這要從很多方面說， 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、含葉綠素和藻藍素（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。 　　藍細菌是古老的生物，在50億年前，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併產氧所致。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）中得到證實。 　　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。

分佈

　　藍細菌分佈極廣，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幹等）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。如地衣即被看作是真菌與藍藻共生的特殊低等植物。

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，如粘杆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藍細菌稱為類囊體，數量很多，以平行或捲曲方式貼近地分佈在細胞膜附近，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，可透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。

繁殖

　　藍細菌透過無性方式繁殖。單細胞類群以裂殖方式繁殖，包括二分裂或多分裂。絲狀體類群可透過單平面或多平面的裂殖方式加長絲狀體，還常透過鏈絲段繁殖。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，是一類分佈很廣，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。 　　藍細菌有廣泛的分佈，從水生到陸生生態系統，從熱帶到南北極都有分藍細菌無錫太湖區布。它們已經被證實:可以透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。

藍細菌

藍細菌(Cyanobacteria)亦名藍藻或藍綠藻(blue-greenalgae)。它與高等綠色植物和高等藻類一樣，含有光合色素-葉綠素a，也進進產氧型光合作用60年代前作為藻類植物中的一群。應用現代技術研究表明，它的細胞核也沒有核膜，沒有有絲分裂器，細胞壁也與細菌相似，由多粘複合物(肽聚糖)構成，含二氨基庚二酸，革蘭氏染色陰性，所以現在趨向於將它們歸屬於原核微生物中。

藍細菌分佈極廣，從熱帶到兩極，從海洋到高山，到處都有它們的蹤跡。土壤、岩石、以至在樹皮或其他物體上均能成片生長；許多藍細菌生長在池塘和湖泊中，並形成菌膠團浮於水面；有的在80℃以上的熱溫泉、含鹽多的湖泊或其他極端環境中，也是佔優勢的或者是唯一行光合作用的生物。

藍細菌形態差異極大，已知有球狀或桿狀的單細胞和絲狀兩種形體，細胞直徑範圍從一般細菌大小(0.5-1微米)到60微米，這樣大的細胞，在原核微生物中可能是極少見的。不過藍細菌個體一般直徑或寬度為3-10微米，當許多個體聚集在一起，可形成肉眼可見的、很大的群體。若繁茂生長，可使水的顏色隨菌體顏色而變化。

與其他原核生物相比，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，而細菌差不多都含有飽和脂肪酸和單一不飽和的脂肪本(一個雙鍵)。

藍細菌細胞壁的細微結構與革蘭氏陰性細菌相似。其中許多種能不斷地向細胞壁外分泌膠粘物質，類似細菌的莢膜，將一群群細胞或絲狀體結合在一起，形成膠團或膠鞘。大多數可以"滑行"，但無鞭毛，某些藍細菌的滑行運動並非簡單轉移，而是絲狀體的旋轉、逆轉和彎曲。有的還可行光趨避運動。

藍細菌的光合器有原始的片層結構，是由多層膜片相疊而成的，分佈在細胞質內，片層結構所包含的光合作用色素有葉綠素a、藻膽素(藻膽蛋白)和類胡蘿蔔素。藻膽素在光合作用中起輔助色素的作用，是藍細菌所特有的。藻膽素又包括藻藍素和藻紅素兩種，大多數藍細菌細胞中，以藻藍素佔優勢，並與其他色素摻和在一起，使細胞呈特殊的藍色，故稱為藍細菌。

許多藍細菌的細胞的南中還有氣泡。其作用可能是使菌體漂浮，並使菌體能保持在光線最多的地方，以利光合作用。藍細菌可自生固氮，也可共生固氮。某些種具有圓形的異形胞(heterocyst)，一般沿著絲狀體或在一端單個地方分佈(參見2-71)。實驗證明，它是藍細菌進行固氮作用的場所。異形胞與鄰接的營養細胞有胞間連結，並在這些細胞間進行物質交換。例如光合作用產物從營養細胞移向異一菜胞，而固氮作用的產物，則可從異形胞移向營養細胞。異形胞內含少量藻膽素，並具有光合系統I，能進行不產氧的光合作用，產生ATP高能鍵和還原性物質。異形胞內又有固氮酶系統，它在無氧條件下生長時，它們在正常的營養細胞狀態下產生固氮酶並固氮。然而，有些不形成異形胞的藻類，例如能產生鞘膜的粘球(藍)藻屬型中的幾種單胞藻，甚至在有氧條件下也可以固氮。可以想象，藍細菌中已產生了一種不同的機制，以保持其固氮酶的缺氧條件。

藍細菌的營養是簡單的。不需要維生素，以硝酸鹽或者氨作為氮源。能行固氮作用的種很普遍。多數為專性光能生物，其中一些是專性光能自養型的，亦有化能異養型的。

由於藍細菌是光能自養型生物，能像綠色植物一樣進行產氧光合作用，同化CO2成為有機物質，加之許多種還具有固氮作用，因此，它們的生活條件、營養要求都不高，只要有空氣、Sunny、水分和少量無機鹽類，便能大量的成片生長；此外，在菌體外面還包有膠質層可以保持水分，忍耐乾燥的能力極強，甚至儲存了87年的葛仙米(又名地木耳)幹標本，移植於適宜的培養基中仍然繼續生長。上述生理特性，可能是藍細菌廣泛分佈的主要原因。

藍細菌沒有有性生殖，以裂殖為主，極少數種類有孢子。

現知藍細菌中有20多種具有固氮作用，故在農業上，尤其在熱情，已成為保持土壤氮素營養水平的主要因子。在水稻田中培養藍細菌作為生物肥源，可以提高土壤肥力。近年報導，有的學者用藍細菌作為人食物或輔助營養物，均獲得理想的實驗結果；臨床上可用於治療肝硬化、貧血、白內障、青光眼、胰腺炎等疾病，對糖尿病、肝炎也有一定療效。另外，藍細菌可能還是第一個產氧的光合生物，是最先使空氣從無氧轉為有氧的原因；正是它本身的意義、實際作用以及結構上的特點，所以它是一類很有經濟效益和理論價值的微生物，引起了生物學家們的極大興趣，並進行了不少研究工作。

光合細菌的生物學特性

光合細菌廣泛分佈於自然界的土壤、水田、沼澤、湖泊、江海等處，主要分佈於水生環境中光線能透射到的缺氧區。光合細菌的適宜水溫為15—400C,最適水溫為28--------—360C。PSB菌體營養豐富，它的細胞幹物質中蛋白質含量高達到65%以上，其蛋白質氨基酸組成比較齊全，細胞中還含有多種維生素，尤其是B族維生素極為豐富，Vb2、葉酸、泛酸、生物素的含量也較高，同時還含有大量的類胡蘿蔔素、輔酶Q等生理活性物質。因此，光合細菌具有很高的營養價值，這正是它在水產養殖中作為培水餌料及作為飼料新增成分物質基礎。

光合細菌在有光照缺氧的環境中能進行光合作用，利用光能進行光合作用，利用光能同化二氧化碳，與綠色植物不同的是,它們的光合作用是不產氧的。光合細菌細胞內只有一個光系統，即PSI，光合作用的原始供氫體不是水，而是H2S（或一些有機物），這樣它進行光合作用的結果是產生了H2，分解有機物，同時還能固定空氣的分子氮生氨。光合細菌在自身的同化代謝過程中，又完成了產氫、固氮、分解有機物三個自然界物質迴圈中極為重要的化學過程。這些獨特的生理特性使它們在生態系統中的地位顯得極為重要。

在水產養殖中運用的光合細菌主要是光能異養型紅螺菌科(Rhodospirillaceae)中的一些品種，例如沼澤紅假單胞菌(Rhodopseudanonaspalustris)；

在自然界淡、海水中通常每毫升含有近百個PSB菌，光合細菌的菌體以有機酸、氨基酸、氨和醣類等有機物和硫化氫作為供氧體，透過光合磷酸化獲得能量，在水中光照條件下可直接利用降解有機質和硫化氧並使自身得以增殖，同進淨化了水體。