★細胞與生命起源

細胞的發現及研究史

絕大多數細胞都非常微小，超出人的視力極限，觀察細胞必須用顯微鏡。

1677年列文·虎克用自己製造的簡單顯微鏡觀察到動物的“精蟲”時，並不知道這是一個細胞。

1665年羅伯特·胡克提出細胞在觀察軟木塞的切片時看到軟木中含有一個個小室而以之命名的。其實這些小室並不是活的結構，而是細胞壁所構成的空隙，但細胞這個名詞就此被沿用下來。

1827年貝爾發現哺乳類的卵子，才開始對細胞本身進行認真的觀察。

對於研究細胞起了巨大推動作用的是德國生物學家施萊登和施旺。

1838年施萊登描述了細胞是在一種粘液狀的母質中，經過一種像是結晶樣的過程產生的，並且把植物看作細胞的共同體。在他的啟發下施旺堅信動、植物都是由細胞構成的，並指出二者在結構和生長中的一致性。

1867年德國植物學家霍夫邁斯特對植物，施奈德1873年對動物，分別比較詳細地敘述了間接分裂；德國細胞學家弗勒明1882年在發現了染色體的縱分裂之後提出了有絲分裂這一名稱以代替間接分裂，霍伊澤爾描述了在間接分裂時的染色體分布；在他之後，施特拉斯布格把有絲分裂劃分為直到現在還通用的前期、中期、後期、末期；他和其他學者還在植物中觀察到減數分裂，經過進一步研究終於區別出單倍體和雙倍體染色體數目。

與此同時，捷克動物生理學家浦肯野提出原生質的概念；德國動物學家西博爾德斷定原生動物都是單細胞的。德國病理學家菲爾肖在研究結締組織的基礎上提出“一切細胞來自細胞”的名言，並且創立了細胞病理學。

從19世紀中期到20世紀初，關於細胞結構尤其是細胞核的研究，有了長足的進展。

1875年德國植物學家施特拉斯布格首先敘述了植物細胞中的著色物體，而且斷定同種植物各自有一定數目的著色物體；1880年巴拉涅茨基描述了著色物體的螺旋狀結構，翌年普菲茨納發現了染色粒。

1888年瓦爾代爾才把核中的著色物體正式命名為染色體。

1891年德國學者亨金在昆蟲的精細胞中觀察到x染色體。

1902年史蒂文斯、威爾遜等發現了Y染色體。

1900年重新發現孟德爾的研究成就後，遺傳學研究有力地推動了細胞學的進展。美國遺傳學家和胚胎學家摩爾根研究果蠅的遺傳，發現偶爾出現的白眼個體總是雄性；結合已有的、關於性染色體的知識，解釋了白眼雄性的出現，開始從細胞解釋遺傳現象，遺傳因子可能位於染色體上。細胞學和遺傳學聯係起來，從遺傳學得到定量的和生理的概念，從細胞學得到定性的、物質的和敘述的概念，逐步產生出細胞遺傳學。

此外，發現了輻射現象、溫度能夠引起果蠅突變之後，因突變的頻率很高更有利於染色體的實驗研究。輻射之後引起的各種突變，包括基因的移位、倒位及缺失等都在染色體中找到依據。利用突變型與野生型雜交，並且對其後代進行統計處理可以推算出染色體的基因排列圖。廣泛開展的性染色體形態的研究，也為雌雄性別的決定找到細胞學的基礎。

20世紀40年代後，電子顯微鏡得到廣泛使用，標本的包埋、切片一套技術逐漸完善，才有了很大改變。

開始逐漸開展了從生化方麵研究細胞各部分的功能的工作，產生了生化細胞學。

定義概要

細胞：是生命活動的基本單位，一切有機體(除病毒外)都由細胞構成，細胞是構成有機體的基本單位。

(1)細胞具有獨立的、有序的自控代謝體係，是代謝與功能的基本單位。

(2)細胞是有機體生長與發育的基礎。

(3)細胞是遺傳的基本結構單位，細胞具有遺傳的全能性。

(4)沒有細胞就沒有完整的生命(病毒必須寄居在活體內)。

(5)除病毒以外，其他生物都是細胞構成的。

細胞的定義

細胞是由膜包圍著含有細胞核(或擬核)的原生質所組成，是生物體的結構和功能的基本單位，也是生命活動的基本單位。細胞能夠通過分裂而增殖，是生物體個體發育和係統發育的基礎。細胞或是獨立的作為生命單位，或是多個細胞組成細胞群體、組織、器官，進而各部分相互作用、相互配合，具有一定的結構及功能，形成係統和個體(動物，主要為人體)。

細胞還能夠進行分裂和繁殖；細胞是遺傳的基本單位，並具有遺傳的全能性(但在基因的表達上，具有選擇性)。細胞內有成形細胞核的是真核生物(並不是細胞的任何時期都具有成形核)，反之，則是原核生物(無成形核，但有擬核，或叫核區)。

細胞定義的新思考

除病毒外的所有生物，都由細胞構成。自然界中既有單細胞生物，也有多細胞生物。細胞是生物體基本的結構和功能單位。細胞是生物界中，不可缺的一部分。

細胞是生命的基本單位，細胞的特殊性決定了個體的特殊性，因此，對細胞的深入研究是揭開生命奧秘、改造生命和征服疾病的關鍵。細胞生物學已經成為當代生物科學中發展最快的一門尖端學科，是生物、農學、醫學、畜牧、水產和許多生物相關專業的一門必修課程。50年代以來諾貝爾生理與醫學獎大都授予了從事細胞生物學研究的科學家。

細胞的基本共性

(1)所有的細胞表麵均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質及核糖構成的生物膜，即細胞膜。

(2)所有的細胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA。

(3)作為遺傳信息複製與轉錄的載體。

(4)作為蛋白質合成的機器一核糖體，毫無例外地存在於一切細胞內。

(5)所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。

細胞的基本結構

在光學顯微鏡下觀察植物的細胞，可以看到它的結構分為下列4個部分。

顯微鏡下的細胞：

1．細胞壁

位於植物細胞的最外層，是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素和果膠組成的，孔隙較大，物質分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。

2．細胞膜

細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜，叫做細胞膜。這層由蛋白質分子和磷脂雙層分子組成的薄膜，水和氧氣等小分子物質能夠自由通過，而某些離子和大分子物質則不能自由通過，因此，它除了起著保護細胞內部的作用以外，還具有控製物質進出細胞的作用：既不讓有用物質任意地滲出細胞，也不讓有害物質輕易地進入細胞。

細胞膜在光學顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察，可以知道細胞膜主要由蛋白質分子和脂類分子構成。在細胞膜的中間，是磷脂雙分子層，這是細胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側和內側，有許多球形的蛋白質分子，它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中，或者覆蓋在磷脂分子層的表麵。這些磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的，可以說，細胞膜具有一定的流動性。細胞膜的這種結構特點，對於它完成各種生理功能是非常重要的。

細胞膜的基本結構：(1)脂雙層：磷脂、膽固醇、糖脂，每個動物細胞質膜上約有109個脂分子，即每平方微米的質膜上約有5×106個脂分子。(2)膜蛋白：分內在蛋白和外在蛋白兩種。內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合，兩端帶有極性，貫穿膜的內外；外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上，或結合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表麵抗原。(3)膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂。

細胞膜的特性： (1)結構特性：以凝脂雙分子層作為基本骨架——流動性；(2)功能特性：載體蛋白在一定程度上決定了細胞內生命活動的豐富程度——選擇透過性。

3．細胞質

細胞膜包著的黏稠透明的物質，叫做細胞質。在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒，這些顆粒多數具有一定的結構和功能，類似生物體的各種器官，因此叫做細胞器。例如，在綠色植物的葉肉細胞中，能看到許多綠色的顆粒，這就是一種細胞器，叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的。在細胞質中，往往還能看到一個或幾個液泡，其中充滿著**，叫做細胞液。在成熟的植物細胞中，液泡合並為一個中央大液泡，其體積占去整個細胞的大半。

細胞質不是凝固靜止的，而是緩緩地運動著的。在隻具有一個中央液泡的細胞內，細胞質往往圍繞液泡循環流動，這樣便促進了細胞內物質的轉運，也加強了細胞器之間的相互聯係。細胞質運動是一種消耗能量的生命現象。細胞的生命活動越旺盛，細胞質流動越快，反之，則越慢。細胞死亡後，其細胞質的流動也就停止了。

除葉綠體外，植物細胞中還有一些細胞器，它們具有不同的結構，執行著不同的功能，共同完成細胞的生命活動。這些細胞器的結構需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細胞結構稱為亞顯微結構。

(1)線粒體。呈線狀、粒狀，故名線粒體。在線粒體上，有很多種與呼吸作用有關的顆粒，即多種呼吸酶。它是細胞進行呼吸作用的場所，通過呼吸作用，將有機物氧化分解，並釋放能量，供細胞的生命活動所需，所以有人稱線粒體為細胞的“發電站”或“動力工廠”。

(2)葉綠體。葉綠體是綠色植物細胞中重要的細胞器，其主要功能是進行光合作用。葉綠體由雙層膜、基粒(類囊體)和基質3部分構成。類囊體是一種扁平的小囊狀結構，在類囊體薄膜上，有進行光合作用必需的色素和酶。許多類囊體疊合而成基粒。基粒之間充滿著基質，其中含有與光合作用有關的酶。基質中還含有DNA。

(3)內質網。內質網是細胞質中由膜構成的網狀管道係統廣泛的分布在細胞質基質內。它與細胞膜及核膜相通連，對細胞內蛋白質及脂質等物質的合成和運輸起著重要作用。

內質網有兩種：一種是表麵光滑的是滑麵內質網，主要與脂質的合成有關；另一種是上麵附著許多小顆粒狀的，是粗麵內質網，與蛋白質的合成有關。內質網增大了細胞內的膜麵積，膜上附著著許多酶，為細胞內各種化學反應的正常進行提供了有利條件。

(4)高爾基體。高爾基體普遍存在於植物細胞和動物細胞中。一般認為，細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關，高爾基體本身沒有合成蛋白質的功能，但可以對蛋白質進行加工和運轉。植物細胞分裂時，高爾基體與細胞壁的形成有關(赤道板周圍有特別多的高爾基體，以便合成纖維素及果膠)。

(5)核糖體。核糖體是橢球形的粒狀小體，有些附著在內質網膜的外表麵(供給膜上及膜外蛋白質)，有些遊離在細胞質基質中(供給膜內蛋白質，不經過高爾基體，直接在細胞質基質內的酶的作用下形成空間構形)，是合成蛋白質的重要基地。

(6)中心體。中心體存在於動物細胞和某些低等植物細胞中，因為它的位置靠近細胞核，所以叫中心體。每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質組成。動物細胞的中心體與有絲分裂有密切關係。

(7)液泡。液泡是植物細胞中的泡狀結構。成熟的植物細胞中的液泡很大，可占整個細胞體積的90％。液泡的表麵有液泡膜。液泡內有細胞液，其中含有糖類、無機鹽、色素和蛋白質等物質，可以達到很高的濃度。因此，它對細胞內的環境起著調節作用，可以使細胞保持一定的滲透壓，保持膨脹的狀態。動物細胞也同樣有小液泡。

(8)溶酶體。溶酶體是細胞內具有單層膜囊狀結構的細胞器。其內含有很多種水解酶類，能夠分解很多物質。

4．細胞核

細胞質裏含有一個近似球形的細胞核，是由更加黏稠的物質構成的。細胞核通常位於細胞的中央，成熟的植物細胞的細胞核，往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣。細胞核中有一種物質，易被洋紅、蘇木精、甲基綠等堿性染料染成深色，叫做染色質。生物體用於傳宗接代的物質即遺傳物質，就在染色質上。當細胞進行有絲分裂時，染色質就變化成染色體。

多數細胞隻有一個細胞核，有些細胞含有2個或多個細胞核，如肌細胞、肝細胞等。細胞核可分為核膜、染色質、核液和核仁4部分。核膜與內質網相通連，染色質位於核膜與核仁之間。染色質主要由蛋白質和DNA組成。DNA是一種有機物大分子，又叫脫氧核糖核酸，是生物的遺傳物質。在有絲分裂時，染色體複製，DNA也隨之複製為2份，平均分配到2個子細胞中，使得後代細胞染色體數目恒定，從而保證了後代遺傳特性的穩定。還有RNA，RNA是DNA在複製時形成的單鏈，它傳遞信息，控製合成蛋白質，其中有轉移核糖核酸(tRNA)、信使核糖核酸(mRNA)和核糖體核糖核酸(rRNA)。

5．細胞骨架

細胞骨架是指真核細胞中蛋白纖維的網絡結構。

細胞骨架由位於細胞質中的微絲、微管和中間纖維構成。微絲確定細胞表麵特征，使細胞能夠運動和收縮。微管確定膜性細胞器的位置和作為膜泡運輸的軌道。中間纖維使細胞具有張力和抗剪切力。

細胞骨架不僅在維持細胞形態、承受外力、保持細胞內部結構有序性方麵起重要作用，而且還參與許多重要的生命活動，如：在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離；在細胞物質運輸中，各類小液泡和細胞器可沿著細胞骨架定向運轉。

細胞骨架在20世紀60年代後期才被發現。主要因為早期電鏡製樣采用低溫(0℃～4℃)固定，而細胞骨架會在低溫下解聚。知道采用戊二醛常溫固定，人們才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。

細胞的重要性

細胞學是研究細胞結構和功能的生物學分支學科。

細胞是組成有機體的形態和功能的基本單位，自身又是由許多部分構成的。所以關於細胞結構的研究不僅要知道它是由哪些部分構成的，而且要進一步搞清每個部分的組成。相應地，關於功能不僅要知道細胞作為一個整體的功能，而且要了解各個部分在功能上的相互關係。

有機體的生理功能和一切生命現象都是以細胞為基礎表達的。因此，不論對有機體的遺傳、發育以及生理機能的了解，還是對於作為醫療基礎的病理學、藥理學等以及農業的育種等，細胞學都至關重要。

動物細胞與植物細胞比較

動物細胞與植物細胞相比較，具有很多相似的地方，如動物細胞也具有細胞膜、細胞質、細胞核等結構。但是動物細胞與植物細胞又有一些重要的區別，如動物細胞的最外麵是細胞膜，沒有細胞壁；動物細胞的細胞質中不含葉綠體，也不形成中央液泡。

總之，不論是植物還是動物，都是由細胞構成的。細胞是生物體結構和功能的基本單位。

細胞的化學成分

組成細胞的基本元素是：O、C、H、N、si、K、Ca、P、Mg，其中O、C、H、N四種元素占90％以上。細胞化學物質可分為兩大類：無機物和有機物。在無機物中水是最主要的成分，約占細胞物質總含量的75％～80％。

1．水是原生質最基本的物質

細胞水在細胞中不僅含量最大，而且由於它具有一些特有的物理化學屬性，使其在生命起源和形成細胞有序結構方麵起著關鍵的作用。可以說，沒有水，就不會有生命。水在細胞中以兩種形式存在：一種是遊離水，約占95％；另一種是結合水，通過氫鍵或其他鍵同蛋白質結合，約占4％～5％。隨著細胞的生長和衰老，細胞的含水量逐漸下降，但是活細胞的含水量不會低於75％。

水在細胞中的主要作用是，溶解無機物、調節溫度、參加酶反應、參與物質代謝和形成細胞有序結構。水之所以具有這麽多的重要功能是和水的特有屬性分不開的。

(1)水分子是偶極子。從化學結構上看，水分子似乎很簡單，僅是由2個氫原子和1個氧原子構成(H：O)。然而水分子中的電荷分布是不對稱的，一側顯正電性，另一側顯負電性，從而表現出電極性，是一個典型的偶極子。正由於水分子具有這一特性，它既可以同蛋白質中的正電荷結合，也可以同負電荷結合。蛋白質中每一個氨基酸平均可結合2．6個水分子。

由於水分子具有極性，產生靜電作用，因而它是一些離子物質(如無機鹽)的良好溶劑。

(2)水分子間可形成氫鍵。由於水分子是偶極子，因而在水分子之間和水分子與其他極性分子間可建立弱作用力的氫鍵。在水中每一氧原子可與另兩個水分子的氫原子形成兩個氫鍵。氫鍵作用力很弱，因此分子間的氫鍵經常處於斷開和重建的過程中。

(3)水分子可解離為離子。水分子可解離為氫氧離子(OH\＋-)和氫離子(H\＋+)。在標準狀況下總有少量水分子解離為離子，大約有107mol／L水分子解離，相當於每109個水分子中就有2個解離。但是水分子的電解並不穩定，總是處於分子與離子相互轉化的動態平衡之中。

2．無機鹽

細胞中無機鹽的含量很少，約占細胞總重的l％。鹽在細胞中解離為離子，離子的濃度除了具有調節滲透壓和維持酸堿平衡的作用外，還有許多重要的作用。

主要的陰離子有Cl\＋-、PO\＋-\－4和HCO\＋-\－3，其中磷酸根離子在細胞代謝活動中最為重要：①在各類細胞的能量代謝中起著關鍵作用；②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的組成成分；③調節酸堿平衡，對血液和組織液PH起緩衝作用。

主要的陽離子有：Na\＋+、K\＋+、Ca\＋、Mg2\＋、Fe\＋、Fe\＋、Mn\＋、Cu\＋、Co\＋、Mo\＋。細胞的有機分子

細胞中有機物達幾千種之多，約占細胞幹重的90％以上，它們主要由碳、氫、氧、氮等元素組成。有機物中主要由4大類分子所組成，即蛋白質、核酸、脂類和糖，這些分子約占細胞幹重的90％以上。

1．蛋白質

在生命活動中，蛋白質是一類極為重要的大分子，幾乎各種生命活動無不與蛋白質的存在有關。蛋白質不僅是細胞的主要結構成分，而且更重要的是，生物專有的催化劑——酶是蛋白質，因此細胞的代謝活動離不開蛋白質。一個細胞中約含有104種蛋白質，分子的數量達1011個。

2．核酸

核酸是生物遺傳信息的載體分子，所有生物均含有核酸。核酸是由核苷酸單體聚合而成的大分子。核酸可分為核糖核酸RNA和脫氧核糖核酸兩大類DNA。當溫度上升到一定高度時，DNA雙鏈即解離為單鏈，稱為變性(denaturation)或熔解(melting)，這一溫度稱為熔解溫度(meltingtemperature，Tm)。堿基組成不同的DNA，熔解溫度不一樣，含G-C對(3條氫鍵)多的DNA，Tm高；含A-T對(2條氫鍵)多的，Tm低。當溫度下降到一定溫度以下，變性DNA的互補單鏈又可通過在配對堿基間形成氫鍵，恢複DNA的雙螺旋結構，這一過程稱為複性(renaturation)或退火(annealing)。

DNA有3種主要構象。

(1)B-DNA：為Watson&Click提出的右手螺旋模型，每圈螺旋10個堿基，螺旋扭角為36°，螺距34A，每個堿基對的螺旋上升值為3．4A，堿基傾角為-2°。

(2)A-DNA：為右手螺旋，每圈螺旋10．9個堿基，螺旋扭角為33°，螺距32A，每個堿基對的螺旋上升值為2．9A，堿基傾角為13°。

(3)z-DNA：為左手螺旋，每圈螺旋12個堿基，螺旋扭角為一51°(G-C)和-9°(C-G)，螺距46A，每個堿基對的螺旋上升值為3．5A(G-C)和4．1A(C-G)，堿基傾角為9°。

3．糖類

細胞中的糖類既有單糖，也有多糖。細胞中的單糖是作為能源以及與糖有關的化合物的原料存在。重要的單糖為五碳糖(戊糖)和六碳糖(己糖)，其中最主要的五碳糖為核糖，最重要的六碳糖為葡萄糖。葡萄糖不僅是能量代謝的關鍵單糖，而且是構成多糖的主要單體。

多糖在細胞結構成分中占有主要的地位。細胞中的多糖基本上可分為兩類：一類是營養儲備多糖；另一類是結構多糖。作為食物儲備的多糖主要有兩種，在植物細胞中為澱粉(starch)，在動物細胞中為糖元(glycogen)。在真核細胞中結構多糖主要有纖維素(cellulose)和幾丁質(chitin)。

4．脂類

脂類包括：脂肪酸、中性脂肪、類固醇、蠟、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、類胡蘿卜素等。脂類化合物難溶於水，而易溶於非極性有機溶劑。

(1)中性脂肪(neutralfat)。

1)甘油酯：它是脂肪酸的羧基同甘油的羥基結合形成的甘油三酯(triglyc—eride)。甘油酯是動物和植物體內脂肪的主要貯存形式。當體內碳水化合物、蛋白質或脂類過剩時，即可轉變成甘油酯貯存起來。甘油酯為能源物質，氧化時可比糖或蛋白質釋放出高2倍的能量。營養缺乏時，就要動用甘油酯提供能量。

2)蠟：脂肪酸同長鏈脂肪族一元醇或固醇酯化形成蠟(如蜂蠟)。蠟的碳氫鏈很長，熔點要高於甘油酯。細胞中不含蠟質，但有的細胞可分泌蠟質。如：植物表皮細胞分泌的蠟膜；同翅目昆蟲的蠟腺、如高等動物外耳道的耵聹腺。

(2)磷脂。

磷脂對細胞的結構和代謝至關重要，它是構成生物膜的基本成分，也是許多代謝途徑的參與者。分為甘油磷脂和鞘磷脂兩大類。

(3)糖脂。

糖脂也是構成細胞膜的成分，與細胞的識別和表麵抗原性有關。

(4)萜類和類固醇類。

這兩類化合物都是異戊二烯(isoptene)的衍生物，都不含脂肪酸。

生物中主要的萜類化合物有胡蘿卜素和維生素A、E、K等。還有一種多萜醇磷酸酯，它是細胞質中糖基轉移酶的載體。

類固醇類(steroids)化合物又稱甾類化合物，其中膽固醇是構成膜的成分。另一些甾類化合物是激素類，如雌性激素、雄性激素、腎上腺激素等。

酶與生物催化劑

1．酶

細胞酶是蛋白質性的催化劑，主要作用是降低化學反應的活化能，增加了反應物分子越過活化能屏障和完成反應的概率。酶的作用機製是，在反應中酶與底物暫時結合，形成了酶一底物活化複合物。這種複合物對活化能的需求量低，因而在單位時間內複合物分子越過活化能屏障的數量就比單純分子要多。反應完成後，酶分子迅即從酶——底物複合物中解脫出來。

酶的主要特點是：具有高效催化能力、高度特異性和可調性；要求適宜的PH和溫度；隻催化熱力學允許的反應，對正負反應的均具有催化能力，實質上是能加速反應達到平衡的速度。

某些酶需要有一種非蛋白質性的輔因子(cofactor)結合才能具有活性。輔因子可以是一種複雜的有機分子，也可以是一種金屬離子，或者二者兼有。完全的蛋白質——輔因子複合物稱為全酶(holoenzyme)。全酶去掉輔因子，剩下的蛋白質部分稱為脫輔基酶蛋白(apoenzyme)。

2．RNA催化劑

T·Cech1982發現四膜蟲(Tetrahymena)RNA的前體物能在沒有任何蛋白質參與下進行自我加工，產生成熟的RNA產物。這種加工方式稱為自我剪接(selfsplicing)。後來又發現，這種剪下來的RNA內含子序列像酶一樣，也具有催化活性。此RNA序列長約400個核苷酸，可褶疊成表麵複雜的結構。它也能與另一RNA分子結合，將其在一定位點切割開，因而將這種具有催化活性的RNA序列稱為核酶Ribozyme。後來陸續發現，具有催化活性的RNA不隻存在於四膜蟲，而是普遍存在於原核和真核生物中。一個典型的例子核糖體的肽基轉移酶，過去一直認為催化肽鏈合成的是核糖體中蛋白質的作用，但事實上具有肽基轉移酶活性和催化形成肽鍵的成分是RNA，而不是蛋白質，核糖體中的蛋白質隻起支架作用。

細胞的生命活動

真核細胞

真核細胞指含有真核(被核膜包圍的核)的細胞。其染色體數在一個以上，能進行有絲分裂。還能進行原生質流動和變形運動。而光合作用和氧化磷酸化作用則分別由葉綠體和線粒體進行。除細菌和藍藻植物的細胞以外，所有的動物細胞以及植物細胞都屬於真核細胞。由真核細胞構成的生物稱為真核生物。在真核細胞的核中，DNA與組蛋白等蛋白質共同組成染色體結構，’在核內可看到核仁。在細胞質內膜係統很發達，存在著內質網、高爾基體、線粒體和溶酶體等細胞器，分別行使特異的功能。

真核生物包括我們熟悉的動植物以及微小的原生動物、單細胞海藻、真菌、苔蘚等。真核細胞具有一個或多個由雙膜包裹的細胞核，遺傳物質包含於核中，並以染色體的形式存在。染色體由少量的組蛋白及某些富含精氨酸和賴氨酸的堿性蛋白質構成。真核生物進行有性繁殖，並進行有絲分裂。

原核細胞

原核細胞(pmkaryoticcell)沒有核膜，遺傳物質集中在一個沒有明確界限的低電子密度區，稱為擬核(nucleoid)。DNA為**的環狀分子，通常沒有結合蛋白，環的直徑約為2．5nm，周長約幾十納米。大多數原核生物沒有恒定的內膜係統，核糖體為70S型，原核細胞構成的生物稱為原核生物，均為單細胞生物。

組成原核生物的細胞。這類細胞主要特征是沒有明顯可見的細胞核，同時也沒有核膜和核仁，隻有擬核，進化地位較低。

原核細胞(procaryotic／prokaryoticcell)指沒有核膜且不進行有絲分裂、減數分裂、無絲分裂的細胞。這種細胞不發生原生質流動，觀察不到變形蟲樣運動。鞭毛(flagellum)呈單一的結構。光合作用、氧化磷酸化在細胞膜進行，沒有葉綠體(chloroplast)、線粒體(mitochondrion)等細胞器(organelles)的分化，隻有核糖體。由這種細胞構成的生物，稱為原核生物，它包括所有的細菌和藍藻類。即構成細菌和藍藻等低等生物體的細胞。它沒有真正的細胞核(nucleus)，隻有原核或擬核，所含的一個基因帶(或染色體)，是環狀雙股單一順序的脫氧核糖核酸分子(circularDNA)，沒有組蛋白(histone)與之結合無核仁(nucleolus)，缺乏核膜(nuclearenvelope)。外層原生質中有70S核糖體與中間體，缺乏高爾基體(Golgi)、內質網(E．R.)、線粒體和中心體(centrosomes)等。轉錄和轉譯(transeriptionand translation)同時進行，四周質膜內含有呼吸酶。無有絲分裂(mitosis)和減數分裂(meiosis)，脫氧核糖核酸(DNA)複製後，細胞隨即分裂為二。

古核細胞

古核細胞也稱古細菌(archaebacteria)：是一類很特殊的細菌，多生活在極端的生態環境中。具有原核生物的某些特征，如無核膜及內膜係統；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白質的合成、核糖體對氯黴素不敏感、RNA聚合酶和真核細胞的相似、DNA具有內含子並結合組蛋白；此外還具有既不同於原核細胞也不同於真核細胞的特征，如：細胞膜中的脂類是不可皂化的；細胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質為主，有的含雜多糖，有的類似於肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。

極端嗜熱菌(themophiles)：能生長在90℃以上的高溫環境。如斯坦福大學科學家發現的古細菌，最適生長溫度為100℃，80℃以下即失活，德國的斯梯特(K．Stetter)研究組在意大利海底發現的一族古細菌，能生活在110℃以上高溫中，最適生長溫度為98℃，降至84℃即停止生長；美國的J．A．Baross發現一些從火山口中分離出的細菌可以生活在250℃的環境中。嗜熱菌的營養範圍很廣，多為異養菌，其中許多能將硫氧化以取得能量。

極端嗜鹽菌(extremehalophiles)：生活在高鹽度環境中，鹽度可達25％，如死海和鹽湖中。

極端嗜酸菌(acidophiles)：能生活在PH值為1以下的環境中，往往也是嗜高溫菌，生活在火山地區的酸性熱水中，能氧化硫，硫酸作為代謝產物排出體外。

極端嗜堿菌(alkaliphiles)：多數生活在鹽堿湖或堿湖、堿池中，生活環境PH值可達11．5以上，最適PH值8～10。

產甲烷菌(memanogens)：是嚴格厭氧的生物，能利用CO\－2使H\－2氧化，生成甲烷，同時釋放能量。

CO\－2+4H\－2→CH\－4+2H\－2O+能量

由於古細菌所棲息的環境和地球發生的早期有相似之處，如：高溫、缺氧，而且由於古細菌在結構和代謝上的特殊性，它們可能代表最古老的細菌。它們保持了古老的形態，很早就和其他細菌分手了。所以人們提出將古細菌從原核生物中分出，成為與原核生物即真細菌(eubacteria)、真核生物並列的一類。