第三章 细胞的起源
Ⅰ,细胞起源的概述细胞是构成生物体的基本结构和功能单位。各种生物(除 病毒 外)都是由细胞所组成的。
细胞按形态结构不同分为:
原核细胞和真核细胞
1,原核细胞,形态比较简单,在进化上没有核膜,他们的染色体单由 DNA组成。
2,真核细胞,是指形态结构比较复杂,
具有完整的核膜和细胞器的细胞。除病毒、
噬菌体、和原核生物外,都是由原核细胞组成。
原核细胞与真核细胞分别代表了细胞进化的不同阶段。原核细胞比较原始,它只可能起源于更原始前细胞或非细胞形态的生命。
19世纪末,海克尔预言细胞来源于比它更简单的前细胞生物。
到本世纪 50年代末,细胞起源的研究有了新的突破。
原核生物的细胞 真核生物的细胞细胞的大小代谢与光合作用运动的性能细胞壁细胞器遗传组织生殖细胞组织小,直径一般 1-10微米在无氧或有氧情况下不活动或进行借蛋白质鞭毛素形成的鞭毛活动由特征性的糖及肽组成没有膜包着细胞器
DNA存在于细胞质中二分裂的细胞分裂主要为单细胞的,
大,直径一般 10-100微米在有氧情况下进行经常活动,
具纤毛或借微细管组成的鞭毛活动由纤维素或几丁质组成,但在动物细胞中没有具线粒体及叶绿体(在真菌和动物细胞中无叶绿体)
DNA组成染色体并由核膜包着有丝分裂或减数分裂主要为具有细胞分化的多细胞的,
Ⅱ 细胞产生和发展的主要阶段一、原始生命到原始细胞的阶段主要标志:原始细胞膜的形成原始生命体具有一个原始界膜,但它是及其简单的,
因此,由原始界膜向细胞膜过渡,是原始生命发展的首要环节。
细胞膜 的组成:
磷脂双分子层(亲水端、疏水端)
蛋白质多糖这种结构使类脂区域化有利于水中生活,又具有很低的通透性。
细胞膜结构不仅是镶嵌的,还是流动 的。这是由于类脂双层的不饱和性、酶的活动和环境(温度)的影响。
因此细胞膜的结构特征,是有机体与环境进行物质和能量交换的可靠保证。
在膜结构的研究中,1972年由辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌结构模型被大多学者接受。
二、原始细胞到前原核细胞的阶段主要标志:细胞质分化,原始染色质体形成。
在这一过程中,不同的酶系统逐渐集中于一定的区域内,代谢系统趋向于有序化。随着 DNA
大分子的进化,原始的染色质体也逐渐形成了,
逐渐形成了核区。
这时期所形成的细胞的特点非常类似于原核细胞的前身,因此,被称为是,前原核细胞,
前细菌和前蓝藻是其中的两个代表 。
还有人认为前原核细胞与原核细胞在进化上同处于一个发展阶段 。
三、前原核细胞到真核细胞的阶段主要标志:原始细胞器的形成。
前原核细胞是在厌氧、异氧的条件下生活,
它们消耗了原始海洋中大部分的有机物。好氧细胞在这种情况下逐渐分化出来。细胞色素 C
可以进行光合作用产生大量的分子氧,这样给好氧细胞提供了有氧环境。
但是,初期的好氧细胞并没有任何细胞器。
在好氧细胞个体体积不断增长的过程中,为了保持体内环境的稳定,而且能抵抗外环境的不利因素,这就促使细胞内各功能性区域形成细胞器。
真核细胞起源途径的探讨内共生说,(马古利斯)
大约在十几亿年前.一些大型的具有吞噬能力的细胞,先后吞并了几种原核细胞(细菌和蓝藻)由于后者没有被吞噬细胞所分解消化.反而从寄生过渡到共生,并成为宿主绷胞的细胞器。如好氧细菌成为线粒体.蓝藻成为叶绿体.
内共生学说的证据:
1、在形态结构上,线粒体、叶绿体在很多方面类似于细菌和蓝藻。
(大小、核糖体、内膜、色素,DNA)
2,在生理功能上,线粒体、叶绿体都具有半自主性。(有独立的 DNA和蛋白质合成装置)
3、叶绿体、线粒体和原核生物在功能上也有许多相似之处。(他们的核糖体对某些抗菌素有相似的反应)
4、在真核细胞中,同时存在线粒体、叶绿体、细胞质三组不同的 tRNA,还有三组不同的氨基酸 tRNA
合成酶。
在内共生学说中,细胞核的来历是主要的难点。
细胞起源的 经典学说,(尤泽尔)
认为真核细胞是从一种原核细胞通过自然选择和突变,逐渐地进化而来的。
经典学说在双层膜的结构上有一定的合理性。
但其主要的缺陷是证据不足,同时对内共生的事实根据又无法予以否定。
真核细胞起源的意义真核细胞细胞的出现是生物进化史上的一个重大事件;
1、奠定了有性生殖的基础:(有丝分裂)
2、推动了动、植物的分化;
3、促进了三级生态系统的形成。
(动物、植物、菌类)