微藻培養指南：生物技術與應用藻類學（簡體書）

《微藻培養指南：生物技術與應用藻類學》四個部分全面涉及微藻的基本培養方法、大規模生產技術、工業應用實例和前沿技術的介紹，對更深入認識和了解微藻，為推動我國微藻生物技術及其產業的發展具有十分重要的意義。

前言
致謝
1 微藻細胞
1.1 微藻在應用藻類學中是什么意思？
1.2 微藻結構和形態學特征
1.3 超微結構和細胞分裂
1.4 細胞生長和發育
1.5 微藻系統分類學
參考文獻
2 微藻的光合作用
2.1 光合作用過程
2.2 光的性質
2.3 光合色素
2.4 光合作用的光反應
2.5 光合作用暗反應 前言
致謝
1 微藻細胞
1.1 微藻在應用藻類學中是什么意思？
1.2 微藻結構和形態學特征
1.3 超微結構和細胞分裂
1.4 細胞生長和發育
1.5 微藻系統分類學
參考文獻
2 微藻的光合作用
2.1 光合作用過程
2.2 光的性質
2.3 光合色素
2.4 光合作用的光反應
2.5 光合作用暗反應
2.6 光適應（Falkowski & Raven, 1997）
2.7 選擇使用在微藻生物技術中的監測技術
2.8 藻類生產力的理論極限
參考文獻
3 基本培養技術
3.1 微藻的分離
3.2 微藻生物活性分子篩選
3.3 藻株的維護和保存
3.4 生長因素的測量
3.5 培養形式
參考文獻
4 環境應力生理學
4.1 引言
4.2 光照與光合作用速率
4.3 鹽度應力
4.4 總結評述
4.5 總結
參考文獻
5 環境因素對細胞成分的影響
5.1 引言
5.2 環境因子
5.3 營養因子
5.4 鹽度
5.5 物理化學的協同作用對于細胞組分的影響
5.6 利用生物技術手段控制細胞組分
參考文獻
6 藻類營養　礦物營養
6.1 營養方式
6.2 營養需求
6.3 藻類生長營養培養基的配方
6.4 氮和磷的攝取
6.5 有限資源（營養物）的競爭
6.6 養分比例
6.7 影響養分吸收的物理因素
參考文獻
7 藻類營養：異養的碳營養
7.1 有機C培養基的吸收
7.2 生長和生產率
7.3 養殖系統和生產成本
7.4 混合營養
參考文獻
8 微藻大規模培養的生物學原理
8.1 光照：生長以及生產能力主要影響因素
8.2 細胞濃度：細胞光體系培養中的顯著影響因素
8.3 光能自養型攪拌混合培養
8.4 光照和黑暗（L-D）循環頻率
8.5 光程：光合培養中生長和產能的決定性因素
8.6 超高密度細胞培養
8.7 光程作用于培養菌生產率的光合作用的反應時間
8.8 平均光照強度
8.9 用于光合生產力的陽光和強光照的有效利用
8.10 大規模培養中的光合效率（見第2章）
8.11 大規模培養的維持
參考文獻
9 微藻大規模生產：光生物反應器
9.1 簡介
9.2 開放式池塘
9.3 光生物反應器
9.4 商業化PBR
9.5 PBR設計標準
9.6 PBR的生產率
9.7 PBR和開放式反應池比較
9.8 PBR的放大
9.9 總結和展望
參考文獻
10 細胞團及產物的下游處理
10.1 引言
10.2 獲取過程
10.3 脫水
10.4 細胞破碎
10.5 產品分離
10.6 產品純化
10.7 成本考慮：個案研究分析
10.8 結束語
10.9 術語
參考文獻
11 微藻細胞團及其副產物的工業生產——大量工業類小球藻
11.1 引言
11.2 工業背景
11.3 營養收益
11.4 兼養生產
11.5 異養產品（參見第20章和第31章）
參考文獻
12 微藻細胞團及其副產物的工業生產——大量工業類螺旋藻
12.1 引言
12.2 主要形態、細胞結構和分類特征
12.3 生理學、生物化學和基因特征
12.4 世界上工業生產
12.5 節旋藻生物量及其衍生生物制品
12.6 水華束絲藻
參考文獻
13 微藻細胞團及其副產物的工業生產——主要的工業品種
13.1 生物學和鹽度耐受力
13.2 ?-胡蘿卜素
13.3 杜氏藻的?-胡蘿卜素生物合成
13.4 番茄紅素生產的生物技術
13.5 杜氏藻市場產品
13.6 商業生產者
參考文獻
14 微藻細胞團及其副產物的工業生產——高潛能物質：紅球藻屬：紅球藻屬
14.1 簡介
14.2 蝦青素的化學成分
14.3 工業應用
14.4 生產技術
14.5 總結
參考文獻
15 微藻細胞團及其副產物的工業生產——高潛能物質：紫球藻屬
15.1 紅藻多糖：概要
15.2 環境對多糖生產的影響
15.3 固定碳的分離
15.4 細胞壁多糖的功能
15.5 紫球藻戶外培養的基本生理反應
15.6 環境對細胞組成以及多不飽和脂肪酸的影響
15.7 紫球藻的戶外大規模生產
參考文獻
16 微藻細胞團及其副產物的工業生產——高潛能物質：在封閉的環境下大規模
培養微藻
16.1 概述
16.2 室內培養體系
16.3 室外培養光生物反應器
16.4 結束語
參考文獻
17 微藻細胞團及其高潛能副產物的工業生產：念珠藻珠藻
17.1 形態
17.2 生長環境
17.3 影響因素
17.4 生殖與發展
17.5 化學組成
17.6 培養
參考文獻
18 人類和動物營養學中的微藻
18.1 引言
18.2 藻類的化學成分
18.3 毒理學方面
18.4 藻類消化過程的影響
18.5 新陳代謝研究
18.6 毒理學
18.7 藻類的動物飼料用途
18.8 藻類的治療作用
18.9 藻類的降膽固醇功能
18.10 營養質量標準
參考文獻
19 用于水產養殖的微藻：全球現狀及未來趨勢及
19.1 介紹—水產養殖—快速發展計劃
19.2 過濾性軟體動物
19.3 蝦類
19.4 魚類
19.5 精煉水產養殖的產品
19.6 未來發展
參考文獻
20 用于水產養殖的微藻：微藻產物—
20.1 在可調控的密閉體系中培養微藻
20.2 在開放式培養體系中生產微藻
20.3 水產養殖與微藻培養的一體化
21 用于水產養殖的微藻：微藻營養價值
21.1 引言
21.2 微藻的化學成分及營養價值
21.3 蝦青素
21.4 加工微藻的制備
參考文獻
22 固氮藍藻菌作為生物肥料在稻田的應用
22.1 自生的藍藻細菌
22.2 共生藻：滿江紅
22.3 結論
參考文獻
23 使用微藻生產氫和甲烷
23.1 背景
23.2 光合作用效率
23.3 微藻的氫代謝
23.4 直接生物光解
23.5 間接生物光解過程
23.6 利用微藻發酵生產氫氣和甲烷
23.7 結論
23.8 綜述
參考文獻
24 水污染和微藻的生物修復：富營養化和水中毒—
24.1 富營養化過程
24.2 營養物對富營養化影響
24.3 藻類水華的毒性作用
24.4 控制富營養化
24.5 毒素產生藻類的潛在用途
參考文獻
25 水污染和微藻的生物修復：水凈化：廢水氧化池中的微藻微藻
25.1 引言
25.2 穩定池管理原則
25.3 集約化養殖廢物
25.4 工業廢水
25.5 總結
參考文獻
26 水污染和微藻的生物修復微藻對重金屬的吸收和吸附—附
26.1 引言
26.2 微藻和重金屬的關系
26.3 金屬解毒
26.4 微藻在重金屬生物修復方面的潛在應用
參考文獻
27 能夠引起水污染和生物修復的微藻微藻對飲用水水質的影響
27.1 引言
27.2 微藻對水質凈化的作用
27.3 微藻對水質的負面影響
27.4 通過退田還湖從藻類中重獲生態效益
參考文獻
28 藍藻目的基因修飾：新生物技術的應用
28.1 引言
28.2 序列信息
28.3 轉化
28.4 代謝的靈活性
28.5 突變體的使用
28.6 生物技術方向的重要性
參考文獻
29 作為重組蛋白平臺的微藻
29.1 引言
29.2 藻類轉化
29.3 營養型工程
29.4 表達水平優化
29.5 下游加工
29.6 結束語
參考文獻
30 微藻中的生物活性物質
30.1 引言
30.2 觀點回顧及研究的連續性
30.3 有機體和可用性
30.4 次級代謝過程
30.5 通過篩選階段的群落生境中的微藻
30.6 微藻培養中的生物活性化合物
30.7 展望
參考文獻
31 水產養殖業中海洋藻類的異養生產
31.1 引言
31.2 菌種的選擇和優化
31.3 發酵培養基的設計
31.4 發酵罐從實驗室到生產水平的擴大
31.5 商業化考慮和生產成本
31.6 結論
參考文獻
32 固氮藍藻——蘇云金芽胞桿菌以色列亞種滅蚊毒素的基因傳遞系統
32.1 引言
32.2 蘇云金芽胞桿菌以色列亞種（Bti）作為殺滅蚊子的生物殺蟲劑
32.3 藍藻作為BTI毒素傳輸系統的優勢
32.4 在魚腥藻PCC7120中表達蘇云金芽胞桿菌cry基因
32.5 天然絲狀藍藻的轉化和轉基因微生物的形成
參考文獻
33 提高海洋產品效率以穩定氣候和促進糧食安全生產
33.1 海洋食物
33.2 工藝
33.3 氣候穩定
33.4 海洋營養的過程
33.5 浮游植物生長速率（見第8章）
33.6 碳源吸收
33.7 法律和社會議題
33.8 結論
參考文獻
微藻拉丁名名單
索引

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目 錄
前言
致謝
1 微藻細胞 1
1.1 微藻在應用藻類學中是什么意思？ 1
1.2 微藻結構和形態學特征 1
1.3 超微結構和細胞分裂 4
1.4 細胞生長和發育 6
1.5 微藻系統分類學 6
參考文獻 12
2 微藻的光合作用 14
2.1 光合作用過程 14
2.2 光的性質 15
2.3 光合色素 16
2.4 光合作用的光反應 18
2.5 光合作用暗反應 22
2.6 光適應（Falkowski & Raven, 1997） 24
2.7 選擇使用在微藻生物技術中的監測技術 24
2.8 藻類生產力的理論極限 27
參考文獻 28
3 基本培養技術 30
3.1 微藻的分離 30
3.2 微藻生物活性分子篩選 31
3.3 藻株的維護和保存 32
3.4 生長因素的測量 32
3.5 培養形式 36
參考文獻 41
4 環境應力生理學 43
4.1 引言 43
4.2 光照與光合作用速率 43
4.3 鹽度應力 54
4.4 總結評述 56
4.5 總結 56
參考文獻 57
5 環境因素對細胞成分的影響 62
5.1 引言 62
5.2 環境因子 62
5.3 營養因子 63
5.4 鹽度 65
5.5 物理化學的協同作用對于細胞組分的影響 65
5.6 利用生物技術手段控制細胞組分 66
參考文獻 67
6 藻類營養　礦物營養 70
6.1 營養方式 70
6.2 營養需求 71
6.3 藻類生長營養培養基的配方 76
6.4 氮和磷的攝取 76
6.5 有限資源（營養物）的競爭 79
6.6 養分比例 80
6.7 影響養分吸收的物理因素 81
參考文獻 82
7 藻類營養：異養的碳營養 84
7.1 有機C培養基的吸收 84
7.2 生長和生產率 85
7.3 養殖系統和生產成本 86
7.4 混合營養 86
參考文獻 88
8 微藻大規模培養的生物學原理 91
8.1 光照：生長以及生產能力主要影響因素 91
8.2 細胞濃度：細胞光體系培養中的顯著影響因素 93
8.3 光能自養型攪拌混合培養 98
8.4 光照和黑暗（L-D）循環頻率 101
8.5 光程：光合培養中生長和產能的決定性因素 102
8.6 超高密度細胞培養 103
8.7 光程作用于培養菌生產率的光合作用的反應時間 109
8.8 平均光照強度 112
8.9 用于光合生產力的陽光和強光照的有效利用 113
8.10 大規模培養中的光合效率（見第2章） 119
8.11 大規模培養的維持 123
參考文獻 127
9 微藻大規模生產：光生物反應器 132
9.1 簡介 132
9.2 開放式池塘 132
9.3 光生物反應器 135
9.4 商業化PBR 145
9.5 PBR設計標準 149
9.6 PBR的生產率 151
9.7 PBR和開放式反應池比較 153
9.8 PBR的放大 153
9.9 總結和展望 154
參考文獻 155
10 細胞團及產物的下游處理 159
10.1 引言 159
10.2 獲取過程 159
10.3 脫水 167
10.4 細胞破碎 170
10.5 產品分離 172
10.6 產品純化 174
10.7 成本考慮：個案研究分析 175
10.8 結束語 180
10.9 術語 181
參考文獻 184
11 微藻細胞團及其副產物的工業生產——大量工業類小球藻 188
11.1 引言 188
11.2 工業背景 188
11.3 營養收益 189
11.4 兼養生產 189
11.5 異養產品（參見第20章和第31章） 191
參考文獻 193
12 微藻細胞團及其副產物的工業生產——大量工業類螺旋藻 195
12.1 引言 195
12.2 主要形態、細胞結構和分類特征 195
12.3 生理學、生物化學和基因特征 196
12.4 世界上工業生產 197
12.5 節旋藻生物量及其衍生生物制品 198
12.6 水華束絲藻 199
參考文獻 200
13 微藻細胞團及其副產物的工業生產——主要的工業品種 202
13.1 生物學和鹽度耐受力 202
13.2 ?-胡蘿卜素 203
13.3 杜氏藻的?-胡蘿卜素生物合成 204
13.4 番茄紅素生產的生物技術 205
13.5 杜氏藻市場產品 206
13.6 商業生產者 206
參考文獻 206
14 微藻細胞團及其副產物的工業生產——高潛能物質：紅球藻屬：紅球藻屬 208
14.1 簡介 208
14.2 蝦青素的化學成分 208
14.3 工業應用 209
14.4 生產技術 210
14.5 總結 213
參考文獻 213
15 微藻細胞團及其副產物的工業生產——高潛能物質：紫球藻屬 215
15.1 紅藻多糖：概要 215
15.2 環境對多糖生產的影響 216
15.3 固定碳的分離 216
15.4 細胞壁多糖的功能 217
15.5 紫球藻戶外培養的基本生理反應 217
15.6 環境對細胞組成以及多不飽和脂肪酸的影響 218
15.7 紫球藻的戶外大規模生產 218
參考文獻 219
16 微藻細胞團及其副產物的工業生產——高潛能物質：在封閉的環境下大規模
培養微藻 222
16.1 概述 222
16.2 室內培養體系 222
16.3 室外培養光生物反應器 223
16.4 結束語 224
參考文獻 225
17 微藻細胞團及其高潛能副產物的工業生產：念珠藻珠藻 227
17.1 形態 227
17.2 生長環境 227
17.3 影響因素 228
17.4 生殖與發展 229
17.5 化學組成 229
17.6 培養 231
參考文獻 231
18 人類和動物營養學中的微藻 233
18.1 引言 233
18.2 藻類的化學成分 233
18.3 毒理學方面 240
18.4 藻類消化過程的影響 242
18.5 新陳代謝研究 243
18.6 毒理學 243
18.7 藻類的動物飼料用途 246
18.8 藻類的治療作用 248
18.9 藻類的降膽固醇功能 255
18.10 營養質量標準 256
參考文獻 258
19 用于水產養殖的微藻：全球現狀及未來趨勢及 262
19.1 介紹—水產養殖—快速發展計劃 262
19.2 過濾性軟體動物 263
19.3 蝦類 265
19.4 魚類 266
19.5 精煉水產養殖的產品 267
19.6 未來發展 268
參考文獻 269
20 用于水產養殖的微藻：微藻產物— 271
20.1 在可調控的密閉體系中培養微藻 271
20.2 在開放式培養體系中生產微藻 275
20.3 水產養殖與微藻培養的一體化 279
21 用于水產養殖的微藻：微藻營養價值 283
21.1 引言 283
21.2 微藻的化學成分及營養價值 285
21.3 蝦青素 286
21.4 加工微藻的制備 288
參考文獻 290
22 固氮藍藻菌作為生物肥料在稻田的應用 292
22.1 自生的藍藻細菌 292
22.2 共生藻：滿江紅 296
22.3 結論 299
參考文獻 299
23 使用微藻生產氫和甲烷 301
23.1 背景 301
23.2 光合作用效率 301
23.3 微藻的氫代謝 303
23.4 直接生物光解 304
23.5 間接生物光解過程 305
23.6 利用微藻發酵生產氫氣和甲烷 306
23.7 結論 307
23.8 綜述 308
參考文獻 309
24 水污染和微藻的生物修復：富營養化和水中毒— 312
24.1 富營養化過程 312
24.2 營養物對富營養化影響 312
24.3 藻類水華的毒性作用 313
24.4 控制富營養化 317
24.5 毒素產生藻類的潛在用途 318
參考文獻 318
25 水污染和微藻的生物修復：水凈化：廢水氧化池中的微藻微藻 321
25.1 引言 321
25.2 穩定池管理原則 321
25.3 集約化養殖廢物 324
25.4 工業廢水 324
25.5 總結 326
參考文獻 326
26 水污染和微藻的生物修復微藻對重金屬的吸收和吸附—附 328
26.1 引言 328
26.2 微藻和重金屬的關系 328
26.3 金屬解毒 330
26.4 微藻在重金屬生物修復方面的潛在應用 331
參考文獻 332
27 能夠引起水污染和生物修復的微藻微藻對飲用水水質的影響 335
27.1 引言 335
27.2 微藻對水質凈化的作用 335
27.3 微藻對水質的負面影響 336
27.4 通過退田還湖從藻類中重獲生態效益 337
參考文獻 338
28 藍藻目的基因修飾：新生物技術的應用 339
28.1 引言 339
28.2 序列信息 340
28.3 轉化 341
28.4 代謝的靈活性 342
28.5 突變體的使用 343
28.6 生物技術方向的重要性 346
參考文獻 347
29 作為重組蛋白平臺的微藻 350
29.1 引言 350
29.2 藻類轉化 350
29.3 營養型工程 352
29.4 表達水平優化 352
29.5 下游加工 355
29.6 結束語 356
參考文獻 356
30 微藻中的生物活性物質 361
30.1 引言 361
30.2 觀點回顧及研究的連續性 361
30.3 有機體和可用性 362
30.4 次級代謝過程 363
30.5 通過篩選階段的群落生境中的微藻 365
30.6 微藻培養中的生物活性化合物 366
30.7 展望 375
參考文獻 375
31 水產養殖業中海洋藻類的異養生產 382
31.1 引言 382
31.2 菌種的選擇和優化 382
31.3 發酵培養基的設計 384
31.4 發酵罐從實驗室到生產水平的擴大 385
31.5 商業化考慮和生產成本 386
31.6 結論 387
參考文獻 388
32 固氮藍藻——蘇云金芽胞桿菌以色列亞種滅蚊毒素的基因傳遞系統 391
32.1 引言 391
32.2 蘇云金芽胞桿菌以色列亞種（Bti）作為殺滅蚊子的生物殺蟲劑 391
32.3 藍藻作為BTI毒素傳輸系統的優勢 392
32.4 在魚腥藻PCC7120中表達蘇云金芽胞桿菌cry基因 393
32.5 天然絲狀藍藻的轉化和轉基因微生物的形成 394
參考文獻 394
33 提高海洋產品效率以穩定氣候和促進糧食安全生產 398
33.1 海洋食物 398
33.2 工藝 398
33.3 氣候穩定 399
33.4 海洋營養的過程 400
33.5 浮游植物生長速率（見第8章） 402
33.6 碳源吸收 403
33.7 法律和社會議題 403
33.8 結論 404
參考文獻 405
微藻拉丁名名單 406
索引 407