第三节蓝细菌

第三节蓝细菌1蓝细菌

(Cyanobacteria)亦名蓝藻或蓝绿藻(blue-greenalgae)。它与高等绿色植物和高等藻类一样，含有光合色素-叶绿素a，也进行产氧型光合作用。60年代前作为藻类植物中的一群。应用现代技术研究表明，它的细胞核也没有核膜，没有有丝分裂器，细胞壁也与细菌相似，由多粘复合物(肽聚糖)构成，含二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性，所以现在趋向于将它们归属于原核微生物中。2一、蓝细菌特点1、蓝细菌与细菌相似之处

1）无核膜，核物质只是一个环状双链DNA分子。2）细胞壁分为内外两层，外层为脂多糖，内层为肽聚糖。与G-细菌十分相似。

3）70S核糖体。

4）没有任何细胞器。

32、蓝细菌与细菌不同的特征1）蓝细菌的细胞壁也含有纤维素，2）细胞内进行光合作用的部位称类囊体，类囊体膜上含有叶绿素α、β，胡萝卜素以及与光合电子传递链有关的组分。藻胆蛋白为类囊体所特有，其功能是吸收光能，并把它转移到光系统Ⅱ中，而叶绿素a则在光系统Ⅰ中发挥作用。3）与其他原核生物相比，在化学组成上，蓝细菌最独特之处是含有两个或多个双键组成的不饱和脂肪酸，而细菌差不多都含有饱和脂肪酸和只有一个不饱和脂肪酸。

4二、蓝细菌菌体结构与G-菌类似1、细胞壁——外膜和内膜（肽聚糖）:其中许多种能不断地向细胞壁外分泌胶粘物质，类似细菌的荚膜，将一群群细胞或丝状体结合在一起，形成胶团或胶鞘。2、细胞膜（单层，少有间体）3、细胞核（原核）4、细胞质及内含物5类囊体：原始的片层结构，是由多层膜片相叠而成的，分布在细胞质内，片层结构所包含的光合作用色素有叶绿素a、藻胆素(藻胆蛋白)和类胡萝卜素。藻胆素在光合作用中起辅助色素的作用，是蓝细菌所特有的。藻胆素又包括藻蓝素和藻红素两种，大多数蓝细菌细胞中，以藻蓝素占优势，并与其他色素掺和在一起，使细胞呈特殊的蓝色，故称为蓝细菌。

6气泡：使菌体漂浮，并使菌体能保持在光线最多的地方，以利光合作用。颗粒：多磷酸颗粒、糖原颗粒及其特有的蓝细菌颗粒7三、蓝细菌的形态

细胞大小：比细菌大，一般直径为3~10μm，最小的为0.5~1μm(如细小聚球蓝细菌Synechococcusparvus)，最大的可达60μm，如巨颤蓝细菌(Oscillatoriaprinceps)。8三、蓝细菌的形态蓝细菌的形态差异很大，可分为5类

①由二分裂形成的单细胞，如粘杆菌属(Gloebacter)；②由复分裂形成的单细胞，如皮果蓝细菌属(Dermocarpa)；③由二分裂形成丝状细胞，如颤蓝细菌属(Oscillatoria)；④产生异形胞的丝状细胞，如鱼腥蓝细菌属(Anabaena)；⑤分枝的菌丝，如飞氏蓝细菌属(Fischerella)。9特化细胞——异形胞(heterocyst)

在蓝细菌丝状体中，还可以看到比一般营养细胞稍大一些，比较透亮的细胞，称异形胞(heterocyst)。壁厚、圆形、折光率高，处于丝状体中间或顶端。10异形胞特点及作用：固氮场所，仅含少量藻胆素，缺乏光合系统Ⅱ，它们不产生氧气或固定CO2。这样，它们从结构和代谢上提供了一个厌氧环境，使固氮酶得以免氧损伤而保持活性。但是，有些不形成异形胞的单细胞蓝细菌也能固氮。异形胞与相邻的营养细胞不仅有细胞间的连接，而且有物质的相互交换，即光合作用产物从营养细胞移向异形胞，而固氮作用的产物从异形胞转入营养细胞。11四、蓝细菌的繁殖（1）单细胞种类：二分裂或多分裂（2）丝状细胞：单平面的细胞分裂（3）分支的丝状细胞：多平面方向的分裂（4）有异形胞的丝状细胞：静息孢子（有些丝状蓝细菌的营养细胞能分化形成大而厚壁的休眠细胞，称为静息孢子(akinete)。这些细胞较一般营养细胞大得多，常含有色素，并含有贮藏性物质，能抗干燥和低温，可度过不良环境。在适宜的生长条件下，静息孢子可以萌发而形成新的丝状体）（5）段殖体（hormogonium）：有些丝状蓝细菌可通过其丝状体断裂形成短的片段12五、蓝细菌的营养和生物学特性蓝细菌是光能自养型生物，能像绿色植物一样进行产氧光合作用，同化CO2成为有机物，加之许多种还具有固氮作用，因此，它们的生活条件、营养要求都不高，只要有空气、阳光、水分和少量无机盐类，便能大量成片生长。蓝细菌在岩石风化、土壤形成及保持土壤氮素营养水平上有重要作用，有地球“先锋生物”之美称。蓝细菌一般喜中温，但在高达80℃的温泉中及多年不融的冰山上亦可见其踪迹。多种蓝细菌生存于淡水中，是水生态系统食物链中的重要一环。当其恶性增殖时，可形成“水华”

(waterbloom)，造成水质恶化与污染。有的蓝细菌生于海水甚至深海中，海洋中的“赤潮”(raltide)系因某类蓝细菌大量繁殖而致。13五、蓝细菌的类群类群种别DNA(mol%GC)类群I—单细胞；单细胞或细胞聚集体粘杆蓝细菌属（Gloeothece）

粘杆菌属（Gloeobacter）

聚球蓝细菌属（Synechococcus）

蓝丝菌属（Cyanothece）等35-71类群II—宽球蓝细菌目；通过多分裂产生小球形细胞的小孢子进行繁殖。皮果蓝细菌属(Dermocarpa)

异球蓝细菌属（Xenococcus）

小皮果蓝细菌属（Dermocarpella）等40-46类群III—颤蓝细菌目；在一个单一的水平上通过二分裂形成丝状细胞颤蓝细菌属（Oscillatoria）

螺旋蓝细菌属(Spirulina)

节螺蓝细菌属（Arthrospira）等40-67类群IV—念珠蓝细菌目；产生异形胞的丝状细胞。鱼腥蓝细菌属（Anabaena）

念珠蓝细菌属(Nostoc)

眉蓝细菌属(Calothrix)

节球蓝细菌属(Nodularia)等38-46类群V—分枝；细胞分裂形成分枝飞氏蓝细菌属(Fischerella)

真枝蓝细菌属(Stigonema)

拟绿胶蓝细菌属(Chlorogloeopsis)

软管蓝细菌属(Hapalosiphon)等42-14六、蓝细菌的经济效益1、固氮作用：在农业上，尤其在热带