Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт фундаментальной биологии и биотехнологии

Кафедра водных и наземных экосистем

УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой

_____ _____________

подпись инициалы, фамилия

« _____» _______ 20 ___ г.

БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

Использование вспененного полиэтилена в качестве субстрата для иммобилизации водорослей

020200.62 - «Биология»

Руководитель ________ профессор кафедры водных и

наземных экосистем,

д.б.н. Гаевский Н.А.

Выпускник ________ Солоненко Е.В.

Красноярск 2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5

I.1. Потенциальные возможности практического использования иммобилизованных клеток водорослей 5

I.2. Свойства и основные характеристики вспененного полиэтилена 9

I.3. Общие представления о фотосинтетических пигментах водорослей 11

I.4. Флуоресцентная оценка таксономической структуры фитопланктона 16

II. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 19

3.1. Изучение физико-химических свойств вспененного полиэтилена 22

3.1.1. Плотность и способность к влагонасыщению 22

3.1.2. Оптические свойства 22

3.1.3. Термоустойчивость 23

3.2. Применение вспененного полиэтилена для иммобилизации клеток водорослей 23

3.2.1. Таксономический состав водорослей, иммобилизованных на вспененном полиэтилене 23

3.3. Функциональные показатели иммобилизованных клеток 25

3.3.1. Концентрация зелёных пигментов 25

3.3.2. Биомасса иммобилизованных водорослей 26

3.3.3. Структурно-функциональные характеристики 27

4. Устойчивость иммобилизованных клеток водорослей к модельному токсиканту (сульфату меди) 31

ВЫВОДЫ 34

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 35

Введение

Микроводоросли находят применение в научных исследованиях, производстве органических веществ и экологии. Многие полезные свойства водорослей связаны с их таксономической принадлежностью, а также с условиями роста и развития. Интерес к методам увеличения скорости роста микроводорослей возрос в связи с недавно открытой возможностью получения из них биотоплива и других видов биопродукции (Tate et al., 2013). Водоросли играют важную роль в биогеохимических оборотах биогенных элементов в экосистемах (Pérez-Martínez, et al., 2010), а также в балансе тяжелых металлов (Pradhan, Rai, 2001).

В природе встречаются свободноживущие и прикрепленные к субстрату микроводоросли. Оба способа существования находят применение и в лабораторных способах их выращивания. В последние годы внимание исследователей привлекают иммобилизованыые культуры водорослей (Mallik, 2006; Pérez-Martínez, et al., 2010), так как иммобилизация способна повысить интенсивность биохимических процессов.

В качестве материала для иммобилизации часто используют альгинат кальция (альгинат натрия), благодаря их высокой способности удерживать воду и клетки водорослей. Вместе с тем, разрабатываются и другие материалы для иммобилизации (силикаты, агар-агар, хитозан) (Mallik, 2006).

Появление на рынке вспененного полиэтилена и предварительный анализ его свойств (нейтральность по отношению к среде, отсутствие окраски, способность пропускать свет, большая адсорбирующая поверхность, пористость) позволил высказать предположение о возможности его использования для иммобилизации клеток водорослей.

Целью настоящей работы явилась оценка возможности использования вспененного полиэтилена для иммобилизации клеток водорослей.

Задачи работы следующие:

1. Изучить физико-химические свойства вспененного полиэтилена.

2. Исследовать возможность иммобилизации водорослей на поверхности вспененного полиэтилена.

3. Исследовать устойчивость иммобилизованных клеток водорослей к модельному токсиканту (сульфату меди).

Работа выполнена на кафедре водных и наземных экосистем Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета.