华南农业大学 海洋生物制药(精选12篇)
华南农业大学 海洋生物制药 篇1
海洋生物制药中常用的生物技术与应用
*建辉 制药*班 2010302*****
摘要:根据近期国际海洋生物技术研究发展的有关信息资料,简要介绍了海洋生物技术研究的现状、前沿领域、最新研究进展以及海洋生物技术中医药的作用,并展望了今后的发展趋势及我国应采取的措施。
关键词:海洋生物、生物技术、制药、抗癌
正文
随着海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位的日益突出,以及多层面的开发利用海洋生物资源的社会需求日益增长,近20年来,海洋生物技术受到了高度的重视,这不仅表现在美国、日本、挪威、澳大利亚、英国、德国等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术确定为21世纪优先发展领域,而且发展中国家,如中国、韩国、墨西哥、印度及东南亚各国等,也不失时机地把海洋生物技术的研究提到国家发展的日程上来。中国在1996年把海洋生物技术研究正式纳“国家高新技术研究发展计划”(863计划)。
1.1海洋生物技术研究在深入发展中不断扩展其应用领域
在海洋生物产业的2个重要方面:水产养殖和天然产物开发,人们希望通过生物技术手段提高养殖种类的生长、发育、繁殖和健康状况,培育出性状优良、抗病抗逆能力强的高产品种,希望利用生物技术的最新原理和技术方法开发分离海洋生物的天然产物、活性物质和化合物等。而近几年重要功能基因的研究成为以实际应用为目标的新热点。希望通过基因组学的研究,鉴定、发现和克隆能够调控养殖生物生长、发育、繁殖、性控、免疫和抗逆等相关的重要功能基因,为遗传改良、基因改造、品种培育和规模化养殖提供广泛的关键应用技术[1]。
1.2海洋水产养殖
海洋生物技术又称海洋生物工程。是以现代生命科学知识为基础来开发海洋、利用海洋的一门新兴学科,是直接或间接利用海洋生物或其成分,来达到既定目标的一类技术。近年来,海洋生物技术在水产领域中的发展日益迅速,并体现出极高的应用价值和经济价值。它对解决水产业中的技术难题、开拓新领域、改造传统产业具有十分重要的作用。现就海洋生物技术在水产上的应用作两点介绍
[2]。
2.海洋生物技术
2.1转基因技术
转基因水生生物与其他转基因生物一样,是利用分子生物学手段,将某一特定
目的基因导人水生生物体内,而使其遗传组成和遗传背景发生相应改变的水生生物。世界上第一例转基因动物超级小鼠得益培育成功后,转基因技术得以飞速发展。转基因技术的应用,为克服生物种间杂交不育以及远缘杂交困难等问题,显示出极大的优势。目前,国内外对转基因技术在水产上的应用日益多元化、完善化。涉及的对象包括各种海、淡水经济鱼类,海洋贝类及藻类等。转入的目的基因有生长激素基因、抗病基因等。我国学者张培军采用电脉冲导入法,将外源生长激素基因导人真细受精卵,培育出了转基因真绸。经检验证实外源基因的整合率达到22%。初步观察的结果表明,这些转基因鱼在生长速度和抗病能力上显示出了明显的优势。研究证明,通过基因转移,对虾在抗病力、扇贝在生长率上均有了较大幅度的提高。
2.2海洋生物技术在水产养殖病害诊断与防治上的应用
养殖规模的不断扩大,集约化程度的不断提高,一方面推动了养殖业的迅速发展,增加了经济效益,另一方面也带来一个不容忽视的问题--疾病滋生,严重困扰着养殖业的步伐。因而寻求一种有效的途径来缓解疾病给养殖业带来的危害与损失,是人们当前关注的问题。近些年来,国内外诸多学者将这一新兴科技用于病害防治,取得了不少成果。这些技术比如有单克隆杭体、酶联免疫吸附、核酸探针、聚合酶链反应、细胞培养[3]。
3.0海洋生物药物
目前已有10000多种新型结构的化合物被发现,其中200多种已申请专利,主要包括枯类、聚醚类、皂贰类、生物硫、多糖、小分子多肤、核酸及蛋白质等,主要药理作用包括抗肿瘤、防治心脑血管疾病、抗艾滋病、抗菌、抗病毒、延缓衰老及免疫调节功能等。现已开发的海洋药物,已在治疗癌症、艾滋病、心脑血管病、早老年痴呆症等一些至今仍困扰人类的疾病方面显示出巨大的潜力[4]。4.0海洋生物制药的现状
来自于海洋的活性物质在生物体内的分布是极其微量的,价格极其昂贵,为获得这些物质而大量采集海洋生物,将会导致海洋生物资源枯竭,破坏海洋环境的生态平衡。运用现代生物技术则可以解决这一矛盾,因此,利用生物技术生产海洋药物已成为海洋生物资源开发中的重要组成部分。比如海洋药物基因工程。实现这样的方法有:将海洋药物基因转人陆地生物中表达、将来自陆地的药物基因转入
海洋生物中表达、将海洋药物基因转人海水养殖生物中表达。
目前,利用基因工程技术,将克隆的海洋药物相关基因转人细菌中得到表达,生产重组产物已经取得了一定的进展。存在于某些藻类藻胆体中的藻胆蛋白具有显著的抗癌、抗辐射以及促进造血功能等多方面的生物活性,并能提高患癌生物的存活率。中国药科大学生物技术中心在从鳖鱼肝脏中分离纯化肝刺激物质,测定N一端氨基酸残基序列,根据序列分析结果合成简并引物并获得相关序列。5.0海底基因资源是一个有待开发和利用的潜在宝库
海洋独特的环境,浩瀚流动的海水,极端的生活条件,使得海洋生物,特别是深海生物,具备了极强的自卫能力和适应环境的能力,它们体内产生了形形色色结构特异、性质特殊的海洋生物天然产物,这些结构新颖、功能独特的物质具有很强的生理、生化活性,有的具有抗肿瘤、抗病毒活性;有的含有高/低温酶,它们的极端性质超出了传统酶催化功能的临界范围,其优异的催化效果无疑会给众多的应用领域增添新的活力,有人预测,它的应用和发展将为需酶工业带来一场革命。此外,有的含有特殊的毒素和抗毒素,有的甚至能分解神经毒剂,在医药领域中有着广阔的应用前景[5-6]。
参考文献:
[1]唐启升,陈松林.海洋生物技术前沿领域研究进展[J].海洋科学进展,2004,02:123-129.[2]周进,黄捷,宋晓玲.海洋生物技术在水产养殖中的应用[J].北京水产,2003,05:11-15.[3]管华诗.海洋天然产物与海洋生物技术[J].生物工程进展,1994,06:25-29.[4]杨雨,秦松.海洋生物制药现状及展望[J].中国生物工程杂志,2005,S1:190-193.[5]徐洵.海洋生物技术与资源的可持续性利用[J].中国工程科学,2000,08:40-42.[6]许实波.我国海洋生物制药的发展及展望[A].中国药学会.2006第六届中国药学会学术年会论文集[C].中国药学会:,2006:5.
华南农业大学 海洋生物制药 篇2
1 加强人员管理,重视实验人员的队伍建设
重视实验室人员建设,建立一支责任心强、业务素质高的实验人员队伍是做好实验室管理工作的必要条件。在人员培养方面,学校相关部门及学院应鼓励实验人员有计划地进行培训、进修,实验人员应争取机会到其他院校同类实验室参观、学习和交流,以扩充知识面,提高业务能力。在人员结构方面应配备合理,既要有专业知识强的实验教师,也要有操作能力、实践能力强的实验技术人员,同时还要有仪器设备、电器等维修方面的技术工人和其他人员,我院实验教学中心既有理论和实践相结合的教师,又有专门的实验技术人员,也有负责设备检修的技工和实验材料采购人员,这样在工作上既做到分工明确,又做到团结协作,共同完成实验室的各项工作。另外,学校建立相应的激励机制,调动实验人员的工作积极性,以促进实验室教学及科研工作的全面开展。
2 加强制度管理,推进实验室管理规范化
实验室的规章制度是规范和协调实验室人员以及学生从事实验活动的行为准则,是维护实验室正常管理秩序,确保实验室各项工作不可缺少的管理规定。根据学校实验室管理的规定和生物实验室的特点,生物实验室配套制定了相关的实施细则,包括实验室人员岗位职责,实验室开放及管理细则,仪器设备管理办法,实验室安全与环境管理制度,有毒及废弃物管理实施细则,采购管理、实验材料、低值易耗品管理办法、学生实验室守则、学生仪器设备损坏赔偿办法,针对生物类实验室的特点,制定了教学用易爆剧毒物品管理暂行办法,实验室安全与环境管理暂行办法等,以保证实验室和师生的人身安全。实验员必须熟悉实验室相关规定,严格遵守各项规章制度,进入实验室的学生要了解实验室的各项相关制度,并照章执行,使实验室工作更加规范、有序,以满足教学、科研和管理工作的需要。
3 加强实验教学与实验室开放管理,积极为实验教学和科研服务
生物实验室归属于实验教学中心,主要任务是实验教学,同时也对水产学院师生开放,为教师科研工作、研究生、本科生毕业论文设计及创新性实验的开展提供实验平台。
3.1 教学管理
组织好实验教学工作。在每学期末,实验教学任务下达到实验教学中心,根据学校教学计划安排好实验员、实验室及上课时间,实验员提前协助任课教师做好相关的准备工作,如做好实验教学计划表,根据实验项目和内容做好实验所需试剂、实验材料、实验用品及仪器设备的准备,防止浪费,对于一些新开设的项目做好预实验,以保证实验效果。各门实验课教学计划表需要存档保管,通过实验计划表可以统计出实验室每年完成的教学人时数、实验项目数、实验室利用率等。实验员除了做好实验课的准备工作,还必须协助任课教师做好实验课的课堂辅导,并做好实验课的课程记录。
3.2 开放管理
实验室的开放与大学生创新能力培养是一个有机的整体,实验室的开放为大学生提供了自主实践学习的平台,助推了大学生创新能力的培养,以大学生创新能力培养为导向也为实验室教学改革明确了开放的目标与要求。
在完成教学任务的时间以外,实验室对水产学院师生开放。由于学生人数较多,实验场地有限,实验室人员流动较大,以及生物实验的繁琐性,做好实验室的开放管理工作才能使实验室正常运转并最大限度利用实验室。
(1)师生必须提前向实验室提出申请,填写实验室开放申请表和签订实验室安全责任书;(2)对申请者特别是学生进行实验室各规章制度教育,仪器设备使用培训,加强安全教育;(3)开始进行实验。申请者进入实验室必须签到,如实填写仪器使用记录,服从实验员的管理。
4 加强仪器设备管理,保证仪器设备正常运行
生物实验室贵重仪器设备较多,类别也较复杂。一些仪器存放、挪动都有特殊规定,如光学显微镜要求存放在干燥无尘的场所,使用和擦拭都有专门要求,故仪器设备的管理与使用尤为重要。仪器管理包括仪器设备档案管理和使用管理。学校有统一的设备管理系统,每台仪器都备有档案,实验室的重点是仪器的使用管理,必须有一套较完整的仪器使用管理制度,使用登记、检查的方法,以保证实验室的正常运转。每台仪器设备配有操作规程和使用记录本,使用需先培训后上机,第一次使用要有实验员指导,用后必须如实填写使用记录,如发现仪器设备异常,必须及时向实验员反映。未经实验员同意不能私自挪动、外借仪器,大型仪器(≥10万元)实行专人管理制度。
实验室根据实验教学及开放计划合理安排实验仪器的使用,以确保实验教学和实验室开放的顺利进行,提高仪器的使用率。为适应教学和各学科的发展,实验室每年进行实验项目建设,更新和补充仪器设备,进一步为学院学科发展奠定基础。
5 加强安全管理,保证师生和环境安全
高校实验室专业涉及面广、进出人员多、层次杂、流动性大、师生安全意识淡薄、安全防范设施陈旧或缺少、安全资金投入少。高校要健康、快速、稳定发展,实验室的安全管理就显得尤为重要。所以必须建立健全实验室安全管理制度,采取相应措施,强化安全、环保意识,对师生进行安全培训,落实安全责任制,定期检查,积极治理安全隐患,为实验教学和科研创造一个良好的环境。
5.1 生物安全
生物安全在全球已经受到越来越多的重视,生物类实验室在生物安全方面要担当起应有的责任,尤其是在涉及病原生物及实验动物时,要严格按照卫生部《微生物和生物医学实验室生物安全通用准则》和国家科委《实验动物管理条例》等相关的法规执行,生物类实验室的设计、建造及使用要符合安全通用准则,实验动物在实验前后的管理和处置要符合《实验动物管理条例》,保证师生的人身安全和环境安全。
5.2 试剂管理和“三废”处理
实验室的试剂库需专人管理,所有试剂都应分类存放,特别是一些易燃、易爆、易腐蚀、有毒的试剂必须单独妥善保管,领取试剂有记录,在使用危险试剂时必须填写“危险性试剂领用申请单”,经批准后才能领取使用。实验教学过程中使用的易燃、易爆、易腐蚀、有毒的试剂要加以说明,做好防患工作。
当前我国虽无针对高校实验室废弃物处置的安全管理规定,但是高校应当根据实际情况,结合实验室特点,制订有约束力、切实可行的管理制度。可根据相关的规定,如《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《危险化学品安全管理条例》《废弃危险化学品污染环境防治办法》等妥善处置实验中产生的废气、废液、废料,这也是保证实验室环境安全、防止环境污染、减少人身伤害的重要措施。根据生物实验室特点,各种废液废物用符合标准的容器进行分类收纳,并对每一类废液废物贴上标签以便回收处理,收集的废液废物由学校统一联系专业公司进行无害化处理。在实验及仪器药品保管过程中会产生各种有害气体,实验室(仪器室、准备室)要有良好的通风排气装置,及时把有害气体经过无害化处理排出室外。在使用挥发性较强及有毒气体试剂时必须在通风橱内使用。实验室可对部分废旧试剂瓶(如乙醇空瓶)采取回收使用,既环保又节约资源。
通过加强实验室环保教育,逐步提高广大师生环保意识,推崇“以低毒代替高毒,以无毒代替有毒,以少量代替大量”的做法,从源头上减少废弃物产生。
5.3 用电安全
生物实验室仪器较多,必须注意用电安全。实验室用电安全主要是操作人员的人身安全及仪器设备的使用安全,操作人员必须严格遵守用电、用水、仪器设备等的安全操作规程,如蒸馏水器、高压灭菌锅等,应严格按照操作规程使用。生物实验室应根据本身特点制定安全用电、用水管理办法,每天下班前实验员必须负责检查实验室水电使用和关闭情况。每学期开始、学期中、学期末定期进行安全防火检查,发现安全隐患及时整改,确保实验室的安全。
6 加强维护管理,保证实验室各项工作正常运转
实验室的维护管理是保证实验室健康、长远发展的必要环节。
6.1 场地维护
为确保有一个舒适的实验环境,学期始末实验员必须做好防火、防盗、防事故、防灾害的各项措施,落实到位并做好记录,每天安排学生进行卫生值日,保持实验室的干净整洁。
6.2 仪器维护
仪器设备定期按维护规程进行擦拭、清扫、润滑、调整等护理,以维持和保护设备的性能和各项技术指标。实验室要经常通风、抽湿,保证仪器设备存放于干燥且无酸、碱等腐蚀气体的环境中。对于实验室损坏的仪器要及时检查维修,并做好维修记录,无法修复的按有关规定进行责任赔偿或报废处理。根据使用情况和学生人数,仪器必须适时地购置和补充,以增加学生实验的选择,同时有效地利用仪器。
高校实验室作为教学、科研的重要基地,是新形势下培养高素质、创新型人才的平台。实验室管理是长期复杂的,涉及多方面的内容,各方面相辅相成,组成一个完整的系统,每个方面的管理情况都会影响到整个实验室运转。通过对实验室的全方位管理,以达到实验室的正常运转和最大化使用,完成新时期高等学校人才培养的目标。
摘要:高校生物实验室是教学、科研的重要基地,是生物学学科建设的基础平台,从实验室人员、制度、教学与开放、仪器、安全、维护等方面对实验室管理进行了全方位阐述,有助于实验室有序、稳定的运转,以达到最大化使用。
海洋世界巨型海洋生物大冒险 篇3
推荐项目:
北极熊海岸
如果你曾梦想有一天和北极熊面对面相遇,那么在澳大利亚海洋世界的“北极熊海岸”就能轻松的满足你的愿望。这里模拟北极熊的夏季气候,包括人造气流、雾水、降雨,以及北极熊自然栖息地中具备的溪流、瀑布、植物等都一应俱全,难怪澳洲仅有的北极熊宝宝在这住得如此开心活泼。
海洋世界拥有澳大利亚唯一的北极熊,让北极熊安家在南半球已经够神奇,更难得的是它们还在这里孕育了北极熊宝宝。今年5月9日北极熊宝宝亨利刚满两岁,在这里,你不仅可以亲身感受北极熊宝宝的成长故事,还有机会于原生态中近距离接触快乐的北极熊一家:北极熊宝宝和她的妈妈丽雅(Liya),还有北极熊双胞胎兄弟哈德森(Hudson)和纳尔逊(Nelson)。
南极企鹅馆
澳洲是离南极最近的大陆,因而南极企鹅成为海洋世界里不可错过的海洋明星。在企鹅馆里住着国王企鹅(King Penguin),其体型大小仅次于世界最大的帝皇企鹅,还住着俗称“绅士企鹅”的金图企鹅(Gentoo Penguin)。在这里,你不仅可以看到企鹅宝宝在冰上及水底下的生活状态,还可了解南极企鹅的科普知识。除了大型的南极企鹅,花样世界里当然少不了澳大利亚最著名的神仙小企鹅,它们每只平均重0.5-2.1公斤,世界上最小的企鹅。
鲸鱼奇遇记
每年6月底至11月初,座头鲸正在向南极迁徙,昆士兰的重头节目就是与鲸鱼亲密 。无论是观看座头鲸在黄金海岸度假休息,或矮小须鲸畅游大堡礁,昆士兰都是优质的赏鲸观察地。天气允许的情况下,海洋世界特别定制设计的价值350万澳币的双体船每天将轻松承载超过100名乘客,在富有经验的专业服务人员带领下,游客将获得千载难逢的机会,近距离欣赏鲸鱼。你可以拥有与这世界上最大的哺乳动物亲密互动的机会,目击自然不可思议的力量,捕捉它们破水而出的一瞬间。
鲸鱼成长可达15米长,重达45吨,相当于11只大象或者600个人,但这并不能阻止它们在海洋中玩乐。它们天生活泼好动,用45吨的身体玩“海上炸弹”只是它们的爱好之一。这些大海的巨人还喜欢用它们的前肢拍打胸脯,并不时地充当“喷泉”,非常可爱逗趣。
梦幻海豚表演
海洋世界的海豚湾拥有最大的沙底咸水湖,剧场共有5个海豚池,储水量超过1700万公升,而有顶盖的看台可以容纳2500人。2014年12月新登场的海豚秀重头戏中加入了冲浪板元素,并充分展现海豚与训练员之间天衣无缝的完美配合,这个让观众惊叹尖叫的表演奖每天上演两场。
海豚是体型较小的鲸类,本领超群、聪明伶俐,总是表现出十分温和可亲的样子。这群聪明活泼的哺乳动物能够听懂训练员的各种指令,做出空中翻滚、跳跃、直立、摇摆、点头、急速滑行等多种高难度花式表演,而且泳姿优雅敏捷、赏心悦目。调皮的海豚宝宝还会唱歌、跳舞、招手与观众互动,让你见识海洋世界的无穷魅力。
海洋生物制药的研究现状及展望 篇4
摘要:现代生物技术在制药产业中发挥了重要作用,海洋生物技术的出现和发展推动了海洋生物药物的研究,是今后生物技术药物的发展方向。综述了生物技术在海洋药物开发中的应用,并展望了新世纪海洋生物制药的前景。
关键词: 海洋生物药物生物技术基因工程研究展望
海洋生物是巨大的生物资源库,由于海洋环境的特殊性和科学技术手段的限制,以往人们对海洋生物的研究和开发受到严重的限制。现代生物技术的迅速发展为研究和开发海洋生物搭建的平台,提供了锐利的武器。海洋生物技术是将现代生物技术的各种技术手段,基因工程技术、细胞工程技术、微生物技术、酶工程技术、生化分离技术等应用于海洋生物领域形成的现代生物技术的重要分支[1]。
海洋药物研究经历近半个世纪的探索和发展,已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料,特别是近年来生物技术的迅猛发展,为海洋药物开发提供了新的研究方法、研究思路和发展方向。现代的化学研究方法与多种生物技术越来越紧密地结合,已成为当今海洋药物研究发展的主流,并且是今后数十年海洋药物研究的主要趋势。随着海洋开发步伐的加快和现代生物技术的广泛应用,从海洋生物中发现活性天然产物,并将其开发成新型药物得到了研究人员的普遍重视。
(一)海洋生物活性成分的研究
1、海洋生物药物
21世纪人类社会面临着“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战,一直以来作为药物主要来源的陆地生物正面临着被开发殆尽的危险。向海洋进军,开发海洋药物迫在眉睫。海洋作为一个特殊的生态系统,在某种意义上,本身就是一个复杂的培养体系。海洋生物处于高盐、高压、低温和无光照的环境中,相互间的生态作用多是通过物种间化学作用物质如信息素(pheromones)、种间激素(kairomones)、拒食剂(feeding deterrents)等来实现,远比陆生生物复杂和广泛,这导致海洋生物,特别是深海生物体内含有与陆地生物无法比拟的化学结构奇特、新颖并具有高活性、高药效的先导化合物,为新药研发提供了大量模式结构和药物前体[3]。
2、海洋天然活性成分的发现
海洋天然活性成分的研究是海洋药物开发的基础和源泉。海洋生物种类繁多,存在着许多特殊的次生代谢产物。然而,目前对海洋生物中活性成分的发现还仅仅处在开始阶段,[2]
经过较系统的化学成分研究的海洋生物还不到总数1%,还有大量海洋生物有待于进行系统的化学成分研究和活性筛选。研究重点主要集中在无脊椎动物等低等的海洋生物。海洋天然活性成分往往具有复杂的化学结构而且含量极低,建立快速、微量的提取分离和结构测定方法以及应用多靶点的生物筛选技术发现新的生物活性成分是当前科学家面临的挑战。
(二)开展海洋化学生态学研究
海洋化学生态学是结合海洋天然产物化学和生态学方法,探讨海洋生物化学防御机制、追踪活性天然产物的生物源头及其生态学作用,揭示海洋生态系统的化学本质。研究海洋生态环境中活性化学物质在生物间的信息传递方式、化学防御机制、生物间的相互关系以及食物链关系等,从生态的宏观角度探讨生物活性物质的作用机制。
1、海洋药物基因工程
海洋药物基因工程,是指利用分离自海洋生物的有药用价值的基因或以规模化养殖的海洋生物作为表达受体进行遗传操作,从而大量获得高值廉价的药物。根据其供体基因和表达受体的不同,可以分为3个方面:
(1)将海洋药物基因转入陆地生物中表达。将药物目的基因重组入适当的载体后,借鉴微生物基因工程、植物基因工程和动物基因工程的方法,可在陆地微生物、植物或动物中表达。
(2)将来自陆地的药物基因转入海洋生物中表达。某些海藻的养殖,如海带,已经形成大规模的产业,在产量上相对于某些高产的陆地作物也具有很大的优势。可以将海洋生物作为来自陆地的药物基因的理想表达受体,生产人们所需要的药物。
(3)将海洋药物基因转入海水养殖生物中表达。将稀有昂贵的药物基因转入产业化的海水养殖生物中表达,不仅可以获得药物,还可以促进多种优良性状的优化组合,培育海水养殖新品种,带动现代海水养殖业向纵深发展。
目前,利用基因工程技术,将克隆的海洋药物取得了一定的进展。存在于某些藻类藻胆体中的藻胆蛋白具有显著的抗癌、抗辐射以及促进造血功能等多方面的生物活性,并能提高患癌生物的存活率。秦松等在克隆到别藻蓝蛋白(APC)基因后,将该基因转化到大肠杆菌后获得高效表达基因重组别藻蓝蛋白— — 镭普克(rAPC),该药物具有明显的抑制小鼠S,舯肉瘤的活性,相关的药理药效研究正在进行之中。中国药科大学生物技术中心在从鲨鱼肝脏中分离纯化肝刺激物质(sHSS),测定N.端氨基酸残基序列,根据序列分析结果合成简并引物并获得sHSS的cDNA序列。在此基础上,构建了该基因的原核表达载体质粒,转化大肠杆菌BL21后,利用半乳糖诱导,获得了重组产物。中山大学生命科学院海洋生物
功能基因组开放实验室从南海侧花海葵(Anthopleura sp.)触手毒腺cDNA文库中筛选、经基因工程技术改造后获得新型重组海葵肽类毒素hk2a,通过建立新西兰兔CCHF模型,给药后可即刻增加左室射血分数(LVEF),具有起效快、作用强,持续时间长,对心率无明显影响等特点,是一种新型的潜在正性肌力药物[4];中国科学院上海生化细胞研究所克隆了芋螺毒素(Conotoxin)的cDNA,是神经科学研究的有力工具药和新药开发的新来源。
目前,在海洋药物的开发研究领域走在前列的是美国、日本等科技发达国家,在我国,对海洋药物的研究尚是一个方兴未艾的领域。
有关资料显示,我国目前已有6种海洋药物获国家批准上市:藻酸双酯钠、甘糖酯、河豚毒素、角鲨烯、多烯康、烟酸甘露醇等;另有10种获健字号的海洋保健品。我国正在开发的抗肿瘤海洋药物有6-硫酸软骨素、海洋宝胶囊、脱溴海兔毒素、海鞘素A(BC)、扭曲肉芝酯、刺参多糖钾注射液和膜海鞘素等药物,但其长期疗效还有待于进一步观察评价。此外,尚有多个拟申报一类新药的产品进入临床研究,如新型抗艾滋病海洋药物“911”、抗心脑血管疾病药物“D-聚甘酯”和“916”等,国家二类新药治疗肾衰药物“肾海康”等。
(三)海洋生物制药研究展望
21世纪的海洋生物技术,将向着水产养殖、天然产物获取和新能源开发3个方向发展,海洋生物技术的兴起,大大繁荣海洋药物的研究与开发。今后海洋生物制药的主要发展方向有:
(1)开发海洋生物基因工程药物。用细菌、酵母、蓝藻作为表达系统,选择海洋生物中药理活性强的多肽和蛋白质类物质为突破口,开展基因工程研究,促进基因工程药品的发展。如不仅从受体生物中分离纯化单一成分的目的产物,还可以直接以海产品为口服性药物,进行海洋基因工程疫苗研究。
(2)开发海洋生物细胞工程药物。选择海藻细胞为突破口,通过筛选和改良,选取药用价值高的细胞株,利用相应的生物反应器,进行规模化生产。
(3)增强海洋天然产物的活性。以基因工程、细胞工程和酶工程为手段,培育出生长快、活性高、抗病性强的海洋药材新品种,并利用生物技术防治海洋药材人工养殖中的病虫害。
随着人类对海洋资源的依赖和开发,海洋生物技术的研究及应用对生产生活的影响日益增加。海洋生物技术是海洋药物产业化的主导技术和关键手段,随着生物技术向海洋生物研究领域的渗透,必将加速海洋药物的产业化进程。
海洋生物制药产业化,应当坚持“务实、高效”的原则,一方面通过政府政策鼓励和
宏观管理,增加在海洋生物技术尤其是海洋生物医药产业方面的投入;另一方面在大学、研究所和企业间建立密切联系,发挥各自在人力、智力、财力上的优势,协调合作,重点发展几个社会效益高、市场前景广阔的项目。最终形成在基础研究方面不断取得进展,并将研究成果迅速转化为现实的生产力,反过来支持和促进基础研究这一良性循环的局面。
现代生物技术应用于海洋药物的研究,改变了以往单纯从海洋生物中提取活性物质制药的模式,解决了海洋药物开发中规模化和合理化的矛盾,使生物技术制药进入一个新的时代,为海洋科学和制药产业的发展以及人类可持续地开发海洋资源开辟了新的道路。
参考文献
[1] 姚文兵、吴梧桐 生物技术制药概论(第二版)中国医药科技出版社
[2]关美君,林文翰,丁源.海洋药物一二十一世纪中国药学研究的新热点.中国海洋药物,20Ol,20(1):1—5
[3] 相建海.跨越新世纪的海洋生物高技术前沿.高技术通讯,2000,10(7):1—4
海洋生物作文 篇5
早上起床,我首先来到了鱼缸前。令我吃惊的是,鱼缸的海洋生物球竟然不见了,这是怎么回事呢?我赶紧拿鱼网在鱼缸里捞。原来许多海洋生物球是白色的,经过一夜浸泡变成了透明的,吓了我一跳。接着我又捞了别的颜色,发现海洋生物球还有红色的、绿色的、橙黄的、黄色的,像许多五颜六色的珍珠,飘在鱼缸里,美丽极了。
早饭过后,我又来到鱼缸前。我发现海洋生物球变大了,变成大脑形状了,里面是绿色的,外面是白色的,而且一碰到它,软绵绵的,一不小心就从指尖滑掉了,像一个个圆滑的小精灵,捏在手里非常好玩。
中午,海洋生物球又变大了,成了一个个美丽的小圆球。我高兴地又蹦又跳,恨不得马上把它串成一串精美的项链。突然,我发现里面有四五个生物球带着许多小眼眼,这会是买之前用针刺过的吗?我捞起来仔细观察,每一个小眼的排列都没有规律 ,原来是生物球本身的气泡所致。
夕阳西下,美丽的月亮出来了。生物球又变了,变成了五子棋的模样。我拿出来当做五子棋游戏,和爸爸一起玩。玩完这种游戏,又玩那种......
华南农业大学 海洋生物制药 篇6
摘要:随着生物技术的大力发展和海洋大开发的进行,国内外对海洋类生物技术人才的需求也日益迫切。在这种背景下,建设生物制药海洋药物方向专业显得尤为重要。本学院从人才培养模式、课程体系、教学手段和方法、实践教学等方面着手完善该专业的建设,力求培养出专业知识扎实、实践创新能力突出的海洋药物研发人才。
关键词:生物制药 海洋药物 建设方案
生物制药已成为国际和国内增长最快的行业之一,是各国高新技术发展的重点。生物技术药物已广泛用于治疗癌症、艾滋病、糖尿病和一些罕见的遗传疾病。随着生物制药行业的快速发展以及人们对生物制药产品越来越重视,不少高校已逐渐开设生物制药专业。
我国是个海洋大国,海洋资源十分丰富。“海洋生物资源丰富,向海洋要药”是生物技术和医药行业不断发展的重要抉择和肩负的历史重任[1]。浙江海洋学院位于浙江省舟山群岛新区,四面环海,是浙江省唯一一所以海洋命名的公立本科院校。为更好地推动生物技术在海洋生物制药上的应用,我校开设了生物制药海洋药物方向专业,力求为浙江省,乃至全国培养海洋药物研发人才。
尽管我校生物制药专业开设时间还不长,但在沿海大开发对海洋科技人才大量需求的大背景下,我校生物制药海洋药物方向专业一开始就吸引了众多考生的青睐。为将该专业办得更加有特色、有质量,我们将从以下几个方面来强化专业建设。
1.立足专业特色,构建产学研一体化的人才培养模式
生物制药是伴随着社会发展和进步而产生的一门新兴专业,具有交叉性、实践性和复合性几大特征,这要求我们所培养的学生应该是复合型人才[2]。
立足专业特色,依据培养目标,着重引进具有海洋背景的人才。目前,我院已从东京海洋大学、中国海洋大学等高校引进了数名海洋微生物、海洋天然药物、发酵工程、酶工程等专业和方向的人才。重视专业教师的全面发展,鼓励教师出国进修,努力构建一支“复合型”的优秀的师资队伍。鼓励教师企业兼职或创立公司,加强教师的实践能力。结合产业,积极与企业合作,邀请企业人员来校讲座或讲授部分课程,让学生更全面、更实际地了解企业对人才需求的领域和要求。注重学生科研能力的培养,积极鼓励学生参与科研活动,把学生科学竞赛获奖、科研论文、专利等作为学生考核评优的重要指标。对学生严格实行导师制,鼓励学生尽早进入导师的实验室和研究课题,在教师指导下,自主选题进行初步的科研设计,并以此为基础,申报省“新苗”计划或省“挑战杯”[3]。导师制管理体系把每个学生的学习、科研、实践等工作落实到每个教师身上,并以学生创新创业业绩作为导师考核的重要标准。
2.优化课程体系,侧重海洋药物的有关内容
在满足教学大纲要求的基础上,结合突出海洋特色的专业特点,系统开设了海洋生物制药、海洋微生物制药、海洋药物学、海洋生物医用制品学、海洋天然产物等具有海洋特色的药学课程,使学生在知识结构上具有较为丰富的海洋药物的知识要素。此外,在开设的其他一些主干课程(细胞工程、基因工程、蛋白质与酶工程、生物分离工程等)中,注重与海洋生物及海洋药物相结合,重点讲述这些技术在制备海洋药物方面的应用,赋予这些课程以更多海洋药物的内涵。注重生物制药技术与产业化管理相结合,增强课程设置的灵活性,形成模块化、弹性化的课程体系。另外,还开设了关于生物制药前沿的讲座及与生物技术相关的法规、知识产权等选修课程,以适应行业和社会对应用人才规格多变的需求。该课程体系的设置,能将所学的知识串联起来,构建相对系统的理论知识和实践技能。
3.改革教学手段和方法,提高教学质量
充分利用教室多媒体,在抽象的理论知识讲授中多插入图片和动画等,吸引学生的注意力,使教学内容实感性更强,可帮助学生更好更全面地理解理论知识,改善教学效果[4]。将相同或相似的原理、技术或知识点放在一起进行讲解,使学生能清晰地分辨其中的异同点,避免两个知识点因前后讲解相隔时间过长而导致混淆的情况。每门课程适当设置1-3次讨论课,教师预先提出几个比较前沿、热门的主题,学生通过整理所学的知识和查阅相关文献对主题进行学习和分析,然后在教师的引导下学生自由发言讨论,通过讨论交流找到解决问题的办法。
生物制药是门实践性很强的学科,研究内容广泛,与科研生产结合密切。所以,我们非常注重课堂教学与科研、生产实践教学相结合。其一,任课教师结合自己的科研工作,在课堂上介绍生物制药研究的思维与方法,让学生了解学科前沿知识;其二,开展专业实验,使学生在实验、科研过程中巩固基本原理和操作,掌握前沿动态,增强学习兴趣;其三,带着课堂上的实际问题,组织学生到药厂参观学习,请技术人员作专题报告,观察生产过程,操作生产设备,学习实际生产中解决问题的思路和办法。
4.利用海洋环境,建立完善的实践教学基地
在组织落实实践教学的环节中,充分利用舟山及周边的海洋资源,建立了校内校外相结合的实践教学基地。校内实训基地以 “浙江海洋药物研究中心”、“浙江省海洋生物医用制品工程技术研究中”以及“浙江省水产品加工技术研究联合重点实验室”为依托,以“药学浙江省级特色专业”为平台,着力打造优质的生物制药海洋药物方向专业校内实训基地。此外,我们在加强与企业合作的同时,建立了一系列的校外实训基地,主要包括浙江海力生药业有限公司实践教学基地、浙江神舟海洋生物工程有限公司实践教学基地、浙江康恩贝药业有限公司实践教学基地、浙江仙琚制药股份有限公司实践教学基地、舟山市人民医院实践教学基地等。特别是以坐落于舟山本岛的浙江海力生药业有限公司为平台的教学实践基地,每年可以接纳20-50个学生进行实习、实践活动。此外,我们也将部分课程的部分教学内容,如《制药工程学》课程的制药专用设备章节,直接转移到生产车间开展,教师在实体的情况下对设备进行讲解,学生现场提问教师或生产人员,实时操作[3]。学生反映,课本中的相关知识不再是抽象的图纸和文字,而成了真实的仪器设备,使得知识学一遍就都掌握了。
目前我校该专业的建设尚处于摸索阶段,办学经验不足,专业建设经费比较缺乏,办学水平和规模也有待于进一步加强。虽然我校该专业的教育质量与国内外的涉海类大学之间目前还存在较大差距,但我校凭借天然的地理优势以及在浙江省重点扶持海洋药物的政策利好下,该专业一建立就受到同行专家的肯定以及学生的欢迎,发展潜力巨大。我们要海纳百川,学习其他高校相关专业的建设思路,随着社会需求的变化做相应的调整,努力建设形成具有海洋特色的生物制药专业,为国内外提供海洋药物的研发人才。
参考文献:
海洋生物酶研究取得突破 篇7
由中国水产科学研究院黄海水产研究所研究员孙谧主持的2011年度国际科技合作与交流专项项目——海洋酶可逆抑制剂分子库构建及酶稳定化技术联合研发项目, 近日在海洋生物酶稳定化和抑制剂研究方面取得突破性进展。
项目组初步获得了液体酶的稳定剂, 其稳定性在5个月后仍保留92%的活性, 并研发了高浓缩生物酶洗衣液。采用该项目成果已研发生产出生物酶洗衣液、家用蔬果农药清除洗涤剂、毛纺行业和轮船专用护理清洗剂。
据介绍, 酶制剂在液体洗涤剂中的稳定性是目前洗涤行业的世界性难题。该项目通过掌握酶晶体结构解析和活性中心结构域及其与可逆抑制剂结合位点分析核心技术;合作筛选出海洋酶特异性可逆抑制剂, 建立了具有我国自主知识产权的系列海洋酶可逆抑制剂分子结构库及筛选模型和修正技术, 获得经济适用的可逆抑制剂, 开发出酶休眠和激活的可控性关键技术。
海洋生物普查新发现 篇8
例如,新式跟踪工具显示,有些蓝鳍金枪鱼在洛杉矶和日本横滨之间洄游,有只金枪鱼一年中竞横渡太平洋3次:大白鲨甚至游到更远的地方觅食,它们在澳大利亚和南非之间穿梭;有些海龟环游太平洋。这次海洋生物普查项目的两位发起人之一、环境学家杰西·奥苏贝尔说:“海洋生物活动和迁徒的范围远远超出人们的想象。我们新了解的情况与此前已知的情况完全不同。”
普查结果2010年公布
自从这项耗资6.5亿美元、为期10年的项目于2000年5月开始以来,研究人员已经采用了深海机器人、激光雷达和能跟踪90 m以外游鱼的超灵敏声呐等跟踪技术。普查小组还进行了约40次驾船远征。他们发现,新物种出现的速度要快于他们核实和命名的速度一迄今已出现5 600多个疑似新物种,许多来自海洋中最热、最冷、最成和最深的地方。他们还发现一种非常古老的虾,教科书说,这种虾在5 000万年前就灭绝了。研究人员在澳大利亚东北部沿海的海面以下1.6 km处发现了这种虾,它体长12.7 cm、大眼睛,身体上有红斑。
9年来,在热带海礁、极地冰冠、海床和激浪中的实地研究,令科学家们对世界如何运转和变化做出重新评估。有些科学家把此举与成功绘制人类基因组图谱相提并论。爱尔兰都柏林大学三一学院海洋历史学家波尔·霍尔姆说:“这是我们首次仔细考察海洋生物,这对地球生命和人类的生存极其重要。”
科学家还发现,深海平原,即占地球1/2以上面积的漆黑且平淡无奇的海底,并不是荒芜和没有生命的沙漠。
科学家使用细孔滤网,拖到海面以下4.8 km处,令科学家惊讶的是,他们几乎每一网都能捞到上万只游动的蜗牛、蠕虫和其他微小的无脊椎生物,而许多是前所未见的。
新泽西州拉特格斯大学海洋和沿海科学研究所荣誉所长弗雷德·格拉斯尔说:“最大规模的生物多样性很可能存在于深海。我们刚刚开始了解到这一点。”普查结果计划于2010年10月公布,就连最小的生物体也会被编目,比如细菌和被称做太古菌的单细胞微生物。
加拿大纽芬兰纪念大学海洋学者保罗·斯内尔格罗夫说:“我们显然严重低估了海洋中微生物的多样性,而那是非常重要的微生物,对保持地球生机勃勃地向前发展做出了很大的贡献。”
为海洋生物建档案
研究人员在寒冷的南极海域远征期间,发现了巨大的有鳞蠕虫、直径比人的腰还粗的海星和餐盘那么大的海蜘蛛。在那里,水下的喧闹发挥着新物种孵化器的作用。
在欧洲,他们发现了文艺复兴时期描绘鱼市场景的作品,而画中的海产品在当地水域再也找不到了。在北美,海关档案和船长的航海日志显示,缅因湾的渔民在1860年捕获的鳕鱼数量比如今商业捕鱼船队的捕获量还要大。结果是,过度捕捞造成某些鱼类的数量大幅减少。
科学家设定了3个目标:第一,他们要建立从蠕虫到海象的所有海洋生物的全部档案,作为研究和制定国家政策的基础;第二,他们要绘制每种海洋生物栖息地和漫游地的地图,以便更好地了解其生活环境;最后,他们要评估每种生物体过去、现在和未来的相对个体密度。
海洋生物学家大多单独工作或结成小组,此次普查改变了这一状况。来自80个国家的约2 000名科学家在此次海洋科学史上最大规模的合作中联手。
庞大的数据库
科学家利用该项目编纂“生物条形码”,以DNA测序确定每个海洋物种。迄今,用眼睛观察是识别各种蟹、珊瑚和鳕鱼等生物的唯一方法,微小的浮游生物更难识别。
伍兹霍尔海洋研究所的研究员南希·科普利说:“过去,我要几个小时几个小时地在显微镜下观察脊椎、腿和其他细节,才能把物种A和物种B区分开来。有时真的很难区分。”科学家说,到2010年,网上数据库将包含至少23万个特殊物种的照片、DNA密码和网址,物种中包括1.6万多种鱼。
奇妙的海洋生物 篇9
奇妙的海洋生物
海洋里到底有多少种生物?全世界的科学家正在合作进行一项规模空前的“海洋生物普查”:为所有的海洋生物进行鉴定和编写名录。目前,已经登录的海洋鱼类近16000种,预计最终约有2万种。已知的海洋生物有21万种,预计实际的数量则是210万种。新发现层出不穷为了全面确定和编录地球上从微生物到蓝鲸的所有海洋物种,一项耗资6?郾5亿美元、为期的海洋生物普查,从5月开始,还有一年就将大功告成。普查结果将于10月公布;届时网上数据库将包含至少23万个特殊物种的照片、DNA密码和网址。其中有鱼类1?郾6万多种。 长期以来,海洋生物学家大多单独工作或结成小组。而此次普查改变了这一状况,来自80个国家的约名科学家,在这一海洋科学史上最大规模的科学调查中联手合作。他们动用了深海机器人、激光雷达和能跟踪90米以外游鱼的超灵敏声呐装置,并进行了约40次驾船远征。他们发现,新物种出现的速度要快于他们核实和命名的速度DD迄今已发现5600多个疑似新物种,它们大多来自海洋中最热、最冷、最咸和最深的地方。他们还发现一种非常古老的虾。教科书上说,这种虾早在5000万年前就灭绝了。但参与调查的科学家,却在澳大利亚东北部沿海的海面以下1英里处发现了这种虾,它体长5英寸,大眼睛,身体上有红斑。 此次普查的初步发现,已深刻改变了人们对海洋生物的了解。新式跟踪工具显示,有些蓝鳍金枪鱼在美国洛杉矶和日本横滨之间匍洄游,其中一条金枪鱼竟然在一年内横渡太平洋3次。大白鲨甚至游到更远的澳大利亚和南非之间海域觅食。而有些海龟则能从巴贾游到婆罗洲,悠闲地环游太平洋。资深科学家为此惊叹,海洋生物活动和迁徙的范围远远超出人们的想象。我们新了解的情况与此前已知的完全不同。深海平原充满生机9年来,在热带海礁、极地冰冠、深海海床和惊涛激浪中的实地调查,令科学家们对我们居住的这颗星球如何运转和变化进行了重新评估。有些科学家甚至把此举与成功绘制人类基因组图谱相提并论。他们发现,深海平原,即占地球一半以上面积的漆黑且平淡无奇的海底,并不是荒芜和没有生命的沙漠。他们把细孔滤网撒到海面以下差不多3英里处,然后打捞上来,几乎每一网都能捞到上万只游动的蜗牛、蠕虫和其他微小的无脊椎生物,其中许多是前所未见的。显然,人们严重低估了海洋中的生物多样性。最大规模的生物多样性很可能存在于深海,而我们才刚刚开始了解到这一点。 参与普查的科学家在寒冷的南极海域远征期间,发现了巨大的有鳞蠕虫、直径比人的腰还粗的海星以及餐盘那么大的海蜘蛛。在那里,水下的喧闹发挥着新物种孵化器的作用。此外,参与普查的历史学家研究了古希腊文本、印加帝国以前的陶器。甚至还有纽约公共图书馆收藏的1前的餐馆菜单,他们找到了文艺复兴时期的描绘欧洲鱼市场景的绘画作品,可惜的是画中的海产品在当地水域再也找不到了。而海关档案和船长的航海日志则显示:缅因湾的渔民在1860年捕获的鳕鱼数量比如今商业捕鱼船队的捕获量还要大。很显然,人类的过度捕捞造成某些鱼类的数量大幅减少。 科学家为此次海洋生物普查设定了三个目标:第一,要建立所有海洋生物的全球档案,作为研究和制定国家政策的基础。就连最微小的生物体,例如细菌和被称作太古菌的单细胞微生物也会被编目。科学家怀疑,它们在支持对生命至关重要的`碳氮循环中发挥一定作用。第二,要绘制每种海洋生物栖息地和漫游路线的地图,以便更好地了解其生活环境。第三,要评估每种生物体过去、现在和未来的相对个体密度。科学家们一致认为,即将完成的对海洋生物的首次仔细考察,将对地球生命和人类的生存极其重要。“活化石”成大明星人们爱吃虾和蟹,但却对鲎很陌生。鲎的长相既像虾又像蟹;有着坚硬的甲壳和长长的剑形尾巴,头胸甲宽大,形状像“马蹄”,腹部有6对附肢,所以,又称之为“马蹄蟹”。可鲎跟蟹不是同类,却和蜘蛛和蝎子是近亲,也就是说鲎是一种海洋节肢动物。虽然鲎的相貌不怎么讨人喜欢,但它却是和如今只剩下化石的“三叶虫”一样古老的海洋生物。鲎的祖先出现在地质历史上的“古生代的泥盆纪”,当时恐龙尚未崛起,原始鱼类刚刚问世。随着时间的推移,与它同时代的动物或者进化、或者灭绝,唯独鲎从4亿多年前问世至今,仍然保留着它原始而古老的相貌。 目前,世界上的鲎仅存5种,主要分布在太平洋沿海、北爱尔兰沿海、北美洲东部沿海到墨西哥湾。每当繁殖季节来临,雌鲎和雄鲎一旦结为夫妻,便形影不离,肥大的雌鲎常常驮着瘦小的丈夫蹒跚而行。此时捉到一只鲎,提起来便是一对,因此,鲎不仅是海洋中的“活化石”,而且还享有“海底??”的美称。 鲎有四只眼睛,头胸甲前端有两只0?郾5毫米的小眼睛,小眼睛对紫外光最敏感,说明这对眼睛只用来感知亮度。在鲎的头胸甲两侧还有一对大复眼,每只眼睛由若干个小眼睛组成。生物学家发现鲎的复眼有一种“侧抑制”功能,能使形成的物体奇妙的海洋生物图像更加清晰。现在,鲎眼的这一原理已被应用于电视和雷达系统中,提高了电视成像的清晰度和雷达显示的灵敏度。4亿年默默无闻的古老海洋生物一跃而成近代仿生学中一颗引人瞩目的“明星”。
参观海洋生物展览作文 篇10
我们又走向另外一间展厅,这里全是我们所学课文“黄山奇石”里面描写的那些怪石了,例如:“仙桃石”、“猴子观海”等等。可它们的年龄最小的就五亿岁,太神奇了!
我们出来的时候,还看见一位传奇人物的雕像,就是孔子。他底着头,闭着眼睛,好象在思考着什么。旁边是一座桥,桥下有一个传说中的金蝉,听说,谁能把一个石子仍进它的嘴里,那就说明他很有才华。
又回到大门口,我看见了一只大乌龟,它背着重重的壳,在水里游来游去。还有一个天文学家——张衡发明的“地动仪”,上面有一只大龙,周围有一圈小龙,只要是地动了,一只小龙嘴里就会吐出来一个球。有意思极了。
不知不觉,到了该出去的时间了,我们只好望了望燃灯佛舍利塔,奕奕不舍的离开了三教庙。
海洋生物的生存之道 篇11
陆生或海生植物用无机物精心制成基础有机物,在随后的许多错综复杂的步骤中,其他生物再把这些物质归还到无机贮存库中。
一些有机物质是由河流带到海中的,另一些是在浅水中由固着植物制造的。然而,构成海洋生物并维持其生活的90%以上的基础有机物质,是由很多种类的浮游植物在海洋表面有光照的水层中合成的。在这些阳光照耀的水中牧场中,有吃植物为生的浮游动物(浮游生活的小动物)和一些小型鱼类。这些动物又依次被各种食肉性动物所捕食。这些食肉性动物有大有小,而且也有它们自己的捕食者。
表面水层所产生的碎屑下沉到光照微弱的或无光的海洋中段的一些水层,即“黄昏状态”的海洋中层带和“午夜状态”的半深海带,供这里的奇异的居住者作为一个食物来源。这一过程使表面水层失去一些食物,特别是一些重要的植物营养盐或肥料。它们陷入到表面水层以下,不再能为植物所利用。食物和营养盐也通过垂直移动的动物从表面带下去。
这些碎屑“雨”的残余一直延续到海底,供养那些居住在底面上的,底部的和钻人底泥内的动物。在这里,滤食性动物和掘穴动物(食底泥的),以及细菌,把这些剩下来的耐溶的颗粒再进行加工。比较活动的动物也可以找到中层水中的动物、偶尔沉下的尸体或其他较大的碎片,饱餐一顿。一般深海中的氧是丰富的,更有利于支持较稠密的动物群。
在较浅水域(如浅滩、环礁、大陆架和浅海)的条件下,能发展丰富的种群。这样的一些区域约占全部海洋面积的7%。几乎全部海洋生物都依赖于微型植物和近于微型的食植动物和食肉动物来维持。在海洋食物链中,我们看到许多适应现象来应付这样的解释:小型食植动物的眼,巧妙设计的滤器,用于发现食物密集区域的机制和行为,复杂的搜索装置。在海底,还有利用流动的水来帮助进行过滤工作的器官。
在几十米到近百米的海洋表面水层中,阳光充足,生活着大量浮游植物种群。它们中有单细胞的藻类和复杂的硅藻、鞭毛藻。它们的生存密度往往受到所获取的营养的限制。营养过剩就会发生“赤潮”一类的生态灾害。
为什么海洋中没有漂浮生活的“树”?我们可以很容易地计算出,这样的树,能有什么样的有利之处。它的树冠在有光照的近表面水层,树干和根延伸到混合水层以下的营养物质丰富的水中。对这一基本问题的回答可以有好几种。植物在远洋区域的演化有利于小型,而不倾向于大型。因为这些植物生活所在的混合层是颇为均匀的;因此,植物细胞稍稍扩张,并不能有助于跨人较好的肥源来满足它的一些需要。
海洋中的大规模环流不断地把漂浮生活的植物冲出它们最适应的区域。必须有一些个体被带回来更新这些种群。对于单细胞植物来说,完成这一必要的返回比大植物容易一些,甚至比任何平常的孢子、种子或幼小个体容易。小型植物都能被大洋环流所携带,或被表面涡流和周期性逆流所散布。而且,单细胞植物还能够乘坐水下的逆流,暂时地摄食食物颗粒,或以溶解有机物质为营养。例如,活的海洋植物细胞在暴风产生的飞泡中。在鸟的羽毛上,以及在饱食的鱼和鸟的未消化的食物中被携带。
没有一种大型植物能解决这样的许多扩散和繁殖问题。海洋中没有漂浮生活的树。开阔海面只能维持小型生物组成的原始食物网。而较大的植物只能固着在浅海底生活 (浅海底占海洋面积的2%左右)。在像马尾藻海那样少数的特殊的深海区,也可以见到较大型的植物。它们使漂移的沿岸植物聚集到一起,已经处于不能繁殖的生命末期了。
全部的浮游植物最后都自表面水层往下沉落。通过有机物质、植物细胞、蜕皮、动物躯体、粪粒等等的损失,营养物质和食物不断地从表面水层中减少,所损失的那些物质通过细菌和其他生物的活动而在各个深度释放出它们所含的化学营养物质。浮游动物周期性的向下移动又把它们吃掉不少。
摄食浮游植物的浮游动物是多种多样的一群小动物,在食物网中承担着几个阶层的任务。它们是食植动物、食肉动物和食碎屑动物。在浮游动物的主要成员中有具外骨骼的节肢动物,也就是昆虫、虾和蟹所共同隶属的一个极为庞大的类群。
浮游的节肢动物包括数量众多的槐足类,在一定意义上来说,就是海洋中与昆虫相当的成分。橈足类在海洋中有一万种以上,不仅相当于陆地上食植性的、食肉性的和食碎屑的种类,而且相当于外寄生的或甚至内寄生的昆虫种类!这些种类中有两三千种是生活在外海的。另一些重要的节肢动物是形状像虾的燐虾类,它们是浮游动物中最强的垂直移动种类。在高纬度,须鲸类主要就吃它们。浮游动物还包括奇异的具纲毛颚的毛颚动物,或箭虫。这种食肉动物的起源和亲缘关系目前都不清楚。毛颚动物分布很广,数量众多,但种类的数目却意外地少,也许不到50种。许多形态的幼虫、蠕虫、水母、栉水母,腹足类、翼足类和异足类(一级其他浮游软体动物)、海樽、五色素的鞭毛虫和许多其他种类也都是浮游动物中的重要组成成分,它们都有各自的复杂而奇妙的行为和形状。
较大型的浮游动物主要是一些食肉动物。大型的动物如鲸类往往取食较大的植物细胞。大部分的食物供应是处于非常小的颗粒形式,如微型浮游生物,而这些食物看来几乎只有微型的动物才能加以利用。在很多微小的动物中发展了视觉使它能有选择地捕食。它们有各种各样的网、纲毛、耙、梳、纤毛和其他机构,而且往往还是有黏性的。粘性使其能捕捉到比过滤结构上的间隙还要细小的食物。
浮游动物有许多的谜。例如,浮游植物高度的密集常常与浮游动物低数量种群相联系着。这些情况可能是由于浮游植物的快速增长,而浮游动物还没有侵入取食。
较大型的浮游动物和小鱼在表面水层密集的程度在夜间比白天高。因为有一群游泳力强的成员们一部分时间在表层,一部分时间在中层度过。这一行为也许主要地是一种策略,可以兼得着两个世界的最大优点:可以获取在表面水层中较丰富的食物,又可以保持处于黑暗中而减少被捕食的死亡率。就像胆小的兔子在晚上从丛林中出来到空地上吃草,尽管这时也有狐狸和雪貂。许多较小型的浮游动物也每天进行一定程度的垂直移动。
海洋生物链条中稍微大一点的是小型鱼类和乌贼。然后是各种较大型食肉动物。在这个毫无隐蔽场所的海洋中,或者有强有力的静态防御,如像水母和僧帽水母的刺细胞,或者增大个体的体格、机敏、快速和力量,这些是在每一个水层中生存的必要条件。流线型的体型在这里得到了高度的发展。在热带水域中甚至小鱼也是这样。因为较温暖水的低黏性使高度流线型的小鱼能逃避流线型不完善的捕食者。在寒冷的、黏性大的北极水域或深层水中,这一个作用只见于两倍于热带鱼大小的鱼类中。
海洋水层区域包含一些最大型的和最完善的动物:结构优美的金枪鱼;捕食飞鱼的多色蜞鳅;能彼此对话的海豚;浅层和深层摄食的剑鱼和齿鲸,以及所有食肉动物中最大型的种类,须鲸和某些食浮游生物的鲨。它们的食物是整群的“鲸食”或小鱼。海豹和海狮远远进人到近表层区域里摄食。与这些强大的捕食者合作,大型食肉性鲨等待着受伤的被捕食者。海洋鸟类消费数量惊人的海洋食物,在追逐食物时可以潜水、破水而人、在水面上撇取和吞食。有一些海鸟已经适应于连续地在大洋上生活。在水层中生活的动物已经发展出先进的声呐、定位和回归性用的器官和高度灵敏的嗅觉。
海洋中这些较大的动物,通常都形成各种大小的集群移动。这样的集群,除了是为满足交配的需要以外,在防御和猎食策略上也是有利的,很像是第二次世界大战期间的运输船护航队和德国的潜水艇“狼群”小队。防御性和猎捕性的集合常常是复杂的。不同种类的一些小鱼常一道结群。各种捕食者也形成松散的合作性的集群,而很多种海鸟几乎完全依赖水下的捕食者把被捕食者驱赶到表面上来。
在夜晚,捕食者和被捕食者的集群被浮游生物的发光现象照耀得非常壮观。海洋微生物广泛存在发光现象,其原因至今仍不清楚。渔民早就知道利用这种现象来捕鱼。现代的灯光围网捕捞技术就是其中的一种。
有机物质颗粒降落到光线微弱的中层水中,这里有稀少的鱼类和无脊椎动物种群。在海洋中层和半深海,可以见到地球上最稀奇古怪的动物。这些动物中包括高度发达和强有力的入侵捕食者,居于食物链顶峰的齿鲸和箭鱼,居住于半深海水层的乌贼、章鱼、磷虾、灯笼鱼、囊咽鱼。
在海洋中层水中尚有少许日光透入,鱼类往往有像表层鱼那样的对比色调。它们身体上面颜色较深,下面较浅。这一弱光区域中的很多动物每天垂直移动,傍晚游到较上层水中,就像蝙蝠在傍晚从洞穴中飞出来一样。在较深水层,一般栖息者往往是深色的。它们往往适应于一些特殊的摄食方法。常见到利用发光的诱饵或模拟的饵料吸引被捕食者,或具有可扩张的颌和可膨胀的腹部。不过,这里主要地还是一个“小人国”的各种怪物的领域,它们长度不超过15厘米。较大的鱼类,肌肉大大减退,结构虚弱。
有许多近表层的生物是能发光的。但是在半深海水中,生物发光达到惊人的极致。半深海水中至少有2/ 3的种群能发光。如果我们人类原来是生活于海洋中的,我们也许会对陆上环境中几平完全没有生物光的现象感到惊奇,在陆地上只有萤火虫、萤光虫和发光细菌等少数稀有的例子。生物发光对于较高等的动物是有价值的,半深海水中的那些动物就曾高度发展出一些发光器官和结构。在许多情况下,这些器官有明显的作用。某些鱼类、乌贼和燐虾有探照灯,具有几乎像眼睛一样复杂的发射器、透镜和光圈。另一些动物有按复杂图案分布的小光点,借以识别同类、控制结群乃至模拟小群的发光浮游生物。强烈的闪光可以迷惑捕食者。某些乌贼和虾则更直接些,它们分泌发光云来掩护它们逃逸。在某些鱼类身上,发光器官的排列正好能消除它们来自上面的弱光中所显示的影像。发光诱饵也很发达。发光还被用于寻找配偶。
有意思的是:半深海动物最密集的种群,恰恰是位于最密集的表层种群的下方。一般讲,半深海种群是稀疏的。但世界上半深海域水体庞大,因此它们的总量也很可观。有一种脆弱的、很小的毛颚鱼类,也许是世界上数量最大的鱼类,达到巨大的总生物量。已知有2000种左右的鱼类和大致一般多的较大型无脊椎动物居住在半深海水层中.但是其中只有很少几种分布广泛。
关于深海底部的动物我们知之甚少。但水下摄影证明它们是存在的。有机物碎屑,死去的鲸、鲨、大型鱼类深入海底,吸引来一些底栖鱼类。
深海水中的压力似乎对那里的动物生活影响不大。与压力相联系着的低温、黑暗、食物稀少等条件才是生存的限制。因此,高纬度的某些鱼类(当然,它们是适应于又冷又暗的水域的)可以远远扩张到较南纬度的深冷水团中去。在美国加利福尼亚外海400~2000米水深处,设饵的照相机曾发现几种仅在很北方近表层水中能见到的鱼,数量庞大。这些鱼类中包括有巨大的北极鲨鱼、银鳕和其他鱼类。看来许多曾经被称作为北极种的鱼类实际上是海洋黑暗的冷水团的鱼类,它们只在北极“露头”,那里的表面是冷水。
在水环境中,大多数动物必须借自己的能量来运动寻找食物,消费它们自己的食物贮备进行游移。然而在底部,各个深度都有颇大的水流,动物可以等待它们的食物通过。对于那些滤食动物来说,水流有极重大的意义了。只有在这里的海底界面上,大型生物也生长。居住在这里的蛤、蚶、贝、管栖蠕虫、藤壶以及大批其他种动物发展出一系列极其有效的过滤机制。它们完成了海洋中极不平凡的成就,它们仅靠滤食微型食物就发育了很大的体积。
海洋满足于大量的小型生物种群。从人类的观点来看,浅海底部是人类食用的较大型动物的非常有效的生产基地。人类毫不客气地利用了这一生物资源。
人类希望为自己创造一个理想的环境。海洋环境却是海洋动物为自己所创造的:珊瑚岛和珊瑚礁。在这些巧妙的、生态的结构中,互相间的适应达到了顶点。
在古代火山缓慢下沉的基础上,珊瑚礁上的动物坚立起有史以来最大的有机物结构。甚至最小的一个环礁也远远胜过人类最伟大的建筑功绩,而一个大型的环礁结构,在实际重量上接近于全部现存的人类建筑物的总和。
珊瑚礁是活的纪念碑,标志一个极其错综复杂又互相平衡的群落,包括鱼类,无脊椎动物和植物。每一个珊瑚礁结构的作用就像单独一个巨大的、孤立的、复杂的生态系统。从表层流中搜取随流传播的食物使整个群落富足起来。大型的无脊椎动物和鱼类直接摄食这些植物。许多重要的造礁动物,珊瑚、巨大的砗磲和一些其他动物,不仅摄食一些单细胞绿色植物,而且把它们的密集种群隐匿在它们自己的组织中。这些植物光合作用产生的食物在动物体内可以直接被利用:植物则依赖动物体液内的废物,它们浸于体液中并从中得到基本营养物质。
中国海洋生物资源开发及利用研究 篇12
进入21世纪以后,人类对资源的大量索取,使陆地资源短缺、人口膨胀、环境恶化等问题日益严峻。海洋拥有相当于陆地将近2.5倍的面积,是名副其实的“聚宝盆”,它蕴藏着丰富的生物、化学、矿产等资源。鉴于此,世界各国家纷纷迈开了向海洋进军的步伐,全世界范围内开发和利用海洋的高潮已经掀起,我国当然也不例外。
1 我国海洋生物资源开发及利用现状
1.1 海洋生物资源的概念
海洋生物资源又称海洋水产资源,指生活在海洋的所有生命有机体,其中包括微生物、低等和高等植物、无脊椎动物和脊椎动物。[1]
1.2 我国海洋生物资源开发及利用现状
总体来说,近年来,随着各级政府和有关部门对海洋生物资源的重视程度日益提高,我国对海洋生物资源的开发和利用也提高到了一个新的台阶。图1显示了2001—2010年我国海洋经济总体运行情况。
从图1得知,从2001-2010年间,我国海洋生产总值呈现逐年增加的趋势,其中,海洋第一产业占我国海洋生产总值的比重较小,但总值在逐年增加。我国对海洋生物资源的开发利用的步伐逐年加快,并取得了初步成效。
例如:在海洋生物活性物质提取方面,主要是围绕海洋药物展开的。表1显示了我国海洋生物药业2007-2010年增加值情况。
数据来源:2007-2010年中国海洋经济统计公报
由表1可知,随着国家相关政策的有力实施,海洋生物医药业逐年保持较快增长态势。海洋生物医药产业成果诱人,潜力巨大。我国利用分子生物学、药理学和自动化技术以及分离纯化和化合物结构分析鉴定技术,开展海洋生物抗肿瘤活性物质、抗心血管疾病活性物质、抗病毒活性物质、海洋药物基因工程等方面的研究,对严重危害人类生命健康的心脑血管疾病、肿瘤、爱滋病及一些疑难杂症的防治药物方面也进行了针对性研究,并取得了不错的成果。但总体上,由于我国海洋生物资源开发技术起步晚,所以与国外先进技术相比还有较大的差距。
2 我国海洋生物资源开发及利用中存在的问题
2.1 海洋生物资源开发的粗放性
首先,我国传统的海洋产业仍处于粗放型发展阶段,一些新兴的海洋产业尚未形成规模。例如,目前国内虽然有不少单位从事海洋药物研究、开发,并取得了一定成果,但由于海洋生物的多样性、复杂性,以及海洋药物开发投入高、周期长等的特点,使得整个研究水平还停留在有限的几种海洋生物和几类海洋药物上,海洋中很多的活性物质成分并没有被真正被开发利用起来。其次,作为捕捞大国之一,我过的捕捞技术和设备与国外先进水平相比,仍存在很大差距。我国近海捕捞主要以中小船为主,这使得大部分船只的远海作业涉及较少,资源利用不均衡,从而降低了整体的利用效率。再次,从行政管理方面来说,我国的海洋管理机构职权有限,综合管理能力薄弱,使得海洋经济的发展缺乏一套完善的宏观指导和规划。
2.2 我国海洋生物多样性面临威胁
2.2.1 外来物种入侵
通过压舱水传播、海洋养殖引入等途径,许多外来物种入侵,使我国管辖的海域内生物多样性面临严重威胁。长此以往,将会导致我国海洋生物资源濒临崩溃,难以保证海洋生物资源的可持续发展和满足人民对海洋资源日益增长的需要。
2.2.2 气候变化,海洋生态环境趋于恶化
开发和利用海洋生物资源一方面给我们带来强大的经济效益,另一方面,由于我们不适当的方式,无形中破坏了海洋生态系统。气候变化已经成为全球人类共同面对的问题。近些年全球开始变暖,海水物理和化学性质发生了若干变化,如:所含营养、酸碱度、含盐量等。同时,企业为了盈利,政府为了实现经济增长,上游区域为了减轻自身排污的压力,普通民众缺乏对海洋循环经济和可持续发展观念的认识等导致近海海域污染加重,环境质量急剧下降而引发的恶性事件(如赤潮)大量增加,使得海洋生物大量减少,脆弱的海洋已经给我们发出了警示。
2.2.3 过度捕捞,导致海洋生物种类和数量大大减少
我国虽是一个海洋大国,但是不可持续的过度捕捞和非法捕捞给海洋生态系统造成巨大压力。首先,影响了捕食者———被捕食者这一食物链之间的数量关系,改变了当地物种数量结构。其次,大型的鱼种成熟比较慢,对这类鱼种的捕捞会使该鱼种体积变小甚至惨遭灭绝。再次,选择性的捕捞,会改变目标鱼种的性别比例,对海洋生物遗传多样性产生巨大影响。
3 我国海洋生物资源开发和利用对策
3.1 完善海洋资源管理的法律法规,强化政策引导,提升全民族海洋意识
近20年来,国家先后公布实施了《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中华人民共和国渔业法》、《中华人民共和国水生野生动物保护实施条例》等法律、法规20余项,为加强海洋资源的开发和综合管理打下了基础。但是,与美国、日本等发达国家相比,仍显得比较滞后。所以要加强海洋生物资源开发的协调与管理,还应不断完善与充实我国海洋资源的法律体系,以为我国海洋生物资源开发和利用提供强有力的法律保障。从中央到沿海地方各级政府应通过不同形式,开展海洋生物资源教育工作和海洋意识宣传活动,提升全民族海洋意识。
3.2 统筹规划,科学发展,综合开发
首先,根据党的“十七大”报告和《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》的要求,我们应该以经济、生态效益为中心,依靠科技、政策和法规的作用,加强统筹协调,完善海洋管理体制。突出渔业资源保护和增值,建立并发展渔工商内外贸一条龙的经济体制,逐步实现海洋生物资源开发的农牧化、产业化和工程化。同时,积极支持东部沿海地区率先发展,深化沿海地区的改革开放,拓展海洋产业对外开放的广度和深度,扶持边远海岛发展。其次,“随着沿海经济的迅速发展,给我们的海洋带来了污染物入海量居高不下,污染面积扩大,赤潮灾害频繁出现,污染事故时有发生的问题。”[2]针对这些问题,我们应该加强海洋文化教育,提高全民海洋意识,通过发展循环经济达到物质文明与生态文明的共赢。在区域发展过程中充分考虑生态环境的承载能力,规范海洋空间开发秩序。再次,海洋生物资源作为海洋经济开发的重要组成部分,更应该因海制宜,强化海洋生物资源开发的综合管理,突出海洋生物资源保护和增值,逐步实现海洋生物资源开发的产业化。
3.3 发展海洋战略性新兴产业,提升我国海洋国际竞争力
2009年9月,国务院作出了发展战略性新兴产业的决定。海洋战略性新兴产业是国家战略性新兴产业的重要组成部分。中国海洋战略性新兴产业主要有海洋生物医药业、海洋渔业、海洋装备业、海水淡化和海水综合利用、深海产业等。为提升我国海洋国际竞争力,突出海洋特色,可以进行海洋生物资源的深度开发,发展细胞工程、酶工程、发酵工程、生物炼制等生物技术,重点在生物制品、资源高效利用、生物材料和特种功能性产品的研发,不断提高开发水平。使其充分转化为海洋生物医药产业等战略性新兴产业,这样既可以进行海水养殖、海洋捕捞、海洋渔业服务业和海洋水产品加工等活动,也可以以海洋生物为原料或提取有效成分,进行海洋药品与海洋保健品的生产加工及制造活动。
3.4 完善海洋生物资源科技产业化创新体系,建设高新成果园区
战略性海洋新兴产业的首要特征是海洋高新技术。我们应按照《全国科技兴海规划纲要》的部署,坚持自主创新和消化吸收再创新相结合,获得一批具有自主知识产权和广阔市场前景的产品,发展战略性海洋高技术产业群。同时,应以高新成果评估、高新成果转化、高新成果推广应用和高新成果产业化为创新方向,建设高新成果转化园区和产业化园区。为给园区建设提供资金保证,各级政府要将海洋生物资源经费纳入公共财政预算,不断加大资金投入力度,逐步建立起财政扶持、金融支持、社会广泛参与的多元化投融资机制。
摘要:我国拥有丰富的海洋生物资源,如何将这些资源科学有序的开发成为当前的一个热点。本文在简要介绍我国海洋生物资源开发和利用现状的基础上,详尽分析了我国海洋生物资源在开发和利用的过程中存在的问题,并针对存在的问题提出了一些可行性建议。希望可以促进中国海洋生物资源的合理开发和利用,从而更好地服务于中国海洋经济的发展。
关键词:海洋生物资源,开发及利用,中国
参考文献
[1]王斌.中国海洋生物多样性的保护和管理对策[J].生物多样性.1997,5(2):347-350.
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