生物技术 第一章 绪 论

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1、第一讲 绪 论海洋生物学技术地球上有多少海和洋在地球四大洋中归属的海和湾共60个。属于太平洋的共26个；属于大西洋的共15个；属于印度洋的有10个；属于北冰洋的有9个。中国地图l地球表面积约为5.1亿km2，其中陆地表面积为1.48亿km2 ，占总面积29%；海洋达3.62亿km2 ，占总面积71% l我国陆地面积960万km2 ，中国渤海、黄海、东海与南海的面积共计472万km2。l海洋生物有49个门类，至少16万种以上，而且许多种类为海洋生物所独有。l21世纪是海洋的世纪。海兔苔藓虫海洋对人类的生态服务价值l海洋：生态系统的调节器l全球海洋对人类的生态服务价值类别包括气体调节、 干扰调节、

2、营养盐循环、废物处理、生物控制、生境 、食物产量、原材料、娱乐和文化形态等。l 计算结果是全球海洋生态系统价值为每年461220亿 美元，每平方公里的海洋平均每年给人类提供的生态 服务价值大约为57700美元。国际上海洋高技术发展有以下五个重 点领域：1、海洋生物技术 2、海洋生态系统模拟技术 3、海洋油气资源高效勘探开发技术 4、海洋环境观测和监测技术 5、海底勘测和深潜技术海洋科学研究、海洋高技术开发已上升到各国最高层次的决策范畴，并进行了战略性规划安排。 1996年海洋高技术作为第八个领域列入国家高技术研 究开发计划（863计划）。 到1998年，我国海洋高技术产业的产值实现500 多亿

3、元。我国的海洋高技术主要包括海洋油气 勘探开发技术及其产业、海洋生物技术和海水 养殖业、海洋监测技术及海洋仪器制造业、海 水淡化和海水直接利用技术、海洋能开发技术 、海洋信息技术等。21世纪初中国海洋科技发展目标1、极地资源与环境的关键科学 2、南沙群岛及其邻近海区研究 3、深海资源勘探与开发技术 4、海底探查技术 5、海洋资源的综合利用技术 6、海洋生物资源持续开发利用技术 7、海洋生物技术 8、海洋环境保护与生态环境修复技术 9、海洋信息技术 10、海洋环境预报技术海洋生物技术的定义生物技术的定义广义上讲，利用有机体或其一部分生产各种生物品或为适用目的定向改良动植物遗传特征或培养具有特殊用

4、途的微生物技术。因此，生物技术是一门综合性交叉学科，其基础是生物学、化学和工程学。海洋生物技术按照广义的生物技术定义，海洋生物技术可以定义为利用海洋生物或其组成部分生产有用的生物产品以及定向改良海洋生物（包括海洋微生物）遗传特征的综合性科学技术。海洋生物技术兴起于本世纪80年代，是海洋生物学一门新兴的研究领域。海洋生物技术研究的内容从狭义上讲，海洋生物技术研究的关键内容是以海洋 生物为对象，综合应用基因工程、细胞操作和细胞培 养等技术手段。 （1）开发、生产和改造海洋生物天然产物以便用作药 物、食品和新材料为人类服务； （2）定向改良海洋动植物遗传特性，为海水养殖提供 具有生长快、品质高和抗病

5、害的优良品种； （3）培养具有特殊用途的“超级细菌”，用来清除海 洋环境污染，保护海洋环境，或者生产具有特定生物 活性的物质。海洋生物技术研究现状海洋动物方面的研究现状利用生物技术改良具有重要经济价值的海水养殖生物的遗传特性，是海洋生物技术的主攻方向之一。美国、加拿大、英国、法国和日本等发达国家将基因工程、细胞工程和传统技术相结合，在水产养殖生物新品种培育方面，已取得明显进展。美国学者利用染色体组操作技术，获得了雌核发育和雄核发育的虹鳟鱼以及三倍体的牡蛎等等。加拿大学者将抗冻蛋白基因转移到鲑鱼体内，培养出抗冻的鲑鱼；将生长激素基因转移到鲑鱼体内，使转基因鱼生长速度比对照鱼高4-6倍。日本在鱼类

6、单性发育技术上取得了很大发展等等。在海藻方面的研究现状在大型藻方面，已经成功地从紫菜和海带中分离出原生质体并进行培养，并在此基础上，开展了细胞融合研究，大型藻质粒的发现和开发是藻类基因工程的基础。在微藻方面，建立了小球藻和螺旋藻大规模生产技术，开展了微藻的转基因技术研究等等。在海洋微生物方面 1、有关降解石油的“超级菌株”的研究是当今海洋生物学的热点之一。已发现约有40个属的细菌能过降解石油。2、在能产生特殊物质或具有特定生物功能的新的海洋细菌的筛选与分离研究也取得了可喜成果；3、发展和建立了海洋微生物分子分类以及快速鉴定方法等等。在其他方面的研究现状 （1）纯种保存（2）生物反应器和传感器（

7、3）海洋环境保护（4）疾病的诊断与预防（5）海洋生物活性物质（6）海洋新材料我国海洋生物技术发展现状中国海洋生物技术经过近年来科研人员的努力以及组织部门的有效协调和管理，取得了显著的成果。海洋生物资源的开发利用已形成比较系统的技术体系，已经具备一定的技术基础。海洋生物技术主要在以下几个方面进行了研究：（1）海水养殖物种优良种苗的培育和保存。主要包括组织培育及细胞工程育苗研究，虾、贝类三倍体育种技术的研究，海洋生物基因工程育种研究； 海水养殖动物雌核发育和性别控制研究。通过三年的研 究建立了大型海藻良种克隆纯培养及保存技术、海藻生 物反应器育苗技术、对虾、牡蛎、扇贝、珠母贝等的多 倍体诱导培育技

8、术等，已建成国家级紫菜种质和国家科 技兴海宁波转移中心，及其下属的南北3个紫菜种苗生 产基地。另外，对虾性控技术、全雌牙鲆种苗培育、名 贵的石斑鱼性控研究方面也取得重要进展。 （2）海洋生物活性物质的研究与开发。主要包括海洋药物开发；海洋生物制剂及制品开发。经过多年努力，一些项目取得了可喜的成效，新型抗艾滋 病海洋药物911的研究开发，己获准进入期临床试验， 成为我国具有自主知识识产权的第一个进入临床试验的 抗艾滋病药物。抗肿瘤新药K001也已完成全部临床前 的研究，并建立了专门的原料养殖基地。甲壳质衍生物 “916”抗动脉粥样硬化新药也申报了临床研究。海洋碱 性蛋白酶和溶菌酶的研究，已获得产

9、酶菌最佳培养条件 、液体浓缩酶的制备工艺和最佳稳定剂配方，构建了基 因库等等。（3）海洋生物基因资源的研究与开发。主要包括海洋生物功能基因组研究；芋螺毒素的基因工程和药物研究；对虾病毒的分子生物学研究。其中 ，对虾病毒的分子生物学研究，在国际上率先完成了 严重危害我国对虾养殖业的对虾白斑杆状病毒基因组 全序列测定工作，目前已分别构建了正常和病变的对 虾组织cDNA文库，测定了近百个病毒表达序列标记（ EST）及近千个对虾表达序列标记，另外还开发了实 用的对虾白斑杆状病毒快速检测的PCR试剂盒，使我 国对虾病毒的分子生物学研究处于国际领先水平。 问题：海洋生物技术力量分散，长期以来海洋生物产业结

10、构和布局不尽合理，海洋开发总体科技 水平不高，特别是海洋生物资源的开发一直处于 粗放式状态，严重阻碍了中国海洋生物产业的发 展。在海水养殖业也存在着养殖产业结构单一、 种质退化、对病害和环境胁迫的防御能力下降等 问题，严重制约海水养殖业的健康发展。为此， 应该培养一批具有创新能力的学术带头人，造就 一支高水平的科研队伍，形成我国海洋生物高技 术创新体系，使我国海洋生物技术再上一个新台 阶。 发展海洋生物技术，实现产业化的对 策 1、发展海洋生物技术是增加海产品的附加值，促进海 洋经济发展的有效途径海洋生物活性物质的开发，使原来没有利用价值的生物资源（甲壳质等）通过科技形成高附加值的产 品，出现

11、了一批有市场前景的海洋生化制品和海洋药 物。同时，促进了海洋经济的发展，使海洋产品向多 元化发展，为进一步调整海洋产业结构奠定了一定的 基础。 2、产、学、研相结合是加快科技成果转化的必由之 路推动产、学、研结合，鼓励科研院所，高等学校的科技力量以多种形式进入企业或企业集团，参与企业的技术改造和技术开发，以及合作建设中试基地，加快科技成果在企业中的转化推广和应用。按照市场经济规律，最后以企业推动科技成果的转化。 3、与科技兴海相结合，建设中试基地是加速科技成 果转化，推动产业发展的重要途径建立示范基地，加速科技成果转化，推动 产业发展，是科技兴海的一个重要发展模式。每 个基地都制定了各自的规划

12、和实施方案。有些基 地利用海洋生物技术成果中试和产业化，有些与 科研院所结合，利用高新技术改造传统产业，不 仅起到了试验和示范的作用，而且使科技成果得 到转化，形成一批新型的科技企业，从而带动了 地方海洋产业的发展。4、加强国际交流合作是促进海洋生物技术研究与开发的 重要途径国际社会在海洋生物技术领域取得了很多好的经验和成果，值得中国科学家、企业家和政府管理人员 认真借鉴和吸取。国家863计划海洋生物技术主题共 20多项研究课题在相关的研究领域进行了国际合作， 取得了好的成效。要充分抓住全球重视海洋生物技术 开发的有利时机，围绕全球关心的问题，大力开展国 际合作，在资金和技术方面取得有效的支持，相互交 流，寻求合作机会，促进中国海洋生物技术的发展， 同时为全球海洋生物技术的发展作出更大贡献。