真核与原核区别

1、原核生物与真核生物的区别一、 概念1、真核即真核生物是所有单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生物的总称，它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜包裹着的复杂亚细胞结构的生物。真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核，因此以真核来命名这一类细胞。许多真核细胞中还含有其它细胞器，如线粒体、叶绿体、高尔基体等。由于具有细胞核，因此真核细胞的细胞分裂过程与没有细胞核的原核生物也大不相同。真核生物在进化上是单源性的，都属于三域系统中的真核生物域，另外两个域为同属于原核生物的细菌和古菌。但由于真核生物与古菌在一些生化性质和基因相关性上具有一定相似性，因此有时也将这两者共同归于Neomura

2、演化支。科学家认为，从基因证据来看，真核生物是细菌与古菌的基因融合体，它是某种古菌与细菌共生，异种结合的产物。1最原始的真核生物的直接祖先很可能是一种异常巨大的原核生物，体内具有由质膜内褶而成的象内质网那样的内膜系统和原始的微纤维系统，能够作变形运动和吞噬。以后内膜系统的一部分包围了染色质，于是就形成了最原始的细胞核。内膜系统的其他部分则分别发展为高尔基体、溶酶体等细胞器。按照美国学者L.马古利斯等重新提出的“内共生说”（见细胞起源），线粒体起源于胞内共生的能进行氧化磷酸化的真细菌，而叶绿体则起源于胞内共生的能进行光合作用的蓝细菌。美国学者R.W.惠特克1969年把真核生物分为 5界即：原核生

3、物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。原生生物界包括原生动物、单细胞藻类和单细胞真菌。真菌界营腐生或寄生生活，多数种类细胞有几丁质的壁，菌体多由菌丝组成。植物界有叶绿体，能进行光合作用，细胞有纤维素的壁。动物界营摄食或捕食生活，多数种类能运动，细胞无壁，有复杂的胚胎发育过程。这种分法现在已经得到了较普遍的承认。2、原核，完全成熟并且精子已进入卵子后的配子。原核也指原核细胞（如细菌）的核质体。结合上一段，可见：人类和其他哺乳动物是真核生物，但生殖细胞却都是原核细胞，因此可断定人类和其他哺乳动物都是细菌的后代。细菌是最原始的细胞。与真核生物的种类相比，已发现的原核生物种类虽不甚多，但其生态分布

4、却极其广泛，生理性能也极其庞杂。有的种类能在饱和的盐溶液中生活；有的却能在蒸馏水中生存；有的能在0下繁殖;有的却以70为最适温度；有的是完全的无机化能营养菌，以二氧化碳为唯一碳源；有的却只能在活细胞内生存。在进行光合作用的原核生物中，有的放氧，有的不放氧；有的能在pH为10以上的环境中生存，有的只能在pH为1左右的环境中生活；有的只能在充足供应氧气的环境中生存，而另外一些细菌却对氧的毒害作用极其敏感。有的可利用无机态氮，有的却需要有机氮才能生长；还有的能利用分子态氮作为唯一的氮源等。原核生物：是没有成形的细胞核或线粒体的一类单细胞生物。70年代分子生物学的资料表明：产甲烷细菌、极端嗜盐细菌、极

5、端耐酸耐热的硫化叶菌和嗜热菌质体等的16S rRNA核苷酸序列，既不同于一般细菌，也不同于真核生物。此外，这些生物的细胞膜结构、细胞壁结构、辅酶、代谢途径、tRNA和rRNA的翻译机制均与一般细菌不同。因而有人主张将上述的生物划归原核生物和真核生物之外的“第三生物界”或古细菌界。3.细胞是生物体结构与功能的基本单位。根据其结构的不同, 细胞可分为真核细胞与原核细胞。它们二者之间有哪些异同点? 彼此之间的亲缘关系怎样?弄清这些问题对生物教学是非常有意义的。为此, 本文就这方面的问题作一些探讨。真核细胞与原核细胞的共同点表现在以下几个方面:( 1) 都具有起保护和调控物质出入细胞的细胞膜。( 2)

6、 都具有细胞质、核糖体, 虽然核糖体的大小不同, 但其组成与结构是一致的。( 3) 均含有DNA 作为遗传物质, 只是数量与结构不同( 原核细胞只有一个环状的DNA, 真核细胞有多条双螺旋DNA) 。( 4)具有相同的生命活动规律, 如具有相同的遗传密码系统, 遵循中心法则, RNA 聚合酶通用, tRNA 结构的一致性等。二者的区分是多方面的: ( 1) 从体积上来看, 原核细胞较小( 直径约110Lm) ; 真核细胞较大( 直径约10100Lm) 。( 2) 从核的结构来看, 原核细胞无成形的细胞核( 没有核膜和核仁) , 只有核区, 故称拟核; 而真核细胞有真正的细胞核( 核膜、核仁、核

7、质) 。( 3) 真核细胞中有多个DNA 分子, 且与RNA 和蛋白质等组成了染色质; 原核细胞内只有一个游离的环状DNA 分子, 没有形成染色质。( 4) 原核细胞只有较小的核糖体, 没有其它细胞器; 真核细胞不仅含有大而多的核糖体, 还含有许多其它的细胞器, 如线粒体、内质网、叶绿体、高尔基体、中心体等。( 5) 原核细胞仅有简单的内膜系统没有微梁系统; 而真核细胞含有复杂完善的内膜系统, 有起支持作用的微管、微丝。( 6) 二者细胞壁的组成和结构是不同的, 如原核细胞的壁中含有粘肽; 真核细胞没有该物质。( 7)原核细胞的鞭毛和纤毛的结构与真核细胞是不相同的。( 8) 原核细胞的转录和翻

8、译可在同一部位进行(如核区) ; 而真核细胞的转录和翻译分别是在细胞核和细胞质中进行的。( 9) 细胞分裂的方式不同, 原核细胞是进行无丝分裂产生新细胞; 而真核细胞除能进行无丝分裂之外, 主要是以有丝分裂产生新细胞。( 10) 在原核细胞中看不到原生质的环流现象; 而在真核细胞中只有在有丝分裂的分裂期, 环流现象才停止。原核细胞与真核细胞的亲缘关系:真核细胞的起源问题是一个尚无彻底解决的问题, 目前主要有三种假说。独立说认为原核细胞与真核细胞是各自独立形成的, 先是分别由有机分子形成原核样细胞和真核样细胞, 然后再分别进化为原核细胞和真核细胞。经典说( 渐进说) 认为真核细胞是由原核细胞通过

9、突变和自然选择逐渐进化而来的, 原核细胞质膜的内陷形成了真核细胞的内膜系统。三是内共生学说, 认为真核细胞的形成是通过原始真核细胞内共生了原核细胞后, 经过功能分化和基因重组而进化来的。以上三种假说实际上是要说明真核细胞与原核细胞的亲缘关系, 从以上二者存在的共同点来看, 显然两类细胞有着明显的亲缘关系, 所以独立说是站不住脚的。那么现在的问题是原核细胞是怎样进化为真核细胞的, 是经典说还是内共生说, 或是什么别的进化途径?按照经典说, 真核细胞的细胞器和细胞核的形成, 是原始的原核细胞通过质膜的内陷和一系列DNA 的复制, 形成了双层膜结构, 再经过结构的分化, 就形成了现在的真核细胞。这就

10、解释了具有双层膜结构的线粒体、叶绿体, 特别是细胞核的起源与进化。内共生说认为真核细胞内的细胞器不是由渐进的进化过程产生的, 而是突然由内共生的结果产生的, 如线粒体是由原始真核细胞内共生体细菌产生的, 叶绿体是由原始真核细胞内共生体蓝藻产生的。这一假说得到了形态学和生物化学上的证据, 而且自然界至今还相当普遍地存在着胞内共生现象, 所以虽然没有得到普遍的承认, 但越来越受到人们的重视。该假说的严重不足在于它不能解释原始真核细胞的细胞核是如何起源的。虽然关于原核细胞进化为真核细胞的问题还没有最后的定论, 不过笔者认为, 从现有的资料和证据来看, 真核细胞的细胞器的起源可能接近于内共生说, 而细

11、胞核的起源接近于经典说, 但这仍有待于科学实验的进一步验证。1、 原核生物包括古菌和细菌，与真核生物的区别主要差异有:（ 1 ）、原核生物的遗传物质主要是以双螺旋 DNA 构成的一条染色体 (chromosome) ，仅形成一个核区，没有核膜包围，无核仁，称为原核 (nucleoid) 或拟核，无组蛋白与之相结合。真核生物的遗传物质以双螺旋 DNA 构成一条或一条以上的多条染色体群，形成一个真核 (nucleolus) ，有一核膜包围，膜上有孔，有核仁，明显有别于周围的细胞质，并有组蛋白与之相结合。而且各种细胞器如线粒体、叶绿体携带有自己的 DNA ，可自主复制。（ 2 ）、原核生物细胞的细胞

12、质由细胞膜 (cell membrane) 包围，并有细胞膜大量褶皱内陷入细胞质中形成中间体或称为间体 (mesosome) 。不含其他分化明显的细胞器 (organelles) 。真核生物细胞同样由细胞膜包围，但不内陷，内含多种细胞器，如主要进行呼吸能量代谢的线粒体（ mitochondria ）和光合作用的叶绿体 (chloroplast) 等。各种细胞器有各自的膜包围，细胞器膜与细胞膜之间无直接关系。（ 3 ）、原核生物和真核生物细胞的蛋白质合成都是在核蛋白体上进行，但大小不同，原核生物的核蛋白体为 70S ，而真核生物的核蛋白体为 80S ，其细胞器的核蛋白体也为 70S 。而且它们各

13、自的亚单位构成也不一样，原核生物的核蛋白体是由 50S 和 30S 的两个亚单位构成，真核生物的核蛋白体是由 60S 和 40S 两个亚单位构成，各亚单位的构成上也有区别。2、古菌、细菌和真核生物三域 原核生物中，古菌和细菌在细胞形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传物质存在方式等方面相类似，因而同属原核生物。但在分子生物学水平上，古菌和细菌之间有明显差别，主要表现见表 1-1 。从这些差异可见，古菌确是不仅在细胞化学组成上更是在分子生物学水平上不同于同属于原核生物的细菌和真核生物的另一类特殊生物类群。 古菌 (archaea) 、细菌 (bacteria) 和真核生物 (eucaryoutes)

14、 三域 (urkingdoms) 的概念是沃斯 (Woese) 及其同事 1977 年根据对代表性细菌类群的 16S rRNA 碱基序列进行广泛比较后提出的，认为生物界的发育并不是一个由简单的原核生物发育到较完全、较复杂的真核生物的过程，而是明显存在着三个发育不同的基因系统，即古菌、细菌和真核生物。并认为这三个基因系统几乎是同时从某一起点各自发育而来，这一起点即是至今仍不明确的一个原始祖先。这一生物界三域观念已被广泛接受。表 1-1 古细菌、细菌和真核生物三域特性差异比较项目古菌细菌真核生物细胞大小通常 1m通常 1m通常 10m核膜遗传物质染色体条，环行染色体质粒条，环行染色体质粒通常条以上

15、线行染色体细胞器 DNA有丝分裂组蛋白？细胞壁无或蛋白质亚单位，假胞壁质，无胞壁酸G 或 G ，总是含有胞壁酸，枝原体属中无细胞壁动物无，或有纤维素，几丁质等，无胞壁酸细胞膜含异戊二烯醚，甾醇，有分支的直链含脂肪酸脂，甾醇稀少，无分支直链含脂肪酸脂，甾醇普遍，无分支直链含 DNA 的细胞器线粒体和叶绿体内质网和高尔基体胞饮和阿米巴运动核糖体大小70S70S80S( 细胞器中 70S)核糖体亚基30S ， 50S30S ， 50S40S ， 60SRNA聚合酶亚基数91241215tRNA 共同臂上的胸腺嘧啶无一般有一般有内含子仅发现于 tRNA 和 rRNA 基因延长因子能与白喉毒素反应不能与

16、白喉毒素反应能与白喉毒素反应蛋白质或启动氨基酸甲硫氨酸N- 甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸16(18)SrRNA 的位是否结合有 AUCACCUCC 片段有有无对氯霉素的敏感性不敏感敏感敏感对环己胺的敏感性敏感不敏感敏感对青霉素的敏感性不敏感除支原体外，敏感不敏感对茴香霉素的敏感性敏感不敏感敏感对 diptheria 毒素的敏感性敏感不敏感敏感对利福平霉素的敏感性不敏感敏感不敏感3、从DNA复制、RNA转录、蛋白质翻译3个方面，叙述真核生物和原核生物的异同。 一、真核生物和原核生物的不同点A、真核生物和原核生物复制的不同点： 1.真核生物DNA的合成只是在细胞周期的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长过

17、程中都可进行DNA合成 2.原核生物DNA的复制是单起点的，而真核生物染色体的复制则为多起点的。真核生物中前导链的合成并不像原核生物那样是连续的，而是以半连续的方式，由一个复制起点控制一个复制子的合成，最后由连接酶将其连接成一条完整的新链。 3.真核生物DNA的合成所需的RNA引物及后随链上合成的冈崎片段的长度比原核生物要短。 4.原核生物中有DNA聚合酶、三种聚合酶，并有DNA聚合酶同时控制两条链的合成。真核生物中有、五种聚合酶。聚合酶、是DNA 合成的主要酶，分别控制不连续的后随链以及前导链的生成。聚合酶可能与DNA修复有关，聚合酶则是线粒体中发现的唯一一种DNA聚合酶. 5.染色体端体的

18、复制不同。原核生物的染色体大多数为环状，而真核生物染色体为线状。末端有特殊DNA序列组成的结构成为端体。 B、真核生物和原核生物转录的不同点： 1.真核生物的转录在细胞核内进行，原核生物则在拟核区进行。 2.真核生物mRNA分子一般只编码一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含多个基因。 3.真核生物有三种不同的RNA聚合酶催化RNA合成，而在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA 的合成。4.真核生物的RNA聚合酶不能独立转录RNA，三种聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录，其RNA聚合酶对转录启动子的识别也比原核生物要复杂得多。原核生物的RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。 C、真核生物和原核生物翻译的不同点： 1.氨基酸的活化：原核起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，真核