水生化學 藍藻門

1、,滇池，從1985年至今，年年出現(xiàn)藍藻異常暴發(fā)，不僅失去了原有的美學價值，而且還成為威脅人們健康的污染源,藍藻大量繁殖，湖水如綠油漆一般,綠浪翻滾，遠處是著名的睡美人西山,藻類水華！,太湖無錫藍藻事件,第一節(jié) 藍藻門(Cyanophyta),概 述 藍藻是地球上最原始、最古老的藻類；由于色素中含有豐富的藻膽素，植物體呈藍綠色，故又稱藍綠藻。 最早出現(xiàn)的綠色自養(yǎng)生物，它是在地球上幾乎還是絕對無氧的還原環(huán)境下，第一個利用太陽能將二氧化碳制造成有機物并釋放出游離氧氣的先驅(qū)生物，它對地球上的其他自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物的產(chǎn)生和演化，乃至人類的起源有著無可替代的重大意義。,一、形態(tài)構造,1、細胞壁 （1）內(nèi)層

2、：纖維質(zhì)，緊接在原生質(zhì)膜上。 外層：果膠質(zhì)。 除果膠質(zhì)和纖維質(zhì)外，還含有粘質(zhì)縮氨肽，為此門特有，是區(qū)分于其它藻門的主要特征之一。,藍藻細胞結構示意圖,（2）膠鞘和膠被 位于細胞壁外面的透明膠質(zhì)物（主要成分為果膠質(zhì)或糖） 。 絲狀體外面具膠鞘（絲體+膠鞘），群體外面具膠被。,2、原生質(zhì)體（色素區(qū),中央?yún)^(qū)）,（1）色素區(qū) 色素：葉綠素a，-胡蘿卜素，藍藻特有的藻膽素（藍藻藻藍蛋白、藍藻藻紅蛋白），此外還有藍藻黃素和藍藻葉黃素。 藻體顏色：藍綠色 色素體：無，色素分散在原生質(zhì)的周邊部分，為色素區(qū)。,（2）中央?yún)^(qū)：無真正的細胞核，無蛋白核，無色素體。 位于細胞中央的相當于細胞核的物質(zhì)稱核質(zhì)，藍藻無真正

3、的細胞核僅具核質(zhì)，無核仁和核膜，為原核，所以藍藻為原核生物。 又稱為藍細菌（Cyanobacteria）,3. 貯存物質(zhì) 主要是藍藻淀粉，遇碘呈淡紅褐色。,4、異型胞（heterocystis）,異型胞是絲狀藍藻（除顫藻目）產(chǎn)生的一種由營養(yǎng)細胞特化而來的特殊類型細胞；球形或橢圓形，比營養(yǎng)細胞大，光亮透明，胞內(nèi)無色素和貯存物質(zhì)；與營養(yǎng)細胞相連處有鈕狀增厚部，稱極節(jié)球（polar-nodule）。,位置：端生或間生。 作用：固氮作用、生殖作用（鄰近細胞與極節(jié)球處斷裂成二條絲體）。,5、假空泡（pseudovacuoles） 為細胞內(nèi)無規(guī)則的小顆粒，位于色素區(qū)；鏡下看呈黑色或紫色，福爾馬林固定后呈灰

4、白色，假空泡內(nèi)具氣泡，可使植物體上浮。如微囊藻。,二、繁殖,1、營養(yǎng)繁殖： 單細胞種類直接分裂-子細胞分離。 群體分裂形成大群體再分離。 絲狀體類型形成藻殖段,藻殖段：又稱段殖體（hormogonia） -絲狀體兩個營養(yǎng)細胞間生出膠質(zhì)隔片（凹面體）或由于間生的異形胞或機械力量斷開后形成若干短的藻絲分段，每段通過細胞分裂發(fā)育成新個體。,凹面體絲狀體內(nèi)出現(xiàn)死細胞，兩側的活細胞產(chǎn)生膨壓，向死細胞突出，死細胞就產(chǎn)生了雙凹形并斷裂，死細胞兩側的藻體就成為段殖體。,2、無性生殖（產(chǎn)生無性孢子）： 厚壁孢子：藻殖段目特有的一種孢子 自營養(yǎng)細胞體積增大積累物質(zhì)，細胞壁直接加厚；休眠渡過不良環(huán)境。 外生孢子：

5、細胞橫裂形成大小不等的原生質(zhì)塊，上為外生孢子；假鞘。 內(nèi)生孢子： 在母細胞壁內(nèi)形成，原生質(zhì)體多次分裂，無細胞壁，數(shù)目多。,厚壁孢子,念珠藻屬 厚壁孢子,外生孢子,管胞藻屬 外生孢子 假鞘,只在管藻目和其他目的少數(shù)屬中發(fā)生，不很普遍。,內(nèi)生孢子,皮果藻屬,三、體制及形狀,1、單細胞：較少 藍纖維藻屬、少數(shù)色球藻屬種類 2、群體：多為不定型群體（微囊藻屬、色球藻屬、隱球藻屬、隱桿藻屬）或規(guī)則型群體（平裂藻屬、束球藻屬、腔球藻屬）。 3、絲狀體：由相連的細胞列和膠質(zhì)鞘組成。分枝（真枝藻屬）或假分枝（單歧藻屬）或不分枝（ 顫藻屬）。 4、假薄壁組織類型：植物體由絲體彼此緊貼組成。（束絲藻屬）,返回,5

6、、藻體形狀：球形、卵形、圓形、纖維形、立方形、不規(guī)則形、絲狀、片狀等。,藍纖維藻屬Dactylococcopsis：植物體為單細胞，或由少數(shù)乃至多數(shù)細胞聚集形成群體，群體膠被無色透明。細胞細長，兩端狹小而尖，直或多少呈螺旋形旋轉，S形、C形或作不規(guī)則彎曲。細胞內(nèi)含物一般均勻。淡藍綠色至亮藍綠色。常見有針狀藍纖維藻D. acicularis 和針晶藍纖維藻D. rhaphidioides (圖22)，前者細胞直，末端尖細，后者略彎曲，半咸水能生長。,微囊藻屬 Microcystis ： 為多細胞的群體。群體球形、類橢圓形、不規(guī)則型。群體膠被均勻無色。內(nèi)含物淡藍綠色、亮藍綠色或橄欖綠色或玫瑰色。,

7、微囊藻多生長在湖泊、池塘等有機質(zhì)豐富的水體中，營浮游生活。PH值以8-9.5為宜。溫暖季節(jié)水溫在2832時繁殖快，生長旺盛，使水體呈灰綠色，形成水華，肉眼可見，其浮膜似銅綠色油漆，有臭味。人們通常把微囊藻水華統(tǒng)稱為“湖靛”。,色球藻屬Chroococcus 植物體為單細胞或群體。 細胞球形、半球形。 一般由2、4、8、16或更多細胞(很少超過64或128個細胞)所組成的群體，單個的較少見。每個細胞內(nèi)含有均勻的或作不規(guī)則的小顆粒體。 細胞色素區(qū)的色彩為白灰色以至淡藍綠色、藍綠色、橄攬綠色、橙黃或藍紫色等。,每個細胞外都被有質(zhì)地均勻，具有層理的個體衣鞘，借此與群體中的各細胞相互分開；群體的膠質(zhì)衣鞘

8、較厚，均勻或有層理，堅固或因含多量水分而柔弱透明。細胞分裂面有三個。 在群體中的有些細胞，有時兩細胞的相貼靠處大多平直呈現(xiàn)棱角，因此細胞往往呈半球形。常見的種類有湖沼色球藻C. limneticus、束縛色球藻C. tenax、小形色球藻C. minor和微小色球藻C. minutus。,平裂藻屬Merismopedia 的藻體細胞排列十分整齊，通常兩個細胞兩兩成對，兩對一組，4個組成一小群，集許多小群而成一平板狀群體。 群體扁平、整齊，由一層細胞組成，當群體中的細胞不斷增加而不斷裂時，其群體可因擴展而彎曲，甚至作扭曲狀。 群體中細胞數(shù)，頗不一致，有32、64以至數(shù)百、上千個。一般個體微小，也

9、有較大的種類。細胞內(nèi)含物均勻，僅偶有微小顆粒體存在，淡藍綠色至亮綠色，少數(shù)以至紫藍色。多為浮游藻類。,真枝藻屬（Stigonema）植物體是單列細胞或多列細胞構成的不規(guī)則分枝的絲狀體。許多絲狀體集生在一起，呈黑褐色絨毛狀。絲狀體有厚而堅硬的膠質(zhì)鞘，膠質(zhì)鞘透明，多為黃褐色。細胞球形或橢圓形。真分枝是細胞在縱軸方向分裂形成的。,單歧藻屬,假分枝（通過藻絲穿出膠鞘以后再延伸生長）,為單列假分枝絲狀體，絲體寬度相等，膠鞘堅固透明，分層或不分層，植物體匍匐或直立絲體，在異形胞處產(chǎn)生假分枝。 假分枝：通過藻絲穿出膠鞘后再延伸生長。,單歧藻屬,顫藻屬：植物體是一列細胞組成的絲狀體（filament）。絲狀體

10、常叢生，并形成團塊。細胞短圓柱狀，長比寬短，無膠質(zhì)鞘，或有一層不明顯的膠質(zhì)鞘。絲狀體能前后運動，或左右擺動，故稱顫藻。,束絲藻屬：,藻絲單一或側面相連成束狀群體，絲體直或彎曲。藻絲中部細胞短柱形，具假空泡，末端細胞尖細，延長成無色細胞，膠鞘不清楚，異形胞間生。大量繁殖，形成“水華”。,四、分類及常見種類的特點,一綱三目：藍藻綱色球藻目、段殖藻目、管胞藻目（著生種類）。 1、色球藻目（Chroococcales）：單細胞或群體具膠被，無藻殖段繁殖。,（1）色球藻屬（Chroococcus）（藍球藻屬） 植物體少數(shù)為單細胞，細胞呈球形、半球形，多數(shù)為2、4、8個以至更多細胞組成群體，群體外膠被厚，

11、均勻或分層，淡藍綠色、藍綠色。細胞內(nèi)容物均勻或具小顆粒，群體兩個細胞相連處平直或出現(xiàn)棱角而成非球形，這是本屬與其它屬的主要區(qū)別。,（2）微囊藻屬（Microcystis）（微胞藻屬）,多細胞群體，呈球形、長橢圓形或不規(guī)則形。群體外膠被均勻無色。細胞球形或橢圓形，排列緊密，有時互相擠壓而出現(xiàn)棱角。細胞呈藍綠色，常有顆粒和假空泡，營浮游生活，在有機質(zhì)豐富、水溫28-32的水體中大量繁殖（pH8-9.5），形成“水華”俗稱“湖靛”。,Microcystis,（3）平列藻屬（片藻、裂面藻）Merismopedi,植物體為一層細胞厚的平板狀群體，群體方形或長方形，細胞球形或橢圓形，并有規(guī)則地排列，常二個

12、成對，二對成一組，四組成為一小群體，許多小群體集合成平板狀群體。群體膠被無色，透明而柔軟。,Anabaenopsis sp. bloom in Bedetti Lake, Santo Tome, Santa Fe, Argentina,藻絲單一或側面相連成束狀群體，絲體直或彎曲。藻絲中部細胞短柱形，具假空泡，末端細胞尖細，延長成無色細胞，膠鞘不清楚，異形胞間生。大量繁殖，形成“水華”。,（7）席藻屬（膠鞘藻屬）Phormidium）：,植物膠塊狀或皮膜狀，由許多絲體組成，著生或漂浮，絲體不分枝，直或彎曲，末端漸尖，具薄的無色的膠鞘。細胞圓柱形，橫壁收縊或不收縊。,（8）單岐藻（Tolypoth

13、ri）,為單列假分枝絲狀體，絲體寬度相等，膠鞘堅固透明，分層或不分層，植物體匍匐或直立絲體，在異形胞處產(chǎn)生假分枝，多數(shù)單出，少數(shù)雙出。 假分枝：通過藻絲穿出膠鞘后再延伸生長。,五、藍藻的經(jīng)濟意義,（1）對漁業(yè)的不利影響：微囊藻、色球藻、魚腥藻、顫藻形成“水華”，影響水質(zhì)，發(fā)出臭味，標志著水體富營養(yǎng)化。 （2）有固氮能力，稻田中的固氮藍藻可以補充栽培作物所需的氮，從而提高產(chǎn)量。 （3）可作為水體污染的指示生物。如泥生顫藻為污水指示生物，褐色管胞藻為清水指示生物。 （4）作為魚餌，如魚腥藻。 （5）人類食物：藍藻中的普通念珠藻、發(fā)狀念珠藻、螺旋藻等營養(yǎng)豐富可以食用,六、主要特征,1.細胞壁由纖維素（內(nèi)層）和果膠質(zhì)（外層）組成，細胞外有的具膠被或膠鞘。 2.無色素體，色素均勻地散在原生質(zhì)內(nèi)。色素成分主要為葉 綠素a、胡蘿卜素、藻膽素(藍藻藻藍素+藍藻藻紅素)。 3.同化產(chǎn)物主要是藍藻淀粉，遇碘呈淡紅褐色。 4.無細胞核，只具核質(zhì)而無核仁和核膜。屬原核生物，稱為藍細菌（Cyanoba