真核生物eukaryotes 由真核细胞构成的生物。包括原生生物界、真菌界、 植物界 和 动物界 。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有以 核膜 为边界的细胞核,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。
简介
真核生物( eukaryotes ) 是一大类细胞核具有核膜,能进行有丝分裂,细胞之中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的生物。包括原生生物界、真菌界、 植物界 和 动物界 。
真核生物相对于原核生物来说其具有 细胞核 ,且细胞大小相对较大,生长速度快。真核生物通常为异养微生物,在生长繁殖过程中能衍生出多种 有机酸 ,在浸矿过程中易于与金属离子形成 配位化合物 ,有利于有价金属的浸出。在酸性环境中能够生长的真核生物很多,但研究较多的主要是采用真菌进行浸矿,主要的属为 曲霉属 ( 曲霉 )和 Penicillium ( 青霉 ),浸出的矿物种类主要为 红土镍矿 、 黄铜矿 、 锰矿石 、大洋 结核 等。
定义
真核生物与 原核生物 的根本性区别是前者的 细胞 内含有成形的 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。
细胞区别
真核细胞与 原核细胞 的主要区别是:
1.真核细胞具有由 染色体 、 核仁 、核液、双层 核膜 等构成的细胞核;原核细胞无核膜、核仁,故无真正的细胞核,仅有由 核酸 集中组成的 拟核 ,也称核区( 生物学 名词)。
2.真核细胞的 转录 大多在细胞核中进行,也可以在半自助细胞器(如叶绿体和线粒体)中进行, 蛋白质 的合成在 细胞质 中进行,而 原核生物 的转录与蛋白质的合成交联在一起进行。
3.真核细胞有 内质网 、高尔基体、溶酶体、液泡等 细胞器 , 原核细胞 没有。
4.真核生物中除某些低等类群(如 双鞭毛虫门 等)的 细胞 以外, 染色体 上都有5种或4种组蛋白与 脱氧核糖核酸 结合,形成核小体;而在 原核生物 则无。
5.真核细胞在 细胞周期 中有专门的DNA复制期(S期);原核细胞则没有,其DNA复制常是连续进行的。
6.真核细胞的有丝分裂是原核细胞所没有的。
7.真核细胞有发达的 微管 系统,其鞭毛(纤毛)、 中心粒 、 纺锤体 等都与微管有关, 原核生物 则否。
8.真核细胞有由肌动、肌球蛋白等构成的微纤维系统,后者与胞质环流、 吞噬作用 等密切相关;而原核生物却没有这种系统,因而也没有胞质环流和吞噬作用。
9.真核细胞的 核糖体 为80S型, 原核生物 的为70S型,两者在 化学 组成和形态结构上都有明显的区别。
10.真核细胞含有的 线粒体 ,为双层被膜所包裹,有自己特有的 基因组 、 核酸 合成系统与 蛋白质 合成系统,其内膜上有与 氧化磷酸化 相关的电子传递链。
11真核生物 细胞 较大,一般10~100微米, 原核生物 细胞较小,大约1~10微米。
12真核生物一般含有 细胞器 (线粒体和 叶绿体 等),原核生物的细胞器没有膜包裹。
13真核生物 新陈代谢 为需氧代谢(除了amitochondriats),原核生物新陈代谢类型多种多样。
14真核生物 细胞壁 由 纤维素 或 甲壳质 组成,动物没有细胞壁, 原核生物 真细菌 中为 肽聚糖 。
15真核生物动植物中为有性的 减数分裂 式的 受精卵 、有丝分裂,原核生物通过一分为二或 出芽生殖 、裂变。
16真核生物遗传重组为减数分裂过程中的重组, 原核生物 为单向的 基因传递 。
17真核生物鞭毛为卷曲式,主要由 微管蛋白 组成,原核生物鞭毛为旋转式,由 鞭毛蛋白 组成。
18真核生物通过 线粒体 进行呼吸作用, 原核生物 通过膜进行呼吸作用。
19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演化支。
特征
原核生物 功能上与 线粒体 相当的结构是质膜和由质膜内褶形成的结构,但后者既没有自己特有的 基因组 ,也没有自己特有的合成系统。
真核生物的植物含有 叶绿体 ,它们亦为双层膜所包裹,也有自己特有的基因组和合成系统。与 光合磷酸化 相关的 电子 传递系统位于由叶绿体的内膜内褶形成的片层上。 原核生物 中的 蓝菌门 和光合细菌,虽然也具有进行 光合作用 的膜结构,称之为 类囊体 ,散布于 细胞质 中,未被双层膜包裹,不形成叶绿体。
演变
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像 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 蓝菌门 。
美国学者R.W.惠特克1969年把真核生物分为 5界即: 原核生物界 、原生生物界、真菌界、 植物界 和 动物界 。原生生物界包括 原生动物界 、 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 甲壳质 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 细胞壁 ,有复杂的胚胎发育过程。
繁殖
以有丝分裂的形式, 细胞核 的分裂通常与 细胞分裂 得以相互协调,这一过程使得每一个子代细胞核都得到亲代的一条 染色体 拷贝。在大多真核细胞中,还有另一种有性繁殖过程,即 减数分裂 ,这一过程中,二倍体亲代细胞经由两次分裂成为单倍体, 脱氧核糖核酸 的数量减半。然而,减数分裂本身也分很多种类。
相比 原核生物 ,真核细胞有更小的表面积-体积比,因此 新陈代谢 速率 较慢, 细胞周期 更长。在有些多 细胞 生物体中,一些专门用于新陈代谢的细胞会扩大表面积,如 小肠 绒毛细胞。
真核生物广泛地采用有性生殖,并有证据显示,这是真核生物原始、根本的特性。基于系统发生学分析,生物学家达克斯和罗杰提出,真核细胞共有的祖先进行随机性行为。 减数分裂 中核心的一组基因出现在 阴道毛滴虫 和肠 蓝氏贾第虫 中,而这两种生物此前被视为是无性的。在真核细胞进化树上,这两个物种很早便分离出来,因此可以推断,减数分裂的核心基因存在于所有真核生物的那个共同祖先中,也因此这一祖先是有性的。其他对真核物种的研究也揭露了生殖周期的证据。例如 寄生 原生生物 利什曼原虫 近来显示存在生殖周期。证据显示,此前被认为是无性的 阿米巴虫 ,在古代也是有性的,并且如今大多无性生物也是近期才独立地进化为无性的。