蓝细菌
蓝细菌
蓝细菌(Cyanobacteria)蓝细菌(Cyanobacteria)旧名蓝藻或蓝绿藻，是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素和藻蓝素（但不形成叶绿体）、能进行产氧性光合作用的大型原核微生物。
蓝细菌是古老的生物，在50亿年前，地球本是无氧的环境，使地球由无氧环境转化为有氧环境是由于蓝细菌出现并产氧所致。
人们从前寒武纪地壳中发现大量由蓝细菌（如螺旋藻）生长形成的化石化的叠层岩（约30亿年）中得到证实。
蓝细菌在植物学和藻类学中被分类为蓝藻门。
由于它的细胞结构简单，只具原始核，没有核膜和核仁，只有拟核，具有叶绿素和藻蓝素，没有叶绿体。
故将它隶属于原核生物界的蓝光合菌门，这一门的细菌叫蓝细菌。
它对于研究生物进化有重要意义。
蓝细菌分布极广，普遍生长在淡水、海水和土壤中，并且在极端环境（如温泉、盐湖、贫瘠的土壤、岩石表面或风化壳中以及植物树干等）中也能生长，故有“先锋生物”的美称。
许多蓝细菌类群具有固氮能力。
一些蓝细菌还能与真菌、苔蕨类、苏铁科植物、珊瑚甚至一些无脊椎动物共生。
（一）蓝细菌的形态与构造蓝细菌的细胞一般比细菌大，通常直径为3～10μm，最大的可达60μm，如巨颤蓝细菌。
根据细胞形态差异，蓝细菌可分为单细胞和丝状体两大类。
单细胞类群多呈球状、椭圆状和杆状，单生或团聚体，如粘杆蓝细菌和皮果蓝细菌等属；丝状体蓝细菌是有许多细胞排列而成的群体，包括；有异形胞的，如鱼腥蓝细菌属；无异形胞的，如颤蓝细菌属；有分支的，如费氏蓝细菌属。
蓝细菌的细胞构造与革兰氏阴性细菌相似。
细胞壁有内外两层，外层为脂多糖层，内层为肽聚层。
许多种能不断地向细胞壁外分泌胶粘物质，将一群细胞或丝状体结合在一起，形成粘质糖被或鞘。
细胞膜单层，很少有间体。
大多数蓝细菌无鞭毛，但可以“滑行”。
蓝细菌光合作用的部位称为类囊体，数量很多，以平行或卷曲方式贴近地分布在细胞膜附近，其中含有叶绿素和藻胆素（一类辅助光合色素）。
蓝细菌的细胞内含有糖原、聚磷酸盐、以及蓝细菌肽等贮藏物以及能固定的羧酶体，少数水生性种类中还有气泡。
微生物学课件第三节蓝细菌
加强跨学科合作
微生物学、生物学、环境科学 、工程学等多个学科的交叉合 作有助于推动蓝细菌研究的深 入发展。
注重实际应用
在研究过程中应注重实际应用 ，将研究成果转化为实际生产 力，为人类社会的发展做出贡
献。
感谢您的观看
THANKS
05
课堂互动与讨论
你对蓝细菌有哪些了解？
蓝细菌是一类原核生物，属 于藻类的一种。
02
基础认知
01
03
它们具有细胞壁，并且能够 进行光合作用。
蓝细菌在地球上存在了数十 亿年ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是地球上最早进行光
合作用的生物之一。
04
05
它们在自然界中广泛分布， 包括淡水、海洋和陆地等环
境。
你认为蓝细菌在未来有哪些潜在的应用？
作为生物燃料的生产
污水处理
蓝细菌能够通过光合作用将二氧化碳转化 为有机物质，这些有机物质可以进一步转 化为生物燃料，如乙醇或生物柴油。
蓝细菌能够吸收和降解废水中的有害物质 ，如重金属和有机污染物，从而净化水质 。
生物修复
生物医药
蓝细菌可以用于修复受到污染的环境，如 土壤和水体。通过吸收和降解有害物质， 蓝细菌有助于恢复生态系统的健康。
03
蓝细菌的应用
蓝细菌在环境保护中的应用
01
02
03
污水处理
蓝细菌能够吸收和降解废 水中的有机物，将其转化 为无害的物质，从而净化 水质。
土壤改良
蓝细菌可以分泌植物生长 激素和抗生素等物质，促 进植物生长和防治植物病 害，改善土壤质量。
空气净化
某些蓝细菌具有光合作用 能力，能够吸收二氧化碳 并释放氧气，有助于改善 室内空气质量。
蓝细菌在生物医学中的应用
蓝细菌
水体变色。
2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；
3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用；
蓝细菌被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的
4光）合具生有物原，核对地生球物上的从典无型氧细到有胞氧结的构转：变、真核生物
的进化起着里程碑式的作用。
5细）胞营核养无极核为膜，简也单不，进不行需有要丝分维裂生，素细，胞以壁硝含胞酸壁盐酸或 氨作为氮和源二氨，基多庚数二能酸固，氮革兰，氏其染异色形阴细性胞。 （heterocyst）是进行固氮的场所。
（2）危害 ① 海水“赤潮”和湖泊“水华”的元凶，给 渔业和养殖业带来严重危害。
② 少数种类可产生诱发人类肝癌的毒素
Eg.微囊蓝细菌属（Microcystis）
（2）静息孢子（akinete） 形大、壁厚、色深的休眠细胞，富含贮藏物，能抵
御干旱等不良环境。Eg.鱼腥蓝细菌属（Anabaena） 和念珠蓝细菌属（ Nostoc ）等。
（3）链丝段（hormogonium） 又称连锁体或藻殖段，是由长细胞链断裂而成 的短链段，具有繁殖功能。
（4）内孢子 少数种类在细胞内形成许多球形或三角形的内 孢子，待成熟后即可释放，具有繁殖作用。
能固定CO2的羧酶体 水生性种类的细胞中常有气泡
藻胆素 一类辅助光合色素
作碳源营养的糖原、PHB
用作氮源营养的蓝细菌肽
贮存磷的聚磷酸盐
含有两只多个双键的不饱和脂肪酸
糖原 藻蓝蛋白
蓝细菌肽 核区 细胞壁 浆膜
类囊体
聚磷酸盐
脂质颗粒
羧酶体 藻蓝蛋白
核糖体 类囊体
气泡
羧酶体
浆膜 细胞壁
70S核糖体
4. 类 群
6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有 强的抗干旱能力。
蓝细菌
蓝细菌
蓝细菌是一类革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素a、能进行产氧性光合作用的大型元和生物。
蓝细菌的细胞体积一般比细菌大，通常直径为3-10μm，最大的可达60μm。
蓝细菌细胞形态大体分5群：
群Ⅰ：色球蓝细菌群，单细胞或细胞聚合体，二等分裂或芽殖。
群Ⅱ：宽球蓝细菌群，在鞘套内排成丝状的杆状单细胞，借复分裂形成小球状细胞进行繁殖。
群Ⅲ：颤蓝细菌群，在丝状鞘套内的球状单细胞，借二等分裂和菌丝断裂而繁殖。
群Ⅳ：念珠蓝细菌群，具有异形胞的不分枝丝状细胞串，一菌丝断裂和静息孢子萌发进行繁殖。
群Ⅴ：细胞分裂后会形成分支的丝状体，借链丝段和静息孢子进行繁殖。
蓝细菌的构造与革兰氏阴性细菌相似：细胞壁双层，含肽聚糖。
细胞质周围有复杂的光合色素层，通常以类囊体的形式出现，其中含叶绿素a和藻胆素。
蓝细菌有着重大的经济价值和生态价值，它构成了海洋和江、河、湖等水体光和生产力的重要部分，包括许多食用种类。
至今已知120多种蓝细菌具有固氮能力，特别是与满江红鱼腥蓝细菌共生的水生蕨类满江红，是一种良好的绿肥。
但是有的蓝细菌是在受氮、磷等元素污染后发生富营养化的海水“赤潮”和湖泊的“水华”的元凶，给渔业和养殖业带来严重危害。
还有不少水生种类如微囊蓝细菌属和拟柱胞蓝细菌属等的一些菌种会产生可引起人和脊椎动物肝、肾疾病和又发肝癌的蓝细菌毒素。
第三节蓝细菌
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。
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 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。 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
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
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。
2、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。
蓝细菌(螺旋藻)
蓝细菌(螺旋藻)中文名称：蓝细菌英文名称：cyanobacterium其他名称：蓝藻(blue-green algae)定义：细胞质中含有光合膜的原核生物。
光合膜中含有叶绿素，可进行光合作用。
所属学科：细胞生物学（一级学科）；总论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片蓝藻(Cyanobacteria)是原核生物，又叫蓝绿藻、蓝细菌；大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫粘藻。
在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。
蓝藻是单细胞生物，没有细胞核，但细胞中央含有核物质，通常呈颗粒状或网状，染色质和色素均匀的分布在细胞质中。
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。
蓝细菌蓝细菌(Cyanobacteria)旧名蓝藻或蓝绿藻，是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素和藻蓝素（但不形成叶绿体）、能进行产氧性光合作用的大型原核微生物。
蓝细菌是古老的生物，在50亿年前，地球本是无氧的环境，使地球由无氧环境转化为有氧环境是由于蓝细菌出现并产氧所致。
人们从前寒武纪地壳中发现大量由蓝细菌（如螺旋藻）生长形成的化石化的叠层岩（约30亿年）中得到证实。
蓝细菌在植物学和藻类学中被分类为蓝藻门。
由于它的细胞结构简单，只具原始核，没有核膜和核仁，只有拟核，具有叶绿素和藻蓝素，没有叶绿体。
故将它隶属于原核生物界的蓝光合菌门，这一门的细菌叫蓝细菌。
它对于研究生物进化有重要意义。
编辑本段蓝细菌分布极广，普遍生长在淡水、海水和土壤中，并且在极端环境（如温泉、盐湖、贫瘠的土壤、岩石表面或风化壳中以及植物树干等）中也能生长，故有“先锋生物”的美称。
许多蓝细菌类群具有固氮能力。
一些蓝细菌还能与真菌、苔蕨类、苏铁科植物、珊瑚甚至一些无脊椎动物共生。
编辑本段形态与构造蓝细菌的细胞一般比细菌大，通常直径为3～10μm，最大的可达60μm，如巨颤蓝细菌。
蓝细菌
营养方式：
光能自养型。像绿色植物一样进行光合作 用，同化二氧化碳成为有机物质，还具有 固N作用。
分布：
蓝细菌体外具有一层粘滑的胶质鞘，可以 保护蓝细菌生长于不良的环境中。因此， 蓝细菌能够存在于热带到极地，海洋至山 顶，温泉，雪泉，湖沼，岩石等恶劣环境。
3.蓝细菌的主要代表属（自学）
1. 微囊藻属 2.鱼腥藻属 3.单歧藻属 4.平裂藻属 5. 颤藻属 6.螺旋藻属
微囊藻属Microcystis
亦称微胞藻属，细胞一 般为球形，多次分裂产 生的细胞密集一起，被 一共同的胶鞘包围，形 成球形胶团，夏秋雨季 则大量繁殖形成沙絮状 的“水华”，使水体变 色,呈铜绿色。渔民称 之为湖靛。如铜色微囊 藻.
微囊藻
色球藻属 Chroococcus
单细胞或群体。单细胞 时，细胞为球形，外被 固体胶质鞘。群体是由 两代或多代的子细胞在 一起形成的，每个细胞 都有个体胶质鞘，
单歧藻属
平裂藻属Merismopedia
由一层细胞组成的平板状 群体，细胞排列规则，两 个一对，两对一组，四组 形成一小群体，许多小群 体集合成平板状群体。群 体具胶被，个体无，本属 个体极微小，但在各淡水 中都有发现。
平裂藻
颤藻属Oscillatoria:
生长于水中并不断颤动而得 名。细胞丝由饼状细胞叠垒 而成，不分枝，也没有假分 枝。体细胞内含物均匀或具 颗粒无异形孢和厚壁孢子。
2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；
3）蓝细菌是光合微生物 ，类囊体是光合作用的场所。 在类囊体中含有叶绿素 a 、类胡萝卜素和光合电子传 递链的有关组分，进行不产氧的光和作用。 4）具有原核生物的典型细胞结构，细胞核无核膜，也不 进行有丝分裂，革兰氏染色阴性。
微生物学理论指导：蓝细菌概述
蓝细菌(Cyanobacteria)原名蓝藻或蓝绿藻，是⼀类进化历史悠久、⾰兰⽒染⾊阴性、⽆鞭⽑、含叶绿素a(但不形成叶绿体)、能进⾏产氧性光合作⽤的⼤型原核微⽣物。
蓝细菌是古⽼的⽣物，在50亿年前，地球本是⽆氧的环境，使地球由⽆氧环境转化为有氧环境是由于蓝细菌出现并产氧所致。
蓝细菌是海洋⽣态系统的重要组成部分和海洋初级⽣产⼒的重要组成部分。
蓝细菌在植物学和藻类学中被分类为蓝藻门。
由于它的细胞结构简单，只具有原始核，没有核膜和核仁，只有染⾊质，只具有叶绿素，没有叶绿体。
故将它列为原核⽣物界的蓝光合菌门，这⼀门的细菌叫蓝细菌。
蓝细菌分布极⼴，普遍⽣长在淡⽔、海⽔和⼟壤中，并且在极端环境(如温泉、盐湖、贫瘠的⼟壤、环球岩⽯表⾯或风化壳中以及植物树⼲等)中也能⽣长，故有“先锋⽣物”的美称。
许多蓝细菌类群具有固氮能⼒，它们已经被证实：可以通过氮⽓的固定来提⾼稻⽥和其他⼟壤的肥⼒⽅⾯有重要作⽤。
⼀些蓝细菌还能与真菌、苔蕨类、苏铁科植物、珊瑚甚⾄⼀些⽆脊椎动物共⽣。
蓝细菌在污⽔处理，⽔体⾃净中起积极作⽤。
在氮、磷丰富的⽔体中⽣长旺盛，可作为⽔体富营养化的指⽰⽣物。
有某些属种在富营养化的海湾和湖泊中引起海湾的⾚潮和湖泊的⽔华。
严重者引起⽔⽣动物⼤量死亡。
3蓝细菌
五、研究蓝细菌的意义
（一）、进化意义： 1、进化包括无生命的化学进化和有生命的生 物产生。是指无机物→无机物分子→有机物 小分子（AA、核苷酸等）→生物大分子（蛋 白质、核酸、类脂、多糖等）→多分子体系 （前边为无生命的化学进化）→原始生命→ 原始单细胞生物（细菌、蓝细菌等）。 2、蓝细菌是一类比较古老的原核生物，最大 的特点是含有光合色素与蛋白，能进行光合 作用，属于自养菌，释放氧气。
蓝细菌的光能转化
在光合系统Ⅰ中，类胡萝卜素吸收传递光子， 叶绿素aP700(光同化色素)吸收光子能量被激 发，放出1个高能e。高能e先传递到初级e受 体Fe-S，再经次级e受体铁氧还蛋白(Fd)、黄 素蛋白(Fp) 传递给NADP。每传递2e，结合 光合系统Ⅱ中H2O光解释放的2H+形成还原力 NADPH2。P700失去e带正电荷。
三、蓝细菌的繁殖
无性繁殖的裂殖。 方式有1、单细胞裂殖：与细菌裂殖相似。 2、段殖体繁殖。 3、孢子繁殖。
三、蓝细菌的繁殖
段殖体繁殖：两个相邻细胞直接分开， 或穿细胞分裂，即有些兰细菌的分裂面 细胞是由共有的肽聚糖层组成，不能从 细胞间分开，至少要损失一个丝状体的 细胞，才能分开。
三、蓝细菌的繁殖
四、代表属种
（四）颤藻属：为多细胞短圆柱状的饼状 细胞，叠成细胞丝，直形或弯曲，不分枝， 无异形胞，丝状体无胶鞘，能在水中颤动 或滑动，故名。常在污水中潮湿土地上生 长。
四、代表属种
（五）螺旋藻属：丝状，带螺旋胶鞘， 无异形胞，喜高温、高碱，不形成水华。 36个种，其中，只有钝顶螺旋藻（乍 得）、极大螺旋藻（墨西哥湾）、印度 螺旋藻应用。我国青岛、湖北、江西、 安徽、贵州等地，1997年在内蒙古盐碱 湖中发现鄂尔多斯螺旋藻、巴彦淖尔螺 旋藻、钝顶螺旋藻、方胞螺旋藻，并且 发现水华。
蓝细菌
海洋蓝细菌（marinecyanobacteria）蓝细菌（Cyanobacteria）为原核生物，又可被称作蓝藻、蓝绿藻，是一类分布很广，含有叶绿素a，能够在光合作用时释放氧气的微生物，还含有藻红蛋白、藻青蛋白等多种具有研究意义生物活性物质。
因为蓝细菌的外形特征与真核绿藻具有相似性，传统分类学家将其划分为藻类植物中的蓝藻门。
同所有原核生物一样，蓝细菌没有细胞核，只有拟核区；也没有成形的细胞器，只有含光合色素的类囊体膜和多种多种颗粒状内含物，分布在细胞质之中。
蓝细菌既有以二分裂形式进行繁殖的单细胞形态，也出现了高度特异性分支和分化的丝状体复杂结构。
蓝细菌是海洋生态系统的重要组成部分，有诸多研究表明在许多海区蓝细菌是超微型浮游植物的主要组分，其在初级生产中占有重要的地位，对海洋生态系统的稳定性和多样性具有重要意义。
海洋蓝细菌是海洋中典型的产氧光合细菌，在海洋中的历史十分悠久，化石和分子生物学的方法都能够证明它久远的历史可追溯到35亿年前。
海洋蓝细菌在世界绝大多数温带和热带海区都存在，具有肽聚糖和外膜共同组成的革兰氏阴性细胞壁，主要分类有：原绿球蓝细菌、聚球蓝细菌、束毛蓝细菌等。
其中，原绿球蓝细菌是大洋中丰度最高的一种蓝细菌，可高达约100000个细胞每毫升，其细胞大小约为0.4-0.8μm；聚球蓝细菌顾名思义，多为球形直径范围约为0.6-1.6μm，（据某研究报导，聚球蓝细菌的细胞体积大小与真光层的深度成正比。
而且，据实验证明，生长条件也会影响聚球蓝细菌的形状和大小，持续光照下就会以杆状为主。
）其特征是具有类囊体；束毛蓝细菌，又称束毛藻，藻体为单列细胞所组成的没有分枝的藻丝，藻丝外的胶鞘极柔薄，难观察到，许多藻丝在侧面互相贴靠但不交织，由此形成一种束状或鳞片状的群体，自由漂浮于水中。
在束毛蓝细菌中比较有名的一种叫做红海束毛藻的种类，是红海中重要的一类微生物，当其大量繁生时，海水变成红色，红海因而得名，在我国南海、东海沿岸也有发现。
蓝细菌
（3）链丝段（hormogonium）
又称连锁体或藻殖段，是由长细胞链断裂而成
的短链段，具有繁殖功能。 （4）内孢子 少数种类在细胞内形成许多球形或三角形的内 孢子，待成熟后即可释放，具有繁殖作用。 Eg.管胞蓝细菌属（Chamaesip（1）重大的经济价值
① 具有固氮能力，是良好的绿肥
因 为 它 和 高 等 植 物 一 样 具 有
以 前 曾 归 于 藻 类 ，
---a
2. 特 性
1）分布极广；
从热带到两极，从海洋到高山，到处都有它 许多蓝细菌生长在池塘和 们的踪迹。土壤、岩石、以至在树皮或其它物体 湖泊中，在夏、秋两季大 上均能成片生长。 量繁殖，并形成胶质团浮 于水面，形成“水华”，使
水体变色。
2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态； 3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用；
蓝细菌被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的
光合生物，对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物 4）具有原核生物的典型细胞结构：
的进化起着里程碑式的作用。 细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸 和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性。
浆膜
糖原 藻蓝蛋白
细胞壁
类囊体
聚磷酸盐 蓝细菌肽
脂质颗粒
核区 细胞壁 浆膜 羧酶体 藻蓝蛋白 核糖体 类囊体 气泡 羧酶体
70S核糖体
4. 类 群
① 由 二 分 裂 形 成 的 单 细 胞
② 由 复 分 裂 形 成 的 单 细 胞
③ 有 异 形 胞 的 菌 丝
④ 无 异 形 胞 的 菌 丝
5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或 氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞 （heterocyst）是进行固氮的场所。
蓝细菌
蓝细菌中 单细胞种类的 （G+C）mol% 从35%—70%， 表明其种间 相关性很小。
别急，还 有呐！
O2
蓝细菌
O2 O3
有效阻挡紫外辐射。使 高密度种群得以发展。
地球变成了高度氧化性的，使生物 进化速度产生了一个巨大的爆发。
一、蓝细菌的形态
蓝细菌的形态极为多样化。目前已知有单细胞和丝状两种形体， 在这些形态类型中，仍存在大量的变异。《伯杰氏手册》将蓝细菌 分成五个形态类群： •二分裂单细胞 •多分裂单细胞 •可形成具有固氮作用的特殊细胞—异囊孢的丝状蓝细菌 •不形成异囊孢的丝状蓝细菌 •分支丝状蓝细菌
分布于岩石和土壤表面，是岩石分解和土壤形成的“先 驱生物”。 在沙漠中结成成片的硬膜，在一年的大部分时间里处于 休眠状态，只在短暂的冬季和春雨时节才进行繁殖和生 长。 在富营养化的水域中，会引起海湾的赤潮和湖泊的水华。 少量蓝细菌还能与真菌、苔类、蕨类、苏铁科植物、珊 瑚甚至一些无脊椎动物共生。
蓝细菌的细胞最小的只有0.5—1㎛，如聚球蓝细菌属，与典型 的细菌相似。而最细菌的结构
类似于G—，革兰氏染色阴性。
1. 细胞壁：含肽聚糖，外有脂多糖层。许多蓝细菌产生大 量粘质外膜或鞘，使成群的细胞或丝状体结合在一起。
2. 多数丝状蓝细菌无鞭毛，但能作滑行运动，表现出趋光 性和趋化性。 3. 脂肪酸组成与其它原核生物都不同，通常含有两个或多 个双链组成的不饱和脂肪酸。而细菌大多数都含有饱和 的和单一不饱和的脂肪酸。
三、蓝细菌的繁殖
单细胞种类 丝状蓝细菌
{
{
二分裂 如粘杆蓝细菌 多分裂 如皮果蓝细菌 单平面分裂 如鱼腥蓝细菌和颤蓝细菌 多平面方向分裂 如分枝的丝状蓝细菌
静息孢子：为有异型孢的丝状蓝细菌上形成的一种特化细胞，
微生物学 第三节 蓝细菌
间步骤，直接使用简单的糖或者杂草生成链烷烃。到
目前为止，研究人员使用一个1000升的示范发酵罐，
获得了10升链烷烃。
/ny/2010/08-03/2442252.shtml
目前，最有希望的火 星拓展细菌是蓝细菌，现 已证实蓝细菌能幸存于欧 洲“BIOPAN”平台和国际 空间站“EXPOSE”平台的 真空环境中。英国开放大学地理微生物学家查尔斯
赤潮
水华
绿潮
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）还会产生毒素（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。天敌蓝藻等藻类是鲢鱼的食
第三节 蓝细菌(cyanobacteria)
是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、
含叶绿素a（但不形成叶绿体）、能进行产氧性光合
作用的大型原核生物。 在过去曾一直被称为蓝藻或蓝
绿藻（Cyanophyta），自从发现这类微生物的细胞核
是原核而不是像其他藻类的核是真核之后，已改属于 原核生物界，称为蓝细菌。蓝细菌的形态为球状和丝 状，细胞壁外有粘质称为鞘或荚膜。
内层是纤维素，少数人认为是果胶质和半纤维素。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。
蓝细菌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。
神奇的蓝细菌课件
在农业中的应用
有机肥料
蓝细菌能够将空气中的氮 气转化为植物可利用的氮 肥，从而减少化肥的使用 ，促进有机农业的发展。
生物防治
蓝细菌能够产生抗菌物质 和抗虫物质，从而抑制植 物病原菌和害虫的繁殖， 减少农药的使用。
土壤改良
蓝细菌能够改善土壤结构 ，增加土壤的透气性和保 水性，从而提高土壤的肥 力和生产力。
蓝细菌的分类
01
蓝细菌主要分为两类：淡水蓝细菌和海洋蓝细菌。淡水蓝细菌主要分布在湖泊、 河流等淡水环境中，而海洋蓝细菌则分布在海洋中。
02
根据形态和生理特征，蓝细菌又可以分为多种不同的属和种。例如，念珠藻属、 鱼腥藻属、颤藻属等。
蓝细菌的分布和生态
蓝细菌广泛分布于全球各地，从极地到热带，从海洋到陆地 ，几乎无处不在。它们在生态系统中扮演着重要的角色，是 地球上氧气的主要生产者之一。
在生物能源中的应用
产氢能源
蓝细菌能够利用光合作用将水分 解为氧气和氢气，从而为氢能源 的生产提供原料。
生物柴油
蓝细菌能够将有机废弃物转化为 生物柴油，从而为可再生能源的 发展提供支持。
04
蓝细菌的研究进展
Chapter
蓝细菌基因编辑技术
基因编辑技术
蓝细菌基因编辑技术是近年来研究的热点，通过基 因敲除、插入和突变等技术，实现对蓝细菌基因的 精确调控，为研究其生命活动和代谢过程提供了有 力手段。
重金属离子去除
蓝细菌具有富集重金属离子的能力， 可以通过吸附、沉淀等方式去除水体 中的重金属离子，为水处理和环境保 护提供了新的解决方案。
蓝细菌在未来生物技术中的应用
生物燃料生产
蓝细菌可以利用光能将二氧化碳转化为有机物，为生物燃料的生产提供了新的途径。通过基因工程技 术改良蓝细菌，可以提高生物燃料的产量和品质。
第4节蓝细菌1
许多蓝细菌生长在池塘和 湖泊中，在夏、秋两季大 量繁殖，并形成胶质团浮 于水面，形成“水花”， 使 水体变色。
一、蓝细菌的形态与结构
大小：细胞通常3~10μm，大的60μm。 形态：球状、杆状，丝状、螺旋状、有的含异形胞。
图1-25 几种蓝细菌的典型形态 1、蓝杆菌属；2、聚球蓝菌属；3、粘聚球蓝菌属； 、蓝杆菌属； 、聚球蓝菌属； 、粘聚球蓝菌属； 4、皮果蓝菌属；5、鱼腥蓝菌属；6、螺旋蓝菌属；7、费氏蓝菌属 、皮果蓝菌属； 、鱼腥蓝菌属； 、螺旋蓝菌属； 、
四、蓝细菌的生态学意义
1、分布广，适应性强： 淡水、海水、内陆盐水、湿地、沙漠上都有。从温泉到冰 雪上均可生存，温暖和有机物含量较高的水体中较多。蓝 细菌一般喜温好光，喜高pH和静水，喜低氮高磷。是淡水 中的重要浮游植物。 温暖季节大量繁殖形成“水华”。 我国南方四季可以见蓝藻形成 的“水华”。在水体的垂直分布 表层大于下层，水平分布下风 位多于上风位，静水易孳生。 如水体开增氧机时较少有蓝藻， 河流中蓝藻较少。
4）具有原核生物的典型细胞结构;细胞核无核膜，也不进行有丝 分裂，细胞壁含胞壁酸和DAP，革兰氏染色阴性。 5)营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源， 多数能固氮，其异形胞（heterocyst）是进行固氮的场所 6)分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱力。 7)无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。 8)许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的 地方，以利光合作用。
类囊体
藻胆素 (phycobilin) 是一类水溶性色素，着生在类囊体膜的外 表面上，呈盘状构造，在光合作用中起辅助色素的作用，是蓝 细菌所特有。 藻蓝素 (phycocanobilin PC ) 75％ 620nm 藻胆素 藻红素 (phycoerythrin PE) 12％ 565nm 别藻蓝素（allophycocyanin APC） 12％ 12
蓝细菌的概念
蓝细菌的概念蓝细菌是原核生物中一类特殊的细菌，也被称为蓝藻。
它们是地球上最原始的生命形式之一，同时也是氧气光合作用的发源者，对地球的生态系统和生命演化起到了重要的影响。
本文将从蓝细菌的分类、形态特征、生活方式、生态功能和应用价值等方面进行详细阐述。
蓝细菌的分类中，属于共栖菌的蓝细菌属于真细菌门，青阳腔菌属于青阳腔菌门。
蓝细菌有很多种类，常见的有链藻蓝细菌、纤毛蓝细菌、鞭毛蓝细菌等。
蓝细菌的细胞大小一般为2-8微米。
它们的形态特征多样，有球形、杆状、螺旋状等形状，其中链藻蓝细菌呈长条状，螺旋藻状，而青阳腔菌呈球状。
蓝细菌喜欢生活在水环境中，包括海洋、湖泊、河流等。
它们可以对不同的环境适应良好，如长在岩石表面、泥土中、树叶上等。
蓝细菌具有光合作用的能力，可以利用阳光能将二氧化碳转化为有机物质，同时释放氧气。
这是蓝细菌的重要特征之一，也是它们与其他微生物的区别之一。
蓝细菌通过一种特殊的细胞器官称为叶绿体来进行光合作用。
叶绿体内有叶绿素a和叶绿素b等色素，可以吸收光能，将光能转化为化学能。
蓝细菌的光合作用产物主要是葡萄糖等有机物质，这些有机物质不仅滋养了蓝细菌自身，也成为其他生物的重要营养来源。
蓝细菌在生态系统中扮演着重要的角色。
它们可以参与水体中的有机物的分解和循环，促进水体的自净能力，维持水体的营养平衡。
同时，蓝细菌可以固氮，将大气中的氮转化为氨，提供给其他植物使用，促进植物的生长。
此外，蓝细菌还可以附着在岩石表面或树叶上形成蓝细菌群落，提供栖息地和庇护所，滋养下一代蓝细菌。
蓝细菌在生物科技领域具有很大的应用价值。
由于蓝细菌的光合作用和固氮能力，可以应用于环境修复和工业生产中。
蓝细菌可以通过光合作用吸收二氧化碳，降低温室气体排放，减缓全球变暖。
此外，蓝细菌还可以通过固氮作用将大气中的氮转化为有机物质，促进农作物的生长，提高农业产量。
在工业生产中，蓝细菌的鞭毛可以用于生物驱动纳米机器人，具有很大的潜力。
3蓝细菌.
二、细胞结构
1、胶质鞘：细胞壁向外分泌的胶质物，果胶为 主，少量纤维素。比例因种而异，坚硬或易水 化。含有非光合作用的红、兰、灰等色素。 2、细胞壁：组成与G-菌相似，含有肽聚糖内层 和脂多糖外层。无鞭毛，能滑行运动。 3、细胞膜：包含周质（细胞质）的膜。 4、核质区：拟核区、核区、中央区。
第三节 蓝细菌
一类含有叶绿素、具有放氧性光合 作用的原核微生物，最大特点是含 有光合色素与蛋白，能进行光合作 用，释放氧气，自养菌。它的发展 使整个地球大气从无氧状态发展到 有氧状态，孕育了一切好氧生物的 进化和发展；而且使得无机物转化 成了有机物。
蓝细菌的归属
蓝细菌曾一直被称作蓝藻或蓝绿藻，归 属于裂殖植物门裂殖菌纲、裂殖藻纲。 20世纪80年代，才发现蓝细菌没有真正 的细胞核，含有叶绿素，具有光合作用， 改属原核生物界兰细菌门，共有150个属， 2000多个种。
二、细胞结构
5 、周质区（细胞质）：光合色素区， 核质区的四周。接近膜，色深。色素为 叶绿素和藻胆蛋白色素，比例随环境而 变化，颜色也改变。周质区含液泡、脂 肪滴、多聚糖颗粒（兰藻淀粉）、兰藻 颗粒体（多肽）、羧基化体（含 DNA 和 酶，与 CO2 固定有关）、气泡（水生）、 光合器。
二、细胞结构
蓝细菌的光能转化
在光合系统Ⅰ中，类胡萝卜素吸收传递光子， 叶绿素aP700(光同化色素)吸收光子能量被激 发，放出1个高能e。高能e先传递到初级e受 体Fe-S，再经次级e受体铁氧还蛋白(Fd)、黄 素蛋白(Fp) 传递给NADP。每传递2e，结合 光合系统Ⅱ中H2O光解释放的2H+形成还原力 NADPH2。P700失去e带正电荷。
蓝细菌的光能转化
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蓝细菌通过无性方式繁殖。 单细胞类群以裂殖方式繁殖，包括二分裂或多分 裂。 丝状体类群可通过单平面或多平面的裂殖方式加 长丝状体，还常通过链丝段繁殖。 少数类群以内孢子方式繁殖。在干燥、低温和长 期黑暗等条件下，可形成休眠状态的静息孢子， 当在适宜条件下可继续生长。
蓝细菌是最早的光合放氧生物，对地
在中国，太湖的蓝藻爆发污染是蓝藻危害的一个具体体现。
不同种类的蓝细菌含有不同类型的毒素， 当中包括神经毒素（Neurotoxin）、肝毒素 （Hepatotoxin）、细胞毒素（Cytotoxin）及 内毒素（Endotoxin）等，使他们对人体及动 物构成生命危险
谢谢
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，如发菜和
普通念珠藻（地木耳）、螺旋藻等。
蓝细菌是全世界公认为最有开发前途的微
生物藻类，它被视为一种快速的营养来源。所
生产的蛋白质是相同土地面积上种植大豆所得
蛋白质量的20倍。
蓝细菌也是最有希望的火星拓展细菌，现
已证实蓝细菌能幸存于欧洲“BIOPAN”平台 和国际空间站“EXPOSE”平台的真空环境中。
蓝细菌与水体环境质量关系密切。
在一些营养丰富的水体中，有的蓝细菌常于夏季大量繁殖，
并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为“水华”。
脂多糖层构成，革兰氏染色阴性，分泌粘液层、荚膜
或形成鞘衣。
细胞内含有核糖体，虽具有叶绿素的光合色素，
但不形成叶绿体，进行光合作用的部位是含有叶绿素
a、β- 胡萝卜素、类胡萝卜素、藻胆素(包括藻蓝素
和藻红素)的类囊体。
蓝细菌的细胞一般比细菌大，通常直径为3～ 10μm，最大的可达60μm，如巨颤蓝细菌。 根据细胞形态差异，蓝细菌可分为单细胞和丝状 体两大类。 单细胞类群多呈球状、椭圆状和杆状，单生或团 聚体 丝状体蓝细菌是有许多细胞排列而成的群体
蓝细菌
蓝细菌是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴 性、无鞭毛、含叶绿素a（但不形成叶绿体）、能 进行产氧性光合作用的大型原核生物。 由于它们 具有与植物相同的光合作用系统，历史上曾被藻 类学家归为藻类，称为蓝藻。
蓝细胞细胞结构简单ห้องสมุดไป่ตู้细胞核不具有核膜，没有
有丝分裂器。细胞壁由含有二氨基庚二酸的肽聚糖和