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| 編輯推薦： |
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清华大学优秀博士学位论文丛书（以下简称优博丛书）精选自2014年以来入选的清华大学校级优秀博士学位论文（Top 5%）。每篇论文经作者进一步修改、充实并增加导师序言后，以专著形式呈现在读者面前。优博丛书选题范围涉及自然科学和人文社会科学各主要领域，覆盖清华大学开设的全部一级学科，代表了清华大学各学科*秀的博士学位论文的水平，反映了相关领域*的科研进展，具有较强的前沿性、系统性和可读性，是广大博硕士研究生开题及撰写学位论文的必备参考，也是科研人员快速和系统了解某一细分领域发展概况、*进展以及创新思路的有效途径。
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| 內容簡介： |
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藻类能够在外界磷资源耗尽的情况下，利用自身储存的内源磷维持生长。本书以这一现象为契机，初步构建了以有限的磷资源生产更多藻类生物质的培养策略，从而为实现藻类生物质能源的可持续大规模生产提供了理论指导和技术支持，可供新能源、藻类培养、藻类生物质能源等领域的科研人员和工程技术人员阅读参考。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1研究背景
1.1.1藻类生物质能源的优势及发展需求
1.1.2全球磷资源的储备及消耗情况
1.1.3藻类生物质能源大规模生产对磷资源的需求
1.1.4降低磷资源消耗的途径
1.2研究现状
1.2.1藻细胞对磷的吸收及储存
1.2.2藻细胞利用磷生长的动力学模型
1.2.3单位磷实际生物质产量
1.2.4藻细胞利用内源磷生长的生理生化特性
1.3有待进一步研究的问题
1.4研究目的与内容
1.4.1研究目的
1.4.2研究内容
1.4.3技术路线
第2章藻细胞利用磷生长的基本特性
2.1材料与方法
2.1.1材料
2.1.2方法
2.2藻细胞的基本生长及氮磷吸收特性
2.2.1藻细胞的基本生长特性
2.2.2藻细胞的氮磷吸收利用特性
2.3藻细胞的氮磷含量及单位磷生物质产量的变化
2.3.1藻细胞的氮磷含量变化
2.3.2藻类单位磷生物质产量变化
2.4提高单位磷生物质产量的潜力及可行性分析
2.5本章小结
第3章不同微藻利用内源磷的生物质生产潜力
3.1材料与方法
3.1.1材料
3.1.2方法
3.2不同微藻利用内源磷的基本生长情况
3.2.1小球藻对外源磷的吸收特性及其生长情况
3.2.2栅藻对外源磷的吸收特性及其生长情况
3.2.3其他种属微藻对外源磷的吸收特性及其生长
情况
3.2.4不同微藻利用内源磷的生长特性总结
3.2.5不同微藻利用内源磷生长的动力学模型分析
3.2.6不同微藻的单位磷理论生物质产量对比
3.3不同微藻利用内源磷生长的油脂积累特性
3.3.1不同微藻利用内源磷生长的油脂积累情况
3.3.2不同微藻生产生物柴油的磷资源消耗对比
3.4高效利用磷资源的模式藻种选择
3.5本章小结
第4章培养条件对藻细胞利用内源磷生长的影响
4.1材料与方法
4.1.1材料
4.1.2方法
4.2初始总氮浓度对单位磷实际生物质产量的影响
4.2.1不同初始总氮浓度下藻细胞对溶解性氮磷的吸收
情况
4.2.2不同初始总氮浓度下藻细胞利用内源磷的生长
特性
4.2.3不同初始总氮浓度下单位磷实际生物质产量的
变化
4.2.4不同初始总氮浓度下藻细胞的油脂积累特性
4.3初始总磷浓度及光照强度对单位磷实际生物质产量的
影响
4.3.1不同初始总磷及光照强度下藻细胞对溶解性氮磷的
吸收情况
4.3.2不同初始总磷及光照强度下藻细胞利用内源磷的
生长特性
4.3.3不同初始总磷及光照强度下单位磷生物质产量的
变化
4.3.4不同初始总磷及光照强度下藻细胞的油脂积累
特性
4.4藻细胞利用内源磷生长影响因素综合分析
4.4.1藻细胞利用内源磷生长的综合模型
4.4.2实现高生物质产量及高油脂含量的培养策略
4.5本章小结
第5章藻细胞利用内源磷生长的生理生化特性变化
5.1材料与方法
5.1.1材料
5.1.2方法
5.2藻细胞对外源氮磷的吸收及其基本生长情况
5.2.1栅藻对外源氮磷的吸收情况
5.2.2栅藻利用内源磷的生长情况
5.2.3栅藻的内源磷含量及单位磷生物质产量的变化
5.3藻细胞利用内源磷生长的叶绿素含量及光合作用活性
变化
5.3.1栅藻利用内源磷生长的叶绿素含量变化
5.3.2栅藻利用内源磷生长的光合作用活性变化
5.4藻细胞利用内源磷生长的细胞形态结构及沉降性质变化
5.4.1栅藻利用内源磷生长的细胞形态变化
5.4.2栅藻利用内源磷生长的细胞重量及密度变化
5.4.3栅藻利用内源磷生长的沉降性能变化
5.5藻细胞利用内源磷生长的能源物质积累特性
5.5.1栅藻利用内源磷生长的油脂积累特性
5.5.2栅藻利用内源磷生长的油脂、蛋白质、糖类积累
特性
5.6本章小结
第6章结论与建议
6.1结论
6.2建议
参考文献
索引
在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
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| 內容試閱：
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导师序言能源短缺和气候变化是21世纪人类社会面临的两大危机。近年来，世界范围内的人口快速增长和经济发展加剧了化石燃料的消耗。化石燃料是一种不可再生的非可持续能源，其剩余储量已十分有限。同时，化石燃料的大量使用导致大气中二氧化碳等温室气体浓度的升高，从而引发了温室效应等一系列全球性的气候变化问题。因此，开发利用可再生和环境友好型新能源，成为国际社会面临的重大课题。在各类新能源中，藻类生物质能源因其独特的优势而被众多学者视作最具竞争力的化石燃料替代品之一。与太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等非生物质能源相比，藻类生物质可用于生产生物柴油、生物乙醇、航空燃油等多种液体燃料。这些燃料可被绝大多数当前的交通工具直接使用，是化石燃料最理想的替代品。与其他类型的生物质能源相比，藻类的生长速度更快，光合作用效率更高，油脂、蛋白质、可溶性多糖等的含量更高，其加工转化所得的产物也具备更高的热值。由于上述优势，藻类生物质能源逐渐成为新能源领域的研究前沿和热点。虽然微藻生物质被认为是一种可再生且可持续的能源，但藻类生物质能源的生产过程将不可避免地消耗大量水资源，以及不可再生的磷资源等。这也是藻类生物质能源实现大规模应用的重要限制因素。本课题组以实现微藻生物质大规模可持续培养为目标，围绕藻类生物质生产与污水深度处理耦合技术、藻类培养液循环利用技术、藻类生长促进技术、微藻附着培养与氮磷深度去除技术、微藻溶解性有机物分泌及其控制等开展了较为系统的研究，并获得了较为丰富的成果。自2005年以来，从事该方向研究的博士、硕士研究生和博士后达12人，其中已毕业博士生3人（李鑫、于茵、巫寅虎）、硕士生4人（杨佳、朱树峰、Nora Graciela、Deantes Victor）、出站博士后1人（苏贞峰）。前期实验发现，藻类在生长过程中能够过量吸收培养液中的磷，并将其储存于细胞中转化为细胞内源磷。促进藻细胞利用内源磷的生长是利用有限的磷资源生产更多藻类生物质的关键。巫寅虎的博士学位论文围绕这一问题开展了较为系统、深入的研究，并取得了具有理论意义和应用价值的创新性成果。巫寅虎的博士学位论文系统考察了藻细胞利用磷生长的基本特性，并结合藻类生长动力学模型分析，提出了提高单位磷生物质产量的技术目标以及相应的藻种筛选标准； 从17株微藻中筛选出利用内源磷生长能力最强的栅藻LX1，进一步考察了培养条件对其利用内源磷生长的影响，掌握了其利用内源磷生长过程的生理生化特性变化。该论文取得的主要创新性成果如下： （1） 通过实验研究和理论分析，提出了同时实现高生长速率和高单位磷生物质产量的藻种筛选标准，即藻种的最小细胞磷含量Q0应低于0.1%，并从17株能源微藻中筛选得到了满足该标准的藻种。该成果为选择适于大规模培养的藻种提供了重要的理论依据。（2） 发现在利用内源磷生长的过程中，栅藻LX1的细胞种群密度达到稳定期后，其生物质干重仍然持续增长，并开始大量积累三酰甘油酯（TAGs），油脂中的TAGs含量在稳定期后期达到最大值。该成果对于优化藻类的培养策略具有重要的工程意义。（3） 发现在高氮、高光照条件下，藻细胞可充分利用内源磷生长，单位磷生物质产量与油脂含量呈正相关，并且可同时获得高生物质生产速率及高油脂含量。该成果在一定程度上破解了藻细胞生长速率与油脂含量的矛盾。（4） 综合以上成果，提出了微藻大规模培养过程中，同时保障微藻快速生长和提高TAGs积累的磷理论添加量计算方法。该论文取得的成果可为藻类生物质能源的可持续生产提供重要的理论基础和工程指导。胡洪营清华大学环境学院2016年7月
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