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微生物与人类健康问题范文1
1、食品安全问题关乎维持社会稳定和谐与人民生命安全，对食品安全进行检测与控制在维持全社会进步与发展过程中具有重要的作用。
2、食品微生物污染对人类的身体健康造成了严重威胁，食品微生物污染导致的质量问题日益受到大家的关注。如何对食品微生物进行快速、有效的检验和分析，保障人们的健康饮食，需要我们进一步探索。
（来源：文章屋网 ）
微生物与人类健康问题范文2
摘要:社会的高速发展,环境污染日益严重,微生物原本就与人们的生活密切相关,它作为一种新型的污染处理材料,应用在污水、废气的处理,土壤污染治理等方面。利用微生物作用的生化法因其投资少、处理效率高、运行成本低、且微生物的来源广泛,繁殖迅速,容易培养,处理污染简便,有着良好的发展前景。环境污染的发生主要由人类活动所致,但微生物与环境质量也密切相关。一方面微生物具有污染环境的作用,但另一方面微生物也具有很强的修复环境和保护环境的能力。因此,控制和消除微生物对环境的污染,最大限度地利用微生物所具有的净化环境的作用,无疑对环境保护具有重要意义。在我国创建和谐新型社会它有举足轻重的地位。
关键词:环境污染微生物土壤污染治理
当前社会是高速发展,变化的社会,随着人类工农业的高速发展和全球人口的急速增加,使人类赖以生存的自然环境严重恶化,当代人类的生产活动势必造成环境污染。污染物长期残留在环境之中,对生态环境和人类健康危害极大。生态环境是人类和其他生物赖以生存的空间,生命质量和环境密切相关已成为全球共识。随着我国经济建设的快速发展,环境污染问题以引起全社会的高度重视。这是全世界的共同问题。在我国过去几十年的经济发展中,由于忽视了发展中的环境保护问题,目前环境状况十分严峻,已经影响了我国经济的可持续发展。近年来虽然采取了大量控制措施,但环境质量下降的趋势仍在继续。据中国国家环保局《中国环境状况公报》显示,我国1999年大气污染物的排放量,如二氧化硫1857.5万吨,飘尘1159.0万吨,全国废水年排放量达到401.1亿吨,工业固体废弃物年产生量7.8亿吨、排放量达3881万吨,其中100万吨排入河流,危险废弃物产生量1015.5万吨。大量积累的未经处理的工业废弃物(高达59.7亿吨)堆放在室外,占地达5.02万公顷,城市垃圾的产量也非常巨大(仅北京市就年产城市垃圾1000万吨以上),造成严重的环境污染。生态环境的破坏和恶化极为严重,随着我国经济的飞速发展,环境保护的压力将进一步加重。微生物是自然界中的分解者,在好氧条件下,它能将有机污染物彻底的氧化,分解成CO2、H2O、PO42-、NO3-等无机物,在厌氧条件下,能将有机物降解,转化成有机酸、CO2、H2、CH4等。微生物种类繁多(我国约有微生物26万种),代谢类型多样,每一种微生物都有独特的酶系与功能。因此,它们是自然界进行自净作用的主力军,也是我们对污染物进行生物处理的“有力武器”,是环境治理的主要工具。自然界存在着丰富的微生物种群,这些微生物虽然个体微小,但在环境污染净化中却扮演着不容忽视的重要作用。微生物是通过水和风的散播得以存在各处的,无论在水表、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,可以通过自发的或人为的遗传、变异等生物过程适应环境的变化,使之能以各种污染物尤其是有机污染物为营养源,通过吸收、代谢等一系列反应,将环境中的污染物转化为稳定无害的无机物。因而,在生物圈中微生物充当着分解者的角色。大约90%的陆地生产者都要通过分解者作用最终形成无机物归还大地。如果没有微生物的作用,仅历年积累下的生物残体就会堆积如山。微生物的这种作用虽然会造成人类生存资源的损失,但对于生态系统乃至全球的生物的生存、延续和发展却是不可缺少的,更是社会环境治理又一法宝。
一、当前社会环境保护的状况
目前环境污染的地区许多,我国是世界上环境污染最为严重的国家之一,大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。太原、兰州、广州、济南。北京、等五个城市位于世界十大空气污染最严重的城市中之列,全国600多个城市中、大气质量符合国家一级标准的不足1%。全国范围的酸雨危害的程度和区域日益扩大。全国每年污水排放达360亿吨,仅10%的生活污水和70%的工业废水得到处理,其中约有一半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准。其他未经处理的污水直接排入江河湖海,致使我国的水环境遭受严重污染和破坏。据统计,全国七大水系和内陆河流的110个重点河段中,属4类和5类水体的占39%;城市地面水污染普遍严重,并呈进一步恶化的趋势,136条流经城市的河流中,属4类、5类和超过5类标准的高达76.8%;约50%的城市地下水受到不同程度的污染;全国大淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富营养化程度逐年加剧;城市垃圾和工业固体废弃物与日俱增,工业废弃物累计堆积量已超过66亿吨,占地超过5万公顷,使200多个城市陷入垃圾包围之中,现在世界上也没有一方净土,人们就连世界上最高山峰---珠穆朗玛峰也不曾放过。
日前我国社会经济仍然保持着高度发展的趋势,环境保护的压力将进一步加重,由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。据中国社会科学院1998年度调查和估计,我国环境污染和生态破坏造成的经济损失每年超过2000亿元人民币。如何在经济高速发展的同时控制环境污染,改善环境质量,以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前亟待解决的重要问题,也是重中之重。
现在环境问题越来越为人民所关注,世界各国都建立“可持续发展”战略,并围绕它制定和实施本国的环境保护及其相关的产业政策。可持续发展要求在保持经济高速发展的同时,必须保护好人类赖以生存的环境。环境和经济及贸易挂钩是当前国际政治及经济关系发展中的新形势。例如,在日元贷款中,环保贷款已成为非常重要的组成部分。ISO14000系列国际环境管理标准,将要求企业承担相应的环境保护责任,并对达到该标准的企业给予认证。没有得到认证的企业的产品,在出口时将有可能面临被国外政府以未承担环境保护的责任而拒绝进口;同时,国外大型企业也可能因害怕和这些未达到该标准的企业合作而影响其形象,从而中止和这些企业的合作。至2003年,ISO9000系列质量标准将和ISO14000系列环境管理标准统一成一个标准,从而将进一步强化环境保护对企业发展的重要意义。为准确评估我国微生物应用现状,加强微生物应用技术研究和交流,完善微生物安全管理法律法规体系,提高微生物安全管理水平,中国环境科学学会拟于2008年7月在广西桂林举办“首届全国微生物污染防治监测新技术与环境安全管理研讨交流会”。为我国环境保护近一步改善。
二、目前微生物治理环境污染问题的特点
随着社会的发展。科技的日新月异,科技的发展也充分证明微生物技术是环境保护的理想武器,这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显着优越性充分体现在它是一个纯生态过程,从根本上体现了可持续发展的战略思想。我国在经济发展过程中,也出现了突出的环境污染问题。大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势,环境保护的压力依然很大。环境污染和已成为制约我国社会和经济可持续发展的重大障碍。微生物技术在处理环境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显着优点,加之其技术开发所预示的广阔的市场前景,受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展,为从根本上解决环境问题提供了无限的希望。在改良环境中没有其他技术所可代替和比拟的。
微生物技术是环境保护广泛应用和十分重要的技术,其在水污染控制、大气污染治理、土壤的肥力修复、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境修复和污染严重的工业企业的清洁生产等方面,发挥着重要的作用。现代微生物技术的发展,尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用,使微生物处理具有更高的效率、更低的成本和更好的专一性,为微生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。微生物技术不仅适用于环境污染治理,如今还广泛应用于环境监测,成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。微生物技术虽然广泛应用于污水处理、垃圾处置、河道治理等领域,但在环境中的应用同时存在较大的不确定性和潜在风险:一是微生物自身可能对人体健康和生态环境产生影响;其次是微生物在用于污染物降解和处理过程中,也可能产生新的有毒或污染物质,所以在此同时也要加一些必要的化工处理。两者有机的结合起来。
三、微生物技术在环境污染方面的治理与发展
水是人类宝贵的自然资源,是生物界万物之源,它关系到人类的命运的发展,占人体的75%。水是再生资源,但一旦水的再生过程受到破坏,水环境被污染,将带来严重后果。我国人均水资源十分贫乏,在全世界149个国家中居第109位,人均水占有量不到世界人均水占有量的1/4,被联合国列为13个贫水国之一。
目前空气、垃圾、土地资源的污染越来越严重,不但影响了国民经济的可持续发展,甚至已威胁到人类的健康、智力乃至生存,因此全球各国近几年都在寻找新的途径和方法,以治理和解决环境污染问题。以下这些方面进一步加强微生物与环境的保治,以及该方面的进一步应用。
1.微生物对水的处理
1.1。废水中的脱氮除磷
废水中氮、磷是造成水体富营养化的根源,利用生物脱氮除磷已进行了广泛的研究。污水脱氮技术主要有活性污泥法脱氮工艺,包括A/O(缺氧/好氧)工艺,可使NH4+一N去除率达80%以上,A2/O工艺,改进的氧化沟工艺和SBR工艺都可使总氮(TN)去除率达90%以上。生物膜脱氮有生物滤池、生物转盘、生物流化床、浮动床、浸没式、三级生物滤池脱氮系统等,其中三级生物滤池的反硝化速度最高达1.0kgN/(m3.d),出水TSS<1.00mg/1。
生物脱氮中,有反硝化能力的微生物有变形杆菌、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属等。
污水生物处理中,除磷常与脱氮工艺一起应用,常见的除磷技术有:phostrip工艺,能使总磷(TP)≤1mg/L以下:Bardenpho系统;A/O系统;改良UCI工艺;A2/0工艺。除磷过程一般认为在有氧条件下摄取磷,在厌氧条件下释放磷,其中不动杆菌属〔Acinetobacter)是除磷的优势菌种。
微生物与人类健康问题范文3
“神奇的微生物”一节内容涉及了2个重要概念，即“地球上生活着各种各样的生物，可以根据特征将生物进行分类”以及“不同类群的生物各有其特征，在生物圈中具有不同的作用，保护生物多样性极为重要”。本节内容是前面所学的生物分类内容的延续，对学生更好地学习生物分类及生物多样性有至关重要的作用。同时，本节内容在社会生产实践中还具有不容忽视的重要地位。在本节课中，笔者主要给学生介绍了神奇的微生物中细菌的相关内容。教学时，笔者应采用图文并茂的方式将细菌的结构及特征阐述清楚，另外还要注意引导学生关注细菌与环境及人类的关系。
2 学情分析
微生物虽然个体微小，难以用肉眼观察到，但是学生在日常生活中经常遇到微生物相关的产品、视频等，对微生物有一定的了解，只是对微生物的种类、名称、结构等所知不多。教学时，教师应注重联系生活实际，给学生逐步传递微生物的相关知识。
3 教学目标
3.1 知识目标
描述细菌的主要特征;举例说出细菌与人类生活的关系。
3.2 能力目标
能通过互联网收集整理有关细菌的信息资料，能进行生物学观察和探究。
3.3 情感、态度与价值观目标
在探究学习中，具备合作意识和严谨求实的科学态度;形成关爱健康的情感;树立事物都是一分为二的辩证观点。
4 教学重、难点
4.1 教学重点
描述细菌的主要特征;举例说出细菌与人类生活的关系。
4.2 教学难点
描述细菌的主要特征及它们与人类生活的关系。
5 教学过程
5.1 创设情境，引发思考
教师展示“手”的图片，导入新课，引发学生思考：“我们的手干净吗？”利用“舒肤佳肥皂”广告视频小结答案：人们的手不干净，上面有很多看不见、摸不着，必须使用显微镜才能观察到的生物。这样由此引出本节课的课题“神奇的微生物（第1课时）”。同时，给学生介绍微生物的特征：结构简单、体积很小及微生物的分类（细菌、真菌、病毒），并告诉学生将主要学习细菌的相关内容，学习形式是游戏闯关。
5.2 模型建构，形象直观地了解细菌结构
首先，教师让学生看图说话，使学生了解细菌主要分为球菌、杆菌和螺旋菌。然后让学生自主学习细菌的主要结构及功能。并请学生将黑板上的细菌挂图各部分结构“贴一贴”，将各部分结构名称在挂图上通过贴纸的形式标示出来。
教师展示植物细胞结构图，请学生回顾植物细胞基本结构。并要求学生利用红色贴纸将细菌细胞和植物细胞相似结构标示出来，用黄色贴纸将植物细胞、细菌细胞不同之处标示出来。通过让学生上台贴细菌各部分结构名称以及比较细菌和植物细胞区别，使学生了解细菌和动、植物细胞的本质区别是“没有成形的细胞核”。
教师详细讲解植物细胞核和细菌核质区别：细菌细胞没有成形的细胞核，只有核区，核质，没有核膜包被。像细菌这样的细胞称为原核细胞，由原核细胞组成的生物称为原核生物。然后，告诉学生，有些细菌还有荚膜和鞭毛。
最后，学生小组合作，建构模型，更形象直观地了解细菌的各部分结构及功能。在学生建构模型之前，教师先展示校生物兴趣小组的学生制作的模型照片，指导、开拓学生思路。选取几个学习小组展示他们的细菌模型，并介绍各部分结构的功能。
5.3 阅读资料，获取正确信息
教师给出痢疾杆菌和枯草杆菌图片及它们的相关资料，请学生从资料中找出关键信息，得出：痢疾杆菌是营寄生生活的细菌，枯草杆菌是营腐生生活的细菌结论。
设计意图：培养学生从资料中获取正确信息的能力。
5.4 学生调查，透过现象看本质
课前，学生分小组进行调查“细菌对环境的影响”。学生分组调查时，小组成员要明确分工，共同合作调查。每组学生根据自己调查时观察到的现象进行资料收集，分析原因，最后得出结论。上课时，每组组长对本组调查过程及结果进行汇报：细菌是大地的“清洁工”。地球上动、植物的遗体主要被腐生细菌分解为二氧化碳和无机盐，而二氧化碳和无机盐又是绿色植物制造有机物的原料。
设计意图：教会学生科学的调查方法，同时，培养学生合作学习，收集、整理、分析资料的能力。
5.5 收集资料，表演汇报
学生课前分小组收集细菌与人类关系的资料，并整理这些资料，在课堂上以表演的形式汇报。
设计意图：教师利用多感官教学，让学生留下深刻的印象。
5.6 知识冲浪，检测学习效果
教师提出问题：① 说说细菌和前面所学的动、植物细胞最主要的区别是什么？（细菌细胞没有成形的细胞核，只有核区，核质，没有核膜包被，这种细胞属于原核细胞）② 如果自然界中的各种细菌突然都不存在了，将会出现什么现象？（可从细菌对环境和人类的影响方面作答）
5.7 课外拓展，开拓学生思维
教师要求学生撰写科学幻想报告，以“细菌对未来环境产生的影响”为主题，题目自拟。
微生物与人类健康问题范文4
论文摘要：介绍了兽医用抗微生物药当前发展及应用的现状，指出必须根据动物疾病的种类、药物的理化性质、动物的生理特性，科学规范地使用抗微生物药物（抗生素），才能很好地解决生产实践中的问题。
抗微生物药是指对病原微生物（细菌、病毒、支原体、真菌等）具有抑制或杀灭作用的药剂，主要用于全身感染的药物，包括抗生素、化学合成抗菌药、抗真菌药与抗病毒药。抗微生物药品用于临床兽医已有多年，在促进动物生长、提高养殖经济效益方面发挥了重要的作用。从20世纪50年代开始至今，大量的试验表明，抗微生物类药物具有较好的免疫调节作用，能增强或减弱机体免疫功能。但广泛应用也带来了许多新问题，如不合理使用和滥用造成巨大的经济损失、药物残留间接危害人类健康等。
1抗微生物药物免疫调节作用机制
抗微生物药物的免疫调节机制常见的有：
（1）影响巨噬细胞粘附、趋化、吞噬和杀菌作用。
（2）影响抗原或有丝分裂原刺激下淋巴细胞向母细胞分化、增殖。
（3）影响抗体生成和补体活化。
（4）使免疫器官受到抑制，进而使免疫活性细胞的生长受到抑制，或使其易于破坏。
（5）穿过细胞膜进入某些细胞，如巨噬细胞和免疫活性细胞，直接破坏细胞的吞噬功能、生长代谢功能以及产生各种细胞因子的功能。
2药物残留的检验方法
抗菌药物的广泛使用，使耐药问题日益突出。肉类、蛋类及乳品内的药物残留成为影响人类健康最为严重的问题。药物残留的检验成为控制药物残留的关键。测定药物残留的方法很多，大致可分为3种：一是利用生物测定法（Bioassay），二是化学分析法（Chemicalanaiysis），三是兼生物和化学的酶联免疫检查法（Enzymeimmunoassay）。
为能快速确定动物食品中是否有残留及大致确定残留药物的类别，国外通常做法是遵循一定程序对被测产品进行取样，按规范要求对样品进行快速筛选检验，然后再用更精确的方法确证超标药物的品种和准确含量。在快速筛选检验的程序中，细菌抑菌试验法起到非常重要的作用，它可在短时间内进行大批量样品的实验，而且经济、敏感性好。
3药敏试验
药敏试验是临床选用抗生素药物的重要论据。不断推出的新抗生素药物在与疾病斗争中做出了巨大的贡献，但由于抗生素的滥用，导致临床致病菌耐药率越来越高，多重耐药菌感染日益增多，临床抗感染工件日趋困难，这种现象必须引起医药工作者的高度关注。
由于经济原因及部分地区缺乏相应的临床用药监测条件，个体化给药无法开展。细菌药敏试验也不普及，在使用抗生素时只凭经验和习惯性用药，常造成本地区抗生素的乱用和滥用，致使耐药株增加。
4抗微生物药物PK-PD研究
药代动力学（Pharmacokinetics，PK）和药效动力学（Phar-macodynamics，PD）研究可以描述药物对微生物产生效应的时间动力学过程及时间作用类型，对评价药物的有效性、推测最佳治疗剂量和用药间隔、不良反应最小化以及避免或减少药物耐药性都有指导性的作用。因此，PK-PD研究是抗菌药物合理应用的基础，对于全面反映药物、宿主及微生物三者之间的关系，评价药物疗效，制定最佳临床给药方案具有重要的理论和实际意义。
PK-PD整合用于优化兽药给药方案刚刚起步，相比人药在此方面的研究仍有较大的差距，应进行各种药物在动物体内体外的试验来获得数据并用于兽药给药方案的优化。给药方案的优化体现在细菌的清除和症状的痊愈、耐药菌出现的几率最低、不良反应减少等方面。在兽药抗微生物药物的临床应用中，PK-PD参数对制订合理有效的给药方案、降低兽医临床上细菌耐药性有重要意义，有望成为未来兽药生产厂家药物开发与研究、设计合理剂型与给药方案的重要依据。
5兽用微生物制品技术开发
作为畜禽疾病预防控制的有力武器，兽用生物制品在畜牧业的发展中发挥着越来越重要的作用。畜牧业的发展带动了兽用生物制品的技术进步，后者的进步又促进了畜牧业的繁荣。同时也应该看到，作为一种特殊的兽药，其研究成果为动物与人类的健康、现代生物科学探索等做出了巨大贡献。但由于生物制品本身的特性和安全防护方面的漏洞，也会出现某些生物灾害，造成不应有的损失。
微生物制品是抗生素、化学药品、激素类的理想替代品。它除具有中草药的优点外，还有一般中草药没有的优点，即对畜禽的营养作用。微生物制品的研制、应用理论目前日趋成熟和完善，微生物制品生产工艺由实验室转向工厂化，生产品种规格日益丰富，为兽用微生物制品的开发奠定了良好的基础。
微生物制品的生产应用也存在一些问题，如发酵生产难度大、产品标准难统一，加工储运过程中耗氧、高温均使其大量失活，动物胃酸对微生物有灭活作用，在胃肠道定植能力不强，颗粒饲料制粒过程中微生物失活，使用效果不稳定。因此，微生物制品生产、应用技术开发要围绕以下问题进行：一是微胶囊包埋；二是研制微生物在动物消化道中赖以生存的营养物质，如寡糖。
6抗微生物药的合理应用
抗微生物药物是目前兽医临床使用最广泛和最重要的药物，对控制家禽传染病起着巨大的作用，但当前不合理用药较为严重，常造成治疗失败、不良反应增多、药品浪费、细菌耐药性产生、兽药残留等，为了充分发挥抗菌药物的疗效，必须切实合理地使用抗菌药物。
（1）严格掌握适应症。推断或判定病原微生物，选用适当药物，如革兰氏阳性菌感染可选用青霉素类、大环内酯类等，革兰氏阴性菌感染可选用氨基糖苷类、氯霉素类和氟喹诺酮类等，鸡慢性呼吸道病选用氟喹诺酮类、泰乐菌素、泰妙菌素等。
（2）制定给药方案。根据药动学特征，制定合理的给药方案，保证剂量合适、疗程充足和防止不良反应。
（3）避免耐药性的产生。不滥用抗菌药物，能不用尽量不用，单一药物有效不要联合用药；及时、足量、疗程恰当；尽量避免局部用药和长期用药；病因不明或病毒性感染不要轻易使用抗菌药物。
（4）强调综合性治疗措施。加强饲养管理，改善家禽体况，增强机体免疫力；纠正水、电解质平衡失调等。
（5）抗菌药物的联合应用要合理。①联合用药必须有明确的特征：一种药物不能控制的严重感染或混合感染；病因未明危及生命的严重感染；易出现耐药性的细菌感染；需长期治疗的慢性疾病。②必须根据抗菌药的作用特性和机理进行选择，避免盲目组合。根据抗菌药物作用特点，可将抗微生物药分为4类：Ⅰ类为速效杀菌剂，如青霉素类、头孢菌素类；Ⅱ类为慢效杀菌剂，如氨基糖苷类、多黏菌素类；Ⅲ类为速效抑菌剂，如四环素类、氯霉素类、大环内酯类；Ⅳ类为慢效抑菌剂，如磺胺类。I类与Ⅱ类合用出现协同作用，I类与Ⅲ类合用出现拮抗作用，I类与Ⅳ类合用无明显影响，其他合用多出现相加或无关作用。作用机理相同的药物合用疗效并不增强，但可能相互增加毒性或出现拮抗作用，如氨基糖苷类之间或氯霉素、大环内酯类、林可霉素类之间。③注意药物间配伍禁忌。
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微生物与人类健康问题范文5
一、STS视觉下的高职微生物课程理念
1.强调课程理解的综合性。在传统的科学教育中，人们习惯于从科学的角度看待世界，很少考虑对现实世界的多维和综合的理解。STS课程的综合理解在高职微生物中的表现有以下两个方面：第一，通过多媒体教学向学生展示肉眼看不见的微观世界，尽可能给学生以宽泛的生活和认识方式。第二，不是把知识看成分离的、独立自主的体系，而是强调知识的多种形式，以及各种形式之间的联系，例如，电子显微镜，气相、液相色谱技术，与物理、化学、生化等相关学科的交流与协作，都对微生物的向前发展起极大的推动作用。
2.倡导课程教育的多元性。多元性是一个很难明确定义的概念，有强调文化的多元性、政治的多元性、价值系统的多元性等等。对于高职微生物来说，STS教育的多元性包含以下两方面的含义：首先，体现了多元文化教育的基本思想。STS教育实施多元文化教育的最大特点就在于它和社会行动密切联系在一起，高职微生物中，如环境中的微生物污染揭示了当今世界面临的一个重大社会问题；免疫学防治和诊断，流感病毒、肝炎病毒等病原菌对人体的感染途径及致病性等与人类社会生活密切相关；微生物在工农业生产上的用途、制药工业中的微生物控制等知识与经济生活、生产实践密切相关。其次，体现了伦理和道德的多元性。STS教育倡导科学教育领域渗透道德和伦理教育的理念可以在微生物教学中得到很好地实施，如微生物对艾滋病、淋病及其病原菌HIV、淋球菌的传播与感染的分析，使学生在人类的意识形态、伦理道德方面接受深刻的教育。
3.注重课程组织的开放性。STS课程无论是课程的结构、内容，还是课程的组织、功能，都体现了一种开放的思想和体系。例如，美国的CHEMCOM课程，是化学领域中的STS课程，在结构上，其编排是非线性的，它由八个单元构成：“供水的需要”、“保护化学资源”、“石油：是燃烧还是修建”、“养活我们的社会”、“我们世界中的核化学”、“化学、空气和气候”、“我们的健康和化学”、“化学工业：前景和挑战”。这八个单元是按照主题需要安排的，而不是按照学科结构安排。传统科学课程往往是预先制定一种课程的结构，在这种课程框架的限制下，课程的所有调整和修改都在这种框架中进行。STS视觉下的微生物课程也应该呈现出一种开放的结构，随时准备接受外部的信息，对课程作出适当的调整。这一点对高职专业基础课的教学尤为重要，因为它肩负专业课和基础课的双重负担。
二、STS视觉下的高职微生物课程设计
1.确定课程的性质与地位。不管是英国的SATIS课程，还是美国的CHEMCOM课程，由于新的信息不断加入，可能使整个课程结构呈现出一种不稳定的状态，有时似乎杂乱无序，无规律可循。对于英美国家来说，这些不稳定的因素会促使人们试图寻找更为合理的课程结构，这就保证了STS课程始终处于发展和更新的状态，使课程呈现出勃勃生机。但是，我们的课程教学发展历史及学生思维习惯不同于英美国家，我们的STS教育应该是形成和维持我们国家的文化，当我们在构建我们的STS课程时，我们要考虑学生过去所接受的教育及目前的思维特征。新课程的构建犹如新生命的产生，课程性质和地位的确定犹如新生命的定形，我们筛选新信息纳入其中犹如给新生命补充营养，使我们的课程处于不断“生长”和“发育”的动态过程中。因此，在设计课程内容前，我们应确定本课程的性质与地位。
“微生物学”课程是我校生物制药专业学生的一门重要专业基础课，它的前修课程是生物化学和有机化学，相关的后续的专业课程有微生物制药工艺学和专业实验。我们的学生毕业后主要成为生产第一线的工人，为了适应现代生物技术“日新月异、突飞猛进”的发展势头，新研制的《微生物课程大纲》力求注重培养学生的主动学习能力；更加注重社会的需求和专业课学习的需要；更加关注培养学生的独立解决问题和职业迁移的能力；新加了职业道德和人文素养方面的知识。期望每个学生通过学生本课程，能对现代生物制药技术有更多的思考；能为专业课的学习打下良好的基础；能在学习能力、解决问题能力和职业迁移能力方面有更好的发展；能够在职业道德和人文素养方面得到提高。
2.从STS课程实施的基本取向设计课程。课程实施的三种基本取向――忠实取向、相互适应取向、课程创生取向――实际上是体现了教育价值观与课程价值观。对忠实取向而言，学生是课程开发和被加工的对象，我们设计的课程要尊重学生实际，具较强的可操作性。相互适应取向指的是课程实施的过程中，难免会出现意想不到的困难，我们必须及时地修改和加工，使课程与学生处于最大限度地相互适应。由于高职教育面向地方经济，课程创生取向显得尤为重要，我们不仅要关注地方上的制药行业，还要关注全国的甚至是国际上的制药行业，适时地把新信息纳入我们的课程。
我们新研制的《制药微生物课程大纲》由四个单元构成：“微生物和我们的健康”、“制药工业中的微生物”、“微生物制药：前景和挑战”、“台州的微生物工业”。“微生物和我们的健康”是本课程的核心内容，定30学时，对于提高学生在生物制药方面的科学素养、提高职业道德和人文素养，都具有不可或缺的作用。“制药中的微生物学检查和菌种选育”是直接为今后专业课的学习而设计的，定10学时。“微生物制药：前景和挑战”与“台州的微生物工业”是为学生职业发展的需要而设计的，共8学时，有助于拓展学生的微生物科技视野、增进学生对微生物科技与社会关系的理解。每个单元在微生物课程中的价值如下：
“微生物和我们的健康”侧重基础课的教学。这个单元主要阐述微生物的形态结构、生长繁殖、代谢产物、分类鉴定以及病原微生物的感染途径和致病性。通过探究问题、激发创造性的教学方式，联系实际生活，把原先纯粹客观的科学概念的学习转变为社会背景下的科学概念的学习，以达到对学生实施道德和伦理教育的目标，这是STS教育成为科学教育的一种重要的教育思潮。
“制药工业中的微生物”侧重与专业课的联系。这个单元主要阐述药物制剂的微生物学检查、微生物在制药工业中的应用和制药工业中的微生物控制。通过对微生物在制药工业中的应用和危害的分析，不仅为专业课的学习打下良好的基础，而且使学生在看待自然环境与科学、技术和经济的关系时，不再是机器的不同部分，而是相互影响的有机体，有助于培养学生生态的价值观。
“微生物制药：前景和挑战”侧重培养学生自我学习的意识。本单元简要介绍制药工业中的新型发酵技术、微生物分子育种技术和工业微生物的展望，目的是让学生意识到：不断提高微生物菌种的发酵水平，降低生产成本，发现更多的微生物来源的新药，是生物制药工业必须面临的挑战，故步自封只能自取灭亡。
“台州的微生物工业”简要介绍相关的企业及微生物制药技术概况，使学生对自己所从事的职业有初步的认识。
三、STS视觉下的高职微生物课程实施效果
1.以新思想指导课程教学的全过程。传统教学局限于微生物基础知识的落实，通过课程内容及教学改革，我们摆脱了思想束缚、大胆探索、敢于创新、勇于实践，找出一条融人文教育于科学教育、融国际化教育于本土化教育的适合高职制药专业的微生物教学的可行方案。
2.精简教学内容。传统教学内容偏深且脱离实际，不利于学生对知识的接受与利用。经精选的课程内容，做到深入分析和准确把握各课程内容的地位和作用为基础，以目标培养的实际需要和知识衔接的必要基础为依据，以必需、够用、实用为原则，强调融“教、学、做”为一体。课程教学的风格简明扼要、通俗易懂。
微生物与人类健康问题范文6
关键词：PCR；食品安全；食品微生物；检测
0引言
现代食品行业,有很多有害的微生物严重危害食品的品质与人们的健康,甚至会引起一些严重的疾病。而随着经济的迅速发展,对各类食品的需求也日益增大,因有害微生物引起的各类食物中毒事件也逐渐增多。然而,使用传统的检测方法即非选择性与选择性增菌、生长法及血清学鉴定虽然比较准确,但费力、耗时,一般需4～7 d才能完成。
此外,低水平的病原菌污染,食品加工后导致菌体的“致伤”及食品其它成分的干扰等因素,使得传统的检测方法受到了一定的限制。因此,急需一些快速、特异、敏感的检测方法,以及时发现致病菌,控制污染及其可能对人体健康产生的危害。
分子生物学技术的发展使得许多食品工作者得以寻求更为快速有效的方法来检测病原菌,以期增加敏感性与显著地减少检测时间。其中, PCR技术是比较有效,也是应用得最为广泛的一种检测方法之一。
1 多聚酶链式反应(polymerasechainreaction)PCR技术
PCR技术是由Kleppe等人在1971年首先提出的,即多聚酶链式反应(polymerasechainreaction,PCR),在食品中微生物的检测中发挥着重要作用。自从1985年成为基因工程中重要技术的同时,也为微生物的鉴定分析提供了新的快捷方法。目前美国、加拿大、日本与我国的科研工作者都将致力于PCR技术应用于啤酒等食品中微生物的检测。
1.1 PCR技术检测微生物的原理
PCR技术检测微生物的基本原理是在被检测微生物核酸序列,在PCR体系下经高温变性、低温退火、适温延伸三步循环将单个核酸分子序列以二的指数进行大量复制扩增的过程。即在检测时,被检测微生物双链DNA序列在94℃变性解链成双链,55℃特异性引物与单链DNA结合,72℃在引物的引导延伸复制检测微生物DNA序列。
以上三步进行循环扩增得到大量的被检测微生物DNA序列,最后一般在凝胶电泳下检测目的DNA。理论上只要样品中有一个分子的微生物就可以在短时间内用PCR技术检测到。
1.2 PCR技术检测食品微生物的优点
1.2.1方便性
操作烦琐,自动化程度不高是传统检测方法的一大缺点。传统的检测方法往往需要花费大量的人工来实现。适合不同微生物生长的培养基以及不同微生物适宜生长的pH、温度等都需要花费一定的人力与时间,观察菌落特征、细胞特征、革兰氏染色以及生理生化鉴定等步骤烦琐。
因此,落后的检测方法与高自动化的现代企业形成鲜明的对比,极大地限制了现代化食品企业的发展。而PCR技术检测食品微生物操作简单、方便,仅用一人就能完成检测,具有极大的方便性。
1.2.2快捷性
传统的检测方法最大的缺点就是检测需要时间长,一般的腐败菌检测至少需要2到5天,甚至7天以上。检验结果出来时往往产品已经流向市场,对实际生产具有严重的滞后性。而PCR技术检测食品微生物能在一天之内检测出结果,甚至在几个小时就检测出结果,对食品工业生产具有很好的指导作用。
1.2.3准确性
食品中污染微生物种类很多,即使是同一种食品中微生物种类也有很多,用传统的方法检测食品中微生物要分离出所有的微生物很困难。特别是在检测食品中的弱势菌时,可能很难用传统的方法检测出来,特别是有些微生物很难培养,而用PCR技术检测这些微生物可以避免这些问题,因此,利用PCR技术能够比较准确地检测食品中微生物。
2 PCR技术的发展
2.1普通PCR
随着科学技术发展,PCR技术也在逐步优化与简化其程序,如先进PCR仪,食品样品中微生物检测的PCR模板制取的简化(如超声波破碎法、反复冻融法等),使得PCR技术更加方便、准确。普通PCR技术发展而衍生出许多特殊的PCR检测技术,如PAPD-PCR、Nested-PCR等等。
加拿大LABATT公司的研究人员已经将PAPD-PCR技术运用到鉴别啤酒腐败细菌的种与亚种,Nest-PCR技术检测啤酒腐败菌能提高检测效率。
2.2定量PCR
随着科技的发展,检测也从定性检测发展到定量检测。即检测从有没有到有多少。特别是一些高致病性微生物的检测,有很少的细胞足以使人致病;在科学研究上致力于食品微生物细胞的数量对致病性的严重程度影响的研究。
2.2.1实时定量PCR
实时荧光定量PCR是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。此定量方法的应用基础是TaqDNA多聚酶的5′核酸外切酶活性及双标记荧光探针的发现,它融合了PCR及DNA探针杂交的优点,能直接检测PCR扩增过程中信号的变化,可对核酸进行相对及绝对定量。实时定量PCR较传统的PCR定量方法具有以下优点:
①敏感度高,仅需要极微量的模板。②闭管检测,不需要扩增后分析,减少了产物后分析的污染。③操作简单,反应快速且重复性好。基于实时定量PCR的广泛应用,介绍一下分子信标原理。
分子信标(molecularbeacon)技术是一种呈发夹结构的茎环双标记寡核苷酸探针,两端的核酸序列互补配对,因此标记在一端的荧光基团与标记在另一端的猝灭基团紧紧靠近(图1),荧光基团被激发后产生的光子被猝灭基团猝灭。分子信标的茎环结构中,环一般为15～30bp,且与目标序列互补。
茎一般5～7bp,相互配对形成茎的结构。荧光基团标记在探针的5′端,而猝灭基团则标记在3′端。在复性温度下,模板不存在时形成茎环结构,如果有模板存在,加热变性时茎环双链解开的环序列将与模板配对,分子信标将成链状而非发夹状,使得荧光基团与猝灭剂分开。
当荧光基团被激发时,因猝灭作用被解除而发出荧光。由于酶切作用的存在,分子信标检测的也是荧光积累。荧光强度与溶液中模板的量成正比,因此可用于PCR定量分析。常用的荧光基团有FAM、Texas、Red。
根据分子信标的原理,Invitrogen公司设计了LUX(lightuponextention)引物。引物对中的一个引物3′端用荧光报告基团标记,在没有单链模板的情况下,该引物自身配对,形成发夹结构,使荧光猝灭。在模板存在的情况下,引物与模板配对,发夹结构打开,产生荧光信号。
使用LUX引物进行实时PCR扩增,不需要专门设计探针,既节省了成本又给实验设计提供了宽松的条件。由于没有探针控制特异性,因此它的特异性要弱于探针技术,但非特异性扩增或引物二聚体没有影响,所以其特异性要强于SYBRGreenI。
2.2.2竞争定量PCR
竞争PCR是目前用于分子水平检测的最有效的核酸定量方法,原理是在样品中同时扩增两种相似模板,它们竞争同一对引物、酶及三磷酸脱氧核糖(deoxy2ribonucleosidetriphosphate,dNTP),且以相同效率扩增,产物的比率准确地反映两种模板初始浓度之比。
根据竞争模板的来源分为外源性与内源性竞争模板。外源性竞争模板可分为RNA与DNA竞争模板。RNA竞争模板是提取组织的总RNA,反转录后再引入外源性核苷酸片段或将待测模板缺失掉一段核酸片段,使之与待测模板有相同的引物识别序列、相同的酶切位点及长度相近的重组体。
DNA竞争模板最大的优点是准确性强,操作简便,节约时间,应用范围广,可省去酶切、连接与诱变等步骤。内源性竞争模板一般地用持家基因如β-微球蛋白等作为基因表达定量的内标准,但受到以下因素的限制:
①内源性mRNA必须与目的mRNA的含量相近,否则扩增动力学与指数扩增期不一致;
②因二者mRNA的序列大小与二级结构存在的差异造成了逆转录效率可能不一致;
③两者在不同的引物下扩增,若扩增效率有细微的差别,将会极大地影响PCR产物量,使定量差异较大;
④内源性mRNA在组织细胞中的表达量不总是恒定的,因此内源性基因模板很难对目的mRNA进行精确定量。
3 PCR技术检测食品微生物中应注意的问题
PCR技术在食品检测的实际应用中表现出灵敏度高、速度快、特异性强、简便、高效等特点,为食品检测技术的发展提供了有力的技术支持。
但是,PCR技术在实际应用中也表现出一些缺陷,例如容易出现假阳性、假阴性、产物容易突变、不能检测致毒微生物产生的毒素等。由于食品样品的特殊性与PCR技术的特点,在检测过程中应注意以下几点。
3.1 PCR模板的制备
不论是在提取微生物的核酸,还是直接处理食品样品,模板的制备都很重要,特别是直接处理样品时,食品中有很多PCR抑制因子,要尽可能地除去(包括DNA提取时蛋白与有机溶剂等的去除),这一步的好坏直接影响最终检测结果。
3.2 污染问题
PCR极易被污染,为避免PCR的污染问题,操作要规范,勤换枪头。
4 展望PCR技术在检测食品微生物中的应用
食品在生产、运输、销售过程中很容易受到微生物的污染,所以微生物检测是食品检验中的一项重要内容。
随着生物技术的飞速发展与各项新技术与PCR技术的有机结合,以及今后专门针对如何控制外源DNA的污染、如何控制突变与如何利用PCR技术鉴别致毒微生物产生的毒素等方面的深入研究,必将为PCR技术在食品检测领域更加广泛的应用提供新的思路。
总之,随着国内外快速检测技术的发展,用PCR技术检测食品微生物已把食品微生物检测技术带入一个新阶段。
无论是检测中心还是企业,科研单位,在选用微生物的快速检测方法时,应该考虑到方法的预期目标的精确性、检测时间、经济性、可接受性、操作简便性、技术服务等因素。这需要具备完善的科研管理体系,由各种层次专业人员组成的技术队伍,相当先进的仪器设备配置与相应科研资金投入,以及对国外先进技术与信息的掌握。
5结语
由于其快速、特异、敏感的特点, PCR技术作为一种检测手段仍有巨大的应用价值。食品安全检测中一个十分重要的内容是及时准确地检测出食品中的病原微生物。传统的微生物检测方法虽然有效且特异性高,但存在检测成本高、速度慢、效率低等问题,难以满足现代社会快速检测的要求,并且由于传统的微生物检测方法基本上都需要对病原菌进行人工培养,对一些生长缓慢或是新的病原菌就难以用传统方法进行检测。
而PCR技术等现代生物学技术应用于食品微生物检测,可以克服传统食品安全检测方法的缺点与不足,而且还具有灵敏度高、操作简便、检测周期短、检测成本低等优点。相信随着PCR技术的进一步完善,将是今后食品微生物检测技术的一个重要研究方向,若能克服所存在的问题,相信大规模推广应用指日可待。
参考文献:
