微藻培养指南：生物技术与应用藻类学 [Handbook of microalgal culture biotechnology and phycology] epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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产品特色

编辑推荐

适读人群 ：藻类学理、工、农、林、医各类高等综合院校和师范院校生物科学方向本科生、研究生学习使用，也可供其他生物科技人员查阅参考。
本书为开展商业化微藻培养提供了从理论到实践的资料，本书反映了全世界近五十年来的经验和大规模培养微藻所见证的成功与失败

内容简介

微藻培养指南：生物技术与应用藻类学共分四个部分：第1部分详细介绍微藻生物培养的营养条件和环境因素；第二部分深入阐述微藻的大规模培养技术和理论；第三部分介绍经济微藻在食品行业（生产多不饱和脂肪酸）、养殖业（产物粗藻粉用于饲养动物）、种植业（将固氮蓝绿藻悬液接种到稻田中用作生物肥料）、医药行业（从藻细胞中提取药用活性物质）、生物质能源开发（制备生物柴油）和环保行业（水污染修复、水体净化）等多个领域的应用；第四部分展望微藻生物前沿技术，如基因工程技术、重组蛋白平台化技术、活性化学物质采收技术、异养生产技术、基因传递系统构建技术、海产品开发技术等。

作者简介

黄和，南京工业大学教授，博导。2002毕业于美国普度大学化工系，现任南京工业大学科技处处长，南京工业大学协同创新计划工作办公室主任，江苏省工业生物技术创新中心主任，中石化南京工业生物技术创新中心主任，江苏省青联委员，浙江大学兼职教授，国家自然科学基金委、国家科技部、国家发改委、国家开发银行等部门的工业生物技术领域和化工领域的项目咨询专家和评审专家。

目录

目 录

前言致谢 1微藻细胞 1
1.1微藻在应用藻类学中是什么意思？ 1

1.2微藻结构和形态学特征 1

1.3超微结构和细胞分裂 4

1.4细胞生长和发育 6

1.5微藻系统分类学 6
参考文献 12
2微藻的光合作用 14

2.1光合作用过程 14

2.2光的性质 15

2.3光合色素 16

2.4光合作用的光反应 18

2.5光合作用暗反应 22

2.6光适应（FAlkowski & RAven, 1997） 24

2.7选择使用在微藻生物技术中的监测技术 24

2.8藻类生产力的理论极限 27
参考文献 28
3基本培养技术 30

3.1微藻的分离 30

3.2微藻生物活性分子筛选 31

3.3藻株的维护和保存 32

3.4生长因素的测量 32

3.5培养形式 36
参考文献 41
4环境应力生理学 43

4.1引言 43

4.2光照与光合作用速率 43

4.3盐度应力 54

4.4总结评述 56

4.5总结 56
参考文献 57
5环境因素对细胞成分的影响 62

5.1引言 62

5.2环境因子 62

5.3营养因子 63

5.4盐度 65

5.5物理化学的协同作用对于细胞组分的影响 65

5.6利用生物技术手段控制细胞组分 66
参考文献 67
6藻类营养：矿物营养 70

6.1营养方式 70

6.2营养需求 71

6.3藻类生长营养培养基的配方 76

6.4氮和磷的摄取 76

6.5有限资源（营养物）的竞争 79

6.6养分比例 80

6.7影响养分吸收的物理因素 81
参考文献 82
7藻类营养：异养的碳营养 84

7.1有机 C培养基的吸收 84

7.2生长和生产率 85

7.3养殖系统和生产成本 86

7.4混合营养 86
参考文献 88
8微藻大规模培养的生物学原理 91

8.1光照：生长以及生产能力主要影响因素 91

8.2细胞浓度：细胞光体系培养中的显著影响因素 93

8.3光能自养型搅拌混合培养 98

8.4光照和黑暗（L-D）循环频率 101

8.5光程：光合培养中生长和产能的决定性因素 102

8.6超高密度细胞培养 103

8.7光程作用于培养菌生产率的光合作用的反应时间 109

8.8平均光照强度 112

8.9用于光合生产力的阳光和强光照的有效利用 113

8.10大规模培养中的光合效率（见第 2章） 119

8.11大规模培养的维持 123
参考文献 127
9微藻大规模生产：光生物反应器 132

9.1简介 132

9.2开放式池塘 132

9.3光生物反应器 135

9.4商业化 PBR 145

9.5　PBR设计标准 149

9.6　PBR的生产率 151

9.7　PBR和开放式反应池比较 153

9.8　PBR的放大 153

9.9总结和展望 154
参考文献 155
10细胞团及产物的下游处理 159

10.1　引言 159

10.2　获取过程 159

10.3　脱水 167

10.4　细胞破碎 170

10.5　产品分离 172

10.6　产品纯化 174

10.7　成本考虑：个案研究分析 175

10.8　结束语 180

10.9　术语 181
参考文献 184
11微藻细胞团及其副产物的工业生产——大量工业类小球藻 188

11.1引言 188

11.2工业背景 188

11.3营养收益 189

11.4兼养生产 189

11.5异养产品（参见第 20章和第 31章） 191
参考文献 193
12微藻细胞团及其副产物的工业生产 ——大量工业类螺旋藻 195

12.1　引言 195

12.2　主要形态、细胞结构和分类特征 195

12.3　生理学、生物化学和基因特征 196

12.4　世界上工业生产 197

12.5　节旋藻生物量及其衍生生物制品 198

12.6　水华束丝藻 199
参考文献 200
13微藻细胞团及其副产物的工业生产 ——主要的工业品种 202

13.1　生物学和盐度耐受力 202

13.2　β-胡萝卜素 203

13.3　杜氏藻的β-胡萝卜素生物合成 204

13.4　番茄红素生产的生物技术 205

13.5　杜氏藻市场产品 206

13.6　商业生产者 206

参考文献 206

14微藻细胞团及其副产物的工业生产 ——高潜能物质：红球藻属：红球藻 208

属
14.1　简介 208

14.2　虾青素的化学成分 208

14.3　工业应用 209

14.4　生产技术 210

14.5　总结 213
参考文献 213
15微藻细胞团及其副产物的工业生产 ——高潜能物质：紫球藻属 215

15.1　红藻多糖：概要 215

15.2　环境对多糖生产的影响 216

15.3　固定碳的分离 216

15.4　细胞壁多糖的功能 217

15.5　紫球藻户外培养的基本生理反应 217

15.6　环境对细胞组成以及多不饱和脂肪酸的影响 218

15.7　紫球藻的户外大规模生产 218 参考文献 219 16微藻细胞团及其副产物的工业生产——高潜能物质：在封闭的环境下大规模培养微藻 222
16.1　概述 222

16.2　室内培养体系 222

16.3　室外培养光生物反应器 223

16.4　结束语 224
参考文献 225
17微藻细胞团及其高潜能副产物的工业生产：念珠藻珠藻 227

17.1　形态 227

17.2　生长环境 227

17.3　影响因素 228

17.4　生殖与发展 229

17.5　化学组成 229

17.6　培养 231
参考文献 231
18人类和动物营养学中的微藻 233

18.1　引言 233

18.2　藻类的化学成分 233

18.3　毒理学方面 240

18.4　藻类消化过程的影响 242

18.5　新陈代谢研究 243

18.6　毒理学 243

18.7　藻类的动物饲料用途 246

18.8　藻类的治疗作用 248

18.9　藻类的降胆固醇功能 255

18.10营养质量标准 256
参考文献 258
19用于水产养殖的微藻：全球现状及未来趋势及 262

19.1　介绍—水产养殖—快速发展计划 262

19.2　过滤性软体动物 263

19.3　虾类 265

19.4　鱼类 266

19.5　精炼水产养殖的产品 267

19.6　未来发展 268
参考文献 269
20用于水产养殖的微藻：微藻产物— 271

20.1　在可调控的密闭体系中培养微藻 271

20.2　在开放式培养体系中生产微藻 275

20.3　水产养殖与微藻培养的一体化 279
21用于水产养殖的微藻：微藻营养价值 283

21.1　引言 283

21.2　微藻的化学成分及营养价值 285

21.3　虾青素 286

21.4　加工微藻的制备 288
参考文献 290
22固氮蓝藻菌作为生物肥料在稻田的应用 292

22.1　自生的蓝藻细菌 292

22.2　共生藻：满江红 296

22.3　结论 299
参考文献 299
23使用微藻生产氢和甲烷 301

23.1　背景 301
23.2　光合作用效率 301
23.3　微藻的氢代谢 303
23.4　直接生物光解 304
23.5　间接生物光解过程 305
23.6　利用微藻发酵生产氢气和甲烷 306
23.7　结论 307
23.8　综述 308
参考文献 309

24水污染和微藻的生物修复：富营养化和水中毒 — 312

24.1　富营养化过程 312

24.2　营养物对富营养化影响 312

24.3　藻类水华的毒性作用 313

24.4　控制富营养化 317

24.5　毒素产生藻类的潜在用途 318
参考文献 318
25水污染和微藻的生物修复：水净化——废水氧化池中的微藻微藻 321

25.1　引言 321

25.2　稳定池管理原则 321

25.3　集约化养殖废物 324

25.4　工业废水 324

25.5　总结 326
参考文献 326
26水污染和微藻的生物修复：微藻对重金属的吸收和吸附 — 328

附
26.1　引言 328

26.2　微藻和重金属的关系 328

26.3　金属解毒 330

26.4　微藻在重金属生物修复方面的潜在应用 331
参考文献 332
27能够引起水污染和生物修复的微藻：微藻对饮用水水质的影响 335

27.1　引言 335

27.2　微藻对水质净化的作用 335

27.3　微藻对水质的负面影响 336

27.4　通过退田还湖从藻类中重获生态效益 337
参考文献 338
28蓝藻目的基因修饰：新生物技术的应用 339

28.1　引言 339

28.2　序列信息 340

28.3　转化 341

28.4　代谢的灵活性 342

28.5　突变体的使用 343

28.6　生物技术方向的重要性 346
参考文献 347
29作为重组蛋白平台的微藻 350

29.1　引言 350

29.2　藻类转化 350

29.3　营养型工程 352

29.4　表达水平优化 352

29.5　下游加工 355

29.6　结束语 356
参考文献 356
30微藻中的生物活性物质 361

30.1　引言 361

30.2　观点回顾及研究的连续性 361

30.3　有机体和可用性 362

30.4　次级代谢过程 363

30.5　通过筛选阶段的群落生境中的微藻 365

30.6　微藻培养中的生物活性化合物 366

30.7　展望 375
参考文献 375
31水产养殖业中海洋藻类的异养生产 382

31.1　引言 382

31.2　菌种的选择和优化 382

31.3　发酵培养基的设计 384

31.4　发酵罐从实验室到生产水平的扩大 385

31.5　商业化考虑和生产成本 386

31.6　结论 387
参考文献 388
32固氮蓝藻 ——苏云金芽胞杆菌以色列亚种灭蚊毒素的基因传递系统 391

32.1　引言 391

32.2　苏云金芽胞杆菌以色列亚种（Bti）作为杀灭蚊子的生物杀虫剂 391

32.3　蓝藻作为 BTI毒素传输系统的优势 392

32.4　在鱼腥藻 PCC7120中表达苏云金芽胞杆菌 cry基因 393

32.5　天然丝状蓝藻的转化和转基因微生物的形成 394
参考文献 394
33提高海洋产品效率以稳定气候和促进粮食安全生产 398

33.1　海洋食物 398

33.2　工艺 398

33.3　气候稳定 399

33.4　海洋营养的过程 400

33.5　浮游植物生长速率（见第 8章） 402

33.6　碳源吸收 403

33.7　法律和社会议题 403

33.8　结论 404
参考文献 405
微藻拉丁名名单 406
索引 407

精彩书摘

1　微 藻 细 胞

1.1 微藻在应用藻类学中是什么意思？
藻类学家把任何含有叶绿素 A并且单个叶状体不能被分成根、茎、叶的有机体定义
为藻类（ Lee, 1989）。即使蓝细菌是原核生物，它们也被列入这个范畴。因此，严格意义
上讲，在应用藻类学中微藻这一术语指的是显微藻类。产氧光合细菌，例如蓝细菌，之
前则被列为蓝藻纲（CyAnophyceAe）。
这两个光合自养微生物群体吸引人之处在于它们潜在的利用价值，就像使用异养微
生物的方式，它们可转化太阳能生产生物量作为食物、饲料和很好的化学品。应用藻类
学的源头可以追溯到 Beijerinck建立的小球藻（ ChlorellA）培养（ 1890）。如今，在商业
化使用这些微生物过程中，小球藻占据着最重要的地位。
微藻遍及世界各地。它们主要分布在水生环境中，各种土壤表面也有微藻存在。尽
管微藻一般是独立生长，但仍有一定数量的微藻与其他各种微生物共生。
1.2
微藻结构和形态学特征

1.2.1
显微观察：观察新鲜样本；制作固定玻片


观察新鲜材料可以直接用一滴液体样本，或者用蒸馏水或生理盐水处理的固体样本。
由于细胞存在能动性，样品中应该加入一种弱酸，如醋酸。沉淀、离心或

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