原核細胞和真核細胞

原核細胞 procaryotic cell

細胞內無真正的細胞核或沒有定形的核，但細胞中央含有核物質（環狀DNA分子），通常呈顆粒狀或網狀，沒有核膜和核仁，具有核的功能。

指沒有核膜而只有一個構成核樣體的染色體且不進行有絲分裂的細胞。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、線粒體等細胞器的分化。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，只有原核或擬核，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，沒有組蛋白與之結合無核仁，缺乏核膜。外層原生質中有70 S核糖體與中間體，缺乏高爾基體、內質網、線粒體和中心體等。轉錄和轉譯同時進行，四周質膜內含有呼吸酶。無有絲分裂和減數分裂，脫氧核糖核酸複製后，細胞隨即分裂為二。

真核細胞 eukaryotic cell

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。在細胞質內膜系統很發達，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。

原核細胞的形狀常與細胞外沉積物（如細胞壁）有關，如細菌細胞呈棒形，球形，弧形、螺旋形等不同形狀。單細胞的動物或植物形狀更複雜一些，如草履蟲像鞋底狀，眼蟲呈梭形且帶有長鞭毛，鐘形蟲呈袋狀。

一般說來，真核細胞的體積大於原核細胞，卵細胞大於體細胞。

原核細胞與真核細胞是細胞的一種分類。根據結構的不同，細胞劃分為兩大類：原核細胞和真核細胞。原核細胞結構比較簡單，由細胞壁、細胞膜、細胞質和核區組成；核區只是一團核物質，外面沒有界膜，不是一個成形的細胞核，但有一個環狀DNA分子，它與RNA、酶等組成遺傳信息的轉錄與翻譯系統；細胞質中也沒有細胞器。兩者的主要區別是原核細胞沒有成形的細胞核，只有擬核，細胞器只有核糖體，分裂方法是無絲分裂，一般都有細胞壁。包括細菌、藍藻類、衣原體、支原體等。大部分的細胞都是真核細胞。真核細胞有成形的細胞核，多種細胞器，進行有絲分裂。

細菌和藍藻是原核細胞。而除細菌和藍藻之外的所有單細胞和多細胞的動植物，都由真核細胞組成。真核細胞比原核細胞大，結構複雜，由細胞膜(植物細胞還有細胞壁)、細胞質和完整的細胞核組成，核內有核仁、核液和染色體，有更完善的遺傳信息的轉錄與翻譯系統，細胞質中有各種細胞器。

細胞起源於非細胞形態的原始生命，隨著環境的變化演變為原始細胞形態，之後又發展進化為原核細胞和真核細胞。當原始地球上出現非細胞形態的原始生命時，大氣中是缺乏氧氣的，因此非細胞形態的原始生命是在不需要氧、自己不能製造食物而靠外界來源的異養條件下生存的。在以後的長期演化過程中，原始生命的內部結構逐漸複雜起來，特別重要的是原始生命的界膜演化成了細胞膜，從而形成了原始細胞形態。

原始細胞形態生命的構成還不完善，只有核酸和蛋白質以及簡單的酶系，還沒有細胞核。經過幾億年，隨著原始海洋中有機物大部分被消耗掉，同時，太陽光中的紫外線使水分解而產生了氧，原始細胞形態的生命逐漸從厭氧狀態演化成為好氧的細胞。之後，原始細胞中也產生了色素(卟啉)，這種色素可利用太陽光的能量合成有機物，即具備了原始的光合作用能力，自己製造食物，原始細胞形態的生命逐漸演化成為自養的細胞；光合作用產生了氧氣，使大氣中氧氣的濃度不斷增加，使需氧的細胞利用氧氣來進行呼吸、獲得能量，隨著獲得的能量的不斷增加，細胞的演化進一步走向高級階段，細胞的物質和結構進一步完善。再經過漫長的年代，漸漸發展成為原核細胞和真核細胞。

運用物理學及物理化學原理對生命體進行研究分析時發現，熱力學理論可以闡明許多生命現象的機理。熱力學第二定律用“熵”函數來衡量一個系統的均勻程度，熵越大系統越均勻。由熱力學理論可以看出，一個與外界沒有物質和能量交換的孤立系統，運動的結果是使其熵增加。而生命系統則是一種與外界不斷進行物質及能量交換的開放系統，這種系統運動的結果將使其熵處於比外界環境低的水平，從而能夠維持自身結構的有序性，並達到一個平衡的狀態。生命體的有序性在細胞層次上表現為具有嚴密的結構，以及有規律的新陳代謝和自我的複製。

當外界環境條件發生改變時，一個處於平衡狀態的開放系統的平衡狀態會被改變。生命體通過與外界環境繼續不斷的物質及能量交換，使其達到一種在時間、空間或功能上新的平衡及有序狀態。這種新的有序狀態是自發形成的，是一種自組織過程。生命體以及作為生命起源與進化基本單位的細胞，是一種典型的自組織系統。生命系統中熵的減少過程，是一種自組織過程。在進化過程中，人類高度發達的大腦與環境相互作用改變自身以適應環境，也是一種自組織過程，生命體在適應環境變化的過程中使自身結構趨於完善，同樣是一種自組織過程。

在生命的起源和進化過程中，正是通過這種自組織過程，以不斷適應環境的變化，完善自身的結構，形成空間上特定的有序性。譬如，在化學進化階段，有機分子形成后，將繼續受到物理定律的影響，由於熱力學的作用，通過自組織使分子結構趨向於某種穩定狀態，從而形成了各種鏈、環、螺旋和摺疊，出現特有的生物活性，進而形成相互關聯的多分子體系。在原始生命出現后，正是通過這種自組織過程不斷完善自身結構，由非細胞形態形成原始細胞形態，並最終發展成具有完善結構的原核細胞及真核細胞。

在現有的生物中，人們發現了一種被稱之為細胞重建的現象。科研人員發現，一種甲殼類動物中間性豐年蟲在發生性轉變時，生殖細胞也同時發生性的轉變。而生殖細胞的轉變過程中，是一個伴隨著老細胞的解體和新細胞形成的過程，卵母細胞中新形成的細胞並不是由母細胞分裂來的，而是以母細胞細胞質中的卵黃顆粒為物質材料經由自組織過程完全重新建立起來的。

原核基因表達調控與真核存在很多共同之處。

但因原核生物沒有細胞核，亞細胞結構及其基因組結構要比真核簡單得多。

1、原核基因轉錄調節特點

⑴σ因子識別特異啟動序列，不同的σ因子決定特異基因的轉錄激活，決定mRNA，rRNA和tRNA基因的轉錄.

⑵除個別基因外，原核生物絕大多數基因按功能相關性成簇的串聯、密集於染色體上，共同組成一個轉錄單位——操縱子。一個操縱子只含一個啟動序列及數個可轉錄的編碼基因。

2.真核細胞結構及基因組結構遠比原核複雜，其基因表達調控機制發生在染色體活化、基因轉錄激活、轉錄后加工、翻譯及翻譯后加工等水平的調節事件也要複雜的多。