蓝藻是如何形成的 蓝藻有什么价值

蓝藻是最简单、最原始的单细胞生物，所有的蓝藻都是单细胞生物，那么你对蓝藻的形成了解多少呢?下面就让小编来给你科普一下蓝藻是如何形成的。

蓝藻的形成

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。

爆发条件;蓝藻是一种水生生物，在湖水遭到严重有机污染，氮、磷含量超标呈重富营养化状态下，再遇上适宜的温度(气温在18摄氏度左右)等条件，蓝藻就可能爆发疯长。蓝藻其实呈绿颜色，大量浮藻覆盖在水面上像一层粘糊糊的“绿油漆”，专家们为它取了个靓丽的名称——蓝藻水华。水华爆发时，水中的溶解氧被蓝藻大量消耗，鱼类等其他水生生物因缺氧而死亡，水体不仅变了颜色，还有臭味。长期如此，湖泊失去了功能，成为死湖。

蓝藻的形态特征

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片层，叫类囊体，各种光合色素均附于其上，是含有色素的膜性结构，大大增加了细胞内的膜面积，该结构的主要功能是：进行光合作用。

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成数个较小的群体。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。

蓝藻的价值

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。

据物理学家组织网报道，美国加州大学戴维斯分校的化学家通过基因工程对蓝藻进行了改造，使其能生产出丁二醇，这是一种用于制造燃料和塑料的前化学品，也是生产生物化工原料以替代化石燃料的第一步。相关论文发表在2013年1月7日的美国《国家科学院学报》上。

论文领导作者、加州大学戴维斯分校化学副教授渥美翔太(音译)说：“大部分化学原材料都是来自石油和天然气，我们需要其他资源。”美国能源部已经定下目标，到2025年要有1/4的工业化学品由生物过程产生。

生物反应都会形成碳—碳键，以二氧化碳为原料，利用阳光供给能量来反应，这就是光合作用。蓝藻以这种方式在地球上已经生存了30多亿年。用蓝藻来生产化学品有很多好处，比如不与人类争夺粮食，克服了用玉米生产乙醇的缺点。但要用蓝藻作为化学原料也面临一个难题，就是产量太低不易转化。

研究小组利用网上数据库发现了几种酶，恰好能执行他们正在寻找的化学反应。他们将能合成这些酶的DNA(脱氧核糖核酸)引入了蓝藻细胞，随后逐步地构建出了一条“三步骤”的反应路径，能使蓝藻将二氧化碳转化为2，3丁二醇，这是一种用于制造涂料、溶剂、塑料和燃料的化学品。

渥美翔太说，由于这些酶在不同生物体内可能有不同的工作方式。在实验测试之前，无法预测化学路径的运行情况。经过3个星期的生长后，每升这种蓝藻的培养介质能产出2。4克2，3丁二醇——这是迄今将蓝藻用于化学生产所达到的最高产量，对商业开发而言也很有潜力。

渥美翔太的实验室正在与日本化学制造商旭化成公司合作，希望能继续优化系统，进一步提高产量，并对其他产品进行实验，同时探索该技术的放大途径。