第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌

第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌1藍(lán)細(xì)菌

(Cyanobacteria)亦名藍(lán)藻或藍(lán)綠藻(blue-greenalgae)。它與高等綠色植物和高等藻類(lèi)一樣，含有光合色素-葉綠素a，也進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用。60年代前作為藻類(lèi)植物中的一群。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)研究表明，它的細(xì)胞核也沒(méi)有核膜，沒(méi)有有絲分裂器，細(xì)胞壁也與細(xì)菌相似，由多粘復(fù)合物(肽聚糖)構(gòu)成，含二氨基庚二酸，革蘭氏染色陰性，所以現(xiàn)在趨向于將它們歸屬于原核微生物中。2一、藍(lán)細(xì)菌特點(diǎn)1、藍(lán)細(xì)菌與細(xì)菌相似之處

1）無(wú)核膜，核物質(zhì)只是一個(gè)環(huán)狀雙鏈DNA分子。2）細(xì)胞壁分為內(nèi)外兩層，外層為脂多糖，內(nèi)層為肽聚糖。與G-細(xì)菌十分相似。

3）70S核糖體。

4）沒(méi)有任何細(xì)胞器。

32、藍(lán)細(xì)菌與細(xì)菌不同的特征1）藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞壁也含有纖維素，2）細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行光合作用的部位稱(chēng)類(lèi)囊體，類(lèi)囊體膜上含有葉綠素α、β，胡蘿卜素以及與光合電子傳遞鏈有關(guān)的組分。藻膽蛋白為類(lèi)囊體所特有，其功能是吸收光能，并把它轉(zhuǎn)移到光系統(tǒng)Ⅱ中，而葉綠素a則在光系統(tǒng)Ⅰ中發(fā)揮作用。3）與其他原核生物相比，在化學(xué)組成上，藍(lán)細(xì)菌最獨(dú)特之處是含有兩個(gè)或多個(gè)雙鍵組成的不飽和脂肪酸，而細(xì)菌差不多都含有飽和脂肪酸和只有一個(gè)不飽和脂肪酸。

4二、藍(lán)細(xì)菌菌體結(jié)構(gòu)與G-菌類(lèi)似1、細(xì)胞壁——外膜和內(nèi)膜（肽聚糖）:其中許多種能不斷地向細(xì)胞壁外分泌膠粘物質(zhì)，類(lèi)似細(xì)菌的莢膜，將一群群細(xì)胞或絲狀體結(jié)合在一起，形成膠團(tuán)或膠鞘。2、細(xì)胞膜（單層，少有間體）3、細(xì)胞核（原核）4、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物5類(lèi)囊體：原始的片層結(jié)構(gòu)，是由多層膜片相疊而成的，分布在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，片層結(jié)構(gòu)所包含的光合作用色素有葉綠素a、藻膽素(藻膽蛋白)和類(lèi)胡蘿卜素。藻膽素在光合作用中起輔助色素的作用，是藍(lán)細(xì)菌所特有的。藻膽素又包括藻藍(lán)素和藻紅素兩種，大多數(shù)藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中，以藻藍(lán)素占優(yōu)勢(shì)，并與其他色素?fù)胶驮谝黄?，使?xì)胞呈特殊的藍(lán)色，故稱(chēng)為藍(lán)細(xì)菌。

6氣泡：使菌體漂浮，并使菌體能保持在光線(xiàn)最多的地方，以利光合作用。顆粒：多磷酸顆粒、糖原顆粒及其特有的藍(lán)細(xì)菌顆粒7三、藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)

細(xì)胞大?。罕燃?xì)菌大，一般直徑為3~10μm，最小的為0.5~1μm(如細(xì)小聚球藍(lán)細(xì)菌Synechococcusparvus)，最大的可達(dá)60μm，如巨顫藍(lán)細(xì)菌(Oscillatoriaprinceps)。8三、藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)差異很大，可分為5類(lèi)

①由二分裂形成的單細(xì)胞，如粘桿菌屬(Gloebacter)；②由復(fù)分裂形成的單細(xì)胞，如皮果藍(lán)細(xì)菌屬(Dermocarpa)；③由二分裂形成絲狀細(xì)胞，如顫藍(lán)細(xì)菌屬(Oscillatoria)；④產(chǎn)生異形胞的絲狀細(xì)胞，如魚(yú)腥藍(lán)細(xì)菌屬(Anabaena)；⑤分枝的菌絲，如飛氏藍(lán)細(xì)菌屬(Fischerella)。9特化細(xì)胞——異形胞(heterocyst)

在藍(lán)細(xì)菌絲狀體中，還可以看到比一般營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞稍大一些，比較透亮的細(xì)胞，稱(chēng)異形胞(heterocyst)。壁厚、圓形、折光率高，處于絲狀體中間或頂端。10異形胞特點(diǎn)及作用：固氮場(chǎng)所，僅含少量藻膽素，缺乏光合系統(tǒng)Ⅱ，它們不產(chǎn)生氧氣或固定CO2。這樣，它們從結(jié)構(gòu)和代謝上提供了一個(gè)厭氧環(huán)境，使固氮酶得以免氧損傷而保持活性。但是，有些不形成異形胞的單細(xì)胞藍(lán)細(xì)菌也能固氮。異形胞與相鄰的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞不僅有細(xì)胞間的連接，而且有物質(zhì)的相互交換，即光合作用產(chǎn)物從營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞移向異形胞，而固氮作用的產(chǎn)物從異形胞轉(zhuǎn)入營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。11四、藍(lán)細(xì)菌的繁殖（1）單細(xì)胞種類(lèi)：二分裂或多分裂（2）絲狀細(xì)胞：?jiǎn)纹矫娴募?xì)胞分裂（3）分支的絲狀細(xì)胞：多平面方向的分裂（4）有異形胞的絲狀細(xì)胞：靜息孢子（有些絲狀藍(lán)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞能分化形成大而厚壁的休眠細(xì)胞，稱(chēng)為靜息孢子(akinete)。這些細(xì)胞較一般營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞大得多，常含有色素，并含有貯藏性物質(zhì)，能抗干燥和低溫，可度過(guò)不良環(huán)境。在適宜的生長(zhǎng)條件下，靜息孢子可以萌發(fā)而形成新的絲狀體）（5）段殖體（hormogonium）：有些絲狀藍(lán)細(xì)菌可通過(guò)其絲狀體斷裂形成短的片段12五、藍(lán)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)和生物學(xué)特性藍(lán)細(xì)菌是光能自養(yǎng)型生物，能像綠色植物一樣進(jìn)行產(chǎn)氧光合作用，同化CO2成為有機(jī)物，加之許多種還具有固氮作用，因此，它們的生活條件、營(yíng)養(yǎng)要求都不高，只要有空氣、陽(yáng)光、水分和少量無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，便能大量成片生長(zhǎng)。藍(lán)細(xì)菌在巖石風(fēng)化、土壤形成及保持土壤氮素營(yíng)養(yǎng)水平上有重要作用，有地球“先鋒生物”之美稱(chēng)。藍(lán)細(xì)菌一般喜中溫，但在高達(dá)80℃的溫泉中及多年不融的冰山上亦可見(jiàn)其蹤跡。多種藍(lán)細(xì)菌生存于淡水中，是水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的重要一環(huán)。當(dāng)其惡性增殖時(shí)，可形成“水華”

(waterbloom)，造成水質(zhì)惡化與污染。有的藍(lán)細(xì)菌生于海水甚至深海中，海洋中的“赤潮”(raltide)系因某類(lèi)藍(lán)細(xì)菌大量繁殖而致。13五、藍(lán)細(xì)菌的類(lèi)群類(lèi)群種別DNA(mol%GC)類(lèi)群I—單細(xì)胞；單細(xì)胞或細(xì)胞聚集體粘桿藍(lán)細(xì)菌屬（Gloeothece）

粘桿菌屬（Gloeobacter）

聚球藍(lán)細(xì)菌屬（Synechococcus）

藍(lán)絲菌屬（Cyanothece）等35-71類(lèi)群II—寬球藍(lán)細(xì)菌目；通過(guò)多分裂產(chǎn)生小球形細(xì)胞的小孢子進(jìn)行繁殖。皮果藍(lán)細(xì)菌屬(Dermocarpa)

異球藍(lán)細(xì)菌屬（Xenococcus）

小皮果藍(lán)細(xì)菌屬（Dermocarpella）等40-46類(lèi)群III—顫藍(lán)細(xì)菌目；在一個(gè)單一的水平上通過(guò)二分裂形成絲狀細(xì)胞顫藍(lán)細(xì)菌屬（Oscillatoria）

螺旋藍(lán)細(xì)菌屬(Spirulina)

節(jié)螺藍(lán)細(xì)菌屬（Arthrospira）等40-67類(lèi)群IV—念珠藍(lán)細(xì)菌目；產(chǎn)生異形胞的絲狀細(xì)胞。魚(yú)腥藍(lán)細(xì)菌屬（Anabaena）

念珠藍(lán)細(xì)菌屬(Nostoc)

眉藍(lán)細(xì)菌屬(Calothrix)

節(jié)球藍(lán)細(xì)菌屬(Nodularia)等38-46類(lèi)群V—分枝；細(xì)胞分裂形成分枝飛氏藍(lán)細(xì)菌屬(Fischerella)

真枝藍(lán)細(xì)菌屬(Stigonema)

擬綠膠藍(lán)細(xì)菌屬(Chlorogloeopsis)

軟管藍(lán)細(xì)菌屬(Hapalosiphon)等42-14六、藍(lán)細(xì)菌的經(jīng)濟(jì)效益1、固氮作用：在農(nóng)業(yè)上，尤其在熱帶