时间：2023-05-30 09:39:26
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇海洋生物，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
姓名:高淑婷
班级:六(3)班
美丽而又富饶的海底世界生活着一群自由自在的海洋生物,为了加深对海洋生物的了解,我与同学结伴去博物馆参观了海洋生物展.
在一楼,我们看到了枪鱼.海龟等海洋生物标本.其中旗鱼留给我的印象最深.旗鱼背上的鱼鳍就像一把大扇子,还有许多凸出的线条.旗鱼的眼睛就像一棵散发着光芒的黑珍珠,圆而亮.最特别的属旗鱼的嘴,又细又长,而且还很尖.还像一个大夹子,能把食物牢牢夹住,以防鱼儿挣脱.其二就是它的尾巴.像一个人字形.与它的嘴巴相同的是尾巴也很长.看到这标本,我似乎也看到了这条旗鱼当年的辉煌.它蓝色的身子与蓝色的海混在一起,稍稍一动,整个身子的优美姿态,吸引了我,也吸引了同伴们.
接下来,我们又去了四楼展厅.四楼展厅大多以贝类化石为主.美丽的贝类化石不得不使我们看得眼花缭乱.有黄色的贻贝.五颜六色的扇贝......贝壳是贝类的生物的家,不过,随着它的生长,贝类会经常”搬家”的.贝类生物大多附生在海底的岩石上，也有生活在泥沙中的。贝的种类不同,贝壳的形状也就不一样.分双壳贝和单壳贝.牡蛎就属于双壳贝. 它又叫蚝、蛎黄、海蛎子.但是牡蛎的这两个贝壳同贻贝的两个贝壳有很大的不同。贻贝的两个贝壳左右对称，而牡蛎因为是用左壳固着在岩石或其他物体上的，所以两个贝壳的大小、形状都不同. 我国沿海所产的牡蛎种类，约有20种左右。最常见的有密鳞牡蛎、近江牡蛎、褶牡蛎、长牡蛎和大连湾牡蛎等5种.它又叫蚝、蛎黄、海蛎子.望着这些种类繁多的贝类,我与同伴们不禁浮想联翩……
海洋生物是人类赖以生存的宝贵财富,如今,大部分的珍惜海洋生物以濒临灭绝,而我们只能在博物馆里看到那些海洋生物的标本.化石.如果,我们再不保护海洋生物,保护海洋生物的家园,恐怕将来我们有可能会在博物馆看到现在在海洋中数量居多的鱼的化石了吧!我呼吁:从现在开始,保护海洋,珍惜海洋生物!
海洋生物与人类的关系是密切的,现在你保护海洋生物,也就是保护人类,让人类的生活环境变得更加美好!
赤道暖流
红树林与珊瑚礁的生命动车
洋流中对海洋生物影响最大的莫过于赤道暖流，无论是海岸边的红树林，抑或珊瑚礁的生态群落，都仰仗着赤道暖流的恩泽而欣欣向荣。
红树林的种子通常在树上发芽，下落至海滩时只要将根插入泥沙即能成苗，如果有的种子恰巧漂浮在水上，赤道暖流会将它们带到远方的海滩上安家，这就是众多海岛滩涂可以形成连片红树林的奥秘。同理，当一粒椰子落至海中，或许就是一片椰林的序曲。
赤道暖流孕育着红树林的繁荣，而对于大部分鱼类和珊瑚来说，没有这股暖流甚至意味着绝种。珊瑚礁鱼类所产的受精卵可分为漂浮或悬浮于海水中的浮性卵和通常具有黏性、可附着于海底砂石的沉性卵，但无论采用哪种繁殖方式，洋流都参与缔造了它们传奇般的生活。在珊瑚礁里，刚出生的小不点们不但找不到可以果腹的食物，而且凶险的环境中有无数张嘴等着吞食它们，而赤道暖流会伸出援手――
刺尾鱼科、隆头鱼科以及鹦嘴鱼科的绝大部分鱼儿都产浮性卵。在每年水温最低（24℃）的季节，鱼群们通过释放于水中的激素“约定”好时间，当满月前后的那几日上午，在珊瑚礁的礁坡外不远处，规模惊人的生产大部队开始集结，而后分种分批冲至海水表层，甚至跃出水面排卵受精，让赤道暖流将它们的受精卵带走。
珊瑚礁中最常见的如雀鲷科、蝴蝶鱼科和刺盖鱼科，以产沉性卵为主，受精卵由亲鱼看护。当仔鱼孵出后，还来不及与父母共享天伦多久，稚嫩而勇敢的它们很快会在夜色的保护下义无返顾地冲上海面，乘着暖流西去。
无法游动的珊瑚虫们，也会在一个约定的时刻，竞相释放出卵子和，海水瞬间弥漫成一片白雾。此后，暖流会把那些从鱼虾饕餮盛宴中侥幸存活下来的幸运儿带至远方。
受赤道暖流的影响，菲律宾巴里卡萨岛的珊瑚礁有着丰富的鱼类
黑潮暖流
东亚鱼类的取暖房
赤道暖流主要影响的是热带的鱼类，而黑潮暖流主要影响温带和亚热带鱼类。黑潮，这个略显腹黑霸气的名字是因它的颜色比正常海水的颜色更深，呈蓝黑色。它作为太平洋洋流的一环，又称日本暖流，从台湾东部沿亚欧大陆东面往北流，是世界上第二大暖流。黑潮宽度达150千米，厚度达1000米，仅在中国东海的流量约为3000立方米/秒，流速相当快，为1～3米/秒。
我国沿海正处于黑潮暖流水系的怀抱中，黑潮的一个分支可到达舟山群岛，另一分支进入黄海，成为黄海暖流，最后进入渤海，因而黑潮对我国舟山渔场以及黄渤海渔场的形成具有决定性的意义。
经过和黑潮暖流彻彻底底的拥抱后，我国东部沿海的水温提高了不少（冬季黑潮表面水温不低于20℃），使无数沿岸和滩湾的浮游生物增加了，为温带、亚热带鱼类提供了口粮，使它们大量繁殖。水温的上升也使一些鱼类在冬季不必南迁，比如生长在中国黄海至东海一带的大黄鱼，可以到黄海深水区过冬，那里有黑潮分支形成的黄海暖流为它们取暖。
在黑潮经过的区域，科学家发现一些有趣的现象：处在高纬度的琉球珊瑚礁，与处于低纬度的菲律宾周边珊瑚礁景观极为相似，典型珊瑚与鱼的种类也几乎相同。在福建南部沿海可以捕到小群的长翅燕鱼（学名蝙蝠鲳），本是典型的热带观赏鱼；而在闽浙沿海可捕到隆头鱼及黄金等热带观赏鱼。这些热带小鱼很有可能是乘黑潮到北方觅食的。
黑潮暖流使我国东部沿海拥有丰富的鱼类资源，也间接哺育了那里数量巨大的海鸟群。比如渤海与黄海以长山群岛为界，那儿有一个名叫矾坨子的鸟岛，那里的海鸟遮天蔽地，有海燕、海鸥、白鹭以及善于凫水的水鸭。
洋流知识充电区
假设地球上的海洋形状由两条经线围成，在各盛行风的作用下，大洋表面就呈现出如图所示的标准洋流模式。
Q：什么是信风？
A：由副热带高气压带吹向赤道地区的定向风叫信风。在地球自转偏向力的作用下，风向发生偏离，北半球形成东北信风，南半球形成东南信风。
Q：什么是风海流？风海流中主要的有哪些？
A：风海流，是在风力作用形成的同向的规模很大的洋流。其别强大的是南赤道暖流和北赤道暖流，它们是分别在东北信风、东南信风吹送下生成的。另外，南北半球还有两股洋流叫做西风漂流，是在西风的吹送下生成的风海流。
Q：什么是暖流和寒流？
A：由低纬度流向高纬度，本身水温比周围水温高的叫暖流。由高纬度流向低纬度，本身水温比周围水温低的叫寒流。暖流可以给沿岸气候带来增温增湿的效果，而寒流则相反。
寒流
三大渔场和南极海域的生机缔造者
寒流与暖流的性质相反，在高纬度海区生成，温度较低，含盐量少，流速较慢，宽幅和深度都较小，但因水温低而密度大。
寒流的主要作用在于形成渔场，世界上一些大小渔场均受惠于寒流本身或寒暖流的交汇。如千岛寒流与黑潮暖流交汇，形成北海道渔场，非洲西岸的本格森寒流和秘鲁寒流则对东南大西洋渔场意义重大，而来自北美东北部的拉布拉多寒流则同墨西哥暖流交汇，形成历史上著名的纽芬兰渔场（不过因滥捕而造成鱼类资源退化）。
寒流与暖流交汇区附近的冷水性鱼类，虽不如热带、亚热带鱼类的种类多，但数量却不少，个体也大，如北大西洋的鳕鱼、鲑鱼（三文鱼）、鳟鱼等鱼类在市场上一直很受欢迎。
寒流除了对渔场的形成有重要作用，还对南极生物种类的丰富性功不可没。
环绕南半球的西风漂流往往伸出许多南向的分支，这些分支与环南极洲沿岸流的北向分支交融后往东流，同时有部分海水下沉往南流，补充沿岸往北流的海水，形成相对稳定的大面积垂直环流；并且，局部表面的海水在散热变冷的过程中，密度变大而下沉，使得四周的海水进入补充，继而引起底部海水上升补偿，最终引起了局部的小垂直环流；此外，环南极沿岸流与南极沿岸冰山、冰川及大块浮冰的相互作用，引起局部的小垂直环流。
这些洋流把海水底层大量的养分带到上层，浮游生物便弥漫了南极海域，多种磷虾大量生长。于是，南极地区有了成片的企鹅，有了庞大的鲸群和二三十米长的须鲸（如蓝鲸），以及南极海豹等等鳍脚海兽，就连信天翁、贼鸥也成了南极洲的常客。
南极多足虾
这是一种等足类甲壳动物,与我们常见的对虾是近亲。它们在南极附近的深海中很常见,每天大部分时间都停留在海草和海绵上,主要以海水中的浮游小生物为食。
未名软珊瑚
这种形似葵花的软珊瑚是英国研究人员首次发现的,还有待于专家命名。软珊瑚相比硬珊瑚可以在光线很少的深海中生存,但不适于造礁珊瑚。
南极冰鱼
这种奇特的海鱼能够抵御南极海水的冰冷,它们的身体几乎透明。它们也有血液,但是血液中没有红细胞,因此它们的血液也是无色的。
南极筐蛇尾
这是一种奇特的海蛇尾,是海星家族的一员,体重可达5千克,寿命长达35年。它们在安静时可缩成一个小球,在遇到敌害或捕食时,可在1分钟内舒展所有的长腕。它们主要以海床上的一些小动物为食。
海猪
它们是海参家族一员,如同陆地上的蚯蚓一样,默默地耕耘着海底的沙土。
南极沙蚤
这是研究人员第一次在南极海域发现的沙蚤,它们是一种海洋片脚类甲壳动物,是其他大型甲壳类动物的重要食物。
南极毛头星
是海百合的一种,3亿年前就生活在南极海域了。它们的触须不停地随海水漂动,捕捉漂流的海藻为食。
栉水母
这是一种长相奇特的水母,与其他种类的水母模样大不相同。研究表明,这种水母是水母家族中比较原始的一种。
灰鳐
它们在南极算是一种大块头的捕食者,经常如幽灵般在海床附近穿梭,以其他小动物为食。科学家预测,随着南极海域变暖,灰鳐等大型捕食者将越来越多,这将危及南极海洋生态。
海鳞虫
它是一种海洋蠕虫。一般的海洋蠕虫没有鳞片,生活在南极海域的这种蠕虫则长有鳞片,这可保障它们在寒冷刺骨的海水中畅游。
南极章鱼
章鱼在大部分海域都很常见,在南极海域却比较稀罕。
参观海洋生物展览
今天是星期六，阳光明媚，在三教庙有一个海洋生物的展览，我和徐晨，江雨菲、祖雨童，还有王嘉琪提前约好的在大门口集合。下午一点半，我们到达了目的地买了门票，怀着好奇的心情去参观了。
刚一进去，就看见了一只大鳄鱼，它瞪着大大的眼睛，惊奇地望着它身边的同学们。我们又走了几步，进了一间小屋，突然看见一只很可怕的动物，它就是海中霸王——鲨鱼，张着大大的嘴巴，好象要向我扑过来，可把我吓坏了，立刻向一边跑去，哈哈，仔细一看原来是标本啊！这下我的心才平静下来。在这间小屋里，还有一些海扇螺，鲜贝螺等等。
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。
有好多家长都说上当了，因为宣传册上说是活的海洋生物展览，结果大部分都是标本。我妈妈说：“他们夸张的宣传是不对，但是标本也很值得参观，海洋生物神奇奥妙，等待人类的探索与研究。如果人类不保护海洋，继续制造污染垃圾，那么以后我们能看到的只有标本了”。妈妈说的对，只有保护环境，保护海洋，我们和海洋生物都会有一个美好的家园。
北京永顺镇中心小学四（1）班
星期六，妈妈带我到少年宫参观海洋生物标本展，我真高兴！
一进门，抬头一看就看到形形的美丽的螺挂在墙上，令人眼花缭乱。海螺千姿百态，有鹦鹉螺、有龟甲宝螺、有白星宝螺……其中，鹦鹉螺最为珍贵，它的身上长着一个非常漂亮贝壳，其花纹特像一只鹦鹉，最为奇特的是既不向左旋，也不向右旋，而是从正中的背面向外左旋卷成圆盘状。世界上现保存的活体标本只有两只，因此非常珍贵。
我们登上台阶，上了二楼，马上映入眼帘的就是美丽的海星了，听工作人员说：“海星看上去不像是动物，而且从外观和缓慢的动作来看，很难想象出，海星竟是一种贪婪的食肉动物，它对海洋生态系统和生物进化还起着非同凡响的重要作用……”我边听讲解，一边望着这些像太阳的太阳海星，像裙子花边的裙边海星，情不自禁地想：“没想到海星还有这么多的奥秘！”
参观了海星，我迫不及待地又上了三楼，只见走廊尽头的蓝色的布上挂着许多生物标本，有精美的玫瑰千手螺，庞大的海龟，还有凶猛、吃人不眨眼海中霸王——鲨鱼。
鲨鱼食肉成性，凶猛异常，连海中之王的鲸鱼见了也得退避三舍。鲨鱼虽然凶猛，面目可憎，但全身都是宝，是重要的经济鱼类。鲨鱼的肝脏富含维生素A、D，是制作鱼肝油的重要原料。
我恋恋不舍地走出少年宫，心想：此行收获可不少，海底真是个奇妙的世界啊！
关键词: 海洋管理专业 海洋生物学 课程教学
1.引言
目前我国各级海洋管理部门及涉海企事业单位从事海洋管理的专门人才较为匮乏,特别是具备一定海洋专门知识的海洋管理人才更少[1],为了适应海洋管理部门和涉海企事业单位加强海洋管理、提高管理水平的需要,海洋管理专业应运而生。
海洋管理专业开设目标是培养具有良好的科学素养和海洋科学基本知识,系统掌握海洋管理、海洋法等理论知识,能从事海洋管理及相关教学和研究工作的专门人才。由该专业的培养目标可以看出,该专业实际上是“海洋+管理”,因此,海洋科学基本知识和管理学知识对该专业来说都非常重要。由于管理学和海洋学这两类知识属于不同范畴,在专业开设实践中,我们发现,学生对这两类知识的掌握程度存在着较大的差异。对于该专业在加强管理学知识传授的同时,如何提高学生的海洋学知识水平,还有待在教学实践中进一步探索。
海洋生物学是海洋科学的重要组成部分;目前,海洋生物资源管理也已经成为海洋管理部门工作的重点领域[2]。海洋管理人员掌握必要的海洋生物学知识,是其进行科学管理的必要保证,因此,应当重视在海洋管理专业的学生中开展海洋生物学等海洋科学知识的教育[3],[4]。为了进一步了解我院海洋管理专业在海洋生物学课程教学方面存在的具体问题,同时,为其它院校同类专业提供参考,我们对学过该课程的海洋管理专业的学生进行了问卷调查。
2.问卷设计与实施
本次问卷主要从学生学习兴趣和态度;对课程实用性的认识;教学内容、教学方法和教学形式;教材及参考书使用情况等方面设计了不同形式的问题,形成了本次调查的问卷。接受问卷的对象主要是开设过“海洋生物学”课程的海洋管理专业学生,包括海管071班、海管061班和海管051班的部分学生,以上3个班共计81人。
3.调查结果与分析
3.1学生态度方面
在对学生关于海洋生物学课程兴趣调查中,仅有23.5%学生明确表示喜欢海洋生物一类的课程;有33.3%的学生对该课程感到好奇;有43.2%的学生对该课程兴趣不大或没有兴趣。
对于该课程在学生今后工作中预期实用价值的调查中,有24.7%的学生认为能用到该课程所学的知识,18.5%学生认为不能,而一半以上的学生(56.8%)对于该课程在今后工作中究竟有什么作用认识不清。同时,我们还发现,虽然我们开设的是海洋管理专业,但是只有不到一半的学生(45.6%)希望将来能从事海洋管理工作,有30.9%的学生选择不希望从事涉海工作,而另外23.5%的学生则对职业预期不明确。
以上结果表明,相当多的学生对于目前所学的海洋生物学知识在今后工作实际中究竟有什么用处不了解,在一定程度上影响了学习态度。这就要求我们在平时的学生工作中,多向学生介绍海洋管理工作的重要意义和发展前景、多进行职业规划教育;在海洋生物学教学中,也应当注意多联系海洋管理工作的实际。
3.2授课内容方面
我们将海洋生物学的主要内容大致划分为六个方面(见表1),试图了解学生关注的重点内容和学习难点。调查结果如表1所示。
*A 海洋生物的形态,结构和功能;B 海洋生物的生长、发育和繁殖;C 海洋生物的习性、生理和代谢;D 海洋生物的资源、生态和环境;E 海洋生物的进化、分类和分布;F 海洋生物应用与开发技术
由表中可以看出,多数学生对海洋生物的资源、生态和环境,以及海洋生物的应用与开发技术比较关注。这与学生对将来工作中能用到哪些方面的海洋生物学知识的认识相一致:在该项目调查中,有67.9%的学生认为将来工作中最可能用到海洋生物应用与开发技术方面的知识;其次是海洋生物的资源、生态和环境方面的知识(49.4%),并且认为其它方面的内容可能较少用到。此外,部分学生表示还比较关注海洋生物的发展史、远古及未来海洋生物研究、海洋生物与海洋地理之间的关系、海洋生物药用价值等方面的知识。因此,教师在授课的过程当中,可以适当增加这方面的内容,以提高学生的学习兴趣。
对于学习难点,学生的看法出现了比较大的分歧。例如,有35.8%的学生认为海洋生物的形态、结构和功能比较难以掌握;相反,有33.3%的学生认为该项内容比较容易掌握。其它各项内容也存在着类似的情况。造成这种情况的原因可能是由于学生生物学基础不同,造成学生在对课程难点的感受不一致。针对上述情况,教师在教学中应考虑到生物学门类的特点,以及学生学习基础的差异,采用个别辅导等方式,帮助学生更好地理解授课内容。
此外,我们还根据海洋生物的物种分类,将海洋生物划分为海洋鸟类和哺乳动物类、海洋鱼类、海洋无脊椎动物、海洋植物及海洋微生物等生物类别,分别调查这些生物类别的教学情况。结果见表2。
由上表可以看出,学生对于海洋鱼类方面的内容最为关注,对于其它生物类别的关注则差异不大;同时,学生认为海洋鱼类方面的知识较容易掌握,而海洋无脊椎动物和海洋微生物则较难掌握。由于学生在学习中比较关注海洋鱼类,因而学习兴趣较高,有利于这方面知识的掌握。海洋无脊椎动物和海洋微生物由于种类繁多、各门类差异很大,因而成为了学习的难点。这就要求我们对海洋无脊椎动物等方面的教学内容应当重点突出,尤其应当在教学过程中体现海洋无脊椎动物各个门的联系与区别,便于学生在学习时进行比较、归纳和总结,提高对这方面知识的掌握程度。
另外,60.5%的学生认为将来工作中最可能接触到的海洋生物门类是海洋鱼类,其次是海洋植物(占35.8%),绝大多数人(占87.7%)认为海洋无脊椎动物在将来的工作中难以接触到。实际上,海洋无脊椎动物也具有同样重要的价值,许多海洋无脊椎动物可作为渔业捕捞对象、水产养殖饵料,或在海洋生态环境等方面具有重要的价值,而学生恰恰忽略了这一点。造成这一现象的原因,可能是课上对海洋无脊椎动物在实际生产中的作用和重要性介绍不够。因此,在今后的教学过程中,教师应当更加注意联系海洋管理工作的实际。
3.3教学方式方法方面
通过调查和走访,大多数学生(83.0%)认为采用多媒体的教学能够取得较好的教学效果。在学生认为有助于理解和掌握教学内容的其它教学形式中,54.3%的学生选择实验或调查实习,有49.4%的学生选择观看实物展示。因此,在采用多媒体教学、展示海洋生物图片和视频的同时,教师还应当多组织学生开展实习、观看实物或标本,使学生获得对海洋生物更加生动鲜明的印象。此外,大多数学生(77.7%)认为今后还应当专门安排海洋生物学实验课程,一些学生认为应当结合海洋管理专业多作实地考察,拓宽授课内容。
上述调查表明,学生普遍欢迎采用多种生动活泼的形式;同时应当重视实践过程在海洋生物学课程中的应用,一方面培养学生的动手和观察能力,另一方面增进学生对知识点的理解和消化吸收。
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3.4教材和参考资料使用方面
调查发现,学生对于教材的依赖并不是很强。56.8%的学生认为,教材的有无,对于学习该课程没有影响或影响不大,只有22.2%的学生认为有较大影响。绝大多数学生(87.6%)课后复习主要依靠教师的授课课件和上课笔记,只有11.1%的学生课后复习主要依靠教材。
调查还发现,22.1%的学生经常查阅我院图书馆的相关参考书,47.0%的学生有时查阅这些参考书,25.9%的学生偶尔查阅过这方面的参考书,还有5.0%的学生则从未在我院图书馆查阅相关的参考书。这表明,图书馆中海洋生物学方面的参考资料已成为学生获取课外知识的一条重要渠道。
上述调查结果提示,今后在教学中我们应当引导学生更多地关注课外的知识,同时,在学生成绩考核中也应当注意增加对授课课件内容以外知识的考查。鉴于图书馆中的参考资料对于学生获取课外知识的作用,今后有必要进一步加强这方面参考资料的建设力度。
4.结语
“海洋生物学”是海洋科学的基本组成部分之一,同时,该学科的知识对于海洋管理的许多方面都着非常重要的应用价值。为了增强海洋管理专业“海洋生物学”课程的教学效果,通过调查研究,我们认为应当从以下几方面改进教学。
首先要让学生明白该课程的重要性,尤其要结合将来工作中可能遇到的问题,让学生了解该课程的实际应用价值,使得学生端正学习态度。对于学生较感兴趣的方面,比如海洋生物的资源、生态和环境,以及海洋生物应用和开发技术,在内容上应当有所拓展。在课程教学的同时,还有必要开展就业指导,使学生明确所学内容的用处,增加学习动力。
在授课内容和授课方式方面,应该做到重点、难点突出。适当照顾学生的学习基础差异,采用个别辅导等方式,帮助基础较差的学生掌握课堂知识。在教学中,教师应多采用活体或固定标本展示、幻灯片和多媒体放映等直观手段,创设形式多样、直观生动的教学情景,使学生在形象活泼的课堂气氛中吸取知识。海洋生物学是以实验为基础的学科,实验在海洋生物学教学中对培养学生的科学态度、科学方法和思维能力有着不可替代的作用,应该创造条件,加强学生动手能力训练,鼓励学生参加各种科研实践活动和社会实践活动。
为了提高“海洋生物学”教材的使用价值,可以组织本院专业教师根据具体情况,编写适合的讲义。除此之外,仅仅依靠一本教科书是远远不够的,还应该充分挖掘利用网络、图书等资源,使学生能巩固课堂知识,并拓展课外知识。
以上调查分析结果对于改进我院海洋管理专业海洋生物学教学提供了依据,同时也为其它院校海洋管理和其它海洋相关专业开展海洋生物学课程的教学提供了参考。
参考文献:
[1]苗振清,刘煜.对海洋类专业人才培养的思考――以浙江省为例[J].高教论坛,2009,2:21-24.
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[3]李百齐.加强海洋管理,保护海洋环境[J].理论界,2007,12:229-230.
[4]勾维民.海洋经济崛起与我国海洋高等教育发展[J].高等农业教育,2005,5:14-17.
【关键词】海洋生物 探究性学习 激发兴趣 提供空间 创新形式
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2017）02A-0031-02
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出，要“创新人才培养模式，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习”。《基础教育课程改革纲要》更是明确提出，教学过程应当“注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习”。在这些思想的指导下，科学课教师理应进一步转变教学观念，充分发挥学生的主体作用，培养学生的创新意识和实践能力。
探究性学习，是学生从学科或生活中的问题出发，通过形式多样的探究活动，获取知识技能、培养实际能力、获得情感体验的学习方式和过程。小学生海洋生物探究性学习，主要是指学生在教师的指导下，以类似科学研究的方法自主地发现与探究海洋生物问题，获得知识和结论的一种学习方式和过程。
在人类赖以生存和发展的地球上，陆地面积仅占总面积的29%，而海洋则占到71%，海洋是人类可持续发展的重要基础。蔚蓝的海洋蕴藏着极其丰富的矿物资源、生物资源和药物资源，开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资源短缺和环境恶化等一系列难题的重要途径。要发展海洋事业，建设世界海洋强国，增强全民族海洋意识是首要任务。而全民族海洋意识的建立并非一朝一夕之事，必须从中小学教育抓起。当代青少年儿童是未来开发海洋资源的生力军，我们必须从小就使他们了解、认识海洋，培养他们热爱海洋的情感，树立起强烈的海洋意识，因此对中小学生开展海洋生物教育具有重要的现实意义和战略意义。
为此，我校在科学课堂内外提出了“向海洋进军”的口号，开展海洋生物探究性学习，从小培养学生的探究能力。学校与自治区海洋局、南宁市科学技术协会、广西科普教育基地共同成立了“做中学海洋科学教育基地”，联合用探究性学习的方式指导孩子们探究海洋的奥秘，带领学生一起做海洋生物科学实验，进行海洋生物研究。
一、激发学生对海洋生物的探究兴趣
丰富学生知识、创设思维空间，是引导学生对已有知识进行探究的关键。如执教教科版科学教材三年级上册《动物》单元，一开始笔者将“珊瑚、海葵、小丑鱼存在怎样的共生关系”的问题抛给学生，通过议论交流，发现学生掌握的海洋生物知识还真不少，但还是比较浅层次、不全面的。于是，笔者带领学生实地参观南宁市海底世界，学生进一步了解了三者的共生关系，以及三种海洋生物的相关知识。在学生学习d趣极其高涨的情况下，笔者引导学生进一步收集有关资料：“你还能了解到更多的关于珊瑚、海葵、小丑鱼的知识吗？收集的办法有查阅书籍、网上搜索、采访他人等。”结果，从反馈的数百条信息来看，学生对海洋知识的探究欲望非常强烈，收集了丰富的海洋知识。受此启发，笔者利用班会课、实践课组织学生分批走进海洋生物实验室、标本馆进行探究性学习，做“海洋小科学家”。安排接待的实验室有鱼类生态实验室、贝类分类实验室、藻类分类实验室等。孩子们分组进入预先安排的实验室当“海洋小科学家”，有的进行了海葵等海洋动物实体的解剖，了解生物体的构成及其作用；有的在显微镜下观察动植物的不同分类及各自的构成特点；有的看到了在不同环境下相同种类的变异……孩子们在做中学，在学中做，兴致高涨，久久舍不得离开。回到学校后，学生又开展了海洋科学小实验、制作海洋标本行动、海报展示、制作活体模型等探究活动，探究能力得到了进一步的培养。
教师有意识地为学生创设探究的空间，使学生不仅尽情地遨游在书的海洋、科技信息网的世界里，更能尽情地遨游在真实的海洋生物世界中，使其不断开阔眼界，大胆探索海洋生物世界的奥秘。这远远超过了科学教材《动物》单元所讲的知识点，打破了只局限于书本知识的教法，使学生已有的知识不断拓展、延伸，科技教育的意义也在探究中得到体现。
二、提供学生探究海洋生物知识的广阔空间
科学课理应突出其在促进人的全面和谐发展方面的作用，培养学生学习能力、动手能力、交往能力、创新能力等综合能力，使学生通过科学课培养科学素养，发展科学素质。为了给学生提供更为广阔的探究海洋生物知识的空间，作为非沿海城市的学校，我校积极联系广西科普基地之一的南宁海底世界与红树林、珍珠养殖科普基地――北海竹林科普基地，开辟校外学习阵地，开发特色校本课程，开展探究性学习活动。
在教学教科版科学教材六年级下册《环境和我们》单元时，为了让学生通过体验认识到保护生态环境的重要性，笔者结合“‘海岸卫士’红树林及其生态系统探究”活动主题，邀请红树林研究专家、海洋研究专家进课堂指导、开讲座，并携手防城港市防城区江山中心小学、防城港市防城区江山石角小学联合成立了“手拉手”红领巾监测点，同时还加入了联合国GEF项目中红树林环保课题中的子课题，使学生对海洋生物及环境有了更进一步的认识。在此基础上，笔者组织学生参观、考察了北海、防城港红树林等科技实践活动基地，并多次组织学生参观南宁市海底世界、北海市海底世界。活动使孩子们体验到了海的滋味，与红树林亲密接触并进行探究，让海洋与科学课紧密结合，让“小手”更握紧“大手”，探究氛围非常浓厚。通过实地考察和参观，学生亲眼目睹了红树林的生长环境及受到的污染、砍伐等破坏，唤起和强化了他们爱护和保护海洋环境的意识。参观考察活动使他们感受很深，尤其是看到沿途近海污染造成的环境状况，更使他们意识到保护海洋的迫切性和严峻性。
总之，我校通过课本知识的迁移拓展，为学生探究海洋生物知识提供了广阔的空间，打破了学生被动学习的教学模式，学生的主体意识、实践意识、探索意识和创新意识在潜移默化中得到了强化，学习能力、动手能力、探究能力、创造能力也得到了培养和提高。
三、创新学生探究海洋生物知识的活动形式
科学课堂涉及的信息量很大，为了更好地激发学生学习海洋生物知识、探索生命世界的兴趣，除了书上要求的制作、实验、比赛的组织形式，我校还积极组织学生以小组为单位开展制作红树林生态系统模型、进行珍珠养殖等活动，学生对课外海洋生物探究活动的兴趣很浓。其中的采集珍珠活动是学生亲自养殖珍珠贝的结果，采集当天，全国科学技术协会青少部部长对我校的科学实践活动给予高度评价，认为这样的活动能从小培养学生爱科学、学科学、用科学的好习惯，对青少年学生科学素养的形成有着极大的帮助。在此基础上，我校组织学生参加海洋生物科幻画比赛，促使学生不仅对海洋生物的形态有了进一步的了解，还对海洋生态系统有了更为全面的认识。此外，我校还以金点子征文的形式，让学生围绕“人类驶向海洋”“人类在海洋生存”等主题献计献策；以“珍珠贝苗的植入”为主题，让学生以方案的形式设计可植入珍珠贝的珍珠贝苗，要求贝苗圆滑小巧，并具有科学性和可行性。活动中，有的学生设计了小胶泥，有的学生设计了小小“海洋球”……这些多元的活动不仅激发了学生的学习兴趣，也增强了他们做“海洋小科学家”的信心，逐步养成了探究意识，个性和才能得到了真正的展示。
多元的探究形式改变了传统的一成不变的课堂教学模式，把学生带入了广阔的海洋世界，让其尽情地探索生命世界的奥秘。
【关键词】海洋生物;天然产物;先导化合物
近代人类疾病谱的进化和改变给药物学家和药物化学家提出新的难题。随着中国进入WTO,中国医药界也面临着国际药业的激烈竞争和严峻挑战。在合成药,天然药和生物药的三大支柱药业中,最具有发展潜力并最可能形成中国自主知识产权的新药应首推天然药物。组合化学与高通量药物筛选技术的结合为快速发现有新药开发潜力的先导化合物开辟了新的研究途径。但是从天然资源中寻找具有显着生物活性的天然产物仍然是发现新药先导化合物的主要途径。因此加强从天然药用资源中发现对治疗人类重大疾病高效低毒的创新药物研究,具有其特殊的重要性和迫切性。
在天然药物资源中,海洋生物资源是保留最完整,来源最丰富,最具新药开发潜力的领域。由于海洋生态环境的特殊性(高盐度,高压,缺氧,避光),使得海洋生物产生的次生代谢产物的生物合成途径和酶反应系统与陆地生物相比有着巨大的差异,导致海洋生物往往能够产生一些化学结构新颖、生物活性多样、显着的海洋药物先导化合物,为新药研究与开发提供了大量的模式结构和药物前体。海洋生物资源是一个巨大的、潜在的、未来新药来源的宝库已成为一种共识。
海洋生物活性物质的研究是海洋药物研究的核心和基础。近30年来,科学家已从海洋植物、无脊椎动物等不同海洋生物中发现近万种海洋天然产物,其中结构新颖、具有显着生物活性和重要应用前景的化合物有数百种,如从海绵Luffariellavariabilis中得到的manolide具有选择性抑制与很多炎症疾病有关的磷酸酯酶A2的活性;而由海绵Halichondriaokadai中分得的okadaicacid则对蛋白磷酸酯酶具有高度的选择性抑制作用,可用于探测细胞磷酸化过程,进而阐明炎症性疾病的发病机理。这两个海洋生物分子现已商品化正式生产。美国国立卫生研究院(NIH)癌症研究所(NCI)每年投于海洋药物研究的科研经费占全部天然药物研究经费的一半以上,他们的巨大投入已获得丰厚的回报。仅目前正在NCI进行临床疗效评价的海洋抗癌药物就至少有6个,例如Ecteinascidin743,Dolastatin10,HalichondrinB等。此外还有一些很有前景的海洋药物候选物正在进行临床前研究。海洋生物活性物质不仅是对治疗癌症,而且在治疗其他多种疾病方面亦具有巨大的潜力和美好的应用前景。例如加勒比海鞘Pseudopterogorgiaelisabethae中发现的活性成分Pseudopterosins具有很强抗炎活性而被用于皮肤过敏性疾病的治疗。
我国海域辽阔,海洋生物资源丰富。据初步统计,我国海洋生物经分类鉴定的有2万多种,其中,仅我国近海发现的具有药用价值的海洋生物就有700多种。许多具有免疫、抗炎、抗肿瘤、抗病毒以及作用于心血管系统和神经系统的生物活性物质先后被分离、提纯,其中部分先导化合物已进入临床前研究,一些海洋新药已进入临床研究。
但与先进国家相比,我国目前能形成自主知识产权的海洋新药仍寥寥无几。主要原因是我国海洋先导化合物的应用基础研究力量薄弱,未能提供足够的结构新颖化合物供生物活性筛选,导致新药先导化合物发现的几率低。
故从海洋生物中发现大量结构新颖的先导化合物,建立与重大疾病相关的生物筛选模型,并以生物筛选为导向,是发现可供临床前及临床研究的海洋先导化合物,进而开发具有中国自主知识产权海洋新药的关键。
本文根据作者几年来从事海洋天然产物研究的体会,认为我国海洋动植物作为药物开发需要考虑如下几点:
1海洋生物资源的选择
我国海洋生物资源丰富,但可供新药开发的药用资源却十分有限。因此,在选择药用资源时应考虑资源的群落分布和滋养采集的可持续性,包括资源的可培养和可种植。此外,海洋生物的传统药学用途和民间药用的调查是开发海洋药物的重要捷径。其中,海洋中药在我国传统中药中占有一定的地位,根据中药理论对其药性、药味及其物质基础进行研究,可快速开发出海洋中药的新药产品。
此外,我国民间海洋用药如红树林植物具有多种疾病治疗作用,我国红树植物有12科15属27种,广布于我国东南沿海海岸线。据对民间红树植物的药用考证,我国民间具有长期药用红树植物的历史,如正红树为治疗肾结核,尿路结石等的特效药;红茄冬用于治疗血尿病;木榄果治疗糖尿病;老鼠勒根具有抗白血病和抗乙肝活性,海莲树皮提取物具有抑制肉瘤S180和Lewis肺癌活性。在“全国中草药汇编”(1978)中记载3种红树植物(老鼠勒,海芒果和黄槿)及其药用功效。据统计,我国近一半的红树植物对多种疾病具有治疗用途。然而,对红树药用植物的活性成分及其作用机理研究在国内少见报道。而国际上,特别是东南亚国家近年在国际杂志相继发表与红树植物的化学成分和生物活性的论文,表明国际上对红树植物的化学成分多样性及其生物活性已引起高度重视。该类药用资源具有可种植再生的优点,一方面可作为陆地保护植物,另一方面可作为药用资源,并可充分利用我国盐碱地和滩涂资源。近年研究结果表明,我国丰富的藻类资源具有各种药学功效包括抗糖尿病和抗病毒,由于藻类资源可作为大规模仿生养殖培养,对资源的可持续性应用存在巨大潜力。
2海洋药用天然产物的快速分离和鉴定系统的建立
现代色谱和波谱技术及其联机技术如HPLC2MS/MS,HPLC2NMR技术的推广和应用,改变了传统植物化学技术研究海洋天然产物的方法,加快了结构新颖天然化合物的发现速度。因此,建立快速分离和鉴定系统是开发海洋药物和快速发现药物先导化合物的关键瓶颈。
3靶向药物筛选体系的建立
引进新的筛选技术,如高内涵筛选(HighContentScreening,HCS)是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下,同时检测被筛样品对细胞形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响,在单一实验中获取大量相关信息,确定其生物活性和潜在毒性。经典的高通量筛选(HighThroughputScreening,HTS)对创新药物的研究起到了不可替代的作用,虽然其结果较为准确,易于评价,但其检测模型均建立在单个药物作用靶分子的基础上,无法全面反映被筛样品的生物活性特征,只得到有限的数据,初筛得到的阳性结果需要进一步确认。而HCS是基于个体细胞对细胞表型的多次测量,有更多的生物学信息和多个终点的定量资料,可用于筛选和确认先导化合物。通过同步应用报告基因、荧光标记、酶学反应和细胞可视化等高内涵筛选常规检测技术,研究人员可以在新药研究的早期阶段获得活性化合物对细胞产生的多重效应的详细数据,包括细胞毒性、代谢调节和对其他靶点的非特异性作用等,从而显着提高发现先导化合物的速率,减少开发后期的失败率。因此,HCS将成为HTS的发展方向。显微荧光标记、数码影像分析以及图象数据处理技术的快速发展,使以高通量方式对细胞的多个生理环节进行检测成为可能,有力推动了药物筛选技术由高通量筛选向高内涵筛选方向的革命化转变。
4针对重大疾病的创新海洋药物研究
411海洋抗肿瘤活性物质从海洋生物中寻找海洋抗肿瘤活性化合物一直是海洋天然产物研究的重点之一。从海洋动物中获得的次生代谢产物10%具有抗种瘤活性,从海洋植物中获得的化合物315%具有抗肿瘤或细胞毒活性。目前已从海绵,海鞘,珊瑚,海洋软体动物,海洋红树植物等海洋生物中获得数百种具有明显抗肿瘤活性的化合物,结构类型包括核苷类、酰胺类、聚醚类、萜类、大环内酯类、多肽类等。目前至少已有15个海洋抗癌药物进入临床或临床前研究阶段。
已进入Ⅱ期临床研究的抗肿瘤海洋活性化合物如从加勒比海鞘中分离的didemninB,ecteinascidin743,用于治疗肺癌和皮肤癌,具有显着的疗效;从总合草苔虫中分离的草苔虫素bryostatins和从海兔中分离的海兔毒素dolastatin对白血病、乳腺癌等多种肿瘤有很好的疗效;膜海鞘素didemninB是第一个进入临床试验的抗癌海洋药物;从被囊动物Tri2didemnum中分离出来的环肽化合物aplidine,dehydrodidemninB,curacinA,discoclermolide,eleutherobin,halichondrinB,具有强烈的抗白血病和黑色素瘤活性。目前应用最广的抗癌药氟尿嘧啶,是隐南瓜海绵中的海绵核苷的结构修饰产物。最近,科学家从海绵Aplysiasp1中发现了一种新的抗癌活性物质aplyronineA,体外实验结果对P338白血病细胞,肺癌细胞在低浓度下具有显着的抑制活性,T/C为544%,显示出显着的延长生命的效果,是具临床应用前景的药物先导化合物。从海绵获得的callystatinA对KB细胞显示出极强的活性(IC50=0101ng·kg-1)。大田软海绵酸(okadaicacid)为聚醚衍生物,能抑制致癌基因,使它逆转为正常表现型,现已成为研究生命科学的重要工具药。
此外,已在临床应用的鲨鱼软骨制剂(Scatp)可克服放化疗引起的副作用,增强患者机体免疫力;昆布多糖、海带多糖等8种多糖制成的复方海藻多糖是抗癌中药制剂;从海洋昆布和麒麟菜中提取的多糖类药物海力特,临床上用于治疗慢性乙肝和各种肿瘤有一定的疗效。
目前我国研究开发的抗肿瘤海洋药物,已进入临床研究或批准生产应用于临床的有62硫酸软骨素、脱溴海兔毒素、海鞘素A、B、C,膜海鞘素B、扭曲肉芝酯、刺参多糖钾注射液、海王金牡蛎、909胶囊、海洋宝胶囊、长棘海星苷、三环半萜C2Ⅱ,大田软海绵酸制剂、Hs272片、海兔毒素10、海力特、羊栖菜多糖制剂、海福康之侣等近30种。
412抗病毒活性物质病毒感染性疾病近年无论是在发病率上、还是在病种上均呈现快速上升趋势。然而,长期以来病毒性疾病的相关治疗药物却发展缓慢,迄今为止,仅有为数不多的几种药物如泛昔洛韦、齐多夫定、阿糖腺苷、六环鸟苷、干扰素等限制性地应用于临床。迄今已从海绵,海鞘,海藻等海洋生物中获得核苷类、生物碱类、萜类、多糖类、杂环类,多肽和蛋白类等抗病毒活性化合物。其中阿糖胞苷是从加勒比海生活的隐瓜海绵中获得第一个海洋抗病毒药物。
从同种海绵中还分离到对病毒L2G多聚酶活性有抑制作用的阿糖胸腺嘧啶。NCI发现了抗HIV蛋白化合物cyanovirin2N,并已成功完成了基因表达。我国近期开发的“PV2911”、珍珠贝壳酸性提取物等具有抗病毒感染功效。
另外,从地中海贪婪倔海绵中分离到的倍半萜类化合物对NO+逆转录酶的活性有强抑制作用,无细胞毒性,是一种十分理想的抗病毒先导化合物。从山海绵中分离的对单纯疱疹病毒、疱疹性口炎病毒在低浓度下即有显着抑制效果。这些海绵产生的活性物质主要是生物碱类、萜类、大环内酯类、核苷类、甾醇类、肽类和脂肪酸类化合物。
从藻类中发现的抗病毒活性物质主要是多糖类,多糖类物质能强烈干扰病毒的初始侵染过程,并最终与病毒颗粒形成无感染力的多糖病毒复合物,对病毒在宿主细胞中的复制和包装也有一定的抑制作用。藻类多糖能够激活机体的免疫系统或改善机体的生物应答功能,从而与保护正常细胞,提高整体免疫力有关。从加勒比海被囊动物三膜海鞘中分离到的一组环缩醛酸多肽,在抗肿瘤、抗病毒、抗感染等方面都表现出很强的药理活性,并在体外实验中发现该化合物对骨髓细胞病毒的逆转录酶有很强的抑制作用。
通过分离编码抗病毒活性物质的基因,将该基因转入高效表达体系,是大规模生产海洋肽类药物的一新的研究方向。通过克隆基因在载体上的表达,还可以产生系列酶合成的同系物,为新药筛选提供新的候选化合物。这方面工作目前正在我国开展,如利用自建的海带遗传转化模型,在海带中稳定表达了乙肝病毒表面抗原的转基因海带,其蛋白的平均表达量高,且表达产物具有天然表位。
另外,发展海洋生物技术,对药源生物进行人工培养是保护自然资源、解决样品短缺和采样重复性差的重要途径。
413海洋抗心血管疾病活性化合物对具有抗心血管疾病活性化合物的研究是海洋天然产物研究的另一重点。目前已对数千种海洋生物的代谢产物进行了活性筛选,发现一批具有显着活性的化合物,其化学结构类型包括萜类、多糖类、高不饱和脂肪酸类、喹啉酮类、生物碱类、肽类和核苷类等。但目前进入临床应用的抗心血管海洋药物仍然较少,我国拥有自主知识产权的药物有藻酸双酯钠(PSS),甘糖酯等。
在软体动物麝香蛸中分离出麝香蛸毒素,具有持续的降压作用,是迄今所知活性最强的降压物质,其效应比硝酸甘油强数千倍。另有50多种海洋生物毒素在心血管系统具有相当的活性,如海葵素thalassin和congestin,海葵毒素具有强心作用,对心率却无影响,可望开发成一种取代洋地黄毒苷的生化药物。海兔毒素不仅有强心作用而且有很强的降压作用。河豚毒素(TTX)的抗心律失常作用目前研究较多。海星酸性粘多糖有明显降低胆固醇及温和的抗凝血作用。从中国南海棘皮动物多棘海盘车分离获得海星甾醇(3β2羟基雄甾252烯2172酮)具有增强记忆及抗氧化作用,海星甾醇经结构修饰得化合物CO1,具有抗心律失常作用。从中国南海短指多型软珊瑚分离出的一种喹啉酮具有明显的心血管活性,作为抗心律失常药物开发是很有前途的。从中国南海小棒短指软珊瑚中分离到的柳珊瑚甾醇(gorgosterol)具有明显的抗心律失常和抗心肌缺血作用,能舒张血管、降低血压、减慢心率及减少心肌耗氧量作用,有望开发成心血管疾病药物。以牡蛎为主要原料的“东海三豪”等保健品具有降血脂、软化血管和改善微循环作用。利用海藻加工成的“脉怡康”、“必索”及螺旋藻制剂等对高脂血、动脉粥样硬化具有良好的预防和治疗作用。以合浦珠母贝提取物制成的珍珠精母注射液,治疗子宫出血疗效显着,已被国家计生委推荐为计划生育用药。
以上实例使人们看到海洋药物产业化的希望。
414海洋生物抗菌、抗炎活性化合物从海洋生物中提取分离的抗菌、抗炎化合物有脂肪酸类、糖酯类、丙烯酸类、苯酚类、溴苯酚类、吲哚类、酮类、多糖类、多肽类、N2糖苷类和β2胡萝卜素类等。最早一批海洋药物是抗菌药物,如头孢菌素类抗生素早已用于临床。
我国在开发海洋抗菌抗炎药物方面取得较显着成就,已开发了系列头孢菌素、玉足海参素渗透剂等海洋抗菌药物,海参中提取的海参皂苷抗真菌有效率达8815%,是人类历史上从动物界找到的第一种抗真菌皂苷。从刺参中分离得皂苷毒素holotoxinA,B已用于治疗脚癣和白癣菌感染。
从环节动物毛乳蛰虫中分离到的含溴化合物结构与灰黄霉素相似,已用于临床,商品名为平。国外临床使用氨基葡萄糖硫酸酯盐(glucosaminesulfate)治疗骨关节炎,能显着减轻患者的炎症和疼痛,毒副作用少。另外作为传统的民间药用植物—半红树药用植物杨叶肖槿中的man2sonones类化合物是高度氧化的倍半萜醌类化合物,和其树皮中提取到一种含棉酚(gossypol)具有很强的消炎作用,证实其在伤口治疗上有效。
从多棘海盘车中分离的海星皂苷能治疗胃溃疡,商品名为“胃可安”,及其配合中药制成的“海洋胃药”已应用于临床。褐藻多糖硫酸酯(FPS)在国内首先用于治疗慢性肾衰,尿毒症患者,现已按国家二类新药获准进入临床,商品名为“肾海康”。海螵蛸具有止血、涩经止带、制酸吞酸、剑疮等功效。
壳聚糖对格兰氏阳性菌的敏感性高于格兰氏阴性菌。
对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,壳聚糖均显示出快速而显着的杀菌作用。壳聚糖的抗菌活性随分子量的下降而增强,并随脱乙酰度的增加而增大。且抗细菌活性比抗真菌活性更强,而水溶性壳聚糖的抗真菌活性要强于其抗细菌活性。从泥鳅中分离到一个21肽Misgurin,具有较强的体外广谱抗菌活性,且没有明显的溶血作用,其抗菌活性是蛙皮素的2～6倍。鲶(Parasilurusasotus)受伤后上皮粘膜细胞层分泌一种分子量为200014Da的抗菌肽parasinI,具有广谱抗菌性,其抗菌活性是蛙皮22的12～100倍。从虹鳟鱼皮中分离得到一种具有抗菌作用的白肽,在抵御胞内或胞外病毒方面起着关键作用。该肽对B1subtilis,P1citreus及E1coli等细菌的抑制作用非常强,远远超过昆虫抗菌肽的抑菌作用。研究表明,海绵中存在的环肽Diso2derminA具有抑菌活性,在浓度为3～116μg·mL-1时可分别抑制枯草杆菌和奇异型杆菌;加勒比海棉Discodermiasp1中分离得到的环肽PolydiscamideA也具有显着的抑菌活性,它对枯草杆菌的MIC为3μg·mL-1。海藻类中存在许多有抗菌活性的物质,如琼脂低聚糖、海藻糖等。
5海洋生物大分子的药学用途
海洋生物大分子指海洋生物中的多糖类、多肽类和蛋白类化合物。多数海洋生物能够产生多糖类聚合物,海洋多糖已证明具有各种各样的生理调节功能。目前国内外已从多种海洋动物中分离到活性多糖成分,如甲壳类动物的甲壳素;软骨鱼骨中的硫酸软骨素;多孔动物海绵,棘皮动物海参、海星中的硫酸多糖,软体动物扇贝、文蛤、鲍鱼、海兔等中的糖蛋白或糖胺聚糖等。另外,多糖在海藻中含量丰富,约占干重50%以上,是海洋多糖药物开发的重要资源。从海藻中还可分离到含微量元素多糖,如碘多糖、硒多糖、锌多糖等。微量元素多糖既可发挥微量元素有机态的营养作用、减少毒性,又可发挥多糖本身的生理活性,因此成为一个新的研究方向。如硒多糖能清除自由基、防治肿瘤;碘多糖能促进神经末梢细胞生长,具有增智作用;锌多糖能调节血液物质平衡,防止皮肤病等。目前有关海洋微生物活性多糖的研究报道很少。从海洋生物中分离的多糖往往具有高度硫酸化的特点,是开发抗病毒特别是抗HIV的重要资源,如从海藻中提取分离的硫酸多糖911和PS2870具有显着的抗HIV作用。硫酸多糖911能通过抑制逆转录酶活性、干扰吸附,来抑制HIV21对MT4细胞的急性感染和对H9细胞的慢性感染。
由于海洋生物生存的特定环境,导致海洋生物中存在的肽类化合物的结构和组成与陆生动植物有很大不同。
很多海洋肽类具有抗肿瘤、抗艾滋病、抗真菌、抗病毒及免疫调节等生理活性。其中抗癌多肽具有活性高、稳定性好等特点。如从海兔中分离到的小分子肽dolastatins,其抑制癌细胞的活性显着,是目前已知来源的抗肿瘤制剂中活性最强的一类;我国科学家从海葵中获得多种强心活性多肽物质和神经调节肽。肽类毒素研究是海洋活性物质研究中发展最迅速的领域之一。海洋动物肽类毒素作为一种攻击或防卫的武器,往往含多种神经、心血管和细胞毒素,一般以神经毒素为主,具有很强的麻醉、强心,抗癌、抗菌和抗病毒作用,是开发研制用于神经系统、心血管系统疾病治疗特效药物的重要来源。海洋生物肽类毒素具有毒性作用强、药效高、作用剂量小等特点,而且分子量相对较小,容易通过基因工程技术进行大批量生产。目前已知的肽类毒素有40余种。海洋抗菌肽是近10年来发展起来的一个研究热点。
抗菌肽具有广谱抗细菌、真菌、病毒、原虫和抗肿瘤功能及独特的作用机理,极有可能成为抗菌、抗病毒以及抗肿瘤药物的新来源。日本学者Nakamura等从亚洲鲎(Tachypleustridentatus)纯化出鲎素(tachyplesin),这是首次从海洋生物中发现的抗菌肽,能显着抑制革兰氏阴性和阳性菌生长。从对虾(Penaeusvannamei)中分离得到对虾肽pe2naeidins,该类肽由富含脯氨酸N端和3个分子内二硫键的C端结构域组成。它们对革兰氏阳性菌有强烈的抑制作用,MIC为016～215μmol·L-1,对革兰氏阴性菌抑制活性较弱,对真菌也表现出抑制作用。
目前许多海洋抗菌肽的基因结构已被确定。用异源大量表达载体(酵母系统)成功重组表达了P2和P32A两种对虾肽。重组肽有显着的抗真菌活性,抗细菌的活性主要集中于革兰氏阳性菌。从鲎血细胞中分离含小颗粒的血细胞与系统应答有关。当用微生物产生物质(如LPS)刺激时,这些血细胞会自发脱颗粒,将抗菌肽(如defensins)释放到胞外体液中。
我国是海洋大国,开发和利用海洋动物抗菌肽资源,将为研制肽类新药提供理想分子设计骨架和模板,为发展新的抗感染药物奠定重要基础。
6海洋极端生物的开发
极端生物的开发利用是海洋生物技术应用的又一个重要领域。具有耐高温、低温、抗压、耐盐碱等功能的极端生物是筛选和分离不同酶类、生物活性物质及次级代谢产物的重要资源。这些极端生物的开发利用将会形成很大的产业。日本计划在未来几年,在极端微生物开发利用上的产值将达到30多亿美元。另外,很值得一提的是海洋生物技术在新能源开发方面的应用。我国目前正在开展海洋极端微生物药学应用的相关研究。
7海洋生物产生的基因药物
海洋生物技术研究的快速发展得益于基础生命科学技术的创新和进步。全基因组测序与结构基因的分析及生物技术应用、DNA提取纯化和分子分析的自动化等无疑大大提高和扩展了海洋生物技术的研究水平和应用范围。
要缩短与国际海洋生物技术研究发展的差距,一项重要的措施是加大基础生命科学的研究和先进技术的发展,加大与水产养殖、天然产物、海洋环境保护、甚至与生物氢研发等应用领域密切相关的海洋分子生物学的研究。在当前选择1～2种有代表性的海洋生物(包括微生物)开展功能基因组学的研究是十分紧迫和必要的,同时,应用基因工程手段研制能替代海水养殖业中广为应用的抗生素的绿色生物药物也是非常急需的。另外,还应进一步扩展海洋生物技术在我国的应用领域,例如加强生物技术在海洋环境保护领域的应用研究,以便真正能够利用高新技术手段解决日益增多的海洋生态环境问题。
海洋药物基因工程主要是指将来自陆地的药物基因转入海洋生物中进行表达,或将海洋药物基因转入陆地微生物、植物或动物中表达,或将海洋药物基因转入海水养殖生物中表达。如海葵多肽毒素具有显着的强心作用,并有降血脂、抗血凝、抑制血栓形成等作用,活性强于毒毛旋花苷,临床前景十分看好。但由于海葵中的多肽毒素含量极微,难以满足临床前及临床试验用药的需要。故科学家们将人工合成的Ap2B基因与E1coli噬菌体基因构建成融合基因,在T49E1coli中表达,得到了融合蛋白,经过分离纯化、蛋白酶切等技术处理,获得高表达,其理化性质及生物活性与天然Ap2B肽毒素完全一致。
8加强海洋生物毒素研究
海洋生物毒素是海洋天然产物的重要组成部分,是海洋生物活性物质中研究进展最迅速的领域,它们具有结构特异、活性广泛且活性强等特点。许多高毒性海洋毒素对生物神经系统或心血管系统具有高特异性作用,可发展成神经系统或心血管系统药物的重要先导化合物,有的已被FDA批准为正式药物,如多肽类海葵毒素已作为强心药物的重要先导化合物。芋螺毒素在临床上用作特异诊断试剂,作为镇痛药疗效确切,不成瘾;ω2芋螺毒素用于癌症、艾滋病晚期的顽痛治疗,成本比鸦片类止痛剂大大降低,它比常用强万倍以上;α2芋螺毒素在小细胞肺癌的治疗中显示极好的应用前景。河豚毒素亦是一种较强的镇痛剂,可代替吗啡、杜冷丁等治疗神经痛。聚醚类毒素PTX(岩沙海葵毒素)、CTX(西加毒素)、MTX(刺尾鱼毒素)等分别具有强抑癌、高强心等作用,已成为新药开发的特殊模式结构。水母毒素有望研制成独特心血管药及神经分子生物学工具药,头足毒素(也称章鱼毒素)可望开发成抗心绞痛药物,海胆毒素和海蛇毒素在心血管、抗血栓药方面将大有作为。
9海洋中药现代化研究
近年,我国海洋生物研究的另一侧重点为海洋中药的现代化研究。海洋中药系指以中医药理论为指导的传统海洋药物。我国最早的医学文献《黄帝内经》中就有“乌贼骨作丸,饮以鲍鱼汁治血枯”的记载。我国的《神农本草经》、《本草纲目》等收载的海洋药物已达百余种。《中药大辞典》收载海洋中药134种;《海洋药物与效方》收载我国常见海洋药物208种,海药效方1197首;《中华本草》亦收载了海洋药物802种。海洋中药传统药材如昆布、海带、紫菜、乌贼骨(海螵蛸)、海马、海龙等涉及的海洋生物包括绿藻、褐藻、红藻等藻类以及腔肠动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物等。以海洋生物制成的单方药物有22种,以海洋生物配伍其他药物制成的复方中成药有152种。我国对海洋中药的研发已逐渐形成产业。如应用于临床的双海止咳膏、复方褐藻酸胶囊、海力特、复方全牡蛎胶囊、海珍玉液、珍珠精母口服液、海蛇祛风湿灵胶囊、海蛇海龙口服液等,在临床上发挥了重要作用。海洋中药的制剂涉及传统剂型和新制剂的各剂型。新晨
我国从藻类中提取得到具有抗艾滋病活性的一类药物聚甘古酯,可认为是海洋中药现代化研究的实例之一。
10结语
近十几年来,我国海洋药物的研究工作不断向广度和深度发展,发现了数百种新化合物,开发了数种海洋新药,有些已达国际先进水平。近年来,我国政府和少数地方政府对中国海洋药物事业高度重视,正在开展“科技兴海技术”的海洋药物专题研究,尤其是各种基金给予大力资助,以海洋药物为中心的专业化药业逐渐形成。
【关键词】 海洋生物 萜类化合物 糖苷类 生物活性
【Abstract】 Marine organism show some important biological activities. This paper reviews terpenoids and glycosides from marine organism at home and abroad since 2005， and provides scientific evidence for reasonable exploitation and application. Terpenoids are mainly occurred on marine algae， coral， sponge and some fungi by monoterpene， sesquiterpene， diterpene and triterpene. And glycosides with structures of lipid， steroid and terpenoid are distributed to marine algae， sponge， sea cucumber and starfish.
【Key words】 Marine organism; terpenoid; glycoside; bioactivity
海洋是生命之源，由于海洋环境的特殊性，具有高压、低营养、低温（特别是深海）、无光照以及局部高温、高盐等生命极限环境，海洋生物适应了海洋独特的生活环境，必然造就了海洋生物具有独特的代谢途径和遗传背景，必定也会有新的、在许多陆地生物中未曾发现过的新结构类型和特殊生物活性的化合物。
萜类物质是一类天然的烃类物质，其分子中具有异戊二烯(C5H8)的基本单位。故凡由异戊二烯衍生的化合物，其分子式符合(C5H8)n通式的均称萜类化合物(terpenoids)或异戊二烯类化合物（isopenoids）。但有些情况下，在分子合成过程中由于正碳离子引起的甲基迁移或碳架重排以及烷基化、降解等原因，分子的某一片断会不完全遵照异戊二烯规律产生出一些变形碳架，它们仍属于萜类化合物。海洋生物中萜类化合物主要以单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜为主，三萜和四萜种类和数量都较少，且大部分以糖苷形式存在。萜类化合物是海洋生物活性物质的重要组成部分，广泛分布于海藻、珊瑚、海绵、软体动物等海洋生物中，具有细胞毒性、抗肿瘤活性、杀菌止痛等活性作用。
糖苷的分类有多种方法，按照在生物体内是原生的还是次生的可将其分为原生糖苷和次生糖苷（从原生糖苷中脱掉一个以上的苷称为次生苷或次级苷）；按照糖苷中含有的单糖基的个数可将糖苷分为单糖苷、双糖苷、三糖苷等；按照糖苷的某些特殊化学性质或生理活性可将糖苷分为皂苷、强心苷等；按照苷元化学结构类型可分为黄酮糖苷、蒽醌糖苷、生物碱糖苷、三萜糖苷等，海洋类的糖苷大部分是按照此特点分类的，主要包括鞘脂类糖苷、甾体糖苷、萜类糖苷和大环内酯糖苷等，在很多海洋生物如海藻、珊瑚、海参、海绵等中均发现有糖苷类化合物存在。已有的研究表明海洋糖苷类成分大都具有抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗菌、增强免疫力等生物活性。抗白血病和艾氏癌药物阿糖胞苷Ara-C(D-arabinosyl cytosine) 1、抗病毒药物的Ara - A 2以及Ara-C的N4-C16-19饱和脂肪酰基化衍生物3是海洋糖苷类药物成功开发的典范［1］。
本篇文章对国内外自2005年来从海洋生物中分离提取到的萜类化合物以及糖苷类化合物进行了总结。
1 萜类化合物
1.1 单萜 2005年M. G. Knott等人［2］对从红藻Plocamium corallorhiza中分离得到的三种多卤代单萜化合物plocoralides A-C（1～3）［3，4］进行了活性研究，发现化合物Plocaralides B（2）， C（3）对食管癌细胞WHCOI具有中等强度的细胞毒作用，这些化合物具有卤素取代基。
1.2 倍半萜 从海泥来源的真菌Emericella variecolor GF10的发酵液中分离得到两个新型的倍半萜化合物6-epi-ophiobolin G（4）和6-epi-ophiobolin N（5），化合物在1～3μM浓度时能使神经癌细胞Neuro 2A凋亡，同时伴随细胞萎缩和染色体聚集［5］。这一类ophiobolins是天然的三环或四环的倍半萜化合物，对线虫、真菌、细菌以及肿瘤细胞有着普遍的抑制活性。
Willam Fenical等人从海洋沉积物分离得到一株放线菌CNH-099，在该菌的代谢产物中分离到具有细胞毒作用的新颖的 marinonc 衍生物 neomarinone（6）、isomarinone（7）、hydroxydebromomarinone（8）和methoxydeuromomarinonc（9），它们均是倍半萜萘醌类抗生素。Neomarinone（6）和marinones（7～9）对HCrll6结肠癌细胞显示中等程度的体外细胞毒作用(IC50=8μg/ml)，而且，neomarinone(6)对NCI-s60癌细胞也具有中等程度细胞毒作用（IC50=10μg/ml）［6］。
化合物花侧柏烯倍半萜（10～12）从希腊北爱情海希俄斯岛采集的红藻 L. microcladia中分离得到［7］。红藻 L. microcladia 经有机溶剂CH2Cl2/MeOH (3:1)提取，以Cyclohexane/EtOAc（9:1）为洗脱液进行硅胶柱层析，最后经HPLC纯化得到化合物（10-12）。该试验并对化合物活性进行了研究，发现三种化合物均对肺癌细胞NSCLC-N6 和 A-549有抑制作用，化合物（10）：IC50=196.9 μM (NSCLC-N6)和242.8 μM (A-549)，化合物（11）：IC50 = 73.4μM (NSCLC-N6) 和52.4 μM (A-549) ，化合物（12）：IC50= 83.7 μM (NSCLC-N6)和81.0 μM (A-549)。后两个化合物对肺癌细胞毒活性作用明显高于第一个化合物，推测可能由于后两个化合物结构中酚羟基以及五环内双键的存在提高了化合物活性，而化合物中溴原子的存在并没有对其活性构成影响。从中国南京采集的红藻L. okamurai也分离出四种衍生的花侧柏烯倍半萜化合物，分别是Laureperoxide （13）， 10-bromoisoaplysin （14）， isodebromolaurinterol （15）和10-hydroxyisolaurene （16）［8］。5种snyderane倍半萜（17～21）化合物从红藻L. luzonensis中分离得到［9］。
从一个软海绵种属Halichondria sp中分离得到四种具有抗微生物活性的含氮桉烷倍半萜化合物halichonadins A-D（22～25）［10］。该海绵采集于日本冲绳运天港，2.5 kg样品溶于4L MeOH，所得的115g MeOH提取物分别用1200ml EtOAc和400MlH2O萃取，7.9g EtOAc萃取物经硅胶柱层析后，洗脱液为MeOH/CHCl3（95:5）和石油醚/乙醚（9:1），得到化合物halichonadins A-D（22～25）和已知化合物acanthenes B、C。活性检测实验显示：化合物halichonadins A-D均具有抗细菌活性，同时halichonadins B和C也具有抗真菌活性，化合物halichonadins C对新型隐球菌（Cryptococcus neoformans）的半致死浓度（IC50）达到0.0625μg/ml。三个部分环化的倍半萜（26～28）化合物具有抑制磷酸酶Cdc25B活性，从海绵Thorectandra sp.中分离得到［11］。冷冻的海绵样品经4℃去离子水浸泡冷冻干燥后得到的干涸物， 随后用MeOH/CH2Cl2（1:1）和MeOH/H2O（9:1）的有机溶剂提取获得粗提物。采用活性追踪的方式，对粗提物（IC50=8μg/ml）进一步分离，将其溶于100mlMeOH/H2O（9:1）有机溶剂中，得到1.2g的粗提物加入300ml正己烷，获得水相部分溶于MeOH/H2O（7:3）的溶剂中，再用300ml CH2Cl2提取得到的部分经活性测定显示对磷酸酯酶抑制活性最强（IC50=6μg/ml），之后采用反相C-18柱HPLC分离，得到部分环化的倍半萜化合物（26）16-oxo-luffariellolide（12mg， tR=18min），化合物（27） 16-hydroxy-luffariellolide (2.5 mg， tR=19min)以及化合物（28） luffariellolide (4.20mg， tR=38min)。五种属于倍半萜类的化合物hyrtiosins A-E （29～33），从中国海南两个不同地方的海绵Hyrtios erecta种属中分离得到［12］。
氧化的倍半萜化合物gibberodione（34）， peroxygibberol（35） 和 sinugibberodiol（36）从台湾软珊瑚Sinularia gibberosa分离得到［13］，化合物（35）具有较温和的细胞毒性［14］。从珊瑚Eunicea sp.中提取的七种倍半萜代谢产物（37～43）［15］，含有榄烷，桉烷和吉玛烷骨架结构，研究显示对Eunicea 种属的疟原虫具有轻度的抑制作用。
1.3 二萜 以前很少有从绿藻中分离得到萜类化合物的报道，但是与2004年相比，提取的代谢产物数量有所增加［16］。从澳大利亚塔斯马尼亚采集的绿藻Caulerpa brownii中分离出许多新型二萜类化合物，其中化合物（44～48）在没有分支的绿藻中提取得到［17］，而类酯萜化合物（49）是从分支的绿藻中获得，该研究同时显示提取的类酯萜化合物对细胞、鱼类、微生物均有不同程度的毒性作用［18］。
日本Koyama K等人从褐藻Ishige okamurae来源的未知海洋真菌(MPUC 046)中分离到一种新型的二萜类化合物phomactin H（50）［19］。真菌(MPUC 046)经含150g小麦的400ml海水25℃发酵培养31天后，采用CHCl3溶剂提取、硅胶层析及HPLC纯化得到phomactin H。该化合物同已发现的phomactin A-G化合物一样，均属于血小板活化因子（PAF）拮抗剂，能抑制PAF诱导的血小板凝聚，同时推测此活性与化合物的某个特定骨架结构有关。
从法国南部大西洋海滨采集的褐藻Bifurcaria bifurcata中分离得到（51～55）五种新型的极性非环状二萜类化合物［20］。该褐藻经CHCl3/MeOH（1:1）提取，硅胶层析（洗脱液为不同比例的Hexane，EtOAc，MeOH），经反相C-18柱HPLC纯化获得十二种化合物，其中五种为新型二萜类化合物。化合物（51～53）在Hexane: EtOAc（2:3）洗脱液中发现，而化合物（54）和（55）则从Hexane: EtOAc（1:4）洗脱液中获得。
6种新型的Dactylomelane二萜类化合物 (56～61)从西班牙特纳里夫南部家那利群岛采集的红藻Laurencia中分离得到［21］，其结构具有C-6到C-11环化的单环碳新型结构。采集的红藻经CH2Cl2/MeOH(1:1)有机溶剂提取后，用洗脱液Hexane/CHCl3/MeOH(2:1:1)进行Sephadex LH-20反相色谱分离，结合TLC点样筛选的部分用洗脱液EtOAc/hexane（1:4）进行硅胶柱层析，最后采用硅胶柱进行HPLC纯化得到六种新型的单环碳二萜类化合物Dactylomelans。从红藻L. luzonensis中也分离得到二萜类化合物luzodiol (62)［9］。一个溴代二萜类化合物 (63)从日本其他红藻Laurencia物种中分离得到 ［22］。
Xenicane二萜类化合物(64～71)从台湾珊瑚Xenia blumi分离出来，而化合物xeniolactones A-C (72～74)则是从台湾Xenia florida中分离出来的［23］。化合物 (64～67)， (69)， (70) 和 (72)具有轻微的细胞毒性作用。非Xenicane代谢产物xenibellal (75)对Xenia umbellata也具有轻微的细胞毒性作用［24］。化合物Confertdiate (76)是一个四环的二萜类物质，从中国珊瑚Sinularia conferta中分离得到［25］。
从史密森尼博物院癌症研究所收集的海葵中分离得到的二萜类化合物actiniarins A-C (77～79)能适度抑制人cdc25B磷酸酶重组［26］。
Periconicins A，B (80～81)［27］是从内生红树林真菌Periconia sp.分离得到的二萜类的新化合物，能抑制不同微生物的生长活性，诸如bacillus subtilis ATCC 6633， Staphylococcus aureus ATCC 6358p， Staphylococcus epidermis ATCC 12228等等。
南海真菌2492#是从采自香港红树林植物Phiagmites austrah样品中分离得到的，从2492#菌株的发酵液中分离得到的两种二萜类化合物 (82～83)有很好的生理活性［28］，如抗肿瘤、降压、调整心率失常，同时降压调整心率失常的作用在相同的条件下优于临床现用的阳性对照物。
从中国红树林植物Bruguiera gymnorrhiza分离出二萜类化合物 (84～86)，化合物(86)对小鼠成纤维细胞具有适当的细胞毒活性［29］。也从中国红树林另一物种Bruguiera sexangula var. rhynchopetala分离出三种二萜类化合物 (87～89) ［30］。与之结构相似的二萜类化合物 (90～93)从中国Bruguiera gymnorrhiza中分离得到，其中化合物 (92)和 (93)有轻微的细胞毒活性［31］。
1.4 二倍半萜 Willam Fenical研究小组从曲霉属Aspergillus海洋真菌（菌株编号CNM-713）分离到一个新的二倍半萜化合物aspergilloxide (94)，该化合物为含有25个碳原子的新骨架，对人的结肠癌细胞HCT-116有微弱的细胞毒活性［32］。在此之前，Willam Fenical等人从巴哈马的红树林中的漂浮木中也分离到一株真菌Fusarium heterosporum CNC-477， 并从中分离得到一系列多羟基二倍半萜类化合物neomangicols A-C（95～97）［33］和mangicols A-G (98～104)［6］，它们的结构如下图所示。Neomangicols的骨架为25个碳的二倍半萜，是首次从天然物中分离得到。药理实验显示化合物 (96)具有和庆大霉素大致相当的对革兰阳性细菌的抑制能力，化合物 (98)和 (99)对MPA(phorbol myristate acetate)诱导的鼠类耳朵水肿有抗炎症活性。1.5 三萜 从海洋生物中提取得到的三萜类化合物主要以三萜皂苷、三萜烯类、三萜糖苷等形式存在。四环三萜皂苷类化合物nobilisidenol (105) 和 (106)是从中国黑乳海参Holothuria nobilis分离得到的［34］。采集于福建东山的黑乳海参洗净切碎后用85%的EtOH冷浸提取，得到的流浸膏均匀分散于水中，依次用石油醚、二氯甲烷、n-BuOH萃取，研究发现n-BuOH提取物经大孔吸附树脂、正相硅胶层析、反相C-18硅胶柱层析以及反相C-18 柱HPLC分离得到三萜皂苷类化合物nobilisidenol (105)和(106)。易杨华等同时从海参中提取到了其它的三萜糖苷类化合物以及三萜皂苷脱硫衍生物［35，36］。三萜烯类化合物intercedensides D-I（107-112）从中国海参Mensamaria intercedens中分离得到，具有细胞毒功能［37］。新西兰海参Australostichopus mollis是单硫酸酯三萜糖甙化合物mollisosides A（113）， B1（114） 和 B2（115）的来源［38］。
具有细胞溶解作用的三萜类化合物sodwanone S (116)是从印度洋多毛岛采集的海绵Axinella weltneri中分离得到的［39］。三萜苷类化合物sarasinosides J-M (117-120)分离自印尼苏拉威西岛采集的海绵Melophlus sarassinorum，对B. subtilis和S. cerevisae的细菌具有抗微生物活性作用［40］。
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2 糖苷类化合物
从中国海南采集的甲藻A. carterae中分离得到一种不饱和的糖基甘油酯化合物（121）［41］。甲藻采集于中国海南三亚，经分离筛选得到的A. carterae大规模培养后用甲苯/MeOH（1:3）的有机溶剂提取，所得干涸物分别用甲苯、1N NaCl 水溶液提取。研究发现有机相提取物经硅胶柱（洗脱液为不同比例的MeOH/CHCl3）、反相C-18硅胶柱层析（洗脱液为MeOH/H2O=9:1），最后经反相C-18柱制备型HPLC（流动相为MeOH/H2O =95:5）分离纯化得到25mg不饱和的糖基甘油酯化合物（121）。从多米尼克普次矛斯采集的绿藻Avrainvillea nigricans中可以分离出一个甘油酯avrainvilloside（122），该化合物含有6-脱氧-6-氨基糖苷部分［42］。
两个甘油一酯化合物homaxinolin（123）和（124），磷脂酰胆碱homaxinolin（125）以及能抑制细胞生长的脂肪酸（126）是从韩国海绵Homaxinella sp.中分离得到的［43］。从红海采集的海绵Erylus lendenfeldi分离得到的两个甾体糖苷类化合物erylosides K（127）和L（128）能选择性的抑制酵母菌株的rad50芽体，rad50能修复协调受损的双链DNA［44］。
海参Stichopus japonicus是五种糖苷化合物SJC-1（129），SJC-2（130）， SJC-3（131）， SJC-4（132） 和 SJC-5（133）的主要来源［45］。五种化合物均从弱极性CHCl3/MeOH部分分离出来，其中SJC-1（129）， SJC-2（130）， SJC-3（131）是典型的鞘甘醇或植物型鞘甘醇葡萄糖脑苷脂类化合物，含有羟基化或非羟基化的脂肪酰基结构。SJC-4（132） 和 SJC-5（133）也含有羟基化的脂肪酰基结构，但是含有独特的鞘甘醇基团，是两种新型的葡萄糖脑苷脂类化合物。Linckiacerebroside A（134）是从日本海星Linckia laevigata分离出的一种新型糖苷脂化合物［46］。
甾体糖苷孕甾-5， 20-二烯-3β-醇-3-O-α-L-吡喃岩藻糖苷（135） 和 孕甾-5， 20-二烯-3β-醇-3-O-β-D-吡喃木糖苷（136）从中国短足软珊瑚Cladiella sp.中分离得到［47］。将新鲜的软珊瑚干质量 1.6 kg用乙醇在室温下浸泡 3 次， 合并提取液， 减压浓缩后得到深褐色浸膏 166.5g用30%的甲醇溶解后， 依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取， 石油醚提取液经减压浓缩后得棕黑色胶状物 62.5g，将此提取物硅胶柱减压层析， 用石油醚乙酸乙酯溶剂体系梯度洗脱， 从石油醚/乙酸乙酯（20:80）洗脱液中所得的洗脱部分在反相C-18柱上进行HPLC分离， 用MeOH洗脱得到化合物60mg（135）和3mg（136），该类化合物具有抗早孕和抑制肿瘤细胞生长活性。
四种甾体糖苷化合物（137-140）是从中国珊瑚Junceella juncea EtOH/CH2Cl2提取液中分离得到［48］。
3 结语
目前，从海洋生物中发现的萜类和糖苷类天然化合物的数量近几年呈现逐渐增加的趋势，有些化合物的活性确切而且活性作用强烈是很有希望的一些药物先导化合物，但是用于临床研究的化合物还相对较少，因此开发更多新的天然化合物是有必要的。其次，从海洋生物中发现的活性化合物也存在着活性较低或毒性较大等问题，可以通过对其结构进行修饰，使其活性达到最佳效果。此外，从海洋生物中提取的活性化合物含量通常较低，而且化合物在提取过程中受到提取试剂、方法等外界因素的影响，所以采用化学合成的方法进行化合物的半合成或者全合成解决化合物在提取过程中结构易变、试剂耗量大等缺点。例如从海洋真菌中发现的结构新颖，有抗菌、抗癌和神经心血管活性的物质头孢菌素C，就是从海洋真菌中分离得到的，这是一大类半合成的广为人知的抗生素，它已广泛用于临床［49］。所以采用合成或半合成的方法解决活性化合物作为药源的大量生产方式是通行的。我们期待着这些药物先导化合物在药物开发方面发挥重要作用。
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1、海狮像个熟练的杂技演员一样，用鼻尖接住飞来的水球，然后噗地一下把球弹向空中，球落下来又不偏不倚恰好落在鼻子上，这样连续几次，仿佛鼻子生有吸力一样。
2、在左海的海底世界，我看见了一把把游动的小伞——水母。
3、因为太小了，所以它的触须较短，别看它短，上面可是长有毒刺的，每一根触须就犹如一把毒剑，它就像是一名拿着利剑的勇士，时刻准备刺向它的敌人，不过水母不是用剑打仗而是捕食的。
4、小企鹅长着又圆又大的脑袋，圆鼓鼓的大白肚皮，白白净净的胖脸上有一个黄黄的大扁嘴巴，眼珠漆黑漆黑的圆溜溜的，脚掌很小，有一对可爱的小翅膀。
（来源：文章屋网 ）
关键词：海洋生物；基因工程；课堂教学；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0196-03
海洋占地球表面积的71%，蕴藏着丰富的、最具优势和特色的海洋生物资源，是人类社会可持续发展的宝贵财富。当前，随着陆地资源短缺、人口膨胀、环境恶化等问题的日益严峻，世界沿海国家纷纷把目光投向海洋。党的“十”报告中提出的建设海洋强国的战略使我国对海洋科技人才的需求大幅度提高。江苏省是我国的海洋大省，濒临黄海，辽阔的海域蕴藏着极为丰富的海洋生物资源。同时江苏占有全国近1/4的沿海滩涂资源，是名副其实的海洋资源大省。然而，江苏省的海洋经济总产值却很低。为满足国家对海洋科技人才的需求和适应江苏海洋经济发展的需要，扬州大学于2010年7月组建了海洋资源与环境科学系，并于2011年正式招收海洋生物资源与环境专业的本科生，目前已进入专业课学习阶段。
一、开设海洋生物基因工程课程的重要性
海洋生物资源的开发与利用已经成为各国竞争的焦点之一，其中基因资源更是重点。我国“十一五”期间就启动了海洋技术领域重点项目（863计划）“海洋生物功能基因工程产品关键技术研究”。海洋生物基因工程技术在海洋生物资源研究与开发方面前景广阔。比如海洋中具有嗜热、嗜盐、嗜压、嗜酸的极端微生物（或植物、动物），它们在这些特殊环境中能产生极端酶，利用海洋生物基因工程技术，可以从极端海洋生物中克隆表达特殊极端酶，进而生产出具有特殊功能的生物医药、生物材料等。这种方法可以实现产品的大规模生产，避免季节、资源等因素的限制。此外，利用基因工程技术可以进行水产养殖的改进，主要是从生理学和分子层次探索鱼类、贝类的疾病和免疫机理，然后通过基因工程培育新的抗病品种，提高海洋渔业的质量和产量。海洋生物基因工程技术在其他海洋生物资源的研究与开发方面也具有广泛的应用。由此可见，开设海洋生物基因工程课程不仅可以将现代生物学概念引入到海洋生物学科，还能通过生物技术推动海洋生物资源的进一步开发与利用，对于培养高素质和掌握高技能的海洋科技人才具有十分重要的意义。
二、海洋生物基因工程课程的课堂教学
海洋生物基因工程是通过人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质提取出来，目的基因经PCR扩增后用适当的工具酶进行切割，与载体DNA分子连接重组，再导入海洋生物受精卵、胚胎细胞或体细胞中，使其在受体细胞内复制、转录和翻译表达，定向改变海洋生物遗传性状的技术。到目前为止，国内还没有海洋生物基因工程的指导教材，教学活动实施难度较大。通过探索与总结，我们认为可以从以下几个方面着手来提高这门课程的课堂教学效果。
1.选好教材。根据海洋生物基因工程课程教学大纲的需要，本着强化基础，跟踪前沿，适合海洋生物人才培养的需要，同时有利于学生学习专业知识和培养实验技能的原则，我们选取了Benjamin Lewin主编的《Genes VIII》，吴乃虎编著的《基因工程原理》和徐晋林等编著的《基因工程原理》等作为教材。由于基因工程是一门新兴的前沿学科，发展速度极快，这就要求我们时刻关注国际前沿的进展和热点，除了认真讲授上述的教学内容之外，我们还要收集最新的科研成果，出现的新理论、新技术和新方法，把它们及时的介绍给学生，使教学内容更加丰富，让学生能够跟踪海洋生物基因工程研究领域的前沿问题和热点问题。这样不仅能够丰富学生的知识体系，也提高了学生的学习兴趣。
2.精选教学内容。海洋生物基因工程学是学生在学习了基础生物化学、微生物学、海洋微生物学和海洋分子生物学等多门专业基础课之后开设的综合性应用课程。虽然基因工程涵盖的内容非常广泛，但在结合我校海洋科学专业的特点和江苏省对海洋专业人才技能需求的基础上，本课程设定的主要教学内容包括：基因工程的基本原理和操作方法；海洋微生物基因工程；海洋动物（鱼类和贝类）基因工程和藻类基因工程等四个部分。在具体章节上，设置了绪论、基因工程基本概念、基因工程的基本原理、基因工程所需的基本条件、基因工程的操作过程、目的基因的克隆与基因文库的构建、外源基因表达产物的分离纯化、海洋微生物基因工程、海洋动物基因工程、海洋藻类基因工程等十个主要讲授章节。
3.双语教学。纵观基因工程学科的发展历程，很多优秀的科研成果均来自国外的大学和科研院所，同样国外海洋生物基因工程领域的研究基础比我们要强。因此开展海洋生物基因工程课程的双语教学，要求教师认真写好双语教案，要十分全面并且准确和详尽。此外，还需要教师阅读内容较新的外语参考专业书，并具备较为流利的英语口语水平。通过双语教学，让学生既可以掌握该研究领域的最新学术动态，又能够应用正确、规范的语言对专业理论知识进行描述。
4.多媒体课件授课。海洋生物基因工程的全部课程均采用多媒体授课。在多媒体制作的过程中，要避免使用大量的文字，尽可能多地使用图片、表格、动画等方式，将抽象、深奥的教学内容生动化、直观化。同时，教师要积极鼓励学生选择部分教学内容自己进行多媒体的制作，并鼓励学生在课堂上讲授自己的多媒体内容，其他学生针对多媒体的内容进行提问，教师进行相应的点评和总结。这样可以最大限度地活跃学习气氛，从而调动学生的学习积极性和主动性。通过让学生进行多媒体的制作和讲授，有助于加深学生对理论知识的理解，启发学生的独立思考能力，加强了学生的语言表达能力，达到教师教得相对轻松，学生学得愉快，教学相长的目的。
5.启发式教学。如何提高课堂教学效果一直是教学研究的重点课题。传统意义上的教学方式是教师在讲台上一直对着电脑，按着鼠标键，一页一页地讲，学生不停在记录。这样的方式，没有给学生思考的机会，是一种被动的学习方式，但学生可能喜欢这种方式，因为他们能够很轻松地接受到一些已成定论的理论知识。但问题是，学生很快会忘记这些理论知识，因为缺乏一个自己大脑思考的过程。启发式教学不同于传统意义上的教学，是一种积极的教学方法。教师在开始讲授课程之前，先是向学生提出问题，让学生进行思考，然后再旁敲侧击，让学生主动找到问题的答案。例如，在介绍质粒转化内容时，首先提问学生如何提高质粒转化的效率，然后让学生思考，教师再进行针对性的解释，最终引导学生主动找到正确答案。在启发式的教学过程中，教师提问应该贯穿海洋生物基因工程的课堂始终，从而使学生能够不断地主动思考，而不是被动的接受理论知识。
三、海洋生物基因工程课程的实验教学
海洋生物基因工程课程是一门实践性较强的课程。学生通过理论课的学习之后，还需要通过实验课的训练，才能更好的理解并掌握理论知识。我们除采用了我国海洋生物基因工程的开拓者国家海洋局第三海洋研究所徐洵教授编著了《海洋生物基因工程实验指南》外，还在以下方面进行了探索。
1.搭建实验教学平台。由于我校已将“海洋科学”学科列为校重点建设学科，因此在多个方面给予了支持。在建设过程中，我们将科学研究平台与教学平台进行了紧密结合，并通过结合学院实验中心及扬州大学多学科的优质资源，构建了海洋生物基因工程实验室，目前海洋专业已经拥有包括凝胶成像系统、PCR仪、制冰机、电泳仪、超纯水、冷冻超速离心机等，可完全满足海洋生物基因工程实验课的开设需求，为培养学生实验操作能力和创新思维创造了良好的条件。
2.实验教学内容选择与实施。根据海洋生物基因工程课程的教学大纲要求，海洋生物基因工程实验课内容主要包括了海洋微生物基因组DNA的提取，目的基因的扩增，质粒的构建和转化，目的蛋白的表达等基础性实验部分，此外还开设了海洋动物（鱼类和贝类）基因工程实验及海洋藻类基因工程实验等应用性实验部分。这些实验内容的开设，使学生能够更清楚地理解和掌握海洋生物基因工程的理论知识。除在实验教学的过程中要求学生明确实验的目的，熟悉实验内容与步骤，认真进行实验外，教师还要留给学生一些课后问题让学生去思考，以培养学生思考问题的能力。教师还要要求学生分析实验数据，通过对实验数据的总结和归纳，得出合理的、正确的实验结果和结论。对于实验结果不理想的实验，鼓励学生找出原因，从而培养学生的发现问题、解决问题的能力。在实验结果较为理想的基础上，教师鼓励学生撰写论文，以培养学生的写作能力。此外，教师还会给出实验题目，让学生自己去设计实验，进一步培养学生设计实验的能力。
海洋生物资源的开发与利用已成为世界各大海洋国竞争的焦点，但我国开发海洋生物资源所需的人才相对欠缺。海洋生物基因工程课程是培养海洋生物学人才的重要课程之一，如何使学生及时掌握最新的海洋生物工程学的理论知识、技术和方法，适应海洋人才培养的需要，已成为涉及海洋生物专业的高等院校、科研院所教学的迫切任务。在海洋生物基因工程课程的教学过程中，只有把理论知识的传授和实验操作能力的实践巧妙地结合起来，才能有效地提高该课程的教学效果和效率，使学生具备完整的、系统的知识理论体系和实验操作技能，进一步使他们成为海洋生物资源开发所需要的高质量、高技术的人才。
参考文献：
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关键词 新型海洋生物有机肥；水稻；连粳7号；清洁生产；产量；影响
中图分类号 S511；S144 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）21-0025-02
海洋生物有机肥含多种有益微生物和各种活性酶，以及作物可以利用的微量元素、有机物等，在保持改善和提高土壤肥力、活化土壤养分、增强微生物活性和促进农作物高产、优质、降低农产品成本等方面有着不可替代的作用。因此，研究生物肥料对清洁生产和粮食安全影响具有十分重要的意义[1]。近年来，国内外有关施肥等措施对水稻产量构成因素研究较多，但对秧苗素质影响的相关研究，特别是采用海洋生物有机肥对肥料对水稻秧苗素质的研究较为鲜见。试验应用海洋生物有机肥快速培肥水稻秧苗，研究海洋生物有机肥对秧苗素质的变化特征，探明对无机肥料的补充效应，探明改进培肥方式，创造高产、高效、清洁的培肥方式[2]。海洋生物有机肥是新型海洋生物有机肥微生物有机液肥，以天然的海洋生物及农副产品为主要原料，优选美国微生物菌群，使用自主研发的新型生物反应器及首创的绿色环保型低温发酵工艺制备，发现该种肥料是一种可供无公害、绿色、有机食品生产的环保型、高能高效的有机肥料。
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验分别于2010年和2011年在连云港市东辛农场试验基地进行。试验地前茬为小麦。供试水稻品种为连粳7号。
1.2 试验设计
1.2.1 浸种试验。试验共设4个有机肥浸种处理，分别为：用海洋生物有机肥300倍液浸种催芽（M1）；用海洋生物有机肥150倍液浸种催芽（M2）；用海洋生物有机肥450倍液浸种催芽（M3）；以用清水浸种催芽作为对照（CK1）。秧田每天10：30—12：00为浇水施肥时间，秧苗二叶一心期，用海洋生物有机肥750 mL/hm2+尿素1.5 kg/hm2对水225 kg进行喷施；每间隔7 d同上方法进行喷施。6月19日同期移栽，穴栽3苗（规格：25 cm×13 cm），基肥∶蘖肥=6∶4，分蘖肥新生一叶期和二叶期各施50%，穗肥倒4叶、倒2叶各占50%。其他管理措施统一实施。小区面积15 m2，随机区组排列，3次重复，共12个小区。小区间隔40 cm。
1.2.2 精确定量有机肥无机肥料混施试验。在水稻大田基肥基础上，将往年常规施用化肥量300 kg/hm2减少50%，加入海洋生物有机肥7 500 mL/hm2，喷肥在复合肥上，再加上尿素搅拌均匀，作为基肥（标准用量）。采取裂区设计，设置10个处理，标准用量施尿素300 kg/hm2，海洋生物有机肥用量7 500 mL/hm2（L1）；在标准用量基础上海洋生物有机肥用量减50%（3 750 mL/hm2）（L2）；在标准用量基础上海洋生物有机肥用量加50%（11.25 L/hm2）（L3）；标准施肥量减50%（150 kg/hm2），海洋生物有机肥用量7 500 mL/hm2（L4）；标准施肥量减50%（150 kg/hm2），海洋生物有机肥用量3 750 mL/hm2（L5）；标准施肥量减50%（150 kg/hm2），海洋生物有机肥用量11.25 L/hm2（L6）；不施氮肥，海洋生物有机肥用量7 500 mL/hm2（L7）；不施氮肥，海洋生物有机肥用量3 750 mL/hm2（L8）；不施氮肥，海洋生物有机肥用量11.25 L/hm2（L9）；以施氮肥300 kg/hm2，不施海洋生物有机肥作为对照（CK2）。小区面积15 m2，裂区随机区组排列，3次重复，共30个小区。
1.2.3 孕穗期喷肥试验。大田孕穗期追肥设4个处理，分别为：用海洋生物有机肥750 mL/hm2+尿素3.0 kg/hm2+钾肥2.25 kg/hm2，对水450 kg喷施（U1）；用海洋生物有机肥1 500 mL/hm2+尿素3.0 kg/hm2+钾肥2.25 kg/hm2，对水450 kg喷施（U2）；用海洋生物有机肥2 250 mL/hm2+尿素3.0 kg/hm2+钾肥2.25 kg/hm2，对水450 kg喷施（U3）；以尿素3.0 kg/hm2+钾肥2.25 kg/hm2，对水450 kg喷施作为对照（CK3）；小区面积15 m2，随机区组排列，3次重复，共12个小区。
2 结果与分析
2.1 不同浓度海洋生物有机肥浸种对水稻秧苗素质及产量的影响
从表1可以看出，喷肥秧苗叶龄较对照降低，随着喷肥量的增加而降低。苗高较对照降低。各处理单株带蘖较对照减少；发根力降低。分析主要原因是秧田期喷肥促使秧苗生长较快，导致秧苗抗性低，受稻飞虱危害较重，造成秧苗整体素质下降。从表2可以看出，成熟期产量构成因素受浸种和喷肥影响不能确定，最终产量除处理M1外，各处理均低于对照。本试验设计不能得出浸种对秧苗素质的影响。主要是秧田期秧苗素质低造成减产。
2.2 不同氮素条件下海洋生物有机肥对水稻产量构成因素的影响
从表3可以看出，海洋生物有机肥在正常施氮水平条件下对水稻产量提高不明显。在施氮量减半的条件下产量与正常施肥条件下产量持平，海洋生物有机肥对水稻产量有明显提高。在施氮量减半条件下也能达到9.50 t/hm2以上的产量，证明海洋生物有机肥对水稻在低氮水平下取得高产有促进作用。在土壤供氮量充足的条件下海洋生物有机肥施用量不宜过高，过高易造成减产。本试验范围内建议土壤处理用量以3 750～7 500 mL/hm2为宜。
从表4可以看出，孕穗期海洋生物有机肥喷肥对有效穗数、穗总粒数影响小，主要影响结实率和千粒重，最终影响产量。除处理U1外，其余处理产量均表现为降低，海洋生物有机肥孕穗期喷量以750 mL/hm2左右为宜。
3 结论与讨论
近年来，水稻产量逐年上升，主要是依赖不断提高施肥水平，特别是增加化肥施用量，但该施肥技术存在弊端：一是氮肥水平偏高，经济效益明显下降；二是影响水稻米质；三是造成水体环境富营养化日趋严重[3]。海洋生物有机肥完全符合水稻高产、优质、高效清洁生产要求。在施氮量减半条件下产量与正常施肥条件下产量持平，水稻产量均在9.50 t/hm2左右，控制氮肥用量，经济高效施肥。减少对环境的污染，特别有益于减轻水体富营养化。海洋生物有机肥完全符合水稻高产优质高效清洁生产要求[4-6]。
4 参考文献
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