藻类植物介绍与藻类光生物反应器设计

我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的，在我们看到的最远的物体的情况下，光是在80亿年前发出的。这样当我们看宇宙时，我们是在看它的过去。

——霍金《时间简史》

（1）藻类植物介绍  Algae（alga）

一、藻类植物概述

（一）藻类植物的特征

1．具有光合作用色素

2．生殖器官多为单细胞，无保护层保护

3．无根、茎、叶的分化

4．无胚的形成

（二）藻类植物的分类

1．根据光合色素的种类

2．贮藏养分的种类

3．细胞壁的成分

4．鞭毛有无及着生的位置和类型

5．有性生殖的方式：同配生殖；异配生殖；卵式生殖

6．生活史

7．根据上述特征，把藻类分成9门：蓝藻门、裸藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门

此外：藻类的分门分纲，不同的学者有不同的观点。

隐藻门（甲藻门  隐藻纲Cryptophyceae  隐鞭藻目）

轮藻门（绿藻门  轮藻纲Characeae  轮藻目Charales 轮藻属Chara——复杂原植体）

原绿藻门

植物体具叶绿素，?

1．仅有叶绿素a（叶绿素c在某些黄藻门的种中存在）?

2．原核生物——蓝藻门Cyanophyta

2．真核生物?

3．具有水溶性的蓝色素和红色素——红藻门Rhodophyta?

3．具有质体色素叶黄素（叶绿素c存在于某些种）——黄藻门Xanthophyta?

1．具有叶绿素a和c?

4．具有纤维素细胞壁的大型海藻——褐藻门Phaeophyta?

4．具有纤维素细胞壁的小型、多为单细胞的藻类，前端具有2条不等鞭毛——

金藻门Chrysophyta

4．具有硅质的细胞壁的小型、多为单细胞的藻类——硅藻门Bacillariphyta

4．缺乏细胞壁或有纤维素板的细胞壁；具侧生的2条不等鞭毛——

甲藻门Pyrrohophyta

1．具叶绿素a和b?

5．缺乏细胞壁的单细胞藻类——裸藻门Euglenophyta

5．有细胞壁，有复杂分化的藻类——绿藻门Chlorophyta

分  类

藻类在植物界属于低等植物。藻类学家一般将藻类共分11个门，其顺序如下：

1．蓝藻门Cyanophyta     下设1纲，蓝藻纲Cyanophyceae。

2．金藻门Chrysophyta    常设1纲，金藻纲Chrysophyceae。

3．黄藻门Xanthophyta    分为2个纲，黄藻纲Xanthophyceae和绿胞藻纲Chloromonadaphyceae。

4．硅藻门Bacillariophyta   根据壳的形状和花纹排列方式，硅藻门分成2个纲。中心硅藻纲Centriae和羽纹硅藻纲Pennatae。

5．甲藻门Pyrrophyta      仅1纲，甲藻纲Pyrrophyceae。

6．隐藻门Cryptophyta     仅1纲，隐藻纲Cryptophyceae。

7．裸藻门Euglenophyta    仅1纲，裸藻纲Euglenopbyceae。

8．绿藻门Chlorophyta   分为2个纲，即绿藻纲Chlorophyceae和接合藻纲Conjugatophyceae。

9．轮藻门Charophyta     1目，轮藻目：丽藻属、轮藻属

10．褐藻门Fhaeophyta    ——海带

11．红藻门Rhodophyta   ——紫菜属

浮游藻类一般多见于前八个门，轮藻、褐藻和红藻门主要是大型藻类。

一般将原生动物分为5纲：鞭毛纲（Mastigophora）、肉足纲（Sarcodina）、纤毛纲（Ciliatea）、孢子纲（Sporozoa）和吸管虫纲（Suctoria）。

轮虫隶属轮形动物门Phylum Rotifera，轮虫纲Rotifera。

枝角类隶属于节肢动物门（Arthropoda），甲壳动物纲（Crustacea），鳃足亚纲。

桡足类隶属于节肢动物门，甲壳纲，桡足亚纲。

（2）藻类培养和繁殖

一、藻种提纯的思路方法

（1）分离筛选藻种的一般步骤是：样品准备→富集培养→纯种分离（筛选）→纯种保存

二、藻种分离纯化介绍（固体培养基分离和纯化）

（1）方法1： 涂布平板法首先把微生物悬液作一系列的稀释（如1：10、1：100、1：1000、1：10000），然后分别取不同稀释液0．1毫升加到琼脂平板涂布。

（2）方法2：平板划线法 ?最简单的分离藻种的方法是平板划线法，即用接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行连续划线，藻细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来，如果划线适宜的话，藻细胞能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单藻落。有时这种单藻落并非都由单个细胞繁殖而来的，故必须反复分离多次才可得到纯种。

样品准备

镜检：细胞大小均匀、饱满度高、色素体均匀，无原生动物、杂藻，细菌少。 ?处理方法：

1．控制液体总菌量＜103cfu／ml（使用离心机处理）。

2．没有离心机的可采用藻液：培养液（添加抗生素）＝1：10稀释后再划培养皿。

富集培养

1．取1毫升样品接种至含4毫升营养液的试管中培养（接种培养液占试管体积不超过1／3）。

2．培养时间：3－5天。

倒培养基

1、温度：50－60℃左右，添加营养盐。

2、左手拿培养皿，以中指、无名指和小指托住皿底，拇指和食指夹住皿盖，靠近火焰，将皿盖掀开，角度尽量小于45°。

3、边缘不能有琼脂。

4、体积：1／3－2／3

5、放置24h（培养皿表面不能有水珠等）

培养皿划线（分离、保种）

注意事项：

1．平板表面不可

以有水膜或水滴。

2．挑取藻落时，

动作要轻，挑取量

不能过多。

–菌落多时： –菌落少时：

轻：不留痕迹

3．接种环的环要圆滑，环平面与培养基表面之间的夹角要小于45°，划线时以腕力在培养基表面作轻快的滑动，勿使平板表面划破嵌进培养基，线条间平行而且紧密，但是不要重叠。

4．挑取藻落要适中，不要太多也不要太少。藻落量一般为直径1mm。

培养皿培养

1．光照：3000－5000lux

2．温度：26－28℃

3．培养时间：3－5天

藻种筛选

筛选指标：

1．藻色：浓、亮、活

2．菌：菌落少

3．镜检：无原生动物、变异少

纯种保种

1．纯种保存1

低温：10－12℃

光照：小于1000lux

时长：8－12h／d

保存时间：1个月

光照培养箱

2．纯种保存2

低温：4－5℃

光照：小于500lux

时长：1－2h／d

保存时间：3个月

冰箱

纯种培养

一、平板镜检→试管培养（接种环挑取一个单藻落接种至5毫升培养液试管中）

二、5ml藻种→接种至50ml培养（按10％接种量接种）

三、． 50ml藻种→接种至200ml培养（按25％接种量接种）

四、 200ml藻种→接种至400ml培养（按50％接种量接种）

五、400ml藻种→接种至800ml培养（按50％接种量接种）

六、2000ml藻种→接种至4000ml培养（按50％接种）

图片展示（涂布与划线）

培养基配方

消毒与灭菌方法包括

1．物理方法（紫外、高压蒸汽、干热灭菌）；

2．化学方法（环氧乙烷、次氯酸钠、70－75％乙醇）；

3．生物方法（青霉素－、氯霉素＋和红霉素－＋）；

灭菌在器具灭菌和培养基配制中的运用