簡(jiǎn)介藍(lán)藻細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)

王健　孫存華

摘 要 結(jié)合藍(lán)藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖，簡(jiǎn)單介紹了藍(lán)藻細(xì)胞的膠質(zhì)鞘、細(xì)胞壁、中心質(zhì)、類囊體等亞顯微結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞 藍(lán)藻細(xì)胞 亞顯微 結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào) Q-49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 E

藍(lán)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(nèi)外，甚至在巖石表面和其他惡劣環(huán)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(yè)中的藍(lán)藻細(xì)胞模式圖中，只有5個(gè)圖注（圖1）。實(shí)際上，藍(lán)藻細(xì)胞的結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，現(xiàn)結(jié)合藍(lán)藻細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖（圖2），對(duì)其結(jié)構(gòu)扼要介紹。

1 膠質(zhì)鞘

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

2 細(xì)胞壁

藍(lán)藻細(xì)胞膜外有細(xì)胞壁。電鏡觀察可見細(xì)胞壁有4個(gè)結(jié)構(gòu)層次，其化學(xué)成分的表述主要有兩種觀點(diǎn)。第一種觀點(diǎn)是認(rèn)為含有纖維素和肽聚糖，如陳閱增主編的《普通生物學(xué)》第528頁(yè)中提到：藍(lán)藻的細(xì)胞壁含有纖維素，這和真核細(xì)胞一樣，但也含有胞壁酸，這又是細(xì)菌的特征。翟中和主編的《細(xì)胞生物學(xué)》第34頁(yè)講到：化學(xué)分析表明，藍(lán)藻的細(xì)胞壁除了有和高等植物一樣的纖維素成分外，還有與細(xì)菌相似的肽聚糖。第二種觀點(diǎn)認(rèn)為藍(lán)藻細(xì)胞的細(xì)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(xué)用書的第22頁(yè)是這樣表述的：細(xì)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(xué)教程》第34頁(yè)提到：藍(lán)細(xì)菌的構(gòu)造與G-細(xì)菌相似，細(xì)胞壁雙層，含肽聚糖。周云龍主編的《植物生物學(xué)》第285頁(yè)講到：藍(lán)藻細(xì)胞均具細(xì)胞壁，其主要成分為肽聚糖，與真細(xì)菌類相同，均可被溶菌酶溶解。

3 中心質(zhì)

在光鏡下可以觀察到藍(lán)藻細(xì)胞中央部位較周圍原生質(zhì)明亮，是遺傳物質(zhì)DNA所在部位，它相當(dāng)于細(xì)菌的核區(qū)，稱為中心質(zhì)或中央質(zhì)。中心質(zhì)DNA是裸露的，不與堿性蛋白質(zhì)結(jié)合，復(fù)制也是連續(xù)的，不局限于某一特定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。與細(xì)菌的核區(qū)不同，中心質(zhì)DNA含量大，有些種類的DNA平均含量比高等動(dòng)物細(xì)胞的含量還多，其量變動(dòng)很大。中心質(zhì)的形態(tài)在不同種類和同一種類的不同發(fā)育時(shí)期往往變化很大，雖稱中心質(zhì)，但經(jīng)常也不位于中心。藍(lán)藻細(xì)胞中心質(zhì)中還存在著形狀多面的多面體，它通常與核區(qū)DNA結(jié)合在一起。藍(lán)藻細(xì)胞中還有核糖體，沉降系數(shù)為70 S，在整個(gè)細(xì)胞中均有分布，但在中心質(zhì)周圍較為密集。

4 類囊體

類囊體是位于細(xì)胞質(zhì)部分的同心環(huán)樣的膜片層結(jié)構(gòu)，其功能是進(jìn)行光合作用。藍(lán)藻的光合色素有3類，即葉綠素a、藻膽素（藻藍(lán)素、別藻藍(lán)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(zhì)結(jié)合在一起，所以又總稱為藻膽蛋白，如藻藍(lán)素與蛋白質(zhì)結(jié)合形成藻藍(lán)蛋白，呈藍(lán)色；藻紅素與蛋白質(zhì)結(jié)合形成藻紅蛋白，呈紅色。電鏡下可見藻膽蛋白呈細(xì)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?yàn)樗{(lán)藻僅含葉綠素a，而真核細(xì)胞含葉綠素a、b，故藍(lán)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(lán)藻在進(jìn)行光合作用時(shí)可放出氧氣，而光合細(xì)菌則不能放出氧氣。藍(lán)藻和其他植物一樣，進(jìn)行自養(yǎng)生活。

5 細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物

藍(lán)藻細(xì)胞質(zhì)里含有許多各具特點(diǎn)的內(nèi)含物，它們中間有的是用作碳源營(yíng)養(yǎng)的糖原顆粒體；有的是用作氮源營(yíng)養(yǎng)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(chǎn)物，如藍(lán)藻淀粉和藍(lán)藻顆粒體（蛋白質(zhì)顆粒）等。這些內(nèi)含物各自有其特征性的細(xì)胞化學(xué)染色性能，在光鏡與電鏡下觀察，形態(tài)各異，它們的形態(tài)與細(xì)胞的生理狀態(tài)、細(xì)胞的發(fā)育、年齡和環(huán)境因素有關(guān)。有的藍(lán)藻細(xì)胞質(zhì)中還含有氣泡，其內(nèi)充滿氣體，是適應(yīng)浮游生活的一種結(jié)果。

綜上所述，在介紹藍(lán)藻細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)時(shí)要注意以下三點(diǎn)：① 最外層結(jié)構(gòu)不是細(xì)胞壁而是膠質(zhì)鞘；② 細(xì)胞壁的成分與植物細(xì)胞不同，其更接近于細(xì)菌；③ 藍(lán)藻細(xì)胞雖然無(wú)葉綠體，但有光合片層結(jié)構(gòu)，其上分布著與光合作用有關(guān)的色素和酶。

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