影响培养藻类生长和繁殖的因子ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 影响培养藻类生长和繁殖的因子,第二节 影响培养藻类生长和繁殖的因子,1,与单细胞藻类生长繁殖密切相关的因子,光 照,温 度,营 养,盐 度,溶解气体,pH,生物因子,与单细胞藻类生长繁殖密切相关的因子光 照,2,每个环境因子对生物的作用可以区分为三类：,最高限,：超过最高度时生物就不能生存,最低限,：低于最低度时生物就终止生命活动,最适度,：广义指生物能正常生活的范围,狭义指生命活动最旺盛的范围,影响培养藻类生长和繁殖的因子ppt课件,3,一、光的生态作用,(一),光源,：太阳光、人工光源,(二),光量,（光照强度）：,不同的单细胞藻类要求不同的光照强度,在适光范围内,光照强度增加,光合作用速率加快,藻类就充分生长和发育,一、光的生态作用(一)光源：太阳光、人工光源,4,补偿点饱和光照强度,1),补偿点 Ib,：此时的光照强度只能维持基础代谢,当超过 Ib 时,藻体就增殖,Ib：活动盒形藻为107.5Lx,双鞭毛藻为258Lx,2),饱和光照强度,Is,：指细胞分裂速率或光合作用达到最高值时的光照强度,作为光照强度函数的小球藻的生长率,补偿点饱和光照强度1)补偿点 Ib：此时的光照强度只,5,3）最适光照强度范围：IbIs之间,如：活动盒形藻107.51849.3 Lx；,小环藻在13.32666.66 Lx,低于补偿点或高于光饱和点都将影响藻细胞的生长，表现为颜色变浅或变白而死亡,最适光照强度,3）最适光照强度范围：IbIs之间 最适光照强度,6,4)光在培养液中的吸收和穿透,由于藻细胞对光的吸收和散射,随着深度的增加,光强逐渐减弱,当培养液的浓度增加时,光的投射深度就愈浅,例：小球藻悬浮液中光的吸收情况,1g干重L浓度下:第1cm时95以上红光被吸收，60绿光被吸收,10g干重L浓度下:第1mm时大部分光被吸收,4)光在培养液中的吸收和穿透 由于藻细胞对光的吸收和散射,7,外界环境变化时,补偿点和最适光量也将发生变化,温度,：温度降低,补偿点也降低,营养物质的浓度,：营养浓度高时,可以在较强的光强下生长,反之亦然,藻液密度,：藻液浓度稀,光的透入强,深度也加深,藻体吸收的光量也随之增大,此时的最适光强就越低,要求弱光照,反之亦然,5）影响最适光照强度变化的因素,外界环境变化时,补偿点和最适光量也将发生变化 5）影响,8,二者关系受,种类,、,光强大小,和,温度,等影响,间歇性的光照有利于同化作用的增强,光照强度较低或白天温度较低,日照时间较长,则生长率与日照时间成正比。,饱和白昼,：即在强光下,较长的日照时间,生长率反而不增加,相同营养条件,不同光照条件下,生长速度不同,6)日照时间的长短与单细胞藻类的生长关系,二者关系受种类、光强大小和温度等影响6)日照时间的长短与单细,9,(三)光质与单细胞藻类光合作用的关系,1 单细胞藻类的色素成分及其作用,(1)叶绿素,chlorophyll,：任何藻细胞都具有，是进行光合作用的主要色素。,三种叶绿素,：,叶绿素a:一般藻类都具有,叶绿素b:单细胞绿藻和裸藻有,硅、金、蓝藻无,叶绿素c:硅藻含量高，其次是金、黄、甲、隐藻，单细胞绿藻和蓝藻没有。,Chlb 和Chlc 可以把吸收的光能传递给Chla,(三)光质与单细胞藻类光合作用的关系1 单细胞藻类的色素成分,10,叶绿素对光谱的吸收,Chla 对红光的吸收部宽,Chlb 对蓝光、紫光的吸收部较宽,环境因素可以影响叶绿素的含量,光强叶绿素a含量大,光弱叶绿素b含量大,培养液中氮含量高，叶绿素a的量就大,例：在缺氮培养液中加入氮，三天以后，Chla、Chlb 含最的相对比例增加,(Chla/Chlb)l00=113.8,（100为未加氮以前的Chla和Chlb的含量）,叶绿素对光谱的吸收,11,类胡萝卜素色素群，由,、胡萝卜素及多种叶黄素组成,各门单细胞藻类中的主要色素,绿藻：胡萝卜素为主，,胡萝卜素和叶黄素,硅藻、胡萝素为主，多种叶黄素（岩藻黄素、新岩藻黄素、硅甲藻黄素、硅藻黄素）,蓝藻：胡萝卜素为主，蓝藻黄素、蓝藻叶黄素。,金藻：胡萝卜素为主，其次岩藻黄素,它们的吸收光谱的范围 446482nm之间,类胡萝卜素色素群，由、胡萝卜素及多种叶黄素组,12,类胡萝卜素在光合反应中的作用,为辅助色素。配合叶绿素 a 参加光合作用,对叶绿素有保护作用,类胡萝卜素的含量与其它色素互为消长,即其它色素含量不足时,类胡萝卜素含最就增加,如在光照不足处,类胡萝卜素的含量多；当含氮量高时,叶绿素和藻胆素的含量增加,则胡萝卜素的含量就降低,或相反,类胡萝卜素在光合反应中的作用,13,藻胆素色素群（藻红素R藻胆素、藻蓝素一 C 藻胆素，是含氮的色素蛋自质）,吸收光谱的范围,：它们一般的吸收值在绿光、黄光范围内，最大吸收值在橙光，最小吸收值在青光范围内。,藻胆素在光合反应中的作用,对叶绿素a起辅助作用，对类胡萝卜素有协调作用,。蓝藻对光照的变化能敏感地适应，在长波光处（吸收红光，放过蓝光）能增加藻蓝素的含量，藻体呈蓝色；在短波光较多处增加藻红素，藻休呈红色。,“补色适应”,：蓝藻随光质变化而使体色变化的现象,藻胆素色素群（藻红素R藻胆素、藻蓝素一 C 藻胆素，,14,2 光质与藻类的光合作用效率,光合作用效率,：不同藻类对光质的要求是不,相同的，光合作用效率也随之变化。,*在一般情况下，光波越,短,，光合作用效率,低,，其次与色素种类有关。,吸收光谱,：表示某种藻的各种色素对光谱吸收曲线的总和。,作用光谱,：各色素所吸收的光波对光合作用发生效率的光谱。,作用光谱曲线：不同光波对某种藻类的光合作用效率光谱所绘成的曲线。,2 光质与藻类的光合作用效率,15,二、温度的生态作用,1、适应温度范围,1）最高适应范围：在适温的高限，超过高限生命活动受影响。,2）最低适应范围：在适温的低限，低于低限生命活动受影响。,3）最适适应范围：指生物生长、繁殖最快的理想温幅。,二、温度的生态作用 1、适应温度范围,16,从下表中可以看出在 30 时为最高的适温范围，10 为最低适温。2028 是最适温度范围。,从下表中可以看出在 30 时为最高的适温范围，10,17,各种藻类的适应温度范围是不同的，而且对同一种藻类也不是固定不变的，可随光照、营养等条件而发生变化，如增加营养可以提高温度。,绿藻:上限35,下限58,最适2530,蓝藻：最适2835（或2030）,硅藻：新月菱形硅藻525，最适15，,平板藻上限20下限3.44.6最适1719,各种藻类的适应温度范围是不同的，而且对同一种藻类也不是固定不,18,2 高温和低温对培养藻类的影响,(l),对藻类的危害,温度愈高，受害愈严重，维持生命时间愈短,骨条藻在35时，一天内可以恢复繁殖力，38只能维持2小时，40时30分钟就死亡了。,温度愈低，受害愈严重,骨条藻在5时可维持8天，0时维持不到一天。,温度愈高或愈低，出现质壁分离现象愈早,2 高温和低温对培养藻类的影响,19,(2),单细胞藻类的低温保存,生物对低温的忍耐性较强，利用低温使生物呈休眠状态，在一定条件下可以恢复生理机制和形态，因此能保存较长的时间。,(2)单细胞藻类的低温保存,20,（3）,藻类对有害温度的适应,驯化适应,改变营养条件：如0时，增加细胞内的抗寒物质糖分。,生理上的适应:蓝藻原生质有高的凝固点，这是对有害温度的适应是，在长期自然选择过程中形成的,（3）藻类对有害温度的适应,21,三、气体的生态作用,1 二氧化碳与单细胞藻类的生长发育,1）,水中 CO,2,的来源,有机物的分解；水生物的呼吸作用；大气中的 CO,2,溶于水,2),藻类利用 CO2的形式和需要量,形式：游离 CO,2,一HCO,3,-,一CO,3,2-,单细胞藻类以利用游离CO,2,为主，也可以利用其它形式。,需要量：小球藻要求含5%CO,2,量的空气，硅藻需25%，降至1也可以；固氮蓝藻需5%：一般为15%CO,2,三、气体的生态作用 1 二氧化碳与单细胞藻类的生长发,22,环境因素对单细胞藻类的CO,2,需求量的影响：光照、温度、培养物的情况以及培养液的性质等都可影响对 CO,2,的需要量。,A、强光、高温、培养液碱性较高：对 CO,2,的需要量增加。例：20000Lx,2532，小球藻要求含 25%CO,2,量的空气；其它单细胞绿藻，在夏季 3740 的高温、强光下，要求 510%CO,2,含量的空气。,B、培养物的情况：培养物浓度小，则 CO,2,浓度可以降低,环境因素对单细胞藻类的CO2 需求量的影响：光照、温度、,23,3）CO,2,对细胞分裂与增长的影响,CO,2,对单细胞藻类的细胞分裂和增长有抑制作用,CO,2,对藻细胞体积增大的影响,群体密度与CO,2,流量成反比，而细胞体积增长与CO,2,通入量成正比，这说明 CO,2,多抑细胞分裂，在停止分裂的情况下，就继续增长而扩大体积。,3）CO2对细胞分裂与增长的影响,24,2.O,2,与单细胞藻类生长、发育的关系,1）来源；空气中氧溶于水；植物光合作用产生,2）消耗：水生生物的呼吸作用；氧随温度升高而逸出水面,3）O,2,对单细胞藻类的生理作用,为单细胞藻类呼吸作用所必需的气体,过量O,2,对单细胞藻类的光合作用有抑制作用,氧对光合作用强度能抑制3040%，,当CO,2,浓度降低时，O,2,对光合作用的抑制就加强,2.O2 与单细胞藻类生长、发育的关系,25,3、氮气与培养单细胞藻类的关系,固氮蓝藻、固氮细菌、固氮酵母能直接利用分子氮,固氮作用的强弱与生活条件有关：在暗处培养，固氮强度低，这说明固氮蓝藻需要,光照,，同时还需要,糖分,供给，固氮作用就加强。Bwrris 等（1945）指出：固氮作用必需有特殊的,酶、钼、锰,等金属元素参加，才能完成此作用,3、氮气与培养单细胞藻类的关系,26,四、营养盐类的生态作用,1、,单细胞藻类生长发育的必要元素,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,3）浓度：藻类与高等植物所需元素大致相同，但,绿藻需要Ca量很少,，或不需要，这是与高等植物最大差别。,四、营养盐类的生态作用,27,2、,介质的性质与单细胞藻类生长发育的关系,1）,介质的种类,：无机介质(N/P/K等),有机介质（尿素/氨基酸/维生素）,2）,无机介质和有机介质对藻类生长发育的利弊,培养藻类时,往往与细菌混生,在无机盐中细菌滋生慢,在有机物中细菌滋生快,危害藻类生长,无机化合物对藻类伤害小,有机化合物对某些藻类有伤害作用,有些藻类能生长在没有有机质的水中,但生活在污水中的就要求有一定的有机物质,认为有色种类不需要有机化合物为养料,但多数含叶绿素的藻类在培养时加胨、砂糖、脂肪酸等有机物质时,比在单纯无机介质中生长更好,2、介质的性质与单细胞藻类生长发育的关系,28,五、水体盐度的生态作用,1、水体的盐度,淡水：0.010.5 半盐水：0.516,海水：1640 超盐水：40以上,2、藻类对盐度的适应性,1）最适盐度范围：生长繁殖速度最快,2）最低盐度范围：低于此范围对藻类有伤害作用,3）最高盐度范围：高于此范围对藻类有伤害作用或死亡,五、水体盐度的生态作用,29,六、氢离子浓度,1天然水体的 pH 值,：1710,海水：pH8.18.3 淡水：pH410（69）,沼泽：34以下,2人工培养单细胞藻类的pH值变化,培养液中的pH值有昼夜变化，细胞大量繁殖吸收CO,2,和利用重碳酸盐使pH值上升,3防止pH值的变化,必须经常测量培养液pH值的变化，如超出适应范围必须经常通气或用其它的措施。,六、氢离子浓度,30,七、生物因子,1、生物因子,：污染生物对培养藻类的影响和培养藻类的关系作为一种环境因子,那么该种污染生物就称为生物因子。,2、生物之间的相互依存,：Fogg(1958)发现细菌存在使日本星形藻在培养中生长很好,否则就停止生长,3、生物