蓝藻的详细数据
中文名基本介绍:蓝藻拉丁学名:蓝藻别名:蓝细菌、蓝细菌、蓝绿藻、粘液藻界:蓝藻界:蓝藻门:分为色球藻和藻类:原核生物叶绿素:含叶绿素a、不含叶绿素b的繁殖方式:无性繁殖或无性繁殖产孢英文名:blue-green algae分类、形态特征、分布范围、繁殖方法、主要价值、危害、绿潮、处理、原因、毒素、重大事件、蓝藻的分类包括蓝藻、颤藻和念珠藻(蓝藻门分为两类:色藻门和藻类。藻细胞是单细胞或群体；藻菌纲是丝状的，有藻菌纲。大约35 ~ 33亿年前地球上出现了蓝藻。中国已知的蓝藻约有2000种，记录的约有900种。形态特征蓝藻没有叶绿体、线粒体、高尔基体、中心体、内质网、液泡等细胞器，唯一的细胞器是核糖体。含有叶绿素a，不含叶绿素b，几种叶黄素和胡萝卜素，还含有藻胆蛋白(藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的统称)。其光合作用系统中有叶绿素a和光系统ⅱ，以水为电子供体释放O 2，而其他光合细菌一般以H 2、H 2 S和S为电子供体，不产氧。一般来说，含有叶绿素a和藻蓝蛋白的细胞大多是蓝绿色的。同样，也有少数种类含有较多的藻红蛋白，藻体多为红色。例如，一种在红海中诞生的蓝藻叫做红色毛壳菌。因为含有大量藻红蛋白，藻体呈红色，繁殖快，所以海水也呈红色，红海因此得名。蓝藻虽然没有叶绿体，但在电镜下可以看到，细胞质中有许多光合片层，称为类囊体，各种光合色素附着其上，是一种含有色素的膜结构，大大增加了细胞中的膜面积。这种结构的主要功能是进行光合作用。蓝藻的细胞壁化学成分与细菌相似，主要成分是肽聚糖(一种由糖和多肽形成的化合物)。储存的光合产物主要是蓝藻淀粉和蓝藻颗粒。细胞壁分两层，内层是纤维素，少数人认为是果胶和半纤维素。外层是胶质鞘，主要是果胶或少量纤维素。细胞质中有许多同心的环状膜层，称为类囊体，光合色素和电子传递链就位于其中。蓝藻的中心在光镜下比周围的原生质层更亮，这是遗传物质DNA的位置，相当于细菌的核区，称为中心体或中心体。“中心体”通常不位于中心，与周围的细胞质没有明显的界限。蓝藻DNA几乎是* * *，可以不断进行复制。DNA的平均含量比高等动物细胞多。蓝藻细胞分裂时，细胞中间向内生长出新的横壁，将细胞质和原生质分成两半。一般来说，两个子细胞被一个雄性胶质鞘包围在一起，不断分裂形成丝状、片状等多细胞群体。此外，蓝藻可以通过出芽、破碎、再分裂等方式增殖。内壁可继续分泌胶体并增加进入橡胶鞘。有些种类的橡胶鞘非常牢固致密，可以分层，有些种类的橡胶鞘容易水合，相邻细胞的橡胶鞘可以互相溶解。橡胶鞘内可能有棕色、红色、灰色等非光合色素。蓝藻的藻类有单细胞、群体和丝状。最简单的是单细胞。有些单细胞体成为群体，是因为细胞分裂后子细胞嵌入胶化的母细胞壁中。如果它们反复分裂，群内会有很多细胞，较大的群可以分裂成几个较小的群。一些单细胞生物由于其对生命的依附，在底部和顶部具有极性分化。细丝是由细胞沿同一分裂平面反复分裂并由子细胞连接而成。有些丝具有相同的细胞，有些丝具有异形细胞的分化；有些花丝有假分支或真分支，花丝顶端的一些细胞逐渐变成毛状体，也叫极性分化。细丝也可以连接成团，包裹在雄性* *的胶质鞘内，是一群多细胞个体。分布范围很广，全世界都有，但大部分(75%左右)是淡水，少数是海鲜；有些蓝藻可以在60 ~ 85℃的温泉中生存；有些种类与真菌、苔藓、蕨类和裸子植物有关；有些还能渗入钙质岩石或贝壳(如钙质藻类)或深层土壤(如土壤蓝藻)。繁殖方法蓝藻的繁殖方法有两种。一种是营养繁殖，包括直接细胞分裂(即裂变)、种群破裂和丝状藻类生产。另一种是某些蓝藻能产生内生孢子或外生孢子进行无性繁殖。孢子没有鞭毛。到2018，还没有发现蓝藻有真正的有性繁殖。蓝藻的主要价值是最早的光合放氧生物，它对地球表面由厌氧大气环境转变为有氧环境起到了巨大的作用。许多蓝藻(如鱼腥藻)可以直接固定大气中的氮(原因:它含有固氮酶，可以直接进行生物固氮)，以提高土壤肥力，增加作物产量。还有供人们食用的蓝藻，如著名的发菜和念珠藻(念珠藻)、螺旋藻等。据物理学家组织网报道，加州大学戴维斯分校的化学家对蓝藻进行了基因工程改造，生产出丁二醇，这是一种用于制造燃料和塑料的前体化学品，也是生产出替代化石燃料的生化原料的第一步。相关论文发表在2065438+2003年10月7日的《美国国家科学院学报》上。论文第一作者、加州大学戴维斯分校化学副教授翔太说:“大多数化学原料来自石油和天然气，我们需要其他资源。”美国能源部制定了一个目标，到2025年，65，438+0/4的工业化学品将由生物过程产生。生物反应会形成碳碳键，以二氧化碳为原料，利用阳光提供能量进行反应，这就是光合作用。蓝藻就这样在地球上生存了30多亿年。利用蓝藻生产化学品有很多优点，比如不与人类争夺食物，克服了用玉米生产乙醇的缺点。但利用蓝藻作为化工原料也是一个难题，就是产量太低，无法转化。利用在线数据库，研究小组发现了几种能够进行他们正在寻找的化学反应的酶。他们将能够合成这些酶的DNA(脱氧核糖核酸)引入蓝藻细胞，然后逐步构建出“三步”反应路径，使蓝藻能够将二氧化碳转化为2，3-丁二醇，这是一种用于制造油漆、溶剂、塑料和燃料的化学品。翔太说，这些酶在不同的生物体中可能以不同的方式发挥作用。在实验测试之前，不可能预测化学路径的操作。经过三周的生长，每升这种蓝藻培养基可以生产2.4克2，3-丁二醇——这是迄今为止在化学生产中使用蓝藻达到的最高产量，也具有巨大的商业开发潜力。沃美翔太的实验室正在与日本化学品制造商Asahi Kasei合作，希望继续优化系统，进一步提高产量，对其他产品进行实验，并探索扩大这项技术的方法。绿潮的危害在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻往往在夏季大量繁殖，在水面上形成一层蓝绿色的浮沫，散发恶臭，称为“水华”，蓝藻大规模爆发称为“绿潮”(对应海洋中的赤潮)。绿潮造成水质恶化，严重时会耗尽水中的氧气，导致鱼类死亡。更严重的是，某些种类的蓝藻(如微囊藻)还会产生微囊藻毒素(简称MCs)，约50%的绿潮中含有大量MCs。MCs不仅对鱼类、人和动物有直接毒性，而且是导致肝癌的重要原因。MCs耐热，不易被开水分解，但可被活性炭吸附，因此可以用活性炭净水器净化受污染的水源。蓝藻水华蓝藻等藻类是鲢鱼、鳙鱼的食物，放进去可以控制藻类，防止蓝藻爆发(非经典生物操纵)。当蓝藻大量出现时，附近水体一般呈蓝色或绿色，水面被厚厚的蓝绿色湖靛覆盖，被风吹到岸边堆积。不仅含有毒素的蓝藻细胞会漂浮在水体中，而且当它们与一些悬浮物络合或被养殖物捕食时，会与其排泄物一起沉淀，堆积在鱼塘底部，对无公害水产品的生产产生巨大的负面影响。蓝藻中的衣藻能迅速产生致死因子，破坏养殖对象的鳃组织，干扰正常代谢，麻痹神经，使其死亡。蓝藻中的个体物种不仅在活体中携带毒素，还会分解死亡的个体产生生物毒素——蓝藻毒素(如微囊藻毒素)。大量蓝藻毒素可直接导致养殖对象中毒死亡；或者即使数量很少，也能通过食物链的积累效应危害繁殖对象，直至危害人体。首先在全池喷洒沸石粉10kg/亩，絮凝蓝藻；第二，间隔3-4小时后，用溶藻芽孢杆菌(侧孢芽孢杆菌)以500克/亩的剂量喷洒整个池塘。使用微生物菌剂过程中注意防止蟹池缺氧，天气闷热时不宜使用，使用时应启动增氧机；第三，平衡氮磷比例，通过喷洒无机磷改变氮磷比例，加速培养绿藻、硅藻等有益藻类快速生长为优势藻种，抑制蓝藻生长，从而改善蓝藻过度生长的状况。由于其他藻种的生长限制，蓝藻不可能在常温下大规模爆发。水温在25-35℃时，蓝藻的生长速度会比其他藻类快，所以温度是蓝藻爆发的主要因素之一。养殖水体的富营养化使蓝藻更容易生长，所以不经常换水的池塘往往更容易发生蓝藻暴发。有机磷是蓝藻生长的必要因素，控制蓝藻最直接、最根本的方法就是去除有机磷。富营养化是蓝藻爆发的原因。多余的营养素主要来源于以下几个方面:1。化肥是许多富营养化地区的主要营养来源。比如密西西比河流域，67%的氮流入水体，其次是墨西哥湾，波罗的海和太湖50%以上的氮也来自化肥的流失。蓝球菌2。生活污水，包括人类生活污水和含磷洗涤剂。3.畜禽养殖，畜禽粪便中含有大量氮、磷等营养废物，可导致水体富营养化。4.工业污染，包括化肥厂和废水排放。5.燃烧化石燃料，波罗的海约30%的氮和密西西比河约13%的氮来自于此。6.蓝藻使水缺氧，导致动物死亡。分解者分解消耗氧气，导致毒素恶性循环。蓝藻是蓝藻的学名。某些特定区域的蓝藻毒素种类繁多，按其危害方式可分为肝毒素和神经毒素。它们是已知的毒素，可以攻击肝脏和神经，另一种毒素对皮肤有* *作用。当蓝藻细胞破裂或死亡时，毒素就会释放到水中。当接触到含有蓝藻毒素的湖水时，虽然有些人会生病，但饮用含有污染藻类的水不一定会导致死亡。长期接触含有蓝藻肝毒素的水，即使含量较低，也可能对人体产生长期或慢性不良影响。如果您连续摄入含有蓝藻的水、鱼或其他水产品，您可能会出现头痛、发烧、腹泻、腹痛、恶心或呕吐。如果你在受污染的水中游泳，你的皮肤可能会发痒，或者你的眼睛和皮肤可能会受到* * *。如果你怀疑自己直接接触了被污染的水，身体产生了不良反应，用清水冲洗身体，并立即联系医生。白开水不会去除蓝藻的毒素，因为你无法通过水的外观、气味或味道来检测毒素的存在，只有化学检测才能。如果条件允许，不要用受污染的水洗衣服和餐具。如果没有其他水源，家务用水时必须戴橡胶手套。应避免用受污染的水洗澡，因为直接接触水会导致皮肤* * *和皮疹。)蓝藻毒素溶于水，耐热。溶于水、甲醇或丙酮，不挥发，耐PH值变化。MC-LR的分子式为C49H74N10O12，分子量为995.2(常计算为1000)。它在水中的溶解度大于1g/L，化学性质相当稳定。水中微囊藻毒素的自然降解过程非常缓慢。当水中微囊藻毒素含量为5ug/L时，三天后只有10%被水中颗粒吸收，7%随泥沙沉淀。微囊藻毒素具有很高的耐热性，不能通过加热和煮沸来破坏或去除。自来水的混凝、沉淀、过滤和加氯处理工艺不能去除它。一项调查显示，环湖三个水厂出厂水中检出低浓度微囊藻毒素(128 ~ 1400 ng/L)。结果表明，常规饮用水消毒处理不能完全去除水中的微囊藻毒素。它是一种肝毒素，是肝癌的强促发剂。家畜和野生动物饮用含有微囊藻毒素的水后，会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症状，甚至死亡。病理变化包括肝脏肿大、充血或坏死、肠炎出血、肺水肿等。微囊藻毒素对人体健康的危害也很大。MC-LR的LD 50约为50~100 ug/kg。人们在洗澡、游泳和进行其他水上娱乐运动时，皮肤接触含有微囊藻毒素的水，会引起敏感部位(如眼睛)和皮肤过敏；少量饮用可引起急性肠胃炎；长期饮酒可能导致肝癌。流行病学研究表明，慢性微囊藻毒素中毒对巢湖渔民造成了严重的肝损伤。医学部门研究发现，饮用水中的微囊藻毒素与人群原发性肝癌的发病率有很大的相关性。1996导致巴西100多人急性肝功能衰竭，7个月内至少50人因微囊藻毒素急性作用死亡，举世瞩目。淡水中的氰毒素已经成为全球性的环境问题，世界各地经常发生氰毒素中毒事件。Uv-b(紫外线b波段，波长275 ~ 320 nm，又称中波红斑效应紫外线。中等穿透性，阳光中所含的UVB大部分被臭氧层吸收，只有不到2%能到达地球表面，尤其是夏季和午后。)能破坏蓝藻的运动性和趋光性，并能影响其他许多生理生化过程，从而导致生产力的降低和萌发分化的破坏。光合色素会被UV-B漂白，陷光复合体的结构会受到影响，损害光合作用。DNA和蛋白质的主要作用位点以及氮代谢中的酶对UV-B表现出不同的敏感性..UV抑制固氮酶和谷氨酰氨合成酶的活性，但增加硝酸还原酶的活性(当暴露于UV-B时)。Uv-b还会影响基本的光合反应和二氧化碳的吸收。聚球藻通过快速改变光合系统中酶的形式来抵抗紫外线。这种分子的可塑性对于在种群水平上抵御UV-B非常重要，使得光合系统对UV-B的敏感性每天都在变化。然而，光合作用可以被UV-A结合蓝光激活。蓝藻已经针对UV-B的影响制定了对策，这包括:a、产生类似MAAs的光保护物质B、通过转移到远离光的地方来逃离UV c、产生猝灭物质如类胡萝卜素和超氧化物D、通过类似光活化和光非依赖性的机制修复DNA、激活抗氧化酶。Uv-b诱导许多蓝细菌产生MAAs。在鱼腥藻中显示，只有290nm的光才能诱导MAAs。除了光保护之外，MAAs还可以调节渗透压和抗冻。还发现了其他UV-A激活剂。已经建立了蓝细菌和藻类中光保护物质的数据库。南极蓝细菌形成大型香蒲群落。Uv-b对Leptolyngbya的菌落有很强的光化学抑制作用，但不如对Phormidium的抑制作用强。后者比前者含有多25倍的MAAs和多2倍的类胡萝卜素。Rai和他的同事研究了UV-B和重金属污染之间的关系对固氮的影响，发现它们具有协同作用。2007年5月28日，无锡太湖大面积爆发蓝藻，造成自来水严重污染，市区纯净水哄抢。虽然及时采取了措施，但对人们的生活造成了很大影响。2010 165438+10月29日，云南昆明滇池蓝藻盛开，湖面像是昆明滇池山脊线岸边的绿漆。滚滚的湖水绿浪冲向岸边，带来一股恶臭。滇池是云南九大高原湖泊中污染最严重的。每当气温升高，富营养化严重时，蓝藻就会爆发，造成严重污染。8月2011，21日，由于持续高温，安徽巢湖部分湖面上的蓝藻又开始“抬头”，大面积蓝藻聚集。巢湖市高度关注城市集中式饮用水源水质，开展蓝藻拦截打捞、自来水深度处理等措施。自2008年以来，南昌市城区范围内水域面积较大的景观湖泊青山湖连续6年遭受蓝藻入侵，尤其是2014，蓝藻爆发数十次。2014，10 10月27日，虽然已经进入深秋，气温较低，但青山湖的湖面上依然爆发出蓝藻。数百亩湖面像被泼了绿漆，腥臭味随风而来，很多人捂着鼻子。据悉，近6年来，南昌市投入生石灰和生物再生杀菌剂净化湖泊，杀灭蓝藻，但收效甚微。2016，17年7月，美国犹他州中毒控制中心接收了超过100名中毒者，他们伴有呕吐、腹泻、高烧、皮肤或眼睛* * *、过敏等症状。发现这一现象可能与犹他湖蓝藻细胞的爆发式增长有关。犹他湖中蓝藻的面积占该湖总面积的90%。虽然面积在缩小，但其实更危险。各级* * *都采取了相应的措施。* * *人员表示，2017无法确认蓝藻爆发与这些症状的直接关系，但症状与蓝藻细胞中毒症状一致。根据世界卫生组织和犹他州卫生部的规定，蓝藻细胞数的中度风险标准为654.38+百万。7月14日，湖水采样发现大部分样品超标3倍，有一个样品甚至含有70多万个蓝藻细胞。蓝藻细胞死亡时，会向水中释放更多的有毒物质，使水中有毒细胞数量减少，但更致命。