文档介绍：第4部分进化的历程(二)
细胞的起源与进化
细胞的分类
原始细胞的起源与进化
原核细胞的起源与进化
真核细胞的起源与进化
一、细胞的分类
细胞
原核细胞
真核细胞
结构比较简单,由细胞壁、细胞膜、细胞质和核区组成;核区只是一团核物质,外面没有界膜,不是一个成形的细胞核,但有一个称为染色体的环状DNA分子,它与RNA、酶等组成遗传信息的转录与翻译系统;细胞质中也没有细胞器。
比原核细胞大,结构复杂,由细胞膜(植物细胞还有细胞壁)、细胞质和完整的细胞核组成,核内有核仁、核液和染色体,有更完善的遗传信息的转录与翻译系统,细胞质中有各种细胞器。
细菌和蓝藻
除细菌和蓝藻之外的所有
单细胞和多细胞的动植物
进入细胞起源阶段的标志:
具有原始新陈代谢和自我繁殖能力的非细胞形态原始生命的诞生。
细胞起源过程:
原始生命原始细胞原核细胞真核细胞
进入细胞起源阶段的标志
原始细胞形成的重要标志:细胞膜的形成。
演化过程:当原始地球上出现非细胞形态的原始生命时,大气中是缺乏氧气的,因此非细胞形态的原始生命是在不需要氧、不能自己制造食物而靠外界来源的异养条件下生存的。在以后的长期演化过程中,原始生命的内部结构逐渐复杂起来,特别重要的是原始生命的界膜演化成了细胞膜,从而形成了原始细胞形态。
二、原始细胞的起源与进化
原始界膜:结构极其简单,物质交换机制主要是依靠渗透作用。选择性和稳定性很差。不利于原始生命的生存和发展。
细胞膜:是具有选择通透性功能的薄膜,一种嵌有蛋白质的类脂双层膜结构。其中蛋白质能转运膜内外物质、转换能量;而类脂双层具有亲水和疏水特性,亲水端向着两表面,疏水端向着中央,这种结构使类脂双层在水中生活能保持很低的通透性。另外细胞膜的结构不仅是镶嵌的,而且还是流动的。
这些结构特征,是有机体与环境进行物质和能量交换的可靠保证。
原始界膜和细胞膜的区别:
细胞膜的结构
流动镶嵌模型:辛格()和尼科尔森() 1972年提出。
内容:认为球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与脂双分子层相结合, 有的附在内外表面, 有的全部或部分嵌入膜中, 有的贯穿膜的全层, 这些大多是功能蛋白。
特点:①蛋白质不是伸展的片层,而是以折叠的球形镶嵌在脂双层中,蛋白质与膜脂的结合程度取决于膜蛋白中氨基酸的性质; ②膜具有一定的流动性,不再是封闭的片状结构,以适应细胞各种功能的需要。
该模型强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。膜蛋白有的镶在膜表面,有的嵌入或横跨磷脂双分子层。
标志: 细胞质的分化;原始染色质体的形成;集中于细胞中央形成核区。
经过几亿年,随着原始海洋中有机物大部分消耗掉,又由于太阳光中的紫外线使水分解而产生了氧,原始细胞形态的生命逐渐从厌氧状态演化成为好氧的细胞;
光合作用产生了氧气,使大气中氧气的浓度不断增加,使需氧的细胞利用氧气来进行呼吸、获得能量;
随着获得的能量的不断增加,细胞的演化进一步走向高级阶段,细胞的物质和结构进一步完善,再经过漫长的年代,渐渐发展成为原核细胞。
三、原核细胞的起源与进化
原核生物:由原核细胞构成的生物,称为原核生物(prokaryote),均为单细胞生物。它包括所有的细菌和蓝藻类。
根据外表特征,可把原核生物粗分为“三菌三体”6种类型,即细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。细菌是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体,是大自然物质循环的主要参与者。
迄今为止科学家发现的最早的古生物化石是32亿年前的细菌化石。
细菌和其它原核生物一样,没有核膜,DNA集中在细胞质中的低电子密度区,称核区(nuclear body)。细菌一般具有1-4个核质体,多的可达20余个。核质体是环状的双链DNA分子,由于没有核膜,因此DNA的复制、RNA的转录与蛋白的质合成可同时进行,而不像真核细胞那样些生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。
根据形状分成三类,即:球菌、杆菌和螺旋菌。