蓝藻

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蓝藻是什么
蓝藻(lanzao)即蓝藻门,又称蓝绿藻。是一门最原始、最古老的藻类植物。其主要特征 是:植物体简单,单细胞,各式群体和丝状体;细胞中无真核,但细胞中央含有核物 质,通常呈颗粒状或网状,没有核膜和核仁,具有核的功能,故称其为原核。正因如 此,近代大多数学者主张将蓝藻从植物界中分出来,和具原核的细菌等一起,单立为 原核生物界。蓝藻不具叶绿体、线粒体、高尔基体、内质网和液泡等细胞器,含叶绿 素a,无叶绿素b,含数种叶黄素和胡萝卜素,还含有藻胆素(是藻红素、藻蓝素和别 藻蓝素的总称)。一般说,凡含叶绿素a和藻蓝素量较大的,细胞大多呈蓝绿色。同样, 也有少数种类含有较多的藻红素,藻体多呈红色,如生于红海中的一种蓝藻,名叫红 海束毛藻,由于它含的藻红素量多,藻体呈红色,而且繁殖的也快,故使海水也呈红 色,红海便由此而得名。蓝藻虽无叶绿体,但在电镜下可见细胞质中有很多光合膜, 叫类囊体,各种光合色素均附于其上,光合作用过程在此进行。蓝藻的细胞壁和细菌 的细胞壁的化学组成类似,主要为粘肽;贮藏的光合产物主要为蓝藻淀粉和蓝藻颗粒 体等;生活史中均无具鞭毛的细胞;繁殖方式有两类,一为营养繁殖,包括细胞直接 分裂(即裂殖)、群体破裂和丝状体产生藻殖段等几种方法,另一种为某些蓝藻可产 生内生孢子或外生孢子等,以进行无性生殖。目前尚未发现蓝藻有真正的有性生殖。 蓝藻在地球上大约出现在距今35~33亿年前,现在已知约1500多种,分布十分广泛, 遍及世界各地,但主要为淡水产。有少数可生活在60~85℃的温泉中,有些种类和真 菌、苔藓、蕨类和裸子植物共生。有不少蓝藻可以直接固定大气中的氮,以提高土壤 肥力,使作物增产;还有的蓝藻为人们的食品,如著名的发菜和普通念珠藻(地木耳) 等。但在一些营养丰富的水体中,有些蓝藻常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝 绿色而有腥臭味的浮沫,称为“水华”,甚至有些种类还会产生一些毒素,加剧了水 质恶化,对鱼类等水生动物,以及人、畜均有很大危害,严重时会造成鱼类的死亡。
繁殖方式
蓝藻的繁殖方式有两类,一为营养繁殖,包 括细胞直接分裂(即裂殖)、群体破裂和 丝状体产生藻殖段等几种方法,另一种为 某些蓝藻可产生内生孢子或外生孢子等, 以进行无性生殖。孢子无鞭毛。目前尚未 发现蓝藻有真正的有性生殖。
使用价值
蓝藻是最早的光合放氧生物,对地球表面从 无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的 作用。有不少蓝藻(如鱼腥藻)可以直接 固定大气中的氮(原因:含有固氮酶,可 直接进行生物固氮),以提高土壤肥力, 使作物增产。还有的蓝藻为人们的食品, 如著名的发菜和普通念珠藻(地木耳)、 螺旋藻等。
蓝藻
蓝藻(Cyanobacteria)和具原核的细菌等一起,单立为原核生物界。所 有的蓝藻都含有一种特殊 蓝藻(蓝细菌) 的蓝色色素,蓝藻就是因此得名。但是蓝藻也不全是蓝色的,不同的蓝 藻含有一些不同的色素,有的含叶绿素,有的含有蓝藻叶黄素,有的 含有胡萝卜素,有的含有蓝藻藻蓝素,也有的含有蓝藻藻红素。红海 就是由于水中含有大量藻红素的蓝藻,使海水呈现出红色。 蓝藻是单细胞原核生物,又叫蓝绿藻、蓝细菌,但不属于细菌,也 不是绿藻。蓝藻是一类藻类的统称,其标志便是单细胞、没有以核膜 为界限的细胞核(真核)。常见的蓝藻有蓝球藻(色球藻)、念珠藻、 颤藻、发菜等。蓝藻都为单细胞生物,以细胞群形式出现时才容易看 见,也就是我们通常见到的“水华”。衣藻属于绿藻,真核生物,不 同于蓝藻。
在胶化的母细胞壁内而成为群体,如若反复分裂,群体中的细胞可以很多,较大的群体可以破裂数个较 小的群体。有些单细胞体由于附着生活,有了基部和顶部的极性分化,丝状体是由于细胞分裂按同 一个分裂面反复分裂、子细胞相接而形成的。有些丝状体上的细胞都一样,有些丝状体上有异形胞 的分化;有的丝状体有伪枝或真分枝,有的丝状体的顶部细胞逐渐尖窄成为毛体,这也叫有极性的 分化。丝状体也可以连成群体,包在公共的胶质衣鞘中,这是多细胞个体组成的群体。
爆发原因
蓝藻爆发成因为富营养化。过量的养分主要来自于以下这些 源头: 1. 化肥流失,化肥是很多富营养化区域的主要 养分来源,例如在密西西比河流域,67%的氮流入水体, 随之流入墨西哥湾,波罗的海和太湖中超过50%的氮也来 自化肥的流失。 2. 生活污水,包括人类的生活废水和含磷清洁剂。 3. 畜禽养殖,畜禽的粪便含有大量营养废物如氮和磷, 这些元素都能导致富营养化。 4. 工业污染,包括化肥厂和废水排放。 5. 燃烧矿物燃料,在波罗的海中约30%的氮,在密西 西比河中约13%的氮来源于此。 6.蓝藻使水体缺氧,使动物死亡,分解者分解是又消耗 氧气,造成恶性循环
分类科属
蓝藻(Cyanobacteria)包括蓝球藻Basketballalgae、颤藻 Oscillatoriasp、念珠藻Nostoc和发菜seaweed。 蓝藻门分为两纲:色球藻纲和藻殖段纲。色球藻纲藻体 为单细胞体或群体;藻殖段纲藻体为丝状体,有藻殖段。 蓝藻在地球上大约出现在距今35~33亿年前,已知蓝藻约 2000种,中国已有记录的约900种。分布十分广泛,遍及 世界各地,但大多数(约75%)淡水产,少数海产;有些 蓝藻可生活在60~85℃的温泉中;有些种类和菌、苔藓、 蕨类和裸子植物共生;有些还可穿入钙质岩石或介壳中 (如穿钙藻类)或土壤深层中 如土壤蓝藻
UV-B影响

Fra Baidu bibliotek


UV-B可以破坏蓝细菌的运动性和趋光性,可以影响许多其他的生理和生化过程,这将 导致生产力的降低,发芽和分化的破坏。光合色素会被UV-B漂白,光捕获复合体的结 构受到影响,这些都会损坏光合作用。 DNA和蛋白质的主要作用位点、氮代谢中的酶对于UV-B表现出不同的敏感性。 UV对固氮酶和谷氨酰氨合成酶的活性产生抑制,但会提高硝酸还原酶的活性(当暴露 在认为的UV-B下)。UV-B也会影响基本的光合作用的反应和二氧化碳的吸收。 Synechococlus通过快速改变光合系统中酶的形式来抵抗UV。这种分子的可塑性在种群 水平上来的抵抗UV-B是非常重要的,这使得光合系统对UV-B的敏感性每天都在改变。 然而,光合作用可以被UV-A合蓝光所激活。 蓝细菌已经发展了对于UV-B的影响的对策。这包括:a、产生象MAAs类的光保护 物质 b、通过迁移到避光的地带来逃避UV c、产生猝灭物质如类胡萝卜素和超氧化物 d、 修复机制象光活化和光独立的DNA修复 e、激活抗氧化酶。UV-B在许多蓝细菌中诱导 了MAAs的产生。在Anabaenasp中显示只有在290nm的光可以诱导MAAs。除了光保护 作用外,MAAs还具有调节渗透压和抗冻作用。其他的UV-A激活物质也被发现。在蓝 细菌和藻类中的光保护物质已经建立了数据库。 南极的蓝细菌形成大的蒲状菌落。UV-B对于Leptolyngbya的菌落具有很强的光化 学抑制作用,但是不如对Phormidium的抑制作用大。后者包括了比前者多25倍的MAAs 和2倍的类胡萝卜素。Rai 和同事研究了UV-B和重金属污染之间的关系对于氮固定的 作用,并发现二者具有协同性。
形态特征
蓝藻不具叶绿体、线粒体、高尔基体、中心体、内质网和液泡等细胞器,唯一的细胞器是核糖体。含叶 绿素a,无叶绿素b,含数种叶黄素和胡萝卜素,还含有藻胆素(是藻红素、藻蓝素和别藻蓝素的总 称)。一般说,凡含叶绿素a和藻蓝素量较大的,细胞大多呈蓝绿色。同样,也有少数种类含有较 多的藻红素,藻体多呈红色,如生于红海中的一种蓝藻,名叫红海束毛藻,由于它含的藻红素量多, 藻体呈红色,而且繁殖的也快,故使海水也呈红色,红海便由此而得名。蓝藻虽无叶绿体,但在电 镜下可见细胞质中有很多光合膜,叫类囊体,各种光合色素均附于其上,光合作用过程在此进行。 蓝藻的细胞壁和细菌的细胞壁的化学组成类似,主要为肽聚糖(糖和多肽形成的一类化合物);贮 藏的光合产物主要为蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体等。细胞壁分内外两层,内层是纤维素的,少数人认为 是果胶质和半纤维素的。外层是胶质衣鞘以果胶质为主,或有少量纤维素。内壁可继续向外分泌胶 质增加到胶鞘中。有些种类的胶鞘很坚密拌可有层理,有些种类胶鞘很易水化,相邻细胞的胶鞘可 互相溶和。胶鞘中可有棕、红、灰等非光合作用色素。蓝藻的藻体有单细胞体的、群体的和丝状体 的。最简单的是单细胞体。有些单细胞体由于细胞分裂后子细胞包埋
主要危害
在一些营养丰富的水体中,有些蓝藻常于夏季大量繁殖, 并在水面形成一层蓝绿色 蓝藻水华 而有腥臭味的浮沫,称为“水华”,大规模的蓝藻爆发,被 称为“绿潮”(和海洋发生的赤潮对应)。绿潮引起水质 恶化,严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重 的是,蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生微囊藻毒素 (microcystin,简称MC),大约50%的绿潮中含有大量 MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外,也是肝癌 的重要诱因。MC耐热,不易被沸水分解,但可被活性碳 吸收,所以可以用活性碳净水器对被污染水源进行净化。 蓝藻等藻类是鲢、鳙的食物,可以通过投放它们来治理 藻类,防止蓝藻爆发(非经典生物操纵
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