原核细胞（没有核膜包被细胞核的细胞）
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更新时间：2023-05-20
原核细胞
没有核膜包被细胞核的细胞
细胞简介
原核细胞（prokaryotic cell）没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区。DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白，环的直径约为2.5纳米，周长约几十纳米。没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型，原核细胞构成的生物称为原核生物（prokaryote），均为单细胞生物，通常称为细菌（bacterium）。
原核细胞（ procaryotic/prokaryotic cell ）指没有核膜且不进行有丝分裂、减数分裂、无丝分裂的细胞。这种细胞不发生原生质流动，观察不到变形虫样运动。鞭毛（flagellum）呈单一的结构。光合作用、氧化磷酸化在细胞膜进行，没有叶绿体（chloroplast）、线粒体(mitochondrion）等细胞器(organelles）的分化，只有核糖体。由这种细胞构成的生物，称为原核生物，它包括所有的细菌和蓝藻类。即构成细菌和蓝藻等低等生物体的细胞。它没有真正的细胞核（nucleus），只有原核或拟核，所含的一个基因带（或染色体），是环状双股单一顺序的脱氧核糖核酸分子（circular DNA），没有组蛋白（histone）与之结合无核仁（nucleolus），缺乏核膜（nuclear envelope）。外层原生质中有70 S核糖体与中间体，缺乏高尔基体（Golgi apparatus）、内质网（E.R.）、线粒体和中心体（centrosomes）等。转录和转译（transcription and translation）同时进行，四周质膜内含有呼吸酶。无有丝分裂（mitosis）和减数分裂（meiosis），脱氧核糖核酸（DNA）复制后，细胞随即分裂为二。
组成结构
细胞壁
原核细胞的部分结构示意图
肽聚糖中的多糖链在各物种中都一样，而横向短肽链却有物种间的差异。革兰氏阳性菌细胞壁厚约2080纳米，有15-50层肽聚糖片层，每层厚1纳米，含20-40%的磷壁酸（teichoic acid），有的还含有少量蛋白质。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10纳米，仅2-3层肽聚糖，其他成分较为复杂，由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。此外，外膜与细胞之间还有间隙。
细胞膜
是典型的单位膜结构，厚约8-10纳米，外侧紧贴细胞壁，某些革兰氏阴性菌还具有细胞外膜。细胞膜有多方面的重要功能，它与细胞的物质交换，细胞识别、分泌、排泄、免疫等都有密切的关系。通常不形成内膜系统，除核糖体外，没有其它类似真核细胞的细胞器，呼吸和光合作用的电子传递链位于细胞膜上。某些行光合作用的原核生物（蓝细菌和紫细菌），质膜内褶形成结合有色素的内膜，与捕光反应有关。某些革兰氏阳性细菌质膜内褶形成小管状结构，称为中膜体（mesosome）或间体，中膜体扩大了细胞膜的表面积，提高了代谢效率，有拟线粒体（Chondroid）之称，此外还可能与DNA的复制有关。
细胞质与核质体
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，称核区或核质体（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，所含的遗传信息量可编码2000-3000种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。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在生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。
每个细菌细胞约含5000-50000个核糖体，部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞质中。细菌核糖体的沉降系数为70S，由大亚单位（50S）与小亚单位（30S）组成，大亚单位含有23SrRNA与30多种蛋白质，小亚单位含有16SrRNA与20多种蛋白质。30S的小亚单位对四环素与链霉素很敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素很敏感。
细菌核区DNA以外的，可进行自主复制的遗传因子，称为质粒（plasmid）。质粒是裸露的环状双链DNA分子，所含遗传信息量为2-200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核DNA中去。质粒DNA在遗传工程研究中很重要，常用作基因重组与基因转移的载体。
胞质颗粒是细胞质中的颗粒，起暂时贮存营养物质的作用，包括多糖、脂类、多磷酸盐等。
拟核
拟核（nucleoid）存在于原核生物，是没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体，只有一个位于形状不规则且边界不明显区域的环形DNA分子。内含遗传物质。里面的核酸为双股螺旋形式的环状DNA，且同时具有多个相同的复制品。
其他结构
基因结构
繁殖
1．芽孢原生质（spore protoplast）：核心（core）含浓缩的原生质。
2．内膜（inner membrane）：由原来繁殖型细菌的细胞膜形成，包围芽孢原生质。
3．芽孢壁（spore wall）：由繁殖型细菌的肽聚糖组成，包围内膜。发芽后成为细菌的细胞壁。
4．皮质（cortex）：是芽孢包膜中最厚的一层，由肽聚糖组成，但结构不同于细胞壁的肽聚糖，交联少，多糖支架中为胞壁酐而不是胞壁酸，四肽侧链由L-Ala组成。
5．外膜（outer membrane）：也是由细菌细胞膜形成的。
7．外壁（exosporium）：芽孢外衣，是芽孢的最外层，由脂蛋白及碳水化合物（糖类）组成，结构疏松。
生物系统
传统分类法根据生物的营养方式、运动能力和细胞结构的特点，把生物划分为动物界和植物界。植物细胞的主要特征是具有硬的细胞壁和进行光合作用的叶绿体。按传统分类系统，虽然大多数生物种容易归类，可是对某些生物来说却遇到了分类上的困难，例如眼虫（Euglena）是一种单细胞生物，含有叶绿体，却不具有细胞壁；细菌和真菌则有细胞壁而无叶绿体；支原体既无叶绿体也无细胞壁，古细菌既有原核生物的特征也具有真核生物的特征。这些生物按照传统分类法进行分类显然就要遇到困难。
1977年C. Woese根据对16SrRNA核苷酸顺序的同源性比较，提出将生命划分为三界，即：真细菌（Eubacteria）、真核生物Eucaryotes、古细菌（Archaes）。1996年Bult领导的研究小组在Science上发表了詹氏甲烷球菌（Methanococcus jannaschii）的全基因组序列，进一步证明它既不是典型的细菌也不是典型的真核生物，而是介于两者之间的生命体，即生命的第三形式。
生物种类
原核生物（prokaryote）是以原核细胞构成的，均为单细胞生物，通常称为细菌（bacterium）。
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。细菌主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等部分组成，有的细菌还有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。绝大多数细菌的直径大小在0.5-5微米之间。可根据形状分成三类：球菌、杆菌和螺旋菌。
放线菌微米
放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物。因其具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，过去曾认为放线菌是"介于细菌与真菌之间的微生物"。然而，用近代生物学技术所进行的研究结果表明，放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。从系统发育上看，放线菌（除高温放线菌外）与全部G+细菌一起同属于这一大分支中的高G+C/mol%群。
蓝藻
蓝藻
支原体
支原体
支原体基因组为一环状双链DNA，分子量小（仅有大肠杆菌的五分之一），合成与代谢很有限。肺炎支原体的一端有一种特殊的末端结构（terminal structure），能使支原体粘附于呼吸道粘膜上皮细胞表面，与致病性有关。
衣原体和立克次氏体
衣原体（Chlamydia）很小，直径200-500纳米，能通过细菌滤膜。立克次氏体（Rickettsia）略大，大多不能通过滤菌膜。它们都有DNA和RNA，有革兰氏阴性细菌特征的含肽聚糖的细胞壁，但酶系统不完全，必须在寄主细胞内生活，有摄能寄生物（energe parasite）之称。
衣原体生活史特殊，具有感染力的个体称为原体（elementory body），体积小，有坚韧的细胞壁。在宿主细胞内，原体逐渐伸长，形成无感染力的个体，称作始体（initial body），是一种薄壁的球状细胞，体积较大，通过二等分裂的方式在宿主细胞内形成一个微菌落，随后大量的子细胞有分化为具有感染能力的原体。立克次氏体也是专性细胞内寄生的，主要寄生于节肢动物，有的会通过蚤、虱、蜱、螨传入人体、如斑疹伤寒、战壕热。
立克次氏体
美国医生H.T.Richetts 1909年首次发现它是落基山斑疹伤寒的病原体，并于1910年牺牲于此病，故后人称这类病原体为立克次氏体。与衣原体的不同处在于其细胞较大，无滤过性，合成能力较强，且不形成包涵体。
