藻类学 蓝藻门(Cyanophyta)（上）系统、分类及生态.ppt

藻类学蓝藻门 Cyanophyta 上 系统 分类及生态 蓝藻门Cyanophyta 蓝藻是最简单 最原始的一种藻类 是地球上出现最早的生物之一 蓝藻一般都含有一种特殊的蓝色色素 称之为藻蓝素 phycocyanin 蓝藻就是因此得名 藻蓝素使蓝藻常常呈现蓝绿色 因此有时又叫做蓝绿藻 bluegreenalgae 一 蓝藻概述 蓝藻细胞结构示意图 蓝藻细胞壁 cellwall 及胶质鞘 mucilaginoussheath 细胞壁由氨基糖和氨基酸组成 外面包被着薄或厚的胶质衣鞘 成分为肽聚糖peptidoglycan 在电子显微镜下观察 细胞壁由三层或者多层组成 细胞壁可向外分泌胶质增加到外层胶质鞘中 原生质 cytoplasm 蓝藻细胞的原生质可分为外部色素区 chromoplasm 或周质 periplasm 和内部无色中央区 centroplasm 色素分布在色素区的类囊体 thylakoid 上 蓝藻的光合色素主要是叶绿素 胡萝卜素和藻蓝素 此外 还含有藻黄素和藻红素 这些色素的不同含量使得藻体多呈蓝绿色 稀呈红色 绿 红褐色 亮蓝等 光合作用的贮藏营养物质是蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体 植物体类型 单细胞 群体 丝状体 二 蓝藻细胞和群体的形态 蓝藻为单细胞 丝状或非丝状的群体 非丝状群体有板状 中空球状 立方形等各种形状 但大多数为不定形群体 群体常具一定形态和不同颜色的胶被 丝状群体由相连的一列细胞 藻丝 trichomes 组成 藻丝具胶鞘或不具胶鞘 藻丝及胶鞘合称 丝状体 filament 丝状体蓝藻有两种类型 1宽球形蓝藻 2段殖体 宽球形蓝藻 其藻体由短的丝状体构成 但每一个细胞都有厚的膜 并表现为独立的生理单位 段殖体蓝藻 其丝体分枝或不分枝 有鞘或者没鞘 包含一条或多条藻丝 丝状体蓝藻 宽球型蓝藻 厚球藻属 Pleurocapsa 段殖体蓝藻 丝状蓝藻可以有分支 真分支是在藻丝的一个细胞与藻丝轴平行的面上分出来的 由这样所成的枝通常是与母藻体相垂直的 假分支时丝体断开 由藻丝的一端或者两端穿出鞘而产生新的丝体 异形胞 一部分丝状蓝藻的细胞列中的一种特殊的细胞 它和营养细胞的主要区别 1 细胞壁厚 2 细胞质中的颗粒物质溶解 呈均匀状态没有同化色素 3 仍然是1个生活细胞 但不进行光合作用 作用 1 将藻丝细胞分隔成藻殖段进行营养繁殖 2 细胞内含固氮酶 直接固定大气中的氮 三 蓝藻细胞的特殊结构 异形胞 heterocysts 异形胞 三 蓝藻细胞的特殊结构 伪空胞 伪空胞 gasvesicle 为特殊的由中空圆柱状气囊组成的结构 能够为细胞提供浮力 使它们在水体中垂直迁移 获得适宜的生长条件 藻类能调节其伪空胞体积和自身重量 以达到浮力和重量的平衡 调节其所处的位置 藻类调节自身重量的机理 单个气囊能抗400 700kpa的外界压力 气囊在组装和破裂中平衡 和光合作用有关 在晴天的表面水体中 快速的光合作用合成了大量的淀粉 增加个体重量使藻类下沉 光强度逐步减弱合成物质减少 呼吸作用增加个体重量逐渐减小 当减小与浮力平衡时 不再下沉 处于悬浮状态 这一平衡位置处于补偿点附近 该处的光合作用速度与呼吸作用速度相当 在晚间 光合作用停止 具伪空胞的蓝藻 如微囊藻 会迅速上浮到表面 另外 衰老和死亡的藻细胞重量下降会漂浮到水面形成水华 微囊藻Microcystiswesenbergii清楚显示胶鞘mucilage和gasvesicles 蓝藻是自养的 能通过同化色素及光能同化二氧化碳 但是也能利用有机物质 并靠有机物质生活 所以它又是混合营养的 蓝藻在深水里 由于有选择地吸收占优势的蓝绿光 故那里的蓝藻呈红色或者紫色 这叫补色适应 蓝藻在一种光的性质之下 通过颜色的适应而达到最大的同化效应 一些念珠藻 鱼腥藻等能固定游离的氮素 四 蓝藻的营养和繁殖 营养繁殖单细胞和群体蓝藻 细胞直接分裂丝状体蓝藻 藻殖段 hormogonia 方式 死细胞 异形胞 分离盘 机械作用等 四 蓝藻的营养和繁殖 从丝状体死亡细胞处断裂从异形胞 双凹分离盘 隔离盘 处断裂任何机械作用造成的断裂都可产生藻殖段 藻殖段形成方式 死细胞 双凹型隔离盘 颤藻 无性繁殖外生孢子 exospores 内生孢子 endospores 厚壁孢子 akinetes 四 蓝藻的营养和繁殖 外生孢子 管胞藻属外生孢子 皮果藻属 内生孢子 通过母细胞变大和原生质分裂而产生的多个具有较薄壁的子细胞 又称小孢子 baeocytes 体积较大 厚壁 充满储藏物质 有一个完全封闭的有时有花纹的细胞壁由营养细胞发生的生理意义 渡过不良的环境 厚壁孢子 休眠细胞 akinete 蓝藻细胞生长周期 异形胞 厚壁孢子 伪空胞 蓝藻门Cyanophyta下仅有一个蓝藻纲 Cyanophyceae 蓝藻纲再分为下面四个目 色球藻目 Chroococcales 念珠藻目 Nostocales 颤藻目 Osillatoriales 真枝藻目 Stigonematales 五 蓝藻门的分类和代表种 1 单细胞或群体 不形成真正的丝体 复杂群体类型具极性或分化的细胞 色球藻目1 真正的丝状体 组成丝状体的细胞彼此相连2 不形成 厚壁 孢子或异型孢 颤藻目2 形成 厚壁 孢子或异型孢3 丝状体无分支 或具假分支 念珠藻目3 丝状体形成真正分支 真枝藻目 分目检索表 1 色球藻目 Chroococcales 粘菌藻科 聚球藻科 平裂藻科 微囊藻科 色球藻科 石囊藻科 水球藻科 管胞藻科 皮果藻科 异球藻科 2 颤藻目 Osillatoriales 博氏藻科 伪鱼腥藻科 裂须藻科 席藻科 颤藻科 须藻科 3 念珠藻目 Nostocales 微毛藻科 伪枝藻科 胶须藻科 念珠藻科 4 真枝藻目 Stigonematales 真枝藻科 飞氏藻科 波吉藻科 带藻科 拟珠藻科 鞭枝藻科 单细胞或群体 具胶质鞘 一般为淡水种类 1 色球藻目Chroococcales 细胞球形 半球形 一般由2 4 8 16或更多细胞 很少超过64或128个细胞 所组成的群体 单个的较少见 假空泡或有或无 每个细胞外都个体胶被 群体胶被厚 均匀或有层理 群体中两细胞的相连处平直 大多数种类营浮游生活 色球藻属Chroococcus 色球藻 微囊藻属Microcystis a b 铜绿微囊藻M aeruginosac 水华微囊藻M fles aquaed 具缘微囊藻M marginatae 不定微囊藻M incerta 常见的有等 微囊藻 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 2 10微米 细胞数目32 64到数百上千个 在各淡水中都有发现 平裂藻属Merismopedia 裂面 植物体为单条藻丝 或由许多藻丝组成皮壳状 块状 无胶质鞘或很少具薄的鞘 藻丝不分枝 直或扭曲 能颤动 故而得名 顶端细胞末端增厚或是帽状体 细胞短柱状或盘状 内含物均匀或具颗粒 无异形胞和厚壁孢子 以段殖体繁殖 漂浮或附于水底 亦有营浮游生活的种类 分布广 淡 海水皆有分布 在内陆水体几乎无处不有 可形成水华 海产种类主要分布于沿岸 泥生颤藻O limosa是水体污染的指示生物 颤藻属Oscillatoria 2 颤藻目 Osillatoriales 颤藻科Oscillatoriaceae 颤藻属席藻属 区别 有无明显胶质鞘 Oscillatoria 单细胞或多细胞组成的丝状体 无胶鞘 呈紧密或疏松的有规则螺旋形弯曲 无异形胞和厚壁孢子 大量繁殖可形成水华 可生于淡水和海水中 螺旋藻营养丰富 大量培养可广泛应用于饲料 保健品及化妆品 目前国内外工厂化培养的种类主要是钝顶螺旋藻S platensis和极大螺旋藻 其中钝顶螺旋藻含蛋白质高达53 72 螺旋藻属Spirulina 螺旋藻属Spirulina 3 念珠藻目 Nostocales 念珠藻科 Nostocaceae 植物体为单一丝状体或不定形胶质块 或柔软膜状体 藻丝直或不规则螺旋状弯曲 细胞球形 桶形 异形胞间生 厚壁孢子一个或几个成串 远离异形胞或与直接相连 本属种类分布广 螺旋鱼腥藻A spiroid和水华鱼腥藻A flosaquae是湖泊 池塘中的常见种类 常形成水华 本属不少种类具有固氮能力 我国江浙等地在稻田中放养满江红即利用与满江红共生的满江红鱼腥藻Anabaenaazollae所固定的氮来增加稻田肥力 螺旋鱼腥藻A spiroid是白鲢鱼种的优质食物 鱼腥藻属 Anabaena 鱼腥藻属Anabaena 项圈藻 丝状体 具异形胞和厚壁孢子与鱼腥藻区别 有坚固明显的胶鞘 厚壁孢子数量较多 常与异形胞间生 念珠藻属Nostoc 念珠藻属代表植物地木耳 Nostoccommune 地木耳 念珠藻目代表植物发菜 Nostocflagelliforme 葛仙米 4 真枝藻目 Stigonematales 真枝藻科 stigonemataceae 丝状体 具异形胞和厚壁孢子