影响培养藻类生长和繁殖的因子.ppt

影响藻类生长和繁殖的影响藻类生长和繁殖的因子因子 与藻类生长繁殖密切相关的因子与藻类生长繁殖密切相关的因子1.1.光光 照照2.2.温温 度度3.3.营营 养养4.4.盐盐 度度5.5.溶解气体溶解气体6.6.pHpH7.7.生物因子生物因子 每个环境因子对生物的作用可以区分为三类：每个环境因子对生物的作用可以区分为三类：最高限最高限：超过最高度时生物就不能生存：超过最高度时生物就不能生存最低限最低限：低于最低度时生物就终止生命活动：低于最低度时生物就终止生命活动最适度最适度：广义：广义指生物能正常生活的范围指生物能正常生活的范围 狭义狭义指生命活动最旺盛的范围指生命活动最旺盛的范围一、光的生态作用一、光的生态作用(一一)光源光源：太阳光、人工光源：太阳光、人工光源(二二)光量光量（光照强度）：（光照强度）：不同的藻类要求不同的光照强度不同的藻类要求不同的光照强度,在适在适光范围内光范围内,光照强度增加光照强度增加,光合作用速光合作用速率加快率加快,藻类就充分生长和发育藻类就充分生长和发育 补偿点补偿点饱和光照强度饱和光照强度1)1)补偿点补偿点 IbIb：此时的光照强度只能维持基础代谢：此时的光照强度只能维持基础代谢,当超过当超过 Ib Ib 时时,藻体就增殖藻体就增殖 IbIb：活动盒形藻为：活动盒形藻为107.5Lx,107.5Lx,双鞭毛藻为双鞭毛藻为258Lx258Lx2)2)饱和光照强度饱和光照强度 IsIs ：指细胞分裂速率或光合作：指细胞分裂速率或光合作用达到最高值时的光照强度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作为光照强度函数的小球藻的生长率长率3 3）最适光照强度范围：）最适光照强度范围：IbIbIsIs之间之间 如：活动盒形藻如：活动盒形藻107.5107.51849.3 Lx1849.3 Lx；小环藻在小环藻在13.313.32666.66 Lx2666.66 Lx 低于补偿点或高于光饱和点都将影响藻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细胞的生长，表现为颜色变浅或变白而死亡死亡 最适光照强度最适光照强度4)4)光在培养液中的吸收和穿透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由于藻细胞对光的吸收和散射,随着深度随着深度的增加的增加,光强逐渐减弱光强逐渐减弱 当培养液的浓度增加时当培养液的浓度增加时,光的投射深度就光的投射深度就愈浅愈浅 例：小球藻悬浮液中光的吸收情况例：小球藻悬浮液中光的吸收情况 1g1g干重干重L L浓度下浓度下:第第1cm1cm时时9595以上红光以上红光被吸收，被吸收，6060绿光被吸收绿光被吸收10g10g干重干重L L浓度下浓度下:第第1mm1mm时大部分光被吸收时大部分光被吸收 外界环境变化时外界环境变化时,补偿点和最适光量也将发补偿点和最适光量也将发生变化生变化温度温度：温度降低：温度降低,补偿点升高，饱和点降低补偿点升高，饱和点降低营养物质的浓度营养物质的浓度：营养浓度高时：营养浓度高时,可以在较可以在较强的光强下生长强的光强下生长,反之亦然反之亦然藻液密度藻液密度：藻液浓度稀：藻液浓度稀,光的透入强光的透入强,深度也深度也加深加深,藻体吸收的光量也随之增大藻体吸收的光量也随之增大,此时的最此时的最适光强就越低适光强就越低,要求弱光照要求弱光照,反之亦然反之亦然 5 5）影响最适光照强度变化的因素）影响最适光照强度变化的因素 二者关系受二者关系受种类种类、光强大小光强大小和和温度温度等影响等影响间歇性的光照有利于同化作用的增强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光照强度较低或白天温度较低,日照时日照时间较长间较长,则生长率与日照时间成正比。则生长率与日照时间成正比。饱和白昼饱和白昼：即在强光下：即在强光下,较长的日照时较长的日照时间间,生长率反而不增加生长率反而不增加相同营养条件相同营养条件,不同光照条件下不同光照条件下,生长速生长速度不同度不同 6)6)日照时间的长短与藻类的生长关系日照时间的长短与藻类的生长关系 (三三)光质与藻类光合作用的关系光质与藻类光合作用的关系1 1 藻类的色素成分及其作用藻类的色素成分及其作用 (1)(1)叶绿素叶绿素chlorophyllchlorophyll：任何藻细胞都具有，是进行光：任何藻细胞都具有，是进行光合作用的主要色素。合作用的主要色素。四种叶绿素四种叶绿素：叶绿素叶绿素a:a:一般藻类都具有一般藻类都具有叶绿素叶绿素b:b:绿藻和裸藻有绿藻和裸藻有,硅、金、蓝藻无硅、金、蓝藻无叶绿素叶绿素c:c:硅藻含量高，其次是金、黄、甲、隐藻，单细硅藻含量高，其次是金、黄、甲、隐藻，单细胞绿藻和蓝藻没有。胞绿藻和蓝藻没有。叶绿素叶绿素d d Chlb Chlb 和、和、d d 可以把吸收的光能传递给可以把吸收的光能传递给ChlaChla 叶绿素对光谱的吸收叶绿素对光谱的吸收 Chla Chla 对红光的吸收部宽对红光的吸收部宽 Chlb Chlb 对蓝光、紫光的吸收部较宽对蓝光、紫光的吸收部较宽 环境因素可以影响叶绿素的含量环境因素可以影响叶绿素的含量 光强叶绿素光强叶绿素a a含量大含量大,光弱叶绿素光弱叶绿素b b含量大含量大 培养液中氮含量高，叶绿素培养液中氮含量高，叶绿素a a的量就大的量就大例：在缺氮培养液中加入氮，三天以后，例：在缺氮培养液中加入氮，三天以后，ChlaChla、Chlb Chlb 含最的相对比例增加含最的相对比例增加,(Chla/Chlb)(Chla/Chlb)l00=113.8l00=113.8（100100为未加氮以前的为未加氮以前的ChlaChla和和ChlbChlb的含量）的含量）类胡萝卜素类胡萝卜素色素群，由色素群，由、胡萝卜胡萝卜素及多种叶黄素组成素及多种叶黄素组成 各门藻类中的主要色素各门藻类中的主要色素绿藻：绿藻：胡萝卜素为主，胡萝卜素为主，胡萝卜素和叶黄素胡萝卜素和叶黄素硅藻硅藻、胡萝素为主，多种叶黄素（岩藻黄胡萝素为主，多种叶黄素（岩藻黄素、新岩藻黄素、硅甲藻黄素、硅藻黄素）素、新岩藻黄素、硅甲藻黄素、硅藻黄素）蓝藻：蓝藻：胡萝卜素为主，蓝藻黄素、蓝藻叶黄素。胡萝卜素为主，蓝藻黄素、蓝藻叶黄素。金藻：金藻：胡萝卜素为主，其次岩藻黄素胡萝卜素为主，其次岩藻黄素 它们的吸收光谱的范围它们的吸收光谱的范围 446446482nm482nm之间之间 类胡萝卜素在光合反应中的作用类胡萝卜素在光合反应中的作用 为辅助色素。配合叶绿素为辅助色素。配合叶绿素 a a 参加光合作用参加光合作用,对叶绿素有保护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类胡萝卜素的含量与其它色素互为消长,即其它色即其它色素含量不足时素含量不足时,类胡萝卜素含最就增加类胡萝卜素含最就增加如在光照不足处如在光照不足处,类胡萝卜素的含量多；当含氮量类胡萝卜素的含量多；当含氮量高时高时,叶绿素和藻胆素的含量增加叶绿素和藻胆素的含量增加,则胡萝卜素的则胡萝卜素的含量就降低含量就降低,或相反或相反藻胆素藻胆素色素群（藻红素色素群（藻红素R R藻胆素、藻蓝素藻胆素、藻蓝素一一 C C 藻胆素，是含氮的色素蛋自质）藻胆素，是含氮的色素蛋自质）吸收光谱的范围吸收光谱的范围：它们一般的吸收值在绿光、：它们一般的吸收值在绿光、黄光范围内，最大吸收值在橙光，最小吸收值黄光范围内，最大吸收值在橙光，最小吸收值在青光范围内。在青光范围内。藻胆素在光合反应中的作用藻胆素在光合反应中的作用对叶绿素对叶绿素a a起辅助作用，对类胡萝卜素有协调作用起辅助作用，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，（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，藻藻体呈蓝色；在短波光较多处增加藻红素，藻休呈红色。休呈红色。“补色适应补色适应”：蓝藻随光质变化而使体色变化的：蓝藻随光质变化而使体色变化的现象现象2 2 光质与藻类的光合作用效率光质与藻类的光合作用效率 光合作用效率光合作用效率：不同藻类对光质的要求是不：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。相同的，光合作用效率也随之变化。*在一般情况下，光波越在一般情况下，光波越短短，光合作用效率，光合作用效率低低，其，其次与色素种类有关。次与色素种类有关。吸收光谱吸收光谱：表示某种藻的各种色素对光谱吸收：表示某种藻的各种色素对光谱吸收曲线的总和。曲线的总和。作用光谱作用光谱：各色素所吸收的光波对光合作用发：各色素所吸收的光波对光合作用发生效率的光谱。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。效率光谱所绘成的曲线。(二)激发态的命运二、温度的生态作用二、温度的生态作用 1 1、适应温度范围、适应温度范围1 1）最高适应范围：在适温的高限，超过）最高适应范围：在适温的高限，超过高限生命活动受影响。高限生命活动受影响。2 2）最低适应范围：在适温的低限，低于）最低适应范围：在适温的低限，低于低限生命活动受影响。低限生命活动受影响。3 3）最适适应范围：指生物生长、繁殖最）最适适应范围：指生物生长、繁殖最快的理想温幅。快的理想温幅。从下表中可以看出在从下表中可以看出在 30 30 时为最高的适时为最高的适温范围，温范围，10 10 为最低适温。为最低适温。202028 28 是最适温度范围。是最适温度范围。各种藻类的适应温度范围是不同的，而且对同一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。件而发生变化，如增加营养可以提高温度。绿藻绿藻:上限上限35,35,下限下限5 58,8,最适最适25253030 蓝藻：最适蓝藻：最适28283535（或（或202030 30）硅藻：新月菱形硅藻硅藻：新月菱形硅藻5 52525，最适，最适1515，平板藻上限平板藻上限2020下限下限3.43.44.64.6最适最适171719192 2 高温和低温对培养藻类的影响高温和低温对培养藻类的影响(l)(l)对藻类的危害对藻类的危害 温度愈高，受害愈严重，维持生命时间愈短温度愈高，受害愈严重，维持生命时间愈短骨条藻在骨条藻在3535时，一天内可以恢复繁殖力，时，一天内可以恢复繁殖力，3838只能维持只能维持2 2小时，小时，4040时时3030分钟就死亡了。分钟就死亡了。温度愈低，受害愈严重温度愈低，受害愈严重骨条藻在骨条藻在55时可维持时可维持8 8天，天，00时维持不到一天。时维持不到一天。温度愈高或愈低，出现质壁分离现象愈早温度愈高或愈低，出现质壁分离现象愈早 （1）细胞间结冰及其伤害）细胞间结冰及其伤害 冻害一般是由于结冰引起的。由于温度降低的程度与速度不同，冻害一般是由于结冰引起的。由于温度降低的程度与速度不同，结冰的类型不同，造成伤害的方式也不同。结冰的类型不同，造成伤害的方式也不同。（二）结冰伤害的类型及其原因（二）结冰伤害的类型及其原因1.结冰伤害结冰伤害结冰类型结冰类型细胞间结冰细胞间结冰细胞内结冰细胞内结冰温度缓慢下降时，细胞温度缓慢下降时，细胞间隙中的水分结成冰，间隙中的水分结成冰，即所谓胞间结冰。即所谓胞间结冰。细胞细胞间结间结冰伤冰伤害的害的主要主要原因原因原生质发生过渡脱水，造成蛋白原生质发生过渡脱水，造成蛋白质变性和原生质不可逆的凝胶化；质变性和原生质不可逆的凝胶化；冰晶体过大时对原生质造成机械压冰晶体过大时对原生质造成机械压力，细胞变形；力，细胞变形；当温度回升时，冰晶体迅速融化，细当温度回升时，冰晶体迅速融化，细胞壁易恢复原状，而原生质却来不及胞壁易恢复原状，而原生质却来不及吸水膨胀，原生质有可能被撕破。吸水膨胀，原生质有可能被撕破。（2）细胞内结冰伤害）细胞内结冰伤害胞内结冰伤害的胞内结冰伤害的主要原因主要原因-机械损伤机械损伤（往往是致命往往是致命）当温度骤然下降时，除细胞间隙结冰以外，细胞当温度骤然下降时，除细胞间隙结冰以外，细胞内水分也结冰，一般是原生质内先结冰，紧接着液胞内水分也结冰，一般是原生质内先结冰，紧接着液胞内结冰，这就是内结冰，这就是胞内结冰胞内结冰。1.1.硫氢基假说硫氢基假说（Levitt,1962Levitt,1962）要点：要点：结冰对细胞伤害主要是结冰对细胞伤害主要是破坏蛋白质空间结构。破坏蛋白质空间结构。冰冻时冰冻时，原生质逐渐脱水，蛋白质分子相互靠近，相邻肽链，原生质逐渐脱水，蛋白质分子相互靠近，相邻肽链外部的外部的-SH-SH彼此接触，两个彼此接触，两个-SH-SH经氧化而形成经氧化而形成-S-S-S-S-键键；或者一；或者一个分子外部的个分子外部的-SH-SH基与另一个分子内部的基与另一个分子内部的-SH-SH形成形成-S-S-S-S-键，于键，于是是蛋白质凝聚蛋白质凝聚。当当解冻解冻吸水时，肽链松散，吸水时，肽链松散，由于由于-S-S-S-S-键属键属共价键共价键，比，比较较稳定稳定，蛋白质空间结构被，蛋白质空间结构被破坏，导致蛋白质变性破坏，导致蛋白质变性失活失活。通过化学方法，如使用硫通过化学方法，如使用硫醇可以保护醇可以保护-SH-SH不被氧化，不被氧化，起到抗冻剂的作用。起到抗冻剂的作用。（二）结冰伤害机理（二）结冰伤害机理2膜伤害学说膜伤害学说膜对结冰最敏感。膜对结冰最敏感。低温对膜低温对膜的伤害的伤害膜脂相变，酶失活；膜脂相变，酶失活；透性加大，电解质外渗。透性加大，电解质外渗。主要破坏膜脂与膜蛋白。主要破坏膜脂与膜蛋白。（三）对冷冻的适应（三）对冷冻的适应1抗冻锻炼抗冻锻炼 在冬季来临之前，随着气温的降低与日照在冬季来临之前，随着气温的降低与日照长度的变短，藻体内发生一系列适应冷冻的长度的变短，藻体内发生一系列适应冷冻的生理生化变化，以提高抗冻能力，这一过程生理生化变化，以提高抗冻能力，这一过程称为称为抗冻锻炼抗冻锻炼。3.3.机械伤害机械伤害 4.4.活性氧伤害活性氧伤害2 2藻类在适应冷冻过程中的生理生化变化藻类在适应冷冻过程中的生理生化变化 抗冻锻炼是提高抗冻性的主要途径。其中发生了许多适抗冻锻炼是提高抗冻性的主要途径。其中发生了许多适应低温的生理生化变化。应低温的生理生化变化。（1 1）含水量下降：自由水）含水量下降：自由水 ，束缚水相对增多；，束缚水相对增多；（2 2）呼吸减弱：消耗糖分减少，有利于糖的积累；）呼吸减弱：消耗糖分减少，有利于糖的积累；（3 3）保护性物质增多：如糖、脯氨酸、甜菜碱积累。）保护性物质增多：如糖、脯氨酸、甜菜碱积累。一方面降低冰点，另一方面保护大分子的结构与功能；一方面降低冰点，另一方面保护大分子的结构与功能；（4 4）内源激素变化：）内源激素变化：ABA ABA，GAGA、IAAIAA (2)(2)单细胞藻类的低温保存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。和形态，因此能保存较长的时间。（3 3）藻类对有害温度的适应藻类对有害温度的适应 驯化适应驯化适应 改变营养条件：如改变营养条件：如00时，增加细胞时，增加细胞内的抗寒物质内的抗寒物质糖分。糖分。生理上的适应生理上的适应:蓝藻原生质有高的凝蓝藻原生质有高的凝固点，这是对有害温度的适应是，在固点，这是对有害温度的适应是，在长期自然选择过程中形成的长期自然选择过程中形成的 三、气体的生态作用三、气体的生态作用 1 1 二氧化碳与单细胞藻类的生长发育二氧化碳与单细胞藻类的生长发育 1 1）水中水中 COCO2 2的来源的来源 有机物的分解；水生物的呼吸作用；大气中的有机物的分解；水生物的呼吸作用；大气中的 COCO2 2 溶于水溶于水 2)2)藻类利用藻类利用 CO2CO2的形式和需要量的形式和需要量 形式：游离形式：游离 COCO2 2一一HCOHCO3 3-一一COCO3 32-2-单细胞藻类以利用游离单细胞藻类以利用游离COCO2 2为主，也可以利用其它为主，也可以利用其它形式。形式。需要量：小球藻要求含需要量：小球藻要求含5%CO5%CO2 2量的空气，量的空气，硅藻需硅藻需2 25%5%，降至，降至1 1也可以；也可以；固氮蓝藻需固氮蓝藻需5%5%：一般为：一般为1 15%CO5%CO2 2 环境因素对藻类的环境因素对藻类的COCO2 2 需求量的影响：光照、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温度、培养物的情况以及培养液的性质等都可影响对响对 COCO2 2 的需要量。的需要量。A A、强光、高温、培养液碱性较高：对、强光、高温、培养液碱性较高：对 COCO2 2 的需要的需要量增加。例：量增加。例：20000Lx,2520000Lx,253232，小球藻要求，小球藻要求含含 2 25%CO5%CO2 2量的空气；其它单细胞绿藻，在量的空气；其它单细胞绿藻，在夏季夏季 373740 40 的高温、强光下，要求的高温、强光下，要求 5 510 10%CO%CO2 2含量的空气。含量的空气。B B、培养物的情况：培养物浓度小，则、培养物的情况：培养物浓度小，则 COCO2 2浓度可浓度可以降低以降低3 3）COCO2 2对细胞分裂与增长的影响对细胞分裂与增长的影响 COCO2 2 对单细胞藻类的细胞分裂和增长对单细胞藻类的细胞分裂和增长有抑制作用有抑制作用 COCO2 2对藻细胞体积增大的影响对藻细胞体积增大的影响 群体密度与群体密度与COCO2 2流量成反比，而细胞体流量成反比，而细胞体积增长与积增长与COCO2 2通入量成正比，这说明通入量成正比，这说明 COCO2 2 多抑细胞分裂，在停止分裂的情况多抑细胞分裂，在停止分裂的情况下，就继续增长而扩大体积。下，就继续增长而扩大体积。2.O 2.O2 2 与藻类生长、发育的关系与藻类生长、发育的关系 1 1）来源；空气中氧溶于水；植物光合作用产生）来源；空气中氧溶于水；植物光合作用产生2 2）消耗：水生生物的呼吸作用；氧随温度升高而）消耗：水生生物的呼吸作用；氧随温度升高而逸出水面逸出水面3 3）O O2 2对藻类的生理作用对藻类的生理作用 为藻类呼吸作用所必需的气体为藻类呼吸作用所必需的气体 过量过量O O2 2对藻类的光合作用有抑制作用对藻类的光合作用有抑制作用氧对光合作用强度能抑制氧对光合作用强度能抑制303040%40%，当当COCO2 2浓度降低时，浓度降低时，O O2 2对光合作用的抑制就加强对光合作用的抑制就加强3 3、氮气与培养单细胞藻类的关系、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固氮蓝藻、固氮细菌、固氮酵母能直接利用分子氮氮固氮作用的强弱与生活条件有关：在暗处培养，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固氮强度低，这说明固氮蓝藻需要光照光照，同时还，同时还需要需要糖分糖分供给，固氮作用就加强。供给，固氮作用就加强。Bwrris Bwrris 等等（19451945）指出：固氮作用必需有特殊的）指出：固氮作用必需有特殊的酶、钼、酶、钼、锰锰等金属元素参加，才能完成此作用等金属元素参加，才能完成此作用四、营养盐类的生态作用四、营养盐类的生态作用 1 1、藻类生长发育的必要元素藻类生长发育的必要元素1 1）必需元素：）必需元素：C C、H H、O O、N N、K K、CaCa、MgMg、FeFe、S S、P P等等2 2）微量元索：）微量元索：MoMo、B B、CuCu、ZnZn、I I、CLCL、等等3 3）浓度：藻类与高等植物所需元素大）浓度：藻类与高等植物所需元素大致相同，但致相同，但绿藻需要绿藻需要CaCa量很少量很少，或，或不需要，这是与高等植物最大差别。不需要，这是与高等植物最大差别。2 2、介质的性质与藻类生长发育的关系介质的性质与藻类生长发育的关系1 1）介质的种类介质的种类：无机介质：无机介质(N/P/K(N/P/K等等),),有机介质（尿素有机介质（尿素/氨基酸氨基酸/维生素）维生素）2 2）无机介质和有机介质对藻类生长发育的利弊无机介质和有机介质对藻类生长发育的利弊 培养藻类时培养藻类时,往往与细菌混生往往与细菌混生,在无机盐中细菌滋生慢在无机盐中细菌滋生慢,在有机物中细菌滋生快在有机物中细菌滋生快,危害藻类生长危害藻类生长 无机化合物对藻类伤害小无机化合物对藻类伤害小,有机化合物对某些藻类有伤有机化合物对某些藻类有伤害作用害作用 有些藻类能生长在没有有机质的水中有些藻类能生长在没有有机质的水中,但生活在污水中但生活在污水中的就要求有一定的有机物质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认为有色种类不需要有机化合物为养料,但多数含叶绿但多数含叶绿素的藻类在培养时加砂糖、脂肪酸等有机物质时素的藻类在培养时加砂糖、脂肪酸等有机物质时,比在比在单纯无机介质中生长更好单纯无机介质中生长更好五、水体盐度的生态作用五、水体盐度的生态作用 1 1、水体的盐度、水体的盐度淡水：淡水：0.010.010.50.5 半盐水：半盐水：0.50.516 16 海水：海水：16164040 超盐水：超盐水：4040以上以上 2 2、藻类对盐度的适应性、藻类对盐度的适应性 1 1）最适盐度范围：生长繁殖速度最快）最适盐度范围：生长繁殖速度最快 2 2）最低盐度范围：低于此范围对藻类有伤害作用）最低盐度范围：低于此范围对藻类有伤害作用 3 3）最高盐度范围：高于此范围对藻类有伤害作用）最高盐度范围：高于此范围对藻类有伤害作用或死亡或死亡一、盐分过多对藻类的伤害及其原因一、盐分过多对藻类的伤害及其原因（一）渗透胁迫引起生理缺水（一）渗透胁迫引起生理缺水 盐分过多使水体溶液水势下降，导致藻类吸水困难，甚至体盐分过多使水体溶液水势下降，导致藻类吸水困难，甚至体内水分有外渗的危险，造成生理缺水。内水分有外渗的危险，造成生理缺水。（二）离子失调导致毒害作用（二）离子失调导致毒害作用 高浓度高浓度 NaCl NaCl 可置换细胞膜结合可置换细胞膜结合CaCa2 2+,膜结合膜结合NaNa+/Ca/Ca2+2+增加增加 ,膜结构破坏膜结构破坏 ,功能也改变功能也改变 ,细胞内细胞内K K+、磷和有机溶质外渗磷和有机溶质外渗。（四四）胁迫效应破坏正常代谢）胁迫效应破坏正常代谢 光合下降，叶绿体解体；蛋白质合成受抑制，但分解加强，光合下降，叶绿体解体；蛋白质合成受抑制，但分解加强，产生有毒产物，对细胞产生毒害。产生有毒产物，对细胞产生毒害。由于过多吸收某种盐类而排斥对另一些矿质盐的吸收，由于过多吸收某种盐类而排斥对另一些矿质盐的吸收，导致营养缺乏或产生毒害作用。导致营养缺乏或产生毒害作用。（三三）膜透性改变膜透性改变二、藻类对盐渍的适应机理二、藻类对盐渍的适应机理分分避盐避盐与与耐盐耐盐避盐的机理避盐的机理 通过某种方式将细胞内盐分控制在伤害阈通过某种方式将细胞内盐分控制在伤害阈值之下，以避免盐分过多对细胞伤害。值之下，以避免盐分过多对细胞伤害。墨角藻墨角藻带硫酸带硫酸根的多聚糖，根的多聚糖，表皮细胞外壁的表皮细胞外壁的连续覆盖层，连续覆盖层，结合阳离子结合阳离子 生理指标及其测定生理指标及其测定 1)细胞质膜透性（细胞质膜透性（Plasma membrane permeability）透性小，外渗物质少，抗盐性大；反之，则小。透性小，外渗物质少，抗盐性大；反之，则小。电导率法测定电导率法测定-细胞外渗物质电导率细胞外渗物质电导率;火焰光度计测定火焰光度计测定K+含量含量 处理样品外渗液电导率处理样品外渗液电导率 电解质外渗率（电解质外渗率（%）=100 对照样品杀死后外渗液电导率对照样品杀死后外渗液电导率 处理样品外渗液处理样品外渗液K+含量含量 K+外渗率（外渗率（%）=100 对照样品杀死后外渗液对照样品杀死后外渗液K+含量含量 2)植物体内渗透剂含量植物体内渗透剂含量 无机离子：无机离子：有机化合物：脯氨酸，甜菜碱，甘油，草酸，可溶性碳水化合物有机化合物：脯氨酸，甜菜碱，甘油，草酸，可溶性碳水化合物四四 抗盐性的测定抗盐性的测定3)3)叶绿素含量叶绿素含量 盐胁迫盐胁迫-叶绿素与叶绿体蛋白间叶绿素与叶绿体蛋白间结合松弛结合松弛，松弛后叶绿素和不松弛时的松弛后叶绿素和不松弛时的溶解性不同溶解性不同；松弛叶绿素松弛叶绿素-60%60%乙醇提取乙醇提取，不松弛叶绿素，不松弛叶绿素-96%96%乙醇提取乙醇提取 松弛叶绿素松弛叶绿素/不松弛叶绿素比值大，抗盐弱；反之，则强不松弛叶绿素比值大，抗盐弱；反之，则强4)超氧物岐化酶（超氧物岐化酶（superoxide dismustase-SOD）5)过氧化产物丙二醛（过氧化产物丙二醛（Malon dialdehyde-MDA）六、氢离子浓度六、氢离子浓度 1 1天然水体的天然水体的 pH pH 值值：1 17 710 10 海水：海水：pH8.1pH8.18.3 8.3 淡水：淡水：pH4pH41010（6 69 9）沼泽：沼泽：3 34 4以下以下 2 2人工培养藻类的人工培养藻类的pHpH值变化值变化培养液中的培养液中的pHpH值有昼夜变化，细胞大量繁殖吸收值有昼夜变化，细胞大量繁殖吸收COCO2 2 和利用重碳酸盐使和利用重碳酸盐使pHpH值上升值上升3 3防止防止pHpH值的变化值的变化必须经常测量培养液必须经常测量培养液pHpH值的变化，如超出适应范值的变化，如超出适应范围必须经常通气或用其它的措施。围必须经常通气或用其它的措施。七、生物因子七、生物因子1 1、生物因子、生物因子：污染生物对培养藻类的影响和培养：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藻类的关系作为一种环境因子,那么该种污染生那么该种污染生物就称为生物因子。物就称为生物因子。2 2、生物之间的相互依存、生物之间的相互依存：Fogg(1958)Fogg(1958)发现细菌存发现细菌存在使日本星形藻在培养中生长很好在使日本星形藻在培养中生长很好,否则就停止否则就停止生长生长3 3、生物间的相互竞争、生物间的相互竞争直接吞食直接吞食：轮虫吃藻类：轮虫吃藻类共生共生：普通小球藻与喇叭虫等共生：普通小球藻与喇叭虫等共生抗生抗生：珊藻能产生抗生素：珊藻能产生抗生素,抑制其它藻的生长抑制其它藻的生长,用用珊藻培养过的水来培养盘星藻珊藻培养过的水来培养盘星藻,则盘星藻不生长则盘星藻不生长4 4、硅藻与其它生物之间的关系：羽纹硅藻、硅藻与其它生物之间的关系：羽纹硅藻常成群附生在其它藻体上常成群附生在其它藻体上,形成污黄色皮形成污黄色皮膜状物膜状物,遮去阳光遮去阳光,影响其它藻类的生长影响其它藻类的生长5 5、金藻与其它生物之间的关系：金变形藻、金藻与其它生物之间的关系：金变形藻（ChrysomoebaChrysomoeba）的种类能包围硅藻、单）的种类能包围硅藻、单细胞绿藻，作为饵料而消化吸收。合尾藻细胞绿藻，作为饵料而消化吸收。合尾藻大量繁殖发出有毒的熟黄瓜气味，对鱼类大量繁殖发出有毒的熟黄瓜气味，对鱼类有毒害作用。金藻可以作鱼饵，并可吞食有毒害作用。金藻可以作鱼饵，并可吞食有机物净化水体有机物净化水体6 6、黄藻、甲藻与其它生物的关系、黄藻、甲藻与其它生物的关系 l l）黄藻与其它生物的关系：异鞭藻个体小（宽）黄藻与其它生物的关系：异鞭藻个体小（宽2.52.544，长，长4 44.54.5）,运动缓慢运动缓慢,繁殖快繁殖快,可可供鱼饵供鱼饵2 2）甲藻与其它生物的关系）甲藻与其它生物的关系沟环藻（裸甲藻）在池中大量繁殖沟环藻（裸甲藻）在池中大量繁殖,作鱼饵；如作鱼饵；如果海水中大量繁殖果海水中大量繁殖,死亡以后产生有毒气体和物死亡以后产生有毒气体和物质质,可引起鱼类死亡可引起鱼类死亡,海水变红海水变红,恶臭恶臭,形成赤潮形成赤潮（每升水中有（每升水中有1 120 20 兆个体）兆个体）八、复习题：八、复习题：1.1.名词解释：最高度、最低度、最适度、吸收光名词解释：最高度、最低度、最适度、吸收光谱、作用光谱、生物因子谱、作用光谱、生物因子2.2.类胡萝卜素和藻胆素在光合反应中的作用？类胡萝卜素和藻胆素在光合反应中的作用？3.3.日照时间的长短与藻类生长的关系日照时间的长短与藻类生长的关系4.4.藻类对有害温度是如何适应的藻类对有害温度是如何适应的?5.5.各环境因子是如何影响培养藻类的生长和繁殖？各环境因子是如何影响培养藻类的生长和繁殖？