影響培養(yǎng)藻類生長和繁殖的因子

1、關于影響培養(yǎng)藻類生長和繁殖的因子第1頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三與單細胞藻類生長繁殖密切相關的因子光 照溫 度營 養(yǎng)鹽 度溶解氣體pH生物因子第2頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 每個環(huán)境因子對生物的作用可以區(qū)分為三類：最高限：超過最高度時生物就不能生存最低限：低于最低度時生物就終止生命活動最適度：廣義指生物能正常生活的范圍 狹義指生命活動最旺盛的范圍第3頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三一、光的生態(tài)作用 (一)光源：太陽光、人工光源(二)光量（光照強度）：不同的單細胞藻類要求不同的光照強度,在適光范圍內(nèi),光照強度

2、增加,光合作用速率加快,藻類就充分生長和發(fā)育第4頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 補償點飽和光照強度1)補償點 Ib：此時的光照強度只能維持基礎代謝,當超過 Ib 時,藻體就增殖 Ib：活動盒形藻為107.5Lx ,雙鞭毛藻為258Lx2)飽和光照強度 Is ：指細胞分裂速率或光合作用達到最高值時的光照強度作為光照強度函數(shù)的小球藻的生長率第5頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三3）最適光照強度范圍：IbIs之間 如：活動盒形藻107.51849.3 Lx； 小環(huán)藻在13.32666.66 Lx 低于補償點或高于光飽和點都將影響藻細胞的生長，表現(xiàn)為

3、顏色變淺或變白而死亡 最適光照強度第6頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三4)光在培養(yǎng)液中的吸收和穿透 由于藻細胞對光的吸收和散射,隨著深度的增加,光強逐漸減弱 當培養(yǎng)液的濃度增加時,光的投射深度就愈淺 例：小球藻懸浮液中光的吸收情況 1g干重L濃度下:第1cm時95以上紅光被吸收，60綠光被吸收10g干重L濃度下:第1mm時大部分光被吸收第7頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 外界環(huán)境變化時,補償點和最適光量也將發(fā)生變化溫度：溫度降低,補償點也降低營養(yǎng)物質(zhì)的濃度：營養(yǎng)濃度高時,可以在較強的光強下生長,反之亦然藻液密度：藻液濃度稀,光的透入強,深度

4、也加深,藻體吸收的光量也隨之增大,此時的最適光強就越低,要求弱光照,反之亦然 5）影響最適光照強度變化的因素 第8頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三二者關系受種類、光強大小和溫度等影響間歇性的光照有利于同化作用的增強光照強度較低或白天溫度較低,日照時間較長,則生長率與日照時間成正比。飽和白晝：即在強光下,較長的日照時間,生長率反而不增加相同營養(yǎng)條件,不同光照條件下,生長速度不同 6)日照時間的長短與單細胞藻類的生長關系 第9頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三(三)光質(zhì)與單細胞藻類光合作用的關系1 單細胞藻類的色素成分及其作用 (1)葉綠素chlo

5、rophyll ：任何藻細胞都具有，是進行光合作用的主要色素。 三種葉綠素： 葉綠素a:一般藻類都具有葉綠素b:單細胞綠藻和裸藻有,硅、金、藍藻無葉綠素c:硅藻含量高，其次是金、黃、甲、隱藻，單細胞綠藻和藍藻沒有。 Chlb 和Chlc 可以把吸收的光能傳遞給Chla第10頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 葉綠素對光譜的吸收 Chla 對紅光的吸收部寬 Chlb 對藍光、紫光的吸收部較寬 環(huán)境因素可以影響葉綠素的含量 光強葉綠素a含量大,光弱葉綠素b含量大 培養(yǎng)液中氮含量高，葉綠素a的量就大例：在缺氮培養(yǎng)液中加入氮，三天以后，Chla、Chlb 含最的相對比例增加,(

6、Chla/Chlb)l00=113.8（100為未加氮以前的Chla和Chlb的含量）第11頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 類胡蘿卜素色素群，由、胡蘿卜素及多種葉黃素組成 各門單細胞藻類中的主要色素綠藻：胡蘿卜素為主，胡蘿卜素和葉黃素硅藻、胡蘿素為主，多種葉黃素（巖藻黃素、新巖藻黃素、硅甲藻黃素、硅藻黃素）藍藻：胡蘿卜素為主，藍藻黃素、藍藻葉黃素。金藻：胡蘿卜素為主，其次巖藻黃素 它們的吸收光譜的范圍 446482nm之間 第12頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三類胡蘿卜素在光合反應中的作用 為輔助色素。配合葉綠素 a 參加光合作用,對葉綠素

7、有保護作用類胡蘿卜素的含量與其它色素互為消長,即其它色素含量不足時,類胡蘿卜素含最就增加如在光照不足處,類胡蘿卜素的含量多；當含氮量高時,葉綠素和藻膽素的含量增加,則胡蘿卜素的含量就降低,或相反第13頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三藻膽素色素群（藻紅素R藻膽素、藻藍素一 C 藻膽素，是含氮的色素蛋自質(zhì)） 吸收光譜的范圍：它們一般的吸收值在綠光、黃光范圍內(nèi)，最大吸收值在橙光，最小吸收值在青光范圍內(nèi)。 藻膽素在光合反應中的作用對葉綠素a起輔助作用，對類胡蘿卜素有協(xié)調(diào)作用。藍藻對光照的變化能敏感地適應，在長波光處（吸收紅光，放過藍光）能增加藻藍素的含量，藻體呈藍色；在短波光

8、較多處增加藻紅素，藻休呈紅色?！把a色適應”：藍藻隨光質(zhì)變化而使體色變化的現(xiàn)象第14頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三2 光質(zhì)與藻類的光合作用效率 光合作用效率：不同藻類對光質(zhì)的要求是不相同的，光合作用效率也隨之變化。*在一般情況下，光波越短，光合作用效率低，其次與色素種類有關。吸收光譜：表示某種藻的各種色素對光譜吸收曲線的總和。作用光譜：各色素所吸收的光波對光合作用發(fā)生效率的光譜。作用光譜曲線：不同光波對某種藻類的光合作用效率光譜所繪成的曲線。第15頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三二、溫度的生態(tài)作用 1、適應溫度范圍1）最高適應范圍：在適溫的高

9、限，超過高限生命活動受影響。2）最低適應范圍：在適溫的低限，低于低限生命活動受影響。3）最適適應范圍：指生物生長、繁殖最快的理想溫幅。 第16頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三從下表中可以看出在 30 時為最高的適溫范圍，10 為最低適溫。2028 是最適溫度范圍。 第17頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三各種藻類的適應溫度范圍是不同的，而且對同一種藻類也不是固定不變的，可隨光照、營養(yǎng)等條件而發(fā)生變化，如增加營養(yǎng)可以提高溫度。 綠藻:上限35,下限58,最適2530 藍藻：最適2835（或2030 ） 硅藻：新月菱形硅藻525，最適15，平板藻上

10、限20下限3.44.6最適1719第18頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三2 高溫和低溫對培養(yǎng)藻類的影響(l)對藻類的危害 溫度愈高，受害愈嚴重，維持生命時間愈短骨條藻在35時，一天內(nèi)可以恢復繁殖力， 38只能維持2小時，40時30分鐘就死亡了。 溫度愈低，受害愈嚴重骨條藻在5時可維持8天，0時維持不到一天。 溫度愈高或愈低，出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象愈早 第19頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三(2)單細胞藻類的低溫保存生物對低溫的忍耐性較強，利用低溫使生物呈休眠狀態(tài)，在一定條件下可以恢復生理機制和形態(tài)，因此能保存較長的時間。 第20頁，共35頁，202

11、2年，5月20日，14點45分，星期三（3）藻類對有害溫度的適應 馴化適應 改變營養(yǎng)條件：如0時，增加細胞內(nèi)的抗寒物質(zhì)糖分。 生理上的適應:藍藻原生質(zhì)有高的凝固點，這是對有害溫度的適應是，在長期自然選擇過程中形成的第21頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 三、氣體的生態(tài)作用 1 二氧化碳與單細胞藻類的生長發(fā)育 1）水中 CO2的來源 有機物的分解；水生物的呼吸作用；大氣中的 CO2 溶于水 2)藻類利用 CO2的形式和需要量 形式：游離 CO2一HCO3-一CO32- 單細胞藻類以利用游離CO2為主，也可以利用其它形式。 需要量：小球藻要求含5%CO2量的空氣， 硅藻需

12、25% ，降至1也可以； 固氮藍藻需5% ：一般為15%CO2第22頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 環(huán)境因素對單細胞藻類的CO2 需求量的影響：光照、溫度、培養(yǎng)物的情況以及培養(yǎng)液的性質(zhì)等都可影響對 CO2 的需要量。A、強光、高溫、培養(yǎng)液堿性較高：對 CO2 的需要量增加。例：20000Lx , 2532，小球藻要求含 25 % CO2量的空氣；其它單細胞綠藻，在夏季 3740 的高溫、強光下，要求 510 % CO2含量的空氣。B、培養(yǎng)物的情況：培養(yǎng)物濃度小，則 CO2濃度可以降低第23頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三3）CO2對細胞分裂

13、與增長的影響 CO2 對單細胞藻類的細胞分裂和增長有抑制作用 CO2對藻細胞體積增大的影響 群體密度與CO2流量成反比，而細胞體積增長與CO2通入量成正比，這說明 CO2 多抑細胞分裂，在停止分裂的情況下，就繼續(xù)增長而擴大體積。第24頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 2. O2 與單細胞藻類生長、發(fā)育的關系 1）來源；空氣中氧溶于水；植物光合作用產(chǎn)生2）消耗：水生生物的呼吸作用；氧隨溫度升高而逸出水面3）O2對單細胞藻類的生理作用 為單細胞藻類呼吸作用所必需的氣體 過量O2對單細胞藻類的光合作用有抑制作用氧對光合作用強度能抑制3040% ，當CO2濃度降低時，O2對光

14、合作用的抑制就加強第25頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三3、氮氣與培養(yǎng)單細胞藻類的關系固氮藍藻、固氮細菌、固氮酵母能直接利用分子氮固氮作用的強弱與生活條件有關：在暗處培養(yǎng)，固氮強度低，這說明固氮藍藻需要光照，同時還需要糖分供給，固氮作用就加強。 Bwrris 等（1945）指出：固氮作用必需有特殊的酶、鉬、錳等金屬元素參加，才能完成此作用第26頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三四、營養(yǎng)鹽類的生態(tài)作用 1、單細胞藻類生長發(fā)育的必要元素1）必需元素：C、H、O、N、K、Ca、Mg、Fe、S、P等2）微量元索：Mo、B、Cu、Al、I、Si、Sr 等

15、3）濃度：藻類與高等植物所需元素大致相同，但綠藻需要Ca量很少，或不需要，這是與高等植物最大差別。 第27頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三2、介質(zhì)的性質(zhì)與單細胞藻類生長發(fā)育的關系1）介質(zhì)的種類：無機介質(zhì)(N/P/K等),有機介質(zhì)（尿素/氨基酸/維生素）2）無機介質(zhì)和有機介質(zhì)對藻類生長發(fā)育的利弊 培養(yǎng)藻類時,往往與細菌混生,在無機鹽中細菌滋生慢,在有機物中細菌滋生快,危害藻類生長無機化合物對藻類傷害小,有機化合物對某些藻類有傷害作用有些藻類能生長在沒有有機質(zhì)的水中,但生活在污水中的就要求有一定的有機物質(zhì)認為有色種類不需要有機化合物為養(yǎng)料,但多數(shù)含葉綠素的藻類在培養(yǎng)時加胨

16、、砂糖、脂肪酸等有機物質(zhì)時,比在單純無機介質(zhì)中生長更好第28頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三五、水體鹽度的生態(tài)作用 1、水體的鹽度淡水： 0.010.5 半鹽水：0.516 海水： 1640 超鹽水：40以上 2、藻類對鹽度的適應性 1）最適鹽度范圍：生長繁殖速度最快 2）最低鹽度范圍：低于此范圍對藻類有傷害作用 3）最高鹽度范圍：高于此范圍對藻類有傷害作用或死亡第29頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三六、氫離子濃度 1天然水體的 pH 值：1710 海水：pH8.18.3 淡水：pH410（69） 沼澤：34以下 2人工培養(yǎng)單細胞藻類的pH值

17、變化培養(yǎng)液中的pH值有晝夜變化，細胞大量繁殖吸收CO2 和利用重碳酸鹽使pH值上升3防止pH值的變化必須經(jīng)常測量培養(yǎng)液pH值的變化，如超出適應范圍必須經(jīng)常通氣或用其它的措施。 第30頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三七、生物因子1、生物因子：污染生物對培養(yǎng)藻類的影響和培養(yǎng)藻類的關系作為一種環(huán)境因子,那么該種污染生物就稱為生物因子。 2、生物之間的相互依存：Fogg(1958)發(fā)現(xiàn)細菌存在使日本星形藻在培養(yǎng)中生長很好,否則就停止生長3、生物間的相互競爭直接吞食：輪蟲吃藻類共生：普通小球藻與喇叭蟲等共生抗生：柵藻能產(chǎn)生抗生素,抑制其它藻的生長,用柵藻培養(yǎng)過的水來培養(yǎng)盤星藻,

18、則盤星藻不生長第31頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三4、硅藻與其它生物之間的關系：羽紋硅藻常成群附生在其它藻體上,形成污黃色皮膜狀物,遮去陽光,影響其它藻類的生長5、金藻與其它生物之間的關系：金變形藻（Chrysomoeba）的種類能包圍硅藻、單細胞綠藻，作為餌料而消化吸收。合尾藻大量繁殖發(fā)出有毒的熟黃瓜氣味，對魚類有毒害作用。金藻可以作魚餌，并可吞食有機物凈化水體第32頁，共35頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三6、黃藻、甲藻與其它生物的關系 l）黃藻與其它生物的關系：異鞭藻個體小（寬2.54，長44.5）,運動緩慢,繁殖快,可供魚餌2）甲藻與其它生物的關系溝環(huán)藻（裸甲藻）