簡介藍藻細胞的亞顯微結構

王健　孫存華

摘 要 結合藍藻細胞結構模式圖，簡單介紹了藍藻細胞的膠質鞘、細胞壁、中心質、類囊體等亞顯微結構。

關鍵詞 藍藻細胞 亞顯微 結構

中圖分類號 Q-49 文獻標識碼 E

藍藻廣泛分布于自然界，包括各種水體、土壤中和部分生物體內外，甚至在巖石表面和其他惡劣環境中都可找到它們的蹤跡，故有“先鋒生物”之稱。2014年6月出版的人教版高中生物必修1教材，第9頁中的藍藻細胞模式圖中，只有5個圖注（圖1）。實際上，藍藻細胞的結構是比較復雜的，現結合藍藻細胞亞顯微結構模式圖（圖2），對其結構扼要介紹。

1 膠質鞘

絕大多數藍藻的細胞壁外均具有或厚或薄的膠質鞘，其緊密結合于藍藻細胞表面。鞘的主要成分是酸性黏多糖和果膠質，鞘中有豐富的纖維絲狀結構分布在不定形基質中。膠質鞘對于藍藻抵抗不利環境很重要，可使藍藻在較極端的環境條件下生存（如高鹽、高堿、高溫和干早）。欲觀察膠質鞘，可先取材作水封裝片，然后從蓋玻片一側加一滴藍黑墨水或苯胺藍溶液染色3 min左右，吸去多余液體后在光鏡下觀察，膠質鞘被染成藍黑色或藍色。藍藻細胞膠質鞘的功能主要有：①防止脫水、吞噬和抗菌劑的危害；②細胞生活所必需的陽離子鰲合；③固體表面的粘附。

2 細胞壁

藍藻細胞膜外有細胞壁。電鏡觀察可見細胞壁有4個結構層次，其化學成分的表述主要有兩種觀點。第一種觀點是認為含有纖維素和肽聚糖，如陳閱增主編的《普通生物學》第528頁中提到：藍藻的細胞壁含有纖維素，這和真核細胞一樣，但也含有胞壁酸，這又是細菌的特征。翟中和主編的《細胞生物學》第34頁講到：化學分析表明，藍藻的細胞壁除了有和高等植物一樣的纖維素成分外，還有與細菌相似的肽聚糖。第二種觀點認為藍藻細胞的細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教師教學用書的第22頁是這樣表述的：細胞壁缺乏纖維素，由黏肽（含8種氨基酸和二氨基庚二酸以及氨基葡萄糖等）組成。周德慶主編的《微生物學教程》第34頁提到：藍細菌的構造與G-細菌相似，細胞壁雙層，含肽聚糖。周云龍主編的《植物生物學》第285頁講到：藍藻細胞均具細胞壁，其主要成分為肽聚糖，與真細菌類相同，均可被溶菌酶溶解。

3 中心質

在光鏡下可以觀察到藍藻細胞中央部位較周圍原生質明亮，是遺傳物質DNA所在部位，它相當于細菌的核區，稱為中心質或中央質。中心質DNA是裸露的，不與堿性蛋白質結合，復制也是連續的，不局限于某一特定時間內進行。與細菌的核區不同，中心質DNA含量大，有些種類的DNA平均含量比高等動物細胞的含量還多，其量變動很大。中心質的形態在不同種類和同一種類的不同發育時期往往變化很大，雖稱中心質，但經常也不位于中心。藍藻細胞中心質中還存在著形狀多面的多面體，它通常與核區DNA結合在一起。藍藻細胞中還有核糖體，沉降系數為70 S，在整個細胞中均有分布，但在中心質周圍較為密集。

4 類囊體

類囊體是位于細胞質部分的同心環樣的膜片層結構，其功能是進行光合作用。藍藻的光合色素有3類，即葉綠素a、藻膽素（藻藍素、別藻藍素和藻紅素3種色素的總稱）、多種類胡蘿卜素，均存在于類囊體的表面。由于藻膽素緊密地與蛋白質結合在一起，所以又總稱為藻膽蛋白，如藻藍素與蛋白質結合形成藻藍蛋白，呈藍色；藻紅素與蛋白質結合形成藻紅蛋白，呈紅色。電鏡下可見藻膽蛋白呈細小顆粒狀，分布于類囊體的表面，其作用是將光能傳遞給葉綠素a。因為藍藻僅含葉綠素a，而真核細胞含葉綠素a、b，故藍藻比高等植物的光合作用的效率要低，是一種原始的光合作用。藍藻在進行光合作用時可放出氧氣，而光合細菌則不能放出氧氣。藍藻和其他植物一樣，進行自養生活。

5 細胞質內含物

藍藻細胞質里含有許多各具特點的內含物，它們中間有的是用作碳源營養的糖原顆粒體；有的是用作氮源營養的多肽；有的是用作貯存磷的多磷酸體；有的是光合作用的產物，如藍藻淀粉和藍藻顆粒體（蛋白質顆粒）等。這些內含物各自有其特征性的細胞化學染色性能，在光鏡與電鏡下觀察，形態各異，它們的形態與細胞的生理狀態、細胞的發育、年齡和環境因素有關。有的藍藻細胞質中還含有氣泡，其內充滿氣體，是適應浮游生活的一種結果。

綜上所述，在介紹藍藻細胞亞顯微結構時要注意以下三點：① 最外層結構不是細胞壁而是膠質鞘；② 細胞壁的成分與植物細胞不同，其更接近于細菌；③ 藍藻細胞雖然無葉綠體，但有光合片層結構，其上分布著與光合作用有關的色素和酶。

參考文獻：

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