每一个生物都是由细胞组成的。无论是单细胞还是多细胞，“细胞”都是生命的基本单位。所有的生物都可以分为两类:真核生物或原核生物．细胞结构决定了一个生物属于哪种类型。在这篇文章中，我们将向您展示什么是原核生物和真核生物，并概述两者之间的异同。
[在图中]显示真核生物和原核生物起源的生物树。
图片来源:wiki。
本文涵盖了
定义:什么是原核生物?
原核生物(pro- kar -ee- ots -es)是没有膜结合细胞核和其他细胞器的单细胞生物。原核细胞往往是小而简单的细胞，直径约0.1-5 μm。开云体育网址细菌和古生菌是原核生物的两大分支。
原核生物这个名字来自古希腊语:赞成=之前;核仁=果仁或核，指细胞核;后缀-otospl。ote)。
[在这个图中]一个细菌的示意图。
原核细胞的关键结构被显示。
原核细胞结构
虽然原核细胞没有膜结合的细胞器，但它们确实具有独特的细胞结构。下面是你在原核细菌细胞中可能发现的东西的分解。
| 细胞功能 | 函数 |
| 类核 | 细胞的中心区域包含它的DNA。 |
| 质粒 | 从染色体DNA中分离出来的小的圆形DNA片段。 |
| 细胞质 | 包含所有其他细胞结构的细胞液。 |
| 细胞膜 | 也被称为质膜，它将细胞与外界环境隔开。 |
| 细胞壁 | 提供结构和外部环境的保护。大多数细菌都有坚硬的细胞壁，由碳水化合物和称为肽聚糖的蛋白质组成。 |
| 胶囊 | 有些细菌在细胞壁周围有一层碳水化合物，称为包膜或糖萼。这种胶囊帮助细菌附着在表面上。 |
| 核糖体 | 蛋白质合成的部位。 |
| 细胞质内含物 | 核糖体等包涵体和较大的团块分散在细胞质中。 |
| 毛 | 毛发状结构有助于细胞附着和DNA转移。 |
| 鞭毛 | 尾巴状结构，有助于运动 |
原核生物的例子
原核细胞由细菌和古细菌组成。开云体育网址它们的直径通常为0.1-5 μm，它们的DNA不包含在细胞核内。相反，它们的DNA是圆形的，可以在漂浮在细胞质中的类核区中找到。蓝藻，也被称为“蓝绿藻”，是由光合细菌组成的原核生物。
图片来源:wiki。
定义:什么是真核生物?
“真核生物”这个名字字面上的意思是拥有一个“真正的细胞核”。真核生物是其细胞具有膜包裹的细胞核和其他细胞器的生物。这些膜类似于细胞膜，是一种由脂质双分子层组成的柔性膜。细胞器是一种内部结构，负责多种功能，如能量生产和蛋白质合成。
真核细胞相对较大(约10-200 μm)，也更复杂。真核细胞可以像单细胞微生物一样自由生活草履虫而且变形虫)或成为多细胞生物的一部分。
[图中]动物细胞图。
真核细胞的关键结构显示。
真核细胞结构
细胞器是在细胞内执行特定功能的微小细胞结构。你可以把细胞器想象成细胞的内部器官。例如，细胞核是细胞的大脑，线粒体是细胞的心脏。细胞器通常由其自身的膜包裹，它将细胞分成许多小室，用于不同的生化反应。下面是真核细胞主要成分的概述。
| 细胞功能 | 函数 | 膜结合细胞器(是或否) | 存在于真核生物(E)或原核生物(P) |
| 核 | 储存细胞遗传信息(基因组)的中心部位。 | Y | E |
| 核仁 | 核糖体核:真核生物核内产生核糖体RNA的核 | N | E |
| 核被膜 | 细胞膜将细胞核和细胞质分开。 | Y | E |
| 细胞质 | 细胞膜:细胞中位于核膜和质膜之间的部分 | N | E、P |
| 胞质 | 凝胶状的细胞液充满了细胞内空间。 | N | E、P |
| 细胞膜 | 也被称为质膜，磷脂双分子层包围整个细胞和包围细胞器在里面。 | Y | E、P |
| 细胞壁 | 提供结构和外部环境的保护。只存在于植物和真菌中。 | N | E、P |
| 液泡 | 一种膜结合的细胞器，含有大量液体，起储存空间的作用大的中央液泡只存在于植物细胞中。 | Y | E |
| 叶绿体 | 光合器进行光合作用并为植物细胞产生能量的细胞器 | Y | E |
| 细胞骨架 | 细胞运动、分裂和细胞内运输的动态网络。 | N | E、P |
| 线粒体 | 也被称为细胞的发电站，负责产生能量。 | Y | E |
| 核糖体 | 蛋白质合成的部位。 | N | E、P |
| 内质网 | 一种形成分支网络并协调蛋白质合成的内部膜。 | Y | E |
| 高尔基体 | 有膜的细胞器专门用于蛋白质的成熟和运输。 | Y | E |
| 溶酶体 | 一个充满消化酶的细胞器，就像细胞中的回收中心。 | Y | E |
| 过氧物酶体 | 负责脂肪酸分解和其它氧化还原反应的细胞器。 | Y | E |
动物、植物、真菌、藻类和原生动物都是真核生物。
大多数动物和植物是多细胞生物，而藻类和原生动物是单细胞生物。真菌由单细胞(酵母)和多细胞(霉菌和蘑菇)生物组成。
原核生物与真核生物——关键的相似之处
一、原核和真核细胞都遵循“细胞理论”
在生物学上,细胞学说是历史性的科学理论，现在被普遍接受。细胞理论的三大原理如下:
- 所有生物都是由一个或多个细胞组成的。
- 细胞是生物结构和功能的基本单位。
- 细胞是由预先存在的细胞产生的。
原核细胞和真核细胞都符合细胞治疗的描述。另一方面，“病毒”——一种只能在宿主细胞内繁殖的微小结构，通常不被认为是活细胞。
2原核细胞和真核细胞都有相似的化学成分
原核细胞和真核细胞在结构上有许多不同之处。然而，重要的是要注意这些细胞结构和细胞器的化学成分是相同的。
例如，两种类型的单元格都使用和/或包含:
- 碳水化合物
- 脂质
- 蛋白质(长链氨基酸)
- DNA和RNA(核酸长链)
[图中]细菌细胞的组成
细胞的大部分是水(70%)。剩下的30%含有不同比例的结构和功能分子。
图片来源:自然教育。
3原核细胞和真核细胞在生物化学反应方面都有相似之处，这些反应对所有生命都是至关重要的
使细胞存活的生物分子和生化反应在两种生命形式中都很常见。所有类型的细胞都必须制造和储存能量才能生存。无论是自养还是异养，细胞都需要能量来维持结构并执行包括细胞复制在内的一系列功能。例如，两个单元格都使用三磷酸腺苷(ATP)随着“分子货币单位”提供能量。
原核细胞和真核细胞都遵循分子生物学的中心法则
分子生物学的中心法则解释了生物系统中遗传信息的流动。人们常说:“DNA制造RNA, RNA制造蛋白质。”
从原核生物到真核生物，同样的系统是保守的。两者都使用DNA聚合酶来复制DNA, RNA聚合酶用于mRNA转录，核糖体用于蛋白质翻译。
【上图】分子生物化学的中心法则概述。
五、原核和真核细胞中相似的细胞结构
所有的细胞，无论是原核细胞还是真核细胞，都有以下四个特征:
- 染色体DNA
- 等离子体膜
- 细胞质
- 核糖体
原核生物与真核生物——主要区别
[在图中]真核和原核细胞结构的异同。
原核生物与真核生物最显著的区别是膜结合核只存在于真核细胞中。除此之外，我们在这个表中总结了主要的差异。
| 特征 | 真核细胞 | 原核细胞 |
| 定义 | 有明确细胞核的细胞 | 没有膜结合细胞核的细胞 |
| 例子 | 动物、植物、真菌、藻类和原生生物 | 开云体育网址 |
| 细胞的大小 | 大(10 ~ 200 μm) | 小(小于1-5 μm) |
| 生物类型 | 单细胞和多细胞 | 只有单细胞 |
| 核 | 礼物(膜结合) | 无(只有类核区) |
| DNA | 线性DNA与蛋白质结合 | 环状裸DNA |
| DNA复制 | 高度调控的选择性起源和序列 | 一次复制整个基因组 |
| 染色体 | 不止一个;开云体育电脑官网染色体配对(二倍体或以上) | 一个染色体DNA(单倍体)和几个小的、独立的质粒; |
| 基因内区 | 通常有内含子 | 通常没有内含子 |
| 基因组 | 含有大量的非编码和重复DNA | 高效、紧凑，含有很少的重复DNA |
| 细胞器 | 有膜结合的细胞器吗 | 无膜结合细胞器 |
| 核糖体 | 大;80年代核糖体 | 小;70年代核糖体 |
| 等离子体膜 | 现在 | 现在 |
| 细胞质 | 现在 | 现在 |
| 细胞骨架 | 现在 | 可能会出现 |
| 线粒体 | 现在 | 缺席 |
| 叶绿体 | 存在于植物中 | 缺席 |
| 细胞壁 | 简单的;存在于植物和真菌中 | 复杂;存在于所有原核细胞中 |
| 繁殖 | 有丝分裂和减数分裂 | 二分体 |
| 增长速度 | 慢 | 快 |
| 存储遗传信息的能力 | 所有真核生物都有这种能力 | 所有原核生物都有这种能力 |
| 转录和翻译 | 分离;转录发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中 | 耦合，意味着翻译开始于mRNA合成 |
从原核生物到真核生物:内共生和真核细胞进化
真核细胞是由原核生物的共生关系进化而来的假设得到了对线粒体和叶绿体的研究的有力支持，线粒体和叶绿体被认为是由生活在大细胞中的细菌进化而来的。这就是所谓的“内共生理论”。
大约15亿年前，一些原核细胞吞噬了其他原核细胞。这些被吞噬的细胞没有被消化;相反，他们保持着一种共生关系。这些合并的原核生物随后失去了独立生活的能力，并成为宿主的一部分。它们后来变得具有特定的功能，比如在线粒体和叶绿体中产生能量。作为回报，宿主细胞提供物理保护和持续的食物和氧气供应。
线粒体似乎与立克次体变形菌门，叶绿体似乎与固氮丝状体有关蓝藻．线粒体和叶绿体仍然保留它们自己的DNA来制造它们的一些蛋白质，但它们的大部分蛋白质仍然需要来自宿主细胞的核DNA。双层线粒体膜是内共生起源的另一个证据。内线粒体膜可能是被吞噬细菌的原始膜。当宿主细胞与细菌结合时，线粒体外膜是剩余的囊泡。
[图中]真核细胞的进化。
刚性细胞壁的丧失使细胞膜向内折叠并产生更多的表面积(形成内质网)，这促进了更大细胞的进化。随着细胞变大，细胞骨架的复杂性增加，细胞变得越来越区隔化。包括细菌在内的内共生产生了线粒体和叶绿体。
图片来源:麦克米伦学习。
如何在显微镜下区分真核细胞和原核细胞?
你可以根据细胞的大小大致判断它是真核细胞还是原核细胞。通常，真核细胞较大(10-200µm)，原核细胞较小(小于1-5µm)。
你也可以尝试识别真核细胞的确凿证据:细胞核和细胞器。在一些大细胞原生生物中，即使不染色也能看到一些细胞器。例如，在显微镜下观察变形虫和草履虫时，食物液泡和收缩液泡是明显的。显微技术如暗场、相位对比和DIC也可以使细胞器和细胞结构脱颖而出。
用特殊染料对细胞核内的DNA进行染色，就可以看到细胞核。亚甲蓝是一种流行的染色动物细胞，使细胞核更明显。亚甲基蓝与细胞核中含量丰富的DNA结合。亚甲基蓝染色后，细胞核呈深蓝色。亚甲蓝通常被水族爱好者用来治疗患有真菌疾病的鱼类。你可能会发现用于家庭微观工程的有用染料．
[在图中]检查亚甲基蓝染色细胞．
左图的放大倍率较低。你可以看到细胞核染成深蓝色(因为亚甲基蓝与DNA染色强烈)。细胞膜就像一个气球，里面装着细胞的所有部分，比如细胞核、细胞质和细胞器。右图放大倍数更高。你还可以看到一些小的杆状细菌。别担心;它们是正常的口腔微生物。
您可以查看我们的分步指南，以“看看你的脸颊细胞．”
在荧光显微镜下，dna结合染料能很好地染色细胞核。常见的选择包括DAPI(4 '，6-二氨基-2-苯基吲哚)，Sybr Green和溴化乙二胺(EtBr)。
问答:一些常见的问题在这里快速回答
原核生物(细菌)有细胞核吗?
不，原核生物没有膜结合的细胞核。它们的DNA位于细胞质中一个叫做类核的区域。无核是原核生物与真核生物的主要区别。看到“原核生物与真核生物——主要区别来了解更多。
原核生物有细胞器吗?
原核细胞没有与真核细胞相同的细胞器。一般来说，原核生物没有任何膜结合的细胞器(包括细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体和过氧化物酶体)。然而，原核细胞具有其他细胞器或细胞结构，如细胞膜、细胞壁、类核、核糖体和鞭毛。看到“原核细胞结构来了解更多。
原核生物有核糖体吗?
是的，原核生物有核糖体来合成蛋白质。原核核糖体比真核核糖体小。由于原核生物缺乏细胞核，它们的mrna在细胞质中转录，并可立即被核糖体翻译。因此，在一个细菌细胞中，你甚至可以看到几个核糖体附着在一个RNA分子上。看到“多核糖体来了解更多。
原核生物(细菌)有线粒体吗?
不，原核生物没有线粒体。然而，古代原核生物可能是当前真核细胞中线粒体的祖先。看到“内共生与真核细胞进化来了解更多。
原核生物有细胞壁吗?
是的，所有原核细胞都被细胞壁包裹着。许多还具有由多糖制成的胶囊或黏液层。然而，原核细胞细胞壁的组成与真核植物细胞细胞壁的组成不同。看到“pLant细胞壁来了解更多。
原核生物有DNA吗?
是的，原核细胞和真核细胞都使用DNA作为它们的遗传物质。它们也都遵循“分子生物学的中心法则”，即“DNA制造RNA, RNA制造蛋白质”来维持它们的生存。
