本文以球等鞭金藻3011光自养培养为对象，对其培养过程涉及的培养条件与培养工艺优化、300L立袋和1000L平板光生物反应器培养效果比较等进行了较为深入的研究。通过实验确定最适培养温度为30℃。10L光生物反应器补料工艺可以使细胞密度比分批时高出140％，确定氮源利用量与细胞生长量之间的关系为：1mg/lNaNO3可以供给20.55×104cells/ml细胞生长。 在连续光照、白天光照和夜晚光照三种不同的人工光照模式下对10L光生物反应器中藻细胞生长规律研究表明，连续光照培养过程的细胞数和细胞干重连续增加；光暗周期光照培养过程的细胞数基本呈阶段式增加，细胞数增加主要发生在黑暗期，细胞干重只在光照期才增加。 建立了光在球等鞭金藻3011培养液中的衰减模型，并对10L光生物反应器中分批补料培养过程的平均光强和光区体积变化进行了分析。结果表明，反应器平均光强为720lx时，藻细胞维持所需能量与所获得的光能基本持平。光区比例0.43-0.47是藻细胞利用光的最低值。 对300L立袋与250ml摇瓶培养结果的分析表明，光照不足是藻细胞生长最主要的限制因素，据此提出了优化策略。增加通气量可以明显提高藻浓度，气液比由0.01vvm增加至0.3vvm，藻细胞密度增加106％。白天补加部分光照可使藻细胞细胞密度比自然光照时提高33.6％。连续补光和增加通气量，可使细胞密度提高266％。半连续培养时合适的初始密度与培养过程的光强有关。 1000L平板反应器的培养效果明显优于300L立袋。气液比为0.1vvm、0.15vvm、0.2vvm时，1000L平板反应器中的细胞密度分别比300L立袋提高20％、15％、7％；白天补光和夜晚增加光照的情况下，1000L平板反应器中的细胞密度分别比300L立袋提高25％、34.8％。半连续培养时，1000L平板反应器也明显优于300L立袋。