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1、滇池,从1985年至今,年年出现蓝藻异常暴发,不仅失去了原有的美学价值,而且还成为威胁人们健康的污染源蓝藻大量繁殖,湖水如绿油漆一般蓝藻大量繁殖,湖水如绿油漆一般 绿浪翻滚,远处是著名的睡美人西山绿浪翻滚,远处是著名的睡美人西山 藻类藻类水华!水华! 太湖无锡蓝藻事件第一节第一节 蓝藻门蓝藻门(Cyanophyta)学习重点门的特征、常见种属特征、生态分布、经济意义、藻殖段、异型孢 概 述 蓝藻是地球上最原始、最古老的藻类;由于色素中含有丰富的藻胆素,植物体呈蓝绿色,故又称蓝绿藻。 最早出现的绿色自养生物,它是在地球上几乎还是绝对无氧的还原环境下,第一个利用太阳能将二氧化碳制造成有机物并释放出
2、游离氧气的先驱生物,它对地球上的其他自养生物和异养生物的产生和演化,乃至人类的起源有着无可替代的重大意义。 一、形态构造一、形态构造1、细胞壁细胞壁 (1)内层内层:纤维质纤维质,紧接在原生质膜上。 外层外层:果胶质果胶质。 除果胶质和纤维质外,还含有粘质缩氨粘质缩氨肽肽,为此门特有,是区分于其它藻门的主要特征之一。 蓝藻细胞结构示意图(2)胶鞘和胶被)胶鞘和胶被位于细胞壁外面的透明胶质物(主要成分为果胶质或糖) 。丝状体外面具胶鞘胶鞘(丝体+胶鞘),群体外面具胶被胶被。2、原生质体(色素区、原生质体(色素区,中央区)中央区)(1)色素区)色素区色素色素:叶绿素a,-胡萝卜素,蓝藻特有的藻胆素
3、(蓝藻藻蓝蛋白、蓝藻藻红蛋白),此外还有蓝藻黄素和蓝藻叶黄素。藻体颜色藻体颜色:蓝绿色色素体色素体:无无,色素分散在原生质的周边部分,为色素区色素区。(2)中央区)中央区:无真正的细胞核,无蛋白核,无色素体。 位于细胞中央的相当于细胞核的物质称核质,蓝藻无真正的细胞核仅具核质,无核仁和核膜,为原核,所以蓝藻为原核蓝藻为原核生物。生物。 又称为蓝细菌(又称为蓝细菌(Cyanobacteria) 3. 贮存物质贮存物质 主要是主要是蓝藻淀粉蓝藻淀粉,遇碘呈淡红褐色。,遇碘呈淡红褐色。4、异型胞(异型胞(heterocystis) 异型胞异型胞是丝状蓝藻(除颤藻目)产生的一种由营养细胞特化而来的特殊
4、类型细胞;球形或椭圆形,比营养细胞大,光亮透明,胞内无色素和贮存物质;与营养细胞相连处有钮状增厚部,称极节球(polar-nodule)。位置:端生或间生。作用:固氮作用、生殖作用(邻近细胞与极节球处断裂成二条丝体)。 5、假空泡(、假空泡(pseudovacuoles) 为细胞内无规则的小颗粒,位于色素区;镜下看呈黑色或紫色,福尔马林固定后呈灰白色,假空泡内具气泡,可使植物体上浮。如微囊藻。二、繁殖二、繁殖1、营养繁殖营养繁殖: 单细胞单细胞种类直接分裂-子细胞分离。 群体群体分裂形成大群体再分离。 丝状体丝状体类型形成藻殖段藻殖段藻殖段藻殖段:又称段殖体(hormogonia)-丝状体两个
5、营养细胞间生出胶质隔片(凹面体)或由于间生的异形胞或机械力量断开后形成若干短的藻丝分段,每段通过细胞分裂发育成新个体。凹面体凹面体丝状体内出现死细胞,两侧的活细胞产生膨压,向死细胞突出,死细胞就产生了双凹形并断裂,死细胞两侧的藻体就成为段殖体。2、无性生殖(产生无性孢子):、无性生殖(产生无性孢子): 厚壁孢子:厚壁孢子:藻殖段目特有的一种孢子藻殖段目特有的一种孢子 自营养细胞体积增大积累物质,细胞壁直接加厚;休眠自营养细胞体积增大积累物质,细胞壁直接加厚;休眠渡过不良环境。渡过不良环境。 外生孢子:外生孢子: 细胞横裂形成大小不等的原生质块,上为外生孢子;假细胞横裂形成大小不等的原生质块,上
6、为外生孢子;假鞘。鞘。 内生孢子:内生孢子: 在母细胞壁内形成,原生质体多次分裂,无细胞壁,数在母细胞壁内形成,原生质体多次分裂,无细胞壁,数目多目多。厚壁孢子念珠藻属 厚壁孢子外生孢子管胞藻属 外生孢子 假鞘只在管藻目和其他目的少数属中发生,不很普遍。 内生孢子三、体制及形状三、体制及形状 1、单细胞单细胞:较少 蓝纤维藻属、少数色球藻属种类2、群体群体:多为不定型群体(微囊藻属、色球藻属、隐球藻属、隐杆藻属)或规则型群体(平裂藻属、束球藻属、腔球藻属)。3、丝状体丝状体:由相连的细胞列和胶质鞘组成。分枝(真枝藻属)或假分枝(单歧藻属)或不分枝( 颤藻属)。4、假薄壁组织类型:假薄壁组织类型
7、:植物体由丝体彼此紧贴组成。(束丝藻属)返回5、藻体形状藻体形状:球形、卵形、圆形、纤维形、立方形、不规则形、丝状、片状等。 蓝纤维藻属Dactylococcopsis:植物体为单细胞,或由少数乃至多数细胞聚集形成群体,群体胶被无色透明。细胞细长,两端狭小而尖,直或多少呈螺旋形旋转,S形、C形或作不规则弯曲。细胞内含物一般均匀。淡蓝绿色至亮蓝绿色。常见有针状蓝纤维藻D. acicularis 和针晶蓝纤维藻D. rhaphidioides (图22),前者细胞直,末端尖细,后者略弯曲,半咸水能生长。 微囊藻属 Microcystis : 为多细胞的群体。群体球形、类椭圆形、不规则型。群体胶被均
8、匀无色。内含物淡蓝绿色、亮蓝绿色或橄榄绿色或玫瑰色。 微囊藻多生长在湖泊、池塘等有机质丰富的水体中,营浮游生活。PH值以8-9.5为宜。温暖季节水温在2832时繁殖快,生长旺盛,使水体呈灰绿色,形成水华,肉眼可见,其浮膜似铜绿色油漆,有臭味。人们通常把微囊藻水华统称为“湖靛”。 色球藻属Chroococcus 植物体为单细胞或群体。 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。每个细胞内含有均匀的或作不规则的小颗粒体。 细胞色素区的色彩为白灰色以至淡蓝绿色、蓝绿色、橄揽绿色、橙黄或蓝紫色等。 每个细胞外都被有质地均匀,具有层理的
9、个体衣鞘,借此与群体中的各细胞相互分开;群体的胶质衣鞘较厚,均匀或有层理,坚固或因含多量水分而柔弱透明。细胞分裂面有三个。 在群体中的有些细胞,有时两细胞的相贴靠处大多平直呈现棱角,因此细胞往往呈半球形。常见的种类有湖沼色球藻C. limneticus、束缚色球藻C. tenax、小形色球藻C. minor和微小色球藻C. minutus。 平裂藻属Merismopedia 的藻体细胞排列十分整齐,通常两个细胞两两成对,两对一组,4个组成一小群,集许多小群而成一平板状群体。 群体扁平、整齐,由一层细胞组成,当群体中的细胞不断增加而不断裂时,其群体可因扩展而弯曲,甚至作扭曲状。 群体中细胞数,颇
10、不一致,有32、64以至数百、上千个。一般个体微小,也有较大的种类。细胞内含物均匀,仅偶有微小颗粒体存在,淡蓝绿色至亮绿色,少数以至紫蓝色。多为浮游藻类。 真枝藻属(Stigonema)植物体是单列细胞或多列细胞构成的不规则分枝的丝状体。许多丝状体集生在一起,呈黑褐色绒毛状。丝状体有厚而坚硬的胶质鞘,胶质鞘透明,多为黄褐色。细胞球形或椭圆形。真分枝是细胞在纵轴方向分裂形成的。单歧藻属假分枝(通过藻丝穿出胶鞘以后再延伸生长) 为单列假分枝丝状体,丝体宽度相等,胶鞘坚固透明,分层或不分层,植物体匍匐或直立丝体,在异形胞处产生假分枝。 假分枝:通过藻丝穿出胶鞘后再延伸生长。单歧藻属单歧藻属颤藻属:植
11、物体是一列细胞组成的丝状体(filament)。丝状体常丛生,并形成团块。细胞短圆柱状,长比宽短,无胶质鞘,或有一层不明显的胶质鞘。丝状体能前后运动,或左右摆动,故称颤藻。束丝藻属:束丝藻属:藻丝单一或侧面相连成束状群体,丝体直或弯曲。藻丝中部细胞短柱形,具假空泡,末端细胞尖细,延长成无色细胞,胶鞘不清楚,异形胞间生。大量繁殖,形成“水华”。四、分类及常见种类的特点四、分类及常见种类的特点 一纲三目:蓝藻纲色球藻目、段殖藻目、管胞藻目(着生种类)。1、色球藻目(Chroococcales):单细胞或群体具胶被,无藻殖段繁殖。(1)色球藻属(色球藻属(Chroococcus)(蓝球藻属)(蓝球藻
12、属)植物体少数为单细胞,细胞呈球形、半球形,多数为2、4、8个以至更多细胞组成群体,群体外胶被厚,均匀或分层,淡蓝绿色、蓝绿色。细胞内容物均匀或具小颗粒,群体两个细胞相连处平直或出现棱角而成非球形,这是本属与其它属的主要区别。(2)微囊藻属()微囊藻属(Microcystis)(微胞藻属)(微胞藻属) 多细胞群体,呈球形、长椭圆形或不规则形。群体外胶被均匀无色。细胞球形或椭圆形,排列紧密,有时互相挤压而出现棱角。细胞呈蓝绿色,常有颗粒和假空泡,营浮游生活,在有机质丰富、水温28-32的水体中大量繁殖(pH8-9.5),形成“水华水华”俗称“湖靛湖靛”。Microcystis(3)平列藻属(片藻
13、、裂面藻)平列藻属(片藻、裂面藻)Merismopedi 植物体为一层细胞厚的平板状群体,群体方形或长方形,细胞球形或椭圆形,并有规则地排列,常二个成对,二对成一组,四组成为一小群体,许多小群体集合成平板状群体。群体胶被无色,透明而柔软。 2、藻殖段目(断殖体藻目)、藻殖段目(断殖体藻目)(Hormogonales):):以段殖体或孢子繁殖。丝状体,分枝(假分枝或真分枝)、不分枝,异形胞有或无。 (1)鱼腥藻属(鱼腥藻属(Anabaena):单一丝状体,直或螺旋形弯曲,丝体大多等宽;细胞球形或桶形,异形胞间生;厚壁孢子较大,呈长圆形,一或几个串连在一起,紧靠异形胞或远离异形胞;大量繁殖形成“水
14、华”。本属很多种类有固氮能力,因为异形胞有固氮作用。 (2)项圈藻属()项圈藻属(Anabaeopsis ):): 丝体短,轮状卷曲或螺旋形弯曲。异形胞端生,厚壁孢子间生,远离异形胞,营浮游生活。Anabaenopsis sp. bloom in Bedetti Lake, Santo Tome, Santa Fe, Argentina (3)念珠藻属()念珠藻属(Nostoc):): 呈胶状或革状的团块,丝体间充满浓厚的胶质,异形胞间生或端生。丝体螺旋形弯曲或缠绕。藻丝念珠状,宽度相等,由相同的桶形、扁球形、圆柱形等细胞组成。 生长在水及潮湿土壤表面,许多种类有固氮能力,有的可供食用。如普通
15、念珠藻(地木耳)、发状念珠藻(发菜)。 (4)束丝藻属()束丝藻属(Aphanizomenon)(蓝针藻属):(蓝针藻属):藻丝单一或侧面相连成束状群体,丝体直或弯曲。藻丝中部细胞短柱形,具假空泡,末端细胞尖细,延长成无色细胞,胶鞘不清楚,异形胞间生。大量繁殖,形成“水华”。(5)颤藻属()颤藻属(Oscillatoria):):丝状体不分枝,单列或许多藻丝结成团块,漂浮于水面,呈深蓝绿色。细胞圆短柱形、桶形。丝体顶端直或弯曲,能颤动,顶端细胞呈帽状或增厚。丝状体大多等宽,无衣鞘。(6)螺旋藻属()螺旋藻属(Spirulina):): 单细胞圆柱状或多细胞组成丝体,无衣鞘;呈疏松或紧密的有规则
16、的螺旋体,细胞间的横隔壁常不明显。顶端细胞圆形,外壁不增厚,大量繁殖形成“水华”. (7)席藻属(胶鞘藻属)席藻属(胶鞘藻属)Phormidium):): 植物胶块状或皮膜状,由许多丝体组成,着生或漂浮,丝体不分枝,直或弯曲,末端渐尖,具薄的无色的胶鞘。细胞圆柱形,横壁收缢或不收缢。 (8)单岐藻()单岐藻(Tolypothri) 为单列假分枝丝状体,丝体宽度相等,胶鞘坚固透明,分层或不分层,植物体匍匐或直立丝体,在异形胞处产生假分枝,多数单出,少数双出。 假分枝:通过藻丝穿出胶鞘后再延伸生长。五、蓝藻的经济意义五、蓝藻的经济意义 (1)对渔业的不利影响对渔业的不利影响:微囊藻、色球藻、鱼腥藻、颤藻形成“水华水华”,影响水质,发出臭味,标志着水体富营养化。(2)有固氮能力有固氮能力,稻田中的固氮蓝藻可以补充栽培作物所需的氮,从而提高产量。(3)可作为水体污染的指示生物可作为水体污染的指示生物。如泥生颤藻为污水指示生物,褐色管胞藻为清水指示生物。(4)作为鱼饵,作为鱼饵,如鱼腥藻。(5)人类食物人类食物:蓝藻中的普通念珠藻、发状念珠藻、螺旋藻等营养丰富可以食用六、主要特征六、主要特征1.