铁作为地壳中第四大元素,对于地球上任何生命体都是至关重要的。铁的生物学重要性在于它作为辅因子,以不同的形式参与生命活动中各种各样的生化过程。铁对于光合生物是十分重要的,是构成参与光合作用的光合复合物的重要元素。当光合生物处在快速生长、高效光合作用状态下,需要大量的铁来用于光合复合体的合成、周转、修复以及电子传递等,以保证光合作用正常运行。所以,在快速生长且高光效时,缺铁是极其不利的,甚至引起死亡。但是,当光合生物处于生长缓慢且低光合效率时,过多的铁积累反而会引发铁中毒现象。主要是因为过多的铁会引发芬顿反应,产生活性氧分子,威胁细胞的生存。大量的文献表明,用低浓度的NaHSO₃处理藻细胞时,能够有效的增加光合作用效率。而用中高浓度NaHSO₃处理藻细胞时,会明显地降低光合作用效率。那么在这一环境条件下,铁含量的变化在其中发挥怎样的作用呢,到目前而言还是未知的。本论文以模式生物集胞藻6803作为研究对象,在NaHSO₃存在条件下,通过缺铁突变株来了解细胞内缺铁对于蓝藻生长和光合作用的影响,并进一步揭示了在NaHSO₃这种还原性硫的条件下,铁含量变化对于集胞藻6803生长和光合作用利弊的作用机理。主要研究结果简述如下:（1）在NaHSO₃存在条件下,以缺铁突变株为研究材料。我们通过氧电极对整体光合作用效率进行检测,发现在富铁条件下,集胞藻6803的光合放氧能力明显降低,这也意味着集胞藻6803光合作用能力降低。通过蛋白免疫印迹检测分析了参与光合作用的各类光合复合物主要亚基的积累量。我们发现,除Psb O亚基存在明显差异外,其它亚基没有明显差异。也就是说,在NaHSO₃存在条件下,铁的变化所影响的靶点位于PSⅡ,并且可能专一性的影响Psb O亚基,或者Psb O亚基所在的放氧复合体（OEC）。通过利用氧电极和叶绿素荧光仪对生理功能活性进行检测,我们发现,富铁在一定程度上抑制了光合作用电子的产生,降低了PSⅡ的光合活性。这也进一步暗示着,可能是铁参与的化学反应起着关键性的作用。并且该化学反应能够产生有害物质,影响集胞藻6803的生长和光合作用。（2）经过查找大量文献,我们最终确定,Fe2+参与的芬顿反应起着关键性的作用。基于芬顿反应,我们分别检测了集胞藻6803细胞中芬顿反应的底物和产物的含量变化。进一步明确了,缺铁是有利于蓝藻生长的主要原因。缺铁减缓了芬顿反应的发生,进而减少了羟自由基的产生。最终减弱了羟自由基对放氧复合体的损伤,稳定了放氧复合体对于水的裂解能力;改善了PSⅡ的光合活性,进而有利于蓝藻的生长和光合作用。（3）通过检测生长曲线来认识了解集胞藻6803的生长状况。我们发现在NaHSO₃存在条件下,集胞藻6803呈现出生长缓慢,叶绿素含量降低的现象。同时,我们也发现缺铁条件下的集胞藻6803生长状况,明显好于正常铁条件下的集胞藻6803生长状况。综上所述,在NaHSO₃这种还原性硫的环境下,进一步认识了解到富铁在这一环境下似乎是不利的。大量的可利用铁会通过芬顿反应产生大量的羟自由基,加重NaHSO₃的毒性,进而会损伤蓝藻的光合作用。然而,氧气的出现,除了产生有毒性的活性氧分子外,在一定程度上也降低了海洋中还原性铁的含量。氧气与还原性铁的反应,在消耗两者的同时,也在一定程度上减缓了芬顿反应的发生,减少了活性氧分子的产生,在一定程度上限制了亚硫酸氢盐对PSⅡ的毒性作用。如若氧气没有与还原性铁反应,那么蓝藻的光合作用可能会受到更大的毒害,甚至会导致蓝藻的死亡,进而影响地球物种的进化。这些结果将进一步丰富人们有关可利用铁的减少对于蓝藻影响的认识,也为理解早期蓝藻进行有效光合作用的抗氧化机制提供重要的理论参考。