原核細胞與真核細胞的比較

2008-12-31 00:00:00黃福龍

都市家教·上半月 2008年10期

細胞是除病毒以外的生物體結構和功能的基本單位。在種類繁多的細胞世界中，根據其進化地位、結構的復雜程度等方面的差異，可以將細胞分為原核細胞和真核細胞兩大類。原核細胞沒有典型的細胞核，由原核細胞構成的生物是原核生物；真核細胞有細胞核，由真核細胞構成的生物是真核生物，但二者的區別還不僅如此，現就高中

階段所學知識，將二者之間的區別歸納如下。

一、細胞壁上的差異

原核細胞細胞壁的成分主要是肽聚糖和胞壁酸，還有脂多糖、脂蛋白等成分。細胞壁除對細胞有保護作用外，還對物質交換起部分調節作用，其成分還與抗原性、致病性等方面有關。真核細胞中動物細胞沒有細胞壁，植物細胞的細胞壁成分主要是纖維素和果膠，起支持和保護作用。

二、細胞核與染色體水平

原核生物的特征是體積較小，直徑由0.2～10micro;m，進化地位較原始，現存資料可以證明真核細胞是由原核細胞進化而來。代表性的原核生物有：細菌、藍藻、支原體、衣原體、立克次氏體等。原核細胞與真核細胞最本質的區別就是看有沒有成型的細胞核，原核細胞沒有核膜將它的遺傳物質與細胞質分隔開，沒有核膜、沒有核仁、沒有固定形態、結構也較簡單，其遺傳信息量小，遺傳信息的載體是裸露的雙鏈環狀DNA分子，沒有與組蛋白結合，不構成染色體(有的原核生物在其主基因組外還有更小的能進出細胞的質粒DNA)。真核細胞具有雙層膜結構的核膜將細胞內部分成細胞核與細胞質兩部分，核膜上有核孔，核內有核仁，其絕大多數遺傳物質就分布在細胞核內，雙層核膜的出現為遺傳物質結構的演化提供了良好的微環境，使高度復雜的遺傳裝置相對獨立起來，也使基因的表達具有嚴格的區域性。真核細胞遺傳信息的載體DNA與原核細胞的DNA相比，其結構與數量都有變化。數量由幾千發展到幾萬甚至十萬以上；結構為線狀，線狀的DNA分子能與多種組蛋白結合，形成直徑10nm的核小體結構，然后再以核小體為結構單位高度螺旋盤繞形成復雜的染色體或染色質。

三、細胞器水平

細胞器存在于細胞膜以內核膜以外具有一定形態結構功能。原核細胞只具有一種細胞器—核糖體。真核細胞除核糖體外，還有具有雙層膜結構的細胞器：線粒體、葉綠體（植物細胞）；單層膜結構的細胞器：高爾集體、內質網、溶酶體、液泡（植物細胞）和沒有膜結構的細胞器—中心體，它們分散在細胞質中，每種細胞器都有各自的功能，他們之間協調配合來完成物質的代謝。如分泌蛋白的合成，首先要在核糖體上合成肽鏈，然后運到內質網中進行加工，再運到高爾基體上進行再加工，最后釋放到細胞外，在整個過程中涉及到核糖體、內質網、高爾基體和提供能量的線粒體四種細胞器。二者雖然都有核糖體，但核糖體的化學組成和形態結構上有明顯的區別。真核細胞核糖體的沉降系數為80S型，由60S和40S大小兩個亞基組成；原核細胞核糖體的沉降系數為70S型，由50S和30S大小兩個亞基組成。

真核細胞中的線粒體，有自己特有的基因組，能完成自己DNA的復制及部分蛋白質的合成，其內膜上有與氧化磷酸化相關的電子傳遞鏈，為細胞的代謝活動提供能量。原核細胞功能上與線粒體相當的結構是質膜和由質膜內折形成的結構，但后者沒有自己特有的基因組。真核細胞的葉綠體，也有自己特有的基因組和合成系統。有些原核生物雖然也具有能進行光合作用的膜結構稱之為類囊體，但未被雙層膜包裹，不形成葉綠體。

四、基因結構及其表達上的差異

基因結構及其表達在原核細胞與真核細胞之間存在明顯的差異．

原核細胞DNA含量有限又要保證生命活動必要數量的基因，就必須充分利用僅有的DNA來存儲遺傳信息，所以其基因簡潔而有效，無多余序列。當基因表達時，轉錄形成的mRNA直接與核糖體結合開始翻譯蛋白質，即原核細胞是轉錄與翻譯同時進行的。

真核細胞DNA含量遠遠大于原核細胞，充分的遺傳物質使它形成一些特殊的基因結構，如重復序列、內含子、假基因等。其中內含子是基因中不編碼蛋白質的序列與外顯子相間形成結構基因，正是因為它的存在，真核細胞的基因在表達過程中，出現轉錄后對mRNA進行加工的過程，即將基因中內含子所轉錄的RNA片段剪切掉形成mRNA。真核細胞的DNA存在于細胞核中，而翻譯所需的核糖體在細胞質中，所以細胞核中的基因在細胞核中轉錄后，形成mRNA從細胞核中出來進入到細胞質中與核糖體結合翻譯出相應的蛋白質，即真核細胞基因的轉錄和翻譯不像原核細胞那樣同時進行而是分開進行的，轉錄在細胞核中，翻譯在細胞質中。這些結構上的特點，促成真核細胞能在轉錄前水平、轉錄水平、轉錄后水平、翻譯水平及翻譯后水平對基因的表達進行多種層次上的調控。原核細胞的調控方式比較簡單使其能適應多種不利環境，進行快速調節。而真核細胞基因表達的復雜性及多層次性能夠保證遺傳信息傳遞的準確性和穩定性。

原核細胞與真核細胞除上述差異外，還有以下差異：真核細胞有內膜系統，原核細胞無；真核細胞有細胞骨架，原核細胞無；真核細胞的分裂有細胞周期，原核細胞無；真核細胞主要進行有絲分裂和減數分裂，原核細胞無等。

原核細胞與真核細胞除有差異外，也有相同的地方，如都有細胞膜結構，細胞質結構，翻譯共用一套密碼子等。

在學習過程中易出現的錯誤：

（1）把病毒當成原核生物。因為它們沒有細胞結構，所以既不是原核細胞也不是真核細胞。

（2）單細胞動物，如常見到的草履蟲、變形蟲等都是真核生物。

（3）凡是菌的名稱前帶有“桿”、“球”、“弧”字的都是細菌，也就是說屬于原核生物。

乳酸菌是一個特例，乳酸菌的全稱是乳酸桿菌，常常把名稱中的“桿”字省略。酵母菌屬于真菌，所以是真核生物。

原核細胞與真核細胞之間的區別看似簡單，但在考題當中并不是直接問二者區別，而是將其與其它知識點結合在一起作為綜合題出現，例如：

1、1991年高考題（湖南，云南，海南三省用題）選擇題第1題：

原核細胞不同與真核細胞的主要特點是：（ D ）

A．無細胞膜 B．無核膜 C．無細胞壁 D．遺傳物質是RNA

2、2008年江蘇高考生物試卷選擇題第24題：下圖為原核細胞中轉錄、翻譯的示意圖。據圖判斷，下列描述中正確的是（ BD ）