关于原核生物的几个易混淆观点之辨析

邓纯臻 隆 平

(四川省攀枝花市第七高级中学校 617005)

1原核细胞有氧呼吸的场所仅是细胞质基质吗

三羧酸循环是一个广泛存在于各种生物体中的重要生物化学反应，在各种好氧微生物中普遍存在。在真核生物中，三羧酸循环反应在线粒体内进行，其中的大多数酶定位于线粒体的基质中；在原核生物中，大多数酶位于细胞质内[1]。因此，有人认为原核生物没有“生物膜系统”，原核生物有氧呼吸的场所就是细胞质基质。但实际上原核生物所具有的膜面积很广阔。以细菌为例，原核生物的细胞膜(质膜)在某些部位会有一定程度的“内陷”形成中膜体，每个细胞内都有一个或数个中膜体，由此大大增加了原核生物的膜面积。细菌的细胞膜含有丰富的酶系，执行许多重要的代谢功能。例如，细胞膜内侧含有电子传递与氧化磷酸化的酶系，具有执行真核细胞线粒体的部分功能。所以，原核细胞具有广阔面积的生物膜，其有氧呼吸的场所是细胞膜及细胞质。

2蓝藻的结构及其光合作用

蓝藻也称蓝绿藻、蓝细菌。包含色球藻纲、段殖体纲和真枝藻纲3纲，常见的有念珠藻、发菜、蓝球藻、颤藻等。在电镜下可见在核区周围的细胞质(通常称周质或色素质)中有许多扁平的膜状光合片层系统，即类囊体 (或称光合片层)。蓝藻的光合色素均存在于类囊体的表面。所以，除了细胞膜外，蓝藻细胞具有较广阔的类囊体膜结构，是其光合作用的场所。现在还发现极少数蓝藻没有类囊体，例如胶菌藻(Glpeobacterbiolaceus)，其光合色素分布在质膜上，由质膜行使光合膜的功能。

有一种观点认为蓝藻的光合色素只有叶绿素和藻蓝素。其实，蓝藻的光合色素分为：叶绿素a、类胡萝卜素(包括β-胡萝卜素和蓝藻黄素、颤藻黄素等几种叶黄素)、藻胆素三类。藻胆素为一类水溶性的光合辅助色素，它是藻蓝素、藻红素和别藻蓝素色素的总称。藻红素主要吸收绿光，藻蓝素主要吸收橙红光。由于藻胆素(生色团)紧密地与蛋白质结合在一起，所以又总称为藻胆蛋白。藻蓝素与蛋白质结合形成藻蓝蛋白，呈蓝色；藻红素与蛋白质结合形成藻红蛋白，呈红色。电镜下可见藻胆蛋白呈细小颗粒状，分布于类囊体的表面，称为藻胆体，其光能传递过程是：光能→藻红素→藻蓝素→别藻蓝素→叶绿素a。由于蓝藻细胞大多呈蓝绿色，故又称蓝绿藻[2]。

3一切光合作用都会产生O2吗

光合作用是指绿色植物利用光能将所吸收的CO2和H2O等无机物合成碳水化合物并放出O2的过程。这里所说的光合作用指的是蓝藻或者绿色植物所进行的光合作用，无机物CO2和H2O是反应物，其产物是碳水化合物以及O2。然而，光合细菌在进行光合作用的过程中并不释放出O2。光合细菌是地球上最早出现的具有原始光能合成体系的原核生物，广泛分布于土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处的光照缺氧区域，如绿硫细菌(Chlorobiumtepidum)、红硫细菌(Rhodospirillummolisch)等。绿硫细菌光合作用的光反应阶段，使用光能运输H2S中的氢原子(一个电子加一个质子)至NADPH中，从而产生碳固定反应所需的强大的还原力。与H2O相比，电子更容易从H2S获取。因为H2S具有更高的氧化还原电位，只需要一个光系统来生产NADPH，而最终的副产物是硫元素而不是O2[3]。

4原核细胞的增殖方式都是二分裂吗

原核生物种类繁多，包括细菌、放线菌、蓝藻、支原体、衣原体和立克次氏体等六种类型。不同类型的原核生物，其繁殖方式会有不同。例如，细菌的繁殖方式可以分为两类：裂殖和芽殖。其中最典型的裂殖是二分裂，绝大多数细菌都采用这种分裂方式进行繁殖；少数细菌如绿硫细菌能够进行三分裂；还有一种寄生于细菌细胞中具有端生单鞭毛的蛭弧菌(Bdellovibrio)能够进行少见的复分裂，一次形成多个弧形子细胞。而放线菌则能够借助分生孢子、孢囊孢子进行孢子繁殖；或者进行菌丝断裂生殖。蓝藻的繁殖方式主要为营养繁殖，包括细胞直接分裂(裂殖)、断裂和形成段殖体(或藻殖段)进行繁殖；少数种类还可形成外生孢子、内生孢子进行无性生殖。另外，支原体能以二分裂和出芽等方式进行繁殖；衣原体和立克次氏体均以二分裂的方式进行繁殖[1]。所以，只能说细菌等原核生物的细胞增殖方式主要为二分裂。