微生物的培養技術
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微生物的培養技術范文第1篇
關鍵詞：高職院校；藥物制劑技術專業；以就業為導向；培養職業能力
職業教育就是就業教育，職業教育必須以就業為導向改革創新，牢牢把握面向社會、面向市場的辦學方向，服務于解決大多數人的就業問題，滿足人民群眾不斷發展變化的就業、轉崗及下崗再就業的需求，這是職業教育的立足之本［1］。我院藥物制劑技術專業為提高社會對藥學高職人才的認可和滿意度，提高就業率，緊跟形勢的需要，在教學過程中滲透“以就業為導向”的教學理念，培養職業能力。
一、確立正確的高職人才培養目標。
在我國，由于高職教育起步較晚，人們對高職教育的認知度不足，很多人認為高職院校的畢業生出來就是當工人，社會地位低、收入低、發展空間有限等。可是，隨著社會經濟的迅速發展，高職院校的學生逐漸變成行企業的“香餑餑”，很多人變成了“高級藍領”。所以，高職人才培養目標應與社會經濟發展，行企業的市場需求，以及我國的高等職業教育體系三方面的因素相結合，培養以就業為導向的具有一定理論基礎的應用型、實用型、高技能人才。另外，為了提高學生的綜合素質，還應培養學生的政治文化素養，使其更好地服務于社會。
二、構建科學、合理的高職課程體系。
為培養具有藥物制劑生產、質量控制及相關職業群的一線工作能力和嚴謹規范的職業素養，德智體美全面發展的高素質應用性藥物制劑技術人才，本專業課程設置遵循以下原則。
（一）以工作崗位為引領，設置核心課程。高職教育課程開發的起點是職業，是工作崗位，而不能試圖從靜態的知識出發面對變化的職業未來。所以，高職課程體系的構建應該以工作崗位為依據，分析確立工作崗位任務，將其中的常見問題及相互間的關系與教學進行有效的結合，并把這些內容有序地羅列出來，采用多元化的教學手段進行教授。在實施過程中，還要不斷加強學生對工作崗位的認知度，如工作崗位的職業要求、完成工作崗位任務應必備的知識與技能、工作崗位前的課程學習、職業崗位課程群的選擇等。這種以工作崗位需求為依據的核心課程的設置，不僅與高職教育的培養目標有一個緊密的銜接，而且為實現學生的零距離就業提供了一個有力保障。
（二）提高學生的綜合能力，設置多樣化的人文課程。目前，我國高等職業教育過程都存在著“輕人文、重技能”這一問題，致使學生在今后的就業及個人發展中受到不同程度的影響。所以，要提升高等職業院校學生的人文素養，提高他們在社會市場中的競爭力，就必須構建一個完整的、科學的人文課程體系。首先，人文課程的設置要與各專業的工作崗位群有機結合起來，有目的地進行人文教育。其次，設置多樣化的人文必修課［2］，主要涵蓋哲學、社會、藝術、邏輯、經濟、美學、倫理等。通過這些課程的教學，學生學會正確認識人與自我、人與自然、人與社會間的關系，從而全面提升文化品位、審美情趣、人文素養和科學素質。再次，加強高職院校校園文化建設，創造良好的校園環境。如通過對高職校園自然景觀的建設、開設人文講座、豐富第二課堂等，可以陶冶學生的情操，使其人文精神得以升華。最后，積極開展社會實踐活動，與人文教育相結合。學生通過參加各種社會實踐活動，拓寬視野，提升個人的人文素養，滿足社會發展對人才培養的需求。
（三）加強校企合作，促進工學交替的教學模式。“校企合作、工學交替”是高職教育的人才培養目標實現可持續發展的必然趨勢，也是順應社會經濟發展，滿足社會人才需求的必由之路。
三、加強實踐教學環節，提高學生的綜合能力。
為培養符合技術應用型人才，根據藥物制劑技術專業特點，我們在課程設置中突出實踐能力的培養，主要從以下幾點著手。
首先，加強實驗室的建設和利用。努力提高實踐教學時間在專業課教學計劃中所占的比例，實驗實訓課時占總課時33%，除極個別理論性較強的專業課程之外，大部分課程實訓課比例都較高，生藥學等課程實踐課比例在50％以上。此方法增加了學生動手的時間和機會。本專業還遵循以學生為根本的原則，在相關實驗室均配備了國內最先進的儀器設備，為了讓學生有更多的練習時間，提高操作能力，實行實驗室開放，讓學生在課余時間或者節假日到實驗室進行基本操作的練習，教師在實驗室給予相應的指導，此種方法提高了學生操作的熟練程度，實驗技能明顯增強。其次，本專業設置了藥物制劑校內實訓車間，模擬真實的職業氛圍，使學生身臨其境，改變傳統的單純以實驗室為主體的實踐教學模式，為學生畢業后的零距離上崗提供有利條件。最后，針對本專業不同層次、不同個性、不同就業意向的學生，我們以就業為導向，實行多元化實習模式，使學生的個性特點在實習階段得以充分展示，最大限度地滿足用人單位的需求。
四、完善考核制度，探索科學的考核方法。
認真組織考核，這不僅可檢查本學期實驗教學的效果，而且可以發現教學中存在的問題，以便下學期改進。
過去考試只考理論，而且大多以知識記憶為主，很難反映學生的能力水平和綜合素質，與就業為導向的辦學思路很不相符，我們必須建立與就業接軌的考試制度。首先是考試題型的變化，減少死記硬背的題型，如名詞解釋和填空等，加大實訓項目的比例。其次是成績評定由多項內容構成，包括平時的學習態度、作業練習完成情況，口試和筆試相結合，例如本專業的藥物化學課程，課程中間給學生一些課題，要求學生到網上或圖書館查找相關資料，整理成論文的形式，并要求其在全班同學前簡述其論文內容，根據其表現評分，作為其作業成績。
五、加強“雙師型”教師隊伍建設。
在以就業為導向的高職教育課程體系具體的實施過程中，要不斷加強教師團隊建設。高職教師不僅僅要具備扎實的理論基礎，還要具備嫻熟的專業操作技能。為了使藥物制劑技術專業順應社會、市場及專業發展要求，滿足社會、企業人才需求，應積極從醫院、藥廠等單位引進具有雙師素質的專業技術人員和管理人員進行任教，并聘請一些有經驗的專家作為兼職教師，以提高教師隊伍的整體素質。
經過近幾年的探索，我院藥物制劑技術專業取得了一定的成績。在課堂教學中，學生的主體地位得到有效體現，職業能力普遍提高，崗位意識增強，受到用人單位的好評。通過幾年來的實踐，我們深深感到高等職業教育必須樹立以市場為導向，以就業為宗旨的辦學理念，這是職業教育發展的必然趨勢。只有緊隨行業發展、市場需求和崗位需要確立正確的高職人才培養目標，構建科學合理的課程體系，強化實踐教學，完善考核制度，才能為地方經濟發展培養大批懂理論、會動手的高素質應用型專門人才。
參考文獻：
微生物的培養技術范文第2篇
【關鍵詞】微生物檢測技術；課程改革；教學方法；考核方案；課程特色
0 前言
微生物檢驗是食品分析檢驗的三大指標之一，與感官指標、理化指標一起構成了確保食品質量安全的重要內容。另一方面，采用人工方法對有益微生物進行培養，再將其廣泛應用于食品工業生產具有很強的現實意義。《微生物檢測技術》是我院食品生物技術專業（食品營養與監測方向）的一門專業基礎課程，課程設計原則“以崗位需求和工作任務為導向，以職業技能鑒定標準為依據，模塊項目對應微生物檢驗能力，基于工作過程創設學習情境”，對應于學生微生物分析、檢驗與培養能力的提高。
在《微生物檢測技術》課程改革過程中，將課程培養目標與學生未來就業崗位相對接，把課程相關崗位能力分解為國家標準解讀、樣品采集處理、檢測設備操作、樣品規范檢測、數據分析處理和規范書寫報告六個方面，課程內容全面跟蹤國家相關職業標準，根據崗位典型工作任務確定學習項目，項目教學的開展充分體現社會服務性，力爭實現“工作”與“學習”的完美融合。
1 《微生物檢測技術》課程內容改革
《微生物檢測技術》課程主要分為三級學習模塊，分別是基礎能力模塊、應用能力模塊和綜合能力模塊，在每級模塊中分別設計了學習項目。其中，基礎能力模塊包括微生物檢驗基礎、微生物形態結構和微生物生理特性三個項目，應用能力模塊包括培養基配制技術、消毒滅菌技術、分離純化與培養技術、顯微鏡觀察與計數技術和菌種保藏技術五個項目，綜合能力模塊包括食品微生物檢驗、化妝品微生物檢驗、藥品微生物檢驗和環境微生物檢驗四個項目。在綜合能力模塊的學習中，食品微生物檢驗項目是重點內容，結合食品生物技術專業特點和地方企業資源優勢，設計了四個學習情境，分別是扒雞微生物檢驗（扒雞是德州禹城特產，該學習情境的選取對應于禹城市傻小二扒雞有限公司的需求）、牛奶微生物檢驗（該學習情境的選取對應于東君乳業有限公司的需求）、調味料微生物檢驗（禹城市是“中國食品餡料城”，該學習情境的選取對應于鴻興源食品有限公司的需求）、功能糖微生物檢驗（禹城市是“中國功能糖城”，該學習情境的選取對應于保齡寶生物股份有限公司、山東龍力生物科技股份有限公司、福田藥業有限公司的需求）。學習情境與企業需求直接對應，充分體現了高職人才培養要服務區域經濟和社會發展的要求。化妝品微生物檢驗、藥品微生物檢驗和環境微生物檢驗項目則根據日常生活常見產品類型分別設計了洗面奶微生物檢驗、止咳糖漿微生物檢驗、水樣和空氣微生物檢驗學習情境。
2 《微生物檢測技術》教學方法改革
教學過程中，根據不同學習內容的特點采用不同的教學方法，主要有工作實境教學法、項目任務驅動教學法、以考促學教學法等。
2.1 工作實境教學法
《微生物檢測技術》課程實踐性很強，實驗課時達到50%以上。實驗課程授課過程中，采用工作實境教學法，將實驗教學流程與崗位工作流程相對應。其中，崗位工作流程有：承接項目――方法查詢――確定方法――實驗準備――分析檢測――檢驗報告――報告審核――意見反饋；實驗教學流程有：承接任務――方法查詢――確定方法――實驗準備――樣品處理――分析檢測――檢驗報告――匯報交流。通過實驗教學流程與崗位工作流程的對接，增強了學生的崗位能力，為將來更快更好地適應工作崗位要求奠定基礎。
2.2 項目任務驅動教學法
采用項目任務驅動教學法，承接企業的實際產品微生物檢驗項目，在項目任務的驅動下開展教學過程。下面以扒雞微生物檢驗為例介紹項目任務驅動教學法的運用。
先承接禹城市傻小二扒雞有限公司的扒雞微生物檢驗任務，再進行方法查詢，確定運用中華人民共和國《食品衛生微生物學檢驗》國家標準檢測扒雞菌落總數、大腸菌群和致病菌（主要是沙門氏菌）三項指標。按照檢驗前準備――樣品采集與送檢――樣品預處理――樣品檢驗――結果報告五個步驟完成檢驗任務，期間綜合運用到培養基選擇、配制和滅菌技術，微生物接種技術和微生物計數技術等，還會使用到高壓蒸汽滅菌鍋、超凈工作臺、恒溫培養箱等設備，對學生綜合實踐水平的提高起到了極大的促進作用。
2.3 以考促學教學法
采用以考促學教學法，課程考核包括過程考核和期末考試，并融入激勵機制和社會評價，增強學生的學習積極性和自律性，進而提高教學效果。具體考核方案如下：過程考核占40%，其中出勤及紀律情況占6%，作業完成情況占4%，實驗實訓完成情況占20%，實驗實訓報告占5%，社會服務占5%（社會服務項目包括：督查學院餐廳、超市食品衛生質量，利用課余時間為校企合作單位提供樣品微生物檢測服務等）；期末考試占60%，其中理論知識考核占40%，技能考核占20%。另外，學生若在社會服務過程中表現優異，獲得相關單位的好評，還可以額外獲得10分甚至更高的獎勵。通過融入激勵機制，大大激發了學生參與社會服務的熱情，不但有助于提高學院的社會贊譽度，還為學生創造了更多接觸社會、接觸微生物分析與檢驗實戰環境的機會，教學效果良好。
3 教學成果與課程特色
3.1 教學成果
（1）學生們通過《微生物檢測技術》課程的學習，能夠利用不同類型的微生物完成發酵食品的制作。截至目前，學生們已經成功制作了發酵香腸、泡菜、酸奶、葡萄酒等發酵食品，實現了由單純的微生物分析與檢驗向微生物綜合利用的轉變。
（2）將社會服務融入課程考核，為學生和用人單位提前搭建溝通橋梁。部分學生在為校企合作單位提供樣品微生物檢測服務時表現優異，提前被企業看中，簽訂就業預約協議，一畢業便順利就業，并直接走上檢驗技術崗位。
3.2 課程特色
（1）以體現地方特色產品的檢驗為課程項目內容，將學習和工作充分融合的同時，也為地方經濟發展服務。
（2）微生物檢驗過程按照國家檢驗標準嚴格執行，注重高效性、準確性和標準化的統一。
微生物的培養技術范文第3篇
【關鍵詞】環境工程微生物學 實驗教學 探索
環境工程微生物學是環境工程專業的專業基礎必修課。它是生命科學和環境科學與工程的交叉學科,具有極強的實踐性和應用性。環境工程微生物學實驗是加深學生對理論知識的理解,培養學生實驗技能、實驗思維和動手能力的一個重要途徑。同時,該實驗又是一門操作性很強的課程,需要大量的實驗儀器,以及老師手把手傳授實驗技能,如果沒有先進的教學方法做支持,掌握其中的操作技術是很困難的。下面提出幾點心得體會,將有利于提高實驗教學的質量,深化學生對微生物的認識。
1 讓學生參與實驗準備的全過程
實驗室的前期準備工作是很重要,工作量要比實驗課程多許多。老師除了要認真備課外,還需要對培養皿、試管、鑷子等消毒滅菌,配制各種試劑,最好還要進行預實驗,不但更加熟悉實驗步驟,而且能保證實驗課程的順利進行。
通過讓學生參與實驗準備過程,可以讓學生學習到完整微生物實驗操作技術,這樣一個完整流程學生完全參與下來,不但讓學生體會到實驗過程的艱辛,進而更加珍惜來之不易的實驗課程,還可以培養學生科研思維,提高科研能力,使他們在課堂上學到的知識在實驗操作中體會得更形象、更具體、更全面,從而激發他們學習興趣。在鞏固專業知識的同時,還培養了其發現問題、綜合分析和解決問題的能力。這些對于提高學生的實際動手能力都有很大的幫助。
2 更新實驗教學內容, 加大新知識和新技術的傳授
微生物學和環境科學知識的更新推動著環境工程微生物學這門新興的邊緣學科不斷向前發展。特別是日新月異的分子生物學技術已滲透到環境工程應用的各個領域。為了緊跟時代和學科發展的步伐, 培養高質量人才,讓學生熟悉和掌握學科前沿新的理論知識和操作技術, 為他們將來工作研究或是碩士博士階段的深造打下良好的基礎。
例如,過去研究環境中微生物的方法是建立在平板分離基礎上的,但迄今為止利用這種方法培養出的微生物只占總微生物種類的0.1％～10％。固體培養基其實是人類為微生物創造的人工培養環境,與微生物的實際生存環境有很大差異,用它來培養環境中的微生物相當于是對自然微生物群落進行了一次強制的人工篩選。所以,用平板分離的方法來研究自然環境的微生物生態時,往往不能準確反映微生物群落的實際組成和存在狀態。分子生物學、基因組學和生物信息學等學科的發展及其向微生物學領域的滲透,形成一個新的交叉學科分支——微生物分子生態學 (molecular microbial ecology),它為我們全面客觀地研究微生物生態系統提供了新的技術手段。微生物分子生態學是以微生物基因組dna的序列信息為依據,通過分析環境樣品中dna分子的種類、數量和分布特征來反映微生物區系組成和群落結構[2,3]。所以,這項技術就需要研究者掌握dna提取及純化技術、dna瓊脂糖凝膠電泳技術和pcr基因擴增技術。針對這一點,我們就可以給學生設計一個微生物大實驗,以活性污泥為樣品,從dna的提取、純化,凝膠電泳檢測,到細菌16s rdna基因擴增,都讓學生自己操作一遍。通過這一實驗的學習,使學生對當今環境工程微生物學的前沿技術都有一定的了解和掌握。
3 增強不同實驗間的連貫性,以及實驗和理論知識的連貫性
3.1 增強各實驗間的連貫性
過去實驗內容多為孤立、連貫性不強的項目,各實驗之間的內容重復較多,學生難以系統地把握微生物學實驗,既浪費了有限的實驗學時,又不利于培養學生的科學素養。對此,我們調整了實驗內容,將原來獨立設置的實驗內容整合到一起,形成一個綜合實驗,通過一個綜合實驗就能使學生學到以前3-4個實驗項目的實驗技能。
3.2 增強實驗和理論知識的連貫性
環境工程微生物學是一門實踐性很強的學科,涉及到的內容覆蓋面廣,要學好這門課,僅僅依靠理論教學是遠遠不夠的,實驗教學可以彌補理論教學的不足,將微生物學的基礎理論在實驗教學中延伸、深化,并通過實驗,加強基本技能的訓練。
4 實現多媒體實驗教學,更直觀展現實驗內容
環境工程微生物學實驗中的各種微生物需要在光學顯微鏡甚至電子顯微鏡下放大才能看到。由于環境樣品中微生物的復雜性和多樣性,應用傳統的實驗教學方法不便于更好的展示微生物的形態結構、動態變化過程,多媒體教學與傳統教學相比,能更加生動形象、栩栩如生的展現微生物的特點,提高學生的學習興趣和參與度,從而使學生更好的掌握實驗知識。
首先,可以在多媒體課件中放入大量彩色的宏觀及微觀圖片、flash動畫,從而更直觀的反應微生物的形態特征,利于學生對新知識的吸收掌握,有了這些認識,才能在自己動手實驗中達到很好的實驗結果。
其次,也可以使用錄像教學。教學錄像具有較強的直觀性,它可以通過屏幕清晰形象準確地展現每一個步驟,使學生掌握實驗操作技能的關鍵所在。同時節約時間,提高實驗教學的效率。如配置培養基實驗,稱量-溶化-調ph-過濾-分裝-加塞-包扎-滅菌-擱置斜面-無菌檢查等步驟,如果沒有錄像,需要老師反復強調實驗順序及注意要點,才能保證大部分學生配好正確的培養基。但是,如果有錄像,老師只需要先播放一遍錄像,從旁作簡單介紹,播放完后再講一下原理及注意要點,然后再播放一遍錄像,學生就可以開始實驗了。
最后,還可以利用電視顯微鏡進行教學。老師將樣品放在顯微鏡下,找到微生物個體,讓學生先有感性認識,然后再觀察自己的樣品。該方法既明確了實驗目標,又能讓全班學生同時看到老師顯微鏡里樣品的特點,避免了以往同學們一個個排隊去老師顯微鏡目鏡里觀察樣品,提高了教學效率。
環境工程微生物學是一門來自實踐的科學,學生掌握了它之后也最終要應用于實踐。所以,實驗教學是培養學生具備從事科學實驗能力和嚴謹求實的科學素質的重要途徑,許多問題還需要我們不斷探索、實施和進一步完善。
參考文獻
[1] 周群英,高廷耀. 環境工程微生物學(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.
微生物的培養技術范文第4篇
【關鍵詞】宏基因組學；微生物群落；遺傳物質；口腔
【中圖分類號】Q781
【文獻標志碼】A
宏基因組學認為，生命研究的對象應是生物環境中全部微小生物的基因組，即特定環境下所有生物遺傳物質的總和。它包含了可培養的和不可培養的微生物的基因總和，微生物主要包括環境樣品中的細菌和真菌；因此，宏基因組學就是一種以環境樣品中的微生物群體基因組為研究對象，以功能基因篩選和測序分析為研究手段，以微生物多樣性、種群結構、進化關系、功能活性、相互協作關系以及與環境之間的關系等為研究目的的新的微生物群落研究方法，也稱為微生物環境基因組學、元基因組學或生態基因組學。
利用宏基因組學技術研究口腔微生物，無需單一分離培養某一種類的微生物，即可直接在基因水平上研究口腔微生物，包括可培養和不可培養微生物。宏基因組學應用于口腔微生物的研究，主要包括兩個方面：一方面進行微生物生態學研究，從整體微生物群落水平來研究口腔微生物，揭示口腔微生物群落多樣性及其變化；另一方面是進行口腔微生物及其基因的研究，從中篩選到新的功能基因及其產物。通過這兩方面的研究，較全面地了解口腔微生物的群落結構和功能基因組，為深入探索口腔微生物的代謝活動，最大限度地發掘口腔微生物資源提供可能。
1 宏基因組學的研究方法
宏基因組學是從特定環境中直接分離所有微生物的DNA，選擇合適的載體用于克隆DN段，將DN段克隆到宿主細胞中進行表達，根據某些生物活或基因序列篩選有價值的克隆并進行其功能分析。
1.1宏基因組文庫的構建
1.1.1環境微生物DNA的提取 環境樣品DNA的提取是基因組文庫構建中最重要的一步，不僅要盡可能地將環境中所有微生物的DNA提取出來，而且還要保證一定的DN段長度和完整性。根據提取樣品總DNA前是否需要分離細胞，可將其提取方法分為原位裂解法和異位裂解法。原位裂解法可直接破碎樣品中的微生物細胞而使其DNA得以釋放。原位裂解法無需對樣品微生物進行復蘇，黏附顆粒上的微生物細胞亦能被裂解，所得DNA能更好地代表微生物的多樣性。由于原位裂解法所提取的DN段僅為1～50kb，故其通常用于構建小片段插入文庫（以質粒或入噬菌體為載體）的DNA提取。異位裂解法則先采用物理方法將微生物從樣品中分離出來，然后以較溫和的方法抽提其DNA。此法提取可以獲得長度為20～500kb的大片段DNA，而且純度高，但卻容易丟失微生物物種信息。該方法適用于構建大片段插入文庫（以黏粒或細菌人工載體為載體）的DNA提取。
1.1.2載體選擇 目的基因能否有效地轉入宿主細胞并在其中高表達，在很大程度上取決于載體。通常用于DNA克隆的載體包括質粒、黏粒和細菌人工染色體（bacterial artificial chromosome，BAC）等。質粒一般用于克隆小于10kb的DN段，適用于單基因的克隆與表達。黏粒又稱柯斯質粒或柯斯載體，用于克隆大片段的DNA分子，其克隆外源DN段的極限高達350kb，遠遠超過質粒載體的克隆能力。BAC用于克隆150kb左右大小的DN段，最多可保存300kb個堿基對，轉化率高，而且其以環狀結構存在于細菌體內，易于分辨和分離純化。另外，構建能容納40kb外源DNA插入片段的fosmid文庫也有報道。
1.1.3宿主選擇 目前，常用的宿主主要有大腸埃希菌以及鏈霉菌屬或假單胞菌屬。一些缺陷型突變體細菌也可以作為宿主進行宏基因組文庫的功能篩選。宿主的選擇主要應考慮其轉化率和宏基因表達以及重組載體在宿主細胞中的穩定性和目標性狀的篩選等。對于任何宏基因組來源的基因來說，大腸埃希菌依然是最理想的克隆和表達宿主。也可以用其他宿主菌，例如被用來鑒定與新抗生素生物合成相關基因的淺青紫鏈霉菌和一些革蘭陰性細菌。也可以用穿梭黏粒或BAC載體將構建于大腸埃希菌的文庫轉入其他宿主，如鏈霉菌屬或假單胞菌屬中。根據不同微生物產生活性物質的差異和研究目標的不同，選擇不同的宿主。隨著技術的成熟和新宿主的選擇，基因篩選率和功能基因檢測率得以提高，進而宏基因組文庫的目標基因的表達也得以提高。
1.2宏基因組文庫的篩選
根據研究目的，宏基因組文庫的篩選通常有功能篩選和序列篩選兩種方法。功能篩選最常用方法是根據重組克隆產生一些酶蛋白功能活性，采用各種檢測手段，挑選活性克隆子，得到完整的功能基因和帶有目的基因的基因簇，發現全新的基因或活性物質。功能篩選首先要求功能基因或帶有目的的基因簇在宿主中表達，但因其受到檢測手段的限制，往往是在數千個甚至數百萬個重組克隆子中才能檢測到有用的活性克隆。序列篩選是依賴于目的基因的保守DNA序列，以序列相似性為基礎，執行某類功能的酶可能具有相似的基因序列，根據已有的序列信息設計引物，進行PCR擴增或雜交篩選陽性克隆子。序列篩選一般只能獲得結構基因的片段，而不能獲得完整的功能基因；但是，它可以將擴增產物進行標志并將其作為探針篩選宏基因文庫，以獲得完整的功能基因。用這種方法有可能篩選到某一類結構或功能的蛋白質中的新分子。
宏基因組文庫的篩選除了功能篩選和序列篩選法外，還可以采用底物誘導基因表達法（sub-strate-induced gene expression，SIGEX）。SIGEX是以代謝相關基因或酶基因往往有底物存在的條件下才表達，反之則不表達的原理來篩選目的代謝基因的。SIGEX的優點在于它為高通量篩選提供了保障，而且不需要對底物進行修飾。
2 宏基因組學在口腔微生物研究領域中的應用
2.1口腔微生物群落結構分析
口腔是一個由大量微生物組成的復雜的生態系統，人類口腔中寄居著大約700多種細菌。人類口腔適宜的溫度、濕度，豐富的營養來源，結構的復雜性和理化性質的不同，為口腔內各種微生物的生長、繁殖和定居提供了非常適宜的環境，因而也就造就了口腔微生物群的多樣性。口腔微生物大部分可以相互關聯并形成生物膜，抵抗機械清除力或抗生素治療，但是在環境變化或其他口腔情況（如個人口腔衛生質量）變化觸發時，它們也可成為致病微生物。
菌斑指示劑和傳統培養方法以及常規的PCR特異性擴增的分子生物學方法在某種程度上都不能完整地反映整個微生物群落的組成和動態變化，不適合用其研究復雜的口腔微生物群落。此外，在難培養或不可培養的微生物當中，可能也有致病菌匿藏其中，因而也不能有效地用其研究與病程相關的微生物。
隨著分子生物學和分子遺傳學技術的發展，在基因組學的基礎上誕生了宏基因組學這一門嶄新的交叉學科。宏基因組學是繼發明顯微鏡以來研究微生物最重要的進展，將為微生物世界帶來革命性的突破。Turnbaugh等利用16S rRNA基因測序發現：胖人和瘦人的內臟中有著不同的微生物菌群；當胖人減肥的時候，他們內臟中的細菌群基因也同樣發生變化，更加接近瘦人內臟中的細菌群。
基于常規的口腔細菌培養方法和細胞學顯微鏡檢查，目前公認變異鏈球菌和乳酸桿菌等是引起齲病的主要致病菌；但是，隨著宏基因組學在微生物的種類和多樣性研究中的應用，有關齲病是由單一細菌引起或是由生物膜中的多種細菌引起的定論面臨質疑。目前普遍認為，齲病并不是僅由變異鏈球菌或其他任何一種菌斑中的細菌單獨引起的，而是由各種產酸菌相互作用的結果。
Aas等在對51名齲患者的1285個菌斑細菌的16S rRNA序列進行分析后發現，50％的細菌不能識別，一些新的細菌菌種與齲病的發生有關。Keijser等在用焦磷酸測序法分析健康人涎液和牙菌斑中細菌群時發現，口腔微生物具有多樣性。即他們從98名健康成人口腔中取得的牙菌斑就由1萬個微生物表型組成，其種族數遠遠超過之前報道的通過培養或者傳統克隆和測序技術定義的700種口腔微生物表型。
Zaura等在利用焦磷酸測序技術檢測了3名健康高加索人口腔內5個部位的微生物組后發現，在健康人的口腔中微生物有3600種獨特物序列，超過500種不同的分類單元或“物種級”表型和88～104種高級分類群，每個單獨的樣品平均藏匿有266種分類單元。從這3名個體微生物組的測序結果分析可知，高級分類群、分類單元和獨特序列都有一個較大的重疊，即84％的高級分類群、75％的分類單元和65％的獨特序列至少在這3個微生物組中的2個組中存在。這3名個體的總共6315個獨特序列中有1660個相同序列，這1660個相同序列，即“核心微生物組”貢獻了66％的測序內容，重疊的分類單元貢獻了94％的內容，而幾乎所有的內容（99.8％）都屬于共享的高級分類群。
研究證實，在不同的健康人的口腔微生物中，大部分微生物組是相同的，提示可能存在健康口腔核心微生物組。Kanasi等在對80名患齲和無齲嬰幼兒牙菌斑微生物的16S rRNA序列克隆分析中發現，兩者之間存在著139種不同微生物。Gross等通過酶促法測序技術對無齲和患齲年輕恒牙牙菌斑微生物的16S rRNA序列進行分析后認為，齲齒中產酸菌除了變異鏈球菌和乳酸桿菌外，月形單胞菌、奈瑟菌和緩癥鏈球菌同樣是潛在的產酸細菌。Willner等等在利用高通量測序技術檢測了19名健康人口腔咽部的病毒宏基因組序列后發現，口腔咽部是一個潛在的被噬菌體T3侵蝕的腸道菌儲存庫。另外，他們還發現了編碼血小板凝集因子PblA和PblB的兩個寄生于變異鏈球菌中的噬菌體sm-1基因，而之前有研究稱在心內膜上發現了變異鏈球菌。這說明，口腔中的病毒與心臟疾病存在潛在的聯系。
宏基因組學技術可以避開傳統的培養方法，在DNA水平來探討口腔微生物群落結構及其與環境微生物的關系。微生物多樣性在基因水平上主要表現為基因組大小和基因數目的多樣性，遺傳物質化學組成的多樣性和某些特異性序列的差異。宏基因組技術為研究口腔微生物復雜群落和多樣性提供了重要的技術手段，通過快速可靠地獲得口腔微生物中各種微生物的菌落指紋和特征性核苷酸序列，以系統分析口腔微生物的多樣性及其分類地位，發掘豐富的口腔微生物資源。
2.2口腔微生物宏基因組文庫中的新型基因篩選及其功能
宏基因組學除了研究微生物群落結構及其功能外，還可用于發現新的基因和開發新的微生物活性物質。Jiang等構建土壤宏基因文庫，成功地克隆和鑒定出一種新型的β-葡萄糖苷酶基因，該基因包含一個由151個氨基酸編碼組成的多肽。該研究對深入挖掘土壤未培養微生物的β-葡萄糖苷酶基因資源和該基因功能具有的重要意義。陳春嵐等從富集培養物宏基因組文庫中篩選出一個表達木聚糖酶基因umxyn10B，該基因大小為999bp，編碼產物的氨基酸序列具有較好的同源性。對其功能進行研究發現，該酶具有優良的理化特性，可廣泛應用于食品、能源、造紙和紡織等行業。Yu等利用宏基因功能篩選發現的兩個新型低溫活性酶脂EstM-N1和EstM-N2，屬于細菌脂肪分解酶Ⅷ家族成員。這一發現將推動生物催化劑的應用。
當前，宏基因組學技術已經在微生物學研究的諸多領域，尤其是在發現具有潛在應用價值的次生代謝產物方面顯示出了無窮的魅力，但是，利用宏基因組技術探索口腔微生物的新的功能基因尚處于起步階段。Warburton等對口腔細菌群體中的耐藥基因進行了分析，結果發現一個新的耐四環素基因tet32能夠使四環素失活。雖然對口腔微生物新的功能基因及其功能研究還太少，但依然可以借助宏基因組學技術發掘新基因，以利用這些新基因在口腔醫學行業發揮應有的作用。
微生物的培養技術范文第5篇
關鍵詞： 微生物學基礎實驗教學 教學改革 創新能力
微生物學是生物學各專業的基礎必修課。同時也是一門應用性和實驗性很強的學科，微生物實驗技術廣泛滲透到現代生物技術各個領域，是現代生物技術的基礎［1］。微生物學實驗是微生物學重要的基礎教學環節，微生物基礎實驗是微生物實驗中的基本技能和基礎訓練部分，只有掌握好基本技能和基礎知識，學生才能順利進行微生物學和生物技術的其他實驗。對微生物基礎實驗教學進行改革，旨在提高學生的實驗基本操作技能，調動學生的學習興趣和學習積極性，進而提高實驗教學質量。
1.課程現狀分析
1.1微生物實驗內容多，教學任務重。由于微生物學實驗涵蓋面廣，學生需要掌握的操作技能和知識點多，以沈萍主編的《微生物學實驗》為例，編入的實驗項目就有76個之多［2］，如果以傳統的教學方法來授課，難以在規定學時內完成教學內容。
1.2開設的實驗多為驗證性實驗，綜合性實驗和創新性實驗太少，不利于學生創新能力的培養。
1.3考核方式與評分方式欠合理。多數院校的評分方式為理論考核占70%，平時成績占20%，實驗操作僅占10%。實驗操作比重小，無法反映實驗操作在課程學習中的地位和作用。
2.微生物學基礎實驗教學改革的思路
2.1通過微生物學基礎實驗教學改革加強學生操作技能的訓練，為學生從事生物技術的教學、研究打下良好的基礎。
2.2通過微生物學基礎實驗教學改革，加大綜合性實驗在微生物實驗中的比例，加強對學生綜合分析能力的培養。
2.3通過微生物學基礎實驗教學改革，提高學生的學習興趣。
2.4通過微生物學基礎實驗教學改革，壓縮微生物學基礎實驗教學的課時，為進行創新性實驗提供必要的課時，增強學生的實踐能力，加大對創新能力的培養。
3.微生物學基礎實驗教學改革的措施與方法
3.1整合優化實驗教學內容
為了保證微生物學實驗教學質量，達到通過實驗教學提高學生實驗動手能力和創新能力的目的［3］，我將微生物學實驗分為“基礎實驗”、“綜合設計性實驗”和“創新性實驗”三部分。“基礎實驗”側重于學生實驗方法和實驗技能的訓練，是一些驗證性實驗，使學生掌握一定的微生物學實驗知識和操作技能;“綜合設計性實驗”側重于訓練學生對學習過的微生物學知識的綜合運用能力；“研究性實驗”是學生自主進行的課題研究或參與老師的科研項目，注重學生創新能力的培養。
微生物學基礎實驗內容多、教學任務重，只有對實驗教學內容進行整合，才有一定的課時開展選做實驗和綜合設計性實驗的教學，將多個實驗內容密切相關的基礎實驗，整合成一個綜合性實驗。
如：將培養基配制、高壓蒸氣滅菌、干熱滅菌、土壤微生物分離等基礎實驗整合為一個綜合性實驗；將微生物純化與微生物的形態觀察，無菌操作接種等若干相關的基礎實驗整合為一個綜合性實驗；將革蘭氏染色、鞭毛染色、芽孢染色等與微生物制片染色有關的基礎實驗整合為一個綜合性實驗―微生物染色技術。這樣一方面節約了基礎實驗的實驗課時，使學生有更多的課時用于創新性實驗，另一方面使學生參與了整個實驗過程，接受了更多的基礎訓練，具備了獨立進行創新性實驗的能力。
3.2調整實驗課教學的課程順序
根據理論教學的進度，從形態觀察開始進行實驗教學是微生物實驗教學的一般做法，這種安排對配合理論教學是有益的，但不便于教學內容的整合，同時教學內容簡單，學生的學習積極性不高。我將課程順序調整為培養基配制、微生物分離與純化、微生物的形態觀察、微生物染色技術，讓學生用簡單的化學物質配制成培養基，然后從土壤中分離純化出各種微生物，而形態觀察和其他實驗所使用的菌種都是學生親自分離純化出來的，更能激發學生的學習興趣。
3.3改進實驗教學方法
由于微生物實驗的結果受制于多種因素影響，學生操作不熟練，其效果難以把握，因此課前預習是必需的。為了做好課前準備，我將實驗內容的視頻資料提前發到學生郵箱，并要求寫出預習報告。課堂采用多媒體實驗教學與傳統實驗教學相結合，即采取“講―看―做”或“邊做邊講，邊做邊看”的教學程序。首先實驗教師介紹實驗課的原理、目的，并結合多媒體讓學生觀看實驗操作過程，同時講解實驗操作的原則、步驟，以及技術要點、注意事項，等等。然后學生獨立進行實驗操作，在操作過程中根據實驗的具體情況針對性地進行講解和觀看視頻資料。這樣使學生操作的準確性得到保證，同時獲得理想的實驗效果。
3.4改革實驗考核方式
微生物基礎實驗是微生物實驗的基礎內容，也是其他相關課程的重要的基礎知識和基本技能，加強微生物基礎實驗的考核對保證實驗教學的質量有明顯的促進作用。我在具體實施中采用“預習報告＋操作考核＋實驗報告＝基礎實驗成績”的模式，進一步提高操作考核在實驗成績中的比重，操作考核在實驗過程中進行，對于關鍵的操作技能實行“一對一”的考核方式，確保了學生較為熟練地掌握該項技能。
4.微生物學基礎實驗教學改革的效果
通過微生物學基礎實驗教學改革，教學效果明顯增強。
4.1由于強化了預習環節的重要性，學生都能在進入實驗前預習實驗教材，觀看實驗過程的視頻資料，寫出預習報告，實驗過程中都能迅速進入狀態，操作的準確性也得到了很大的提升，在增加了教學任務的情況下，能按時完成實驗。
4.2學生學習興趣顯著提高，由于調整實驗課教學的課程順序，學生對實驗教學各環節有了更直觀的了解，學習興趣明顯提高。
4.3通過實驗實驗項目的整合，壓縮微生物學基礎實驗教學的課時，學生有了進行創新性實驗的時間，更加注重創新能力的培養。學生創新能力得到提高，在“大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目“、“挑戰杯”創新大賽、研究生招生考試等方面都顯現出相當的優勢。
參考文獻：
［1］施翠娥，童貫和.師范院校微生物學實驗教學改革與實踐［J］.淮南師范學院學報，2010，12，（3）：106-108.
［2］沈萍，范秀容，李廣武.微生物學實驗［M］.高等教育出版社，2003，5.
