狀的痊愈、耐藥菌出現的幾率最低、不良反應減少等方面。在獸藥抗微生物藥物的臨床應用中，PK-PD參數對制訂合理有效的給藥方案、降低獸醫臨床上細菌耐藥性有重要意義，有望成為未來獸藥生產廠家藥物開發與研究、設計合理劑型與給藥方案的重要依據。
5獸用微生物制品技術開發
作為畜禽疾病預防控制的有力武器，獸用生物制品在畜牧業的發展中發揮著越來越重要的作用。畜牧業的發展帶動了獸用生物制品的技術進步，后者的進步又促進了畜牧業的繁榮。同時也應該看到，作為一種特殊的獸藥，其研究成果為動物與人類的健康、現代生物科學探索等做出了巨大貢獻。但由于生物制品本身的特性和安全防護方面的漏洞，也會出現某些生物災害，造成不應有的損失。
微生物制品是抗生素、化學藥品、激素類的理想替代品。它除具有中草藥的優點外，還有一般中草藥沒有的優點，即對畜禽的營養作用。微生物制品的研制、應用理論目前日趨成熟和完善，微生物制品生產工藝由實驗室轉向工廠化，生產品種規格日益豐富，為獸用微生物制品的開發奠定了良好的基礎。
微生物制品的生產應用也存在一些問題，如發酵生產難度大、產品標準難統一，加工儲運過程中耗氧、高溫均使其大量失活，動物胃酸對微生物有滅活作用，在胃腸道定植能力不強，顆粒飼料制粒過程中微生物失活，使用效果不穩定。因此，微生物制品生產、應用技術開發要圍繞以下問題進行：一是微膠囊包埋；二是研制微生物在動物消化道中賴以生存的營養物質，如寡糖。
6抗微生物藥的合理應用
抗微生物藥物是目前獸醫臨床使用最廣泛和最重要的藥物，對控制家禽傳染病起著巨大的作用，但當前不合理用藥較為嚴重，常造成治療失敗、不良反應增多、藥品浪費、細菌耐藥性產生、獸藥殘留等，為了充分發揮抗菌藥物的療效，必須切實合理地使用抗菌藥物。
（1）嚴格掌握適應癥。推斷或判定病原微生物，選用適當藥物，如革蘭氏陽性菌感染可選用青霉素類、大環內酯類等，革蘭氏陰性菌感染可選用氨基糖苷類、氯霉素類和氟喹諾酮類等，雞慢性呼吸道病選用氟喹諾酮類、泰樂菌素、泰妙菌素等。
（2）制定給藥方案。根據藥動學特征，制定合理的給藥方案，保證劑量合適、療程充足和防止不良反應。
（3）避免耐藥性的產生。不濫用抗菌藥物，能不用盡量不用，單一藥物有效不要聯合用藥；及時、足量、療程恰當；盡量避免局部用藥和長期用藥；病因不明或病毒性感染不要輕易使用抗菌藥物。
（4）強調綜合性治療措施。加強飼養管理，改善家禽體況，增強機體免疫力；糾正水、電解質平衡失調等。
（5）抗菌藥物的聯合應用要合理。①聯合用藥必須有明確的特征：一種藥物不能控制的嚴重感染或混合感染；病因未明危及生命的嚴重感染；易出現耐藥性的細菌感染；需長期治療的慢性疾病。②必須根據抗菌藥的作用特性和機理進行選擇，避免盲目組合。根據抗菌藥物作用特點，可將抗微生物藥分為4類：Ⅰ類為速效殺菌劑，如青霉素類、頭孢菌素類；Ⅱ類為慢效殺菌劑，如氨基糖苷類、多黏菌素類；Ⅲ類為速效抑菌劑，如四環素類、氯霉素類、大環內酯類；Ⅳ類為慢效抑菌劑，如磺胺類。I類與Ⅱ類合用出現協同作用，I類與Ⅲ類合用出現拮抗作用，I類與Ⅳ類合用無明顯影響，其他合用多出現相加或無關作用。作用機理相同的藥物合用療效并不增強，但可能相互增加毒性或出現拮抗作用，如氨基糖苷類之間或氯霉素、大環內酯類、林可霉素類之間。③注意藥物間配伍禁忌。
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微生物與人類健康問題范文5
一、STS視覺下的高職微生物課程理念
1.強調課程理解的綜合性。在傳統的科學教育中，人們習慣于從科學的角度看待世界，很少考慮對現實世界的多維和綜合的理解。STS課程的綜合理解在高職微生物中的表現有以下兩個方面：第一，通過多媒體教學向學生展示肉眼看不見的微觀世界，盡可能給學生以寬泛的生活和認識方式。第二，不是把知識看成分離的、獨立自主的體系，而是強調知識的多種形式，以及各種形式之間的聯系，例如，電子顯微鏡，氣相、液相色譜技術，與物理、化學、生化等相關學科的交流與協作，都對微生物的向前發展起極大的推動作用。
2.倡導課程教育的多元性。多元性是一個很難明確定義的概念，有強調文化的多元性、政治的多元性、價值系統的多元性等等。對于高職微生物來說，STS教育的多元性包含以下兩方面的含義：首先，體現了多元文化教育的基本思想。STS教育實施多元文化教育的最大特點就在于它和社會行動密切聯系在一起，高職微生物中，如環境中的微生物污染揭示了當今世界面臨的一個重大社會問題；免疫學防治和診斷，流感病毒、肝炎病毒等病原菌對人體的感染途徑及致病性等與人類社會生活密切相關；微生物在工農業生產上的用途、制藥工業中的微生物控制等知識與經濟生活、生產實踐密切相關。其次，體現了倫理和道德的多元性。STS教育倡導科學教育領域滲透道德和倫理教育的理念可以在微生物教學中得到很好地實施，如微生物對艾滋病、淋病及其病原菌HIV、淋球菌的傳播與感染的分析，使學生在人類的意識形態、倫理道德方面接受深刻的教育。
3.注重課程組織的開放性。STS課程無論是課程的結構、內容，還是課程的組織、功能，都體現了一種開放的思想和體系。例如，美國的CHEMCOM課程，是化學領域中的STS課程，在結構上，其編排是非線性的，它由八個單元構成：“供水的需要”、“保護化學資源”、“石油：是燃燒還是修建”、“養活我們的社會”、“我們世界中的核化學”、“化學、空氣和氣候”、“我們的健康和化學”、“化學工業：前景和挑戰”。這八個單元是按照主題需要安排的，而不是按照學科結構安排。傳統科學課程往往是預先制定一種課程的結構，在這種課程框架的限制下，課程的所有調整和修改都在這種框架中進行。STS視覺下的微生物課程也應該呈現出一種開放的結構，隨時準備接受外部的信息，對課程作出適當的調整。這一點對高職專業基礎課的教學尤為重要，因為它肩負專業課和基礎課的雙重負擔。
二、STS視覺下的高職微生物課程設計
1.確定課程的性質與地位。不管是英國的SATIS課程，還是美國的CHEMCOM課程，由于新的信息不斷加入，可能使整個課程結構呈現出一種不穩定的狀態，有時似乎雜亂無序，無規律可循。對于英美國家來說，這些不穩定的因素會促使人們試圖尋找更為合理的課程結構，這就保證了STS課程始終處于發展和更新的狀態，使課程呈現出勃勃生機。但是，我們的課程教學發展歷史及學生思維習慣不同于英美國家，我們的STS教育應該是形成和維持我們國家的文化，當我們在構建我們的STS課程時，我們要考慮學生過去所接受的教育及目前的思維特征。新課程的構建猶如新生命的產生，課程性質和地位的確定猶如新生命的定形，我們篩選新信息納入其中猶如給新生命補充營養，使我們的課程處于不斷“生長”和“發育”的動態過程中。因此，在設計課程內容前，我們應確定本課程的性質與地位。
“微生物學”課程是我校生物制藥專業學生的一門重要專業基礎課，它的前修課程是生物化學和有機化學，相關的后續的專業課程有微生物制藥工藝學和專業實驗。我們的學生畢業后主要成為生產第一線的工人，為了適應現代生物技術“日新月異、突飛猛進”的發展勢頭，新研制的《微生物課程大綱》力求注重培養學生的主動學習能力；更加注重社會的需求和專業課學習的需要；更加關注培養學生的獨立解決問題和職業遷移的能力；新加了職業道德和人文素養方面的知識。期望每個學生通過學生本課程，能對現代生物制藥技術有更多的思考；能為專業課的學習打下良好的基礎；能在學習能力、解決問題能力和職業遷移能力方面有更好的發展；能夠在職業道德和人文素養方面得到提高。
2.從STS課程實施的基本取向設計課程。課程實施的三種基本取向――忠實取向、相互適應取向、課程創生取向――實際上是體現了教育價值觀與課程價值觀。對忠實取向而言，學生是課程開發和被加工的對象，我們設計的課程要尊重學生實際，具較強的可操作性。相互適應取向指的是課程實施的過程中，難免會出現意想不到的困難，我們必須及時地修改和加工，使課程與學生處于最大限度地相互適應。由于高職教育面向地方經濟，課程創生取向顯得尤為重要，我們不僅要關注地方上的制藥行業，還要關注全國的甚至是國際上的制藥行業，適時地把新信息納入我們的課程。
我們新研制的《制藥微生物課程大綱》由四個單元構成：“微生物和我們的健康”、“制藥工業中的微生物”、“微生物制藥：前景和挑戰”、“臺州的微生物工業”?！拔⑸锖臀覀兊慕】怠笔潜菊n程的核心內容，定30學時，對于提高學生在生物制藥方面的科學素養、提高職業道德和人文素養，都具有不可或缺的作用?！爸扑幹械奈⑸飳W檢查和菌種選育”是直接為今后專業課的學習而設計的，定10學時?！拔⑸镏扑帲呵熬昂吞魬稹迸c“臺州的微生物工業”是為學生職業發展的需要而設計的，共8學時，有助于拓展學生的微生物科技視野、增進學生對微生物科技與社會關系的理解。每個單元在微生物課程中的價值如下：
“微生物和我們的健康”側重基礎課的教學。這個單元主要闡述微生物的形態結構、生長繁殖、代謝產物、分類鑒定以及病原微生物的感染途徑和致病性。通過探究問題、激發創造性的教學方式，聯系實際生活，把原先純粹客觀的科學概念的學習轉變為社會背景下的科學概念的學習，以達到對學生實施道德和倫理教育的目標，這是STS教育成為科學教育的一種重要的教育思潮。
“制藥工業中的微生物”側重與專業課的聯系。這個單元主要闡述藥物制劑的微生物學檢查、微生物在制藥工業中的應用和制藥工業中的微生物控制。通過對微生物在制藥工業中的應用和危害的分析，不僅為專業課的學習打下良好的基礎，而且使學生在看待自然環境與科學、技術和經濟的關系時，不再是機器的不同部分，而是相互影響的有機體，有助于培養學生生態的價值觀。
“微生物制藥：前景和挑戰”側重培養學生自我學習的意識。本單元簡要介紹制藥工業中的新型發酵技術、微生物分子育種技術和工業微生物的展望，目的是讓學生意識到：不斷提高微生物菌種的發酵水平，降低生產成本，發現更多的微生物來源的新藥，是生物制藥工業必須面臨的挑戰，故步自封只能自取滅亡。
“臺州的微生物工業”簡要介紹相關的企業及微生物制藥技術概況，使學生對自己所從事的職業有初步的認識。
三、STS視覺下的高職微生物課程實施效果
1.以新思想指導課程教學的全過程。傳統教學局限于微生物基礎知識的落實，通過課程內容及教學改革，我們擺脫了思想束縛、大膽探索、敢于創新、勇于實踐，找出一條融人文教育于科學教育、融國際化教育于本土化教育的適合高職制藥專業的微生物教學的可行方案。
2.精簡教學內容。傳統教學內容偏深且脫離實際，不利于學生對知識的接受與利用。經精選的課程內容，做到深入分析和準確把握各課程內容的地位和作用為基礎，以目標培養的實際需要和知識銜接的必要基礎為依據，以必需、夠用、實用為原則，強調融“教、學、做”為一體。課程教學的風格簡明扼要、通俗易懂。
微生物與人類健康問題范文6
關鍵詞：PCR；食品安全；食品微生物；檢測
0引言
現代食品行業,有很多有害的微生物嚴重危害食品的品質與人們的健康,甚至會引起一些嚴重的疾病。而隨著經濟的迅速發展,對各類食品的需求也日益增大,因有害微生物引起的各類食物中毒事件也逐漸增多。然而,使用傳統的檢測方法即非選擇性與選擇性增菌、生長法及血清學鑒定雖然比較準確,但費力、耗時,一般需4～7 d才能完成。
此外,低水平的病原菌污染,食品加工后導致菌體的“致傷”及食品其它成分的干擾等因素,使得傳統的檢測方法受到了一定的限制。因此,急需一些快速、特異、敏感的檢測方法,以及時發現致病菌,控制污染及其可能對人體健康產生的危害。
分子生物學技術的發展使得許多食品工作者得以尋求更為快速有效的方法來檢測病原菌,以期增加敏感性與顯著地減少檢測時間。其中, PCR技術是比較有效,也是應用得最為廣泛的一種檢測方法之一。
1 多聚酶鏈式反應(polymerasechainreaction)PCR技術
PCR技術是由Kleppe等人在1971年首先提出的,即多聚酶鏈式反應(polymerasechainreaction,PCR),在食品中微生物的檢測中發揮著重要作用。自從1985年成為基因工程中重要技術的同時,也為微生物的鑒定分析提供了新的快捷方法。目前美國、加拿大、日本與我國的科研工作者都將致力于PCR技術應用于啤酒等食品中微生物的檢測。
1.1 PCR技術檢測微生物的原理
PCR技術檢測微生物的基本原理是在被檢測微生物核酸序列,在PCR體系下經高溫變性、低溫退火、適溫延伸三步循環將單個核酸分子序列以二的指數進行大量復制擴增的過程。即在檢測時,被檢測微生物雙鏈DNA序列在94℃變性解鏈成雙鏈,55℃特異性引物與單鏈DNA結合,72℃在引物的引導延伸復制檢測微生物DNA序列。
以上三步進行循環擴增得到大量的被檢測微生物DNA序列,最后一般在凝膠電泳下檢測目的DNA。理論上只要樣品中有一個分子的微生物就可以在短時間內用PCR技術檢測到。
1.2 PCR技術檢測食品微生物的優點
1.2.1方便性
操作煩瑣,自動化程度不高是傳統檢測方法的一大缺點。傳統的檢測方法往往需要花費大量的人工來實現。適合不同微生物生長的培養基以及不同微生物適宜生長的pH、溫度等都需要花費一定的人力與時間,觀察菌落特征、細胞特征、革蘭氏染色以及生理生化鑒定等步驟煩瑣。
因此,落后的檢測方法與高自動化的現代企業形成鮮明的對比,極大地限制了現代化食品企業的發展。而PCR技術檢測食品微生物操作簡單、方便,僅用一人就能完成檢測,具有極大的方便性。
1.2.2快捷性
傳統的檢測方法最大的缺點就是檢測需要時間長,一般的腐敗菌檢測至少需要2到5天,甚至7天以上。檢驗結果出來時往往產品已經流向市場,對實際生產具有嚴重的滯后性。而PCR技術檢測食品微生物能在一天之內檢測出結果,甚至在幾個小時就檢測出結果,對食品工業生產具有很好的指導作用。
1.2.3準確性
食品中污染微生物種類很多,即使是同一種食品中微生物種類也有很多,用傳統的方法檢測食品中微生物要分離出所有的微生物很困難。特別是在檢測食品中的弱勢菌時,可能很難用傳統的方法檢測出來,特別是有些微生物很難培養,而用PCR技術檢測這些微生物可以避免這些問題,因此,利用PCR技術能夠比較準確地檢測食品中微生物。
2 PCR技術的發展
2.1普通PCR
隨著科學技術發展,PCR技術也在逐步優化與簡化其程序,如先進PCR儀,食品樣品中微生物檢測的PCR模板制取的簡化(如超聲波破碎法、反復凍融法等),使得PCR技術更加方便、準確。普通PCR技術發展而衍生出許多特殊的PCR檢測技術,如PAPD-PCR、Nested-PCR等等。
加拿大LABATT公司的研究人員已經將PAPD-PCR技術運用到鑒別啤酒腐敗細菌的種與亞種,Nest-PCR技術檢測啤酒腐敗菌能提高檢測效率。
2.2定量PCR
隨著科技的發展,檢測也從定性檢測發展到定量檢測。即檢測從有沒有到有多少。特別是一些高致病性微生物的檢測,有很少的細胞足以使人致病;在科學研究上致力于食品微生物細胞的數量對致病性的嚴重程度影響的研究。
2.2.1實時定量PCR
實時熒光定量PCR是指在PCR反應體系中加入熒光基團,利用熒光信號累積實時監測整個PCR進程,最后通過標準曲線對未知模板進行定量分析的方法。此定量方法的應用基礎是TaqDNA多聚酶的5′核酸外切酶活性及雙標記熒光探針的發現,它融合了PCR及DNA探針雜交的優點,能直接檢測PCR擴增過程中信號的變化,可對核酸進行相對及絕對定量。實時定量PCR較傳統的PCR定量方法具有以下優點:
①敏感度高,僅需要極微量的模板。②閉管檢測,不需要擴增后分析,減少了產物后分析的污染。③操作簡單,反應快速且重復性好。基于實時定量PCR的廣泛應用,介紹一下分子信標原理。
分子信標(molecularbeacon)技術是一種呈發夾結構的莖環雙標記寡核苷酸探針,兩端的核酸序列互補配對,因此標記在一端的熒光基團與標記在另一端的猝滅基團緊緊靠近(圖1),熒光基團被激發后產生的光子被猝滅基團猝滅。分子信標的莖環結構中,環一般為15～30bp,且與目標序列互補。
莖一般5～7bp,相互配對形成莖的結構。熒光基團標記在探針的5′端,而猝滅基團則標記在3′端。在復性溫度下,模板不存在時形成莖環結構,如果有模板存在,加熱變性時莖環雙鏈解開的環序列將與模板配對,分子信標將成鏈狀而非發夾狀,使得熒光基團與猝滅劑分開。
當熒光基團被激發時,因猝滅作用被解除而發出熒光。由于酶切作用的存在,分子信標檢測的也是熒光積累。熒光強度與溶液中模板的量成正比,因此可用于PCR定量分析。常用的熒光基團有FAM、Texas、Red。
根據分子信標的原理,Invitrogen公司設計了LUX(lightuponextention)引物。引物對中的一個引物3′端用熒光報告基團標記,在沒有單鏈模板的情況下,該引物自身配對,形成發夾結構,使熒光猝滅。在模板存在的情況下,引物與模板配對,發夾結構打開,產生熒光信號。
使用LUX引物進行實時PCR擴增,不需要專門設計探針,既節省了成本又給實驗設計提供了寬松的條件。由于沒有探針控制特異性,因此它的特異性要弱于探針技術,但非特異性擴增或引物二聚體沒有影響,所以其特異性要強于SYBRGreenI。
2.2.2競爭定量PCR
競爭PCR是目前用于分子水平檢測的最有效的核酸定量方法,原理是在樣品中同時擴增兩種相似模板,它們競爭同一對引物、酶及三磷酸脫氧核糖(deoxy2ribonucleosidetriphosphate,dNTP),且以相同效率擴增,產物的比率準確地反映兩種模板初始濃度之比。
根據競爭模板的來源分為外源性與內源性競爭模板。外源性競爭模板可分為RNA與DNA競爭模板。RNA競爭模板是提取組織的總RNA,反轉錄后再引入外源性核苷酸片段或將待測模板缺失掉一段核酸片段,使之與待測模板有相同的引物識別序列、相同的酶切位點及長度相近的重組體。
DNA競爭模板最大的優點是準確性強,操作簡便,節約時間,應用范圍廣,可省去酶切、連接與誘變等步驟。內源性競爭模板一般地用持家基因如β-微球蛋白等作為基因表達定量的內標準,但受到以下因素的限制:
①內源性mRNA必須與目的mRNA的含量相近,否則擴增動力學與指數擴增期不一致;
②因二者mRNA的序列大小與二級結構存在的差異造成了逆轉錄效率可能不一致;
③兩者在不同的引物下擴增,若擴增效率有細微的差別,將會極大地影響PCR產物量,使定量差異較大;
④內源性mRNA在組織細胞中的表達量不總是恒定的,因此內源性基因模板很難對目的mRNA進行精確定量。
3 PCR技術檢測食品微生物中應注意的問題
PCR技術在食品檢測的實際應用中表現出靈敏度高、速度快、特異性強、簡便、高效等特點,為食品檢測技術的發展提供了有力的技術支持。
但是,PCR技術在實際應用中也表現出一些缺陷,例如容易出現假陽性、假陰性、產物容易突變、不能檢測致毒微生物產生的毒素等。由于食品樣品的特殊性與PCR技術的特點,在檢測過程中應注意以下幾點。
3.1 PCR模板的制備
不論是在提取微生物的核酸,還是直接處理食品樣品,模板的制備都很重要,特別是直接處理樣品時,食品中有很多PCR抑制因子,要盡可能地除去(包括DNA提取時蛋白與有機溶劑等的去除),這一步的好壞直接影響最終檢測結果。
3.2 污染問題
PCR極易被污染,為避免PCR的污染問題,操作要規范,勤換槍頭。
4 展望PCR技術在檢測食品微生物中的應用
食品在生產、運輸、銷售過程中很容易受到微生物的污染,所以微生物檢測是食品檢驗中的一項重要內容。
隨著生物技術的飛速發展與各項新技術與PCR技術的有機結合,以及今后專門針對如何控制外源DNA的污染、如何控制突變與如何利用PCR技術鑒別致毒微生物產生的毒素等方面的深入研究,必將為PCR技術在食品檢測領域更加廣泛的應用提供新的思路。
總之,隨著國內外快速檢測技術的發展,用PCR技術檢測食品微生物已把食品微生物檢測技術帶入一個新階段。
無論是檢測中心還是企業,科研單位,在選用微生物的快速檢測方法時,應該考慮到方法的預期目標的精確性、檢測時間、經濟性、可接受性、操作簡便性、技術服務等因素。這需要具備完善的科研管理體系,由各種層次專業人員組成的技術隊伍,相當先進的儀器設備配置與相應科研資金投入,以及對國外先進技術與信息的掌握。
5結語
由于其快速、特異、敏感的特點, PCR技術作為一種檢測手段仍有巨大的應用價值。食品安全檢測中一個十分重要的內容是及時準確地檢測出食品中的病原微生物。傳統的微生物檢測方法雖然有效且特異性高,但存在檢測成本高、速度慢、效率低等問題,難以滿足現代社會快速檢測的要求,并且由于傳統的微生物檢測方法基本上都需要對病原菌進行人工培養,對一些生長緩慢或是新的病原菌就難以用傳統方法進行檢測。
而PCR技術等現代生物學技術應用于食品微生物檢測,可以克服傳統食品安全檢測方法的缺點與不足,而且還具有靈敏度高、操作簡便、檢測周期短、檢測成本低等優點。相信隨著PCR技術的進一步完善,將是今后食品微生物檢測技術的一個重要研究方向,若能克服所存在的問題,相信大規模推廣應用指日可待。
參考文獻:
