微生物生態(tài)學(xué)研究精選(九篇)

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第1篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

《初中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：“讓學(xué)生在生動具體的情境中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)”“讓學(xué)生在現(xiàn)實情境中體驗和理解數(shù)學(xué)”。數(shù)學(xué)家華羅庚也說過：“人們早對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了枯燥乏味、神秘難懂的影響，成因之一便是脫離實際?！睂W(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實的、有意義的、富有挑戰(zhàn)性的，學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動應(yīng)該是一個生動活潑的、主動的和富有個性的過程。同時，創(chuàng)設(shè)情境有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和求知欲望，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性；有利于學(xué)生認(rèn)識數(shù)學(xué)知識，體驗和理解數(shù)學(xué)，感受數(shù)學(xué)的力量。因此，在教學(xué)過程中不僅要考慮數(shù)學(xué)學(xué)科自身的特點，還要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的年齡特點和心理特征，創(chuàng)設(shè)生動有趣的情境，為學(xué)生提供思維的素材、空間，讓學(xué)生的思維在這氛圍中去奔放、去創(chuàng)造。

二、培養(yǎng)意識，開展活動

我國的數(shù)學(xué)教學(xué)在很長的一段時間內(nèi)對于數(shù)學(xué)與實際、數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系未給予充分的重視。學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識極為薄弱，對生活中的事例缺乏敏銳的洞察力，更談不上將生活中的實例抽象為數(shù)學(xué)模型進(jìn)行思考研究的能力。很多走向社會的學(xué)生甚至感嘆在中學(xué)階段所學(xué)的數(shù)學(xué)課程在工作學(xué)習(xí)中毫無用處。這個普遍現(xiàn)象引發(fā)了我們的思考，難道數(shù)學(xué)真的那么高深莫測，難道數(shù)學(xué)就只能在尖端領(lǐng)域中得以應(yīng)用，或者僅供數(shù)學(xué)家們?nèi)パ芯恳惠呑拥睦碚?答案顯然不是。其實生活中處處充滿著數(shù)學(xué)，處處留心皆數(shù)學(xué)。

細(xì)心的人會發(fā)現(xiàn)，很多商品都有大小包裝，你想過不同包裝和價格之間的關(guān)系嗎?在超市購物時，買一包200克的食品合算還是兩包100克的食品合算?你在自行車修理鋪里看到師傅在滾珠軸承裝滾珠時，想過能裝多少個嗎?你在上課時，想過坐在什么位置才能最清楚地看到黑板的問題嗎?你在開關(guān)燈時，想過燈的位置和照明度的問題嗎?烈日下，你想過遮陽篷搭建方式和遮擋太陽光線有關(guān)嗎?父母親給你買人壽保險時你有注意到保險險種和分紅方法嗎?男孩子在踢足球時有沒想過在哪個角度射門命中率會比較高?在乘坐電梯時有沒發(fā)現(xiàn)電梯的單雙層或者特殊樓層專用的現(xiàn)象，有沒想過這樣使用的目的……這些問題都與數(shù)學(xué)有關(guān)!原來數(shù)學(xué)與生活是如此的息息相關(guān)。

三、加強實踐，拓寬思維

第2篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

近年來，高科技信息化的移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展給基礎(chǔ)生物化學(xué)課程的教學(xué)改革帶來了新的機遇。一種全新的、深層次的混合學(xué)習(xí)模式翻轉(zhuǎn)課堂已然成為全球范圍內(nèi)課程改革的熱點。翻轉(zhuǎn)課堂(Flappin}u Classroom)也稱“反轉(zhuǎn)課堂”，是利用現(xiàn)有的信息技術(shù)手段重新構(gòu)建教學(xué)過程的一種新型的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式徹底擺脫了傳統(tǒng)“課上傳授知識+課下內(nèi)化知識”的教學(xué)手段，把課堂和課下活動完全翻轉(zhuǎn)。微信是騰訊公司2011年推出的一款完全免費的應(yīng)用在智能終端的即時通訊服務(wù)應(yīng)用程序，它可以通過公眾號平臺、朋友圈、群聊等方式接收推送信息，實現(xiàn)文字、語音、圖片和視頻等多種形式信息的傳播，用戶可開設(shè)公眾號，建設(shè)公眾平臺，且微信具有可開發(fā)性川。截至2017年4月，騰訊微信宣布微信月活躍用戶已達(dá)到8. 89億，特別是在大學(xué)生群體中，微信的使用率極高川。筆者對教學(xué)班級的調(diào)查顯示，100%的學(xué)生手機都安裝了微信軟件，并把它作為主要的交流通訊工具。因此，筆者試圖將微信平臺和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，并將其用于基礎(chǔ)生物化學(xué)教學(xué)，便于教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)，達(dá)到共享資源，并且可以進(jìn)行實時有效的交互活動.

1基于微信平臺的設(shè)施專業(yè)基礎(chǔ)生物化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式構(gòu)建    

將微信公眾平臺和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式相結(jié)合用于基礎(chǔ)生物化學(xué)教學(xué)，筆者選取 2015級設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)共61人進(jìn)行為期一個學(xué)期的基礎(chǔ)生物化學(xué)課程教學(xué)模式改革與實踐，具體實施情況如下。

1.1創(chuàng)建微信公眾號，搭建學(xué)習(xí)平臺任課教師首先申請一個用于此次教學(xué)改革實踐的微信公眾賬號，名稱為“農(nóng)大基礎(chǔ)生物化學(xué)”，利用公眾號推送學(xué)習(xí)任務(wù)，并將教師制作的課程學(xué)習(xí)資源按教學(xué)進(jìn)度上傳至微信公眾號上，包括教學(xué)大綱、教學(xué)課件、同步練習(xí)題、案例講解、精彩視頻等，并定期更新資源庫，供學(xué)生使用。同時創(chuàng)建了“生物化學(xué)”微信班級群，打造一個學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)，并可以隨時與教師互動互享的網(wǎng)絡(luò)平臺。

1. 2課前準(zhǔn)備階段教師根據(jù)教學(xué)口標(biāo)設(shè)計單元學(xué)習(xí)任務(wù)，通過收集整理學(xué)習(xí)資源并設(shè)計制作微課。根據(jù)基礎(chǔ)生物化學(xué)教學(xué)口標(biāo)，將課程分為兩大部分，即靜態(tài)生物化學(xué)和動態(tài)生物化學(xué)。其中靜態(tài)生物化學(xué)包括糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸、生物大分子復(fù)合物和酶;動態(tài)生物化學(xué)包括生物氧化、糖類代謝、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝、核酸代謝和物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)控。對每個單元的教學(xué)任務(wù)進(jìn)行分解，并設(shè)計任務(wù)單，包括教學(xué)口標(biāo)、教學(xué)重l從難l從、教學(xué)課件、預(yù)習(xí)任務(wù)單、同步練習(xí)題等。教師根據(jù)教學(xué)案例錄制10 min內(nèi)教學(xué)視頻，將關(guān)鍵知識ii講解到位，并且設(shè)置一定的互動環(huán)節(jié)，增加視頻的趣味性和互動性。在上課前通過微信平臺相關(guān)學(xué)習(xí)和視頻資料，讓學(xué)生預(yù)習(xí)。教師同時利用微信平臺推送主題博文、實時新聞、科學(xué)研究成果、前沿資訊等，用于拓展學(xué)生視野。

1. 3學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)學(xué)生通過關(guān)注微信公眾平臺后，在課前自己選擇時間和地l從，根據(jù)教師的預(yù)習(xí)任務(wù)單自主安排學(xué)習(xí)計劃。通過觀看相關(guān)學(xué)習(xí)主題的課件和視頻結(jié)合教材，對難以掌握和理解的知識點進(jìn)行反復(fù)觀看，并將疑難從記錄下來;通過完成相關(guān)練習(xí)題鞏固所學(xué)知識點;通過微信群聊進(jìn)行交流討論，將問題及時反饋給教師，并可進(jìn)行實時在線交流。

1. 4課堂教學(xué)活動在課堂上教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況，對在自主學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，有針對性地進(jìn)行知識講解，并對重l從和難l從部分進(jìn)行課上討論。學(xué)生在課前根據(jù)預(yù)習(xí)任務(wù)單要求已經(jīng)完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，對新知識有了一定的了解，在課堂上可以選擇性聽課，提高學(xué)習(xí)效率。教師將傳統(tǒng)的講授式教學(xué)活動轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻踊慕虒W(xué)活動，包括分組討論、探究問題、完成練習(xí)、學(xué)習(xí)成果交流等方式。通過師生的交流討論，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。在教學(xué)活動中，任課教師將個性化指導(dǎo)和集體性輔導(dǎo)2個方面相結(jié)合。

1. 5課后總結(jié)翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式以課后強調(diào)學(xué)生之間或師生之間的交流與思考的方式取代了傳統(tǒng)教學(xué)在課后給學(xué)生布置大量作業(yè)用于課堂知識l從的鞏固學(xué)習(xí)。學(xué)生通過微信群在線跟任課教師或者同學(xué)進(jìn)行互動交流討論，也可以通過微信聊天功能與教師進(jìn)行一對一交流。教師可以根據(jù)教學(xué)結(jié)果反饋了解學(xué)生對相關(guān)知識點的掌握情況，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，給予糾正，并對教學(xué)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，及時調(diào)整教學(xué)方式，因材施教，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率，以期達(dá)到最佳教學(xué)效果。

2基于微信平臺的設(shè)施專業(yè)基礎(chǔ)生物化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果    

根據(jù)基礎(chǔ)生物化學(xué)微信教學(xué)系統(tǒng)的調(diào)查進(jìn)行教學(xué)效果評價，共有50名學(xué)生參與基于微信平臺的基礎(chǔ)生物化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)在線調(diào)查，收回調(diào)查結(jié)果50份。調(diào)查結(jié)果顯，基于微信平臺的基礎(chǔ)生物化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式受學(xué)生歡迎，其中有40%的學(xué)生非常喜歡這種教學(xué)方式，說明該教學(xué)模式能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力;30%的學(xué)生覺得微信平臺的基礎(chǔ)生物化學(xué)教學(xué)模式效果非常好，說明基于微信平臺的基礎(chǔ)生物化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式能夠有效提高教學(xué)效果;75%的學(xué)生愿意繼續(xù)這種教學(xué)模式，說明基于微信平臺的基礎(chǔ)生物化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式得到學(xué)生的認(rèn)可，具有可實施性。

第3篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

【關(guān)鍵詞】DGGE；微生態(tài)；純培養(yǎng)

1.DGGE技術(shù)的原理

變性梯度凝膠電泳（DGGE）是根據(jù)小片段DNA分子（1kb以下）的熔解溫度不同來分析DNA分子的多樣性，理論上可以檢測到單個堿基替換的DNA分子。DN段在丙烯酰胺凝膠中的遷移率取決于自身的物理性狀，熔解狀態(tài)的DNA分子片段在聚丙烯酰胺凝膠中的遷移速度比雙鏈DNA分子慢[4]。當(dāng)DN段處在變性劑濃度不斷增加的凝膠系統(tǒng)中，隨著電泳的遷移就會部分融化，達(dá)到一定變性劑濃度時DNA就會熔解為單鏈的分子，這些離散的碎片集中在一個比較狹窄的變形梯度范圍內(nèi)，這樣不同的DNA分子在不同變性劑濃度下熔解，在整個電泳圖譜中成樓梯式排列。通過對比熔解狀態(tài)下DN段的多態(tài)性，就可以推測有堿基突變或序列差異的DNA分子片段。

為了提高檢出率可在DNA一端加入一個高熔點區(qū)―GC夾（GC clamp）；GC夾就是在一側(cè)引物的5′端加上一個30～40bp的連續(xù)GC堿基，這樣在PCR產(chǎn)物的一側(cè)可產(chǎn)生一個GC夾的高熔點區(qū)，從而使相應(yīng)的部分序列處于低熔點區(qū)而便于檢測分析；這樣，DGGE的突變檢出率可提高到接近于100%[4]。

2.DGGE技術(shù)在微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用

自然界中85%～99.9%的微生物是不可純培養(yǎng)的[5]，并且微生物的形態(tài)具有難觀測性和可變性，在傳統(tǒng)的實驗方法下不能提供足夠的微生物學(xué)信息，這嚴(yán)重阻礙了對自然環(huán)境中微生物構(gòu)成及特征的客觀認(rèn)識。PCR-DGGE 技術(shù)在微生物生態(tài)學(xué)中的一個最主要的應(yīng)用就是分析微生物群落構(gòu)成，Muyzer 等人于1993年首次將DGGE技術(shù)應(yīng)用于微生物膜系統(tǒng)和生物菌苔的群落多樣性分析。此后，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種微生物生態(tài)系統(tǒng)的檢測，絕大部分研究都是通過擴增原核生物 16S rDNA 基因來研究各生態(tài)系統(tǒng)中的古細(xì)菌或細(xì)菌的群落多樣性[6]，或者用真菌的通用引物擴增18SrDNA 基因，從而研究真菌的群落多樣性，另外除了通過rDNA基因來分析微生物群落結(jié)構(gòu)組成外，還可以通過擴增功能性基因來研究功能基因及功能菌群的差異。

Lam等利用DGGE技術(shù)對真菌18SrDNA的序列進(jìn)行分析，研究Magnolia liliifera葉片中真菌的多樣性，結(jié)果在葉片的不同部位得到通過培養(yǎng)和形態(tài)學(xué)研究未能得到的14株不同菌株[7]。Eeva等對挪威紅杉?xì)堉颖局苯舆M(jìn)行DNA提取，利用DGGE分析通過FR1和NS1引物對擴增的1650 bp rDN段，結(jié)果得到了46株木材腐爛真菌，為真菌群體中難培養(yǎng)的菌株的檢測提供了新的方法[8]。Zhou等對藏靈菇發(fā)酵液里的真菌和細(xì)菌的DNA進(jìn)行提取后，擴增細(xì)菌16SrRNA和真菌28SrRNA上的相應(yīng)片段，之后用DGGE進(jìn)行分析得到11株優(yōu)勢菌株，并且在不同樣本之間細(xì)菌存在78～84%的相似度，酵母存在80-92%的相似度[9]。

PCR-DGGE 技術(shù)在微生物生態(tài)學(xué)中的另一個重要應(yīng)用是檢測微生物的動態(tài)變化。宋亞娜等運用16SrDNA和18S rDNA特異性引物對，將土壤中提取的總DNA進(jìn)行PCR擴增后，通過DGGE技術(shù)對PCR產(chǎn)物進(jìn)行分析，研究不同間作和輪作種植體系對作物根際真菌和細(xì)菌菌落結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明，間作明顯改變玉米的根際細(xì)菌、真菌的菌落結(jié)構(gòu)[10]。Takada利用PCR-DGGE研究化學(xué)熏蒸后對散土和菠菜根部土壤中真菌群落的變化，結(jié)果表明，三氯硝基甲熏蒸兩個月后，在散土和菠菜根部土壤中真菌的多樣性都減少，并且一年后真菌的多樣性并沒有完全恢復(fù)到原來的水平，但是菠菜根部土壤中真菌減少量比散土中要少，1，3-二氯丙烯處理兩個月后，真菌的多樣性只發(fā)生微小的改變，并且六個月后就與對照組沒有顯著差異了[11]。

PCR-DGGE技術(shù)還可用于發(fā)現(xiàn)新的微生物菌株。Santegoeds等通過DGGE分析細(xì)菌16SrRNA上的基因片段來檢測多次富集培養(yǎng)的菌藻系，得到了14條獨特的16SrRNA基因序列，其中有10個細(xì)菌株的基因是以前利用純培養(yǎng)手段及單純的分子技術(shù)方法均沒有發(fā)現(xiàn)的[12]。

3.DGGE技術(shù)的局限性及改進(jìn)方法

DGGE 技術(shù)作為一種分子生物學(xué)手段在研究微生物群落的動態(tài)行為和復(fù)雜性方面發(fā)揮著重要的作用，是目前被普遍接受的的分子生物學(xué)工具，但是作為一種分子水平上的技術(shù)，除了具有多數(shù)分子技術(shù)所固有的缺點之外（如PCR產(chǎn)物偏差等），本身也有一定的應(yīng)用局限性。

首先，利用DGGE分離的PCR產(chǎn)物一般要求DNA長度在200～ 700bp范圍內(nèi)[1]，超出該范圍DGGE的分辨率會下降，然而這些序列只能提供有限的系統(tǒng)發(fā)育信息，不利于判斷微生物所屬的系統(tǒng)類群。其次，DGGE通常顯示的是微生物群落中的優(yōu)勢種群，Muyzer研究發(fā)現(xiàn)該技術(shù)只能對菌體數(shù)量大于總菌量1%的菌群進(jìn)行分析[1]。再次，每種菌可能含有數(shù)目不等的rRNA基因[13]，則可能會導(dǎo)致群落中菌株數(shù)量被過多的估計從而夸大群落差異性和多態(tài)性。另外，如果選用的條件不是特別適宜就不能保證將每類DN段完全分開，這樣序列不同的DN段遷移到凝膠的同一位置，導(dǎo)致同一條帶中含有不同種類的細(xì)菌[14]。

對于DGGE存在的這些缺限我們可以通過各種手段加以改善，例如可以優(yōu)化電泳及PCR的條件從而減少誤差，并且在進(jìn)行DGGE之前通過軟件來分析檢測PCR過程中形成的嵌合體，另外，可以與其他技術(shù)方法相結(jié)合，如純培養(yǎng)、直接形態(tài)觀察、原位雜交、核酸探針檢測技術(shù)等，這樣不僅更客觀的從多方面反映環(huán)境中微生物的多樣性信息，還可以與其他方法相互補充，從而不斷提高分子微生物生態(tài)學(xué)的研究水平。DGGE技術(shù)與傳統(tǒng)方法或其它分子生物技術(shù)的結(jié)合進(jìn)一步促進(jìn)了人們對微生物生態(tài)的認(rèn)識；隨著分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，DGGE技術(shù)將會得到不斷的補充和完善，必將在微生物生態(tài)研究中發(fā)揮更大的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Fischer S G，Lerman L S.Length-independent separation of DNA restriction fragments in two-dimensional gel electrophoresis[J].Cell，1979，（16）：191-200.

[2]MuyzerG，Waal E C，Uitterlinden A G.Profiling of complex microbial populations by denaturing gradient gel electrophoresis analysis of polymerasechain reaction amplified genes coding for 16S rRNA[J].Applied and Environmental Microbiology，1993，59：695-700.

[3]邢德峰，任南琪，宋業(yè)穎等.DG-DGGE分析產(chǎn)氫發(fā)酵系統(tǒng)微生物群落動態(tài)及其種群多樣性[J].生態(tài)學(xué)報，2005，25（7）：296-301.

[4]朱南山，李麗立，張彬.變性梯度凝膠電泳技術(shù)的原理及其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用[J].廣東畜牧獸醫(yī)科技，2007，32（2）：14-16.

[5]張寶濤，王立群，伍寧豐.PCR-DGGE技術(shù)及其在微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用[J].生物信息學(xué)，2006，3：132-134.

[6]AmannRI，Ludwig W，Schleifer K.Phylogenetic identification and in situdetection of individual microbial cells without cultivation[J].Microbiological Reviews，1995，59（1）：143-169.

[7]宮曼麗，任南琪，邢德峰.DGGE/TGGE技術(shù)及其在微生物分子生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用[J].微生物學(xué)報，2004，44（6）：845-847.

[8]Lam MD，Rajesh J，Saisamorn L，etal.DGGE coupled with ribosomal DNA gene phylogenies reveal uncharacterized fungal phylotypes[J].Fungal Diversity，2006，23：121-138.

[9]EevaJ，Jarkko H.Direct analysis of wood-inhabiting fungi using denaturing gradient gel electrophoresis of amplified ribosomal DNA[J].Mycol.Res，2000，104（8）：927-936.

[10]Zhou Jian zhong，Liu Xiaoli，Jiang Hanhu.Analysis of the microflora in Tibetan kefir grains using denaturing gradient gel electrophoresis[J].Food Microbiology.2009，26：770-775.

[11]宋亞娜，包興國，李隆等.利用DGGE法研究不同種植體系中根際微生物群落結(jié)構(gòu)[J].生物學(xué)雜志，2006.23（5）：12-16.

[12]YukoTakadaHoshino，NaoyukiMatsumoto.Changesinfungalcommunity structure in bulk soil and spinach rhizosphere soil after chemical fumigation as revealed by18S rDNA PCR-DGGE[J].Soil Science and Plant Nutrition，2007，53：40-55.

第4篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：根際環(huán)境；污染土壤；根系；根系分泌物；細(xì)菌；菌根真菌；土壤動物

1引言

根際環(huán)境是指以植物根系為中心，所形成的含有大量微生物、土壤動物、植物根系及其分泌物，在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)特性上而不同于周圍土體的微區(qū)域環(huán)境。根際環(huán)境內(nèi)土壤的重要特征之一就是富有大量的生物，其微生物和原生動物的數(shù)量比非根際土壤要多得多.[1]。根際環(huán)境內(nèi)土壤生物學(xué)特性在很大程度上取決于植物根系分泌物的性質(zhì)，一些研究結(jié)果表明：根際土壤微生物活性及其群落結(jié)構(gòu)隨植物生長發(fā)育而變化，對根系生長發(fā)育、營養(yǎng)產(chǎn)生很大的影響.[2，3]。正是由于根際環(huán)境內(nèi)這些特殊的特性存在使得污染物在根際環(huán)境內(nèi)表現(xiàn)出特殊的化學(xué)行為。

作為植物根系生長的真實土壤環(huán)境，根際環(huán)境在對污染土壤修復(fù)中的作用也不容忽視。近年來重金屬和有機污染物對動物、植物及人類的直接的和潛在危害以及被污染環(huán)境的綜合治理已成為社會各界關(guān)注的焦點。生物修復(fù)已成為污染生態(tài)學(xué)和環(huán)境生態(tài)學(xué)研究的熱點。存在于土壤中的污染物首先通過根際環(huán)境與植物相接觸，進(jìn)而通過植物和根際環(huán)境內(nèi)的生物來降解這些污染物質(zhì)。根際環(huán)境內(nèi)植物的根及其分泌物和微生物、土壤動物的新陳代謝活動對污染物產(chǎn)生吸收、吸附、降解等一系列活動，在污染土壤修復(fù)中起著重要作用.[4]?；诖耍疚闹貜闹参锔岛透捣置谖?、微生物（細(xì)菌、菌根真菌）和土壤動物等方面進(jìn)行概述，總結(jié)了它們在根際環(huán)境內(nèi)對污染土壤修復(fù)的重要意義。

2根際環(huán)境內(nèi)植物根系及其分泌物對污染土壤的修復(fù)作用

植物根系是土壤食物網(wǎng)的主要基質(zhì)和能量來源之一，驅(qū)動土壤生物、化學(xué)和物理過程.[5]。植物根系如同一張“過濾網(wǎng)”，使通過的重金屬得到固定并吸附于土壤表面，從而降低重金屬在土壤中的生物有效態(tài)，達(dá)到減輕重金屬污染的效果.[6]。植物根系是植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的重要途徑之一，因而也成為污染物質(zhì)進(jìn)入植物體內(nèi)的重要路徑。利用植物根系修復(fù)污染物正是應(yīng)用了根系這種“提取能力”，對于富集在植物體內(nèi)的污染物，通過植物自身的揮發(fā)和人為對地上部分的收獲達(dá)到修復(fù)的目的。

2.1植物根系分泌物對重金屬污染土壤的修復(fù)

植物根系分泌物是植物在生長過程中，根系向生長介質(zhì)分泌質(zhì)子和大量有機物質(zhì)的總稱。Mench等的研究表明，根系分泌物各組分（粘膠、高分子、低分子分泌物）均可與重金屬發(fā)生絡(luò)合作用，高分子與低分子的絡(luò)合物可能有助于重金屬向根表的遷移，而粘膠包裹在根尖表面，可認(rèn)為是重金屬向根遷移的“過濾器”.[7]。

根系分泌物主要通過活化、螯合、還原等作用來降低根際環(huán)境內(nèi)重金屬的有效性和毒性。此外，根分泌物被根際微生物利用，使根際土壤的氧化還原低于非根際土，從而改變根際土壤中變價重金屬如Cr、Cu等的形態(tài)及有效性.[9]。在重金屬等環(huán)境脅迫下，植物通過調(diào)節(jié)根分泌物的成分使根際環(huán)境更好的與外界環(huán)境相適應(yīng)。如在鋁脅迫下，耐鋁植物可通過分泌有機酸，以緩解鋁的毒害.[10]。另外，根系分泌物及其分解程度均影響土壤中重金屬的吸附-解吸特性，植物根系分泌的新鮮分泌物可減少土壤對重金屬的吸附，提高其擴散性 .[11]。

2.2植物根系分泌物對有機物污染土壤的修復(fù)

根系分泌物對污染物的降解主要通過酶系統(tǒng)的直接降解和增加微生物的數(shù)量和提高其活性的間接降解.[12]。前一種途徑已被一些研究所證實，如有毒有機物在外酶的作用下分解為低毒的形態(tài)、磷酸酶可降解有機磷殺蟲劑 .[13]、植物死亡后釋放到土壤環(huán)境中的酶還可以繼續(xù)發(fā)揮分解作用。其中尤其植物特有酶對多環(huán)芳烴的降解為根際修復(fù)的潛力提供了強有力的證據(jù).[14]。根系分泌物通過影響根際土壤中微生物數(shù)量和活性來實現(xiàn)有機污染物的修復(fù)是主要途徑。

3根際環(huán)境內(nèi)微生物對污染土壤的修復(fù)作用

根際微生物通常是指細(xì)菌、放線菌和真菌（尤以菌根真菌為主）幾大類。根際環(huán)境內(nèi)的微生物對污染物具有多種修復(fù)手段，有的以污染物為碳源和能源，有的與污染物共代謝，通過代謝過程，這些離子可被沉淀或被螯合在可溶或不溶性生物多聚物上.[15]，進(jìn)而達(dá)到對根際環(huán)境內(nèi)污染土壤修復(fù)作用。

3.1根際環(huán)境內(nèi)微生物對重金屬污染土壤的修復(fù)

細(xì)菌對重金屬污染土壤的修復(fù)主要表現(xiàn)在吸附能力上。尤其集中在汞、鉻（Hg、Cr）等方面的研究上，證實了可以降低重金屬可移動性和生物有效性，從而對污染土壤起到修復(fù)作用。根際環(huán)境內(nèi)有獨特的氧化還原電勢與溶解氧水平，也為污染物的揮發(fā)和還原提供了條件。例如，土壤細(xì)菌對無機與有機汞化合物的還原與揮發(fā)；鉻酸鹽的還原與亞砷酸鹽的氧化.[16，17]。另外，細(xì)菌為了生存在尋找碳源和能源的過程中就會形成一種進(jìn)化優(yōu)勢——趨化性。細(xì)菌趨化性在根際環(huán)境內(nèi)污染土壤的生物修復(fù)過程中發(fā)揮重要的作用，例如，趨化性可以使降解菌株與污染物緊密接觸，解決污染物的生物可利用問題.[18]。

關(guān)于菌根真菌對重金屬的相對獨立吸收作用很早就已經(jīng)有了研究。如，Cooper和Tinker.[19]采用能區(qū)分根系和菌絲的裝置，利用同位素示蹤技術(shù)，演示了內(nèi)生菌根菌絲吸收、累積和移動.65Zn的過程，表明了菌絲本身能夠吸收重金屬，這可能促進(jìn)了根系對重金屬的吸收能力。此外，外生菌根真菌還具有它獨特的特點——屏障作用，因菌套的形成而較為明顯，對重金屬起了物理阻礙作用，阻止重金屬向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移.[4]。另外，菌根真菌還通過屏障、螯合以及菌根根際效應(yīng)來影響微生物活性.[20]等作用，進(jìn)一步促進(jìn)污染物的降解和轉(zhuǎn)化。

3.2根際環(huán)境內(nèi)微生物對有機物污染土壤的修復(fù)

根際環(huán)境內(nèi)的細(xì)菌除了對無機污染物具有獨特的降解之外，也對大多數(shù)有機污染物進(jìn)行降解。它們除直接的代謝活動外，還能以根分泌物和根際內(nèi)有機質(zhì)為主要營養(yǎng)源，從而具有根際環(huán)境外細(xì)菌所不具有的降解特點.[4]。Ortega-Calvo等人首次評價了根際環(huán)境內(nèi)細(xì)菌的趨化性使根際內(nèi)降解性細(xì)菌數(shù)量增加，提高了污染物的生物可利用性，促進(jìn)了根際內(nèi)多環(huán)芳烴的降解.[21]。

菌根真菌作為根際環(huán)境內(nèi)根系與土壤相接觸的重要媒介，在促進(jìn)有機污染物的降解和轉(zhuǎn)化、促進(jìn)污染土壤中植物的生長、有機污染土壤的生物修復(fù)等方面具有積極的作用.[22]。研究表明，受菌根接種的植物根系對農(nóng)藥的污染有很強的耐受力，菌根通過吸收、積累以及分泌物對農(nóng)藥進(jìn)行分解、揮發(fā)等一系列的作用降低了有機農(nóng)藥的毒害。林先貴等.[23]研究發(fā)現(xiàn)了接種VA菌根真菌后，白三葉草的菌根侵染率、生長量和對N、P 元素的吸收量都高于不接種的對照植株。王曙光等.[24]也進(jìn)一步揭示了 AM真菌的菌絲在酞酸酯的降解和轉(zhuǎn)移過程中起了某些特殊的作用。在對外生菌根真菌的眾多研究中，均揭示了其對有機除草劑的降解吸收作用。

4根際環(huán)境內(nèi)土壤動物對污染土壤的修復(fù)

目前對于土壤動物修復(fù)的概念還沒有準(zhǔn)確統(tǒng)一的定義。據(jù)大量研究表明土壤動物修復(fù)技術(shù)是利用土壤動物對污染物進(jìn)行機械破碎、分解、消化和富集以及在土壤中進(jìn)行的翻耕和穿插等活動影響污染物的遷移和分布，并通過腸道排放的微生物及分泌的酶而使污染物降低或消除的一種生物修復(fù)技術(shù).[25]。土壤動物作為土壤中的一份子，它們的活動、生長以及繁殖都與土壤的理化性質(zhì)息息相關(guān)，尤其生活在根際環(huán)境內(nèi)的土壤動物對有機物污染物的機械破碎和分解具有重要的作用。與此同時，大量的腸道微生物及分泌的酶也轉(zhuǎn)移到土壤中來，它們與根際環(huán)境內(nèi)土著微生物一起通過吸收、降解等方式使得污染物濃度降低或消失。

土壤動物生活在土壤環(huán)境內(nèi)，作為土壤污染的一個評價指標(biāo).[26]，因此它在一定程度上能夠反映土壤的污染狀況。在土壤中添加有機氯培養(yǎng)蚯蚓試驗中，謝文明.[27]等發(fā)現(xiàn)蚯蚓對所加的有機氯農(nóng)藥的富集作用明顯。蚯蚓不但富集了重金屬，還可以改良土壤，保持土壤的肥力。將蚯蚓應(yīng)用于污染土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，甚至應(yīng)用于強化污染土壤生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，具有一定的發(fā)展?jié)摿?，在實際應(yīng)用當(dāng)中也有較大的可行性。

除了以捕食和代謝分泌為基礎(chǔ)的假說外，土壤動物對微生物群落結(jié)構(gòu)、土壤有機碳、根系生長及植物群落等的影響也將對根際生物修復(fù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的反饋作用.[28]。在今后的研究中應(yīng)加大土壤動物其它種類，如甲螨、線蟲、跳蟲等微型和中型土壤動物對土壤污染修復(fù)作用研究。

5結(jié)語

根際環(huán)境內(nèi)除了上述的生物種群外，還有很多微生物及土壤動物類群，而對于它們在根際污染土壤中修復(fù)作用研究的較少。土壤遭受污染是一個十分復(fù)雜的過程，不存在相對單一的污染物，幾乎都是多種污染物綜合污染的結(jié)果。生物修復(fù)體系中任何單一生物體一般都不具備降解復(fù)合污染物整體能力，因此，生物聯(lián)合修復(fù)是必須采用的。修復(fù)過程中可以充分發(fā)揮各有機體及相互結(jié)合產(chǎn)生的修復(fù)作用。隨著科技的進(jìn)步根際環(huán)境內(nèi)污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)取得很大的發(fā)展，但由于受到區(qū)域生物特性以及自然環(huán)境的限制，還存在著許多局限性。

（1）土壤中根系的形態(tài)和根系的構(gòu)型在污染土壤中的修復(fù)作用研究的很少，應(yīng)加強不同土壤層中根系修復(fù)作用的研究。

（2）由于根際環(huán)境是動態(tài)的、復(fù)雜的系統(tǒng)，在營養(yǎng)及重金屬等的脅迫條件下，根系分泌物產(chǎn)生的機制以及影響根際環(huán)境中其它組成成分的機理需要進(jìn)一步的研究。

（3）對于輕度污染的土壤，污染物濃度沒有達(dá)到生物降解的最低含量，迫使生物無法發(fā)揮其正常的降解功能，鑒于此，微生物對污染物最低量的降解反應(yīng)能否進(jìn)行定量的研究。

（4）微生物對根際內(nèi)污染土壤的修復(fù)受多種因素的影響，如菌株的生存條件、營養(yǎng)條件以及菌株的呼吸活性等，而從這一視角研究的比較少。

（5）土壤動物在對根際內(nèi)污染土壤修復(fù)中的研究報道的很少，大部分都是集中于蚯蚓的修復(fù)作用，而應(yīng)加強對土壤動物其它種類，如甲螨、線蟲等微型和中型土壤動物對土壤污染修復(fù)作用研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對實驗條件進(jìn)一步的精確模擬，很多新的技術(shù)和理論也得到了很大的發(fā)展，如，分子生物學(xué)技術(shù)、基因工程理論、重新組建微生物的遺傳性狀、篩選具有降解多種污染物且降解效率更高的優(yōu)良菌株及酶系，顯然已經(jīng)成為污染土壤修復(fù)研究的熱點。通過對以上內(nèi)容的深入研究，必將促進(jìn)生物修復(fù)技術(shù)從實驗室走向大田生產(chǎn)應(yīng)用。

2012年11月綠色科技第11期致謝：感謝在論文的寫作過程中由導(dǎo)師朱永恒提供的指導(dǎo)和幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] Griffiths B S.A comparison of microbial feeding nematodes and protozoa in the rhizosphere of different plants[J].Biology and Fertility of Soils，1990（9）：83～88.

[2] Paul E A，Clark F E.Soil Microbiology and Biochemistry[M].SanDiego：Academmic Press，Calif，1989.

[3] Zhao X R，Lin Q M，Li B G.Diversity of phosphate-dissolving microorganisms in corn rhizosphere[J].Agricultural Sciences in China，2003，2（2）：222～228.

[4] 魏樹和，周啟星，張凱松，等.根際圈在污染土壤修復(fù)中的作用與機理分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2003，14（1）：143～147.

[5] Gregory P J.Roots，rhizosphere and soil the route to a better understanding of soil science[J].Eur.J.Soil Sci，2006（57）：2～12.

[6] 羅義，毛大慶.生物修復(fù)概述及國內(nèi)外研究進(jìn)展[J].遼寧大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003，30（4）：113～119.

[7] Mench M.Metal binding properties of high molecular weight soluble exudates from maize roots[J].Biol Ferti Soils，1987（3）：165～169.

[8] Cunninngham S D.Phytoremediation of contaminated soil[J].Trend Biotechnol，1995，13（9）：393～397.

[9] 徐衛(wèi)紅.根系分泌物對土壤重金屬活化及其機理研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境，2006，15（1）：184～189.

[10] 郭明新，林玉環(huán).利用微生態(tài)系統(tǒng)研究底泥重金屬的生物有效勝[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，1998，18（3）：325～330.

[11] 吳啟堂.根系分泌物對鎘生物有效性的影響[J].土壤，1993，25（5）：227～259.

[12] 曠遠(yuǎn)文，溫達(dá)志，鐘傳文，等.根系分泌物及其在植物修復(fù)中的作用[J].植物生態(tài)學(xué)報，2003，27（5）：709～717.

[13] Susarla S，Bacchus S T，Med Ina V F，et a.l Phytoremediation an ecological solution to organic chemical contamination [J].EcologicalEngineering，2002，18（5）：647～658.

[14] 許超，夏北成.土壤多環(huán)芳烴污染根際修復(fù)研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境，2007，16（1）：216～222.

[15] 張?zhí)?，潘偉?根際環(huán)境與土壤污染的植物修復(fù)研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境，2003，12（1）：76～80.

[16] 陳能揚，童慶宣.根際環(huán)境在環(huán)境科學(xué)中的地位[J].生態(tài)學(xué)雜志，1994，13（3）：45～52.

[17] 夏立江，華珞，李向東.重金屬污染生物修復(fù)機制及研究進(jìn)展[J].核農(nóng)學(xué)報，1998，12（1）：59～64.

[18] 蔣建東.細(xì)菌對環(huán)境污染物的趨化性及其在生物修復(fù)中的作用[J].生態(tài)學(xué)報，2005，25（7）：1764～1771.

[19] Ortega-Calvo J J，Marchenko A I，Vorobyov A V，et al.Chemotaxis in polycyclic aromatic hydrocarbon degrading bacteria isolated from Soil polluted rhizospheres FEMS Microbiol[J].Ecol，2003，44（3）：373～381.

[20] Cooper KM，T inker P B.Translocation and transfer of nutrients in vesicular-arbuscular mycorrhizas.Uptake and translocation of phosphorus zinc and sulphur[J].New Phy tologist，1978（81）：43～52.

[21] SMITH S E，RRAD D J.Mycorrhizal Symbiosis [M].London：AcademicPress，1997.

[22] 陳瑞蕊，林先貴，尹睿，等.有機污染土壤中菌根的作用[J].生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（ 2）：176～180.

[23] 林先貴，郝文英，施亞琴.三種除草劑VA 菌根真菌的侵染和植物生長的影響[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，1991，11（4）：439～444.

[24] 王曙光，林先貴，尹睿.接種叢枝菌根（AM） 對植物DBP污染的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2003，14（ 4）：589～592.

[25] 劉軍.土壤動物修復(fù)技術(shù)作用的機理及展望[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，40 （ 2）：313～316.

[26] 朱永恒，濮勵杰，趙春雨，等.土地污染的一個評價指標(biāo)：土壤動物[J].土壤通報，2006（2）：66～68.

第5篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

論文摘要:通過產(chǎn)酸發(fā)酵反應(yīng)器的動態(tài)試驗,考察生態(tài)因子(pH、ORP)等制約的不同發(fā)酵類型頂極群落的結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢種群的組成和生態(tài)演替的規(guī)律,闡明不同發(fā)酵類型代謝及其頂極群落的典型特征,揭示產(chǎn)酸發(fā)酵過程中頂極群落內(nèi)平衡與反饋調(diào)節(jié)的生理代謝機制,并以pH值、ORP來表征生態(tài)演替過程中優(yōu)勢種群的生態(tài)位圖。

Ghosh和Poland在1971年提出了利用相分離的原理:分別控制適應(yīng)于產(chǎn)酸發(fā)酵菌和產(chǎn)甲烷菌的最佳生理及生態(tài)條件,從而形成具有較高運行穩(wěn)定性和處理效率的兩相厭氧生物處理系統(tǒng)。目前,對于兩相厭氧生物處理的微生物生態(tài)學(xué)的研究普遍受到重視,但是由于產(chǎn)甲烷菌具有種類少、生長繁殖慢、利用底物種類有限、對環(huán)境條件敏感等特性,使得人們長久以來認(rèn)為產(chǎn)甲烷相是兩相厭氧處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵“限速步驟”,因此大多數(shù)研究集中于產(chǎn)甲烷相微生物的生態(tài)學(xué)研究上。事實上產(chǎn)酸相不同生態(tài)條件下形成的末端發(fā)酵產(chǎn)物作為產(chǎn)甲烷細(xì)菌利用的底物,對產(chǎn)甲烷相乃至整個工藝的穩(wěn)定運行具有至關(guān)重要的作用[1]。以往的研究表明,產(chǎn)甲烷相微生物對底物的轉(zhuǎn)化速率依次為乙醇>戊酸>丁酸>乙酸>丙酸,而乙酸的轉(zhuǎn)化是系統(tǒng)產(chǎn)甲烷即去除效率的“限速步驟”。從整個系統(tǒng)角度出發(fā),產(chǎn)酸相最佳發(fā)酵類型應(yīng)為乙醇型發(fā)酵[2]。因此利用連續(xù)流產(chǎn)酸發(fā)酵反應(yīng)器,通過對限制性因子(pH、ORP)的調(diào)控,考察在人工創(chuàng)建生境中,微生物所遵循的群落與種群生態(tài)學(xué)演替規(guī)律,不同發(fā)酵類型的頂級群落內(nèi)平衡與反饋調(diào)節(jié)的生理代謝機制,得出以pH、ORP表征的生態(tài)演替過程中優(yōu)勢種群的三維實現(xiàn)生態(tài)位,這對于進(jìn)一步闡明產(chǎn)酸相不同發(fā)酵類型的生態(tài)學(xué)規(guī)律,提高兩相厭氧的整體處理水平具有新的思路和理論指導(dǎo)意義。

1試驗材料與方法

1.1實驗裝置

采用沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū)一體化、內(nèi)設(shè)氣—液—固三相分離裝置的連續(xù)流攪拌槽式厭氧反應(yīng)器(CSTR)作為產(chǎn)酸相反應(yīng)器,有效容積為3.1L,通過對pH、ORP進(jìn)行調(diào)控進(jìn)行平行實驗;反應(yīng)器外部纏繞電熱絲結(jié)合溫控儀保證內(nèi)部溫度(30±1℃)的厭氧條件,實驗中控制COD負(fù)荷為8kg/m3·d,進(jìn)水COD濃度為4000mg/L。具體流程見圖1所示。

1.2實驗底物與分析方法

采用廢糖蜜為底物,并按照COD∶N∶P=800~1000∶5∶1配以少量N、P。采用標(biāo)準(zhǔn)方法分析測定COD、pH、ORP(以電極電位Eh計,mV)。液相發(fā)酵產(chǎn)物采用SC-7氣相色譜分析儀,按照任南琪[1](1994)建立的檢測方法進(jìn)行分析。厭氧細(xì)菌的培養(yǎng)采用改進(jìn)的Hungate技術(shù),鑒定方法參見參考文獻(xiàn)[3]。

2結(jié)果與討論

產(chǎn)酸發(fā)酵類型指依據(jù)酸性末端產(chǎn)物中揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的分布判斷微生物的生理代謝途徑。酸性末端產(chǎn)物中始終占據(jù)主導(dǎo)地位的物質(zhì)定義為相應(yīng)的代謝類型,并將產(chǎn)酸發(fā)酵生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時代謝的優(yōu)勢種群定義為頂極群落。產(chǎn)酸相的三種發(fā)酵類型中,丁酸型發(fā)酵和丙酸型發(fā)酵分別以丁酸或丙酸為主要液相末端發(fā)酵產(chǎn)物,而乙醇型發(fā)酵的主要液相末端產(chǎn)物為乙醇和乙酸。

生態(tài)演替是生物群落的一個動態(tài)變化特性,具有定向性、可調(diào)控性、趨于穩(wěn)定性。由于環(huán)境因素(因變因子:pH、ORP)、微生物內(nèi)部群落及末端代謝產(chǎn)物組成的協(xié)調(diào)控制,產(chǎn)酸相微生物群落在隨環(huán)境因素定向演替的同時,由于群落的內(nèi)平衡和反饋調(diào)節(jié)機制,又保持了相對的穩(wěn)定性,即形成與不同發(fā)酵類型相對應(yīng)的特征頂級群落生態(tài)系統(tǒng),頂級群落中微生物通過種間競爭和協(xié)同作用選擇優(yōu)勢種群,形成復(fù)雜的生態(tài)學(xué)決定關(guān)系[4~5](圖2)。

2.1乙醇型頂極群落的結(jié)構(gòu)模式及生態(tài)演替

產(chǎn)酸發(fā)酵反應(yīng)器的乙醇型發(fā)酵是以H2為主要氣相產(chǎn)物,乙醇、乙酸為主要液相產(chǎn)物的發(fā)酵類型,在ORP、pH特別低的情況下,以產(chǎn)生乙醇的方式保證細(xì)胞內(nèi)部的正常pH值,以維持機體正常產(chǎn)能和合成代謝,同時每產(chǎn)生1mol乙醇,氧化NADH的量為2mol,以此實現(xiàn)NAD+/NADH的耦聯(lián),并產(chǎn)生1mol氫氣見表1。乙醇型發(fā)酵具有很強的穩(wěn)定性,不同反應(yīng)器及不同運行階段的乙醇型發(fā)酵微生物優(yōu)勢菌群見表2。

2.2丙酸型頂極群落的結(jié)構(gòu)模式及生態(tài)演替

丙酸的產(chǎn)生和積累對厭氧生物處理系統(tǒng)有重要的影響,導(dǎo)致系統(tǒng)pH降低而發(fā)生“酸化”,致使產(chǎn)甲烷菌失活[6]。主要原因是丙酸在產(chǎn)甲烷相的產(chǎn)乙酸過程緩慢。丙酸型發(fā)酵的典型細(xì)菌丙酸桿菌屬無氫化酶,不產(chǎn)生氫氣。丁酸型發(fā)酵的主要限制性因素為較高的ORP和pH5.0。不同反應(yīng)器及不同運行階段的丙酸型發(fā)酵的頂級群落中優(yōu)勢種群見表3。

2.3丁酸型頂極群落的結(jié)構(gòu)模式及生態(tài)演替

從微生物代謝角度講,pH接近中性時細(xì)菌以合成代謝為主,數(shù)量的增殖增加了ATP的消耗量,而丁酸型發(fā)酵的單位ATP產(chǎn)量是3,因此被選擇。在環(huán)境中ORP較低、pH為6.0和5.0左右發(fā)生的是丁酸型發(fā)酵。而較高ORP、pH為5.0時的丙酸型發(fā)酵是由于丙酸桿菌的兼性需氧性所致。不同反應(yīng)器及不同運行階段的丁酸型發(fā)酵的頂級群落中優(yōu)勢種群見表4。按照Odum生態(tài)學(xué)的觀點分析,在調(diào)節(jié)pH、ORP的生態(tài)演替過程中,環(huán)境中的頂極群落受環(huán)境中生態(tài)因子的制約而呈現(xiàn)一定的演替過程,最終被環(huán)境條件所選擇的微生物成為優(yōu)勢菌群,這是群落“進(jìn)化”過程中功能由量變到質(zhì)變的過程,這一過程包括以下階段:(1)各種發(fā)酵類型微生物之間復(fù)雜的種群關(guān)系通過微生物的生理代謝調(diào)節(jié)作用,與生境相適應(yīng)的優(yōu)勢種群得以生長繁殖;(2)同種發(fā)酵類型微生物頂極群落的內(nèi)平衡與反饋調(diào)節(jié)能力;(3)不同發(fā)酵類型代謝末端產(chǎn)物對群落的制約、調(diào)控;(4)頂極群落中某些優(yōu)勢種群(如2）反應(yīng)器的擬桿菌屬)的生態(tài)位與反應(yīng)器內(nèi)生態(tài)條件相似,污泥馴化初期已是優(yōu)勢種群,其優(yōu)勢地位不易動搖。

2.4演替過程中優(yōu)勢種群的生態(tài)位

圖4所示是以O(shè)RP、pH值組成的產(chǎn)酸相不同發(fā)酵類型頂極群落中優(yōu)勢種群的二維實現(xiàn)生態(tài)位圖。由圖3可見,生態(tài)因子制約了優(yōu)勢種群的生態(tài)演替,在這一過程中,各種類型微生物為形成穩(wěn)定的頂極群落,通原因。膜組件的材料、MBR的運行條件和活性污泥的性質(zhì)決定了這些因素的影響程度。(3)通過合理的設(shè)計及優(yōu)化運行條件,結(jié)合有效的反沖洗和清洗措施,能夠最大限度地控制膜污染和恢復(fù)膜通量。

[參考文獻(xiàn)]

[1]高以,葉凌碧.膜分離技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)出版社,1989.

[2]MukaiT.Ultrafiltration,BehaviorofExtracellularandMetablicProductsinActivatedSludgeSystemwithUFSeperationProcess[J].WatRes,2000,34(3):902~908.

[3]徐慧芳,樊耀波.膜—生物反應(yīng)器中溶解微生物產(chǎn)物的研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2002,3(1):17~21.

[4]鄒聯(lián)沛,王寶貞,張捍民.膜生物反應(yīng)器中膜的堵塞與清洗的機理研究[J].給水排水,2000,29(9):73~75.

[5]何義亮.膜生物反應(yīng)器生物降解與膜分離共作用特性研究[J].環(huán)境污染與防治,1990,20(6):18~21.

[6]高從楷.水處理中的膜生物反應(yīng)器簡介[J].水處理技術(shù),2002,28(1):60~62.

[7]王猛,柴曉利.膜生物反應(yīng)器處理生活污水的工藝及膜材料的選擇[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2001,24(3):1~4.

[8]張穎,任南琪,陳志強.膜生物反應(yīng)器在日本的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中國給水排水,2002,18(2):91~92.

[9]AVanBentem,DLawrence,FHorjus,等.MBRPilotRe-searchinBeverwijkSideStudies[J].H2OMBRSpecial,2001:16~21.

[10]桂萍,黃霞,陳穎,等.膜—生物反應(yīng)器運行條件對膜過濾特性的影響[J].環(huán)境科學(xué),1999,20(3):39~41.

[11]劉銳,汪誠文,錢易.影響一體式好氧膜生物反應(yīng)器膜清洗周期的幾個因素[J].環(huán)境科學(xué),1998,19(4):27~29.

[12]劉銳,黃霞,錢易,等.一體式膜—生物反應(yīng)器處理生活污水的中試研究[J].給水排水,1999,25(1):24~29.

[13]張穎,顧平,鄧曉欽.膜生物反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國給水排水,2002,18(4):90~92.

[14]JAHowell,WLiu,TCArnot.MembraneBioreactorsforCleanerProcesses[C].InternationalSymposiumonMenbraneTechnologyandEnvironmentalProtection,北京:2000,12~23.

第6篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞： 新建地方本科院校 環(huán)境專業(yè) 藻類教學(xué) 改革實踐

隨著我國經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速發(fā)展，水環(huán)境日益惡化，“藻華”頻繁爆發(fā)，水體生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重，恢復(fù)難度逐年加大，迫切需要大量掌握藻類學(xué)知識的應(yīng)用型人才。但是，我國環(huán)境專業(yè)本科很少開設(shè)有藻類學(xué)課程，在現(xiàn)有課程中也較少講解相關(guān)知識[1]，開設(shè)相關(guān)實驗。特別是新建地方本科院校，由于師資和實驗條件所限，這方面教學(xué)的重視程度更低。本文從環(huán)境專業(yè)的課程體系和內(nèi)容兩個方面介紹重慶文理學(xué)院環(huán)境專業(yè)在藻類學(xué)理論和實驗教學(xué)方面的改革措施，希望為其他新建地方本科院校的相關(guān)教學(xué)改革提供有益的借鑒。

一、實踐院校專業(yè)的基本情況

重慶文理學(xué)院環(huán)境專業(yè)是重慶市特色專業(yè)建設(shè)點、校人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新示范區(qū)和“應(yīng)用型”示范專業(yè)。根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，我們建立了“以崗位為平臺”的“理工融合”課程體系[2]；針對不同能力層次的要求，我們構(gòu)建了“一體化、多層次、強應(yīng)用”的實驗教學(xué)體系[3]。

二、藻類學(xué)課程培養(yǎng)體系的構(gòu)建

藻類學(xué)課程一般為研究生階段的專業(yè)課程，因此在新建地方本科院校環(huán)境專業(yè)獨立開設(shè)藻類學(xué)課程沒有太大的必要性，而且存在較大的難度。但是可以根據(jù)環(huán)境專業(yè)學(xué)生在實際工作中的所需，在已開設(shè)的專業(yè)課程中逐步講授相關(guān)知識，開設(shè)相應(yīng)的實驗，構(gòu)建課程培養(yǎng)體系，分階段培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力。

實際上，環(huán)境專業(yè)基礎(chǔ)課程中的《環(huán)境微生物學(xué)》、《環(huán)境監(jiān)測》、《環(huán)境生態(tài)學(xué)》均可講授部分藻類學(xué)知識，而且對應(yīng)的《環(huán)境微生物學(xué)實驗》、《環(huán)境監(jiān)測實驗》、《環(huán)境生態(tài)學(xué)實驗》也可以開設(shè)相關(guān)的藻類學(xué)實驗，達(dá)到逐步培養(yǎng)學(xué)生掌握藻類學(xué)相關(guān)知識和技能的目的。重慶文理學(xué)院校環(huán)境專業(yè)經(jīng)2007年、2009年和2011年三次人才培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱修訂后，已基本構(gòu)建了藻類學(xué)的課程培養(yǎng)體系。在大二階段，分別通過《環(huán)境微生物學(xué)》、《環(huán)境微生物學(xué)實驗》、《環(huán)境監(jiān)測》和《環(huán)境監(jiān)測實驗》培養(yǎng)學(xué)生掌握藻類學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能；在大三上學(xué)期，通過《環(huán)境生態(tài)學(xué)》和《環(huán)境生態(tài)學(xué)實驗》培養(yǎng)學(xué)生理解污染水體生態(tài)系統(tǒng)（特別是富營養(yǎng)化水體生態(tài)系統(tǒng)）中藻類生態(tài)的作用；大三下學(xué)期，為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，該專業(yè)編寫了《環(huán)境科學(xué)與工程綜合實驗》教材，并開設(shè)了這門實驗課程，其中也設(shè)計了一個藻類學(xué)的綜合實驗，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

三、藻類學(xué)教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建

1.理論教學(xué)內(nèi)容

如前所述，環(huán)境專業(yè)涉及的理論課程主要有《環(huán)境微生物學(xué)》、《環(huán)境監(jiān)測》和《環(huán)境生態(tài)學(xué)》三門課程。

《環(huán)境微生物學(xué)》：在“真核微生物”一章可以安排一節(jié)講解藻類的一般特征、分類及各門的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。對于各門形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的講解最好結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃w環(huán)境和藻類分布狀況，著重于優(yōu)勢門、科、屬和種的講解。重慶文理學(xué)院位于重慶市，地處長江中上游，區(qū)域內(nèi)多河流、水庫和堰塘，水體為淡水生態(tài)系統(tǒng)，藻類主要為淡水藻類。因此，該課程主要涉及藍(lán)藻門、綠藻門、硅藻門、裸藻門、隱藻門、金藻門、黃藻門和甲藻門，特別是前四個門優(yōu)勢屬種的講解是重點。

《環(huán)境監(jiān)測》：在“水體采樣”部分講解不同藻類的采樣和培養(yǎng)方法，如單細(xì)胞藻類（衣藻、眼蟲藻等）和多細(xì)胞藻類（顫藻、水綿等）的采樣時間、工具、保存、培養(yǎng)及觀察方法。

《環(huán)境生態(tài)學(xué)》：主要在第二章“環(huán)境對生物的影響”和第八章“受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)”中講解環(huán)境條件（如光照、水溫、營養(yǎng)鹽、pH等）對水生藻類的生長發(fā)育的影響，以及富營養(yǎng)化水體藻類爆發(fā)的原因和治理措施。

2.實驗教學(xué)內(nèi)容

與理論教學(xué)對應(yīng)的實驗主要有《環(huán)境微生物學(xué)》、《環(huán)境監(jiān)測》、《環(huán)境生態(tài)學(xué)》及《環(huán)境科學(xué)與工程綜合實驗》四門課程。各門實驗課程主要的建設(shè)內(nèi)容如下：

《環(huán)境微生物學(xué)實驗》：實驗項目為“優(yōu)勢藻種標(biāo)本的顯微觀察”，初步培養(yǎng)學(xué)生鑒定不同水體（生活污水、工業(yè)廢水、富營養(yǎng)化水體和長江水體等）優(yōu)勢藻種的能力。

《環(huán)境監(jiān)測實驗》：實驗項目為“水體藻類的采樣及計數(shù)”，主要培養(yǎng)學(xué)生野外水樣采集、藻類固定、濃縮、顯微計數(shù)的能力。

《環(huán)境生態(tài)學(xué)實驗》：實驗項目為“藻類植物種間競爭實驗”，通過不同種類浮游植物混合培養(yǎng)，觀察不同種群增長速率的差異、混合種群在生長競爭中的種類更替過程，培養(yǎng)學(xué)生理解環(huán)境因子（如營養(yǎng)鹽等）在浮游植物種間競爭中的作用。

《環(huán)境科學(xué)與工程綜合實驗》：實驗項目為“水體富營養(yǎng)化程度評價實驗”，要求學(xué)生掌握水體葉綠素a的測定方法，并結(jié)合藻類種類、數(shù)量及TP、TN、初級生產(chǎn)率值，掌握水體富營養(yǎng)化程度的評價方法體系。

四、結(jié)語

五年的教學(xué)實踐表明，每界學(xué)生通過兩年的藻類教學(xué)培養(yǎng)，基本能掌握各門藻類的一般特征，掌握藻類取樣、固定、計數(shù)和培養(yǎng)的方法，具有初步鑒定藻類（特別是優(yōu)勢藻種）的能力，為學(xué)生今后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張麗琴.藻類植物的教學(xué)要點.河南教育學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），1998，7（2）：48-52.

[2]曹優(yōu)明.教學(xué)應(yīng)用型本科院校環(huán)境科學(xué)專業(yè)課程體系建設(shè)探討.重慶文理學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，29（4）：86-90.

第7篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

微生態(tài)學(xué)是研究正常微生物群與其宿主相互關(guān)系的生命科學(xué)分支，是細(xì)胞水平或分子水平的生態(tài)學(xué)［1］。微生態(tài)學(xué)是一門理論與實踐密切相結(jié)合的新興學(xué)科。微生態(tài)學(xué)理論來源于實踐，又回歸于實踐，并指導(dǎo)實踐。在歐美國家、日本，微生態(tài)學(xué)技術(shù)及微生態(tài)制劑得到了廣泛應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)方面，近年來國內(nèi)用于治療預(yù)防、保健的微生態(tài)制劑也有了迅猛的發(fā)展。首先應(yīng)用在腸道病的生態(tài)防治，并取得了良好的效果。在口腔，泌尿生殖道、皮膚及呼吸道已相繼應(yīng)用微生態(tài)學(xué)理論和微生態(tài)調(diào)節(jié)劑，對各種疾病進(jìn)行診斷，治療和預(yù)防［2］。自1987年國家教委高教司下達(dá)了關(guān)于在有關(guān)高校的相關(guān)專業(yè)開設(shè)微生態(tài)學(xué)的批示以來，全國已經(jīng)有十幾所醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、水產(chǎn)等高校為本科、研究生開設(shè)了微生態(tài)學(xué)課程。大連醫(yī)科大學(xué)從1983年開始在研究生中以講座性方式講授微生態(tài)學(xué)內(nèi)容，從1986年開始給本科生講課，取得良好效果［3］。

在衛(wèi)生部、教育部2001年印發(fā)《中國醫(yī)學(xué)教育改革和發(fā)展綱要》中明確提出醫(yī)學(xué)教育改革與發(fā)展的方針是:優(yōu)化結(jié)構(gòu)，深化改革，穩(wěn)步發(fā)展，提高質(zhì)量。深化改革是指改革醫(yī)學(xué)教育的培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段。提高質(zhì)量是根據(jù)醫(yī)學(xué)的特點，加強醫(yī)學(xué)生全面素質(zhì)、創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，加強并完善畢業(yè)后教育與繼續(xù)教育，不斷提高衛(wèi)生技術(shù)隊伍的整體素質(zhì)。到2015年目標(biāo)建立起層次和專業(yè)布局合理、規(guī)模適當(dāng)、開放的醫(yī)學(xué)教育體系，實現(xiàn)醫(yī)學(xué)教育現(xiàn)代化［4］。在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》同樣指出高等教育要提高高等教育和人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升科學(xué)研究水平，增強社會服務(wù)能力。國家教育工作方針是優(yōu)先發(fā)展、育人為本、改革創(chuàng)新、促進(jìn)公平、提高質(zhì)量［5］。微生態(tài)學(xué)作為一個新興的學(xué)科，在前期積累的寶貴的教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上微生態(tài)學(xué)的教學(xué)有必要進(jìn)行進(jìn)一步的教學(xué)改革以適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育及人才培養(yǎng)的需要。我們認(rèn)為應(yīng)注意以下幾個方面。

1改革完善教學(xué)方法

1．1合理的組織教學(xué)內(nèi)容為了解決教材內(nèi)容多、授課時間少的矛盾，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，變被動為主動。在教學(xué)過程中注重從實際需要出發(fā)，面向臨床實踐，大膽改革教學(xué)內(nèi)容，緊密結(jié)合臨床實際情況，調(diào)整講習(xí)時間。同時為了適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展，掌握科技動態(tài)，增添新知識，教師注重介紹國內(nèi)外的研究動態(tài)，把全國性學(xué)術(shù)會議的論文、全國性學(xué)術(shù)交流資料在課堂上講授，使學(xué)生及時吸收新鮮養(yǎng)料，開闊視野，提高他們學(xué)習(xí)的積極性。

1．2豐富多樣的教學(xué)方法根據(jù)不同專業(yè)、不同年級情況，采取不同的教學(xué)方法。臨床醫(yī)療專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識較扎實，主要是加強機理方面的講授。而檢驗、藥學(xué)等專業(yè)學(xué)生醫(yī)學(xué)方面的知識較少，講授中注意補充這些方面的知識。本教研室唐立教授于2007年出版了衛(wèi)生部醫(yī)學(xué)CAI課件《消化道菌群的微生態(tài)》，已將其用于微生態(tài)學(xué)中。課堂中以講授為主，結(jié)合CAI課件、幻燈片、看錄像等手段組織教學(xué)，形象生動，記憶深刻。講授時重點突出，難點講清楚，啟發(fā)引導(dǎo)，打開思路。

1．3討論式和問題式教學(xué)在教學(xué)過程中，有的教學(xué)內(nèi)容采取討論式和問題式教學(xué)方法。教師先簡單地講提綱，然后發(fā)給學(xué)生有關(guān)資料，組織引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)行充分討論和認(rèn)真分析，最后由教師歸納小結(jié)。實踐證明，討論式教學(xué)不僅調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，而且培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、分析問題及解決問題的能力，提高了教學(xué)效果。我們認(rèn)為，微生態(tài)學(xué)的教學(xué)不只是向?qū)W生灌輸知識，更重要的是讓他們了解微生態(tài)學(xué)中所包含的新的思維方法，掌握全面綜合地分析問題、解決問題的方法，為日后的臨床工作打下良好的基礎(chǔ)。

2合理安排教學(xué)程序

微生態(tài)學(xué)是一門連接基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的橋梁學(xué)科，其內(nèi)容除了與醫(yī)學(xué)微生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有密切聯(lián)系外，還與臨床醫(yī)學(xué)(如內(nèi)科、婦科、兒科等)息息相關(guān)。所以，我們認(rèn)為該門課程最好在完成醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程及部分臨床課程的本科生和相關(guān)專業(yè)研究生中開設(shè)，這樣可以提高授課學(xué)生對這一學(xué)科的理解力和吸收力，取得更加的教學(xué)效果。我校已在臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的第五學(xué)期開設(shè)了微生態(tài)學(xué)限選課。在本科其他專業(yè)的第六學(xué)期開設(shè)微生態(tài)學(xué)選修課。下一步考慮在相關(guān)專業(yè)研究生特別是臨床專業(yè)中首先開設(shè)微生態(tài)學(xué)選修課。

3積極開展大學(xué)生科研活動

第8篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

【關(guān)鍵詞】環(huán)境工程微生物學(xué) 實驗教學(xué) 探索

環(huán)境工程微生物學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。它是生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)與工程的交叉學(xué)科,具有極強的實踐性和應(yīng)用性。環(huán)境工程微生物學(xué)實驗是加深學(xué)生對理論知識的理解,培養(yǎng)學(xué)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(jìn)的教學(xué)方法做支持,掌握其中的操作技術(shù)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(xué)的質(zhì)量,深化學(xué)生對微生物的認(rèn)識。

1 讓學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備的全過程

實驗室的前期準(zhǔn)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(rèn)真?zhèn)湔n外,還需要對培養(yǎng)皿、試管、鑷子等消毒滅菌,配制各種試劑,最好還要進(jìn)行預(yù)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(jìn)行。

通過讓學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備過程,可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到完整微生物實驗操作技術(shù),這樣一個完整流程學(xué)生完全參與下來,不但讓學(xué)生體會到實驗過程的艱辛,進(jìn)而更加珍惜來之不易的實驗課程,還可以培養(yǎng)學(xué)生科研思維,提高科研能力,使他們在課堂上學(xué)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(fā)他們學(xué)習(xí)興趣。在鞏固專業(yè)知識的同時,還培養(yǎng)了其發(fā)現(xiàn)問題、綜合分析和解決問題的能力。這些對于提高學(xué)生的實際動手能力都有很大的幫助。

2 更新實驗教學(xué)內(nèi)容, 加大新知識和新技術(shù)的傳授

微生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)知識的更新推動著環(huán)境工程微生物學(xué)這門新興的邊緣學(xué)科不斷向前發(fā)展。特別是日新月異的分子生物學(xué)技術(shù)已滲透到環(huán)境工程應(yīng)用的各個領(lǐng)域。為了緊跟時代和學(xué)科發(fā)展的步伐, 培養(yǎng)高質(zhì)量人才,讓學(xué)生熟悉和掌握學(xué)科前沿新的理論知識和操作技術(shù), 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(chǔ)。

例如,過去研究環(huán)境中微生物的方法是建立在平板分離基礎(chǔ)上的,但迄今為止利用這種方法培養(yǎng)出的微生物只占總微生物種類的0.1％～10％。固體培養(yǎng)基其實是人類為微生物創(chuàng)造的人工培養(yǎng)環(huán)境,與微生物的實際生存環(huán)境有很大差異,用它來培養(yǎng)環(huán)境中的微生物相當(dāng)于是對自然微生物群落進(jìn)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(huán)境的微生物生態(tài)時,往往不能準(zhǔn)確反映微生物群落的實際組成和存在狀態(tài)。分子生物學(xué)、基因組學(xué)和生物信息學(xué)等學(xué)科的發(fā)展及其向微生物學(xué)領(lǐng)域的滲透,形成一個新的交叉學(xué)科分支——微生物分子生態(tài)學(xué) (molecular microbial ecology),它為我們?nèi)婵陀^地研究微生物生態(tài)系統(tǒng)提供了新的技術(shù)手段。微生物分子生態(tài)學(xué)是以微生物基因組dna的序列信息為依據(jù),通過分析環(huán)境樣品中dna分子的種類、數(shù)量和分布特征來反映微生物區(qū)系組成和群落結(jié)構(gòu)[2,3]。所以,這項技術(shù)就需要研究者掌握dna提取及純化技術(shù)、dna瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)和pcr基因擴增技術(shù)。針對這一點,我們就可以給學(xué)生設(shè)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(xì)菌16s rdna基因擴增,都讓學(xué)生自己操作一遍。通過這一實驗的學(xué)習(xí),使學(xué)生對當(dāng)今環(huán)境工程微生物學(xué)的前沿技術(shù)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(nèi)容多為孤立、連貫性不強的項目,各實驗之間的內(nèi)容重復(fù)較多,學(xué)生難以系統(tǒng)地把握微生物學(xué)實驗,既浪費了有限的實驗學(xué)時,又不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。對此,我們調(diào)整了實驗內(nèi)容,將原來獨立設(shè)置的實驗內(nèi)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(xué)生學(xué)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(huán)境工程微生物學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科,涉及到的內(nèi)容覆蓋面廣,要學(xué)好這門課,僅僅依靠理論教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,實驗教學(xué)可以彌補理論教學(xué)的不足,將微生物學(xué)的基礎(chǔ)理論在實驗教學(xué)中延伸、深化,并通過實驗,加強基本技能的訓(xùn)練。

4 實現(xiàn)多媒體實驗教學(xué),更直觀展現(xiàn)實驗內(nèi)容

環(huán)境工程微生物學(xué)實驗中的各種微生物需要在光學(xué)顯微鏡甚至電子顯微鏡下放大才能看到。由于環(huán)境樣品中微生物的復(fù)雜性和多樣性,應(yīng)用傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法不便于更好的展示微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、動態(tài)變化過程,多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比,能更加生動形象、栩栩如生的展現(xiàn)微生物的特點,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度,從而使學(xué)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(yīng)微生物的形態(tài)特征,利于學(xué)生對新知識的吸收掌握,有了這些認(rèn)識,才能在自己動手實驗中達(dá)到很好的實驗結(jié)果。

其次,也可以使用錄像教學(xué)。教學(xué)錄像具有較強的直觀性,它可以通過屏幕清晰形象準(zhǔn)確地展現(xiàn)每一個步驟,使學(xué)生掌握實驗操作技能的關(guān)鍵所在。同時節(jié)約時間,提高實驗教學(xué)的效率。如配置培養(yǎng)基實驗,稱量-溶化-調(diào)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(fù)強調(diào)實驗順序及注意要點,才能保證大部分學(xué)生配好正確的培養(yǎng)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(xué)生就可以開始實驗了。

最后,還可以利用電視顯微鏡進(jìn)行教學(xué)。老師將樣品放在顯微鏡下,找到微生物個體,讓學(xué)生先有感性認(rèn)識,然后再觀察自己的樣品。該方法既明確了實驗?zāi)繕?biāo),又能讓全班學(xué)生同時看到老師顯微鏡里樣品的特點,避免了以往同學(xué)們一個個排隊去老師顯微鏡目鏡里觀察樣品,提高了教學(xué)效率。

環(huán)境工程微生物學(xué)是一門來自實踐的科學(xué),學(xué)生掌握了它之后也最終要應(yīng)用于實踐。所以,實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生具備從事科學(xué)實驗?zāi)芰蛧?yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)素質(zhì)的重要途徑,許多問題還需要我們不斷探索、實施和進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 周群英,高廷耀. 環(huán)境工程微生物學(xué)(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.

第9篇：微生物生態(tài)學(xué)研究范文

病毒制劑在陽光照射下短時間內(nèi)極易分解，尤其是寄主多元化和害蟲種群很高時。寄主植物的遮蔽和大環(huán)境中的微棲息環(huán)境可以保護(hù)病毒免于陽光分解，并且能使長期存在。目前，已經(jīng)商品化的桿狀病毒主要侵染害蟲和螨。據(jù)報道，核型多角體病毒屬和顆粒體病毒屬侵染鱗翅目害蟲。

細(xì)菌

各種形成孢子和未形成孢子的細(xì)菌是昆蟲的病原體。僅蘇云金桿菌應(yīng)用于果園防治鱗翅目害蟲，多種的蘇云金桿菌劑型被商品化。蘇云金桿菌的殺蟲活性表現(xiàn)于伴孢包含物中含有在孢子形成的時間內(nèi)產(chǎn)生的晶體蛋白毒素，其基本功能是胃毒作用和在中腸上皮細(xì)胞里通過干擾滲透平衡殺死昆蟲。其中，對于中腸上皮細(xì)胞，是通過暫停取食和腸麻痹至死亡。

真菌

它們以分生孢子附著于昆蟲的皮膚，分生孢子吸水后萌發(fā)而長出芽管或形成附著孢，侵入昆蟲體內(nèi)，菌絲體在蟲體內(nèi)不斷繁殖，造成病理變化和物理損害，最后導(dǎo)致昆蟲死亡。真菌殺蟲劑具有某些化學(xué)殺蟲劑的觸殺性能，并具有防治范圍廣、殘效長、擴散力強等特點。缺點在于起效緩慢，侵染過程較長，效果受環(huán)境影響較大。蟲霉目（例如弗氏新接霉蚜霉菌、蟲霉菌）和肉座菌目（例如蚧霉屬、座殼孢屬和食線蟲菌物被毛孢）在害蟲種群中產(chǎn)生流行性傳染病，經(jīng)常將害蟲密度降低到對作物無害的水平。

肉座菌目中的種類已經(jīng)被商品化，例如蚧霉屬、球孢白僵菌、金龜子綠僵菌、玫煙色擬青霉。真菌是刺吸式昆蟲（半翅目，例如蚜蟲和粉虱）的主要微生物防治制劑，而且還可以防治其他目的昆蟲，例如鞘翅目、鱗翅目和直翅目。目前，在果園也發(fā)現(xiàn)了微孢子蟲目，但是由于其生命周期、必要的寄生狀態(tài)和慢性而不是急性的影響等因素而未發(fā)展起來。

線蟲

線蟲通常從口腔、氣孔、嗉囔進(jìn)入宿主，發(fā)育后在血淋巴中迅速繁殖，宿主組織遭到破壞而死亡。線蟲是目前國際上新型的生物殺蟲劑，它具有寄主范圍廣，對寄主主動搜索能力強，對人畜、環(huán)境安全，并能大量培養(yǎng)的優(yōu)點。利用線蟲進(jìn)行生物防治的研究一直是對由斯氏線蟲科和異小桿線蟲科的種類。線蟲在線蟲腸里在攜帶的細(xì)菌的幫助下殺死它們的寄主（例如，斯氏線蟲科與嗜線蟲桿菌組合和異小桿線蟲科與發(fā)光桿菌組合）。線蟲在生物體內(nèi)、外均可以大規(guī)模生產(chǎn)，而且可以用各種不同標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)設(shè)備來應(yīng)用。由于對紫外線分解和脫水敏感，線蟲更適合用于土壤或者隱蔽的棲息地。線蟲主要用于防治果園的鞘翅目和鱗翅目，也可以應(yīng)用于其他目（蜚蠊目、雙翅目、膜翅目、直翅目、蚤目和纓尾目）。

果園微生物制劑應(yīng)用中存在的問題

在我國，微生物制劑廠家勢單力薄，無論在其產(chǎn)品宣傳資金投入、營銷推廣策略、示范推廣力度上均顯得明顯不足，加上果農(nóng)長期養(yǎng)成的化學(xué)農(nóng)藥使用的習(xí)慣，注重農(nóng)藥的速效和廣譜，不太考慮環(huán)境安全等問題，這就很難讓果農(nóng)對生物制劑有充分的了解和全面的認(rèn)知，容易對生微生物制劑的使用產(chǎn)生偏見，影響了微生物制劑的推廣普及和應(yīng)用。而且，微生物制劑經(jīng)過發(fā)酵和加工制劑過程，能耗和投入較大，大多廠家生產(chǎn)規(guī)模較小，生產(chǎn)成本太高。在質(zhì)量控制體系建設(shè)上許多廠家還不夠完善，同一品種，各廠家的質(zhì)量控制不一致，自然造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。與化學(xué)農(nóng)藥相比，微生物制劑商品保質(zhì)期較短，在自然界中易分解，殘效期短，田間使用技術(shù)復(fù)雜，使用者是否按要求施用，均會影響其田間應(yīng)用效果。目前，隨著微生物制劑的大量推廣應(yīng)用，尤其是多次不合理的重復(fù)使用，極易產(chǎn)生抗藥性?？顾幮缘漠a(chǎn)生不僅降低了微生物制劑的防治效果，且明顯縮短了微生物制劑的使用壽命。

同時，增加了果樹生產(chǎn)成本，給微生物制劑的研發(fā)、推廣和應(yīng)用帶來了不利的影響?？傊?，微生物制劑在我國果園的推廣存在著如下急待解決的問題。主要包括：如何可以使微生物制劑有機整合到有害生物綜合治理（IPM）中去，使其對天敵昆蟲的影響最小，對環(huán)境和果農(nóng)安全；如何使可以使目標(biāo)害蟲及其棲息地高效選擇微生物制劑，這就需要徹底明確對害蟲、病原物和果園生態(tài)農(nóng)業(yè)的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)；一旦選擇了一種有效的微生物制劑，如何掌握劑型和正確使用時機，使其活性效率最大化；如何加強微生物制劑的宣傳，是我國果農(nóng)對微生物制劑生物農(nóng)藥有充分的了解和全面的認(rèn)知；如何降低成本、提高質(zhì)量及穩(wěn)定田間效果，從而促進(jìn)推廣應(yīng)用；如何規(guī)范使用微生物制劑，降低抗藥性的產(chǎn)生。

結(jié)論與展望

目前，微生物制劑可以代替了傳統(tǒng)殺蟲劑的使用，并且與其他IPM策略相結(jié)合后有效地防治了果樹害蟲。但是，如果要真正在果園實施IPM，我們需要將昆蟲病原微生物、捕食性天敵、寄生性天敵、溫和的與選擇性的殺蟲劑、化學(xué)信息物質(zhì)和棲息地有機結(jié)合起來。提高微生物制劑的因素有很多。例如，發(fā)現(xiàn)新菌株、通過分子和非分子方法改善現(xiàn)有的菌株、優(yōu)良的應(yīng)用程序和通過劑型提高環(huán)境持續(xù)性。還可以進(jìn)行環(huán)境操控，即為了微生物制劑的活性和可持續(xù)性重新設(shè)計果園。以及對微生物生態(tài)學(xué)、動物流行病學(xué)和果園體系中的昆蟲病原物的種群動態(tài)以及寄主———病原物關(guān)系進(jìn)行基礎(chǔ)研究。這樣都可以使微生物制劑防治果園害蟲變得更切實可行。

針對我國的國情，筆者建議政府職能部門、科研工作者和農(nóng)業(yè)技術(shù)員、生產(chǎn)和銷售廠家要密切聯(lián)系起來，組織人力、物力和財力，分工協(xié)作，促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研、銷的結(jié)合與合作，促進(jìn)我國果樹害蟲微生物制劑的發(fā)展。

1.科研工作者和農(nóng)業(yè)技術(shù)員注重和加強微生物制劑應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究科研工作者和農(nóng)業(yè)技術(shù)員需要摸清微生物制劑的作用機理和抗性機制，不但可以指導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)研究，還可指導(dǎo)菌種的選育和更新劑型，創(chuàng)制新制劑。搞透微生物制劑的防治對象、適宜的劑型、劑量、施藥時期、使用條件和方法等應(yīng)用技術(shù)，可有的放矢的作好微生物制劑田間示范推廣和應(yīng)用工作。