藍菌界

藍藻細胞壁主要由兩層組成，內層為肽聚糖層，外層為脂蛋白層，兩層之間為周質空間，含有脂多糖和降解酶，胞壁外往往包有多糖構成的粘質膠鞘或膠被。胞壁內有原生質膜，膜內原生質較稠，可分為兩個主要區域，即周圍的有光合色素的色質區和中央的無色的中心質區。中心質區有DNA微絲，但無鹼性蛋白（組蛋白）。核糖體在整個細胞中均有分佈，但在中央區周圍較為密集。原生質中常具有大小不等的強反光顆粒，如多磷酸體，多面體（羧化酶體），藍藻體（天門冬氨酸和精氨酸聚合體的結晶，又稱結構顆粒），多聚糖體（又稱藍藻澱粉或糖原）等。浮游藍藻往往有偽空胞（又稱氣泡）。為兩端呈錐形的具單層蛋白質膜的空管成束排列所組成，有遮強光和漂浮的功能。藍藻的光合色素是葉綠素a，藻膽素（藻藍素、別藻藍素、藻紅素和藻紅藍素），及多種類胡蘿蔔素。它能採收光能，以水作為電子來源進行光合作用，固定CO2，放出氧氣。它和其他植物一樣，進行自養生活。

念珠藻目和真枝藻目的許多種類，絲狀體中有異形胞，它比營養細胞稍大，是由個別營養細胞在化合氮不足的條件下分化形成的，它們不能進行光合作用固定CO2 或放氧；呼吸作用較營養細胞強，具強的還原條件，是固氮酶固氮的主要場所。

細胞以直接分裂增殖。分裂時，細胞中部的膜和內胞壁向內增生，將細胞一隔為二。細胞分裂方式，大體可分為3類；①三向分裂，成單細胞羣體，如微囊藻屬，或立方形羣體，如立方形藻。②兩向分裂，成平板狀羣體如平列藻屬，或假薄膜組織狀，如石囊藻屬。③單向分裂，成單細胞個體，或成絲狀的藍藻，如念珠藻目的種類。絲狀藍藻往往斷裂成短的細胞列（5～15個細胞），稱為段殖體（或稱連鎖體、藻殖段），有較大的滑動能力，可以繼續分裂而成新的絲狀體。某些種類則由於藻絲體中個別細胞溶解和脱水成為分離盤，藻絲在此處斷裂而形成段殖體。

藍藻除細胞分裂增殖外，也進行無性生殖，形成內生孢子，又稱小孢，如皮果藻屬；有些形成外生孢子，如管孢藻屬，有些絲狀藍藻則形成厚壁孢子，或稱孢子，如念珠藻目。厚壁孢子有各種形狀和產生的部位，為分類的重要標準之一，它一般比營養細胞大，細胞壁厚，孢子內貯存大量的藍藻體、多肽和糖原，內含物豐富，有較強的抵抗外界不良環境的能力。

1971年法國斯塔尼爾等基於藍藻在原核、細胞壁組成，脂肪酸和DNA鹼基組成等特性上與細菌相近似，提出藍藻應命名為藍細菌。已逐漸為微生物學家、生理生化學家等所採用。但是，藍藻具有能以水作為電子來源進行光合作用放氧，低的內源呼吸率，有限的利用有機物作為能源和碳源的能力等屬於植物界的主要屬性，為原有的“細菌”屬性所不包容。藍藻基本上按英國藻類學家F．E．弗裏奇的分類系統，分為色球藻目（Chroococcales）、寬球藻目（Pleurocap sales）、管孢藻目（Chamaesiphonales）、念珠藻目（Nostocales）和真枝藻目（Stigonemales）等5個目。

應用意義 藍藻中有160多種（大多數為念珠藻目的種類）能固定大氣中的分子態氮成為結合態氮，合成蛋白質。據估計：在熱帶水稻田中可固氮1～70千克氮/公頃·年，在自然界氮素平衡中起了重要作用，可以作為水稻田肥源，改良土壤結構，提高土壤保肥保水能力。中國已篩選出自己固氮藍藻藻種，首先在湖北省數萬畝的大面積晚稻田中放養試驗成功，提高水稻的產量達10～15%。

藍藻含有較高的蛋白質（一般為20～25%），較完備的氨基酸和多種維生素，因此，可以作為食物，如中國傳統食品髮菜（產中國北部和西北部半乾旱地區）、葛仙米（產華中南山區稻田濕地）、地耳（普生）等。螺旋藻等含蛋白質高可達70%，為非洲乍得、拉丁美洲墨西哥的傳統食品，近年來已人工培養，作為商品。螺旋魚腥藻在中國陝西利用作為魚種的餌料。有些魚類，如羅非魚以藍藻為食料。

在水環境保護中，利用藍藻吸收工業廢水中氮、磷和其他化合物，降低含量，起到一定的淨化作用。

藍藻在水體中過量增殖，往往形成“水華”。城市的池塘、湖泊、水溝中，含有較多的營養物質，特別是氮、磷，導致藍藻的大量增殖，使水色藍綠而濃濁；死亡分解時，散發出腐臭、腥臭氣味，使水質變壞。有一些藍藻水華的突變種甚至含有毒物質，如銅綠微囊藻的有毒突變種含有微囊藻毒素（microcystin）；水華魚腥藻的有毒突變種含有魚腥藻毒素（anabaenin）；水華束絲藻的有毒突變種含有束絲藻毒素（aphanizomenin）。人畜飲用大量繁殖這些藍藻的水時，往往中毒，導致痙攣等，甚至死亡。有一些海產席藻，接觸皮膚時，會引起皮炎。