细胞是构成生物体的基本结构和功能单位

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1、1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。细胞按其形态结构的不同，可分为两类:原核细胞(prokaryocyticcell)和真核细胞(eukaryoticcell)。　　原核细胞是形态上比较简单，在进化上还没有发展出核膜的一类细胞。例如细菌、蓝藻等。它们的染色体单由DNA所组成。　　真核细胞是指形态结构比较复杂，已具有完整的核膜和一系列细胞器的一类细胞。除病毒、噬菌体和原核生物外，其余的都由真核细胞所组成。　　原核细胞与真核细胞分别代表了细胞进化的不同阶段(见表3-1)

2、。原核细胞比较原始，它只可能起源于更原始的生命体——前细胞或非细胞形态的生命。有人认为，病毒可看作是前细胞生命的一个代表。病毒的构造比原核生物的细菌更简单，它内部是核酸(DNA或RNA)，外面包着一层蛋白质。不过，对病毒究竟是原始类型还是次生类型，仍有争议。　　关于细胞的起源问题，早在19世纪，海克尔就曾根据当时对细胞和前细胞生物的粗浅认识，预言了细胞来源于比它更简单的前细胞生物。以后，由于受到各种条件的限制，人们对细胞起源问题的研究进展不快。直到本世纪50年代末，随着细胞学及其相邻学科的发展，以及电子显微镜

3、等技术的应用，不仅发现了细胞的膜相结构，而且还展示了一些类细胞的结构图案，才使细胞起源的研究有些新的突破。例如福克斯的“微球体”具有双层膜的外壳，类似细胞的结构。为此，福克斯等人用实验方法对微球体双层膜作了进一步的研究。他们发现这种膜具有一定的“生理功能”。如双层膜能通过形成“芽体”进行繁殖；双层膜还能在很原始的光合条件下，用磷酸盐和太阳光合成ATP等。当然福克斯的微球体，虽然在外表上似乎很像细胞，但是实际上还远远不到生命的水平。福克斯等启发了人们对膜相结构在细胞起源中的重要作用的认识，为细胞起源的研究开辟了

4、新的途径。2这一阶段的主要标志是原始细胞膜的形成。　　如第二章所述，原始生命体具有一个原始界膜，它能自成体系地生活于海水中。但这种界膜是极其简单的，它的物质交换机制主要是依靠渗透作用。因此，原始界膜的选择性和稳定性较差，这是原始生命生存与发展的主要障碍。因此，由原始界膜向细胞膜的过渡，是原始生命发展的首要环节。　　细胞膜是具有选择通透功能的薄膜。它是一种嵌有蛋白质的类脂双层膜结构。其中蛋白质具有许多生物学功能，例如转运膜内外物质、转换能量等；而类脂双层又具有亲水和疏水两种特性，其亲水端朝向两表面，疏水端则朝向

5、中央。这种结构特点使类脂双层既有利于水中生活，又具有很低的通透性，因而是一种很好的区域化隔膜。细胞膜结构不仅是镶嵌的，而且还是流动的。这是由于类脂双层分子的不饱和性、酶的活动和环境（温度等）的影响，而使它处于一定的流动状态。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。　　在膜的研究上，现阶段有几种模型。如1972年由辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌结构模型。这个模型被较多的学者所接受。此外，1975年沃利奇提出了晶体镶嵌膜的模型。有人认为，这个模型比上述的更前进了一步。　　原始细胞膜的形成

6、标志着原始细胞的诞生。随着第一个细胞的出现，整个有机界的基础便产生了。在原始的细胞膜内，遗传系统逐渐完善，较多种类的酶也产生出来，并逐渐提高代谢作用的效率。这一切，推动了细胞内物质的进一步分化，从而向更高的细胞形态发展。3这阶段的主要标志是细胞质分化，原始染色质体(Primitivechromosome)形成。　　原始细胞体内没有任何组织上的分化。细胞质内所含的核酸、蛋白质和一些简单的酶系等都相互混杂在一起。细胞内酶系的混杂使细胞体的调控机制很不完善。这就促使了原始细胞的进一步分化。　　在这一过程中，细胞质内

7、不同的酶系逐渐集中于一定的区域内，使细胞的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。这些染色质体也相对集中于细胞中央区，并进一步形成细胞的控制中心——核区。细胞控制中心的出现，意味着细胞控制能力即有序化和组织化程度的进一步提高。　　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。有人认为前原核细胞和原核细胞在进化上同处于一个发展阶段。原核细胞仍然保留了结构简单和体积微小的特点，但是它已能同时利用无机盐如硝酸盐、硫酸

8、盐等，这样就可以比单纯通过无氧发酵取得更多的能量。4这阶段的主要标志是原始细胞器的形成。　　起初前原核生物是在厌氧、异养的条件下生活。经过若干亿年后，它们消耗了原始海洋中大部分的有机物。因此单靠无氧和异养的方式，已经难以维持其生活了，好氧细胞正是在这种情况下逐渐分化出来的。在这一分化过程中，细胞色素c（卟啉）的产生起着极其重要的作用。我们知道，细胞色素c可以利用日光进行光合作用产生大量的分子氧。在原