生物多樣性與可持續(xù)發(fā)展及生物分離工程總結(jié) 2

摘要生物多樣性是指一定范圍內(nèi)多種多樣活的有機(jī)體(動(dòng)物、植物、微生物)有規(guī)律地結(jié)合構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)綜合體。這種多樣包括動(dòng)物、植物、微生物的物種多樣性,物種的遺傳與變異的多樣性及生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。其中,物種的多樣性是生物多樣性的關(guān)鍵,它既體現(xiàn)了生物之間及環(huán)境之間的復(fù)雜關(guān)系,又體現(xiàn)了生物資源的豐富性。生物多樣性主要包括物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和遺傳多樣性3個(gè)層次。生物多樣性在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要的支撐作用。本文圍繞這3個(gè)層次,介紹了我國豐富多采的生物多樣性和可持續(xù)發(fā)展,分析比較了生物多樣性與可持續(xù)發(fā)展的相互作用及關(guān)系,探討了我國為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展而進(jìn)行的生物多樣性保護(hù)的一些措施和行動(dòng)。關(guān)鍵詞生物多樣性可持續(xù)發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)多樣性BiologicalDiversityandSustainableDevelopmentAbstractBiodiversityisthediversitywithinacertainrangeofliveorganisms(animals,plants,Microbial)regularlyhasbecomestableecologicalcomplex.Suchdiversification,includinganimal,plant,microbialspeciesdiversity,speciesgeneticvariationanddiversityandecosystemdiversity.Withinthistotal,thespeciesdiversityisthekeytobiologicaldiversity,anditreflectsthebiologicalandenvironmentalbetweenthecomplexrelationshipbetween,showsthatthebiologicalresourcesinabundance.Biologicaldiversityincludesmainlythreelevels:speciesdiversity,eco-systemdiversityandgeneticdiversity.Biologicaldiversityineconomicandsocialsustainabledevelopmentplaysanimportantroleinsupporting.Aroundthethreelevels,thispaperintroducesrichandvariedbiologicaldiversityinChina,comparesandanalysestheinteractionandrelationshipofbiologicaldiversityandsustainabledevelopm-ent,discussesthestepsandactionsofprotectingbiologicaldiversitybeingpract-icedinChinaforcarryingoutsustainabledevelopment.Keywordsbiologicaldiversity,sustainabledevelopment,biologicalprotection,ecosystemdiversity,speciesresource.前言生物多樣性是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。它不僅提供了人類生存不可缺少的生物資源,也構(gòu)成了人類生存與發(fā)展的生物圈環(huán)境。生物多樣性是指所有生物種類、種內(nèi)遺傳變異和它們的生存環(huán)境的總稱,包括所有不同種類的動(dòng)物、植物和微生物,以及它們所擁有的基因、它們與生存環(huán)境所組成的生態(tài)系統(tǒng)[1、2]?？梢娝且粋€(gè)包攬了可提高人類生活和福利的自然生物財(cái)富的術(shù)語。生物多樣性減少,必將惡化人類生存環(huán)境,限制人類生存與發(fā)展機(jī)會(huì)的選擇,甚至嚴(yán)重威脅人類的生存與發(fā)展。保護(hù)和拯救生物多樣性,目的是為使它們向當(dāng)代人提供最大的利益,并保持滿足后代需要的潛力,以實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[3]。1我國生物多樣性豐富多彩我國大部分國土處在中緯度,亞熱帶和溫帶約占80%.我國境內(nèi)地勢(shì)起伏顯著,山地高原面積大,季風(fēng)環(huán)流強(qiáng)盛,河流湖泊眾多,土壤、植被類型豐富,淺海大陸架寬廣,島嶼星布,自然環(huán)境復(fù)雜多樣,且地區(qū)差異明顯,具有適合眾多生物種類生存和繁衍的各種生境條件;此外,地質(zhì)時(shí)期特殊的自然歷史條件還形成了許多古老物種的“避難所”或新生類群的發(fā)源地。這一切不僅為我國豐富的生物多樣性的發(fā)生和發(fā)展,同時(shí)也為我國生物多樣性的保護(hù)的持續(xù)利用提供了極其廣闊的生態(tài)空間和諸多有利的自然條件,使我國成為全球12個(gè)“高度生物多樣性國家”之一[4]。1.1物種高度豐富,特有屬、種繁多[5]中國有高等植物30000余種,僅次于世界高等植物最豐富的巴西和哥倫比亞,居世界第三位.其中苔蘚植物2200種,占世界總種數(shù)的9.1%,隸屬106科,占世界科數(shù)的70%;蕨類植物52科,約2200—2600種,分別占世界科、種數(shù)的80%和22%;裸子植物全世界共15科79屬約850種,中國就有10科34屬約250種,是世界上裸子植物最多的國家;中國被子植物約有328科3123屬30000多種,分別占世界科、屬、種數(shù)的75%、30%和10%.中國的動(dòng)物也非常豐富,脊椎動(dòng)物共有6347種,占世界總種數(shù)的13.97%。中國是世界上鳥類種類最多的國家,共有鳥類1244種,占世界總種數(shù)的13.1%;中國有魚類3862種,占世界總種數(shù)的20.3%。包括昆蟲在內(nèi)的無脊椎動(dòng)物,低等植物和真菌、細(xì)菌、放線菌,其種類更為繁多。我國不但物種豐富,而且特有屬種繁多(見表1)。例如,有活化石之稱的大熊貓、白鰭豚、水杉、銀杏、攀枝花蘇鐵等。表1-1中國動(dòng)、植物部分門類特有種(屬)統(tǒng)計(jì)1)門類名稱已知種（屬）數(shù)特有種（屬）數(shù)物有種（屬）占總種（屬）數(shù)%哺乳類鳥類爬行類兩棲類魚類581種1244種376種284種3862種110種98種25種30種404種18.937.886.6510.5610.46總計(jì)6347種667種10.5被子植物裸子植物蕨類植物苔蘚植物3123屬34屬224屬494屬246屬10屬6屬13屬7.529.42.32.0總計(jì)3875屬275屬10.31)國家環(huán)保局等?！吨袊锒鄻有試閳?bào)告研究》,19981.2生態(tài)系統(tǒng)類型多樣[6]我國具有地球陸生生態(tài)系統(tǒng)各種類型——森林、灌木、草原和稀樹草原、草甸、荒漠、高山凍原等,總共大約599類。森林有針葉林、針闊葉混交林和闊葉林.初步統(tǒng)計(jì),以喬木的優(yōu)勢(shì)種、共優(yōu)勢(shì)種或特征種為標(biāo)志的類型主要有212類。我國的竹林有36類。灌叢的類別更是復(fù)雜,主要有113類.草甸可分為典型草甸(27類)、鹽生草甸(20類)、沼澤化草甸(9類)和高寒草甸(21類).我國沼澤以草本沼澤類型較多(14類),其次為木本沼澤(4類),并有1類泥炭沼澤,中國的紅樹林,系熱帶海岸沼澤林,主要有18類.草原分為草甸草原、典型草原、荒漠草原和高寒草原,共55類.荒漠分為小喬木荒漠、灌木荒漠、小半灌木荒漠及墊狀小半灌木荒漠,共52類.此外,高山凍原、高山墊狀植被和高山流石灘植被主要有17類。1.3獨(dú)特的遺傳多樣性,異常豐富的栽培植物、家養(yǎng)動(dòng)物及其野生親緣的種質(zhì)資源遺傳多樣性為人們提供了栽培植物和家養(yǎng)動(dòng)物的育種材料。一個(gè)物種往往包括許多具有豐富的遺傳變異的種群,這些遺傳變異對(duì)物種進(jìn)化起著至關(guān)重要的作用。我國的生物種類繁多,種質(zhì)資源非常豐富,在栽培品種、近緣野生種、人工改良或自然形成的特殊變異型品種等方面都保存著不同的遺傳基因。如至1992年,全國已建立的17處國家果樹種質(zhì)圃中共收集、保存蘋果、梨等18個(gè)主要樹種,涉及31個(gè)科58個(gè)屬的果樹種質(zhì)資源11835多份。我國農(nóng)民開發(fā)利用和培植繁育了大量栽培植物和家養(yǎng)動(dòng)物,共有家養(yǎng)動(dòng)物品種和類群1938個(gè)。在我國境內(nèi)已知的經(jīng)濟(jì)樹種就有1000種以上,栽培和野生果樹總數(shù)居世界第一位,其中許多主要起源于我國或我國是其分布中心。我國水稻的地方品種達(dá)50000個(gè),大豆達(dá)20000個(gè),藥用植物11000多種,牧草4200多種,原產(chǎn)中國的重要觀賞花卉2200多種。具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值植物的野生原型和近緣種類數(shù)量繁多。例如,中藥人參有8個(gè)野生近緣種,貝母的近緣種多達(dá)17個(gè),烏頭有20多個(gè)。2可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的核心是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)一致，是為了讓子孫后代能夠享有充分的資源和良好的自然環(huán)境?？沙掷m(xù)發(fā)展是一個(gè)長期的戰(zhàn)略目標(biāo)，需要人類世世代代的共同奮斗?，F(xiàn)在是從傳統(tǒng)增長到可持續(xù)發(fā)展的轉(zhuǎn)變時(shí)期，因而最近幾代人的努力是成功的關(guān)鍵。必須從現(xiàn)在做起，堅(jiān)定不移地沿著可持續(xù)發(fā)展的道路走下去。2.1可持續(xù)發(fā)展的意義

科學(xué)技術(shù)以前所未有的速度和規(guī)模迅猛發(fā)展，增強(qiáng)了人類改造自然的能力，給人類社會(huì)帶來空前的繁榮，也為今后的進(jìn)一步發(fā)展準(zhǔn)備了必要的物質(zhì)技術(shù)條件。對(duì)此，人們產(chǎn)生了盲目樂觀情緒，好象自己已經(jīng)成為大自然的主人，可以長期掠奪資源而不會(huì)受到大自然的懲罰。然而，這種掠奪式生產(chǎn)已經(jīng)造成了生態(tài)和生活的破壞，大自然向人類亮起了紅燈。

人類的明天將是什么樣子呢？悲觀主義者描述了世界末日的景象，向全世界敲響了警鐘。人們承認(rèn)面臨的嚴(yán)重危機(jī)，但是可以通過共同的努力戰(zhàn)勝它，尋求新的發(fā)展道路。2.2可持續(xù)發(fā)展的初步成果70年代以來，嚴(yán)重的資源和環(huán)境問題引起了各國人民和政府的重視。通過國際社會(huì)的共同努力，在確定新的發(fā)展目標(biāo)，開發(fā)新的清潔能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面已經(jīng)取得了重大成就。盡管前進(jìn)的道路上還有許多困難，只要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，就能克服這些困難，戰(zhàn)勝新的挑戰(zhàn)。人類社會(huì)在可持續(xù)發(fā)展的道路上已經(jīng)邁出了最初的幾步，人們必將沿著這條道路走下去。2.3可持續(xù)發(fā)展的美好未來可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的核心是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)一致讓人類子孫后代能夠享有充分的資源和良好的自然環(huán)境。可持續(xù)發(fā)展是一個(gè)長期的戰(zhàn)略目標(biāo)，需要人類世世代代的共同奮斗?，F(xiàn)在是從傳統(tǒng)增長到可持續(xù)發(fā)展的轉(zhuǎn)變時(shí)期，因而最近幾代人的努力是成功的關(guān)鍵。3生物多樣性是可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)我們正在步入可持續(xù)發(fā)展的新時(shí)代?？沙掷m(xù)發(fā)展是一種關(guān)注未來的發(fā)展,它要求在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展中,當(dāng)代人不僅要考慮自身的利益,而且應(yīng)該重視后代人的利益,即要保證人均福利水平要隨時(shí)間的變化不斷增加至少不至于下降。可持續(xù)發(fā)展的實(shí)質(zhì)是強(qiáng)調(diào)人類追求健康而富有生產(chǎn)成果的權(quán)利應(yīng)當(dāng)是和自然和諧統(tǒng)一的,而不是通過耗盡資源、破壞生態(tài)的方式來追求自身發(fā)展權(quán)利的實(shí)現(xiàn)。在可持續(xù)發(fā)展中,生物多樣性發(fā)揮著重要的支撐作用?？沙掷m(xù)發(fā)展的前提條件之一就是要求資源必須能夠持續(xù)不斷的為人類所利用。種類繁多的生物能夠循環(huán)不斷地為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類的生活提供所需的基礎(chǔ)原料。3.1物種多樣性是人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)人類生存需要通過農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)生產(chǎn)獲取動(dòng)植物資源來滿足對(duì)食物、藥材、燃料和多種工業(yè)原料等基本生存的需要。人類已經(jīng)利用了大約5000種植物作為糧食作物,其中不到20種提供了世界絕大部分的糧食。各種家禽、家畜、魚類、海產(chǎn)為人類提供了必需的蛋白質(zhì),各種蔬菜、水果、菌類為人類日常生活所必需。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)表明,發(fā)展中國家80%的人口依賴植物和動(dòng)物提供的傳統(tǒng)藥物,以保證基本健康。發(fā)達(dá)國家40%以上的藥物依靠自然資源,或依靠從大自然中發(fā)現(xiàn)的化合物進(jìn)行化學(xué)合成。中醫(yī)使用的植物藥材達(dá)1萬種以上。中國利用野生生物入藥已有數(shù)千年歷史,記載的藥用植物有5000多種,其中1000多種為常用藥物[13]。植物和動(dòng)物是主要的工業(yè)原料,如木材、纖維、香料、橡膠、動(dòng)物皮毛革羽等。人類所需要的能源也主要依靠生物資源,如薪柴、原油、天然氣等。除上述的生物物種所具有的直接實(shí)物價(jià)值外,還具有非實(shí)物價(jià)值,如旅游觀賞、科學(xué)文化和畜力使役等方面的服務(wù)價(jià)值。據(jù)有關(guān)專家估價(jià),中國生物多樣性年直接實(shí)物價(jià)值達(dá)1.02×1012元,非實(shí)物價(jià)值達(dá)0.78×1012元,直接使用價(jià)值總合為1.80×1012元[5]。3.2遺傳多樣性可增加生物生產(chǎn)量和改良生物品種人類通過傳統(tǒng)的育種技術(shù)和現(xiàn)代化的生物基因工程,成功地培育出新品種,不斷擴(kuò)大農(nóng)作物的適應(yīng)范圍,大大提高了作物的生產(chǎn)力,豐富了農(nóng)作物的遺傳多樣性。19世紀(jì)以來,世界各國科學(xué)家改良當(dāng)?shù)厣锲贩N,繁育出優(yōu)良的新品種,使農(nóng)林作物產(chǎn)量和畜牧漁業(yè)產(chǎn)量大幅度增加,滿足了急劇增加的人口的需求.我國水稻專家袁隆平教授,利用雄性不育的野生稻培育出高產(chǎn)的雜交水稻,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。利用遺傳多樣性改良和提高我國的農(nóng)作物、園藝、畜牧動(dòng)物產(chǎn)量乃是跨世紀(jì)我國科學(xué)工作者的主要任務(wù)。保護(hù)基因多樣性和可持續(xù)地利用是維持基本的生命過程和生命支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)。3.3生態(tài)系統(tǒng)多樣性為人類生存提供了多樣性的生態(tài)空間和環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)作為地球的生命支持系統(tǒng),執(zhí)行著有普遍意義的功能,它更新大氣氧,并在生物地球化學(xué)循環(huán)中起中心作用;它保護(hù)土壤,調(diào)節(jié)水文,降解環(huán)境中的污染物等,間接地體現(xiàn)出它對(duì)人類的價(jià)值,已逐漸為人類所認(rèn)識(shí)和利用[7]。生態(tài)系統(tǒng)多樣性包括生物群落和生態(tài)環(huán)境類型的多樣性。不同的生物或生物群落通過占據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)位,采取不同的能量利用方式以及食物鏈網(wǎng)的相互關(guān)聯(lián)作用,維持生態(tài)系統(tǒng)中基本能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)。多樣性的生態(tài)系統(tǒng)為各種生物及人類提供了適宜的生存空間及環(huán)境,保證了生物多樣性的延續(xù)和昌盛。如果生態(tài)系統(tǒng)多樣性受到破壞,隨之而來的將是動(dòng)植物資源急劇減少和環(huán)境惡化,直接威脅人類的生存和整個(gè)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)專家估測(cè),我國生物多樣性的現(xiàn)代年間接使用價(jià)值(生態(tài)功能價(jià)值)達(dá)37.31×1012元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直接使用價(jià)值[5],可見生態(tài)系統(tǒng)多樣性對(duì)人類的巨大價(jià)值和作用。4生物多樣性受到威脅必將動(dòng)搖可持續(xù)發(fā)展的自然基礎(chǔ)生物多樣性是人類生存與發(fā)展的自然基礎(chǔ)(圖1)[8]。生物多樣性的衰減,主要是人類的活動(dòng)所造成的,更深層次的原因是人類所選擇的非可持續(xù)的生活方式和發(fā)展模式所致?！D4.1生物多樣性與人類生存基礎(chǔ)[8]4.1物種多樣性受到威脅自從6500萬年前恐龍消失以來,世界性的物種滅絕速度在加快,尤其是最近400年以來。如獸類在17世紀(jì)平均5年滅絕一種,到20世紀(jì)每2年滅絕一種[9]。1850—1950年間,鳥類和哺乳動(dòng)物平均每年滅絕一種.科學(xué)家預(yù)測(cè),如不采取保護(hù)措施,地球上全部物種多樣性的1/4在未來20—30年里有被消滅的嚴(yán)重危險(xiǎn)?，F(xiàn)在每年有1萬—2萬個(gè)物種滅絕,物種滅絕的速度是形成速度的100萬倍。表4-11600年以來有記錄的動(dòng)植物種滅絕的數(shù)目1)地區(qū)動(dòng)物植物海島大陸3671242193801)資料來源:UNEP:GlobalbiodiversityAssessment,1995我國物種受威脅的情況也是驚人的。據(jù)統(tǒng)計(jì),大約有398種脊椎動(dòng)物處于頻危狀態(tài),占脊椎動(dòng)物總數(shù)的7.7%。1988年12月國務(wù)院批準(zhǔn)并公布的《國家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄》,共257種,其中一級(jí)保護(hù)的96種、二級(jí)保護(hù)的161種?！稙l危野生動(dòng)物國際貿(mào)易公約》規(guī)定中所列的640個(gè)禁止或限制貿(mào)易的瀕危動(dòng)物中,我國被列入的就有156種。處于瀕危狀態(tài)的高等植物1019種,占高等植物總數(shù)的3.4%,而處于瀕?；蚴芡{狀態(tài)的高等植物達(dá)4500—5000種,占高等植物總數(shù)的15%。1987年出版的《中國珍稀瀕危保護(hù)植物名錄》中,列入瀕危類121種,稀有類110種,漸危類158種。屬于一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的8種、二級(jí)保護(hù)的159種、三級(jí)保護(hù)的222種。4.2生態(tài)系統(tǒng)多樣性受威脅物種大量滅絕是生態(tài)系統(tǒng)多樣性受到嚴(yán)重威脅所導(dǎo)致的結(jié)果。因此,物種滅絕反映了生態(tài)系統(tǒng)多樣性的喪失或減弱.生態(tài)環(huán)境遭到破壞的主要表現(xiàn)有森林資源減少、草原退化、土地荒漠化、水土流失、水質(zhì)惡化、湖泊面積減少、自然災(zāi)害加劇等。生態(tài)環(huán)境的破壞使得森林、草原、農(nóng)田、水域等各種生態(tài)系統(tǒng)多樣性面臨著嚴(yán)重的喪失和退化,其淡水生態(tài)系統(tǒng)多樣性受到的沖擊可能最嚴(yán)重。例如,我國淮河流域,由于各種污染物的排放,淮河污染極其嚴(yán)重,部分河段水質(zhì)惡化,生物多樣性幾乎喪盡。歷史上水草豐美的科爾沁草原、鄂爾多斯草原,由于過牧等多種原因,草場(chǎng)退化,草原生物多樣性喪退。據(jù)專家推算,1986年我國與污染有關(guān)的生物多樣性損失價(jià)值為12.17×109元,生態(tài)破壞經(jīng)濟(jì)損失值為83.15×109元。生態(tài)破壞損失值是環(huán)境污染損失值的7倍,二者總計(jì)為95.32×109元,占當(dāng)年我國GNP的比例為9.84%。并推測(cè),我國1994年環(huán)境污染及生態(tài)破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失值達(dá)613×109元[5]。4.3遺傳多樣性受到威脅每個(gè)物種都有一個(gè)基因庫,物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的降低或喪失,必將導(dǎo)致遺傳多樣性的減少.世界范圍內(nèi),大約492個(gè)遺傳上顯著不同的喬木種群受到威脅,以熱帶雨林等生態(tài)系統(tǒng)的基因損失量最大。遺傳多樣性的喪失直接危及農(nóng)業(yè)的發(fā)展。自20世紀(jì)50年代開始,現(xiàn)代“綠色革命”中出現(xiàn)的玉米、小麥、水稻和其它農(nóng)作物品種的傳播很快排擠了本地品種,使得當(dāng)?shù)胤N類大大減少,甚至完全喪失。野生種和野生近緣種植物也面臨滅絕的危險(xiǎn)。據(jù)廣東和海南1978—1980年普查,共有1182個(gè)野生稻分布點(diǎn),到1994年冬,發(fā)現(xiàn)兩省15個(gè)縣的原有16個(gè)分布點(diǎn)中有13個(gè)消失,剩下的3個(gè)野生稻點(diǎn)的面積大大退縮。有人預(yù)言,若不采取緊急保護(hù)措施,在近期內(nèi)有全部滅絕的危險(xiǎn)。5保護(hù)生物多樣性,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展是一種從環(huán)境和自然資源角度提出的關(guān)于人類長期發(fā)展的戰(zhàn)略和模式,特別指出環(huán)境和自然資源的長期承載能力對(duì)發(fā)展進(jìn)程的重要性以及發(fā)展對(duì)改善生活質(zhì)量的重要性。早在1980年,世界自然保護(hù)聯(lián)盟、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和世界自然基金會(huì)聯(lián)合向世界發(fā)布的《世界自然資源保護(hù)大綱》中就保護(hù)生物資源提出了3個(gè)主要目標(biāo):(1)維持基本的生態(tài)過程和生命支持系統(tǒng);(2)保持遺傳的多樣性;(3)保證物種和生態(tài)系統(tǒng)的永續(xù)利用。1992年6月巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)合國環(huán)境和發(fā)展大會(huì)通過了“生物多樣性公約”,該公約旨在通過有效的國際合作,促進(jìn)保護(hù)并持續(xù)利用生物多樣性及其組成部分。該公約對(duì)全球生物多樣性保護(hù)具有重要的意義。5.1我國政府高度重視生物多樣性,并把保護(hù)生物多樣性納入可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃之中我國政府高度重視生物多樣性保護(hù)工作,里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展大會(huì)之后,全面部署制定了我國可持續(xù)發(fā)展的國家戰(zhàn)略,通過了《中國21世紀(jì)議程》。該議程明確指出:“中國的可持續(xù)發(fā)展建立在資源的可持續(xù)利用和良好的生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)上,國家保護(hù)整個(gè)生命支持系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)的完整性,保護(hù)生物多樣性”[10]。該議程共20章,生物多樣性保護(hù)作為第15章專門論述?？梢娢覈畬?duì)生物多樣性是何等的重視。在國家一級(jí)設(shè)立了由國務(wù)院有關(guān)部委和直屬機(jī)構(gòu)組成的“中國履行”《生物多樣性公約》工作協(xié)調(diào)組”。1994年制定并發(fā)布了《中國生物多樣性保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》,提出了我國生物多樣性保護(hù)的優(yōu)先項(xiàng)目[11]。1998年,《中國生物多樣性國情研究報(bào)告》正式出版。該報(bào)告對(duì)我國廣闊國土和海域上的生物及其生境的理論研究、實(shí)踐活動(dòng)以及近年開展保護(hù)生物多樣性的各種活動(dòng)及其經(jīng)濟(jì)評(píng)估作了全面總結(jié)?！吨袊锒鄻有試也呗浴芬苍谥贫ㄖ?這一切都充分說明了我國政府高度重視生物多樣性保證。5.2我國已制定了一系列保護(hù)和持續(xù)利用生物多樣性的措施1987年國務(wù)院環(huán)委會(huì)發(fā)布了《中國自然保護(hù)綱要》,隨后適時(shí)頒布了各種有關(guān)生物多樣性保護(hù)的法津、法規(guī)、條例等,尤其是《環(huán)境保護(hù)法》、《野生動(dòng)物保護(hù)法》和《自然保護(hù)區(qū)條例》等。這些法律、政策、管理措施及制度為我國生物多樣性保護(hù)與持續(xù)利用提供了重要保證。5.2.1生態(tài)系統(tǒng)多樣性保護(hù)措施[12]建立自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園等是保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的主要措施。至1995年底,全國建立了799個(gè)自然保護(hù)區(qū)、512個(gè)風(fēng)景名勝區(qū)、755個(gè)森林公園。初步形成了全國自然生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò),有效地保護(hù)了一批具重要科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、文化價(jià)值的自然生態(tài)系統(tǒng)。自然保護(hù)區(qū)面積已超過國土面積的8%,風(fēng)景名勝區(qū)面積占國土面積的1%。根據(jù)1993年底的統(tǒng)計(jì)資料,全國共建立以各種自然生態(tài)系統(tǒng)為主要保護(hù)對(duì)象的自然保護(hù)區(qū)433個(gè),保護(hù)面積為4703萬hm2,分別占中國自然保護(hù)區(qū)總數(shù)和總面積的5617%和7111%.其中:已建立森林生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)區(qū)371個(gè),面積1429萬hm2;建立草原與草甸生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)區(qū)14個(gè),面積13718萬hm2;建立荒漠生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)區(qū)7個(gè),面積306617萬hm2;已建立內(nèi)陸濕地和水域生態(tài)系統(tǒng)類型的自然保護(hù)區(qū)16個(gè),面積9116萬hm2;已建立海洋和海岸生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)區(qū)25個(gè),面積3718萬hm2.在生態(tài)建設(shè)上,國家投入大量資金,實(shí)施了一系列重大植樹造林工程,動(dòng)員全民植樹造林,初步做到森林面積和林木蓄積量逐年增長,促進(jìn)了我國生態(tài)環(huán)境的逐步改善。5.2.2物種多樣性保護(hù)措施物種保護(hù)措施主要是就地保護(hù)和遷地保護(hù)。就地保護(hù)主要是建立自然保護(hù)區(qū)。至1993年底,全國共建立野生生物類(包括野生動(dòng)物和野生植物兩個(gè)類型)然保護(hù)區(qū)284個(gè),面積1904萬hm2,國家公布的“重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄”和“重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄”中的大多數(shù)種已得到保護(hù)。其中,已建立野生動(dòng)物類型自然保護(hù)區(qū)214個(gè),面積1800萬hm2,其中許多自然保護(hù)區(qū)是專門保護(hù)某一動(dòng)物或幾種動(dòng)物,建立了16個(gè)專門保護(hù)大熊貓的自然保護(hù)區(qū),建立了20多個(gè)保護(hù)鶴類和10多個(gè)保護(hù)天鵝的自然保護(hù)區(qū),還為保護(hù)金絲猴、黑葉猴、獼猴、東北虎、華南虎、野牛、亞洲象、赤斑羚、長臂猿、羚牛、坡鹿、白唇鹿、野駱駝、白鰭豚、儒艮、朱、楊子鱷、海龜、中華鱘、文昌魚等數(shù)十種野生動(dòng)物建立了專門的自然保護(hù)區(qū)。自然保護(hù)區(qū)的建立使一些瀕危物種的種群得到恢復(fù)和增殖。已建立野生植物類型自然保護(hù)區(qū)70個(gè),面積104萬hm2,其中許多保護(hù)區(qū)是專門保護(hù)某一植物種群或群落,例如,建有專門保護(hù)水杉原始林和保護(hù)珙桐、銀杉、桫欏、金花茶、蘇鐵、銀杏、人參、望天樹、連香樹、水青樹、龍血樹等植物的專門自然保護(hù)區(qū),還建立了許多野生藥用植物資源的自然保護(hù)區(qū)。物種遷地保護(hù)主要是建立動(dòng)物園和植物園及珍稀瀕危動(dòng)植物人工繁育基地。目前全國共建有動(dòng)物園和動(dòng)物展區(qū)171個(gè),其中具有一定規(guī)模的動(dòng)物園28個(gè)。這些動(dòng)物園保存的脊椎動(dòng)物有600余種,10萬余只(頭)。此外,全國已建各種野生動(dòng)物繁育中心126個(gè),并建立了大熊貓、朱、海南坡鹿、揚(yáng)子鱷、麋鹿、高鼻羚羊、野馬、白鰭豚、東北虎等珍稀動(dòng)物馴養(yǎng)中心和珍貴動(dòng)物救護(hù)中心等共14處。目前已有極少量馴養(yǎng)動(dòng)物進(jìn)行了野化回歸試驗(yàn)。至1994年,已建植物園和樹木園110個(gè),引種各類高等植物23000種,其中屬于中國區(qū)系成分的13000種以上,還在華南植物園建立了木蘭科、姜科、蘇鐵科植物保存園等。此外,還在各地建立了地區(qū)性珍稀瀕危植物引種基地和人工繁育中心。遺傳多樣性保護(hù)措施[5]我國建立了一批遺傳資源保存設(shè)施,例如,中國科學(xué)院在北京建立了微生物菌種保存庫,收集保存活菌90000多株,在上海、昆明建立了野生動(dòng)物細(xì)胞庫;中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院在北京建立了藥用植物種質(zhì)保存庫,保存了900種藥用植物;中國農(nóng)科院在北京建立了一個(gè)容量達(dá)40萬種質(zhì)材料的大型作物種質(zhì)資源長期保存庫,保存有30多萬份作物種質(zhì)材料.農(nóng)業(yè)部門還在全國建立了各種作物種質(zhì)資源中期保存庫共27座;建立了15個(gè)果樹資源保存圃,入圃品種資源2127萬份;建立了10個(gè)多年生作物種質(zhì)資源圃;還建成淡水魚類種質(zhì)資源綜合庫,魚類冷凍精液庫,試驗(yàn)性牛、羊精液庫、胚胎庫等。至1993年底,林業(yè)部門已建林木種子庫19個(gè),林木良種基地624處,面積6萬多hm2,其中在河南建立了世界上最大的泡桐基因庫。5.3國際資助與可持續(xù)發(fā)展發(fā)達(dá)國家中的保護(hù)組織愈來愈認(rèn)識(shí)到，如果他們真要保存那些物種豐富而又資金貧乏的國家的國家的生物多樣性，僅僅提供建議是不夠的，同時(shí)也必須承擔(dān)起財(cái)政的義務(wù)。美國的一些機(jī)構(gòu)代表了一部分世界上最大的資助來源。這些機(jī)構(gòu)所提供的幫助是實(shí)質(zhì)性的：1991年，102個(gè)發(fā)展中國家中的1410個(gè)項(xiàng)目接受了美國機(jī)構(gòu)的資助，總計(jì)資助額度為1.05億美元，主要的資助提供者包括美國政府（7000萬美元），如國際開發(fā)計(jì)劃署和美國國家科學(xué)基金會(huì)，慈善基金會(huì)（2000萬美元）如密弄基金會(huì)、W·奧爾頓·瓊斯基金會(huì)與教堂慈善會(huì)，非政府組織（1000萬美元）如世界野生生物基金會(huì)、保護(hù)國際和大自然保護(hù)協(xié)會(huì)。各基金會(huì)的投資在1987~1991年間增加了6倍，而在同一時(shí)期，政府的資助增加了2倍，同時(shí)，熱帶地區(qū)的保護(hù)明顯成為了資助的重點(diǎn)。受美國機(jī)構(gòu)資助的項(xiàng)目很達(dá)成度上集中在拉丁美洲和加勒比地區(qū)，這些地區(qū)接受了54%的資金；世界上的其他地區(qū)所受的資助十分有限，包括非洲的4個(gè)國家（博茨瓦納、肯尼亞、馬達(dá)加斯加和坦桑尼亞）和亞洲的5個(gè)國家（不丹、印度、印度尼西亞、菲律賓和泰國），合計(jì)受資助金額為每年一百多萬美元。雖然對(duì)發(fā)展中國家生物多樣性保護(hù)的資助強(qiáng)度在穩(wěn)步地增加，但是其數(shù)目對(duì)于保護(hù)貯藏著對(duì)人類長久繁榮昌盛所必需的、寶貴的生物財(cái)富的巨大倉庫的實(shí)際需要而言，知識(shí)杯水車薪。與劃撥到美國其他大型科研項(xiàng)目，如人類基因計(jì)劃和空間計(jì)劃的動(dòng)輒以十億美元計(jì)的資金相比，用語生物多樣性保護(hù)的每年1.05億美元的樹木的明顯得微薄。對(duì)發(fā)展中國家的保護(hù)行動(dòng)提供可靠的長期支持的一個(gè)越來越重要的機(jī)制是國家環(huán)境基金（NEF）。國家環(huán)境基金通常是一種用于生物多樣性保護(hù)的信托基金，由來自駐在國政府、保護(hù)組織和捐助者機(jī)構(gòu)幾方面的代表組成的一個(gè)理事會(huì)，負(fù)責(zé)分配每年的捐贈(zèng)收入以支持資金不足的政府部門、非政府保護(hù)組織以及各種保護(hù)活動(dòng)。超過20個(gè)十時(shí)以上的國家已經(jīng)建立了國家環(huán)境基金，資金捐助的來源是美國政府和世界銀行與世界野生生物基金會(huì)這樣的大機(jī)構(gòu)。地球?qū)儆谌祟?也屬于其它生物,人類只有與其它生物“公平”相處,整個(gè)社會(huì)才能持續(xù)地發(fā)展。盡管我國初步建立起了保護(hù)生物多樣性的法律體系及制定了具體的保護(hù)措施,但保護(hù)生物多樣性的任務(wù)依然艱巨,我們將通過不懈地努力,保護(hù)好地球上的生物多樣性,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。結(jié)束語從生物多樣性與人類社會(huì)的關(guān)系來看，生物多樣性的喪失將必然減少生物圈內(nèi)的生態(tài)聯(lián)系，使生系統(tǒng)功能受阻，生態(tài)平衡大規(guī)模被破壞，從而間接影響全球氣候變化，惡化人類生存環(huán)境，危及人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)（尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)），阻礙人類的可持續(xù)發(fā)展，甚至嚴(yán)重威脅人類的基本生存。綜上所述，生物多樣性作為重要的自然資源，是全人類共同的財(cái)富。生物多樣性豐富更有利于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將會(huì)讓人類有更多的財(cái)力、物力投入到對(duì)多樣性的研究、保護(hù)與開發(fā)、利用，這樣的良性循環(huán)就是人類可持續(xù)發(fā)展的方向。因此，保護(hù)每一種基因、每一個(gè)物種、每一類生態(tài)系統(tǒng)、每一類景觀都是全人類共同的事業(yè)，保護(hù)地球上的自然資源及其生物多樣性是人類自己獲得可持續(xù)發(fā)展的空間和基礎(chǔ)，反之就是人類自己在毀滅自己。參考文獻(xiàn)[1]J·A·麥克尼利等著,薛達(dá)元等譯.保護(hù)世界的生物多樣性[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1991.1,88-90[2]陳靈芝主編.中國的生物多樣性——現(xiàn)狀及其保護(hù)對(duì)策[M].北京:科學(xué)出版社,1993.2,123-125[3]張坤民.可持續(xù)發(fā)展論[M].北京:中國環(huán)境出版社,1997.5,46-49[4]張維平等.生物高度多樣性國家初探[J].環(huán)境科學(xué),1993,14(1):59—63[5]《中國生物多樣性國情研究報(bào)告》編寫組.中國生物多樣性國情研究報(bào)告[R].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1998[6]吳征鎰.中國植被[M].北京:科學(xué)出版社,1980.1,36-38[7]王獻(xiàn)溥等編著.生物多樣性的理論與實(shí)踐[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1994.3,65-70[8]胡濤等主編.中國的可持續(xù)發(fā)展研究——從概念到行動(dòng)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1995.4,224—230[9]世界資源研究所等編,汪松等譯.全球生物多樣性策略[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1993.3,89-95[10]國家計(jì)委等.中國21世紀(jì)議程——中國人口、環(huán)境和發(fā)展白皮書[R].北京:中國環(huán)境出版社,1994[11]《中國生物多樣性保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》編寫組.中國生物多樣性保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1994.8,265-270[12]國務(wù)院新聞辦公室.中國的環(huán)境保護(hù)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1996.1,88-98[13]張維平等.試論人類與生物多樣性[J].中國人口與環(huán)境(第二輯).北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1995,16(3):69—73致謝本文從擬定題目到定稿，歷時(shí)數(shù)月。在本論文完成之際，首先要向我的導(dǎo)師白哈斯老師致以誠摯的謝意。在論文的寫作過程中，白老師給了我許許多多的幫助和關(guān)懷。白老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，待人平易近人，在白老師的悉心指導(dǎo)中，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也在怎樣處人處事等方面收益很多；同時(shí)他對(duì)工作的積極熱情、認(rèn)真負(fù)責(zé)、有條不紊、實(shí)事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。在此我謹(jǐn)向白老師表示衷心的感謝和深深的敬意。同時(shí)，我要感謝我們學(xué)院給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。我也要感謝我的母校濰坊學(xué)院，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。另外，衷心感謝我的同窗同學(xué)們和生物系的師兄師姐們，在我畢業(yè)論文寫作中，與他們的探討交流使我受益頗多；同時(shí)，他們也給了我很多無私的幫助和支持，我在次深表謝意。

最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!1，生物分離工程：是指從發(fā)酵液，酶反應(yīng)液或動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)液中分離，純化生物產(chǎn)品的過程。它描述了生物產(chǎn)品的分離，純化過程的原理，方法和設(shè)備，因?yàn)樗幱谡麄€(gè)生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程的后端，所以也稱為生物工程下游技術(shù)。2，凝集：通過加入無機(jī)鹽，在無機(jī)鹽作用下，發(fā)酵液中的膠體脫穩(wěn)并使粒子相互凝集成塊狀絮凝體的過程。3，絮凝：指某些高分子絮凝劑能在懸浮粒子之間產(chǎn)生橋梁作用，使膠粒形成粗大絮凝團(tuán)的過程。4，離心分離：是指在離心場(chǎng)的作用下，將懸浮液中的固相和液相加以分離的方法。5，過濾：發(fā)酵液通過一種多孔介質(zhì)，固體顆粒被截留的過程。6，濾餅過濾：固體顆粒沉積于過濾介質(zhì)表面形成濾渣層。7，深層過濾：固體顆粒進(jìn)入并沉積于多孔孔道內(nèi)，溶液經(jīng)孔道縫隙流過濾渣。8，細(xì)胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來的技術(shù)，是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的非分泌型生化物質(zhì)的基礎(chǔ)。9，機(jī)械破碎法：通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切力使組織細(xì)胞破碎。10，物理破碎法：通過各種物理因素作用，使組織細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)破壞，使細(xì)胞破碎。生物分離工程（下游加工過程）11，化學(xué)破碎法：通過各種化學(xué)試劑對(duì)細(xì)胞膜的作用，使組織細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)破壞，使細(xì)胞破碎。12，通過細(xì)胞本身酶系或外加酶催化劑的催化作用，使外層結(jié)構(gòu)破壞。13，超聲破碎法：在超聲波作用下，液體發(fā)生空化作用，空穴的形成，增大和閉合產(chǎn)生極大的沖擊波和剪切力，使細(xì)胞破碎。14，空化作用：指存在于液體中的微氣核空化泡在聲波作用下發(fā)生變化，聲壓達(dá)到一定值，在聲波縱向傳插負(fù)壓區(qū)，空泡化增大，在聲波傳播的正壓區(qū)，空泡閉合，在反復(fù)增大，閉合中，空泡化崩潰，崩潰的瞬間，產(chǎn)生巨大的剪切力。15，酶解法：利用溶解細(xì)胞壁的酶處理菌體細(xì)胞，使細(xì)胞壁受到破壞后，再利用滲透壓沖擊等方法破壞細(xì)胞膜。16，酶解—自溶作用：利用生物體自身產(chǎn)生的酶來溶胞，而不需要外加其他酶。17，自溶作用：改變其生長環(huán)境，可誘發(fā)產(chǎn)生過剩的這種酶或激發(fā)產(chǎn)生其他的自溶酶，以達(dá)到自溶作用。18，包含體：一種蛋白質(zhì)不溶性聚集體，包括目標(biāo)蛋白，菌體蛋白等。目標(biāo)蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)是正確的但立體結(jié)構(gòu)是錯(cuò)誤的，所以沒有生物活性。19，沉淀：是指溶液中加入沉淀劑使溶質(zhì)溶解度降低，生成無定形固體從溶液中析出的過程。20，鹽析法：蛋白質(zhì)在高離子強(qiáng)度的溶液中溶解度降低，以至于從溶液中沉淀出來的方法。21，等電點(diǎn)沉淀法：利用蛋白質(zhì)在pH等于其等電點(diǎn)的溶液中溶解度下降的原理進(jìn)行沉淀。22，萃取：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法。23，分配定律：在恒溫恒壓下，溶質(zhì)在互不相溶的；兩相中分配，達(dá)到分配平衡后，如果其在兩相中的相對(duì)分子質(zhì)量相等，則其在兩相中的平衡濃度之比為一常數(shù)，稱為分配系數(shù)k。k=a/c2=萃取相中的濃度/翠余相的濃度。24，超臨界流體：是指物質(zhì)處于其臨界溫度和臨界壓力以上而形成的一種特殊狀態(tài)的流體。25，超臨界流體萃?。阂步袣怏w萃取，流體萃取，稠密氣體萃取或蒸餾萃取。作為一種分離過程的開發(fā)和應(yīng)用，是基于一種溶劑對(duì)固體和液體的萃取能力和選擇性在超臨界狀態(tài)下較之在常溫常壓下可獲得極大的提高。它是利用超臨界流體，即溫度和壓力略超過或靠近臨界溫度和臨界壓力，介于氣體和液體之間的流體，作為萃取劑，從固體或液體中萃取出某種高沸點(diǎn)或熱敏性成分，以達(dá)到分離和純化的目的。26，膜分離過程：是具有選擇透過性的天然或合成薄膜為分離介質(zhì)，在膜兩側(cè)的推動(dòng)力作用下，原料液體混合物或氣體混合物中的某個(gè)或某些組分選擇性地透過膜，使混合物達(dá)到分離，分級(jí)，提純，富集和濃縮的過程。27，水通量：指純水在一定溫度，壓力下（0.35MPa,25℃），單位時(shí)間，單位膜面積透過的水的量。28微濾：以壓力差為推動(dòng)力，截留水中粒徑在0.02~10m之間的顆粒物的膜分離技術(shù)。29，超濾：在壓力差的驅(qū)動(dòng)下，用可以阻擋不同大小分子的濾板或?yàn)V膜將液體過濾的方法。30，納濾：以壓力差為推動(dòng)力，介于反滲透和超濾之間的截留水中粒徑為納米級(jí)顆粒物的一種膜分離技術(shù)。31，反滲透：在壓力驅(qū)動(dòng)下使溶液中的溶劑(如水)以與自然滲透相反的方向通過半透膜進(jìn)入膜的低壓側(cè)，從而達(dá)到有效分離的過程。32，濃差極化：由于水透過膜而使膜表面的溶質(zhì)濃度增加，在濃度梯度作用下，溶質(zhì)與水以相反方向向本體溶液擴(kuò)散，在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，膜表面形成一溶質(zhì)濃度分布邊界層，它對(duì)水的透過起著阻礙作用。33，吸附：是指溶質(zhì)從液相或氣相轉(zhuǎn)移到固相的現(xiàn)象。34，離子交換吸附：簡(jiǎn)稱離子交換，是利用離子交換樹脂作為吸附劑，將溶液中的待分離組分，依據(jù)其電荷差異，依靠庫侖力吸附在樹脂上然后利用合適的洗脫劑將吸附質(zhì)從樹脂上洗脫下來，從而達(dá)到分離的目的。35，吸附平衡等溫線：當(dāng)溫度一定時(shí)，吸附量與溶液中溶質(zhì)的濃度的函數(shù)關(guān)系稱為吸附平衡等溫線。36，色譜：能用于混合物分離的方法稱為色譜。37，色譜法：是一種基于被分離物質(zhì)的物理化學(xué)及生物學(xué)特性的不同，使他們?cè)谀撤N基質(zhì)中移動(dòng)速度不同而進(jìn)行分離和分析的方法。38，液膜（液體膜）：是從生物膜奇妙的選擇性輸送功能上得到啟發(fā)而模仿的一種人工膜。39，膜膨脹：是一個(gè)傳遞外水相溶液進(jìn)入內(nèi)相的過程。40，反膠團(tuán)：若將表面活性劑溶于非極性的有機(jī)溶劑中，并使其濃度超過臨界膠束濃度，便會(huì)在有機(jī)溶劑內(nèi)形成聚集體，這種聚集體稱為反膠團(tuán)（或反膠束）41，膜分離技術(shù)：用人工合成的某種材料作為兩相之間的不連接區(qū)間實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)分離的技術(shù)。42，配基：在親和層析中起可逆結(jié)合的特異性物質(zhì)。43，“Ks”分級(jí)鹽析法：在一定pH和溫度下以改變離子強(qiáng)度進(jìn)行鹽析，常用于提取液的處理。44，硫酸銨飽和度：指飽和硫酸銨溶液的體積占混合后溶液總體積的百分比。45，提取：利用一種溶劑對(duì)不同物質(zhì)溶解度的差異，從混合物中分離出一種或幾種組分的過程。46，柱層析：將固定相裝于柱內(nèi)，使樣品沿一個(gè)方向移動(dòng)而達(dá)分離目的的方法。47，“β”鹽析法：在一定離子強(qiáng)度下僅改變pH和溫度進(jìn)行鹽析。常用于初步純化。48，分配系數(shù)K：當(dāng)萃取體系達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比。49：有機(jī)溶劑沉淀法：在含有溶質(zhì)的水溶液中，加入一定量親水的有機(jī)溶劑，降低溶質(zhì)溶解度時(shí)沉淀析出。50離心機(jī)：是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子中，借離心力作用過濾和澄清懸浮液，分離，分析生物大分子或一種相對(duì)密度不同而又互不相溶的液體分開的設(shè)備。生物化工產(chǎn)品通過生物發(fā)酵過程、酶反應(yīng)過程或動(dòng)植物細(xì)胞大量培養(yǎng)獲得，從上述發(fā)酵液、反應(yīng)液或培養(yǎng)液中分離精制有關(guān)產(chǎn)品的過程稱為下游加工過程。2.傳統(tǒng)生化產(chǎn)品和基因工程產(chǎn)品的區(qū)別

①傳統(tǒng)生化產(chǎn)品都為小分子(工業(yè)用酶除外，但它們對(duì)純度要求不高、提取方法較簡(jiǎn)單)．其理化性能(如平衡關(guān)系等)數(shù)據(jù)都為已知，因此放大比較有根據(jù)；基因工程產(chǎn)品大多為大分子，必要數(shù)據(jù)缺乏，放大多憑經(jīng)驗(yàn)。②由于第一代基因工程產(chǎn)品都以E.coli作為宿主，表達(dá)產(chǎn)品處于胞內(nèi)，提取前需將細(xì)胞破碎，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)釋放出來，給提取增加了很多困難；而發(fā)酵液中的產(chǎn)物，濃度較低，雜質(zhì)又多，且一般大分子較小分子不穩(wěn)定(易失活，如對(duì)剪切力)，故提取較困難。③大分子(蛋白質(zhì))的分離主要困難在于雜蛋白的分離，由于蛋白質(zhì)都內(nèi)氨基酸所構(gòu)成，所以性質(zhì)相似，分離主要依靠高分辨力的精制方法，如色譜分離等。3.選擇依據(jù)依據(jù)目標(biāo)蛋白和雜蛋白在物理、化學(xué)和生物學(xué)方面性質(zhì)的差異，尤其重要的是表面性質(zhì)的差異。例如，表面電荷密度（滴定曲線）、對(duì)一些配基的生物學(xué)特異性、表面金屬離子、糖含量、自由巰基數(shù)目、分子大小和形狀（相對(duì)分子質(zhì)量）、PH值和穩(wěn)定性等。4.下游加工工藝過程的一般流程圖1.發(fā)酵液預(yù)處理概念、方法概念：以細(xì)胞培養(yǎng)液或發(fā)酵液為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)法使目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到液相中，同時(shí)除去其它懸浮顆粒以及改善濾液性狀，利于后續(xù)操作，該過程稱為預(yù)處理。方法：（1）凝聚和絮凝技術(shù)（2）雜蛋白的去除方法①等電點(diǎn)沉淀法②加熱③吸附作用④蛋白質(zhì)沉淀劑（3）高價(jià)無機(jī)離子的去除方法2.凝聚和絮凝技術(shù)概念（混凝）(1)凝聚作用是在某些電解質(zhì)作用下，如中性鹽作用下，使擴(kuò)散雙電層的排斥電位降低，破壞膠體系統(tǒng)的分散狀態(tài)，而使膠體粒子聚集的過程。(2)絮凝作用：指在某些高分子絮凝劑存在下，在懸浮粒子之間產(chǎn)生架橋作用，而使粒膠形成粗大的絮凝團(tuán)的過程，它是一種以物理的集合為主的過程。(3)混凝：在料液中，先加入無機(jī)電解質(zhì)，使懸浮粒子間的相互排斥能降低，脫穩(wěn)而凝聚成微粒，而后再加入絮凝劑,凝聚作用為絮凝劑的架橋創(chuàng)造了良好的條件，從而提高了絮凝效果。這種包括凝聚和絮凝機(jī)理的過程，常稱為混凝。3.濾餅質(zhì)量比阻概念衡量過濾特性的主要指標(biāo)是濾餅的質(zhì)量比阻rB(或α).它表示單位濾餅厚度的阻力系數(shù)，與濾餅的結(jié)構(gòu)特性有關(guān)，rB(或α)越小，則發(fā)酵液越易過濾。單位：(m/kg)影響rB的因素影響濾餅比阻的主要因素有形成濾餅的顆粒物性（顆粒尺寸，形狀等），過濾壓力差，料漿的濃度，溶液的PH，過濾速率和過濾時(shí)間等。①形成濾餅的顆粒直徑越大，其比表面積越小，比阻越小。②顆粒在堆積過程中所形成的顆粒與顆粒的孔隙也就越大，過濾阻力越小；③對(duì)于可壓縮性濾餅，rB是操作壓力差的函數(shù)，濾餅的比阻值是隨操作壓力差的提高而增大的。④料漿濃度對(duì)比阻的影響存在一個(gè)臨界濃度，當(dāng)料漿濃度小于臨界濃度時(shí)，比阻隨著濃度的增加而增大，當(dāng)料漿濃度大于臨界濃度時(shí)，比阻隨濃度的增加而減??；⑤過濾速度的增加會(huì)導(dǎo)致濾餅阻力系數(shù)的增加和空隙率的減少。由于濾餅的孔隙率隨時(shí)間而增大，因而濾餅比阻有隨過濾時(shí)間減小的趨勢(shì)。草酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液PH的作用1、由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的pI在酸性范圍，所以把pH調(diào)到等電點(diǎn)附近，雜蛋白質(zhì)的溶解度降低而被除去。提高濾液質(zhì)量。2、發(fā)酵液酸化后目標(biāo)產(chǎn)物容易轉(zhuǎn)入到液相。3、加入草酸鈉調(diào)pH值，草酸根離子還可以跟鈣離子、鎂離子結(jié)合，形成不溶物，而去除鈣離子和鎂離子。4、酸化后的發(fā)酵液粘度降低，有助于提高過濾速度。6.板框過濾的應(yīng)用條件優(yōu)點(diǎn)：1）過濾面積大，過濾推動(dòng)力(壓力差)能較大幅度地進(jìn)行調(diào)整，并能耐受較高的壓力差，2）適應(yīng)性強(qiáng)，3)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、動(dòng)力消耗少等。適用范圍較廣，一般用于濾餅較干的場(chǎng)合，不用于含揮發(fā)性有毒物質(zhì)或有生物危害的場(chǎng)合。1.高壓勻漿，高速珠磨概念與比較比較：①細(xì)胞所受到的作用力高壓勻漿：液相剪切力高速珠磨：剪切力層之間的碰撞和磨料的滾動(dòng)高壓勻漿：從高壓室壓出的細(xì)胞懸浮液經(jīng)過閥座的中心孔道從閥座和閥桿之間的小環(huán)隙高速噴出，高速噴出的漿液又射到靜止的撞擊環(huán)上，被迫改變方向從出口管流出，細(xì)胞在高速造成的剪切力、碰撞力和高壓到常壓的變化等作用下，造成細(xì)胞破碎。高速珠磨：細(xì)胞懸浮液與極細(xì)的研磨劑在攪拌漿作用下充分混合，珠子之間，珠子與細(xì)胞之間互相剪切、碰撞，促使細(xì)胞壁破裂，釋出內(nèi)含物。②動(dòng)力學(xué)方程：高壓勻漿破碎的動(dòng)力學(xué)方程:LnS=kPaNbS:細(xì)胞破碎率K:破碎速度常數(shù)(破碎的阻力)P:操作壓力N:循環(huán)操作次數(shù)a、b指數(shù)因細(xì)胞種類和培養(yǎng)條件而異高速珠磨法：k為破碎速率常數(shù)，主要與微球粒徑、密度、填充率以及細(xì)胞濃度、攪拌速度、進(jìn)料速度、攪拌漿的形狀有關(guān)。（影響因素）③溫控與能耗：高壓勻漿：活性物失活與產(chǎn)生熱有關(guān)系，一般需多級(jí)操作，每次循環(huán)前要進(jìn)行級(jí)間冷卻。能耗：提供動(dòng)力（ρ）+低溫維持的耗費(fèi)；高速珠磨：珠磨機(jī)采用夾套冷卻的方式實(shí)現(xiàn)溫度控制的。能耗與細(xì)胞破碎率成正比④適用范圍：高壓勻漿適用于酵母和大多細(xì)菌細(xì)胞的破碎,不適用于易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌，較小的革蘭氏陽性菌，含有包含體的基因工程菌（因包含體堅(jiān)硬，易損傷勻漿閥）高速珠磨珠磨法適用于細(xì)胞懸浮液和植物細(xì)胞的大規(guī)模處理。⑤破碎率R的影響因素高壓勻漿：溫度、壓力、循環(huán)次數(shù)、微生物種類；高速珠磨：攪拌速度、細(xì)胞懸浮液濃度、溫度、玻璃小珠的裝量和直徑、循環(huán)速度2.細(xì)胞破碎的條件3.包涵體變性與復(fù)性，提高收率的方法包含體是無定形的蛋白質(zhì)的聚集，不被任何膜所包圍。細(xì)胞破碎后，包含體呈顆粒狀，致密，低速離心就可以沉淀。包含體難溶于水中，在變性劑溶液（如鹽酸胍、脲）中才能溶解。在這些溶液中，溶解的蛋白質(zhì)呈變性狀態(tài)，即所有的氫鍵、疏水鍵全被破壞，疏水側(cè)鏈完全暴露，但一級(jí)結(jié)構(gòu)和共價(jià)鍵不被破壞。因此當(dāng)除去變性劑時(shí)，一部分蛋白質(zhì)可以自動(dòng)折疊成具有活性的正確構(gòu)型，這一折疊過程稱為蛋白質(zhì)的復(fù)性。提高復(fù)性效率的方法：降低變性劑濃度，但如果太低，復(fù)興率會(huì)降低；增加蛋白濃度、PH偏堿；溫度、離子強(qiáng)度、氧化還原條件。1.鹽析法概念、規(guī)律、方程式概念：蛋白質(zhì)在高離子強(qiáng)度的溶液中溶解度降低、發(fā)生沉淀的現(xiàn)象稱為鹽析。機(jī)理：（1）高濃度鹽離子使蛋白質(zhì)表面雙電層厚度降低，靜電排斥作用減弱.在布朗運(yùn)動(dòng)的互相碰撞下容易發(fā)生凝聚，進(jìn)而沉淀析出。（2）中性鹽比蛋白質(zhì)具更強(qiáng)的親水性，因此將與蛋白質(zhì)爭(zhēng)奪水分子，使蛋白質(zhì)水化膜破壞。方程式：S:蛋白質(zhì)的溶解度,g/LI:離子強(qiáng)度Ks：鹽析常數(shù)，斜率，與溫度和pH無關(guān)，與鹽和蛋白質(zhì)的種類有關(guān)。β:常數(shù),截距,與鹽的種類無關(guān),與溫度、pH和蛋白質(zhì)種類有關(guān)2.KsβKs：鹽析常數(shù)，與溶液的pH及溫度無關(guān)，只依賴于蛋白質(zhì)及鹽的種類；β值為蛋白質(zhì)在純水中即離子強(qiáng)度為零時(shí)的假想溶解度對(duì)數(shù)值。用鹽析法分離蛋白質(zhì)時(shí)可以有兩種步驟：①Ks分級(jí)鹽析法:（粗提蛋白質(zhì)時(shí)常用）②β分級(jí)鹽析法:（進(jìn)一步純化用）Ks鹽析法：在一定pH和溫度下，改變體系離子強(qiáng)度進(jìn)行鹽析的方法；β鹽析法：在一定離子強(qiáng)度下，改變pH和溫度進(jìn)行鹽析的方法；Ks鹽析法由于蛋白質(zhì)對(duì)離子強(qiáng)度的變化非常敏感，易產(chǎn)生共沉淀現(xiàn)象，因此常用于提取液的前處理；β鹽析法由于溶質(zhì)溶解度變化緩慢，且變化幅度小，因此分辨率更高，常用于初步的純化。2.Ks鹽析法：受蛋白質(zhì)種類和鹽的種類的影響，鹽析效果：高價(jià)陰離子大于低價(jià)陰離子低價(jià)陽離子大于低價(jià)陽離子β鹽析法：受PH、溫度、蛋白質(zhì)種類的影響，PH值接近PI，β最??；在高濃度鹽中，β值隨溫度升高而減小。3鹽飽和度范圍的確定：不使目標(biāo)蛋白質(zhì)沉淀的最大飽和度和使目標(biāo)蛋白質(zhì)沉淀的最低飽和度1.過濾方法比較五種納濾孔徑2nm濾膜壓力差能截留分子量在200~1000之間的有機(jī)物質(zhì)，能將高價(jià)離子和低價(jià)離子分離。這類膜對(duì)荷相同電荷的分子有較高的截留率。RO分離機(jī)理是一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作，孔徑范圍在0.0001-0.001μm之間；3.濃差極化和膜污染濃差極化:當(dāng)溶劑透性膜而溶質(zhì)留在膜上，因而使膜面濃度增大，并高于主體溶液中的濃度，這種濃度差導(dǎo)致溶質(zhì)自膜面反擴(kuò)散至主體溶液中，這種現(xiàn)象稱為濃差極化.它對(duì)通量的影響很大。要減少濃差極化，通常采用錯(cuò)流過濾操作。膜污染：在使用中，盡管操作條件保持不變，但通量仍逐漸降低的現(xiàn)象，稱為污染。一般認(rèn)為是膜與料液中的某一溶質(zhì)的相互作用，或吸附在膜上的溶質(zhì)與其他溶質(zhì)相互作用而引起的。在反滲透中一般不嚴(yán)重，在超濾和微濾中比較嚴(yán)重。濃差極化會(huì)加重污染。但兩者是有區(qū)別的；濃差極化是可逆的，變更操作條件可使之消除，而污染不可逆，必須通過清洗的辦法，才能消除。4.截留率和截留分子量截留率：指超濾膜對(duì)溶質(zhì)的截留能力,用σ（R）表示,并定義為:式中CP和Cb分別表示在某一瞬間，透過液和截留液的濃度。σ（R）在0和1之間。截留分子量：定義為相當(dāng)于一定截留率（通常為90%或95%）時(shí)的溶質(zhì)的分子量。1.溶劑萃取的分配原理分配定律：一定T、P下，溶質(zhì)在兩個(gè)互不相溶的溶劑中分配，達(dá)到平衡后溶質(zhì)在兩相中濃度之比為常數(shù)（K）。在常溫常壓下Ｋ為常數(shù):（1）稀溶液（2）溶質(zhì)對(duì)溶劑互溶沒有影響（3）必須是同一分子類型，不發(fā)生締合或離解.由上圖可知，溶質(zhì)在兩相的分配決定于選擇何種溶劑和水相的pH。1.雙水相萃取的概念，分離原理、影響因素、應(yīng)用概念：是利用物質(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異來進(jìn)行萃取的方法。原理：不同物質(zhì)分配系數(shù)的差異，構(gòu)成了雙水相萃取分離物質(zhì)的基礎(chǔ)。溶質(zhì)在兩水相間的分配主要由其表面性質(zhì)所決定，通過在兩相間的選擇性分配而得到分離，分配能力的大小可用分配系數(shù)K表示：影響因素：1）成相聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量：當(dāng)聚合物的相對(duì)分子量降低時(shí)，會(huì)使蛋白質(zhì)易分配于富含該P(yáng)EG的相中，使分配系數(shù)增大，而葡聚糖的分子量減小，會(huì)使分配系數(shù)降低。2）成相系統(tǒng)的總濃度:當(dāng)接近臨界點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)均勻的分配于兩相，分配系數(shù)接近于1.如成相聚合物或聚合物/鹽混合物的總濃度增加時(shí)，系統(tǒng)遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)，系線的長度增加，此時(shí)兩相性質(zhì)的差別增大，蛋白質(zhì)趨向于向一側(cè)分配，即分配系數(shù)或增大超過1，或減少低于1.3）鹽類的影響：在雙水相聚合物系統(tǒng)中，加入電解質(zhì)，首先陰陽離子會(huì)有不同的分配.加入適當(dāng)?shù)柠}類，會(huì)大大促進(jìn)帶相反電荷的兩種蛋白質(zhì)的分離。但當(dāng)[鹽]繼續(xù)增加時(shí)，影響逐漸減弱，分配系數(shù)基本上無變化。當(dāng)[鹽]很大時(shí)，由于鹽析作用，pro易分配于上相。4）pH值：①由于pH值影響protein的離解度，故調(diào)節(jié)pH可改變蛋白質(zhì)的表面電荷數(shù)，因而改變k的大小。②對(duì)于△Φ=0，prot的k不受pH的影響（一般來說），但對(duì)大多數(shù)prot而言，當(dāng)△Φ=0時(shí)，k隨pH變化而變化，這主要是由于pH值的變化會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)自身結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化。5）溫度：溫度影響雙水相系統(tǒng)的相圖，因而影響pro的k，特別在臨界點(diǎn)附近，尤為顯著。一般可在常溫操作，不需冷卻，活性成份收率高。6)荷電PEG作為成相聚合物：在聚合物上引入電荷可以增大兩相間的電位差，相間電位差與電荷數(shù)成反比，而每一葡萄糖分子上可以引入很多帶電荷的基團(tuán)，故效果較差；每一分子PEG只含兩個(gè)羥基，只能引入兩個(gè)荷電基團(tuán)，故使電場(chǎng)增大的效果較好。應(yīng)用：胞內(nèi)蛋白質(zhì)的提取根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)和共存雜質(zhì)的表而疏水性、相對(duì)分子質(zhì)量、等電點(diǎn)和表面電荷等性質(zhì)上的差別，綜合利用靜電作用、疏水作用和添加適當(dāng)種類和濃度的鹽，可選擇性萃取目標(biāo)產(chǎn)物。8.離子交換法（樹脂法）：是應(yīng)用合成的離子交換樹脂作為吸著劑，將溶液中的物質(zhì)，依靠庫侖力吸附在樹脂上，然后用合適的洗脫劑，將吸附物從樹脂上洗脫下來，達(dá)到分離、濃縮提純的目的。2.離子交換樹脂：是一種具有網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的含有高分子活性基因而能與溶液中其它物質(zhì)進(jìn)行交換或吸著的聚合物，其高分子活性基團(tuán)一般是多元酸或多元堿。特點(diǎn)；優(yōu)點(diǎn)：成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，不用或少用有機(jī)溶劑。缺點(diǎn)：生產(chǎn)周期長，成品質(zhì)量有時(shí)較差，在生產(chǎn)過程中，PH變化大，故不適用于穩(wěn)定性較差的抗生素，以及不一定能找到合適的樹脂等。應(yīng)用：抗生素等小分子物質(zhì)提取，還可用于脫色、去鹽、轉(zhuǎn)鹽、制備軟水、無鹽水等。3.常見的4種樹脂的比較性能陽離子交換樹脂陰離子交換樹脂強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)堿性弱堿性活性基團(tuán)磺酸羧酸季氨胺PH對(duì)交換能力的影響無在酸性中交換能力很小無在堿性溶液中交換能力很小鹽的穩(wěn)定性穩(wěn)定洗滌要水解穩(wěn)定洗滌時(shí)要水解再生需過量的強(qiáng)酸很容易需過量的強(qiáng)堿再生容易，可用碳酸鈉或氨交換速度快慢（除非離子化后）快慢（除非離子化后）4.H+和OH-對(duì)樹脂親和能力的關(guān)系H+：①強(qiáng)酸型樹脂：與H+結(jié)合力很弱，序位和Li+相當(dāng)②弱酸型樹脂：與H+具有最強(qiáng)的置換能力，序位排在同價(jià)金屬離子之后OH-：①強(qiáng)堿性樹脂：和OH?結(jié)合力弱，序位排在F?之前②弱堿性樹脂：和OH?結(jié)合力最強(qiáng)，序位排在ClO4?之后結(jié)論：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿樹脂比弱酸、弱堿樹脂難以再生，酸、堿用量大，原因在于此。在鏈霉素提煉中，不能用強(qiáng)酸性樹脂，而應(yīng)用弱酸性樹脂，這主要是因?yàn)閺?qiáng)酸性樹脂吸附鏈霉素后，不易洗脫，而用弱酸性樹脂時(shí)，由于H+對(duì)樹脂親和力大，因此很易將鏈霉素蔥樹脂上取代。結(jié)論：在進(jìn)行離子交換時(shí)，除了考慮離子被吸附是否容易外，還必須考慮被吸附上去的離子是否容易被解吸下來。如鏈霉素的提煉中，不用強(qiáng)酸，而用弱酸性樹脂進(jìn)行交換吸附。樹脂再生過程中為什么強(qiáng)酸堿比弱酸堿消耗大？1.吸附：吸附法是利用適當(dāng)?shù)奈絼?，在一定的pH條件下，使發(fā)酵液中的產(chǎn)物被吸附，然后再適當(dāng)?shù)南疵搶⑽降漠a(chǎn)品從吸附劑上解吸下來，達(dá)到濃縮和提純的目的。2.吸附的作用：把物質(zhì)從流動(dòng)相（氣、液、相）濃縮到固體表面從而達(dá)到分離的過程稱為吸附作用。3.物理吸附力的本質(zhì)：范德華力4.大網(wǎng)格聚合物吸附劑及其應(yīng)用大網(wǎng)格吸附劑：大孔網(wǎng)格聚合物在合成過程中沒有引入離子交換功能團(tuán)，只有多孔的骨架，其性質(zhì)和活性炭、硅膠等吸附劑相似