定义:是原核细胞组成的生物,没有成形细胞核或线粒体的一类单细胞,包括蓝细菌、细菌、放线菌、螺旋体、支原体等。
结构:拥有细胞的基本构造并含有细胞质、细胞壁、细胞膜、以及鞭毛的细胞,细胞壁不包括所有的原核生物。
习性和特征:原核类生物极小,用肉眼看不到,须在显微镜下观察,多数原核生物为水生,它们能在水下进行有氧呼吸,是地球上最初产生的单细胞动物,最小的原核生物是支原体。
基因:分为编码区与非编码区。
原核生物
根据1969年,科学家依生物的细胞构造及其获得营养的方式所提出了五界系统—原核生物界(细菌与蓝绿藻),原生生物界(草履虫),菌物界(霉菌与蕈类),植物界(黑板树)和动物界(哺乳类动物).
原核生物是地球上最早,最原始的生物,距今约35亿至41忆年前就已存在.原核生物和其他生物最大的不同,在於它们的细胞除了细胞膜外,没有其他膜围住的构造,细胞内的遗传物质没有核膜包围,所以他们的遗传物质是散布在细胞质中.这一类的生物,包括细菌和蓝绿菌
原核生物的特徵
原核生物界没有真正的细胞核,细胞核内的遗传物质-DNA在原核细胞内以游离状态存在,没有额外的膜将它包围,所以我们说原核细胞具有一个类核区,而不是说具有细胞核.但其DNA分子和真核细胞一样,也叫做染色体;其他四界皆具有真核细胞,细胞内的遗传物质均有核膜包围,亦即含有真正的细胞核.平均而言,原核生物的DNA含量约为真核生物的千分之一左右.原核生物除了遗传物质没有核膜,细胞质中也缺乏一些膜状胞器,如高基氏体,粒线体,液胞,内质网,叶绿体,但仍具有核糖体.蓝绿菌虽然不具有叶绿体,但其叶绿素分散在细胞质中以行光合作用.
原核生物的大小
原核生物到底有多小呢 大部份的原核细胞直径大小约为0.2-5微米之间(例如,细菌大小约为2微米),而真核细胞则稍大,介於10-50微米范围〔例如,红血球约为7.5微米,上皮细胞约为30微米〕.
所以说原核生物平均细胞直径约为3微米,而一支百乐0.3mm原子笔钢珠的直径是0.3毫米也就是300微米,所以说在这颗钢珠上,平均可排上100个原核细胞喔!!
当我们把钢珠直径放大成跟国钦同学一样高时(170公分),原核细胞的直径长度约等於小拇指指甲的长度喔!
1公尺(m)=100公分(cm),1公分=10毫米(mm)=10000微米(μm)
原核生物的分布
原核生物对环境的适应力很强,所以在高温,低温,高盐,高酸,高碱,高压等环境中,都有它们的踪迹.例如:有人在邻近加州油田的太平洋底,发现在一股喷射出摄氏250度高温的涌泉中,生活著一种以前无人知晓的细菌,那里的压力高达265个大气压.此外,人们还在南北极,冰川,盐湖,碱湖,酸矿水,酸性热泉等地发现了原核生物.在某些特殊的环境如油田,沙漠的乾旱地带也有原核生物生长著.所以说原核生物世界应该是地球带上分布最广的「超级大国」了.
原核生物也会经常飘游四方.它们借著尘埃或液体飞沫,在风力的帮助下,可以漫游3000公里之远,飞达两万公尺的高空.因此,空气中也存在著许多原核生物.原核生物在空气中的活动有一定的规律,在尘埃越多的地方,微生物就越多.低空比高空多;晴天比雨后多;夏季比冬季多.
原核细胞与真核细胞的前世今生
真核生物是含有细胞核核膜的生物,包含了动物,植物,真菌和原生生物,是从原核生物演化而来的.关於真核生物的起源,众说纷纭,某些科学家提出"内共生假说":
真核细胞的直接祖先很可能是一种巨大的具有吞噬能力的原核生物,它们靠吞噬醣类并将其分解来获得其生命活动所需的能量.当时的生态系统中存在著另一种需氧的细菌,它们能够更好地利用醣类,将其分解得更加彻底以产生更多的能量.
在生命演化过程中,这种原核生物将这种细菌作为食物吞噬进体内,但是却没有将其消化分解掉,而是与之建立起了一种互惠的共生关系:此原核细胞为细胞内的细菌提供保护和较好的生存环境,并供给细菌未完全分解的醣类,而细菌由於可以轻易地得到这些营养物质,从而产生更多的能量,并可以供给宿主利用;因此,这种细胞内共生关系对双方都有益处,因此双方在进化中就建立起了一种逐步固定的关系.
在原核细胞内共生的细菌由於所处的环境与其独立生存时不同,因此很多原来的结构和功能变得不再必要而逐渐退化消失殆尽;结果,细胞内共生的细菌越来越特化,最终演化为原核细胞内专门进行能量代谢的细胞器官——粒线体.同时,一方面原来的原核细胞的能量代谢越来越依赖於内共生的细菌的存在,另一方面为了避免自身的一些细胞内结构,尤其是遗传物质被侵入的细菌"吃掉",它们也产生了一系列因应变化.首先是细胞膜大量内陷形成了原始的内质网膜系统,限制了线粒体前身-"细菌"的活动;而后,原始的内质网膜系统中的一部分进一步转化,将细胞的遗传物质包在一起形成了细胞核,这一部分内质网就转化成了核膜.从此,一种更加进步的生命型式诞生了,这就是真核细胞,也就是最初的真核原生生物.
就在原始的真核细胞透过线粒体内共生的方式从原核生物中起源的同时,一部分这样的原核生物在吞噬粒线体前身-"细菌"的同时,还吞噬了某种原始的蓝绿菌.这些蓝绿菌也透过类似的内共生过程成为这些原核生物细胞内的一种细胞器,行使光合作用.这样,吞噬了原始蓝细菌的原核生物最终进化成最初的真核原生植物,而内共生的蓝绿菌则演变成叶绿体.
由原核细胞构成原核生物,如:蓝藻、细菌和放线菌;由真核细胞构成真核生物,如:真菌、植物和动物.
原核细胞与真核细胞的主要区别是有无成形的细胞核,也可以说是有无核膜,因为有核膜就有成形的
细胞核,无核膜就没有成形的细胞核.这里有几个问题应引起注意:
(1)病毒既不是原核生物也不是真核生物,因为病毒没有细胞结构.
(2)原生动物(如草履虫、变形虫等)是真核生物.
(3)不是所有的菌类都是原核生物,细菌(如硝化细菌、乳酸菌等)是原核生物,而真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇等)是真核生物
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