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生物因素的作用范文1
關鍵詞：生物素；羧化酶輔酶；基因表達
生物素（biotin），是動物機體內維持正常生理機能所必需的維生素之一。由于生物素廣泛分布于動植物中，在食物中分布較為廣泛，而且動物腸道菌群能夠合成生物素，因此，過去人們曾經認為食物中不會缺乏生物素。但是，由于人類科技的迅速發展，生活水平的不斷提高，吃的食物越來越精細化，經常出現了生物素缺乏癥的案例。尤其是那些愛吃在集約化條件下生產的快餐、方便面等加工食品的人群，更容易出現生物素缺乏癥狀。于是，人們開始重新審視和研究生物素的營養作用。近年來，生物素已成為人們最受關注的水溶性維生素之一。
一、生物素的化學結構和分子作用機制
生物素的化學結構中包括具有尿素與噻吩相結合成駢環的兩個五元雜環，和一個帶有五個碳原子的羧基側鏈組成。天然的生物素主要以與其它分子結合的形式存在，在體內由側鏈上的五個碳原子羧基與酶蛋白的賴氨酸s殘基結合，發揮輔酶作用。生物素有8種不同的異構體，其中只有D-生物素具有生物活性。在一般情況下，生物素是相當穩定的，只有在強酸、強堿、甲醛、敗脂肪、膽堿及紫外線照射才會逐漸被破壞。生物素是許多需ATP的羧化反應中羧基的載體，羧基暫時與生物素雙環系統上的一個氮原子結合，如在丙酮酸羧化酶催化丙酮酸羧化成草酰乙酸的反應中。動物缺乏生物素會引起皮膚疾病和脫毛癥。雞蛋清蛋白含有能與生物素緊密結合的抗生物素蛋白，如果大量食用生雞蛋，就會妨礙生物素的吸收，可導致人類生物素缺乏癥。在正常情況下，人類腸道細菌合成的生物素可以滿足人體正常新陳代謝的需要，不會發生生物素缺乏癥。在生物體內，它幾乎都是作為生物素酶的輔基與蛋白質的賴氨酸的ε-氨基形成共價鍵。其生理作用主要是由生物素酶引起的固碳作用及羧基轉移反應。通過丙酰輔酶A羧化酶，乙酰輔酶A羧化酶，甲基丙二酸單酰CoA羧基轉移酶等反應，參與糖和脂肪的代謝。在這些酶促反應中形成的N-羧基生物素作為中間產物。
生物素是羧化和羧基轉移酶系的輔酶，是羧基轉用的載體，這些酶系在細胞中有轉移羧基和固定二氧化碳的作用。具體分子作用機制表現在：1、生物素作為丙酮酸羧化酶的輔酶，通過糖異生作用，從丙酮酸到丁酮二酸生成葡萄糖；2、當乙酰輔酶A被乙酰輔酶羧化酶產生丙二酸單酰輔酶A的時候，生物素作為乙酰輔酶A羧化酶成分起作用。消耗三磷酸腺苷ATP而生成羧基生物素中間體，然后將活性二氧化碳提供給乙酰輔酶A，生成丙二酸單酰輔酶A，這是脂肪酸合成的首步反應，再與一分子乙酰輔酶A結合，經脫羧，還原和去水后，被轉化為丁酰輔酶A。這個衍生物經過反復合成，最終形成長鏈脂肪酸（硬脂酸、棕櫚酸）。在長鏈不飽和脂肪酸合成過程中，尤其是必需脂肪酸代謝中，生物素是十分重要。3、在碳水化合物供給不足時，從脂肪和蛋白質生成葡萄糖的糖原異生作用中，生物素都起著重要的作用，三羧酸循環也離不開它；氨基酸代謝中，直接參與亮氨酸和異亮氨酸等氨基酸的脫氨基及核酸代謝，蛋氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、丙酰輔酶A羧化酶（生物素酶）的作用，經琥珀酰輔酶A進入檸檬酸循環。4、其他作用，氨基甲酰轉移、嘌呤合成、糖代謝、色氨酸分解等，生物素還通過其對核糖核酸的性質和合成速度的作用，而影響蛋白質的合成。5、生物素可以使肝臟鳥氨酸轉甲氨酰酶活性及其mRNA豐度升高，鳥氨酸轉甲氨酰酶在精氨酸代謝和尿素循環中起著很重要的作用。
二、生物素影響基因表達的作用機理
目前，已經發現生物素影響基因表達的主要途徑有3條：1、生物素酰腺苷酸能夠激活可溶性鳥苷酸環化酶；2、生物素能夠影響細胞核因子與其他轉錄因子的活性；3、生物素與組蛋白結合對染色體的重組的影響。
DNA芯片研究表明，生物素對外周血液單核細胞的200多個基因表達有影響。生物素在蛋白質合成、氨基酸脫羧、嘌呤合成、氨基甲酰轉移及亮氨酸和色氨酸分解代謝中起著重要作用，也是多種氨基酸轉移脫羧所必需。 生物素不僅參與羧化酶代謝途徑，而且影響基因表達，動物缺乏生物素將導致細胞增殖減緩，免疫功能受損和胚胎發育畸形。
1、生物素酰腺苷酸。生物素酰腺苷酸是羧化全酶合成過程中的中間產物，生物素酰腺苷酸的合成是由羧化全酶合成酶催化的，生物素酰腺苷酸是通過一種目前尚不清楚的作用機理對可溶性鳥苷酸環化酶進行活化。鳥酸環化酶的活化使環鳥苷酸量增加，從而刺激蛋白激酶G產生信號傳導，蛋白磷酸化得到活化，使編碼羧化全酶合成酶、乙酰-CoA羧化酶，丙酰-CoA羧化酶基因轉錄活性增強。如果生物素缺乏或羧化全酶合成酶的活性降低這些基因的轉錄活性將受阻礙。在大腸桿菌和其他腸道細菌中，有一族基因參與生物素的合成，生物素酰腺苷酸與生物素蛋白連接酶形成復合物，復合物結合在生物素操縱子的啟動子區域，通過反饋調節抑制這些基因表達。
2、細胞核因子與其他轉錄因子。細胞核因子在參與調節，防止細胞死亡和胚胎發育等過程起著重要的作用。哺乳動物NF-kB、Rel家族已經有五個轉錄因子被克隆和測序。其作用機理：細胞未受刺激時NF-kB家族蛋白以二聚體的形式存在，單體IkBα或者IkBβ使該二聚體活性受到抑制，NF-kB與IkB結合后滯留在細胞質中，IkB激酶受到細菌、細胞因子、有絲分裂原、生長因子和激素等刺激后引發IkBs磷酸化，之后在蛋白酶體依賴性途徑中降解；被釋放的NF-kB二聚體移位到細胞核中，結合在基因調控區域的反應元件從而引發基因表達。
3、組蛋白的生物素酰化。染色質包括DNA、組蛋白和非組蛋白，DNA的折疊進入染色質主要由組蛋白起作用。組蛋白可以通過乙?；⒓谆?、磷酸化、泛蛋白化等共價修飾。研究發現人體細胞含有生物素?；慕M蛋白。Stanley等通過酸提取的方法在人體外周血液單核細胞細胞核中分離出了生物素?；慕M蛋白。在人體T細胞白血病細胞系、細小細胞肺癌細胞、人絨膜癌細胞和雞紅血球細胞等也發現有生物素?；M蛋白，組蛋白的生物素?；瘜毎鲋称鹬苤匾淖饔茫唤M蛋白的生物素?；梢源龠M人體外周血液單核細胞的增殖。但與生物素?；M蛋白相關的基因是否被激活或沉默以及生物素酰化組蛋白是否參與DNA修復尚不清楚。最近研究發現，在紫外誘導的DNA損傷的細胞中生物素酰化蛋白量較高，推測生物素酰化組蛋白可能參與DNA損傷的修復。
本文通過生物素對人體基因表達主要途徑影響以及生物素是以多種酶的輔助因子形式參與人體許多的新陳代謝過程的研究，闡明了生物素是人體維持正常生理機能所不可或缺一種維生素。
參考文獻
[1]潘林，孫建義。生物素的生理功能及其分子作用機制[J]。中國飼料，2005（03）。
生物因素的作用范文2
【摘 要】高中生物教學中要重視非智力因素的作用，使其成為促進學生綜合素養提升的重要抓手，教師可以從四個方面入手發揮非智力因素的促進作用：一是多措并舉培養學生生物學習興趣，二是積極鼓勵學生勇于突破自我，三是有效引導學生深入探究實踐，四是創設增強學生競爭動力氛圍。
關鍵詞 高中生物教學；非智力因素培養；分析研究
在學生成長中，非智力因素是素質教育的重要環節，教師在教學工作中要結合非智力因素培養，激發學生學習興趣，提高學習技巧水平，培養良好意志和學習習慣，為教學成效的提升奠定扎實基礎。筆者在高中生物教學中，以非智力因素培養為突破口，有效促進了教學活動深入開展，本文將做簡要論述。
一、高中生物教學中非智力因素培養的重要性
非智力因素對于激發學生積極學習情感和推動素質教育發展方面，具有積極的作用。首先，強化學生非智力因素培養是生物教學中落實素質教育目標的需要。素質教育提出促進學生全面發展，包含了學生身體素質、心理素質和文化素質，而非智力因素屬于學生心理素質的重要組成部分，推進素質教育應當將非智力因素培養作為重要的著力點。其次，強化學生非智力因素培養是落實生物課程目標的需要。新課標明確提出，教師在有效落實知識教學目標的同時，要強化情感與能力的培養，這構成了三維教學目標，其中包含了非智力因素。另外，強化學生非智力因素培養也是推進高中生物學科教學的需要。生物屬于一門探究性較強的學科，學生在學習中需要進行思考與探究，教師需要借助于非智力因素的培養，增強學生學習的興趣，有效提高學習參與性和投入程度，強化非智力因素培養能夠為教學活動的深入有效開展發揮促進作用，是教學成效提升的重要抓手。
二、高中生物教學中非智力因素培養途徑措施
在高中生物教學中培養非智力因素，要將教學環節與培養措施充分融合起來，激發學生學習興趣，鼓勵學生突破自我，引導學生深入探究，并增強學生競爭動力，以更加的狀態投入到生物學習之中。筆者在生物教學中主要從以下幾個方面入手促進學生非智力因素培養有效開展。
1.多措培養學生生物學習興趣。興趣是學生最好的老師，要想提高學生的生物學習積極性，最為有效的方式就是調動學生的學習興趣。筆者在教學中主要從三個方面入手激發學生學習興趣，首先向學生介紹生物學科對社會與經濟發展的巨大作用，讓學生明白生物科學改變了人類發展的進程，從袁隆平的雜交水稻到現在的生物制藥，生物科學正在改變著社會發展的方向與軌跡，以此激發學生學習興趣。其次，筆者運用生物學科的一些趣味實驗來調動學生的學習興趣，比如在生物教學中較為有趣的“植物葉子照片”，就能夠有效調動學生對生物學習的探究欲望，讓他們在參與實驗和觀察的過程中感受到生物學科的神奇。另外，筆者還引導學生觀察自己的生活，從生活中尋找與生物科學有關的事物，提高學生對生物學科學習的興趣。
2.積極鼓勵學生勇于突破自我。高中生物教學面臨的一個重要難題就是學生的學習基礎問題，初中階段許多學校并沒有重視生物教學，教師專任程度不足，教學中采取死記硬背方式，學生在生物學習方面較為薄弱，這就為高中生物教學造成了一定的障礙，許多學生學習的自信心不足，無法以飽滿的激情投入到生物學習之中。針對這樣的狀況，筆者利用課余時間和學生進行交流，幫助他們查找生物學習中存在哪些薄弱環節，制定回顧復習計劃，及時彌補學習中存在的不足之處。另外，還要求制定短期和中期學習目標，在生物學習中能夠達到什么樣的水平與位置，尤其是要找準比學趕拼的目標對象，鼓勵他們卯足了勁向前進。在生物教學中經常鼓勵學生，肯定學生在生物學習中獲得的成功與取得的進步，讓他們在生物學習中感受到快樂和幸福，進一步增強學習動力，勇于突破自我，更加積極地學習生物。
3.有效引導學生深入探究實踐。學生在高中生物教學中具有參與的強烈欲望，教師不能繼續沿用灌輸模式進行教學，而應當為學生搭建探究學習的平臺，讓他們的參與欲望得到滿足，在相互學習研究的過程中集聚智慧、相互借鑒、共同進步。筆者在教學中對教學模式進行了改革，結合教學要點對學生提出思考題，以此引領學生更加積極主動地開展生物學習。如教學《人類遺傳病》時，筆者設置了一組探究題引領學生進行自主探究：“遺傳病有哪些類型?遺傳病具有哪些的危害？為什么要進行遺傳病監測和預防？可以從哪些方面入手開展遺傳病監測和預防？遺傳咨詢的步驟是什么？產前診斷的方法有哪些？基因組計劃與人類健康有什么關系？”在這樣一組探究題的引導下，學生能夠增強探究欲望，積極地開展學習探究活動，有效活躍了課堂氛圍，提高了教學互動效益。
4.創設增強學生競爭動力氛圍。競爭能夠激發學生內心向上的動力，生物教師在教學中應當注重創設競爭的氛圍，活化教學形式，增強學生內心的上進欲望，引導他們積極投入到教學活動之中。教師可以在課后組織生物知識點競賽活動，以賽促學鞏固教學成效，也可以進行課外調研或實踐活動成果展示，通過這樣的更是激發學生的上進欲望。通過這樣的競爭氛圍創設，教師可以將學生的生物學習積極性激發出來，充分體現非智力因素對教學成效提升的促進作用。
綜上所述，高中生物教師應當緊密結合教學各個環節的要點，將非智力因素培養融合在其中，從而有效促進學生全面發展和教學成效提升。
參考文獻
[1]張偉偉.高中生物教學中非智力因素培養的思考[J]. 學周刊.2012(12)
生物因素的作用范文3
關鍵詞：景觀人工湖 富營養化 硝化細菌 反硝化細菌 聚磷菌
中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）004-135-02
近年來，我國城市建設飛速發展，城市高樓林立，加重了生活節奏日趨加快的城市人口對于水的向往、對回歸自然生態的渴求。為了滿足人們的親水需求，現在的景觀規劃甚至是城市規劃中水都成為了不可缺少的重要元素。人工湖的出現美化了人們的生活環境、為人們提供了更多的休閑場所、也在一定程度上起到了緩解城市熱島效應的作用，可是在修建了人工湖以后由于對其疏于管理，造成湖水污染現象，美麗的人工湖最終變身為可怕的臭水湖，不僅不能起到美化生活的作用，反而嚴重影響了人們的生活，對于人工湖的這種現狀，污染治理非常必要。
1 我國城市人工湖泊污染狀況分析
伴隨著城市工業化進程的腳步，一些城市垃圾如大量工業廢水、生活污水等有害物質被排入城市人工湖泊中，由于多數湖泊為靜止或流動性差的緩流水體，水體的自凈能力弱，被這些有害物質污染后，湖泊生物的多樣性會遭到嚴重破壞，造成生物多樣性的喪失及湖泊水體富營養化，最終造成水質的嚴重污染。
1.1 水體富營養化定義
富營養化（eutraphication）一詞最早來源于拉丁語，中國大百科全書（環境科學卷）中對于富營養化的定義是這樣描述的：在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。在自然條件下，湖泊也會從貧營養狀態過渡到富營養狀態，沉積物不斷增多，先變為沼澤，再變為陸地。不過這種自然過程非常緩慢，常需幾千年甚至上萬年。而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化現象，可以在短時期內出現。水體出現富營養化現象時，浮游生物大量繁殖，因占優勢的浮游生物的顏色不同，水面往往呈現藍色、紅色、棕色、乳白色等。這種現象在江河湖泊中稱為水華，在海中則叫作赤潮。
1.2 水體富營養化的成因
1.2.1 自然因素
導致水體富營養化的自然因素包括水體自身的特點、水體的循環周期、水體所處的地理環境及其氣候環境，在這些因素的共同影響，相互作用下，水體就會逐步走向富營養化。
例如，淺水湖泊會比深水湖泊更容易發生富營養化的問題，原因就在于淺水，相同面積下的水量少，相同的光照下，溫度升高更快，光合作用更充分，當有營養物質進入時，相同的面積濃度也較高，這會造成藻類及其他浮游生物迅速繁殖，加快水體富營養化。
1.2.2 人為因素
造成富營養化的人為因素主要有兩方面：（1）人為的改變水體的地理特征造成水體的自身特點的改變，這些改變會影響到水體的流量、流速等。（2）人類在生產和生活過程中產生的大量廢棄物，這些廢棄物富含促使水體富營養化的營養物質。
1.3 影響富營養化的主要因素
水體的富營養化應該說是受到多重因素的共同作用，這些因素包括物理因素，如光照和溫度，有研究表明在一定范圍內，藻類數量的增加與光照及溫度成正相關，而藻類生長所利用的各種必須營養成分，就是富營養化的化學因素，有學者提出在適宜的光照、溫度、pH和具備充分營養物質的條件下，天然水中藻類進行光合作用，合成本身的原生質，其基本反應式可寫為：
106CO2+16NO3-+HPO42-+122HO2+18H++能量+微量元素C106H263O110N16P（藻類原生質）+138O2
藻類可以利用水中溶解的二氧化碳作為自身生長所需的碳源，理論上，水體中每生成1g藻，需要供給0.009g磷和0.063g氮。如果水中有氮和磷的化合物，藻類或其他水生生物就會大量繁殖，一旦當藻類的繁殖量大大超出水生動物對其的需求量，那么控制富營養化的生物因素就失效了，大量繁殖的藻類會造成水體透明度和溶解氧的下降。磷被認為是富營養化的主要限制因素，因為雖然氮也是控制富營養化的重要元素，但藻類往往可以通過生物固氮作用從大氣補充缺乏的氮。所以磷常被作為富營養化的限制因素。
2 水體污染生物治理研究進展
種種資料顯示目前城市人工湖泊污染的關鍵在于水體富營養化，因此要解決人工湖泊的污染問題就必須先修復水體的富營養化問題。近年來對于修復水體富營養化問題的研究很多，而目前采取的行之有效的方法不外乎物理的、化學的和生物的這樣三大類，其中物理方法和化學方法雖然都具有明顯的成效，但是也存在著一些明顯的缺點，而生物法就克服了以上兩種方法的缺點，操作簡便，污染小，生物法可以說是目前修復水體富營養化問題的最佳選擇，而運用生物法去修復水體富營養化的研究也成為熱點。
2.1 水生植物修復技術
目前國內外學者對植物修復富營養化水體進行了諸多研究，并取得了一定的成就，篩選出了一些優勢種。現在國際上公認的淡水水生修復植物有寬葉香蒲、蘆葦、苦草、鳳眼蓮、軟水草和狐尾草等，經驗證明它們對水中的營養物質和污染物均具有很好的吸收作用。水生植物的根系通過光合作用能增加水體內的溶氧，減輕富營養化造成的水體缺氧狀態，根系在生長過程中也會吸收水中的營養物質作為自己生長的養料，根系中的微生物還能幫助分解水中有機營養物，但是要控制好水生生物的數量，不能破壞水生環境的生態平衡，再者要定期打撈腐壞的根枝和凋落的葉片。
2.2 水生動物修復技術
水體的富營養化是因為水中藻類等浮游生物的大爆發造成的食物鏈的斷裂，通過向水中投放以藻類為食的水生生物，就能恢復食物鏈間的正常銜接，使水生生態日趨恢復，富營養化狀況得以緩解，但是投入水生生物的數量較難控制，數量少不足以解決問題，數量多就會造成水生生物食物缺乏帶來新的食物鏈斷裂問題，再者過多的水生生物會產生大量排泄物，對水體也是一種污染。
2.3 微生物修復技術
微生物是生態環境中的分解者，利用大自然中廣泛存在的形形微生物自身特有的代謝活動特點，找到能夠分解水體中有機營養成分和有害物質的微生物，利用這些微生物去修復受破壞的水生生態環境，甚至通過現有的生物技術手段來改造、構建新的微生物物種，達到治理污染的目的。造成水體富營養化的最主要成份是氮和磷，所以應用微生物修復技術主要就是去除水體中的氮和磷，眾所周知，微生物在自然界氮素循環中起著關鍵作用，這些作用包括：固氮微生物將氮氣還原為氨的固氮作用，有機氮被微生物分解形成氨的氨化作用，亞硝化細菌和硝化細菌在有氧條件下，將氨或銨鹽氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的硝化作用。在缺氧條件下，反硝化細菌還原硝酸鹽釋放分子態氮的反硝化作用，分子態氮又進入大氣。通過這四個作用，就完成了自然界中氮素的循環維持了自然界中氮素的平衡。因此去除水體中的含氮化合物，可以通過微生物的氨化作用、硝化作用和反硝化作用使其最終變為氮氣來實現。而水體中磷的去除就不能利用微生物的作用最終變成氣體被排出，通過微生物除磷原理是利用聚磷菌在好氧條件下過量吸收水中的磷化合物，在厭氧條件下釋放到水體中，從中攝取能量進行自身的生命活動。微生物在好氧條件下吸收的磷比厭氧條件下釋放的磷多，因此水體中的磷得以去除。
3 結論
利用微生物治理污染，投入少，見效快，負面影響小，微生物修復法是目前最先進的修復水體富營養化的方法，也是最熱點、最具開發前景的方法。
參考文獻：
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2.能理解生物學中常用圖、表等表達形式的意義,會用多種表達形式準確地描述一些生物學現象。
3.能通過分析與綜合,理解生物體的結構與功能、部分與整體以及生物與環境的關系。4.能正確地解釋生物個體、環境和社會中的一些生物學問題。5.能使用恰當的方法驗證簡單的生物學事實,并對結果進行解釋和分析。 6.能應用生物學基本知識分析和解決一些日常生活和社會發展中的有關現實問題,能夠關注生命科學發展中的重大熱點問題。
考試范圍
1.生物體的基本結構單位——細胞
(1)細胞的化學組成,構成細胞的化學元素,構成細胞的六種主要化合物及其作用。
(2)細胞的亞顯微結構和功能,真核細胞的亞顯微結構及其功能,原核細胞和真核細胞的區別。
(3)細胞分裂,細胞周期,有絲分裂各時期核結構變化的特點,動、植物細胞有絲分裂過程的異同,有絲分裂的意義,無絲分裂。
2.生物體的功能
(1)營養
植物的水分代謝
吸脹作用,滲透吸水及原理,滲透作用的概念,質壁分離和復原,水分的運輸、利用和散失
植物的礦質代謝
大量和微量元素,交換吸附,植物對離子的選擇吸收,礦質元素的利用
人體小腸結構的特點
動物對食物的消化
人體對食物的消化過程、對營養物質的吸收過程
(2)細胞代謝
ATP
呼吸作用
有氧呼吸,無氧呼吸,呼吸作用的意義
光合作用
葉綠體中的色素,光反應,暗反應,光合作用的意義
動物的物質代謝
糖類代謝,蛋白質代謝
動物的能量代謝
動物的氣體交換,能量的釋放、轉換與利用新陳代謝的基本類型
自養型和異養型,需氧型和厭氧型
(3)調節
植物生命活動的調節
生長素的發現,生長素的作用及在實踐上的應用
動物生命活動的調節
激素,主要的內分泌腺,甲狀腺激素、性激素、生長激素的分泌部位及生理作用
昆蟲的激素調節
神經調節
(4)生殖和發育
生殖的種類
減數分裂的概念和意義,和卵細胞的形成過程> 受精作用
植物的個體發育
動物的個體發育
3.遺傳和進化
(1)遺傳的物質基礎 DNA
DNA是遺傳物質的證據
DNA的結構和復制
基因對性狀的控制
中心法則和遺傳密碼
(2)遺傳的基本定律
分離定律
自由組合定律
遺傳基本定律在實踐上的應用
(3)性別決定和伴性遺傳
性染色體和常染色體
伴性遺傳
(4)遺傳變異
基因突變,染色體變異
遺傳變異在育種上的應用
(5)生命的起源和生物進化
生命的起源 生物進化的證據
達爾文的自然選擇學說,對達爾文學說的評價
4.生物與環境
(1)生態因素
非生物因素,生物因素
生物對環境的適應
(2)種群與群落
(3)生態系統的結構和功能
生態系統的類型
生態系統的成分
食物鏈和食物網
生態系統的能量流動和物質循環
生物因素的作用范文5
1.產品安全控制。產品安全控制是提升生物制藥企業核心競爭力的保障，生物制藥產業的產品安全尤為重要，特別要控制好生產原料和成品的質量，也就是所說的“兩頭控制”原則。第一，生產原料質量控制。生物制藥產業的生產原料主要有微生物、人體、動物、植物、海洋生物等，但原料血漿扔是生物制藥企業的核心生產原料。為了保證原料血漿的質量，實行單采血漿站制度，2008年7月開始執行“原料血漿檢疫期制度”，采用ELISA檢測試劑對檢疫期的血漿進行檢測。企業與單采血漿站簽訂有《原料血漿質量保證責任書》，規定原料采購過程中的相關責任。生物制藥產業應該對每批接收的原料血漿進行核對單采血漿站、運輸溫度、漿站監測報告等方面的驗收檢查，經過初檢后，再按照現行版《中國藥典》的相關規定對蛋白質含量、丙氨酸氨基轉移酶、HBsAg、梅毒、HIV-1/2抗體和HCV抗體進行復檢。質量保證部門每年要進行兩次現場質量審計，以確保原料血漿的質量。第二，藥品質量控制。藥品質量控制是產品安全控制的核心內容。在保證生產設備符合生產要求的情況下，形成分工明確又相互隔離的質量管理組織機構，建立相對完善的質量管理體系，企業的各個科室之間要具備獨立性，能獨立行使質量管理權利，確保藥品安全工作保質保量的完成。生物制藥企業質量控制體系包括諸多因素，企業應通過質量保證部、財務部和行政人事部等部門來實現控制產品質量的目的，引入變更控制、偏差管理、糾正和預防措施管理、質量風險管理、產品質量回顧、投訴與召回等程序來實現藥品質量持續改進的目標。最后，由質量授權人負責成品放行，產品要符合GMP要求后才能放行，各部門人員要嚴格履行自己的義務，確保成品質量。
2.人才培養。在知識經濟時代，生物制藥企業的發展依賴于技術和知識，而人力資源是技術和知識的載體，人是企業的根本，是技術創新和企業管理的主體。所以生物制藥企業的要做到“以人為本”，首先要有選擇的引進和培養人才，結合生物制藥企業特點其需要重點儲備和引進的人才是：第一、能承擔重任的新藥開發帶頭人或科學帶頭人；第二、通曉國外法律、懂得運用知識產權保護本企業，重要的是對生物制藥技術以及國際生物醫藥發展情況都熟悉的人才；第三、兼有生物技術知識和應用開發能力的復合型人才；第四、精于生物醫藥產品的GMP管理和拓展生物醫藥產品市場的管理人才。其次，實施人才戰略計劃，建立一套系統的激勵機制，發揮員工的主觀能動性，創建有自主創新精神的團隊，實現員工的個人價值，培養有效的人才，挖掘有科研潛力的技術人才和整體規劃人才培養藍圖，使員工利益和企業利益一體化，激發員工為企業奉獻青春和熱血的斗志。此外，生物制藥企業要和具有科學研究院所的高效合作，實行人才定期科研培訓，不斷提高員工的專業水準，在用好現有人才的基礎上，培養新生力量，為企業人力資源的整合提供具有選擇性的人才。
3.知識產權管理。知識產權是對產業核心競爭力起持續保護作用的一把利劍。知識產權管理對生物制藥產業來說意義重大，特別是對專利依賴較強的企業，要有利用專利盈利的意識和策略。對我國生物醫藥行業專利數據庫統計的相關數據進行整理得表1，對表中數據分析可知，我國生物醫藥行業專利總數占國內外生物醫藥專利總數的比例僅為12.29%，占美國生物醫藥專利數的56.15%，這說明我國生物醫藥行業創新動力不足，創新能力有限；通過縱向比較國內外、中國、美國生物醫藥行業醫用材料及醫療器械、生物制品、生化藥品三類的專利數，發現生物制品專利數都是最低的，我國生物制品專利數占美國生物制品專利數的比例為35.32%，與其他兩項相比較低，這不但說明生物制品專利發明比醫用材料及醫療器械、生化藥品困難，也反應了我國與發達國家存在著一定的差距，我國診斷試劑和疫苗的專利發明較少。第一，生物制藥產業要具備發明專利和知識產權保護意識。通過對行業內研究開發、專利申請情況進行了解，找到創新點，加大生物制品創新的人力財力投入，對于企業已開發的新藥，在獲取本國專利的同時，要具備全球意識，及時申請國際專利，不僅保證在國內的競爭力，也要保證在國際醫藥市場上的競爭力。第二，建立發明人激勵機制，鼓勵員工自主創新。結合員工的條件和背景對其進行分類培養和提升，建立股份激勵機制，對為技術創新或產品創新有重大貢獻的員工，授予其一定比例的股份，實現員工無形資產入股，在增加自有資產數量的同時，激發了員工的積極性、主動性、創造性，增加了產業的人力資本。
4.戰略聯盟構建。產業戰略聯盟是核心競爭力提升的渠道。目前，生物制藥產業中中小型企業偏多，資金數量、企業規模兩極化現象嚴重，技術創新能力有限，大中小企業各具優勢。為了提升我國生物制藥產業的核心競爭力，構建企業戰略聯盟勢在必行。第一，將新產品的研發分為研究階段和技術轉化階段，研究階段包括基礎研究、靶標發現、藥物設計；技術市場化階段包括預臨床研究、一期臨床、二期臨床、三期臨床。第二，將生物制藥產業中的眾多企業分成研究型企業和技術轉化型企業兩類。第三，同一產業中不同企業提升核心競爭力具有層次性。在此基礎上，構建戰略聯盟就是把兩類企業進行聯合，接力創新，實現共同盈利的目的。研究型企業發揮產品研究階段的創新優勢，技術轉化型企業對有實力的研究型企業進行并購或重組，使其研究階段的成果能夠繼續開發，技術轉化型企業是實現研、產、銷一體化的主要載體。研究型企業激發技術轉化型企業的研發創新靈感，技術轉化型企業利用自身資金和技術的優勢完成技術市場化階段的研發生產，帶動研究型企業對產品的生產和銷售，形成規模經濟，帶動整個產業的發展，實現核心競爭力的提升。生物制藥產業提升核心競爭力的內生驅動機制模型見圖1。
二、生物制藥產業提升核心競爭力的外生驅動因素分析
1.國家宏觀政策。國家宏觀調控政策對生物制藥產業的發展戰略、管理者的管理能力、科研團隊的研究方向都起著引導性作用，是產業核心競爭力的主要推力。進入21世紀，“十一五”規化制定的《生物制藥企業發展規劃》，把生物技術產業作為政府轉變經濟結構和提升經濟發展速度的重要行業；2010年國務院《關于加快培育發展戰略性新興產業的決定》將生物醫藥產業列為七大戰略性新興產業之一；2012年我國出臺的《生物產業“十二五”發展規劃》指出，在2013年~2015年，生物制藥產業產值年均增速達到20%以上；十八屆三中全會中把市場作為經濟發展的主導，政府政策調整意在引導社會資源和資金的重新配置，使更多的資源和資金流入生物制藥行業，為其發展提供有利的外部環境。生物制藥產業的生產經營和產品質量受到法律法規如《血液制品管理條例》、《中國藥典》以及GMP認證的嚴格限制。此外，其產品價格大多的是由政府規定，大型跨國企業擁有的產品定價權也是有限的，所以，管理者要具備及時洞悉政策變化對企業戰略影響能力和組織、領導團隊進行與時俱進創新的能力。
2.市場需求。隨著我國經濟的發展，人們對生活質量和自身健康提出了越來越高的要求，特別是近十幾年非典、禽流感、甲流等病毒性疾病的頻發，使人們更加注重對疾病的預防和日常的保健，對生物制藥的需求也在不斷的增加。2009年我國生物醫藥產業的收入為753億元，2011年我國國內生產總值為471564億元，比上年增長9.2%，城鎮居民總收入為23979元，可支配收入為21810元，而2011年我國生物醫藥產業的總銷售收入為1515億元；2012年我國國內生產總值首次突破50億，達到519322億元，比2011年增長了7.8%，城鎮居民總收入為26959元，人均可支配收入為24565元，2012年我國生物醫藥產業總銷售收入為1775.43億元，比2011年增長了17.19%；2013年我國國民收入大概為552050，比2012年增長了7.7%，城鎮居民總收入為29547元，人均可支配收入為26955，2013年我國生物醫藥產業的總銷售收入大約為2080.63億元。通過對2011年~2013年我國國民收入，人均可支配收入和生物醫藥產業總銷售收入數據的比較，發現隨著我國經濟發展水平的提升，生物制藥產業的銷售收入在不斷增加。由此可見，市場需求對生物制藥產業核心競爭力的形成具有拉動作用。
3.融資渠道。生物制藥產業的風險通常指的是資金融通的風險以及資金結構風險。雖然2007年我國生物制藥企業在納斯達克成功上市，一些為醫藥提供融資的基金組織也已經建立，但融資仍然是最大風險：一是風險投資投資缺乏，新藥品研發項目很難得到風投的信賴。二是資本市場融資困難，中小型生物企業不能直接從資本市場上募集資金。三是我國生物制藥企業中小型企業偏多，很難通過固定資產抵押或擔保來獲得銀行的貸款。生物醫藥產業需要政府資金支持，政府應對金融市場進行宏觀調控，通過稅收、政府購買、優惠政策等措施，引導資金和資源流入生物制藥產業；放低對生物制藥企業的貸款要求，在充分調查其資信狀況后，實行適當的優惠政策，為企業初創和發展期融資提供條件；生物制藥企業應充分發揮戰略聯盟優勢，與大企業或跨國企業聯合，吸引風投，引進外資，建立生物制藥產業基金，上市企業可以增發新股募集資金，戰略聯盟企業間進行資金借貸，謀求共同發展。
4.行業環境。生物制藥企業面臨的競爭者主要包括：潛在進入者、行業內競爭者、替代品。我國生物制藥行業不僅具有企業數量多、規模小、缺乏龍頭企業，企業分散，距離遠，較高的進入壁壘和進入成本，進入失敗損失不可承擔等特點，政府監管、法律法規嚴格的審核也為新企業的進入設置了高門檻。但是，由于市場上生物產品同質性高，市場覆蓋率重復性大，新企業的進入無疑對其他企業造成威脅。鑒于此，生物制藥產業保持和提升自身競爭優勢的前提是重中之重。微觀企業應結合所處環境和自身優勢來調整發展戰略，分析銷售區域內潛在進入者、行業競爭者和替代品的數量和質量，具備的優勢和劣勢，找準自身的位置，集中力量研發新技術和生產優勢產品，同時，構建戰略聯盟，通過與高等院校和相關企業合作，形成規模經濟，實現區域內研產銷一體化，提升核心競爭力。生物制藥產業提升核心競爭力的外生驅動機制模型見圖2。
三、內生驅動機制與外生驅動機制的交互作用
內生驅動因素是核心競爭力提升的主力，外生驅動因素對核心競爭力提升起引導作用，生物制藥產業核心競爭力的提升是內生驅動因素主動適應外生驅動因素變化、內外因素交互作用過程。一方面，國家宏觀政策的利好變動以及對不同產品價格的合理調整會對產業發展戰略產生正面作用，會改變生產結構，進而引發研發技術創新、知識產權管理等內生驅動因素的調整；消費者收入水平、購買模式、消費偏好及人口結構、年齡層次的變化，會通過市場信號傳遞給產業，產業中的企業根據不同產品市場份額的變動來調整生產，生產結構的變化又會使企業戰略、技術等因素發生變動；生物制藥產業對新技術、新工藝的引進，對原有設備的改良，會優化產業價值鏈，形成競爭優勢，這會對同類企業的經營效益產生威脅，同時，也帶來了發展機會，企業要把握機會，對企業發展戰略做出調整。由此可見，宏觀環境的變化對微觀經濟主體的影響是牽一發而動全身的，是一個動態的相互聯系的系統的變動。另一方面，微觀產業經濟行為又會對宏觀環境產生力的作用。戰略聯盟和研發技術創新的動力是市場需求，新產品會使消費者獲得更大的效用和消費者剩余，會拓寬中小企業的融資渠道，會增加大企業的資信水平，同時為產業發展提供了機會，為國家創造了經濟和社會價值；產品安全控制直接關系到企業的存亡，安全問題是關系國計民生的重大問題，藥品安全事故的發生會使企業面臨破產，會引發社會動蕩，會使政府政策改變，會影響消費者需求；對知識產權的管理，會對國內外生物制藥企業核心競爭力的提升產生影響，會使市場需求結構發生變化，會使老產品面臨退出市場的威脅，會使行業結構發生變化。內外驅動因素交互作用模型見圖3。
四、結論
生物因素的作用范文6
關鍵詞：降解；海藻酸鈉；固定化；鞘氨醇單胞菌；COD
中圖分類號：X712文獻標識碼：A文章編號：0439－8114（2011）10－1975-05
Study on the COD Degradation of Cultured Seawater in Liangyungang by Sodium Alginate Immobilized Sphingom onas
CHEN Wen－bina，b，YIN Leib，MA Wei－xingb，XU Xing－youb，KONG Junb
（a． Jiangsu Institute of Marine Resources； b．College of Chemical Engineering，Huaihai Institute of Technology，
Lianyungang 222005， Jiangsu， China）
Abstract： Using pure bacteria to culture new thalli could eliminate the influence of other bacteria． The optimum degradation condition of sodium alginate immobilized Sphingom onas pellet to COD degradation was explored through the orthogonal experiment， and the influence of several single factors to the sodium alginate immobilized Sphingom onas pellet to COD degradation， including time， temperature， pH value， the degradation reagent dosage and the speed of the shaker were discussed． It was found that the microorganisms showed high degradation activity only by means of a certain vector during the process of COD degradation． Dynamics research indicated that among the several methods of the COD degradation， micro－organisms embedding had many advantages such as simple operation， obvious effect， less pollution， low cost， etc．
Key words： degradation； sodium alginate； immobilization； Sphingom onas； COD
連云港近海海域污水、廢渣、廢油和化學物質源源不斷地流入大海以及海水養殖業的發展使得海水水質惡化，赤潮等海水變質現象的發生讓社會認識到海水修復技術的重要性。海水修復技術有物理修復法、化學修復法和生物修復法等［1］?；瘜W修復法由于投加化學試劑，因此費用高且易產生二次污染［2］。物理修復法易于操作，處理效果明顯，但往往治標不治本［2］。微生物固定化修復技術的主要特點是對完整的微生物細胞進行固定，可避免人為破壞生物酶的活性和生化反應的穩定性，可提高單位體積水體內微生物細胞密度，并可加快細胞的流動速率，能有效地解決污染環境修復問題［3］。固定化后的微生物能長期保持活性，固定化顆?？芍貜褪褂?，節省投資，固定化細胞顆粒的微環境有利于屏蔽土著菌、噬菌體和毒性物質對微生物體的惡性競爭、吞噬和毒害，使其在復雜環境中和激烈的操作條件下可穩定地發揮高效性能［4］。將固定化細胞顆粒直接投加到其中，操作簡單，不產生二次污染，節省投資，簡化流程［5］。而有關海水養殖環境生物修復技術的研究，國內外剛剛起步，微生物修復是當前污染環境生物修復的主要形式。于偉君［6］等研究表明光合細菌能降低蝦池水中有害物質、氨氮的含量，對改善蝦池生態環境有明顯的效果。莫照蘭等［7］在實驗室條件下篩選到對蝦池富營養有機物具有較高降解性能的細菌，包括弧屬、假單胞屬、發光桿菌屬等，試驗結果表明這些細菌對消化蝦池殘餌、糞便的處理效果很明顯。研究從海洋底泥中篩選出的鞘氨醇單胞菌菌株RB2256使用海藻酸鈉固定后對污染的養殖海水進行生物修復，對海水中的COD進行降解，通過單因素試驗和正交試驗得出COD的最佳降解條件和各單因素對COD降解影響的大小，可為污染海水的生物修復提供理論依據和實踐參考。
1材料與方法
1．1主要儀器與試劑
WFJ－7200型可見分光光度計［尤尼柯（上海）儀器有限公司］；TDL－4飛鴿系列離心機（上海安亭科學儀器廠）；SW－CJ－1D型無菌操作臺（蘇州凈化設備有限公司）；pHSJ－5型實驗室pH計（上海樹立儀器儀表有限公司）；SHP－180生化培養箱（上海雷磁儀器廠）；HZQ－QX型全溫振蕩器（上海實驗儀器總廠）；立式壓力蒸汽滅菌器（哈爾濱東聯電子技術有限公司）。
氯化鈣溶液：20 mg／L，稱取20 g氯化鈣溶于水中，移入1 000 mL容量瓶內，稀釋至標線，搖勻。
1．2海藻酸鈉固定化鞘氨醇單細胞小球的制備
試驗以連云港贛榆縣某養殖場海水為樣品，此海水樣的初始COD濃度為20．50 mg／L。
1）配制2％（質量體積分數）海藻酸鈉－鞘氨醇單胞菌混合液（1 g海藻酸鈉加入50 mL培養好的菌液）。
2）用注射器吸取海藻酸鈉－鞘氨醇單胞菌混合液，慢慢加入CaCl2溶液中，老化4 h。
3）傾去CaCl2溶液，用去離子水洗滌海藻酸鈉固定化鞘氨醇單胞菌小球至少3次（以洗滌液中不含Ca2＋為準）。
1．3試驗方法
1．3．1正交試驗設計試驗設計有溫度、小球質量、pH值、時間4個因素，分別記為A、B、C、D，每個因素設4個水平，采用4因素4水平的正交表將試驗分為16個處理組，其中A1． 37 ℃、A2．30 ℃、A3．20 ℃、A4．10 ℃；B1．0．9 g、 B2．1．0 g、 B3．1．1 g、 B4． 1．2 g；C1． pH值4、C2． pH值5、C3． pH值6、C4． pH值7；D1． 90 min、D2．100 min、D3．110 min、D4．120 min，每處理3次重復。海水樣品為10 mL。
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1．3．2單因素試驗分別考察了溫度、小球質量、pH值、時間、搖床轉速對海藻酸鈉固定化鞘氨醇單胞菌小球降解COD的影響。
1．3．3比較試驗考察了鞘氨醇單胞菌包埋與否對COD降解的影響。
1．3．4試驗步驟用所取海水水樣調節不同pH值，加入降解劑海藻酸鈉固定化鞘氨醇單胞菌小球，至上述A因素中不同溫度的搖床中，振蕩D因素中的不同時間，待振蕩時間結束，過濾，測降解后海水中的COD。
2結果與分析
2．1正交試驗結果與分析
由測得的降解后海水COD的值計算出降解劑的降解量和降解率，其數據見表1。由表1可以看出，降解量中極差最大的是C，其次是D、A、B，說明pH值對降解量的影響最大；再得出降解率中的極差大小與降解量的順序一致，也是C＞D＞A＞B，說明pH值對降解率的影響最大。吸附率的方差分析如表2。由表2可知，因素A、C、D對吸附率的影響極顯著，結合表1各因素對吸附率影響的主次順序為C＞D＞A＞B，則最優方案為C3D1A1B1，即在pH值為6，振蕩90 min，37℃，小球質量為0．9 g時吸附效果最佳。吸附量的方差分析如表3。由表3可知，因素A、C、D對吸附量的影響極顯著，結合表1各因素對吸附量影響的主次順序C＞D＞A＞B，則最優方案為C3D1A1B4，即在pH值為6，振蕩90 min，37℃，小球質量1．2 g時吸附效果最佳。
2．2 單因素試驗結果分析
2．2．1時間、溫度與降解量之間的關系試驗中時間試驗擬定靜置與振蕩兩種情況，取5個25 mL錐形瓶向其中加10 mL海水，再向其中加入1．0 g降解劑，在37℃水浴中不同時間測COD，其結果見圖1。從圖1中看出，兩種情況下以振蕩時降解效果最佳，主要是由于振蕩時整個溶液內還原性物質是均勻分布的，降解速度均勻；靜置時小球降解還原性物質是呈局部狀態的，速度時快時慢。開始時降解速度較快，接下來降解速度相對變慢，到最后還出現降解量下降的現象。這主要是由于起初小球內部積累的還原性物質濃度較低，隨時間變化，小球內部還原性物質的濃度增大，使降解速率減?。?］，當降解量達到最大后，小球內部的還原性物質被解析出來，降解量出現下降的現象。由圖2可以看出，在相同的時間內，溫度越高，降解量就越大，這主要是由于降解反應是一個吸熱過程，溫度越高，越有利于降解的進行。但是超過一定溫度后，降解效果變差，主要是由于微生物的活性是在一定溫度下表現出來的，超過或低于此溫度酶的活性降低，小球的降解率性能下降［9，10］，降解效果達不到最佳。
2．2．2降解劑量、pH值對降解性能的影響由圖3可以看出，增加降解劑的量可以提高降解性能，但加入過多也會降低降解性能。原因是由于降解劑的解析作用；另一方面是由于降解體系中溶質與溶劑相互作用，從而使降解性能下降［5］。
從圖4中可以看出，當pH值為7左右時降解效果較佳。隨著pH值的增大，降解性能呈現下降的趨勢，這可能是由于在較強酸的條件下，H＋的濃度較大，結合了細菌表面的負電荷，使降解劑表面的負電荷減少，從而使其降解還原性物質的能力減小，因此其降解性能也差。另外，微生物只有在最佳pH值下，其體內的酶活性最大，pH值或高或低都會影響酶的活性，因此不在最佳pH值下時，酶的活性降低，降解性能也會下降［11，12］。
2．2．3搖床轉速、不同生長時期細菌對降解性能的影響由圖5看出，隨轉速增加，降解量和降解率先增加后減少，因為改變轉速影響溶氧和水中微生物的接觸情況。低轉速會導致供氧不足，限制微生物對還原性物質的去除，使水與微生物不能充分接觸；提高轉速會導致微生物之間的摩擦增加，造成微生物磨損，不易降解還原性物質［13］。
由圖6可知，培養24 h的微生物做成的小球的降解量與降解率最大。這是由于培養24 h的微生物正處于活性最強的對數期，而選用的其他培養時間的微生物處于微生物生長繁殖的其他3個時期，其活性不如對數期，因此，選用培養24 h的微生物做成小球的降解量與降解率比選用其他培養時間的大［10］。
由此可見，對COD降解起主要作用的還是微生物，海藻酸鈉作為一種天然高分子物質具有生物降解性和生物相容性，由于其結構中含有降解性官能團，其對COD降解起一定的作用［14］。微生物降解COD的機理可能分為兩個階段：第一階段與代謝無關，為生物降解過程，在此過程中，水樣中的還原性物質可能通過配位、螯合、離子交換、物理降解及微沉淀等作用中的一種或幾種復合至細胞表面。在此階段中微生物的作用較快；第二階段為生物累積過程，在此階段中還原性物質被運送至細胞內。生物累積過程和細胞代謝直接相關［14，15］。
綜上所述，在37℃、1．0 g降解劑、pH值為7左右、振蕩時間90 min、搖床轉速115 r／min時，效果較佳。達到國家規定海水質量標準中的二類海水水質標準，符合養殖海水標準（清潔海水COD≤2 mg／L，較清潔海水COD≤3 mg／L，輕微污染海水COD≤4 mg／L，中度污染海水COD≤5 mg／L）。
3結論
通過海藻酸鈉固定化鞘氨醇單胞菌對海水COD降解的試驗，在搖床轉速、溫度、pH值、降解劑質量因素中，pH值對海水COD降解的影響最大。其中，溫度是一個較主要的因素。由于降解反應是一個化學過程，所以降解量和降解率會隨著溫度的升高而增大；pH值同樣也是一個影響因素，試驗中降解量和降解率隨著pH值的升高先升后降，一般pH值為7左右，降解效果較佳；培養24 h的微生物做成的小球降解效果最好。處理后的海水達到國家規定海水質量標準中的二類海水水質標準，符合養殖海水標準。
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