原核细胞结构

CIE A-Level 生物学· 第1单元：细胞结构，第3主题· 15 分钟阅读

1. 原核细胞的关键结构★☆☆☆☆⏱ 5 min

原核细胞的大小通常为0.5-5 μm，远小于大多数真核细胞（10-100 μm）。所有原核生物都缺乏膜包被细胞器和细胞核，但共有核心结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、环状主染色体和70S核糖体。许多原核生物还具有额外的可选结构，如荚膜、质粒、鞭毛和菌毛。

📘 定义

原核生物

缺乏膜包被细胞核和任何膜包被细胞器的单细胞生物，主要类群为细菌和古菌。

例:

大肠杆菌（E. coli）是一种常见的肠道细菌，是模式原核生物。

📐 例题

标注细菌原核细胞的四种常见结构，并分别说明每种结构的一项功能。

1
1. 最外层保护层（位于细胞壁外）：
2
名称 = 荚膜。功能 = 保护细胞免于脱水，以及避免被宿主免疫细胞吞噬。
3
1. 独立于主DNA外的小型环状DNA分子：
4
名称 = 质粒。功能 = 携带额外的非必需基因，通常编码抗生素抗性。
5
1. 包含主要遗传物质的区域：
6
名称 = 拟核。功能 = 储存携带所有细胞必需功能基因的主环状染色体。
7
1. 蛋白质合成的场所：
8
名称 = 70S核糖体。功能 = 合成细胞生长和功能所需的所有蛋白质。

Exam tip:

原核细胞图标注是非常常见的简答题，因此请牢记各结构的相对位置。

2. 结构与功能的关系★★☆☆☆⏱ 5 min

每个原核结构都适应其特定功能。由于原核生物缺乏线粒体这类膜包被细胞器，细胞膜承担了许多这类功能，包括光合原核生物的呼吸和光合作用。

细胞壁：防止渗透压裂解，维持细胞形态。细菌的细胞壁由肽聚糖构成。
细胞膜：控制物质进出细胞，作为呼吸作用的场所。
鞭毛：长而坚硬的鞭状结构，使细胞能够运动。
菌毛：短毛发状突起，使细菌附着在表面，并能实现DNA交换（接合）。

📐 例题

解释为什么细胞壁对原核生物在纯水中生存必不可少。

1
1. 相对于原核细胞的细胞质，纯水是低渗溶液，因此水会通过渗透作用进入细胞。
2
1. 随着水进入，细胞体积增大，将细胞膜推向坚硬的细胞壁。
3
1. 无弹性的细胞壁会阻止进一步膨胀，防止细胞破裂。
4
结论：如果没有细胞壁，渗透进入的水会使细胞膜破裂，细胞裂解（死亡）。

3. 原核细胞与真核细胞的比较★★☆☆☆⏱ 5 min

比较原核和真核细胞结构是常见的3-5分考题，因此你需要记住关键区别：

特征	原核细胞	真核细胞
细胞核	无膜包被细胞核，仅存在拟核区	存在膜包被细胞核
细胞壁	几乎都存在，细菌为肽聚糖	仅植物/真菌存在，成分为纤维素/几丁质
核糖体大小	70S（更小）	80S（更大）
膜包被细胞器	无	存在线粒体、内质网、高尔基体
DNA结构	环状、裸露，无组蛋白	线性，与组蛋白结合，位于细胞核内
平均大小	0.5-5 μm	10-100 μm

📐 例题

一名学生在电子显微镜下观察到一个细胞，判断它是原核细胞。哪三个特征可以证实这个判断？

1
1. 该细胞没有膜包被细胞核，DNA游离在细胞质的拟核区中。
2
1. 不存在线粒体或叶绿体这类膜包被细胞器。
3
1. 该细胞仅含有小型70S核糖体，而非更大的80S核糖体。
4
其他有效的特征还包括肽聚糖细胞壁或质粒的存在，这些都是原核生物特有的。

Exam tip:

当被要求进行比较时，一定要同时提及两种细胞，才能在CIE评分标准中获得满分。

4. 常见陷阱

错误做法:

声称原核生物没有核糖体。

原因:

学生将不存在膜包被细胞器错误推广为不存在所有细胞器。核糖体是非膜包被细胞器。

正确做法:

说明原核生物含有负责蛋白质合成的70S核糖体。

错误做法:

将原核生物的DNA区域称为‘细胞核’。

原因:

原核生物没有膜包被细胞核，这个DNA区域的正确术语是拟核。

正确做法:

将主要遗传区域称为拟核，其中含有环状染色体。

错误做法:

认为原核细胞壁由纤维素构成。

原因:

纤维素仅存在于植物细胞壁中。细菌细胞壁由肽聚糖构成。

正确做法:

说明细菌原核细胞壁由肽聚糖构成。

错误做法:

声称所有原核生物都有荚膜。

原因:

荚膜是额外的可选结构，并非所有原核物种都存在。

正确做法:

写明许多原核生物有荚膜，而非全部。

5. 速查表

结构	核心功能	考试要点
拟核	储存主要遗传物质	无膜，环状DNA
质粒	携带额外基因（如抗生素抗性）	独立于主染色体的小型环状DNA
70S核糖体	蛋白质合成的场所	比真核80S核糖体更小
细胞壁	防止渗透压裂解	细菌的成分为肽聚糖
荚膜	保护细胞免受免疫细胞攻击	可选的外层结构
鞭毛	细胞运动	鞭状结构

6. 常见问题

原核生物有核糖体吗？

是的，所有原核生物都含有更小的70S核糖体（对比真核生物的80S核糖体），负责蛋白质合成。

原核细胞和真核细胞的主要区别是什么？

原核细胞缺乏膜包被细胞核和膜包被细胞器，而真核细胞二者都有。

真题中的出现

AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。

2022 · 1
比较原核生物与真核生物的结构
2021 · 2
标注原核细胞图
2023 · 1
说明原核质粒的功能

下一步

原核细胞结构是CIE A-Level生物学的基础知识点，是后续感染与免疫、抗生素抗性、基因工程和细胞分裂单元的基础。你在学习原核生物如何致病、如何繁殖以及如何用于生物技术时，都会用到这里的知识。接下来，你可以学习相关主题，完善你对细胞结构的理解。