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第1章 海洋生化工程概论1

1.1海洋生化工程的概念1

1.1.1引言1

1.1.2海洋生化工程的概念7

1.2海洋生化工程的研究范畴8

1.2.1海洋微藻生物技术8

1.2.2海洋生物活性物质8

1.2.3海洋生物活性物质的制备技术9

1.2.4海洋微生物技术9

1.2.5海洋环境保护和海洋生物修复技术9

1.2.6近海滩涂生物资源的保护与利用9

第2章 微藻与微藻生物技术10

2.1微藻生物技术概述10

2.1.1引言10

2.1.2微藻与微藻生物技术11

2.1.3微藻的大规模培养和生物量采收13

2.1.4微藻的化学组成和营养价值14

2.1.5微藻生物量的应用16

2.2光生物反应器16

2.2.1光生物反应器及其研究进展16

2.2.2光生物反应器的主要类型和特点17

2.2.3影响光生物反应器设计的主要因素及设计原则19

2.2.4光生物反应器的应用前景21

2.3常见的海洋微藻22

2.3.1紫球藻22

2.3.2螺旋藻23

2.3.3球等鞭金藻24

2.3.4硅藻24

2.3.5纤细角毛藻25

2.3.6新月菱形藻26

2.3.7小球藻26

2.3.8盐藻27

2.3.9扁藻27

2.3.10雨生红球藻28

2.3.11栅藻28

2.3.12裸藻28

2.4海洋微藻的培养技术28

2.4.1环境及营养因子对微藻生长的影响29

2.4.2微藻生长抑制物对微藻生长的影响38

2.4.3海洋微藻高密度培养技术42

2.4.4几种海洋微藻的高密度培养及应用47

2.5微藻的生长与生长动力学研究61

2.5.1微藻的生长特点61

2.5.2微藻的生长动力学61

2.5.3螺旋藻的生长动力学模型63

2.6转基因微藻66

2.6.1微藻转基因技术66

2.6.2海水小球藻外源基因转化系统的建立72

2.6.3转植酸酶基因小球藻的培养及其生理生化分析75

2.6.4转植酸酶基因小球藻的培养78

2.6.5杜氏盐藻外源基因转化系统的建立80

2.7海洋微藻生物能源的开发与利用82

2.7.1海洋微藻作为新生物能源原料的可行性82

2.7.2微藻生产生物燃料的研究进展84

2.7.3产油微藻87

2.7.4微藻生物质转化生物能源88

2.8海洋微藻在污染海水处理方面的应用89

2.8.1对海洋水产养殖废水的利用89

2.8.2重金属离子对球等鞭金藻生长及生化成分含量的影响94

2.8.3 Cu2﹢对铜绿微囊藻生长及光合效应的影响96

2.9海洋赤潮微藻97

2.9.1赤潮及其分类98

2.9.2影响赤潮形成的主要因素98

2.9.3赤潮的危害及防治99

2.9.4微藻毒素100

2.9.5我国的赤潮100

2.9.6赤潮的治理101

2.10结语102

第3章 海洋生物活性物质103

3.1海洋生物多样性与化学多样性103

3.1.1生物多样性103

3.1.2化学多样性107

3.1.3合成或积累海洋生物活性物质的海洋生物108

3.2海洋微藻生物活性物质115

3.2.1不饱和脂肪酸116

3.2.2微藻多糖123

3.2.3藻胆蛋白130

3.2.4微藻色素134

3.2.5微藻毒素135

3.2.6抗生素136

3.2.7利用微藻生产活性物质的优缺点139

3.3大型海洋藻类生物活性物质140

3.3.1大型海洋藻类简介140

3.3.2海藻多糖141

3.3.3萜类145

3.3.4酚类148

3.3.5海藻凝集素149

3.3.6甾醇150

3.3.7海藻植物激素151

3.3.8氨基酸类生物活性物质154

3.3.9其他生物活性物质154

3.4海洋无脊椎动物的生物活性物质155

3.4.1几种重要的海洋无脊椎动物155

3.4.2海洋无脊椎动物的生物活性物质160

3.5海洋微生物合成的生物活性物质173

3.5.1海洋微生物抗菌活性物质175

3.5.2海洋微生物抗肿瘤活性物质179

3.5.3酶抑制剂184

3.5.4生物毒素185

3.5.5其他活性物质185

3.6沿海滩涂耐盐植物的生物活性物质186

3.6.1抗坏血酸186

3.6.2谷胱甘肽186

3.6.3类胡萝卜素类186

3.6.4维生素E186

3.6.5植物酚186

第4章 海洋生物活性物质制备技术及其应用187

4.1海洋生化制备技术的特点及基本原理187

4.1.1海洋生化制备的特点187

4.1.2海洋生化制备方法的基本原理188

4.1.3海洋生化分离制备方案的设计及技术方法的选择188

4.1.4海洋生物活性物质研究的基本程序189

4.2海洋生物原料预处理及固液分离技术190

4.2.1海洋生物原料的预处理190

4.2.2离心分离191

4.2.3膜分离技术192

4.2.4沉淀分离技术194

4.3海洋生物活性物质的提取技术195

4.3.1概述195

4.3.2常用提取方法196

4.3.3双水相萃取196

4.3.4反胶束提取技术197

4.3.5超临界流体萃取技术197

4.3.6液膜萃取198

4.3.7其他萃取方法198

4.3.8界面力分离技术199

4.3.9色谱分离技术201

4.3.10浓缩与干燥205

4.4指纹图谱技术206

4.4.1指纹图谱的意义206

4.4.2指纹图谱的建立206

4.4.3指纹图谱的研究方法207

4.5海洋生物活性物质的制备与应用研究208

4.5.1概述208

4.5.2紫球藻多糖的分离纯化及其活性研究215

4.5.3褐藻硫酸酯多糖的制备219

4.5.4海带植物激素的分离及其活性研究221

4.5.5海带多酚的提取及其抗肿瘤活性226

4.5.6角叉菜多糖的分离提取及其生物活性228

4.5.7海洋纤维素酶与几丁质酶234

4.5.8海鞘油脂的分离提取235

4.5.9海水灌溉库拉索芦荟多糖的分离及其生物活性238

4.5.10海水灌溉长春花主要生物碱的提取与测定244

4.5.11耐盐菊芋块茎菊粉的提取246

第5章 海洋生物修复技术250

5.1生物修复的概念、类型和特点250

5.1.1生物修复的概念250

5.1.2生物修复技术的产生与发展251

5.1.3生物修复的类型251

5.1.4生物修复的特点252

5.2海洋有机污染物的生物修复252

5.2.1海洋有机污染的种类252

5.2.2海洋多环芳烃污染的生物修复259

5.2.3海洋石油污染的生物修复263

5.2.4海洋农药污染的生物修复265

5.3海洋重金属污染的生物修复270

5.3.1海洋重金属污染的微生物修复271

5.3.2海洋重金属污染的植物修复273

5.3.3海洋重金属污染的动物修复275

5.4富营养化海水养殖区的生物修复276

5.4.1海水养殖区的环境问题276

5.4.2富营养化海水养殖区的微生物修复276

5.4.3富营养化海水养殖区的植物修复278

5.5生物修复研究实例279

5.5.1柄海鞘对重金属的富集作用279

5.5.2微藻对重金属的富集作用288

5.5.3海洋低等动物对甲胺磷和氧乐果的降解作用289

5.5.4菱形藻对养殖废水中N、P的去除作用291

5.5.5海洋细菌对石油的降解293

第6章 近海滩涂生物资源的开发利用296

6.1浅海滩涂资源开发的意义296

6.1.1浅海滩涂资源开发是实现人类可持续发展的重要保证296

6.1.2浅海滩涂资源开发是改善我国居民食物结构和保障食物安全的需要297

6.1.3浅海滩涂资源开发是我国农村经济跨世纪发展的必然战略选择297

6.2国内外浅海滩涂资源现状和开发模式297

6.2.1浅海滩涂的资源分布与类型297

6.2.2我国浅海滩涂资源的总体情况298

6.2.3国外浅海滩涂开发利用的现状和主要模式299

6.2.4我国浅海滩涂开发利用的现状和主要模式303

6.3国内外浅海滩涂技术的发展趋势307

6.3.1海水养殖优质抗逆品种培育与苗种繁育技术307

6.3.2浅海规模化养殖和增殖技术308

6.3.3耐盐植物筛选和种植技术312

6.4我国浅海滩涂开发中存在的问题和对策315

6.4.1存在的主要问题315

6.4.2主要对策317

6.5浅海滩涂开发的重点领域318

6.5.1生态工程318

6.5.2种苗工程318

6.5.3饵料工程318

6.5.4高值化工程318

6.5.5信息化工程319

6.6浅海滩涂生物资源开发实例319

6.6.1耐盐芦荟的开发与利用319

6.6.2耐盐高效植物——菊芋新品种选育及滨海盐土轻简化栽培330

6.6.3浅海滩涂生物资源调查——以烟台海区为例341

参考文献348