简介蓝藻细胞的亚显微结构

王健　孙存华

摘 要 结合蓝藻细胞结构模式图，简单介绍了蓝藻细胞的胶质鞘、细胞壁、中心质、类囊体等亚显微结构。

关键词 蓝藻细胞 亚显微 结构

中图分类号 Q-49 文献标识码 E

蓝藻广泛分布于自然界，包括各种水体、土壤中和部分生物体内外，甚至在岩石表面和其他恶劣环境中都可找到它们的踪迹，故有“先锋生物”之称。2014年6月出版的人教版高中生物必修1教材，第9页中的蓝藻细胞模式图中，只有5个图注（图1）。实际上，蓝藻细胞的结构是比较复杂的，现结合蓝藻细胞亚显微结构模式图（图2），对其结构扼要介绍。

1 胶质鞘

绝大多数蓝藻的细胞壁外均具有或厚或薄的胶质鞘，其紧密结合于蓝藻细胞表面。鞘的主要成分是酸性黏多糖和果胶质，鞘中有丰富的纤维丝状结构分布在不定形基质中。胶质鞘对于蓝藻抵抗不利环境很重要，可使蓝藻在较极端的环境条件下生存（如高盐、高碱、高温和干早）。欲观察胶质鞘，可先取材作水封装片，然后从盖玻片一侧加一滴蓝黑墨水或苯胺蓝溶液染色3 min左右，吸去多余液体后在光镜下观察，胶质鞘被染成蓝黑色或蓝色。蓝藻细胞胶质鞘的功能主要有：①防止脱水、吞噬和抗菌剂的危害；②细胞生活所必需的阳离子鳌合；③固体表面的粘附。

2 细胞壁

蓝藻细胞膜外有细胞壁。电镜观察可见细胞壁有4个结构层次，其化学成分的表述主要有两种观点。第一种观点是认为含有纤维素和肽聚糖，如陈阅增主编的《普通生物学》第528页中提到：蓝藻的细胞壁含有纤维素，这和真核细胞一样，但也含有胞壁酸，这又是细菌的特征。翟中和主编的《细胞生物学》第34页讲到：化学分析表明，蓝藻的细胞壁除了有和高等植物一样的纤维素成分外，还有与细菌相似的肽聚糖。第二种观点认为蓝藻细胞的细胞壁成分主要是肽聚糖，如2014年7月出版的人教版高中生物必修1教师教学用书的第22页是这样表述的：细胞壁缺乏纤维素，由黏肽（含8种氨基酸和二氨基庚二酸以及氨基葡萄糖等）组成。周德庆主编的《微生物学教程》第34页提到：蓝细菌的构造与G-细菌相似，细胞壁双层，含肽聚糖。周云龙主编的《植物生物学》第285页讲到：蓝藻细胞均具细胞壁，其主要成分为肽聚糖，与真细菌类相同，均可被溶菌酶溶解。

3 中心质

在光镜下可以观察到蓝藻细胞中央部位较周围原生质明亮，是遗传物质DNA所在部位，它相当于细菌的核区，称为中心质或中央质。中心质DNA是裸露的，不与碱性蛋白质结合，复制也是连续的，不局限于某一特定时间内进行。与细菌的核区不同，中心质DNA含量大，有些种类的DNA平均含量比高等动物细胞的含量还多，其量变动很大。中心质的形态在不同种类和同一种类的不同发育时期往往变化很大，虽称中心质，但经常也不位于中心。蓝藻细胞中心质中还存在着形状多面的多面体，它通常与核区DNA结合在一起。蓝藻细胞中还有核糖体，沉降系数为70 S，在整个细胞中均有分布，但在中心质周围较为密集。

4 类囊体

类囊体是位于细胞质部分的同心环样的膜片层结构，其功能是进行光合作用。蓝藻的光合色素有3类，即叶绿素a、藻胆素（藻蓝素、别藻蓝素和藻红素3种色素的总称）、多种类胡萝卜素，均存在于类囊体的表面。由于藻胆素紧密地与蛋白质结合在一起，所以又总称为藻胆蛋白，如藻蓝素与蛋白质结合形成藻蓝蛋白，呈蓝色；藻红素与蛋白质结合形成藻红蛋白，呈红色。电镜下可见藻胆蛋白呈细小颗粒状，分布于类囊体的表面，其作用是将光能传递给叶绿素a。因为蓝藻仅含叶绿素a，而真核细胞含叶绿素a、b，故蓝藻比高等植物的光合作用的效率要低，是一种原始的光合作用。蓝藻在进行光合作用时可放出氧气，而光合细菌则不能放出氧气。蓝藻和其他植物一样，进行自养生活。

5 细胞质内含物

蓝藻细胞质里含有许多各具特点的内含物，它们中间有的是用作碳源营养的糖原颗粒体；有的是用作氮源营养的多肽；有的是用作贮存磷的多磷酸体；有的是光合作用的产物，如蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体（蛋白质颗粒）等。这些内含物各自有其特征性的细胞化学染色性能，在光镜与电镜下观察，形态各异，它们的形态与细胞的生理状态、细胞的发育、年龄和环境因素有关。有的蓝藻细胞质中还含有气泡，其内充满气体，是适应浮游生活的一种结果。

综上所述，在介绍蓝藻细胞亚显微结构时要注意以下三点：① 最外层结构不是细胞壁而是胶质鞘；② 细胞壁的成分与植物细胞不同，其更接近于细菌；③ 蓝藻细胞虽然无叶绿体，但有光合片层结构，其上分布着与光合作用有关的色素和酶。

参考文献：

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