藍藻是如何形成的
藍藻是如何形成的
藍藻是最簡單、最原始的單細胞生物，所有的藍藻都是單細胞生物，那么你對藍藻的形成了解多少呢?下面就讓學習啦小編來給你科普一下藍藻是如何形成的。
藍藻的形成
藍藻(lanzao)即藍藻門，又稱藍綠藻。是一門最原始、最古老的藻類植物。其主要特征是：植物體簡單，單細胞，各式群體和絲狀體;細胞中無真核，但細胞中央含有核物質(zhì)，通常呈顆粒狀或網(wǎng)狀，沒有核膜和核仁，具有核的功能，故稱其為原核。正因如此，近代大多數(shù)學者主張將藍藻從植物界中分出來，和具原核的細菌等一起，單立為原核生物界。藍藻不具葉綠體、線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和液泡等細胞器，含葉綠素a，無葉綠素b，含數(shù)種葉黃素和胡蘿卜素，還含有藻膽素(是藻紅素、藻藍素和別藻藍素的總稱)。一般說，凡含葉綠素a和藻藍素量較大的，細胞大多呈藍綠色。同樣，也有少數(shù)種類含有較多的藻紅素，藻體多呈紅色，如生于紅海中的一種藍藻，名叫紅海束毛藻，由于它含的藻紅素量多，藻體呈紅色，而且繁殖的也快，故使海水也呈紅色，紅海便由此而得名。藍藻雖無葉綠體，但在電鏡下可見細胞質(zhì)中有很多光合膜，叫類囊體，各種光合色素均附于其上，光合作用過程在此進行。藍藻的細胞壁和細菌的細胞壁的化學組成類似，主要為粘肽;貯藏的光合產(chǎn)物主要為藍藻淀粉和藍藻顆粒體等;生活史中均無具鞭毛的細胞;繁殖方式有兩類，一為營養(yǎng)繁殖，包括細胞直接分裂(即裂殖)、群體破裂和絲狀體產(chǎn)生藻殖段等幾種方法，另一種為某些藍藻可產(chǎn)生內(nèi)生孢子或外生孢子等，以進行無性生殖。目前尚未發(fā)現(xiàn)藍藻有真正的有性生殖。藍藻在地球上大約出現(xiàn)在距今35～33億年前，現(xiàn)在已知約1500多種，分布十分廣泛，遍及世界各地，但主要為淡水產(chǎn)。有少數(shù)可生活在60～85℃的溫泉中，有些種類和真菌、苔蘚、蕨類和裸子植物共生。有不少藍藻可以直接固定大氣中的氮，以提高土壤肥力，使作物增產(chǎn);還有的藍藻為人們的食品，如著名的發(fā)菜和普通念珠藻(地木耳)等。但在一些營養(yǎng)豐富的水體中，有些藍藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一層藍綠色而有腥臭味的浮沫，稱為“水華”，甚至有些種類還會產(chǎn)生一些毒素，加劇了水質(zhì)惡化，對魚類等水生動物，以及人、畜均有很大危害，嚴重時會造成魚類的死亡。
爆發(fā)條件;藍藻是一種水生生物，在湖水遭到嚴重有機污染，氮、磷含量超標呈重富營養(yǎng)化狀態(tài)下，再遇上適宜的溫度(氣溫在18攝氏度左右)等條件，藍藻就可能爆發(fā)瘋長。藍藻其實呈綠顏色，大量浮藻覆蓋在水面上像一層粘糊糊的“綠油漆”，專家們?yōu)樗×藗€靚麗的名稱——藍藻水華。水華爆發(fā)時，水中的溶解氧被藍藻大量消耗，魚類等其他水生生物因缺氧而死亡，水體不僅變了顏色，還有臭味。長期如此，湖泊失去了功能，成為死湖。
藍藻的形態(tài)特征
藍藻不具葉綠體、線粒體、高爾基體、中心體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和液泡等細胞器，唯一的細胞器是核糖體。含葉綠素a，無葉綠素b，含數(shù)種葉黃素和胡蘿卜素，還含有藻膽素(是藻紅素、藻藍素和別藻藍素的總稱)。一般說，凡含葉綠素a和藻藍素量較大的，細胞大多呈藍綠色。同樣，也有少數(shù)種類含有較多的藻紅素，藻體多呈紅色，如生于紅海中的一種藍藻，名叫紅海束毛藻，由于它含的藻紅素量多，藻體呈紅色，而且繁殖的也快，故使海水也呈紅色，紅海便由此而得名。藍藻雖無葉綠體，但在電鏡下可見細胞質(zhì)中有很多光合片層，叫類囊體，各種光合色素均附于其上，是含有色素的膜性結(jié)構(gòu)，大大增加了細胞內(nèi)的膜面積，該結(jié)構(gòu)的主要功能是：進行光合作用。
藍藻的細胞壁和細菌的細胞壁的化學組成類似，主要為肽聚糖(糖和多肽形成的一類化合物);貯藏的光合產(chǎn)物主要為藍藻淀粉和藍藻顆粒體等。細胞壁分內(nèi)外兩層，內(nèi)層是纖維素的，少數(shù)人認為是果膠質(zhì)和半纖維素的。外層是膠質(zhì)衣鞘以果膠質(zhì)為主，或有少量纖維素。內(nèi)壁可繼續(xù)向外分泌膠質(zhì)增加到膠鞘中。有些種類的膠鞘很堅密拌可有層理，有些種類膠鞘很易水化，相鄰細胞的膠鞘可互相溶和。膠鞘中可有棕、紅、灰等非光合作用色素。藍藻的藻體有單細胞體的、群體的和絲狀體的。最簡單的是單細胞體。有些單細胞體由于細胞分裂后子細胞包埋在膠化的母細胞壁內(nèi)而成為群體，如若反復分裂，群體中的細胞可以很多，較大的群體可以破裂成數(shù)個較小的群體。有些單細胞體由于附著生活，有了基部和頂部的極性分化，絲狀體是由于細胞分裂按同一個分裂面反復分裂、子細胞相接而形成的。有些絲狀體上的細胞都一樣，有些絲狀體上有異形胞的分化;有的絲狀體有偽枝或真分枝，有的絲狀體的頂部細胞逐漸尖窄成為毛體，這也叫有極性的分化。絲狀體也可以連成群體，包在公共的膠質(zhì)衣鞘中，這是多細胞個體組成的群體。
藍藻的價值
藍藻是最早的光合放氧生物，對地球表面從無氧的大氣環(huán)境變?yōu)橛醒醐h(huán)境起了巨大的作用。有不少藍藻(如魚腥藻)可以直接固定大氣中的氮(原因：含有固氮酶，可直接進行生物固氮)，以提高土壤肥力，使作物增產(chǎn)。還有的藍藻為人們的食品，如著名的發(fā)菜和普通念珠藻(地木耳)、螺旋藻等。
據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道，美國加州大學戴維斯分校的化學家通過基因工程對藍藻進行了改造，使其能生產(chǎn)出丁二醇，這是一種用于制造燃料和塑料的前化學品，也是生產(chǎn)生物化工原料以替代化石燃料的第一步。相關(guān)論文發(fā)表在2013年1月7日的美國《國家科學院學報》上。
論文領(lǐng)導作者、加州大學戴維斯分?；瘜W副教授渥美翔太(音譯)說：“大部分化學原材料都是來自石油和天然氣，我們需要其他資源。”美國能源部已經(jīng)定下目標，到2025年要有1/4的工業(yè)化學品由生物過程產(chǎn)生。
生物反應(yīng)都會形成碳—碳鍵，以二氧化碳為原料，利用陽光供給能量來反應(yīng)，這就是光合作用。藍藻以這種方式在地球上已經(jīng)生存了30多億年。用藍藻來生產(chǎn)化學品有很多好處，比如不與人類爭奪糧食，克服了用玉米生產(chǎn)乙醇的缺點。但要用藍藻作為化學原料也面臨一個難題，就是產(chǎn)量太低不易轉(zhuǎn)化。
研究小組利用網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)了幾種酶，恰好能執(zhí)行他們正在尋找的化學反應(yīng)。他們將能合成這些酶的DNA(脫氧核糖核酸)引入了藍藻細胞，隨后逐步地構(gòu)建出了一條“三步驟”的反應(yīng)路徑，能使藍藻將二氧化碳轉(zhuǎn)化為2，3丁二醇，這是一種用于制造涂料、溶劑、塑料和燃料的化學品。
渥美翔太說，由于這些酶在不同生物體內(nèi)可能有不同的工作方式。在實驗測試之前，無法預測化學路徑的運行情況。經(jīng)過3個星期的生長后，每升這種藍藻的培養(yǎng)介質(zhì)能產(chǎn)出2。4克2，3丁二醇——這是迄今將藍藻用于化學生產(chǎn)所達到的最高產(chǎn)量，對商業(yè)開發(fā)而言也很有潛力。
渥美翔太的實驗室正在與日本化學制造商旭化成公司合作，希望能繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)，進一步提高產(chǎn)量，并對其他產(chǎn)品進行實驗，同時探索該技術(shù)的放大途徑。
看過“藍藻有什么價值”的人還看了：