2020-2021学年第六节 原核细胞内无成形的细胞核教案

第六节　原核细胞内无成形的细胞核

·与真核细胞相比，原核细胞个体微小、结构简单。

·原核生物由单个原核细胞构成。细菌和蓝细菌属于原核生物。

一、小资料　马古利斯和她的“内共生学说”

1．学说的倡导者

美国科学家琳恩·马古利斯倡导的内共生学说，是关于早期生命演化中细胞如何从简单到复杂的学说。

2．学说的内容

马古利斯认为，真核细胞中线粒体、叶绿体等结构起源于早期的原核生物，某些细菌被原始的真核生物吞噬后，经过长期共生成为线粒体；而蓝细菌被吞噬后逐渐演化为叶绿体。

3．证据表明

越来越多的证据表明内共生学说是正确的，例如，线粒体和叶绿体内的结构更接近原核生物而不是真核生物等。

4．普遍性

共生现象在自然界是普遍存在的，如双小核草履虫内的某种结构实际上是一种细菌，一些海洋动物如造礁珊瑚与能进行光合作用的虫黄藻共生。

二、地球上最早岀现的是原核细胞

1．化石证据

35亿年前的地层中，就发现了早期蓝细菌的化石。通过对地质岩石分析，可靠的、大量的真核生物化石于10亿～8亿年前才出现。

2．早期地球特点

早期地球没有臭氧层，紫外线很强，大气中CO2含量很高，导致地表温度比现在高得多。诸多因素导致早期地球环境并不适合生命生存。

3．蓝细菌的出现改变了地球大气环境

蓝细菌在其出现后的10多亿年时间里，一直是地球的主要生物类群。在如此长的时间里，蓝细菌光合作用释放的氧气逐渐在大气圈积累，为真核生物的起源创造了条件，同时促进了臭氧层的形成，阻挡了大量对生物有害的紫外线；蓝细菌的光合作用促使大气圈中CO2含量下降，

将碳元素转移至岩石圈中形成碳酸盐；CO2含量的下降逐渐降低了地球表面的平均温度，为陆生生物的出现创造了条件。

4．真核生物逐渐出现

随着地球环境的改变，逐渐出现原始单细胞真核生物。随着真核生物的繁盛、演化，蓝细菌逐渐衰落，真核生物逐渐占据了生态系统。

三、原核细胞没有核膜包被的细胞核

1．没有核膜包被的细胞核，是原核细胞区别于真核细胞最显著的特征。原核细胞的DNA较小，位于拟核或称拟核区，且不以染色质或染色体的形式存在。

2．原核细胞的细胞壁成分与植物细胞壁不同，对细胞有保护和维持形态的作用。我们生活中服用的不少抗生素，就是通过破坏细菌细胞壁的合成而达到抗菌的作用。细胞壁的外面有时还有一层荚膜，主要由多糖组成，具有保护、黏附等多种功能。有些细菌还有鞭毛，使其能够运动。原核细胞只有核糖体这一类细胞器。

3．原核细胞的结构虽然简单，但可以完成复杂的生命活动。例如，原核细胞可以进行需氧呼吸，与需氧呼吸相关的酶分布于细胞膜和细胞质基质；蓝细菌等原核生物的细胞质含有附着光合色素的光合膜，可以进行光合作用。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．内共生学说与达尔文进化论没有联系。 (　　)

2．在整个生命进化史前3/4的时间里，原核生物是地球上唯一或主要的成员。  (　　)

3．原核细胞结构简单，由外向内分别由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核构成。  (　　)

4．抗生素可以破坏植物细胞壁的合成。 (　　)

提示：1.×　内共生学说可看作是对达尔文进化论的重要补充。

2．√

3．×　原核细胞无成形细胞核。

4．×　抗生素破坏的是细胞细菌细胞壁的合成。

　内共生学说与蓝细菌出现

1．如图所示为线粒体和叶绿体的“内共生学说”图解

“内共生学说”认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内好氧型细菌和光能自养的蓝细菌，目前发现线粒体和叶绿体在结构、功能、成分等方面与细菌存在相似之处，支持了“内共生学说”。

2．蓝细菌的出现改变了地球大气环境

蓝细菌最早出现在地球上，在其出现后的10多亿年时间里，一直是地球的主要生物类群。在如此长的时间里，蓝细菌光合作用释放的氧气逐渐在大气圈积累，为真核生物的起源创造了条件，同时促进了臭氧层的形成，阻挡了大量对生物有害的紫外线；蓝细菌的光合作用促使大气圈中CO2含量下降，将碳元素转移至岩石圈中形成碳酸盐；CO2含量的下降逐渐降低了地球表面的平均温度，为陆生生物的出现创造了条件。

合作探究：1.内共生学说认为：线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的进行需氧呼吸的细菌和进行光能自养的蓝细菌。当这些细菌被原始真核细胞吞噬后，即与宿主细胞间形成互利的共生关系，而共同进化。根据此学说推测：

(1)线粒体、叶绿体中都含有核糖体，这里核糖体最初来源于哪里？

提示：细菌和蓝细菌。

(2)线粒体、叶绿体的外膜源于哪里？

提示：根据两种细胞器的起源可以推知，线粒体、叶绿体的外膜源于原始真核细胞膜。

2．根据原始地球的特点，推测地球上最早出现的生物代谢类型是什么？

提示：地球早期无氧气，无光合生物，由此推测最早出现的生物代谢类型是异养型，厌氧型。

1．关于线粒体的起源有多种观点，其中“内共生学说”被普遍接受(如图所示)。下列事实中，不支持线粒体“内共生学说”的是(　　)

A．线粒体内含有DNA和RNA，在遗传上具有半自主性

B．线粒体在细胞内可以运动，并大量集中在代谢旺盛部位

C．线粒体的外膜成分与细胞的其他内膜系统相似，内膜与细菌的细胞膜相似

D．吞噬现象普遍存在，如白细胞吞噬病菌

B　[线粒体“内共生学说”：线粒体来源于被原始的真核生物吞噬的好氧性细菌；这种细菌和真核生物共生，在长期的共生过程中演化成了线粒体； 线粒体在进化过程中的发生是由于质膜的内陷，再分化后形成的。B选项说明线粒体的功能提供能量与“内共生学说”不符合。故选B。]

2．光合细菌是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧气光合作用的细菌的总称。下列说法正确的是(　　)

A．光合细菌含有光合色素，可以利用光能，制造有机物

B．光合细菌的各种性状受多对等位基因的控制

C．光合细菌含有核糖体，不能合成与细胞呼吸有关的酶

D．光合细菌与蓝细菌都是厌氧自养型生物

A　[光合细菌含有光合色素，可以利用光能，进行光合作用制造有机物，A正确；光合细菌是原核生物，不含等位基因，B错误；光合细菌含有核糖体，可以合成与细胞呼吸有关的酶，C错误；蓝细菌是需氧自养型生物，D错误。]

　原核细胞及与真核细胞的比较

合作探究：1.观察下面的大肠杆菌和保卫细胞，回答下列问题：

大肠杆菌与叶的保卫细胞有什么主要区别？

提示：大肠杆菌无核膜，只有拟核，而叶的保卫细胞有以核膜为界限的细胞核。

2．观察下面的原核细胞，回答下列问题：

(1)原核细胞有哪些共性特征？

提示：都有细胞膜、细胞质、拟核，细胞质中都有核糖体。

(2)真核细胞有哪些共性特征？

提示：都有细胞膜、细胞质、细胞核。

(3)原、真核细胞有哪些共性特征？

提示：都有细胞膜、细胞质，其细胞质中都含有核糖体，二者都含有DNA。

3．观察下面的生物类群集合图，思考相关的区分依据：

(1)框图①与⑥的分类依据是______________________________________

_______________________________________________________________。

(2)框图③与④的分类依据是_______________________________________。

(3)框图②与⑤的分类依据是_______________________________________。

提示：(1)是否具有细胞结构　(2)是否有以核膜为界限的细胞核　(3)是否为自养型或异养型

1．下列细胞中具有核膜的是(　　)

A．青霉菌　　　　 B．猪的成熟红细胞

C．蓝细菌 D．大肠杆菌

A　[青霉菌是真核生物，具有细胞核与核膜，A正确；猪的成熟红细胞无核膜也无细胞器，B错误；蓝细菌又称为蓝藻属于原核生物，无核膜，C错误；大肠杆菌是细菌，属于原核生物，无核膜，D错误。]

2．下列关于真核生物和原核生物的表述，正确的是(　　)

A．真核生物是指动物、植物等高等生物，细菌、病毒和真菌都属于原核生物

B．真核生物指由真核细胞构成的生物，原核生物是指由原核细胞构成的生物

C．人体的血小板、成熟红细胞无细胞核，所以这两种细胞属于原核细胞

D．真核生物的个体，都是肉眼可见的，原核生物的个体都必须借助显微镜才能观察到

B　[真核生物是指具有细胞核的生物，包括动物、植物等高等动物，而原核生物是没有核膜包被细胞核的生物，细菌属于原核生物，病毒不是细胞生物，真菌是真核生物，A错误，B正确。人体的血小板、成熟红细胞无细胞核，但它们是真核细胞分化而来的，属于真核细胞，C错误。真核生物的个体，有些肉眼不可见，需要借助显微镜，原核生物大多数都较小须借助显微镜观察，D错误。]

3．下列有关细胞共性的叙述，正确的是(　　)

A．都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层

B．都具有细胞核但遗传物质不一定是DNA

C．都能进行细胞呼吸但不一定发生在线粒体中

D．都能合成蛋白质但合成场所不一定是核糖体

C　[细胞根据有无成形的细胞核，分为原核细胞和真核细胞，不论是原核细胞还是真核细胞，细胞膜的主要成分都是磷脂和蛋白质，A错误；原核细胞无细胞核，且具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，B错误；原核细胞无线粒体，但也能进行需氧呼吸，如蓝细菌，真核细胞需氧呼吸的主要场所在线粒体，C正确；原核细胞和真核细胞蛋白质合成场所都是核糖体，D错误。]

解答本题的关键在于对于原核细胞与真核细胞的共性的理解，原核细胞与真核细胞在结构上都具有细胞膜、细胞质、核糖体以及遗传物质都是DNA，虽然原核细胞不具有真核细胞的某些结构，但也能进行相应的生理功能，如蓝细菌无线粒体，但含有与需氧呼吸有关的酶，也能进行需氧呼吸，对于这样的特例，需重点掌握，也是高考的重点。

[课堂小结]

1．内共生学说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的进行需氧呼吸的细菌和进行光能自养的蓝细菌。下列各项中不能作为该学说证据的是(　　)

A．共生是生物界的普遍现象

B．线粒体和叶绿体的基因组与细菌相似

C．线粒体和叶绿体中的核糖体与细菌中的核糖体相似

D．线粒体和叶绿体内的某些蛋白质由核基因指导合成

D　[共生是生物界的普遍现象，这一事实可侧面证明内共生学说的可能性，A不符合题意；线粒体和叶绿体的基因组与细菌相似，说明了线粒体和叶绿体可能起源于细菌，B不符合题意；核糖体是原核细胞唯一具有的细胞器，线粒体和叶绿体内含有核糖体，且与细菌中的核糖体相似，说明其可能由细菌演化而来，C不符合题意；线粒体和叶绿体内的某些蛋白质由核基因指导合成，说明线粒体和叶绿体受细胞核控制，不能说明线粒体和叶绿体起源于细菌，细菌不具有细胞核，D符合题意。]

2．下列关于原核生物的叙述，错误的是(　　)

A．大肠杆菌的细胞内有核糖体

B．蓝细菌可进行光合作用

C．原核细胞的核酸只有RNA一种

D．原核细胞是地球上最早出现的生命形式

C　[大肠杆菌细胞是原核细胞，原核细胞内都有核糖体，A正确；蓝细菌细胞内有叶绿素和藻蓝素，可进行光合作用，B正确；原核细胞都有DNA和RNA两种核酸，C错误；地球上最早出现的原始生命形式是单细胞原核生物，D正确。]

3．细菌被归为原核生物的原因是(　　)

A．细胞体积小　　　 B．单细胞

C．没有成形的细胞核 D．没有线粒体

C　[原核细胞和真核细胞最主要的区别是原核细胞没有成形的细胞核，细菌没有成形的细胞核，因此属于原核生物，故C项正确；细菌细胞体积小、为单细胞、没有线粒体均不是细菌被归为原核生物的原因，故A、B、D项错误。]

4．如图为细菌和蓝细菌的结构图，据图回答下列问题：

(1)图A、图B分别为________________，它们共有的细胞器为________________。其中能进行光合作用的是________________，原因是其具有

______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(2)图A、图B与酵母菌细胞相比最主要的特点是_____________________

_______________________________________________________________。

(3)病毒与图A细胞都具有的物质为________________、________________。

解析：(1)图中A是蓝细菌，B是细菌，细菌和蓝细菌都属于原核生物，原核细胞内只有核糖体一种细胞器。其中能进行光合作用的是蓝细菌，原因是其具有光合色素。(2)细菌、蓝细菌和酵母菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和含有DNA分子的区域，但细菌和蓝细菌都没有核膜包被的细胞核，酵母菌是真核生物，有成形的细胞核。真核细胞与原核细胞最主要的区别是有无以核膜包被的细胞核。(3)病毒没有细胞结构，其成分是蛋白质与核酸；蓝细菌具有细胞结构，含有多种成分复杂的化合物，两者都具有蛋白质与核酸。

答案：(1)蓝细菌和细菌　核糖体　蓝细菌(或A)　光合色素　(2)无核膜包被的细胞核　(3)核酸(或遗传物质)蛋白质