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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PBR145

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208

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

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