環(huán)境生物螺旋藻-海南大學(xué)課件

環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)

環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境生物螺旋藻、顫藻的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物學(xué)特性及其應(yīng)用

環(huán)境生物螺旋藻、顫藻的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物學(xué)特性及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^顯微鏡玻片觀察與繪圖，結(jié)合課堂講解和資料查詢，對螺旋藻等藻類的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、分類、生物學(xué)習(xí)性、在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用等進(jìn)行深入的了解。二、指導(dǎo)老師：王旭、鄺春蘭三、實(shí)驗(yàn)時間：20周四、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室五、實(shí)驗(yàn)人員：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）概述螺旋藻是生長在熱帶地區(qū)堿水湖中的一種原始微生物，屬于藍(lán)藻門,顫藻科。它在這個星球上已生存了35億多年，是地球是最早出現(xiàn)的自養(yǎng)光合生物。1940年，法國藥物學(xué)家克萊（Creach）博士到非洲深險,來到中非乍得湖畔，發(fā)現(xiàn)湖面上漂著一種綠色植物，當(dāng)?shù)赝林涯崮啡擞米顐鹘y(tǒng)的方式從湖面撈取它們，直接拌以辣椒及香料作醬食用，或置于沙灘上曬成干品食用。這種綠色漂浮物就是一種螺旋形狀的藻類--螺旋藻（Spirulina）。在地理位置上，螺旋藻主要分布在南北緯35度的亞洲、非洲和南北美洲的堿性水體中，螺旋藻的品種很多，其中得到廣泛重視和研究的只有兩種：鈍頂螺旋藻（S.Platensis）、極大螺旋藻（S.Maxim）。這兩個種分別原產(chǎn)于中非的乍得湖和中美洲的墨西哥，并已被國內(nèi)外應(yīng)用于工廠化生產(chǎn)。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）概述從1962年起,法國國立研究院的G·克雷曼博士進(jìn)一步對螺旋藻的成分、生態(tài)、培養(yǎng)方法、食用安全性、保健功效進(jìn)行了十余年的專題研究，并在1973年于美國麻省理工學(xué)院召開的第二屆國際微生物蛋白質(zhì)會議及1974年聯(lián)合國糧農(nóng)組織會議將他的研究結(jié)果公開發(fā)表,從而受到全世界的關(guān)注。螺旋藻被現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)家稱之為“人類營養(yǎng)的微型寶庫”，被聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織（FAO）譽(yù)之為“二十一世紀(jì)最理想和最完美的食品”.

從1962年起,法國國立研究院的G·克雷曼博士進(jìn)一步對螺旋藻螺旋藻比其他任何食物含有更豐富、更均衡的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)及多種維生素、礦物質(zhì)、葉綠素、r-亞麻酸等不飽和脂肪酸和β-胡蘿卜素等。它所含有的人體不能合成的8種必需氨基酸，與聯(lián)合國“FAO”標(biāo)準(zhǔn)幾乎一致。1克螺旋藻粉所含的營養(yǎng)相當(dāng)于1000克各種蔬菜營養(yǎng)的總和。它集十余種維生素于一身，且含量非常豐富。真是天然食品的奇跡。由于鈍頂螺旋藻其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的特殊性，它容易被人體吸收消化，消化率達(dá)90%，堪稱最佳天然綠色保健食品。因此世界各國已廣泛的將其應(yīng)用于食品中。螺旋藻比其他任何食物含有更豐富、更均衡的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)及多種維生（二）營養(yǎng)成分墨西哥政府規(guī)定：該國的兒童食品內(nèi)必須含5%的螺旋藻；凡參加奧運(yùn)會運(yùn)動員的食物中需含20%--40%的螺旋藻。日本保健協(xié)會公布：螺旋藻是38種保健食品之一。美國將螺旋藻作為高級營養(yǎng)食品亦用作減肥食物。德國將螺旋藻制成特殊食品，供運(yùn)動員、婦幼、老人食用。法國、以色列、印度、泰國、我國臺灣等國家和地區(qū)都將螺旋藻制成各種食品，因此，國際上對其需求量已日漸增加。（二）營養(yǎng)成分螺旋藻的十大桂冠：聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）推薦：“21世紀(jì)最理想的食品”

聯(lián)合國教科文組織推薦：“明天最理想、最完美的食品”

國際微生物蛋白質(zhì)會議認(rèn)定：“未來的超級營養(yǎng)食品”

聯(lián)合國世界糧食會議公認(rèn)：“超級營養(yǎng)食品”

聯(lián)合國世界糧食協(xié)會稱譽(yù)：“21世紀(jì)最理想的營養(yǎng)源”

世界衛(wèi)生組織（WHO）確定：“人類21世紀(jì)最佳保健品”

美國糧食及藥物管理局（FDA）確認(rèn)：“最佳蛋白質(zhì)來源”

日本健康食品協(xié)會指定：“優(yōu)質(zhì)健康食品”

中國國家教委推薦：“中小學(xué)生午餐食品”

中國國家衛(wèi)生部認(rèn)定：“新資源營養(yǎng)食品螺旋藻的十大桂冠：（三）分類地位

螺旋藻(Spirulina)是一種多細(xì)胞的絲狀微藻(Microalga)，系藍(lán)藻門(Cyanophyta)，段殖藻目(Hormogonales)，顫藻科(Oscilatoriaceae)，螺旋藻屬(SpirulinaTurp.)。目前已知這個屬在全世界有36個種，有4個種分布在海洋中。（三）分類地位

（四）形態(tài)結(jié)構(gòu)螺旋藻藻體為單列不分枝的多細(xì)胞絲體，呈螺旋狀彎曲。細(xì)胞壁多為果膠質(zhì)和粘性多糖，含纖維素較少。細(xì)胞內(nèi)具有多數(shù)顆粒狀假空泡，藻體有上浮習(xí)性。正常生活的藻體顏色為藍(lán)綠色。螺旋藻的細(xì)胞結(jié)構(gòu)很簡單，屬原核生物，個體呈絲狀，一般其絲狀體呈螺旋狀，這是螺旋藻屬的一個特征。藻絲長50~500lxm，直徑約為1~12p,m。絲狀體一般沒有覆蓋粘性鞘?，F(xiàn)在國內(nèi)外工廠化生產(chǎn)的螺旋藻主要有兩個種：鈍頂螺旋藻(s．platensis)和極大螺旋藻(s．maxi—nu)。螺旋藻的形態(tài)因環(huán)境因素的不同而有變化。（四）形態(tài)結(jié)構(gòu)螺旋藻絲由多個柱狀細(xì)胞聯(lián)成（油鏡下，×330）螺旋藻絲由多個柱狀細(xì)胞聯(lián)成（油鏡下，×330）（五）繁殖方式

以細(xì)胞分裂為基礎(chǔ)，進(jìn)行藻絲斷裂和藻殖段形成是螺旋藻的主要繁殖方式。在培養(yǎng)過程中，螺旋藻藻絲中經(jīng)常會出現(xiàn)雙凹形“死”細(xì)胞，兩個凹面體之間的一段藻絲叫藻殖段。藻殖段通常由2個至多個細(xì)胞組成，形成后不久就能從產(chǎn)生的絲體中運(yùn)動出來，很快長成新的藻絲。螺旋藻繁殖能力極強(qiáng)，在理想條件下，每10小時即能成倍增長。（五）繁殖方式

以細(xì)胞分裂為基礎(chǔ)，進(jìn)行藻絲斷（六）生態(tài)條件

1.溫度。螺旋藻是一種嗜熱性藻類，能適應(yīng)的溫度范圍為9-42℃，最適溫度為28-32℃。

2.光照。適溫條件下生長的適宜光照強(qiáng)度為10000-30000米燭光。培養(yǎng)初期，對光照的適應(yīng)能力較差，過強(qiáng)光照易引起藻體脫色。螺旋藻具有極強(qiáng)的光能轉(zhuǎn)換效率，理想條件下高達(dá)18％，是其它普通植物的3倍多。

3.酸堿度。螺旋適于在堿性水體中生長，能適應(yīng)的PH值范圍為8.5-11，最適PH值為8.5-9.5。

4.鹽度。能適應(yīng)淡水至26‰的鹽度范圍，而10‰為培養(yǎng)的適宜鹽度。（六）生態(tài)條件

1.溫度。螺旋藻是一種嗜熱性藻類，能適應(yīng)的環(huán)境生物螺旋藻-海南大學(xué)課件七、作業(yè)

（一）通過顯微鏡觀測，繪制螺旋藻和顫藻的顯微結(jié)構(gòu)圖，并說明其形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。（二）說明螺旋藻的分類地位。（三）說明螺旋藻在環(huán)境生物學(xué)中的應(yīng)用。七、作業(yè)

實(shí)驗(yàn)二、環(huán)境生物小球藻、輪藻的鏡檢、生物學(xué)特性及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)二、環(huán)境生物小球藻、輪藻的鏡檢、生物學(xué)特性及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^顯微鏡玻片觀察與繪圖，結(jié)合課堂講解和資料查詢，對小球藻等藻類的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、分類、生物學(xué)習(xí)性、在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用等進(jìn)行深入的了解。二、指導(dǎo)老師：王旭、鄺春蘭三、實(shí)驗(yàn)時間：20周四、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室五、實(shí)驗(yàn)人員：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）概述綠藻門，卵孢藻科。藻體單細(xì)胞，球形或橢圓形，直徑僅數(shù)微米。無鞭毛，浮游生活。葉綠體杯形，或?yàn)閺澋陌迤瑺?。造粉核有或無，因種而異。繁殖時，原生質(zhì)體分裂數(shù)次，生成2、4、8或16個不動孢子；因孢子的形態(tài)與母細(xì)胞相似，故稱“似親孢子”。種類較多。多生長于淡水中，少數(shù)生于海洋中；另有一些生活在動物細(xì)胞內(nèi)或水螅等低等動物的內(nèi)腔內(nèi)。性喜溫暖，繁殖迅速，可大量培養(yǎng)。富含脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物鹽類和各種維生素，可作高蛋白質(zhì)食物，是宇航中的理想食糧。又可利用小球藻光合作用時釋放氧、吸收二氧化碳，解決宇航中氧的供應(yīng)。因它繁殖快，又易于控制，為良好的研究材料。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）概述（二）分類地位小球藻在分類上屬于綠藻門，綠藻綱，綠球藻目，卵孢藻科，小球藻屬。常見的有蛋白核小球藻，其他有眼點(diǎn)小球藻，卵形小球藻，鹽生小球藻和海生小球藻等。（二）分類地位（三）形態(tài)結(jié)構(gòu)小球藻細(xì)胞球形或廣橢圓形。細(xì)胞內(nèi)具有杯狀（蛋白核小球藻）或呈邊緣生板狀（卵形小球藻）的色素體。蛋白核小球藻的杯狀色素體中含有一個球形的蛋白核。細(xì)胞中央有一個細(xì)胞核。細(xì)胞的大小依種類而有所不同，蛋白核小球藻直徑一般為3—5微米，在人工培養(yǎng)的情況下，條件優(yōu)良，小球藻會變小一點(diǎn)。

（三）形態(tài)結(jié)構(gòu)（五）繁殖方式

以似親孢子的方式行無性生殖，首先在細(xì)胞內(nèi)部進(jìn)行原生質(zhì)分裂，把原生質(zhì)分裂為2、4、8……個孢子，然后這些孢子破母細(xì)胞而出，每個孢子長成一個新個體。（五）繁殖方式（六）生態(tài)條件

1.鹽度：不同種類的小球藻可以生活在自然的海水和淡水中，淡水種類較多，海水種對鹽度的適應(yīng)性很強(qiáng)，在河口，港灣，半咸水中都可以生存，也能移植到淡水中。

2.溫度：一般的小球藻在10—36度溫度范圍內(nèi)都能比較迅速地繁殖生長，最適宜的溫度在25度左右。

3.光照：在適溫下生長的最適應(yīng)的光照強(qiáng)度在10000勒克斯左右。

4.酸堿度：適宜的酸堿度為PH6—8左右。宜春高新技術(shù)專利產(chǎn)品開發(fā)中心編著。

（六）生態(tài)條件

1.鹽度：不同種類的小球藻可以生活在自（七）在環(huán)境生物學(xué)中的應(yīng)用

小球藻在含有有機(jī)質(zhì)（特別是氮肥多）的水體中生長很繁茂。小球藻中含有一種最重要的成分：小球藻促進(jìn)生產(chǎn)因子（CGF），它具有誘發(fā)干擾素，激發(fā)人體防御、免疫組織中的巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞的作用，又能促進(jìn)對以二惡英為代表污染環(huán)境的有害物質(zhì)的解毒、排泄作用。早在1962年，小球藻就被列入了中國藥典，日前獲準(zhǔn)列入中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會健康金橋重點(diǎn)工程計劃。（七）在環(huán)境生物學(xué)中的應(yīng)用小球藻在含有有機(jī)質(zhì)（特別是氮肥多七、作業(yè)（一）通過顯微鏡觀測，繪制小球藻和輪藻的顯微結(jié)構(gòu)圖，說明其形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。（二）說明小球藻的生物學(xué)特性。（三）說明小球藻在環(huán)境生物學(xué)中的應(yīng)用。七、作業(yè)（一）通過顯微鏡觀測，繪制小球藻和輪藻的顯微結(jié)構(gòu)圖，附錄：輪藻屬藻類植物的一門。藻體構(gòu)造比較復(fù)雜,有類似根、莖、葉的分化,長約10～15

cm,外形很像金魚藻?！扒o的頂端有大型頂細(xì)胞,經(jīng)分裂分化為藻體的各個部分。“莖的下面有分叉的假根,借此固著水底泥沙土中“莖節(jié)上輪生側(cè)“枝,“枝上具單細(xì)胞的“葉和兩性生殖器官。附錄：輪藻屬藻類植物的一門。藻體構(gòu)造比較復(fù)雜,有類似根、莖、輪藻有性生殖是卵式生殖。卵囊生于“葉腋中,通常呈卵形,外有5個螺旋狀纏繞的管細(xì)胞,在頂端形成5個冠細(xì)胞初為綠色,成熟時深褐色。精子囊生于卵囊下面,呈球形,外有8個盾形細(xì)胞,初為綠色,成熟時橘紅色。合子萌發(fā)經(jīng)過原絲體時期。除卵配生殖外,還可營營養(yǎng)繁殖,但是不產(chǎn)生無性孢子。分布在水流緩慢含鈣質(zhì)的池沼等水域中,常茂密成叢。過去列為輪藻綱,現(xiàn)已獨(dú)立為一門。常見屬是輪藻(Chara)。由于古輪藻化石在地層中的演替較清楚,因此在石油勘探中,對含油地層的劃分和對比有一定作用。輪藻有性生殖是卵式生殖。卵囊生于“葉腋中,通常呈卵形,外有5水稻種子在不同濃度鉛溶液中萌發(fā)率的變化水稻種子在不同濃度鉛溶液中萌發(fā)率的變化1目的與意義

用不同濃度醋酸鉛溶液培養(yǎng)水稻種子，研究鉛對水稻種子萌發(fā)的影響，了解和掌握以水稻代表的發(fā)芽勢和發(fā)芽率進(jìn)行的毒性實(shí)驗(yàn)的具體方法及毒物對水稻發(fā)芽勢與發(fā)芽率的影響；通過水稻種子發(fā)芽毒性試驗(yàn)，了解鉛對水稻種子的毒性效應(yīng)，監(jiān)測水體污染程度以及評價水體的使用價值，為早期預(yù)報重金屬對植物的毒害，為環(huán)境監(jiān)測中評價重金屬污染程度提供理論依據(jù)。1目的與意義

用不同濃度醋酸鉛溶液培養(yǎng)2材料與方法（1）材料和器材水稻種子；分析純醋酸鉛；蒸餾水；培養(yǎng)皿；濾紙；尺子；恒溫光照培養(yǎng)皿，溫度設(shè)定為25℃。（2）方法在一定溫度、濕度和光照條件下，用濾紙做發(fā)芽床，分別在第3天和第7天測定發(fā)芽勢和發(fā)芽率。2材料與方法（1）材料和器材3實(shí)驗(yàn)步驟（1）挑選籽粒飽滿、大小一致的水稻種子300粒，隨機(jī)分成6組，每組50粒。取6只培養(yǎng)皿，鋪上2層濾紙，分別編號為1、2、3、4、5、6。（2）用蒸餾水將醋酸鉛溶液逐級稀釋為40ml/l、80ml/l、100ml/l、200ml/l、400ml/l，稀釋過程中pH值的變化可不作考慮，獲得5種不同濃度的污染液。（3）向1、2、3、4、5號培養(yǎng)皿加入5ml的不同濃度醋酸鉛污染液（浸濕濾紙即可），6號培養(yǎng)皿加入等體積的蒸餾水作為對照。作3次重復(fù)。（4）在每只培養(yǎng)皿的濾紙上，均勻放置50粒水稻種子。3實(shí)驗(yàn)步驟（1）挑選籽粒飽滿、大小一致的水稻種子300粒，（5）將6只培養(yǎng)皿置于25℃、相對濕度75%、光照條件下的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；每天各實(shí)驗(yàn)組、對照組補(bǔ)充適量蒸餾水，以保持濾紙的濕潤。（6）發(fā)芽勢與發(fā)芽率的計算，分別與第3天和第7天測定記錄水稻種子發(fā)芽情況，將感染霉菌的種子要及時除去。發(fā)芽勢（%）=規(guī)定天數(shù)內(nèi)已發(fā)芽的種子粒數(shù)/供作發(fā)芽的種子總粒數(shù)×100發(fā)芽率(%)=全部發(fā)芽的種子粒數(shù)/供作發(fā)芽的種子總粒數(shù)×100%（7）種子發(fā)芽后應(yīng)具備的特征：水稻在正常發(fā)育的幼根中，其主根長度不短于種子長度，幼芽長度不短于種子長度的1/2者，為具有發(fā)芽能力的種子，以此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀察、計數(shù)（5）將6只培養(yǎng)皿置于25℃、相對濕度75%、光照條件下的恒4結(jié)論與討論（1）結(jié)果報告：種子名稱，來源，每種濃度處理的種子數(shù)，培養(yǎng)條件，污染物的每種濃度處理組和對照組的發(fā)芽率和發(fā)芽勢的平均值。（2）本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么？是否還需要進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)證實(shí)？（3）影響水稻發(fā)芽的主要因素是什么？試從植物種子發(fā)芽生理角度做分析。4結(jié)論與討論（1）結(jié)果報告：種子名稱，來源，每種濃度處理的水稻種子在不同濃度鉛溶液中萌發(fā)率的變化水稻種子在不同濃度鉛溶液中萌發(fā)率的變化1目的與意義

用不同濃度醋酸鉛溶液培養(yǎng)水稻種子，研究鉛對水稻種子萌發(fā)的影響，了解和掌握以水稻代表的發(fā)芽勢和發(fā)芽率進(jìn)行的毒性實(shí)驗(yàn)的具體方法及毒物對水稻發(fā)芽勢與發(fā)芽率的影響；通過水稻種子發(fā)芽毒性試驗(yàn)，了解鉛對水稻種子的毒性效應(yīng)，監(jiān)測水體污染程度以及評價水體的使用價值，為早期預(yù)報重金屬對植物的毒害，為環(huán)境監(jiān)測中評價重金屬污染程度提供理論依據(jù)。1目的與意義

用不同濃度醋酸鉛溶液培養(yǎng)2材料與方法（1）材料和器材水稻種子；分析純醋酸鉛；蒸餾水；培養(yǎng)皿；濾紙；尺子；恒溫光照培養(yǎng)皿，溫度設(shè)定為25℃。（2）方法在一定溫度、濕度和光照條件下，用濾紙做發(fā)芽床，分別在第3天和第7天測定發(fā)芽勢和發(fā)芽率。2材料與方法（1）材料和器材3實(shí)驗(yàn)步驟（1）挑選籽粒飽滿、大小一致的水稻種子300粒，隨機(jī)分成6組，每組50粒。取6只培養(yǎng)皿，鋪上2層濾紙，分別編號為1、2、3、4、5、6。（2）用蒸