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3.2：比较原核细胞和真核细胞

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    细胞分为两大类之一：原核细胞和真核细胞。 细菌和古细菌域中以单细胞为主的生物被归类为原核生物（p ro-= before；-karyon-= 核）。 动物细胞、植物细胞、真菌和原生生物是真核生物（e u-= true）。

    原核细胞的成分

    所有细胞共有四种共同成分：1）质膜，将细胞内部与周围环境分开的外层覆盖物；2）细胞质，由细胞内存在其他细胞成分的果冻状区域组成；3）DNA，细胞的遗传物质；4）核糖体，合成蛋白质的颗粒。 但是，原核生物与真核细胞在几个方面有所不同。

    原核细胞是一种简单的单细胞（单细胞）生物，缺乏细胞核或任何其他膜结合的细胞器。 我们很快就会发现，这在真核生物中有很大的不同。 在细胞的中心部分发现了原核生物 DNA：一个称为核样体的变暗区域（图\(\PageIndex{1}\)）。

    在这幅插图中，原核细胞呈椭圆形。 圆形染色体集中在一个叫做核样体的区域。 细胞内的液体被称为细胞质。 被描绘成小圆圈的核糖体漂浮在细胞质中。 细胞质被包裹在质膜中，而质膜又被细胞壁包裹。 胶囊环绕着细胞壁。 所描绘的细菌有一根鞭毛从一个狭窄的一端伸出来。 Pili 是从胶囊向各个方向延伸的小突起。
    图\(\PageIndex{1}\)：此图显示了原核细胞的广义结构。

    与古细菌和真核生物不同，细菌的细胞壁由肽聚糖组成，由糖和氨基酸组成，许多细菌具有多糖胶囊（图\(\PageIndex{1}\)）。 细胞壁起到额外的保护层的作用，帮助细胞保持其形状并防止脱水。 胶囊使细胞能够附着在环境的表面上。 有些原核生物有鞭毛、pili 或 fimbriae。 鞭毛用于运动，而大多数 pili 用于在一种称为共轭的繁殖过程中交换遗传物质。

    真核细胞

    在自然界中，形式和功能之间的关系在包括细胞层面在内的各个层面上都很明显，随着我们探索真核细胞，这一点将变得清晰起来。 “形式服从功能” 的原则在许多情况下都可以找到。 例如，鸟类和鱼类具有流线型的身体，使它们能够在所生活的媒介中快速移动，无论是空气还是水。 这意味着，总的来说，人们可以通过观察结构的形式来推断其功能，因为两者是匹配的。

    真核细胞是一种具有膜结合细胞核和其他膜结合隔室或囊的细胞（称为细胞器）的细胞，它们具有特殊的功能。 真核生物这个词的意思是 “真核” 或 “真核”，暗示这些细胞中存在膜结合的核。 “细胞器” 一词的意思是 “小器官”，如前所述，细胞器具有特殊的细胞功能，就像人体器官具有特殊功能一样。

    电池大小

    直径为 0.1—5.0 µm 时，原核细胞明显小于直径在 10—100 µm 之间的真核细胞（图\(\PageIndex{2}\)）。 原核生物体积小，允许进入原核生物的离子和有机分子迅速扩散到细胞的其他部分。 同样，原核细胞内产生的任何废物都可以迅速排出。 但是，较大的真核细胞已经进化出不同的结构适应来增强细胞运输。 实际上，如果没有这些改编，这些细胞的体积是不可能的。 通常，像元大小是有限的，因为体积的增加速度比细胞表面积快得多。 随着细胞变大，细胞越来越难以获得足够的材料来支持细胞内部的过程，因为材料必须经过的表面积的相对大小会降低。

    显示了对数刻度上的相对大小，介于 0.1 nm 到 1 m 之间。 对象按从小到大的顺序显示。 所示的最小物体是原子，大小约为 1 nm。 显示的第二大物体是脂质和蛋白质；这些分子介于 1 到 10 nm 之间。 细菌约为 100 纳米，线粒体约为 1 微米。 植物和动物细胞的长度均在 10 到 100 微米之间。 人类卵的长度介于 100 微米到 1 毫米之间。 青蛙蛋大约 1 毫米。 鸡蛋和鸵鸟蛋的长度均在 10 到 100 毫米之间，但鸵鸟蛋更大。 相比之下，一个人的身高约为 1 m。
    图\(\PageIndex{2}\)：该图显示了不同种类的细胞和细胞成分的相对大小。 显示的是成年人以供比较。

    章节摘要

    原核生物主要是细菌和古细菌领域的单细胞生物。 所有原核生物都有质膜、细胞质、核糖体、细胞壁、DNA，并且缺乏膜结合的细胞器。 许多人还含有多糖胶囊。 原核细胞的直径范围在 0.1—5.0 微米之间。

    与原核细胞一样，真核细胞具有质膜、细胞质和核糖体，但真核细胞通常比原核细胞大，具有真正的核（这意味着它的 DNA 被膜包围），还有其他允许功能分隔的膜结合细胞器。 真核细胞的大小往往是原核细胞的 10 到 100 倍。

    词汇表

    真核细胞
    具有膜结合细胞核和其他几个膜结合隔室或囊的细胞
    细胞器
    细胞内的膜结合隔室或囊
    原核细胞
    缺乏细胞核或任何其他膜结合细胞器的单细胞生物