『壹』 以藍細菌為列,說明微生物在生物能源應用中的潛在價值(10分)
藍細菌能進行光合作用,是地球上最早製造氧氣的生物。部分藍細菌(根瘤菌等)能固氮,為植物生長提供養料,還能與許多生物共生,為其提供生命所需養分。因為藍細菌生命力強,能在極端條件下生存,所以在未來的宇宙探索,星球遷移中都會有很重要作用。
『貳』 簡述藍細菌的特點
藍藻是原核生物,又叫藍綠藻 藍細菌;大多數藍藻的細胞壁外面有膠質衣,因此又叫粘藻.在所有藻類生物中,藍藻是最簡單、最原始的一種.藍藻是單細胞生物,沒有細胞核,但細胞中央含有核物質,通常呈顆粒狀或網狀,染色質和色素均勻的分布在細胞質中.該核物質沒有核膜和核仁,但具有核的功能,故稱其為原核(或擬核).在藍藻中還有一種環狀DNA——質粒,在基因工程中擔當了運載體的作用.和細菌一樣,藍藻屬於「原核生物」.
藍藻不具葉綠體、線粒體、高爾基體、中心體、內質網和液泡等細胞器,唯一的細胞器是核糖體.
藍藻的繁殖方式有兩類,一為營養繁殖,包括細胞直接分裂(即裂殖)、群體破裂和絲狀體產生藻殖段等幾種方法,另一種為某些藍藻可產生內生孢子或外生孢子等,以進行無性生殖.孢子無鞭毛.目前尚未發現藍藻有真正的有性生殖.
藍藻是最早的光合放氧生物,對地球表面從無氧的大氣環境變為有氧環境起了巨大的作用.有不少藍藻(如魚腥藻)可以直接固定大氣中的氮(原因:含有固氮酶,可直接進行生物固氮),以提高土壤肥力,使作物增產.還有的藍藻為人們的食品,如著名的發菜和普通念珠藻(地木耳)、螺旋藻等.
『叄』 簡述藍細菌在生物進化史中的作用
藍藻的出現,在植復物進化史上是一個制巨大的飛躍.因為藍藻含有葉綠素,能製造養分和獨立進行繁殖.藍藻能夠攝取地球還原性大氣層中的二氧化碳,通過葉綠素進行光合作用,放出遊離氧,使大氣中的氧氣逐漸增加,有利於細菌生長.現在,我們生活的地球上,百花盛開,萬木爭榮,一片生機盎然的景象,這些都是由藍藻等藻類,經過幾億、幾十億年的進化,發展而來的.
『肆』 藍細菌在自然界的作用
你是萬里的吧。。。環境科學的吧。。。o(∩_∩)o 哈哈
『伍』 藍細菌是一種怎麼樣的細菌生物生存需要的重要物質是什麼呢
舊名為藍藻(blue algae)或藍綠藻(blue—green algae),是一類進化歷史悠久、革蘭氏染色陰性、無鞭毛、含葉綠素a,但不含葉綠體(區別於真核生物的藻類)、能進行產氧性光合作用的大型單細胞原核生物。與光合細菌區別是:光合細菌(紅螺菌)進行較原始的光合磷酸化作用,反應過程不放氧,為厭氧生物,而藍細菌能進行光合作用並且放氧。它的發展使整個地球大氣從無氧狀態發展到有氧狀態,從而孕育了一切好氧生物的進化和發展。至今已有120多種藍細菌具有固氮能力,特別是與滿江紅魚腥藍細菌(Anabaena azollae)共生的水生蕨類滿江紅,是一種良好的綠肥。但是,有的藍細菌在受氮、磷等元素污染後引起富營養化的海水「赤潮」和湖泊的「水華」,給漁業和養殖業帶來嚴重危害。此外,還有少數水生種類如微囊藍細菌屬(Microcystis)會產生可誘發人類肝癌的毒素。 藍細菌廣泛分布於自然界,包括各種水體、土壤中和部分生物體內外,甚至在岩石表面和其他惡劣環境(高溫、低溫、鹽湖、荒漠和冰原等)中都可找到它們的蹤跡,有「先鋒生物」之美稱。它們在岩石風化、土壤形成以及水體生態平衡中起著重要的作用。另外,藍細菌具有一定經濟價值,包括許多食用種類,如普通木耳念珠藍細菌(即葛仙米,俗稱地耳,N.commun)、盤狀螺旋藍細菌(Spirulina platensis)、最大螺旋藍細菌(Smaxima)等,後兩種已開發成有一定經濟價值的「螺旋藻」產品。
『陸』 水處理生物的提綱
一、名詞解釋;1、烈性噬菌體:病毒(噬菌體)侵染寄主細胞後,能;稱為烈性噬菌體;2、糖酵解途徑:糖酵解途徑(EMP途徑)微生物在;將葡萄糖分解為丙酮酸,並產生可供機體生長的能量的;3、滅菌、消毒和防腐:、滅菌就是殺死所有微生物的;4、水體自凈:是指水體在接納了一定量的污染物後,;5、葡萄糖效應:當大腸桿菌在含有葡萄糖和乳糖的液;6、基因突變:、由於某些原因,
一、名詞解釋
1、 烈性噬菌體:病毒(噬菌體)侵染寄主細胞後,能引起寄主細胞迅速裂解,這種噬菌體
稱為烈性噬菌體。
2、 糖酵解途徑:糖酵解途徑(EMP途徑)微生物在厭氧條件下,通過氧化還原反應(脫氫)
將葡萄糖分解為丙酮酸,並產生可供機體生長的能量的過程。
3、滅菌、消毒和防腐:、滅菌就是殺死所有微生物的方法;消毒就是殺滅病原微生物的方法;防腐就是防止或抑制微生物生長繁殖的方法。
4、水體自凈:是指水體在接納了一定量的污染物後,通過物理·化學和水生生物(微生物·動植物)等因素的綜合作用後得到凈化,水質恢復到受污染前的水平和狀態的現象。
5、葡萄糖效應:當大腸桿菌在含有葡萄糖和乳糖的液體培養基中生長時,大腸桿菌首先利用葡萄糖而不利用乳糖,只有當葡萄糖用完後才開始利用乳糖,這就是葡萄糖效應。
6、基因突變:、由於某些原因,引起DNA分子鹼基的缺失·置換或插入,改變了基因內部原有的排列順序和數目,從而引起微生物性狀的改變,並能夠遺傳給子代的現象。
7·基因重組:指兩個不同性狀的生物細胞,其中一個生物細胞中的基因轉移到另一個生物細胞中,並與這個細胞中的基因進行重新排列。
8·生態平衡:生態系統發展到成熟的階段,它的結構和功能,包括生物種類的組成,各個種群的數量比例以及能量和物質的輸入·輸出都處於相對穩定的狀態,這種狀態稱為生態平衡,又稱為自然平衡。
9·鑒別培養基:根據微生物的代謝特點,通過指示劑的顯色反應,用以鑒別不同微生物的培養基稱為鑒別培養基。
10·呼吸鏈:有氧呼吸的電子傳遞體系稱為呼吸鏈。
11·生長因子:某些微生物不能從普通的碳源·氮源物質合成,而只有通過外源供給才能滿足機體生長需要的有機物質稱為生長因子
12·生物修復技術:利用生物特別是微生物催化降解有機污染物,從而去除或消除環境污染的一個受控或自發進行的過程。
13·限制因子:對於一個特定的生境,在諸因子中,必有一個或幾個因子在特定條件下起主導作用,即該因子的改變將影響微生物個體的生長.繁殖,以及引起生物種群或群落的改變。
二、簡答題
1、什麼是菌膠團?菌膠團的功能主要有哪些?。
定義:由很多細菌細胞的莢膜物質相互融合,連為一體,組成共同的莢膜,內含許多細菌的結構叫做菌膠團。功能:a具有較強的吸附和氧化有機物的能力b具有較好的沉降性能。c防止被吞噬,自我保護。
2、簡述生物脫氮原理。
污水中含有含氮有機物包括蛋白質·多肽·氨基酸·尿素,蛋白質和多肽經水解變為氨基酸;第1步是由有機氨化物轉化為氨態氮的過程為氨化作用,氨化作用由氨化細菌完成,氨化細
菌在有氧條件下氧化脫氨基,無氧條件下水解脫氨基;還原脫氨基作用
第2步是氨氧化為亞硝酸,亞硝酸氧化為硝酸的過程(硝化作用)硝化作用由硝化細菌完成,硝化細菌包括亞硝酸菌和硝酸菌;第3步是在缺氧條件下,以簡單有機物為供氫體以硝酸根為最終電子受體產生氮氣及N2O和NO的反硝化作用。
3、簡述生物除磷的原理。
是利用所謂聚磷菌在好氧條件下可過量吸磷,即水中磷富集於活性污泥中,而在厭氧條件下活性污泥中磷可釋放,即磷主要存在於上清液中,從而分別固體廢棄物的處理應把握以下主要原則:1.可用物質的回收利用,尤其是工礦企業的固體廢渣和廢料;2.有機固體廢物的資源化,如堆肥和沼氣生產;3.避免造成二次污染及滿足衛生細菌學要求等。
4、簡述自然界碳素循環過程,並說明微生物在其中的作用。
a、二氧化碳的固定,綠色植物·藻類·藍細菌·光合細菌·植物性原生動物CO2 植物—植物性有機碳化物,動物—動物性有機碳化物。b、二氧化碳的再生,有生命的生物新陳代謝過程會氧化含碳有機物釋放二氧化碳,無生命的生物通過微生物的降解和礦化作用再生二氧化碳。
作用:a、合成作用/光合作用:參與光合作用的微生物主要是藻類和光合細菌,它們通過光合作用將大氣和水體中的二氧化碳轉化為有機碳化物。b、分解作用:在陸地和水域的有氧條件中,通過好氧微生物的分解,被徹底氧化為二氧化碳;在無氧條件中,通過厭氧微生物的發酵,被不完全氧化成有機酸·甲烷·氫和二氧化碳;
5、簡述水體富營養化的原因及危害。
原因:水體富營養化是湖泊 的一種自然老化現象,在天然水體中普遍存在,無人為因素影響的水體富營養化是十分緩慢的,至少幾百年才能出現,導致湖泊—沼澤—草原—森林的變遷。人為因素包括:工業廢水,農田沖刷水,生活污水的排放,使有機的和無機的氮和磷物質,不斷地流入水體,給水體中帶來了藻類生長所需要的營養物質,使藻類瘋狂生長導致水體富營養化。危害:1.溶解氧大量減少水生生物因缺氧大量死亡2.藻類物質大量繁殖,堵塞了水生生物的呼吸系統,因窒息而死亡 3.大多數藻類的代謝產物有毒,毒害水生生物4.有毒的水聲生物易能使人畜中毒5.作為供水系統藻類能堵塞濾池,同時使飲用水水質變差。
6、原生動物在廢水生物處理中的作用如何?
a、促進菌膠團絮凝作用;纖毛蟲能分泌粘性物質,促使菌膠團粘連起來,形成較大的絮凝體。b、吞噬游離細菌和微小顆粒;曝氣池內有原生動物吞噬游離細菌,出水清澈;c、分解代謝水中的有機物;原生動物不僅能吞噬游離細菌和廢水中的有機顆粒,而且也能直接分解代謝一些可溶性的有機化合物;d、作為指示生物活性污泥絮體正常;如果個體異常說明環境惡劣,例如溶解氧降低,PH低,有毒物質增加等。
7、細菌表面帶何種電荷?為什麼?
負電;細菌的主要組成物質為蛋白質,蛋白質的結構單元是氨基酸,氨基酸是兩性化合物,存在等電點。所以細菌也存在等電點,細菌的等電點在PI=2~5之間,而環境的PH=6~8之間所以環境PH>PI.所以細菌帶負電(PH<PI +;PH<PI –; PH=PI 0)。
8、簡述厭氧發酵的基本原理。
1階段.水解發酵階段把大分子物質水解成小分子物質如葡萄糖·氨基酸·脂肪酸等,然後進入發酵階段。葡萄糖經EMP途徑形成簡單有機酸·醇·二氧化碳·氫氣等;氨基酸經過發酵變成有機酸·醇·氨根離子等;脂肪酸經β氧化—乙醯COA—乙酸·氫氣·二氧化碳等;2階段.產氫產乙酸階段因為產甲烷細菌僅能以甲胺·甲酸·甲醇·乙酸·H2/CO2為底物,所以必須把一階段所產生的有機酸·醇在產氫產乙酸細菌的作用下形成產甲烷細菌所能利用的底物;3階段.同型產乙酸階段經過大量實驗實踐發現如果系統氫分壓過大會使 G>0 運行失敗,所以必須在同型產酸細菌作用下降低氫分壓,系統正常運行4階段.產甲烷階段在產甲烷細菌的作用下,產生甲烷·二氧化碳·水等小分子物質。
9·簡述產甲烷菌的生理特性。
a.產甲烷細菌是嚴格專性厭氧菌。b.產甲烷細菌生長特別緩慢,世代長。c.產甲烷細菌對環境影響特別敏感。d.產甲烷細菌屬古細菌。e.產甲烷細菌分離培養比較困難。
10·活性污泥法處理有機廢水應將污泥控制在那個時期?為什麼?
減速生長末期和內源呼吸初期.原因在廢水處理過程中,如果維持微生物在對數期生長,因為微生物活力強就不易凝聚和沉降,並且要使微生物處在對數期還需有充足的營養物質,所以水質難以達到排放要求。如果維持微生物在內源呼吸末期由於微生物氧化分解有機物的能力很差,所需反應時間較長,在實際工作中是不可行的。所以為了獲得既具有較強的氧化和媳婦有機物的能力,又具有良好的沉降性能的活性污泥,在實際中常將活性污泥控制在減速生長末期和內源呼吸初期。
11·微生物運輸營養物質的方式有哪幾種?各有什麼特點?
a、運輸方式:單純擴散、動力:滲透壓、載體:不需載體、與營養物質濃度關系:順濃度進行、完成時間:膜兩端濃度差為零b、促進擴散、滲透壓、載體蛋白、順濃度進行、膜兩端濃度差為零c、主動運輸 、ATP、滲透酶、不受濃度限制、能量缺乏或膜外無營養物質d、基團轉位、轉移反應、磷酸轉移酶系統、不受濃度限制、能量缺乏或膜外無營養物質。 12·簡述三羚酸循環的意義
a.為細胞合成和維持生命活動提供大量能量b.為細胞合成提供原料c.作為各種有機底物徹底氧化的共同途徑
三、實驗題
1·革蘭氏染色的過程和機理。
1.塗片:用無菌蒸餾水沖洗載玻片(寬2cm,長10cm),用酒精燈外焰將接種環燒至2/3處,將培養皿欠開一條細縫,用接種環取菌落塗在載玻片上
2.乾燥:將載玻片有菌一面朝上,無菌面向下,在酒精燈上一定高處乾燥
3.固定:將載玻片慢慢通過酒精燈2~3次
4.初染(結晶紫):將結晶紫滴落在菌落上,並開始計時,1min後用水緩緩沖落結晶紫至流水無紫色為止,並用濾紙吸干周圍水分
5.媒染(碘和碘化鉀溶液):將碘和碘化鉀溶液滴落在菌落上,並開始計時,1min後用水緩
緩沖落至流水無顏色為止,並用濾紙吸干周圍水分
6.脫色(95%乙醇):將95%乙醇滴在此痕跡上,20~30s馬上用水緩緩沖洗,用濾紙吸干周圍水分
7.復染(沙黃或番紅):將沙黃或番紅滴在此痕跡上,1min馬上用水沖洗,用濾紙吸干周圍水分
8.鏡檢:用物鏡為100的,將香柏油滴在載玻片上,物鏡必須始終在油當中
結論:紫色-陽性;紅色-陰性
機理:革蘭氏陽性菌細胞壁主要由脂類·蛋白質·肽聚糖組成,肽聚糖比例較大,且位於外層
革蘭氏陰性菌細胞壁主要由脂類·蛋白質·肽聚糖組成,肽聚糖比例較小,且位於內層
當用乙醇脫色時,如果是革蘭氏陽性菌肽聚糖遇到乙醇後網孔緊縮關閉,乙醇不能進入細胞質脫色,故其仍為紫色;
當用乙醇脫色時,如果是革蘭氏陰性菌脂類物質較多,乙醇會把細胞壁溶出孔洞,乙醇進入細胞質,紫色被乙醇帶走,然後復染,則陰性菌為紅色
2·用發酵法測飲用水中大腸菌群數:並寫出報告大腸菌群數的數理統計公式。 大腸菌群的測定:發酵法
1、.初發酵實驗。取有效水樣300ml,培養基為濃縮無糖蛋白腖,取兩支大發酵管分別加入100ml水樣和50ml培養基。取十支小發酵管分別加入10ml水樣和5ml培養基,混勻放入37度培養箱,培養24h後觀察結果,結果:1.產酸產氣為+(陽性) 2.產酸不產氣為+ 3.產氣不產酸 實驗有誤重做 4.不產氣不產酸為—(陰性)不含大腸桿菌 產酸的指示劑為:溴甲酚綠3.8~5.4 (酸性為黃色)
2、平板分離。培養基:伊紅美藍培養基(有幾個陽性管准備幾個培養基),用接種針分別佔取發酵管內菌落在培養皿中劃線,然後放入37度培養箱,24h後觀察結果觀察是否為紫紅色略帶綠色金屬光澤的菌落,是否有上移。
3、復發酵實驗。培養基:乳糖蛋白腖培養基(濃縮蛋白腖稀釋三倍)。向復發酵管加入10~15ml培養基,用接種針將菌落接種到發酵管,放入37度培養箱24h後觀察結果。結果:1.產酸產氣為+(陽性) 2.產酸不產氣為+ 3.產氣不產酸 實驗有誤重做 4.不產氣不產酸為—(陰性)不含大腸桿菌 MPN/(個/L)=1000x得陽性的發酵管數目/根號(得陰性結果的水樣體積x全部水樣一級)
『柒』 藍細菌的影響
藍細菌與水體環境質量關系密切,在水體生長旺盛時 藍細菌無錫太湖區
,能使水色變藍或其他顏色,並且有的藍細菌能發出草腥味或霉味。
藍細菌在污水處理,水體自凈中起積極作用
『捌』 藍細菌的環境學意義
藍藻(Cyanobacteria)是原核生物,又叫藍綠藻、藍細菌;大多數藍藻的細胞壁外面有膠質衣,因此又叫粘藻。在所有藻類生物中,藍藻是最簡單、最原始的一種。藍藻是單細胞生物,沒有細胞核,但細胞中央含有核物質,通常呈顆粒狀或網狀,染色質和色素均勻的分布在細胞質中。有的含有藍藻葉黃素,有的含有胡蘿卜素,有的含有藍藻藻藍素,也有的含有藍藻藻紅素。紅海就是由於水中含有大量藻紅素的藍藻,使海水呈現出紅色。
藍細菌是古老的生物,在約30億前,地球本是無氧的環境,使地球由無氧環境轉化為有氧環境是由於藍細菌出現並產氧所致。人們從前寒武紀地殼中發現大量由藍細菌(如螺旋藻)生長形成的化石化的疊層岩(約30億年)及27億年黑色頁岩中代表藍藻存在的分子化石(生物標志物)中得到證實[1]。
藍細菌在植物學和藻類學中被分類為藍藻門。由於它的細胞結構簡單,只具原始核,沒有核膜和核仁,只有擬核,具有葉綠素和藻藍素,沒有葉綠體。故將它隸屬於原核生物界的藍光合菌門,這一門的細菌叫藍細菌。它對於研究生物進化有重要意義。
藍細菌與水體環境質量關系密切,在水體生長旺盛時,能使水色變藍或其他顏色,並且有的藍細菌能發出草腥味或霉味。湖波中常見的藍細菌有銅綠微囊藻、曲魚腥藻等。某些種屬的藍細菌大量繁殖會引起「水華」(淡水水體)或「赤潮」(海水),導致水質惡化,引起一系列環境問題。在污水中或潮濕的土地上常見的有灰顫藻或巨顫藻。藍細菌中的許多類群具有固定空氣中氮的能力,目前已發現的固氮藍細菌多達120多種。藍細菌能在固體表面形成「墊狀體」。一些藍細菌還能與真菌。苔蘚、蕨類和種子植物共生,如地衣是藍細菌與真菌的共生體。
在中國,太湖的藍藻爆發污染是藍藻危害的一個具體體現,最嚴重的危機出現在2007年。當年6月,太湖藍藻大爆發,幾十厘米厚的藍藻覆蓋所有水面。據無錫市政府公布的統計數據,除無錫水廠外,其餘佔全市供水70%的水廠水質都被污染,水龍頭里放出的水又黃又臭,200萬無錫市民生活飲用水受污染,市區純凈水被哄搶,政府雖及時採取措施,但已經對人民的生活產生很大的影響。其後,盡管國家下了大力氣治理太湖污染,藍藻依然每年爆發。
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『玖』 藍細菌對研究生物進化具有什麼重要意義
藍細菌(Cyanobacteria)
藍細菌(Cyanobacteria)舊名藍藻或藍綠藻,是一類進化歷史悠久、革蘭氏染色陰性、無鞭毛、含葉綠素a(但不形成葉綠體)、能進行產氧性光合作用的大型原核微生物。
藍細菌分布極廣,普遍生長在淡水、海水和土壤中,並且在極端環境(如溫泉、鹽湖、貧瘠的土壤、岩石表面或風化殼中以及植物樹乾等)中也能生長,故有「先鋒生物」的美稱。許多藍細菌類群具有固氮能力。一些藍細菌還能與真菌、苔蕨類、蘇鐵科植物、珊瑚甚至一些無脊椎動物共生。(一)藍細菌的形態與構造
藍細菌的細胞一般比細菌大,通常直徑為3~10μm,最大的可達60μm,如巨顫藍細菌。根據細胞形態差異,藍細菌可分為單細胞和絲狀體兩大類。單細胞類群多呈球狀、橢圓狀和桿狀,單生或團聚體,如粘桿藍細菌和皮果藍細菌等屬;絲狀體藍細菌是有許多細胞排列而成的群體,包括;有異形胞的,如魚腥藍細菌屬;無異形胞的,如顫藍細菌屬;有分支的,如費氏藍細菌屬。
藍細菌的細胞構造與革蘭氏陰性細菌相似。細胞壁有內外兩層,外層為脂多糖層,內層為肽聚層。許多種能不斷地向細胞壁外分泌膠粘物質,將一群細胞或絲狀體結合在一起,形成粘質糖被或鞘。細胞膜單層,很少有間體。大多數藍細菌無鞭毛,但可以「滑行」。藍細菌光合作用的部位稱為類囊體,數量很多,以平行或捲曲方式貼近地分布在細胞膜附近,其中含有葉綠素和藻膽素(一類輔助光合色素)。藍細菌的細胞內含有糖原、聚磷酸鹽、以及藍細菌肽等貯藏物以及能固定的羧酶體,少數水生性種類中還有氣泡。
在化學組成上,藍細菌最獨特之處是含有兩個或多個雙鍵組成的不飽和脂肪酸,而細菌通常只含有飽和脂肪酸和一個雙鍵的不飽和脂肪酸。
藍細菌的細胞有幾種特化形式,較重要的是異形胞、靜息孢子、鏈絲段和內孢子。異形胞是存在於絲狀體藍細菌中的較營養細胞稍大,色淺、壁厚、位於細胞鏈中間或末端,且數目少而不定的細胞。異形胞是固氮藍細菌的固氮部位。營養細胞的光合產物與異形胞的固氮產物,可通過胞間連絲進行物質交換。靜息孢子是一種著生於絲狀體細胞鏈中間或末端的形大、色深、壁厚的休眠細胞,胞內有貯藏性物質,具有抗乾旱或冷凍的能力。鏈絲段又稱連鎖體或藻殖段,是長細胞斷裂而成的短鏈段,具有繁殖功能。內孢子是少數藍細菌種類在細胞內形成許多球形或三角形的內孢子,成熟後可釋放,具有繁殖功能。
(二)藍細菌的繁殖
藍細菌通過無性方式繁殖。單細胞類群以裂殖方式繁殖,包括二分裂或多分裂。絲狀體類群可通過單平面或多平面的裂殖方式加長絲狀體,還常通過鏈絲段繁殖。少數類群以內孢子方式繁殖。在乾燥、低溫和長期黑暗等條件下,可形成休眠狀態的靜息孢子,當在適宜條件下可繼續生長。
藍細菌曾被稱為藍藻或藍綠藻,是一類分布很廣,含有葉綠素a,能夠在光合作用時釋放氧氣的原核微生物。藍細菌主要以二分裂或多分裂方式進行繁殖,少數藍細菌可形成孢子,孢子壁厚,能抵抗不良環境。由成串細胞連成絲狀的藍細菌,在細胞鏈斷裂時形成的片段,稱之為鏈絲段,具有繁殖功能。
藍細菌有廣泛的分布,從水生到陸生生態系統,從熱帶到南北極都有分布。它們已經被證實:可以通過氮氣的固定來提高稻田和其他土壤的肥力方面有重要作用。藍細菌是海洋生態系統的重要組成部分和海洋初級生產力的重要組成部分。
UV-B可以破壞藍細菌的運動性和趨光性,可以影響許多其他的生理和生化過程,這將導致生產力的降低,發芽和分化的破壞。光合色素會被UV-B漂白,光捕獲復合體的結構受到影響,這些都會損壞光合作用。
DNA和蛋白質的主要作用位點、氮代謝中的酶對於UV-B表現出不同的敏感性。UV對固氮酶和谷氨醯氨合成酶的活性產生抑制,但會提高硝酸還原酶的活性(當暴露在認為的UV-B下)。UV-B也會影響基本的光合作用的反應和二氧化碳的吸收。Synechococlus通過快速改變光合系統中酶的形式來抵抗UV。這種分子的可塑性在種群水平上來的抵抗UV-B是非常重要的,這使得光合系統對UV-B的敏感性每天都在改變。然而,光合作用可以被UV-A合藍光所激活。
藍細菌已經發展了對於UV-B的影響的對策。這包括:a、產生象MAAs類的光保護物質 b、通過遷移到避光的地帶來逃避UV c、產生猝滅物質如類胡蘿卜素和超氧化物 d、修復機制象光活化和光獨立的DNA修復 e、激活抗氧化酶 。UV-B在許多藍細菌中誘導了MAAs的產生。在Anabaenasp中顯示只有在290nm的光可以誘導MAAs。除了光保護作用外,MAAs還具有調節滲透壓和抗凍作用。其他的UV-A激活物質也被發現。在藍細菌和藻類中的光保護物質已經建立了資料庫。
南極的藍細菌形成大的蒲狀菌落。UV-B對於Leptolyngbya的菌落具有很強的光化學抑製作用,但是不如對Phormidium的抑製作用大。後者包括了比前者多25倍的MAAs和2倍的類胡蘿卜素。Rai 和同事研究了UV-B和重金屬污染之間的關系對於氮固定的作用,並發現二者具有協同性。