蓝藻和绿植以及其他光合细菌有什么异同？简答题

蓝藻也叫蓝细菌或蓝绿藻。它和高等绿色植物、高等藻类一样，含有叶绿素a这种光合作用色素，在产氧光合作用的1960年代以前，也是作为藻类植物的一个类群。现代技术的应用表明，其细胞核没有核膜，没有有丝分裂器，细胞壁类似于细菌。它由一种粘液复合物(肽聚糖)组成，含有二氨基庚二酸，为革兰氏阴性，因此现在倾向于将其归类为原核微生物。

蓝藻分布很广，从热带到两极，从海洋到高山，到处都有。土壤、岩石甚至树皮或其他物体都可以成片生长；许多蓝藻生长在池塘和湖泊中，形成胶束漂浮在水面上。有些在80℃以上的温泉、咸水湖或其他极端环境中是优势或唯一的光合生物。

蓝藻的形态差异很大。已知有球形或杆状单细胞和丝状体，细胞直径从普通细菌的大小(0.5-1微米)到60微米不等。如此大的细胞在原核微生物中可能很少见。但蓝藻个体的直径或宽度一般为3-10微米。当许多个体聚集在一起时，它们可以形成肉眼可见的大群体。如果生长茂盛，水的颜色可以随着细菌的颜色而变化。

与其他原核生物相比，蓝藻在化学组成上最独特的特点是含有由两个或两个以上双键组成的不饱和脂肪酸，而几乎所有细菌都含有饱和脂肪酸和单一不饱和脂肪酸(一个双键)。

蓝藻的细胞壁精细结构与革兰氏阴性菌相似。它们中的许多可以在细胞壁外持续分泌粘性物质，类似于细菌的被膜，并结合成群的细胞或细丝形成胶束或鞘。它们大多不用鞭毛就能“滑行”。一些蓝藻的滑行运动不是简单的转移，而是细丝的旋转、反转和弯曲。有的还可以做避光运动。

蓝藻的光合机构具有原始的层状结构，由多层膜组成，分布在细胞质中。层状结构包含光合色素，如叶绿素a、藻胆蛋白和类胡萝卜素。藻胆素在光合作用中起辅助色素的作用，是蓝藻所特有的。藻胆素还包括藻蓝蛋白和藻蓝蛋白。在大多数蓝藻细胞中，藻蓝蛋白占优势，并与其他色素混合，使细胞呈现特殊的蓝色，故称蓝藻。

很多蓝藻细胞的南面都有气泡。它的作用可能是让细菌漂浮起来，让它们待在光合作用最充足的地方。蓝藻可以自己固氮，也可以自己固氮。有些种类有圆形的异形胞，一般沿花丝分布或在一端的单个地方分布(见2-71)。实验证明，它是蓝藻进行固氮的地方。异形细胞与相邻的营养细胞有细胞间联系，并在这些细胞之间交换物质。例如，光合作用的产物从营养细胞移动到异型细胞，而固氮的产物可以从异型细胞移动到营养细胞。异形细胞含有少量藻胆蛋白，具有光合系统I，能进行无氧光合作用，产生ATP高能键和还原性物质。异形细胞中存在固氮酶系统。当它在厌氧条件下生长时，它们产生固氮酶并在正常的营养细胞中固定氮。然而，一些不形成异形胞的藻类，如能产生鞘膜的粘球菌属(蓝藻门)的几种单细胞藻类，即使在有氧条件下也能固氮。可以想象，在蓝细菌中发展了一种不同的机制来维持其固氮酶的缺氧状态。

蓝藻的营养很简单。不需要维生素，以硝酸盐或氨为氮源。能够固氮的物种很常见。它们大多数是专性光能生物，有些是专性光能自养生物，有些是趋化性异养生物。

因为蓝藻是光自养生物，可以像绿色植物一样产生氧气和光合作用，将CO2同化为有机物，很多物种还具有固氮作用。所以他们的生活条件和营养要求都不高。只要有空气、阳光、水和少量无机盐，就能大量生长。此外，细菌表面覆盖着一层胶质层来保持水分，具有很强的耐干燥能力。即使是保存了87年的地木耳(又名念珠藻)干品，在移植到合适的培养基中后也能继续生长。上述生理特征可能是蓝藻广泛分布的主要原因。

蓝藻没有有性繁殖，以裂变为主，很少有种类有孢子。

已知具有固氮作用的蓝藻有20多种，所以农业尤其是积极性成为维持土壤氮素营养水平的主要因素。在稻田中培养蓝藻作为生物肥源可以提高土壤肥力。近年来，有报道称有学者将蓝藻作为人类的食物或辅助营养素，均获得了理想的实验结果。临床上可用于治疗肝硬化、贫血、白内障、青光眼、胰腺炎等疾病，对糖尿病、肝炎也有一定疗效。此外，蓝藻可能是第一个产生氧气的光合生物，这是空气由厌氧变为好氧的第一个原因。由于其意义、实用功能和结构特点，它是一种具有巨大经济效益和理论价值的微生物，引起了生物学家的极大兴趣，并做了大量的研究工作。

光合细菌的生物学特性

光合细菌广泛分布于自然土壤、稻田、沼泽、湖泊、河流和海洋等。，主要分布在水生环境中能透光的缺氧区。光合细菌最适水温15-400℃，最适水温28-360℃，PSB营养丰富，细胞干物质含蛋白质65%以上，蛋白质氨基酸组成比较齐全。细胞中还含有多种维生素，特别是B族维生素、Vb2、叶酸、泛酸和生物素，还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质。因此，光合细菌具有很高的营养价值，这是其用作水产养殖的水培饵料和饲料添加剂的物质基础。

光合细菌可以在有光、缺氧的环境中进行光合作用，利用光能进行光合作用，利用光能同化二氧化碳。与绿色植物不同，它们的光合作用不产生氧气。光合细菌细胞中只有一个光系统PSI。光合作用最初的氢供体是H2S(或一些有机物)，而不是水。作为光合作用的结果，它产生H2，分解有机物，并固定空气中的分子氮以产生氨。光合细菌在自身同化代谢的过程中，完成了自然物质循环中三个极其重要的化学过程:产氢、固氮和分解有机物。这些独特的生理特征使得它们在生态系统中的地位极其重要。

水产养殖中使用的光合细菌主要是红螺菌科的一些种，如沼泽红假单胞菌；

在自然界，新鲜海水通常每毫升含有近100个PSB细菌。光合细菌的细胞利用有机酸、氨基酸、氨、糖类等有机物和硫化氢作为供氧，通过光合磷酸化获得能量。在水的光照下，它们可以直接降解有机物和氧硫化物并自我增殖，从而净化水体。