藍藻
富栄養湖沼において(特に夏期)、藍藻はときに大増殖してアオコ(青粉)とよばれる現象を引き起こす(下図24a; 上記参照)。アオコは様々な形で人間生活に害を与えることがある。アオコは水面に形成されるため湖沼を遮光し、水草や他の植物プランクトンの生育を妨げる。また大量に発生したアオコの夜間における呼吸、およびアオコが死んだ際の分解によって酸素が消費され、湖沼が酸欠状態になり、水生生物が死ぬことがある。一部のアオコは2-メチルイソボルネオール(下図24b)やゲオスミンなどのカビ臭物質を産生し、問題となることがある。さらにアオコを形成する藍藻の中には、下記のような藍藻毒を産生するものもいる。
藍藻の中には毒(藍藻毒、シアノトキシン cyanotoxin)を生成するものがおり、家畜やヒトに被害が生じることもある。
ただし光合成に機能するフィコビリソームを窒素貯蔵体としていることもある(窒素欠乏下ではフィコビリソームが分解され、これに由来する窒素を利用する)。細胞内には、油滴やポリリン酸体(polyphosphate body; リン貯蔵体として機能; 上図9c, 下図10c)などもふつうみられる。またβ-ヒドロキシブチレート重合体(バイオプラスチックの一種) や炭酸カルシウム(下図10c)を細胞内に貯めるものも知られている。
プランクトン性藍藻の中には、ガス胞 (gas vesicle) をもつものがいる。ガス胞は細長い小胞であり、多数のガス胞が平行に密集して"エアロトープ" (aerotope, gas vacuole) を形成している。ガス胞の膜は脂質ではなく、タンパク質からなる。この膜は水を透過しないため、ガス胞は空気で満たされ比重が軽くなり、細胞は浮くことができる。つまりガス胞は細胞中の気泡のようなものであり、水と屈折率が異なるため光学顕微鏡下では目立つ(上図10b, 下図12)。光合成産物の増加やイオン取り込みによって細胞内の膨圧が高くなるとガス胞はつぶれて細胞は沈降し、そこで光合成産物の消費やイオン排出によって膨圧が低下すると再びガス胞が膨らんで細胞は浮上する。ガス胞は藍藻に特有の構造ではなく、他のプランクトン性原核生物に見られることもある。
この場合、基部の異質細胞で窒素固定、頂端部でリン吸収を行う (つまり細胞間で形態分化とともに機能分化を示す)。トリコームは無分枝 (unbranching) であるものが多いが(上図5a, c, d)、一部は偽分枝または真分枝をする。偽分枝 (false branching) とは、トリコームの途中が分断し (ふつう細胞死による)、その一端または両端が細胞列から外れて伸長することによって形成された分枝様の構造のことである(上図5e, 図7右)。一方、真分枝 (true branching) とは、トリコームを構成する細胞が2方向以上で分裂することによって形成された分枝である(上図5b, f, g, 図7左)。分枝する種の中には、匍匐糸と直立糸の分化などの異糸性 (heterotrichous) を示すものもいる(例: Fischerella)。糸状性の藍藻は、しばしば(全てではない)細胞分化(先端の細胞、異糸性、異質細胞やアキネートなど)や細胞死を伴う形態形成(偽分枝、連鎖体形成など)、細胞間の連絡(ペリプラズムの共有やセプトソーム)を示し、原核生物ではあるものの真の多細胞体ともいえる体をもつ場合がある。
中心質にはふつうDNAが存在するため(下図9a)、この領域は核質 (nucleoplasm) ともよばれる(ただし藍藻の中には、DNAが細胞周縁部に存在する例もある)。
細胞内にはカルボキシソーム (carboxysome, polyhedral body) とよばれる直径200–700 nm ほどのタンパク質顆粒が存在する(上図9b, c)。カルボキシソームは主にルビスコや炭酸脱水酵素からなり、殻タンパク質で包まれている。カルボキシソームは、おそらく効率的な二酸化炭素濃縮機構に関わっており(重炭酸イオンから二酸化炭素を生成)、このため藍藻はほとんど光呼吸を示さない。ただし、おそらく特異なグリコール酸代謝経路をもつ。カルボキシソームは、炭素固定を行う他の細菌(光合成細菌や化学合成細菌)に見られることもある。
ふつう貯蔵多糖としてグリコーゲンが存在するが、α-1,6結合の分枝が少ないセミアミロペクチンやアミロースをもつものもいる。このような藍藻が貯蔵するα-グルカンは、藍藻デンプン (cyanophycean starch) ともよばれる。多くの藍藻は、アルギニンとアスパラギン酸からなる非リボソームペプチドであるシアノフィシン(下図10a)の顆粒(藍藻顆粒 cyanophycin granule)をもち、おそらく窒素貯蔵体としている(下図10b)。