从进化的角度浅析真核细胞的特点

原核细胞 中的生物膜 只有 细胞膜。真核 细胞 除 了 细胞膜外 ， 还 有细胞 器膜 、 核膜 。生 物膜 系 统 的出 现 ，
使得 细胞内的生命 活 动能更 高效 、 有 序 的进行 。那 么 如此 复杂的生物膜系统是怎样进化而来 的呢？主流 观 点认 为 ： 细胞 膜 内褶 形成 内质 网 ， 内质 网进 一步 曲折 ， 把核区包 围起 来 形成 核膜 Ｌ ｌ ｊ 。然后 原始 内质 网可 进
中外显 子的能力 ， 能赋予真核生物更大 的进化潜力 。
主 要 参 考 文 献
有许多研究支持 这一学说 ， 例如 ， 发现这两 种细胞 器 的内、 外 膜成 分 是 不 同的 ， 外膜 与 宿 主 的膜 比较一
致， 而 内膜则 与细 菌、 蓝藻 的膜相 似 。此 外 还发 现 ， 线 粒体 和叶绿 体 的 Ｄ Ｎ Ａ与细胞 核 的 Ｄ Ｎ Ａ有 很大 差 别 ，
１ ９ ７ ７年 ， Ｈ ｏ ｇ ｎ ｅ ｓ ｓ 、 Ｍ ａ ｎ ｄ ｅ ！ 和Ｃ ｈ ａ ｍ ｂ ｏ ｎ提 出 了 “ 马 赛克基 因” 的概念 ， 即指编码 的 Ｄ Ｎ Ａ片断 （ 外 显子 ） 被 非编码 区域 （ 内含 子 ） 隔开 ， 这是 真核 生物 区别 于原 核 生物 的重要特 征。那 么内含 子在进化过程 中有着 怎样
制后 的 Ｄ Ｎ Ａ随细胞膜 上 的间体 彼此 分 开 ； 同时 ， 细胞
［ ２ ］ 李斌常． Ｉ ９ ９ ０ ． 真核细胞起源的新假说． 天水 师专 学报 （ 理科 版） ，
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中部 的细胞膜和 细胞壁 向内生长 ， 形 成隔膜 ， 将 细胞质 分成两半 ， 形成 两个 子细 胞。真核 细胞则 进 化 出有丝
丝状 的染色质 的形式 散漫地分布在细胞核 中。当进入
其结 构和功能更复杂 。若从进化角度来 分析真核 生物
的特点 ， 可使学 生在 学习原 核生 物和真 核生 物 的相关
知识时变机械记忆 为意义 记忆 ， 有利 于提 高学习效率。
１ 生物膜 系统 的进化
分裂期 ， 丝状 的染色质便 高度螺旋化 ， 形成又 短又粗 的
３ 基 因结构 的进化
很相似 ， 在结构 和功 能上紧 密联 系 ， 并 能 解释 内质 网、
高尔基体 、 溶酶 体等细 胞器 与细胞膜 一样 为单 层膜 结
构， 而核膜 为双层膜结构 的特 点。不 过 ， 该 观点还 不足
以解释线粒体 和叶绿 体这两种 细胞 器 的独 特性 。为什 么线粒体 和叶绿体都 是双层膜 的细 胞器 呢？为什么它 们都含 有 自身 的 Ｄ Ｎ Ａ呢？为 什么 它们 都 与能量 转 化 有关 呢？美 国学者 Ｍａ ｒ ｇ ｕ ｌ ｉ ｓ 提 出的“ 内共生 学说” 能 较
此前研究 发现 ， 超级 细菌“ 耐 甲氧西林金 黄色葡 萄球 菌（ ＭＲ — ｓ Ａ） ” 会进 化出难 以穿透 的细 胞膜 ， 使 抗生 素 无法 进入 其 内
［ ３ ］ 吴庆余． ２ ０ ０ ６ ． 基础 生命科学 （ 第２ 版） ． 北京 ： 高 等教 育 出版 社 ，
的意义呢？
好地解 释这些 问题 。该学说 认 为 ， 较大 的原 核细 胞 可
吞入其 他较小 的原核 细胞 ， 被吞 入 的细胞 与其 发生 了
共 生关 系 ， 以后逐渐特化为其 中的一种 细胞器 。Βιβλιοθήκη Baidu 如 ，
被吞人 的需氧 型细菌 可变 为线粒体 ； 被吞 入 的具有 光
合作用功能 的蓝藻则变成 了叶绿体 ， 如此， 便逐渐 完成
但 同细菌和蓝藻 的 Ｄ Ｎ Ａ很相似 。
２ 细胞分裂类型的进化
［ １ ］ 王保业 ， 张世卿． １ ９ ９ ３ ． 浅谈 生命 的起源 与真核 细胞 的起源 及进
化． 驻马店师专学报 （自然科学版 ） ， ８ （ ３ ）： ３ ４
原核细胞 的分 裂方 式为 二分 裂。 当其 分 裂时 ， 复
传的稳定性。显然 ， 在细胞分裂 时 ， 浓缩 的杆状染 色体
比散布 的线形 Ｄ Ｎ Ａ更 有利于被 均分 。并且 ， 有性 生殖
步分化为高尔基体 、 溶酶体等细胞器 Ｌ 。 这种观点可 以解释各种生物膜 的组成 成分和结 构
的生物在减数分裂过程 中 ， 还实现 了基 因重组 ， 增 强 了 生物变异 的多样性 ， 使进化 速度明显加快 。
了向真核细胞 的进化 Ｊ 。
内含子是 阻断基 因线性表达 的序列。这些序 列被 转录在前体 Ｒ Ｎ Ａ 中， 经过剪 接 被 去除 ， 最 终不 存在 于 成熟 Ｒ Ｎ Ａ分 子 中。值 得 一提 的是 ， 一段 Ｄ Ｎ Ａ片段 在 合成某种氨基 酸时为 内含 子 ， 在 控制 合成 另一种 氨基 酸时可能为外 显子 。也 就 是说 ， 内含子 可被 选择 性 剪 接， 这样一个基 因就可 能产 生多种不 同的蛋 白质 ， 从 而 扩大 了 Ｄ Ｎ Ａ的信息量 。 另有 观点认 为 ， 现代的 内含子是一类 进化遗迹 ， 它 们之所 以能继 续存 在 ， 就 是 因为具 有重新 组合 基 因组
一
杆状染 色体 。细胞 分裂结束后 ， 染色体会 解螺旋 ， 重 新
成 为丝状染 色质 。从 二分 裂进 化到有 丝分 裂 、 减 数 分
裂， 这样 的变化 具有 深刻的意义 。 细胞分裂的方式 虽然 不 同 ， 但一 般都 是将 带有 遗 传信 息的 Ｄ Ｎ Ａ均等 的分 配到子代细胞 中去 ， 以保 证遗
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生物 学教 学 ２ ０ １ ５ ｇ（ ｇ４ ０ 卷） 第６ 期
从 进 化 的角 度 浅 析 真 核 细 胞 的 特 点
马 婧 （ 重 庆 市 两 江中 学４ ０ １ １ ２ ０ ）
从进化历程来看 ， 真核生物在原核生 物之后 出现 ，
分裂 、 无丝分裂和减数分裂 三种分 裂方式 ， 其 中最基本 的是有丝分裂 。与二分 裂不 同的是 ， 有 丝分裂 和 减数 分裂过程 中都有染 色体 的 出现 。在细 胞分 裂 间期 ， 以