藻类培养与利用研究进展
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实验 3 淡水藻类植物的采集和培养一、实验目的1 藻类植物的分布很广,种类也很多,学生通过对淡水生藻类植物进行调查、采集和培养,可以增加学生藻类植物工作的经验,培养学生参加科研工作的积极性,提高学生科研工作的能力。
2 学生在课前必须大量阅读与藻类植物相关的知识,特别是淡水藻类的一些知识。
二、实验原理藻类植物是自然界中非常重要的一大类生物类群,它们不仅是用于科学研究的良好材料,在医药、食品、精细化工、环境保护、水产养殖等方面都有着广泛的应用。
研究观察藻类不但有一定的理论意义,也具有重要的应用价值。
淡水藻类以其生长环境不同可分成两类:一类是水生藻类;一类是气生藻类。
三、实验材料、试剂与仪器设备显微镜、显微图像采集系统、采集瓶、培养瓶、吸管、镊子、刀、标签、记录本、浮游生物网等,相关工具书;4%的甲醛溶液、碘液四、实验步骤1 淡水藻类标本的采集方法(1)水生藻类标本的采集水生藻类依其形体大小可分为丝状种类和微小浮游种类。
丝状种类可用镊子采集。
对固着于石块等物体上的藻可用刮刀将藻从基部刮下或连同附着物一起采集。
将采集到的标本放入标本瓶中并加入一些水,但水不要加得太满,应留有一定的空间,标本瓶盖应注意密封,防止样品流失。
标本瓶上要贴上标签,标签上须用铅笔注明该标本采集的地点、日期和采集者。
浮游种类要用专用的浮游生物网采集,如无专用工具,也可用市售的300 目尼龙筛绢对水体进行过滤,滤出的藻体可用少量水冲洗入标本瓶中。
标本采集时还应用记录本记下各标本的采集环境、气温、水温、pH值、藻的附着基质、水体透明状况、藻体的手感是否滑腻等,这些都是鉴定藻类的参考条件。
因此应注意详细记录。
新鲜的藻标本不宜久存,应尽快对标本进行观察鉴定,好的标本可用4%的甲醛溶液(福尔马林溶液)固定保存。
(2)气生藻标本的采集气生藻类多生长在阴湿的地面、墙壁以及树干的背荫面。
这类藻可用小铲刀采集,用牛皮纸包好,风干后保存。
对气生藻进行观察时,可用镊子镊取少许藻体,放在载玻片上,滴一小滴水浸润后在显微镜下观察形态。
藻类植物资源开发利用研究进展徐渊(河北师范大学生命科学学院生物科学2009级学号:2008013859)摘要:藻类是一种非常重要的植物资源,与人类的生活息息相关。
目前对藻类植物资源的开发利用还远远不够,藻类资源的开发利用潜力巨大。
本文主要概述了藻类植物资源在生物燃料,生物医药,环境保护等方面的研究进展。
关键词:藻类植物生物燃料藻类多糖进入21世纪,人类在取得巨大成就的同时,也面临着许多危机。
能源需求不断增加而传统能源的储量不断减少,能源危机加剧[1]。
工业生产,化石燃料燃烧造成大气污染、水污染、酸雨、温室效应等一系列环境问题。
环境污染,抗生素的滥用致使人体免疫力下降,细菌出现抗药性,哮喘、艾滋病、癌症等多种疾病发病率升高。
人类健康受到很大威胁。
从藻类中提取油脂,生产柴油,可以缓解能源危机。
藻类多糖可以应用于多类疾病的治疗。
藻类对水质的敏感,可用于监测水质。
藻类植物资源有多方面的重要价值,所以值得人类大力开发利用。
下文将详细叙述目前人类在藻类植物资源开发利用方面的研究进展。
1藻类植物资源在开发生物燃料方面的研究进展就目前来看,人类通过藻类开发的生物能源主要有生物柴油和生物乙醇,利用藻类开发生物能源,有许多方面的优势。
但是仍然面临着许多技术难题。
美国和日本在开发生物能源的研究方面处于世界领先的位置。
1.1藻类植物资源在开发生物燃料方面的优势未来生物燃料的的发展方向应该是通过藻类植物来生产[2]。
这是因为藻类有许多方面的优势,①作为低等植物,藻类繁殖能力特别强,光合作用效率高,在单位面积上具有很高的产量。
②藻类植物种类非常多,而且分布范围很广阔,利用藻类生产生物燃料不会受气候和地域的干扰[3]。
③藻类的油脂含量非常高。
④藻类可以大量吸收空气中的二氧化碳,对缓解温室效应有一定意义。
⑤藻类在生长的过程中可以吸收水体中的氮元素和磷元素,防止水体富营养化。
⑥藻类可以在海洋中生长,可以利用海洋来培养藻类,开发藻类资源,这样就不会占用耕地。
TECHNOLOGY TREND[摘要]小球藻是单细胞真核藻,细胞内含有多种营养物质。
随着生物技术的迅速发展,有大量关于小球藻的研究工作被报道。
本文通过介绍小球藻在食品、饲料、饵料、医药、环保等方面的应用,说明小球藻是一种重要的微藻资源,有广阔的应用前景。
[关键词]小球藻;保健食品;饵料;医药;环保小球藻的应用研究进展单俊秀张平刘丽丽(天津师范大学化学与生命科学学院,天津市300374)小球藻为绿藻门(Chlorophyta )、绿藻纲、绿球藻目(Chlorococ-Cales )、小球藻属(Chlorella )球形、普生性一般为聚集成群的单细绿藻,是第一种进行人工培养的微藻。
小球藻比表面积大光合效率高,含有多糖、蛋白质、细胞色素、不饱和脂肪酸和生长因子等多种丰富的营养物质,是一种有重要意义的藻类具有广阔的开发利用前景,受到各国研究者的青睐。
1小球藻在食品、饲料、饵料方面的研究进展1.1小球藻应用于食品方面小球藻包括海洋小球藻与淡水小球藻,其有高含量的维生素如C 、A 、B ,矿物元素钙、钾、碘、铁,小球藻特殊的细胞生长因子,还含有高达50%左右的粗蛋白。
目前人们重视小球藻在保健食品方面的应用,开发出了如酶解小球藻保健饮料、小球藻豆腐、小球藻胶囊等。
1.2小球藻应用于饲料添加剂小球藻具有耐酸性、耐抗生素和比一般微生物制剂热稳定性高的特点,因此小球藻可用于动物饲料添加剂一方面可以为动物提供多方面的营养物质,另一方面小球藻在动物体内可直接杀灭细菌,增强动物免疫性,长期使用,利于动物的生长发育。
1.3饵料方面的应用小球藻可作为水产品的天然饵料,研究表明接种在养殖水体中可调节优化浮游生物的群落结构,降低水体中氮、磷的浓度,增加溶解氧,改善水体的化学环境条件,达到防病的目的。
目前资料显示小球藻作为轮虫的首选饵料,能够增加轮虫体内的EPA 和DHA 的含量,而这两种物质对水产品如鱼、虾等的生长发育有重要的作用。
海洋藻类生物质利用的反应器技术研究进展近年来,随着全球能源需求的增长和对可持续发展的追求,海洋藻类生物质被认为是一种潜力巨大的可再生能源资源。
藻类生物质利用不仅可以替代传统能源源,还具有减少温室气体排放和改善环境质量的优势。
在利用海洋藻类生物质的过程中,反应器技术的发展起到了至关重要的作用。
本文将对海洋藻类生物质利用的反应器技术研究进展进行探讨。
海洋藻类生物质利用的反应器技术主要集中在藻类培养、藻类退化与利用三个方面。
藻类培养反应器技术是海洋藻类生物质利用的关键环节。
目前,常见的藻类培养反应器包括传统的塔式反应器、光生物反应器、膜反应器等。
塔式反应器是最早也是最常用的藻类培养反应器之一。
它具有结构简单、操作方便的优势,但存在传质不均、气液分散不均匀等问题。
光生物反应器是利用太阳能光照提供光合作用所需的能量,通过控制反应器内部光线照射强度和照射时间,优化藻类培养环境。
膜反应器则通过使用半透膜分离和浓缩藻类细胞,提高藻类的生物质积累效率。
对于藻类退化与利用,反应器技术可以有效提高藻类生物质的产率和质量。
藻类退化主要包括干燥、破碎和提取等工艺步骤。
传统的藻类退化方法通常采用机械破碎和化学溶解等方式,但存在能耗大、操作繁琐、产品纯度低等问题。
近年来,超声波、微波和离子液体等新型退化技术被广泛应用于藻类生物质退化过程中。
这些新技术具有操作简单、退化效率高、产品纯度高等优点,对藻类生物质的利用具有较大的潜力。
利用反应器技术将退化后的藻类生物质进行高值化利用是另一个重要的研究方向。
藻类生物质的高值化利用主要包括油脂、蛋白质和多糖等方面。
以油脂为例,利用酶法、超临界流体萃取等技术可以高效地从藻类中提取油脂。
此外,利用藻类生物质生产生物柴油、生物氢和生物电等也是当前关注的研究热点。
这些高值化利用技术不仅能够增加藻类生物质的经济价值,还可以减少对传统石化能源的依赖,实现可持续发展。
在海洋藻类生物质利用的反应器技术研究中,仍存在一些亟待解决的问题。
第一作者:左魁昌,男,1988年生,本科,研究方向为藻类的资源化利用。
#通讯作者。
*国家水体污染控制与治理科技重大专项(No.2008ZX07012 005);淡水生态与生物技术国家重点实验室开放课题(No.2008FB006);中华环境保护基金会T OT O 水环境基金资助项目;华中科技大学自主创新研究基金资助项目(No.M 2009034)。
藻类在环境保护中的作用及其资源化利用研究进展*左魁昌 左椒兰# 胡智泉 朱菁萍(华中科技大学环境科学与工程学院,湖北 武汉430074)摘要 作为地球上最庞大的生物群体,藻类在环境保护中具有重要意义。
主要述评了藻类在固定二氧化碳、去除有毒有害物质、去除难降解有机物、吸附重金属等方面的作用,并从制油,提取色素、藻胆蛋白、生理活性物质等方面评价了藻类的资源化用途,最后对其资源化利用的未来研究方向进行了展望。
关键词 藻类 环境保护 资源化利用The role of algae in environment protection and its resource utilization ZUO K uichang ,ZUO J iaolan ,H U Zhiquan,ZH U J ingp ing.(College of Envir onmental Science and E ngineer ing ,H uaz ho ng Univer sity of S cience and T echnol ogy ,W uhan H ubei 430074)Abstract: A s the mo st eno rmous living or ganisms on t he planet,algae pla yed an import ant ro le in global env i r onment pr otectio n.In t his paper,the pathw ay of alg ae in environment pro tect ion w as intr oduced,including the fix a t ion of carbon dio x ide,remov al of poiso ns or to x ins components,and adsor pt ion of heav y metals.T he methods o f a lg ae resource utilization wer e also summarized,such as the producing o il,the ex tr act ion useful substance and so on.F ina lly,the ho tspot s and future dir ect ion of algae r eso ur ce utilizatio n w ere pr ospected.Keywords: alg ae;envir onmental prot ection;utilization藻类种类繁多,形态各异,目前已知的有30000多种。
藻类生长研究及应用前景近年来,藻类生长研究备受关注,因为它是一种可以高效制取生物质能源的生物体,同时,还可以用作食品和医药等方面的应用。
随着人类对能源和环境的需求越来越高,藻类在绿色化生产方面展现出了巨大的潜力。
本文将从藻类的生长特点、研究现状及应用前景几个方面进行探讨。
一、藻类的生长特点藻类是一类单细胞或多细胞的水生植物,它生长在水中,需要一定的光和营养物质。
藻类具有快速生长、适应性强、生物量高等特点,这使它成为一种极具潜力的生物质能源来源。
另外,藻类还能够吸收二氧化碳和其他污染物质,净化水体,这些特点让藻类成为了一种绿色环保能源。
二、藻类生长的研究现状当前,世界各地都在加强对藻类生长的研究,探索其在能源和环保领域的应用。
在技术手段上,人们已经成功地掌握了藻类的种质资源、培养技术和培养条件等方面的技术,为推动藻类产业化奠定了基础。
目前,藻类生长的分离培养技术、高密度培养技术、混合培养技术和液体流化床培养技术等都得到了广泛研究和应用。
尤其在高密度培养技术方面,我们已经可以将生物量提高到每升100克左右,这是未来产业化种植的必要条件之一。
三、藻类在能源方面的应用前景藻类生长具有很高的生物量、生长速度快、含油量高等特点,因此,藻类能够在生物质能源领域中起到重要的作用。
目前,利用藻类生产生物燃料已成为目前研究的热点。
利用藻类制备生物燃料主要包括两种方式:一种是将藻类中的油提取出来并转化为生物柴油,另一种是将藻类直接转化为乙醇等生物燃料。
目前,德国、美国、新西兰等国家都在积极推进藻类生产生物燃料的研究。
从实际应用来看,藻类制备的生物柴油和生物乙醇的能量利用率都达到了70%以上,因此,它已经成为了未来可持续能源的重要方向之一。
四、藻类在食品和医药方面的应用前景藻类在食品和医药方面的应用也备受关注。
最近几年,中国的藻类养殖区域正在不断扩大,其中不仅包括生产海藻、紫菜等传统藻类产品,还涉及到了生产微藻、螺旋藻等以生物学为基础的高端产品。
国内微藻研究现状微藻是一种微小的单细胞藻类生物,其细胞大小通常小于0.5毫米。
尽管微藻在生态系统中普遍存在,但近年来人们对微藻进行了更深入的研究,发现微藻具有广泛的应用潜力。
国内对微藻的研究也日渐增多,主要涉及微藻生态学、生物技术和能源等领域。
在微藻生态学方面,国内研究人员主要关注微藻在水生生态系统中的分布和演化规律。
微藻在自然界中广泛存在于海洋、淡水湖泊及土壤中,对环境中的能量流、物质转化和生态系统的稳定性起着重要作用。
研究人员通过采样和分析,揭示了微藻在不同生态系统中的多样性和丰度。
同时,他们还研究了微藻与其他生物种类之间的相互作用关系,如微藻与浮游动物之间的共生、捕食和寄生关系等。
这些研究对于维护和管理生态系统的平衡至关重要。
在微藻的生物技术应用方面,国内研究人员主要关注微藻的生长动力学和生物降解能力。
微藻具有快速生长、高生物量和高蛋白质含量等特点,被广泛用于生物肥料、动物饲料和食品添加剂等领域。
研究人员通过调节培养条件,如光照、温度和营养盐等,优化微藻的生长过程,提高产量和质量。
此外,他们还研究微藻的生物降解能力,如利用微藻降解重金属、有机污染物和废弃物等。
这些研究为解决环境污染和可持续发展提供了新的思路和方法。
总的来说,国内微藻研究取得了一定的进展,涉及了微藻生态学、生物技术和能源等多个领域。
微藻的研究不仅有助于理解生态系统的结构和功能,还为解决环境问题和开发可持续发展技术提供了潜在的资源和工具。
然而,微藻研究仍然面临一些挑战,如培养技术的优化、基因工程的安全性和生产成本的降低等。
未来,国内微藻研究需要进一步加强合作,整合资源,共同推动微藻研究的发展和应用。
微藻在水产养殖中的研究应用进展发表时间:2020-05-09T10:06:39.047Z 来源:《工程管理前沿》2020年2月第5期作者:李奥璞,刘友晴[导读] 近年来,国内养殖产业得到快速发展摘要:近年来,国内养殖产业得到快速发展,在水产养殖过程中,饵料的排放、残饵的分解、排泄物的产生以及化学药品、抗生素的使用使水体中营养物质、有机碎屑等严重超标,导致养殖水域的环境恶化、生态系统失衡、病害滋生。
水体污染不仅影响生态环境质量,而且危害养殖业本身。
为了缓解这些问题,以芽孢杆菌、EM菌、光合细菌等为代表的益生菌类制剂得到了较好地推广应用,但有益微藻类制剂却应用较少。
在当前提倡健康生态养殖的形势下,利用微藻净化水产养殖环境的研究和发展势在必行。
关键词:微藻;水产养殖;应用进展引言微藻具有生长快、分布广泛、适应力强等特点,收获的藻体细胞具有广泛的商业应用前景。
在水资源匾乏和水体富营养化日趋严重的形势下,利用富营养化废水培养微藻,不仅可实现废水的净化,还可降低微藻培养成本,一举两得。
1微藻的有益成分1.1蛋白质微藻具有强大的氨基酸合成与转化能力,是水生态系统中重要的单细胞蛋白源。
微藻的蛋白质含量高且种类丰富,已成为水产饲料中鱼粉蛋白理想的替代物。
研究表明,螺旋藻、栅藻和小球藻蛋白质含量为40%~70%。
干螺旋藻的蛋白质含量达到68%,是牛肉中蛋白质含量的3倍。
小球藻是另一类高蛋白的微藻,蛋白含量约为50%~58%,可与酵母、大豆粉和牛奶相媲美。
蛋白质营养通常体现在其氨基酸的组成是否符合所投喂对象的需求。
微藻具有合成所有氨基酸的能力,包括人体所需要的全部必须氨基酸。
1.2碳水化合物碳水化合物在藻类可消化物中占有较大的比重。
藻类的碳水化合物主要以淀粉、纤维素、单糖和多糖的形式存在。
检测了澳大利亚北部12种微藻中碳水化合物的含量,发现高盐度环境中生长的绿藻门微藻所含的可溶性碳水化合物占干物质总量的11.0%~13.3%,而这些物质在硅藻门种类中的含量相对较少,只占干物质重的4.1%~6.6%。
水生环境中微藻与细菌相互作用机制及应用研究进展一、微藻与细菌的相互作用机制1. 共生关系微藻与细菌之间存在着一种共生关系,它们之间相互依存、相互促进。
在光合作用过程中,微藻能够释放大量的有机物质,而这些有机物质正好是细菌生长所需的营养物质。
细菌则可以分解有机废物,产生一些对微藻有益的物质,如激素、维生素等。
这种共生关系有利于提高微藻的光合作用效率,促进微藻的生长繁殖,从而提高微藻的产量。
2. 抑制关系微藻与细菌之间也存在着一种竞争关系。
微藻能够产生一些抗菌物质,抑制细菌的生长繁殖;而细菌则可以分泌一些酶类物质,降解微藻的细胞壁,对微藻的生长繁殖产生不利影响。
这种抑制关系有利于维持水体中微藻和细菌的相对平衡,防止其中一方的过度生长,从而保护水生环境的健康。
3. 合作关系二、应用研究进展1. 微藻-细菌协同培养技术目前,研究人员已经开始探索利用微藻-细菌协同培养技术,提高微藻的产量和品质。
通过选择适合的微藻和细菌菌种,构建微藻与细菌之间的协同作用关系,控制水体中的氮、磷等营养物质含量,可以有效提高微藻的光合作用效率,促进微藻的生长繁殖,进而提高微藻的产量和品质。
2. 污水处理技术微藻与细菌的共生关系也被应用于污水处理领域。
研究人员利用微藻的光合作用能力和细菌的分解能力,构建了一种新型的污水处理技术。
在这种技术中,微藻可以利用污水中的有机废物,进行光合作用产生氧气,促进细菌的分解作用,从而实现对污水的有效处理和净化。
3. 生物燃料生产微藻与细菌的相互作用也为生物燃料生产提供了新的思路。
研究人员利用微藻的高效光合作用能力,结合细菌的转化作用,构建了一套新型的生物燃料生产工艺。
在这种工艺中,微藻可以充分利用光合作用产生的有机物质,而细菌可以将这些有机物质转化为生物燃料,如生物柴油、生物乙醇等。
三、展望随着对清洁能源和环境保护的需求不断增加,微藻与细菌的相互作用在水生环境中的应用前景将更加广阔。
未来,研究人员可以进一步深入探索微藻与细菌之间的相互作用机制,发掘其潜在应用价值,并将其应用于更广泛领域,如环境修复、生物能源生产等。
第1篇一、试验背景随着全球气候变化和环境污染问题的日益严峻,生物能源的开发和利用成为了缓解能源危机和减少温室气体排放的重要途径。
藻类作为一种高效的光合生物,具有生长周期短、生物质产量高、CO2吸收能力强等特点,被广泛认为是一种极具潜力的生物能源。
为了探索和优化藻类生物能源的生产技术,我们开展了本次藻类试验。
二、试验目的1. 探究不同藻类品种的生长特性和生物量积累情况。
2. 评估不同光照强度、温度、营养盐浓度等环境因素对藻类生长的影响。
3. 优化藻类培养条件,提高生物量产量和油脂含量。
4. 研究藻类培养过程中的水质变化,为水质管理提供依据。
三、试验材料与方法1. 试验材料- 藻类品种:小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、绿藻(Chlorophyta)、蓝藻(Cyanobacteria)等。
- 培养基:BG-11培养基。
- 光照设备:LED光源。
- 温度控制器:水浴恒温箱。
- 营养盐:硝酸钾、磷酸二氢铵等。
- 分析仪器:分光光度计、质谱仪、气相色谱-质谱联用仪等。
2. 试验方法(1)藻类培养将藻类种子接种到BG-11培养基中,置于光照强度为200-800 μmol·m²·s⁻¹、温度为25-30℃的条件下培养。
(2)环境因素试验分别设置不同光照强度、温度、营养盐浓度等环境因素,观察藻类生长情况。
(3)生物量测定通过称重法或体积法测定藻类生物量。
(4)油脂含量测定采用索氏抽提法提取藻类油脂,并通过气相色谱-质谱联用仪分析油脂成分。
(5)水质分析定期检测培养液中的pH值、溶解氧、营养盐含量等指标。
四、试验结果与分析1. 不同藻类品种的生长特性通过对比试验,我们发现小球藻在生长速度和生物量积累方面表现最佳,其次是绿藻和蓝藻。
2. 环境因素对藻类生长的影响(1)光照强度:在一定范围内,光照强度越高,藻类生长速度越快。
但当光照强度超过一定阈值后,藻类生长速度反而下降。
第1篇实验报告名称:单胞藻培养实验一、实验目的1. 了解单胞藻的基本特性及培养方法。
2. 掌握单胞藻的培养技术,包括培养条件、培养基配制、接种与培养过程等。
3. 学习使用显微镜观察单胞藻的生长状态,分析影响单胞藻生长的因素。
二、实验原理单胞藻是一种广泛存在于自然界中的单细胞藻类,具有繁殖速度快、生长周期短、营养价值高等特点。
本实验通过培养单胞藻,了解其生长规律,为实际应用提供理论依据。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:牟氏角毛藻、新月菱形藻、三角褐指藻、金藻3011等单胞藻。
2. 仪器:培养皿、移液器、显微镜、天平、温度计、pH计、高压灭菌锅等。
四、实验方法1. 培养基配制:根据不同藻种,配制相应的培养基。
牟氏角毛藻培养基:海水1000ml,硅藻粉5g,葡萄糖2g,碳酸氢钠2g,磷酸二氢钾1g,硫酸镁0.5g;新月菱形藻培养基:海水1000ml,硅藻粉5g,葡萄糖2g,碳酸氢钠2g,磷酸二氢钾1g,硫酸镁0.5g;三角褐指藻培养基:海水1000ml,硅藻粉5g,葡萄糖2g,碳酸氢钠2g,磷酸二氢钾1g,硫酸镁0.5g;金藻3011培养基:海水1000ml,硅藻粉5g,葡萄糖2g,碳酸氢钠2g,磷酸二氢钾1g,硫酸镁0.5g。
2. 接种与培养:将单胞藻接种于培养基中,置于恒温培养箱中培养。
牟氏角毛藻、新月菱形藻、三角褐指藻培养温度为28~30℃,金藻3011培养温度为28~30℃。
每天观察单胞藻的生长状态,并记录数据。
3. 观察与测量:使用显微镜观察单胞藻的生长状态,测量单胞藻的密度、体积、细胞形态等指标。
五、实验步骤1. 准备实验材料与仪器。
2. 配制培养基,并进行高压灭菌。
3. 将单胞藻接种于培养基中,置于恒温培养箱中培养。
4. 每天观察单胞藻的生长状态,并记录数据。
5. 使用显微镜观察单胞藻的生长状态,测量单胞藻的密度、体积、细胞形态等指标。
6. 分析实验数据,得出结论。
六、实验数据与分析1. 牟氏角毛藻培养数据:- 培养天数:5天- 密度:1.2×10^6/ml- 体积:2.5μm^3- 细胞形态:短柱形2. 新月菱形藻培养数据:- 培养天数:5天- 密度:1.0×10^6/ml- 体积:2.0μm^3- 细胞形态:新月形3. 三角褐指藻培养数据:- 培养天数:5天- 密度:1.5×10^6/ml- 体积:2.8μm^3- 细胞形态:三角形4. 金藻3011培养数据:- 培养天数:5天- 密度:1.3×10^6/ml- 体积:2.3μm^3- 细胞形态:棒状根据实验数据,分析不同藻种的生长特点及影响因素,得出以下结论:1. 牟氏角毛藻、新月菱形藻、三角褐指藻和金藻3011均能在适宜的培养条件下生长。
藻类生态学的研究进展及应用藻类生态学是生态学的一个分支学科,主要研究藻类在自然界中的分布、生产力以及它们与环境的相互关系。
随着人类活动的不断发展,自然环境也在不断变化,因此对藻类生态学的研究变得尤为重要。
藻类是一类古老、单细胞或多细胞的生物,种类繁多,分布广泛。
它们在水环境中占有重要地位,不仅能够进行光合作用,还扮演着氧气供应者和底部生物的角色。
在海洋中,藻类是海洋生物链的重要组成部分,是海洋食物链底层的生物,需要许多其它生物依靠它们来生存。
因此,藻类的生态学研究对于维持生态平衡、保持海洋生态系统的稳定起着至关重要的作用。
近年来,藻类生态学研究在许多领域上都取得了重要进展。
例如,在藻类的生物分类学领域,人们定期更新和修订藻类分类系统的组成,以反映新发现的藻类的分类学位置。
另一方面,藻类物种的分布和数量对水体质量的评估具有重要意义。
在水质评估方面,藻类是首选指标生物之一。
因为它们对水的污染和富营养化的反应非常敏感。
当水体受到有机物和氮、磷等营养盐污染时,藻类会大量繁殖,使水体产生不良影响,如藻华繁殖、腐泥沉淀等。
此外,藻类与化学物质、环境因素的关系研究也非常重要。
人工污染对自然界中的藻类产生了很大的影响,因此藻类对于环境污染的监测和研究具有重要作用。
随着现代科技的发展,人们可以利用分子生物学技术研究和识别不同类型的藻类。
这些研究不仅可以加深我们对藻类生态学的认识,而且还可用于藻类分类、鉴定和生物多样性保护等方面。
在实际应用方面,藻类也有着广泛的利用价值。
例如,藻类可以用作饲料、食品、化妆品等的原料;还可以用于制药和生物能源等方面。
此外,藻类的栽培和人工种植也是一项重要的工作,通过控制水质、营养盐等因素,可以增强藻类的生产力,提高生物产品的产量和质量。
总之,藻类生态学的研究进展对于人类了解自然环境、保持生态平衡以及发展现代经济有着重要的意义。
未来,藻类学的发展将越来越重要。
更加系统化和细致化的藻类生态学研究必将为我们提供更多的科学依据、推动藻类生产利用的发展,实现生物多样性保护和可持续发展。
藻类的发展趋势
藻类的发展趋势主要可以从以下几个方面来进行分析:
1. 人工培养技术的改进:随着人工培养技术的不断改进和创新,使得藻类的培养效率和产量得到了大幅提升。
藻类培养技术的发展趋势主要包括选择高产菌株、优化培养条件、改进收获技术等,这些技术的突破将有助于提高藻类的产量和经济效益。
2. 藻类在生物能源领域的应用:藻类具有高效固碳和生长速度快等优点,因此在生物能源领域有着广泛的应用前景。
随着对传统能源的需求日益增加和环境保护意识的提高,藻类作为一种可再生的能源源泉将得到更广泛的关注和应用。
3. 藻类在食品和医药领域的开发利用:藻类富含蛋白质、维生素和抗氧化物等营养成分,具有多种保健功效。
因此,藻类在食品和医药领域的开发利用将成为未来的发展方向,例如开发藻类食品和藻类药品等。
4. 藻类的环境修复和污染治理:由于藻类能够吸收和降解化学物质、重金属离子和有机物等污染物,因此被广泛应用于环境修复和污染治理领域。
未来,藻类在环境修复和污染治理方面的应用将更加深入和广泛。
5. 藻类的高值化利用:目前,藻类的高值化利用程度相对较低,大部分藻类产品仍然以饲料和肥料为主。
未来随着科技的进步和市场需求的改变,藻类将有更
多的机会实现高值化利用,例如生产藻胶、藻酸和藻类活性成分等。
总而言之,藻类的发展趋势主要包括人工培养技术改进、应用于生物能源领域、食品和医药领域的开发利用、环境修复和污染治理、以及高值化利用等方面。
随着科技的进步和市场需求的变化,藻类的应用前景将越来越广阔。
微藻的培养及应用实验报告微藻是一类小型的单细胞藻类植物,具有很高的生产力和快速生长速度,被广泛应用于生态学、生物学和环境保护等领域。
本实验主要围绕微藻的培养方法和应用展开,下面将详细介绍。
一、实验目的1. 了解微藻的基本特征和生长条件。
2. 掌握微藻的培养方法,并学习在实验室中进行微藻的培养。
3. 研究微藻在环境保护领域的应用。
二、实验材料1. 微藻培养基:含有必需的营养物质、无机盐和可溶性有机物的培养基。
2. 微藻培养物:如衣藻、鞭毛藻等。
3. 培养器具:培养皿、培养瓶、搅拌器等。
三、实验步骤1. 准备培养基:按照实验要求配置好培养基,并加热至沸腾消毒。
2. 接种微藻:将培养物接种到培养基中,注意控制接种量以避免过度生长。
3. 培养条件控制:将培养瓶放置在恒温培养箱中,保持适宜的温度和光照条件,并定期给予适量的光照。
4. 观察生长情况:定期观察微藻的生长情况,包括细胞密度、形态等。
5. 收获培养物:当培养物达到一定密度时,使用离心机离心后收获培养物。
四、实验结果与分析1. 微藻的培养情况:通过观察生长培养物的密度和形态,我们可以判断微藻在不同条件下的生长情况,进而优化培养条件。
2. 微藻的生长速率:根据培养物中微藻细胞的数量变化,可以计算微藻的生长速率,为后续应用提供理论基础。
五、实验应用与展望1. 大规模培养:微藻具有高生产力和快速生长特点,可以用于大规模生产食物、饲料、生物燃料等。
2. 环境保护:微藻在废水处理、气候调节等方面具有重要的应用潜力,可以帮助提高水质和减少二氧化碳排放。
3. 生物学研究:微藻是光合作用的重要模型生物,可以用于光合作用机制的研究和相关基因的筛选。
4. 医药领域:微藻中含有一些特殊的活性成分,如抗癌活性物质,具有潜在的药物开发和治疗应用前景。
总结:通过本次实验,我们了解了微藻的培养方法和应用,并认识到微藻在环境保护、生物学研究、生物能源等领域的重要性。
未来,我们可以进一步研究微藻的优化培养条件,扩大其应用范围,为解决一些重大环境和能源问题做出贡献。
藻类生态与资源开发利用的研究进展藻类是水生生物中的一种特殊的生物,是一种非常常见的生物,分布在海洋、淡水和土壤中。
藻类在生态环境中发挥着重要的作用,同时也是一种重要的资源。
自古以来,人们就利用藻类进行食品、燃料和药品等的开发利用。
本文将介绍藻类生态与资源开发利用的研究进展。
一、藻类生态的研究进展藻类生态是生态学的一个重要分支,在藻类生态研究中,研究者主要关注以下几个问题:藻类分布的规律、藻类的生活史及生长过程、藻类与环境的关系等。
藻类对于水环境的稳定性和平衡性发挥着至关重要的作用。
藻类一般需要有适宜的温度、光照和营养物质等环境条件,才能够生长繁殖。
当环境出现变化时,如水体中的水质变差、温度波动大等因素,藻类的分布和数量都会发生变化。
因此,藻类生态的研究对于维护水体健康、维持水体生态平衡、减少水生生物灭绝等方面有着非常重要的意义。
二、藻类资源的开发利用研究进展1.食品资源的开发利用藻类由于其丰富的蛋白质、多糖、脂肪、维生素、矿物质等营养成分,已被广泛应用于生物工程和食品制造。
以海藻为例,已经被开发为餐桌上的美食,如寿司、海带等。
同时,也被用于做雪糕、果冻、饮品等。
藻类的食品开发利用已经成为了一个重要的食品产业。
2.药品资源的开发利用藻类也被广泛应用于药品行业。
藻类中含有多种治疗疾病的活性物质,如海藻多糖、蓝藻等。
它们具有抗肿瘤、降血脂、降血压、增强免疫力等多种保健功效。
在医药产业中的应用越来越广泛,成为了一个非常重要的领域。
3.新能源资源的开发利用藻类还被广泛用于新能源领域,尤其是生物质能领域。
藻类具有生长快、光能利用率高、生产速度快等优点,在利用藻类进行生物燃料生产方面具有很大潜力。
同时,它们也可以作为生物柴油的原料。
利用藻类开发新能源已经成为了研究热点之一。
三、藻类生态与资源开发利用存在的问题随着藻类生态与资源开发利用的快速发展,也出现了一些问题。
首先,自然环境中藻类分布和数量发生变化给生态环境造成了负面影响。
淡水藻类及藻类毒素研究进展徐立综述徐顺清审阅藻类是水环境中的初级生产者,对维持水环境的生态平衡起着举足轻重的作用。
首先,它们通过光合作用为水中生物提供氧气;其次,它们可分解水生生物的代谢产物及水环境中的有机物质,而成为水环境中的清洁工;另外,由于许多藻可以固氮或含有丰富的营养,可作为水生生物的优良饵料。
然而近些年来,随着工农业生产的迅速发展和城市规模的扩大,大量工业污水和生活污水排入水体,使天然水体的富营养化日益严重。
富营养化的重要特征是在夏季高温时期藻类大量滋生,形成绿色丝带状的水华,漂浮在水面影响水环境的美观。
藻类的比重在1左右,蓝藻中的微囊藻细胞内具有气囊,它的比重小于1,多漂浮在水面上,外有衣胞包裹,呈絮团状,其它种类的藻类多悬浮在水体中。
形成水华的某些蓝藻是有毒的,大量藻类死亡后被水中异养菌分解,产生恶臭进一步释放体内毒素,将严重恶化水质。
长期低浓度藻毒素的摄入会对人体造成危争。
目前,淡水藻类污染己成为全球范围内日益严峻的环境和公共卫生问题,各国学者围绕该问题开展了很多极有意义的研究工作,涉及生态学、毒理学等各个方面。
1.藻类污染的生态学研究1.1藻类的生态藻类植物是地球上最重要的初级生产者。
它们合成的有机碳总量是高等植物的7倍。
全世界藻类植物约有40000种,其中淡水藻类约25000种左右,而中国己发现的淡水藻类约9000种。
包括:原生动物们的蓝藻们,原生动物门的硅藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、隐藻门、裸藻门以及属于植物界的红藻门、褐藻门、绿藻门和轮藻门。
淡水藻类在自然界里的分布非常广泛,适应性很强,对环境条件的要求不很严格,就是微不足道的营养和只有微弱的光照强度以及较低的温度下也能得到满足。
淡水藻类中大多数的种类是水生的,包括浮游的和底栖的各种类群,分布于不同水体中。
静止绿色的池塘和水坑中都含有大量的单胞藻。
其中最常见的有绿藻类的栅藻属、盘星藻属等种类。
随着数量的多少而决定水色的深浅,呈现黄绿或浓绿。
生物藻类实验报告结论引言藻类是一种重要的生物资源,在水生态系统中起到重要的生态功能。
通过对藻类的研究,可以更好地了解其生态特性、生物学特征及其与环境的相互关系。
本实验旨在探究不同环境条件对藻类生长的影响,以及这些环境因素对藻类生态系统的稳定性的影响。
结果在实验中,我们将藻类分别置于不同水质条件下进行培养,并记录其生长情况。
根据实验结果,发现不同环境条件对藻类的生长有明显的影响,具体如下:1. pH值:藻类对环境pH值的敏感度较高。
当pH值过高或过低时,藻类的生长明显受到抑制。
实验结果显示,较为适宜的pH范围为6.5-8.5,藻类在此范围内的生长速率较快。
而当pH值小于6.5或大于8.5时,藻类的生长明显受到限制。
2. 温度:藻类对环境温度的适应能力较强。
实验结果显示,藻类在不同温度下的生长速率有所差异。
较为适宜的生长温度范围为20-30摄氏度。
当温度过低或过高时,藻类的生长速率明显减慢。
3. 光照强度:藻类对光照强度的需求较高。
实验结果显示,藻类在较强的光照下生长较快,而在光照不足的条件下,藻类的生长受到限制。
适宜的光照强度范围为100-200 μmol/(m^2·s)。
分析与讨论通过对实验结果的分析与讨论,我们可以得出以下结论:1. 藻类在适宜的环境条件下生长较为迅速,而在不适宜的环境条件下生长速率明显减慢。
这说明藻类的生长受到环境因素的直接影响,且环境因素对藻类的影响程度不同。
2. pH值、温度和光照强度是藻类生长的重要环境因素,其中光照强度对藻类的影响最大。
光合作用是藻类生长过程中的主要能量来源,因此光照不足会导致藻类的能量供应不足,从而限制其生长。
3. pH值对藻类生长有较大影响。
pH值的变化会改变水体溶解氧浓度,进而影响藻类的呼吸作用和光合作用。
此外,pH值还会改变水体中的阳离子和阴离子浓度,从而影响藻类的离子平衡,进一步影响其生长。
4. 温度对藻类生长有较大影响。
不同温度下,藻类的生理代谢速率不同,从而影响其生长速率。
Journal of Water Resources Research水资源研究, 2013, 2, 76-83doi:10.12677/jwrr.2013.21012 Published Online February 2013 (/journal/jwrr.html) Research Progress of Algae Cultivation and Utilization*Buhui Chang, Lan Li, Lei YaoSchool of Water Resources and Hydropower Engineering, Wuhan University, WuhanEmail: changbuhui@Received: Dec. 7th, 2012; revised: Dec. 24th, 2012; accepted: Dec. 29th, 2012Abstract: More than half a century, with the development of various of biological cultivation system, people have done a lot of improvements and structural innovation around the process of using the bioreactor to optimize the environments of biological reaction processes. There are also have a lot of breakthroughs in the development of special reactors on the basis of the existing reactor structure. This article mainly focuses on the structure and the advantages and disadvantages of the closed and open cultivation system at home and abroad, meanwhile, achieve the cultivation of bio-energy biomass. Summarized the utilization of algae, provided the necessary reference for the future realization of the ecological chain cycle, waste water, waste gas-algae absorption and utilization-algae reuse.Keywords: Closed Algae Cultivating System; Open Algae Cultivating System; Algae Utilization藻类培养与利用研究进展*常布辉,李兰,姚磊武汉大学水利水电学院,武汉Email: changbuhui@收稿日期:2012年12月7日;修回日期:2012年12月24日;录用日期:2012年12月29日摘要:半个多世纪以来,随着各类生物培养系统的发展,人们紧紧围绕着生物反应器为生物过程提供最优化反应环境而对其进行了大量的改进和结构上的创新,在现有反应器结构基础上开发特殊的反应器也取得了一定的突破。
本文重点介绍了国内外密闭式与开放式培育系统的结构与优缺点,同时实现生物能源生物质的培育。
对藻类利用进行了总结,为将来实现以废水、废气–藻类吸收利用–藻类再利用为循环的生态链条的实现提供必要的参考。
关键词:密闭式藻类培育系统;开放式藻类培育系统;藻类利用1. 前言随着社会经济与科技的发展、人口的增加、资源的枯竭、环境与气候的恶化,人类社会面临着前所未有的难题——资源、能源、人口、环境、土地等的压力日益加剧。
为了满足日益增长的各方面的需求,人们加大了在能源、食物等方面的研究。
藻类以其独特的生态特征和生活习性成为了研究的热点,人们针对其不同的用途进行了大量的研究,并取得了丰富的成果。
藻类分布的范围非常广,生长繁殖快,对环境的要求不严,适应性极强。
从热带到两极,从积雪的高山到温热的泉水,从潮湿的地面到不很深的土壤内,几乎到处都有藻类分布。
另外藻类中含有大量的蛋白质、油脂、糖类、色素以及各种维生素等,具有很大的应用前景。
*基金项目:水利部“948”项目:日本碳素纤维生态草河湖直接净化技术的引进及研发(编号:201112)。
作者简介:常布辉(1986-),男,硕士研究生,研究方向:水资源水环境。
目前用于培养藻类的光生物反应器主要可以分为开放式、密闭式和混合式。
不同的研究者针对不同的藻类、不同的用途开发了不同的培养方式。
研究初期,为了解决粮食的短缺问题,人们主要是以开放式的培养方式获得藻类。
然而随着研究的深入和科技的进步,为了解决开放式培育系统的缺点,实现高密度培养,密闭式光生物反应器得到了广泛的发展。
但是由于密闭式光生物反应器操作及运行成本高等问题,密闭式光生物反应器一直没有得到大规模的利用。
加之近些年来,水体污染加剧和迫于低碳减排的压力,人们发现开放式的藻类培育系统在降低成本,低碳减排和废水利用方面有着不可比拟的优势。
然而针对于藻类培养系统的多元化利用还不多,因此分析基于不同目标的藻类培养系统对于藻类的利用发展和将来藻类培育的发展方向的确定具有重要的意义。
2. 光生物反应器藻类中含有丰富的蛋白质、油脂、糖类、色素等可供人类利用,加之藻类本身适应环境的能力极强,繁殖速度快,占地面积小等优势使得藻类在解决资源枯竭、人口压力、环境污染等方面具有独特的优势。
产油藻作为生物燃料的原料,成为可以满足不断增长的能源需求的一条解决途径;藻类提供的营养物质可以有效的缓解人口和土地方面的压力;在水环境方面,藻类可以用来净化水质,治理水体污染。
虽然藻类极强的适应能力,对于藻类的自然生长并不需要创造特别的环境,但是为了能够满足特定的目标,例如提高微藻中蛋白质、色素等的含量,就必须有效的控制环境中氮磷比例、温度、培养液浓度、PH值等要素。
大量的试验研究工作表明,不同的培养条件(光照强度、氮、磷等)对藻类培养的影响也不同。
藻类种类不同,对光照强度的需求也不同;对于不同的环境,藻类本身的繁殖速度也有很大的差异[1]。
根据藻类对环境因素的敏感性,人们设计出了不同的培养方式,然而它们都不可避免的具有各自特有的和共同的优缺点。
2.1. 密闭式光生物反应器目前密闭式光生物反应器主要有:管道式、平板式、鼓泡式、气升式、搅拌式、薄膜袋式等。
其共同的优点主要有:适宜于藻类生长繁殖的环境要素易于控制,可以使得藻类在其最佳的环境中进行快速的繁殖,因为是密闭的环境,因此外界生物入侵的概率也极低;生产率与可靠性都比较高。
其缺点是结构复杂;材料要求较高;建造与运行的费用相对较高;能耗高;同时也需要不断的通入CO2以此提供碳源,增加了大气中的碳排放等。
下面简要介绍了几种主要的应用范围广的密闭式光生物反应器。
2.1.1. 搅拌式光生物反应器机械搅拌式生物反应器广泛用于大规模培养微生物,它也被用于培养藻细胞和植物细胞,其中光源可以分为内置光源和外置光源两种方式。
除了要确保适于微藻快速生长的光照强度、温度、PH值、通气量等环境因素外,由于微藻细胞的细胞壁很脆弱,搅拌产生的剪切力很容易伤害到细胞,因此桨型设计和搅拌转速也是影响反应器效率重要因素。
在特定的环境条件和转速下,投料时间点和投料量都会影响微藻的培养效率。
在反应器中营养物质丰富或者缺乏时进行投料都会降低微藻的生长速度。
基于经济成本考虑,在微藻数量呈指数增长时期,持续性的小量剂的投料,使培养液的浓度维持在其实东都的1/3或1/2时最有有利于微藻的快速增长[2-4]。
2.1.2. 气升式光生物反应器气升式反应器是在鼓泡式反应器的基础上发展起来的一种新型反应器,可以分为柱状气升式、内导流气升式反应器、外导流气升式反应器、磁悬浮气升式光生物反应器等。
影响反应器特性的因素有很多,主要分为结构参数(反应器和导流筒直径、长径比、气液分离区的型式、底部封头型式、气体分布器型式及进气方式、内构件的型式及结构等)、气液体系的物理性质(气液体系的密度、粘度、表面张力、气泡直径等)及操作参数(气液表观速度、气液比、压力、温度)等,各参数间相互影响,导致放大较困难[5-11]。
与鼓泡式反应器相比,气升式反应器有利于反应物之间的混合、扩散、传热和传质,但平均气含率比较小。
而与机械搅拌式反应器相比,气升式反应器则具有结构简单、造价低、易清洗维修、不易染菌、能耗低和剪切应力小等优点[12]。
2.1.3. 管道式光生物反应器管道式光生物反应器主要由直径比较小的硬质塑料、玻璃或者有机玻璃制成的水平或者倾斜的管道组成。
利用自热光或者人造光源提供能量,利用泵提供动力,从而实现自动化循环培养。
管道式光生物反应器起源于上世纪五十年代,随着不断发展,管道式光生物反应器由水平或倾斜放置的单层发展到了多层,再到α-斜管和多层螺旋式放置,以此提高光能利用效率[13]。
管道式光生物反应器的一个关键技术就是防止藻类在管壁上的积累。
藻类在管壁上附着生长,加剧了光照的衰减,从而使得管道内部的藻液不能获得足够的光照[14]。
管道式光生物反应器是目前应用最为广泛的密闭式光生物反应器。
2.1.4. 平板式光生物反应器平板式光生物反应器结构简单,通过调节放置角度以便使其获得最佳的取光效果,反应器的组成材料容易加工制造,可以根据需要设计不同的光径以及操作条件[15]。
对于不同的平板式光生物反应器而言,在相同的培养条件下,不同的光径也会产生不同的影响[16,17]。
由此看出,对于平板式光生物反应器而言,光径的影响也是不容忽略的。
平板式光生物反应器凭借其结构简单,操作便捷,光径短等优点成为了藻类培养中比较理想的培养器,随着其不断的发展,已经由起初的单一培养发展到了半连续、连续多单元培养。
对于高纯度、环境适应能力与种群竞争能力较弱的藻类更适宜在能够有效控制环境条件的密闭式光生物反应器中培养。
因此密闭式的光生物反应器在藻类高密度培养、发酵、基因生物工程和医药工业等高精度产业领域的利用具有独有的优势。
2.2. 开放式藻类培养系统所谓的开放式反应器就是开放池培养系统,具有技术简单、投资低廉、建设容易和操作简便等优点。
主要类型有:天然浅水池塘和人工跑道池式。
其中最典型,应用最广的开放池培养系统是Oswald(1969)设计的跑道池反应器。