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，通常呈顆粒狀或網狀，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、內質網和液泡等細胞器，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生藻殖段等幾種方法，另一種為某些藍藻可產生內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。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;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生一些毒素，加劇了水質惡化，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、內質網和液泡等細胞器，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構，大大增加了細胞內的膜面積，該結構的主要功能是：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);貯藏的光合產物主要為藍藻淀粉和藍藻顆粒體等。細胞壁分內外兩層，內層是纖維素的，少數(shù)人認為是果膠質和半纖維素的。外層是膠質衣鞘以果膠質為主，或有少量纖維素。內壁可繼續(xù)向外分泌膠質增加到膠鞘中。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。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，也是生產生物化工原料以替代化石燃料的第一步。相關論文發(fā)表在2013年1月7日的美國《國家科學院學報》上。
論文領導作者、加州大學戴維斯分校化學副教授渥美翔太(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。”美國能源部已經定下目標，到2025年要有1/4的工業(yè)化學品由生物過程產生。
生物反應都會形成碳—碳鍵，以二氧化碳為原料，利用陽光供給能量來反應，這就是光合作用。藍藻以這種方式在地球上已經生存了30多億年。用藍藻來生產化學品有很多好處，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，就是產量太低不易轉化。
研究小組利用網上數(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。他們將能合成這些酶的DNA(脫氧核糖核酸)引入了藍藻細胞，隨后逐步地構建出了一條“三步驟”的反應路徑，能使藍藻將二氧化碳轉化為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。經過3個星期的生長后，每升這種藍藻的培養(yǎng)介質能產出2。4克2，3丁二醇——這是迄今將藍藻用于化學生產所達到的最高產量，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)，進一步提高產量，并對其他產品進行實驗，同時探索該技術的放大途徑。
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