第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立
Chatton(1925年)把细胞中无由膜包围的细胞核的生物称为原核生物(prokaryote) 。代表性原核生物:支原体(mycoplasma)、细菌(bacterium)和蓝细菌(cyanobacterium)等。自从原核生物概念提出之后,H. Ris则把含有由核被膜包围的核的细胞称为真核细胞(eukaryote)。
二、原核细胞 (Prokaryotic cells)
1. 原核细胞最主要的特征是没有由膜包围的细胞核
支原体的遗传物质分布于整个细胞中;细菌的遗传物质则集中在一个无明确界限的低电子密度的拟核(nucleoid)区中。
原核细胞中的DNA为裸露的直径2.5nm的环状双螺旋分子(长约几十nm)。
原核细胞构成的生物称为原核生物,为单细胞生物.
2. 大多数原核细胞比较小、繁殖方式简单
大多数原核细胞比较小,平均只有1~10mm。枝原体、立克次体和鹦鹉热菌最小只有0.1~0.3µm。大的原核细胞如蓝细菌中的颤藻(Oscilatolia princeps),直径可达60µm。
有的物种,细胞分裂后可连成链或丝,也有的形成群体。它们的繁殖方式一般为二分裂,也有的产生孢子,少数行出芽生殖。
3. 原核细胞的形态和结构比较简单
质膜内为细胞质和拟核,多数在质膜外还有一层硬的细胞壁。
支原体(mycoplasma)的质膜外面没有细胞壁,为原生质体(protoplast)。如人体中的类胸膜炎球菌(pleuropneumonia-like organism)和植物细胞中的螺原体(spiroplasma, citrii)。
质膜是细胞进行生命活动的一种基本结构,质膜遭到破坏后任何细胞都不能存活。
原核细胞的质膜具有单位膜的典型特征,厚约10nm。某些原核生物的质膜在有的部位发生内褶,形成间体(mesosome) (与细胞呼吸和分裂有关)。
大多数原核生物没有恒定的内膜系统,没有分区化(原核细胞区别于真核细胞的重要特征之一)。
原核生物的核糖体较小(70S),直径约15~20nm,其所含的RNA和蛋白质亦不同于真核细胞。
有些细菌表面有荚膜、类似荚膜物质或其他表面物质等;有些还带有鞭毛。
原核细胞的显著特征
1. 原核细胞最主要的特征是没有由膜包围的细胞核
2. 大多数原核细胞比较小、繁殖方式简单
3. 原核细胞的形态和结构比较简单
三、真核细胞 (eukaryotic cells)
真核细胞最主要的特点是,细胞内由膜间隔成了许多功能区。
最明显的是含有由膜围成的细胞核和细胞器(线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等)。其中,核膜、内质网、高尔基体在结构上形成了一个连续的体系,称为内膜系统。质膜、溶酶体和分泌泡均可看作是内膜系统的产物。内膜系统将细胞质分隔成了一些区间,即所谓的分区化 (compartmentalization)。分区化是细胞进化高等的特征,它使细胞的代谢活动的效率比原核细胞大为提高。
线粒体和叶绿体则承担了一些特殊功能:氧化磷酸化作用主要集中在线粒体中进行;植物细胞的光合作用则集中在叶绿体中进行。
真核细胞的主要结构有如下几种:
1. 质膜 (plasma membrane):
细胞表面的一层单位膜,特称为质膜
2. 细胞核(nucleus)核表面是由双层膜构成的核被膜(nuclear envelope),核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色质(chromatin)。分裂期染色质凝缩成短棒状,称为染色体(chromosome) 。
3. 细胞质(cytoplasm)
存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质,各种细胞器与细胞骨架均存在于细胞质中。
除膜围细胞器和细胞骨架外,细胞质的其余部分称为细胞质溶质(cytosol)或胞质溶胶(过去曾称为细胞质基质,cytoplasmic matrix)。
四、植物细胞与动物细胞