病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)
病毒在結(jié)構(gòu)上要比原核細胞和真核細胞簡單得多。它們專營細胞內(nèi)寄生生活,只有侵入到宿主細胞內(nèi)以后,才表現(xiàn)出生命力;單獨存在時沒有代謝活動,不能進行繁殖。根據(jù)寄生的對象不同,病毒可分為動物病毒、植物病毒和細菌病毒(噬菌體)。
病毒的大小差別很大,一般直徑在10~300 nm之間,病毒的形狀也多種多樣。單個成熟的病毒稱為病毒粒子(virion),病毒粒子多半是由核酸芯子外包以蛋白質(zhì)外殼所組成。有的病毒只由核酸組成,無蛋白質(zhì)外殼,如馬鈴薯和番茄紡錘管病毒(potato spindle tuber viroid),僅是由裸露的RNA所構(gòu)成,這種病毒稱為類病毒(viroid),其游離的核酸具有感染細胞的能力。
病毒的遺傳物質(zhì)為核酸,有的為DNA(如大腸桿菌T—2噬菌體),有的為RNA(如艾滋病病毒HIV),但至今沒有發(fā)現(xiàn)含有兩種核酸的病毒。
細胞的產(chǎn)生與發(fā)展
原始生命誕生以后,細胞起源及其發(fā)展的一般過程,大體上可以劃分為以下三個主要階段:
1.原始生命到原始細胞的階段。原始生命體具有一個原始界膜,它能自成體系地生活于原始海洋中。這種界膜的物質(zhì)交換機制主要是依靠滲透作用,因此其選擇性和穩(wěn)定性較差。嵌有蛋白質(zhì)的類脂雙層膜結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),使其具有了選擇透過功能,保證了有機體與環(huán)境間物質(zhì)和能量的交換,形成了原始的細胞膜;原始的細胞膜內(nèi),遺傳系統(tǒng)逐漸完善,較多種類的酶也產(chǎn)生出來,代謝效率得以逐漸提高。原始細胞膜的形成標志著原始細胞的誕生。
2.原始細胞到前原核細胞的階段。原始細胞的細胞質(zhì)內(nèi)不同的酶系逐漸集中于一定的區(qū)域內(nèi),使細胞的代謝系統(tǒng)趨向于有序化;DNA大分子逐漸進化形成原始的染色質(zhì)體,相對集中于細胞中央?yún)^(qū),進一步形成細胞的控制中心──擬核,這意味著細胞控制能力即有序化和組織化程度進一步提高。此時期所形成的細胞以前細菌和前藍藻為代表。
3.前原核細胞到真核細胞的階段。起初的前原核生物是在厭氧、異養(yǎng)的條件下生活的,隨原始海洋中有機物的消耗,前原核細胞內(nèi)產(chǎn)生了可以利用日光進行光合作用的細胞色素c,光合作用使大氣中氧的濃度不斷增加,生物經(jīng)變異產(chǎn)生的有氧呼吸類生物能量利用效率高,在生存斗爭中有優(yōu)勢,得以生存和發(fā)展,好氧細胞形成。后來細胞內(nèi)分化出各種細胞器,形成了由核膜圍成的細胞核,核內(nèi)形成了核仁以及由DNA與組蛋白結(jié)合而成的染色體等結(jié)構(gòu),逐漸演化成現(xiàn)代的真核生物細胞。
真核細胞的出現(xiàn),在生物進化史上有著極為重要的意義:
1.奠定了有性生殖產(chǎn)生的基礎(chǔ)。真核細胞進行有絲分裂,而有性生殖的重要特征──減數(shù)分裂,實質(zhì)上是有絲分裂的一種特殊形式。有性生殖的出現(xiàn),提高了物種的變異性,因而大大推進了進化的速度。
2.推動了動、植物的分化。與原核細胞相比,真核細胞的結(jié)構(gòu)、功能復(fù)雜化,從而增強了生物的變異性,導(dǎo)致了真核細胞種類的分化,從而出現(xiàn)了動植物的分化,使生物體型向高級的方向發(fā)展。
3.促進了三極生態(tài)系統(tǒng)的形成。在原核生物時代,地球上只有以異養(yǎng)的細菌和自養(yǎng)的藍藻組成的一個二極生態(tài)系統(tǒng)。隨著真核生物的產(chǎn)生和動植物的分化發(fā)展,才出現(xiàn)了由動物、植物和菌類所組成的三極生態(tài)系統(tǒng),使生物進化的水平進入到一個新的階段。
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