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第6节 原核细胞内无成形的细胞核
第二章 细胞的结构
动物细胞模式图
大肠杆菌模式图
细胞壁
纤毛
鞭毛
核糖体
细胞核
拟核
细胞膜
细胞质
与真核细胞相比，原核细胞个体微小、结构简单。原核生物由单个原核细胞构成。细菌和蓝细菌属于原核生物。在生命的进化历程中，真核生物与原核生物哪个先出现？真核生物是否起源于原核生物？
课程导入
地球上最早出现的生物是原核生物还是真核生物？
美国科学家琳恩·马古里斯（Lynn Margulis， 1938-2011）提出的内共生学说，是关于早期生命演化中细胞如何从简单到复杂的学说。
那么，什么是内共生学说？
“当我还是个本科生的时候，有两个理论经常被拿出来做反例，以显示科学上的假说可以牵强到何种地步——一个是大陆漂移学说，还有一个就是内共生学说。”一位植物学家回忆说。然而在今天，这两个学说早已被科学界所接受，内共生学说更被看作是对达尔文进化论的重要补充。
美国科学家琳恩·马古利斯倡导的内共生学说，是关于早期生命演化中细胞如何从简单到复杂的学说。马古利斯认为，真核细胞中线粒体、叶绿体等结构起源于早期的原核生物，某些细菌被原始的真核生物吞噬后，经过长期共生成为线粒体；而蓝细菌被吞噬后逐渐演化为叶绿体。越来越多的证据表明内共生学说是正确的，例如，线粒体和叶绿体内的结构更接近原核生物而不是真核生物等。
共生现象在自然界是普遍存在的，如双小核草履虫（Paramecium aurelia）内的某种结构实际上是一种细菌，一些海洋动物如造礁珊瑚与能进行光合作用的虫黄藻（Symbi-odinium）共生。
浅海的造礁珊瑚
与造礁珊瑚共生的虫黄藻
一、地球上最早出现的是原核细胞
在地球的生命进化历程中，原核细胞远比真核细胞出现得早。35亿年前的地层中，就发现了早期蓝细菌的化石。通过对地质岩石分析，可靠的、大量的真核生物化石于10亿～8亿年前才出现。因此，在整个生命进化史前3/4的时间里，原核生物是地球上唯一或主要的成员。
1. 原核生物的出现怎么改变了地球环境？环境的改变会导致什么类型的生物出现？
早期地球没有臭氧层，紫外线很强，大气中CO2含量很高，导致地表温度比现在高得多。诸多因素导致早期地球环境并不适合生命生存。地球大气环境的改变，离不开一种结构简单的原核生物——蓝细菌，旧称蓝藻。蓝细菌出现在35亿多年前，是最早出现的能进行光合作用的生物。
（1）蓝细菌光合作用释放的氧气逐渐在大气圈积累，为真核生物的起源创造了条件，同时促进了臭氧层的形成，阻挡了大量对生物有害的紫外线；
（2）蓝细菌的光合作用促使大气圈中CO2含量下降，将碳元素转移至岩石圈中形成碳酸盐；
（3）CO2含量的下降逐渐降低了地球表面的平均温度，为陆生生物的出现创造了条件。
（4）随着真核生物的繁盛、演化，蓝细菌逐渐衰落，真核生物逐渐占据了生态系统
没有核膜包被的细胞核，是原核细胞区别于真核细胞最显著的特征。原核细胞的DNA较小，位于拟核 或称拟核区，且不以染色质或染色体的形式存在。
二、原核细胞没有核膜包被的细胞核
原核细胞
代表生物：
①细菌
杆菌
球菌
螺旋菌
弧菌
特例：乳酸(杆)菌 醋酸(杆)菌
生活方式与代谢类型：
大多数细菌种类是营腐生或寄生生活的异养生物。
原核生物唯一的细胞器
蓝细菌
细胞壁：主要由肽聚糖构成
细胞质膜
细胞质
细胞质基质：有光合片层，含叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用
核糖体
拟核：含裸露的环状DNA，无染色体
水华
原核细胞的结构虽然简单，但可以完成复杂的生命活动。例如，某些原核细胞可以进行需氧呼吸，与需氧呼吸相关的酶分布于细胞膜和细胞质基质；蓝细菌等原核生物的细胞质含有附着光合色素的光合膜，可以进行光合作用。
蓝球藻
颤藻
念珠藻
发菜
色球蓝细菌
颤蓝细菌
念珠蓝细菌
蓝细菌
淡水富营养化→蓝细菌爆发→水华现象
海水富营养化→浮游生物爆发→赤潮现象
太湖蓝细菌爆发
①引起水质恶化，耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。
②蓝藻中有些种类（如微囊藻）还会产生微囊藻毒素，微囊藻毒素除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因。
蓝细菌爆发的危害
二、原核细胞没有核膜包被的细胞核
（一）原核生物
2. 大肠杆菌
1. 蓝细菌
细胞壁
细胞膜
细胞质
DNA
核糖体
菌毛
荚膜
细胞壁
细胞膜
细胞质基质
拟核（环状DNA）
鞭毛
核糖体
4. 支原体
3. 放线菌
气生菌丝
孢子
孢子丝
培养基
基内菌丝
三层细胞膜
可溶性蛋白
DNA
核糖体
可溶性RNA
细胞质
大肠杆菌
肺炎链球菌
霍乱弧菌
红螺菌
乳酸（杆）菌
原核细胞
其他原核生物种类
放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体
①放线菌中种类最多的是链霉菌
②支原体是目前发现的最小的最简单的原核生物。没有细胞壁。
支原体模式图
科学家根据是否具有成形的细胞核（有无核膜包被的细胞核），把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。
原核生物
真核生物
细菌：球、杆、螺旋、弧
蓝细菌：色球蓝细菌、念珠蓝细菌、颤蓝细菌、发菜
其他：放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体
草履虫、变形虫
真菌：如酵母菌、霉菌、蘑菇等
动物、植物
原核生物和真核生物的类型：
（二）原核细胞的特点
1. 原核细胞结构简单，由外向内分别由细胞壁、细胞膜和细胞质构成。
2. 原核细胞的细胞壁成分与植物细胞壁不同，对细胞有保护和维持形态的作用。
3. 细胞壁的外面有时还有一层荚膜，主要由多糖组成，具有保护、黏附等多种功能。
4. 有些细菌还有鞭毛，使其能够运动。
5. 原核细胞只有核糖体这一类细胞器。
（三）原核细胞与真核细胞的比较
原核细胞
（细菌）
真核细胞
细胞膜
核糖体
细胞壁（肽聚糖）
拟核（大型DNA）
细胞壁（纤维素、果胶）(植物)
线粒体、内质网等
多种细胞器
细胞核（有核膜包被
内有染色体）
质粒（小型DNA）
其它
通过原核细胞与真核细胞结构的区别，思考
1. 为什么即使没有叶绿体，蓝细菌也可进行光合作用？
2. 没有线粒体也可在有氧环境中呼吸？
①蓝细菌细胞的细胞质含有附着光合色素的光合膜，可进行光合作用。
②原核细胞具有与需氧呼吸相关的酶分布于细胞膜和细胞质基质。
光合膜
透射电镜下的蓝细菌
“藻”
带“藻”字的不一定为真核生物。
褐藻（海带）
真核生物
绿藻（衣藻、小球藻、水绵、团藻）
红藻（紫菜）
“菌”
带“菌”字的不一定是原核生物
酵母菌
霉菌
食用菌
真核生物
比较项目 原核细胞 真核细胞
本质区别 有无核膜包被的细胞核
不同点 大小 较小（一般为1～10μm） 较大（一般为20～30μm）
细胞壁 有(支原体除外) 植物细胞和真菌细胞有，动物细胞无
细胞器 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体、线粒体等复杂的细胞器
细胞核 有拟核，无核膜，无染色体 有核膜，核内有染色体
生物类群 放线菌、蓝细菌、细菌、支原体、衣原体、立克次氏体 真菌、动物、植物
统一性 都有细胞质膜、细胞质、核糖体，都以DNA作为遗传物质
原核细胞和真核细胞的主要区别
巩固训练：请完成下面的概念图，并将下列生物或结构对应的序号填入概念图中。
①大肠杆菌
②发菜
③蓝细菌
④酵母菌
⑤霉菌
⑥HIV
⑦水绵
⑧SARS病原体
⑨细菌
⑩噬菌体
生物
真核生物
包括
实例
包括
实例
实例
包括
原核生物
病毒
④⑤⑦
⑥⑧⑩
①②③⑨
三、病毒——非细胞生物
烟草花叶病毒
头部
尾部
DNA
蛋白质
HIV
蛋白质
RNA
蛋白质
RNA
噬菌体
附着
注入
合成
组装
释放
噬菌体的繁殖过程：
生活方式：寄生于活细胞中（不能用培养基直接培养病毒）
由蛋白质外壳和遗传物质（DNA或RNA）组成
无细胞结构，体积非常小，结构简单
3. 生活方式：
4. 增殖方式：
1. 结构：
2. 物质组成：
寄生于细胞内生活，没有细胞器，没有代谢系统，不能生长，不能以分裂方式增殖。
利用宿主细胞内的物质合成新的核酸和蛋白质，在组装成新的子代病毒，释放到细胞外，感染其他细胞。
5. 病毒的分类
（1）按寄生的生物（寄主）的不同分类
动物病毒
植物病毒
细菌病毒（噬菌体）
（2）按所含核酸种类的不同
DNA病毒
RNA病毒
腺病毒
烟草花叶病毒
噬菌体
乙型肝炎病毒
人类免疫缺陷病毒
原核细胞和真核细胞的主要区别
非细胞结构的生物：病毒
三菌
细菌
放线菌
蓝细菌：旧称蓝藻
（大肠杆菌、硝化细菌、乳酸杆菌）
三体：
支原体、衣原体、立克次氏体
原生生物
单细胞原生植物：绿藻（衣藻、团藻、水绵）
单细胞原生动物：草履虫、变形虫
动物
植物
真菌：
酵母菌、霉菌（青霉菌）、食用菌（大型子实体真菌）
原核
真核
细胞结构生物
生物
（无细胞壁）
科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,将细胞分为两大类:
巩固练习
1. 蓝细菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物。蓝细菌与酵母菌的细胞最主要的区别是（ ）
A. 细胞体积微小
B. 没有成形的细胞核
C. 不形成染色体或染色质
D. 只有核糖体一种细胞器
B
2. 蓝细菌是地球上最早出现的一类能进行光合作用的生物。越来越多的证据表明，蓝细菌在长达10多亿年的时间里逐步改造大气成分，为真核生物的起源创造了条件。下列叙述错误的是（ ）
A. 在生命进化历程中原核细胞远比真核细胞出现得早
B. 地表温度的下降与蓝细菌光合作用吸收CO2无直接关系
C. 蓝细菌光合作用释放的氧气为真核生物的需氧呼吸创造条件
D. 蓝细菌虽然没有线粒体和叶绿体，但仍可以需氧呼吸和光合作用
B
3. 蓝细菌和小麦都可以进行光合作用，其细胞中都有的结构是（ ）
A. 核糖体
B. 核膜
C. 线粒体
D. 叶绿体
A
4. 美国研究人员发现了一种罕见细菌，这种细菌内有许多集光绿色体，每个集光绿色体中含有大量叶绿素。正是这些叶绿素使得细菌能够在菌苔上同其他生物争夺阳光，维持生存。这种细菌是人们迄今发现的第一种含有集光绿色体的喜氧微生物。下列有关该菌的叙述，正确的是( )
A．该菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和真正的细胞核
B．该菌是好氧细菌，其生命活动所需能量主要由线粒体提供
C．该菌的细胞质中有核糖体
D．该菌是光能自养型生物，其光合作用的场所是叶绿体
C
5. 对于原核细胞与真核细胞，下列说法正确的是( )
A．原核细胞没有核糖体，真核细胞有核糖体
B．原核细胞与真核细胞都有遗传物质DNA
C．原核细胞与真核细胞都有染色体
D．原核细胞与真核细胞都有细胞壁、细胞膜、细胞质
B
6. 图A为蓝细菌结构示意图，图B为水绵细胞的结构示意图。请据图分析回答下列问题：
(1)与水绵细胞相比，蓝细菌由于④___________上没有________，因而属于原核细胞；水绵细胞由于具有[　　]________，因而属于真核细胞。
(2)在蓝细菌和水绵细胞中，它们共有的结构有[　　]和[　　]________、[　]和
[ ]________、[　　]和[　　]________，这体现了不同类型细胞之间的__________。
拟核
核膜
⑧　
细胞核
①

细胞壁
②
⑩
细胞膜
⑤
⑥
核糖体
统一性
THANKS

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