自然界中能以光合作用產(chǎn)能的細菌根據它們所含光合色素和電子供體的不同而分為產(chǎn)氧光合細菌(藍細菌、原綠菌)和不產(chǎn)氧光合細菌(紫色細菌和綠色細菌)。
藍細菌(Cyanobacter)
這是一類(lèi)含有葉綠素 a 、以水作為供氫體和電子供體、通過(guò)光合作用將光能轉變成化學(xué)能、同化CO2為有機物質(zhì)的光合細菌。由于它們具有與植物相同的光合作用系統,歷史上曾被藻類(lèi)學(xué)家歸為藻類(lèi),稱(chēng)為藍藻。對藍細菌細胞結構的研究表明,藍細菌的細胞核不具有核膜,沒(méi)有有絲分裂器,細胞壁由含有二氨基庚二酸的肽聚糖和脂多糖層構成,革蘭氏染色陰性,分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣,細胞內含有70S核糖體,雖具有葉綠素的光合色素,但不形成葉綠體,進(jìn)行光合作用的部位是含有葉綠素a、β- 胡蘿卜素、類(lèi)胡蘿卜素、藻膽素(包括藻藍素和藻紅素)的類(lèi)囊體(thylakoids)。 藍細菌的這些與原核生物相近的特征,使它們成為細菌家族的一員。以藻藍素占優(yōu)勢的色素使細胞呈現特殊的藍色,故而得名為藍細菌。按形態(tài)可分為5大類(lèi)群,包括29個(gè)屬。藍細菌的細胞大小差異懸殊,最小的聚球藍細菌屬(Synechococcus)其直徑僅為 0.5 -1μ m, 而大顫藍菌屬(Oscillatoria)可超過(guò)60 μ m 。藍細菌在自然界中的分布極廣,河流、湖泊和海水等水域中常見(jiàn)。藍細菌的營(yíng)養極為簡(jiǎn)單,不需要維生素,以硝酸鹽或氨作為氮源,多數能固氮,在水稻田中培養藍細菌可保持和提高土壤肥力。一些實(shí)驗證明將藍細菌作為食物和輔助營(yíng)養物,可用于治療肝硬化、貧血、白內障、青光眼、胰腺炎等疾病。對糖尿病、肝炎也有一定的療效。藍細菌有別于真核生物的放氧光合作用,可能是地球上生命進(jìn)化過(guò)程中第一個(gè)產(chǎn)氧的光合生物,對地球上從無(wú)氧到有氧的轉變、真核生物的進(jìn)化起著(zhù)里程碑式的作用。
紫色細菌
這是一群含有菌綠素和類(lèi)胡蘿卜素、能進(jìn)行光合作用、光合內膜多樣、以硫化物或硫酸鹽作為電子供體、沉積硫的光能自養型細菌。因含有不同類(lèi)型的類(lèi)胡蘿卜素,細胞培養液呈紫色、紅色、橙褐色、黃褐色,故稱(chēng)為紫色細菌。紅螺菌屬(Rhodospirillum)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)和紅微菌屬(Rhodomicrobium),曾被認為不能利用硫化物作為電子供體以還原CO2構成細胞物質(zhì),所以一直稱(chēng)它們?yōu)榉橇蜃仙毦。后?lái)發(fā)現,這些細菌的大多數尚可以利用低濃度的硫化物,現歸為紫色硫細菌。多分布在淡水、海水和高鹽等含有可溶性有機物和低氧壓的水生環(huán)境中,也常見(jiàn)于潮濕的土壤和水稻田中。
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