光合细菌概述
光合细菌的分类
能进行光合作用的原核生物的总称，分为产氧光合细菌和不产氧光合细菌两大类。
光合细菌概述
光合细菌均为革兰氏阴性细菌，是一群没有形成芽孢能力的细菌，但细胞形态非常多样，有单细胞亦有多细胞者；有球形、杆状、半环状、螺旋状，还有突柄种类；有以鞭毛运动，亦有滑行运动或不运动者。主要以二分裂方式进行繁殖，少数为出芽生殖。光合细菌菌体内含有菌绿素和类胡萝卜素，其种类和数量不同，菌体可以呈现不同的颜色。光合细菌是自然界存在比较古老的细菌类群，光合细菌适宜水温为15-40℃，最适水温为28-36℃。光合细菌的代谢类型极为多样，具有光合、固氮、降解大分子有机物、硝化、反硝化、硫化物氧化等多种代谢功能。同时，光合细菌也是营养成分很丰富的物种之一。
光合细菌的分布
广泛分布于沼泽、池塘、湖泊、河流、水沟、海洋以及土壤中，忍耐高温、高盐及低温、低盐的能力特别强，甚至在90℃高温的温泉中，在30%盐分的盐湖，在深达2000米的深海里，在南极冰封的海岸上，都能找到光合细菌的踪迹。
光合细菌作用机理
光合细菌的光合作用
1.光合细菌的细胞结构
光合细菌细胞内存在以细胞膜内折形成的囊状载色体，其中色素主要有细菌叶绿素和多种类胡萝卜素。吸收光能转变为化学能。与绿色植物不同的是，光合细菌的光合作用是不产氧的。
2.光合作用过程
以硫化物（H2S）、分子氢或有机物作为供氢体还原CO2。产生H2，还能分解有机物以及在某些条件下进行固氮作用。
光合细菌除氮原理
在厌氧条件下，光合细 菌通过胞外蛋白酶水解，将污水中的有机氮转化为氨基酸，之后经脱氨基 作用生成氨态氮，生成的氨氮以及污水中原有的氨氮均被同化进入光合细菌菌体中，供菌株生长繁殖。同时具有反硝化活性的光合细菌依靠各种酶以污水中的硝酸盐或亚硝酸盐作为最终电子受体，利用外界简单有机物为供氢体进行反硝化作用。反硝化作用又分为同化作用和异化作用，在同化作用下，硝酸盐和亚硝酸盐被转化为氨氮，可被菌体同化利用;在异化作用下，硝酸盐和亚硝酸盐被还原成气态氮，排出水体，其中异化作用是除氮的主要途径。
光合细菌除磷原理
在好氧条件下，光合细菌利用 O2 为电子受体进行有氧呼吸，不断氧化胞内储存的聚羟基烷酸，同时不断从外界环境摄取乙酸、甲酸甲酯以及氨氮等作为有机底物进行氧化分解，获得能量，并利用产生的能量超量吸收废水中的磷，以聚磷酸盐的形式贮存在细胞体内 。
当处于厌氧条件时，光合细菌吸收污水中短链脂肪酸以及挥发性脂肪酸等易降解的有机物，再由 中短链脂肪酸通过三羧酸循环或由糖原经糖酵解途径或 2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖途径提供的还原型辅酶Ⅰ的作用下合成 溶解性磷酸盐，在此过程中主要通过光合细菌体内聚磷酸盐的释放以及三磷酸腺苷的水解提供能量，因而污水中的溶解性磷酸盐会不断增加。
光合细菌扩培技术
光合细菌扩培条件
1.所需营养：碳源、氮源、维生素和矿物质。
2.温度：23~39℃。
3.光照：5000~10000lux（自然光或补光）。
4.pH值：随着光合细菌大量繁殖，菌液的pH值会不断升高，pH过高会抑制菌类生长繁殖，为延长光合细菌指数生长期，需采用加酸、采收或扩大培养等方法降低菌液pH值。
5.光合细菌几乎不受盐度影响。
培养方式
1.开放式微气光照培养
在培养容器中加入气泵，在适宜光照和温度下进行微充气培养，经过7~10天，可采收或进一步扩培。
2.全封闭厌氧式培养
将菌液充满整个培养容器，封口，造成厌气的培养环境，放置在有光照，适宜温度下，培养5~10天，可采收使用或接着扩培。
两种培养方式相比，全封闭厌气培养方式较为理想，微气培养方式杂菌污染程度大，培养达到的菌细胞密度低。
扩培工具
菌种和培养基
扩培工具消毒
紫外消毒灯消毒：
将工具清洗干净后，放在紫外灯灯光范围内照20分钟即可。
（如果是小型玻璃容器可采用加热煮沸的方法消毒）
培养基的配置
接种
1.接种时间：
上午8-10点左右，有活力的菌趋光上浮的时候。
2.接种比例：
菌种：水=1:4（ 菌种 水）毫升数/50=培养基毫升数
3.接种步骤：
1升菌种加4升纯净水，加100毫升培养基，培养5~10天，观察颜色变红，一桶5升的光合细菌就培养出来了，可以用到外塘或进一步扩培。
培养管理
观察和检查：
如发现有异常颜色、大量沉淀、附壁、水表面出现菌膜、菌液混浊等都是生长不正常的现象。影响光合细菌生长和繁殖的原因很多，主要有光照、温度、营养和敌害四个方面。发现上述现象，应在显微镜检查的基础上，结合当时环境条件的变化进行综合分析，查出影响光合细菌生长的原因，并采取相应的对策。
光合细菌在水产养殖上的应用
作为水质净化剂
光合细菌的一个显著作用就是净化水质。光合细菌直接抑制水产品粪便中的有害细菌，使水质不被污染；光合细菌还能降解水质中的有害物质，如亚硝酸盐等。因此，光合细菌的应用对水质净化能够起到非常显著的作用。光合细菌的应用还能增加水中溶解氧含量，因为光合细菌不需要消耗氧气，溶解氧的增加不仅提高了水质质量，而且能促进养殖产品快速生长 。
作为饲料添加剂
光合细菌作为优良的饲料添加剂，其本身是活蛋白，营养丰富，易于消化，对水产动物的生长发育有极大的促进作用。被作为饲料添加剂使用时，促进水产品生长的效果比普通的饲料添加剂明显得多。其通过细菌本身的有益菌来提高养殖产品的消化能力，从而促进养殖产品生长，增加产量，提高产品肉质，而且能保障养殖产品有机绿色、无污染。
作为药物
光合细菌被当作预防和治疗疾病的药物，应用在水产养殖业中也是很普遍的。其利用本身的有益细菌来预防水产品疾病的效果较为显著，比如，鱼虾等养殖产品使用光合细菌后可以直接增加体内的免疫细胞数量，间接增加免疫力，从而促进养殖产品能够健康生长。其不仅可以改变养殖产品的免疫能力，而且可以通过其本身释放的辅酶来杀灭水体中的有害菌，可预防、治疗腐烂病和肠道疾病等。另外，光合细菌的应用可以促进浮游生物生长，尤其是小型轮虫的增长。所以，浮游生物总体上表现为数量增加而生物量下降，从而促进养殖产品的生长，增强抵抗力。
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