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摘要:本文从进行有氧呼吸和光合作用的生物膜结构演变过程出发,提出了关于膜结构进化共性的假说。
关键词:生物膜;进化;共性
【中图分类号】Q731 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879(2017)23-0011-01
我们知道,有氧呼吸第三阶段需要一层膜,在膜上存在大量酶催化反应进行。在原核生物中这层膜是細胞膜,在真核生物中这层膜是线粒体内膜。我们还知道,光合作用的光反应阶段也需要一层膜,同样在这层膜上也有大量酶催化反应进行。在原核生物中这层膜还是细胞膜,在真核生物中这层膜是类囊体膜。
我们知道,线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所,而叶绿体则是真核细胞进行光合作用的场所。马古利斯提出了内共生假说:真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原核细胞和能进行光合作用的原核细胞,保留了其大部分功能,使被吞噬的原核细胞经过一系列变化形成了线粒体和叶绿体。这个假说已经被普遍接受。在原核细胞被吞噬后,它们在真核细胞内经过了一系列变化,最终形成了如今的结构:线粒体由原核阶段的膜平整到内褶形成嵴,叶绿体则由原核阶段的膜内褶(我们称之为光合片层)回复平整,原核阶段的内褶脱离膜形成大量小型囊,这些小型囊我们称之为类囊体。
研究表明,同样是有氧呼吸,真核细胞中线粒体的催化反应进行能力强于能进行有氧呼吸的原核生物细胞膜的催化能力;同样是光合作用,真核细胞中叶绿体类囊体的催化能力也强于能进行光合作用的原核细胞光合片层的催化能力。还有研究表明,这两个催化能力的差异出现自膜表面积的不同。膜表面积越大,膜上附着的酶越多,催化能力就越强。
我猜测:所有膜结构的进化路径相同,即在进化的过程中,所有膜都要经过形态相似的一系列演变步骤。例如,线粒体内褶的内膜与进行光合作用的原核细胞(如蓝藻)的光合片层形状相似,其原因便是它们在膜结构方面的进化程度相近。进一步综合起来看:在不同的膜结构上催化能力不同,催化能力从低到高依次为平整一内褶一大量小型囊。
在此基础上我提出了进一步的假说:所有膜结构的进化路径相同,即在进化的过程中,所有膜都要经过形态相似的一系列演变步骤。已知的演变步骤先后次序依次为:平整→内褶→大量小型囊。未来是否会从大量小型囊发展为别的更复杂结构,我们尚未可知。
参考文献
[1]Lynn Margulis,《真核细胞的起源》,1970
关键词:生物膜;进化;共性
【中图分类号】Q731 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879(2017)23-0011-01
我们知道,有氧呼吸第三阶段需要一层膜,在膜上存在大量酶催化反应进行。在原核生物中这层膜是細胞膜,在真核生物中这层膜是线粒体内膜。我们还知道,光合作用的光反应阶段也需要一层膜,同样在这层膜上也有大量酶催化反应进行。在原核生物中这层膜还是细胞膜,在真核生物中这层膜是类囊体膜。
我们知道,线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所,而叶绿体则是真核细胞进行光合作用的场所。马古利斯提出了内共生假说:真核细胞吞噬了能进行有氧呼吸的原核细胞和能进行光合作用的原核细胞,保留了其大部分功能,使被吞噬的原核细胞经过一系列变化形成了线粒体和叶绿体。这个假说已经被普遍接受。在原核细胞被吞噬后,它们在真核细胞内经过了一系列变化,最终形成了如今的结构:线粒体由原核阶段的膜平整到内褶形成嵴,叶绿体则由原核阶段的膜内褶(我们称之为光合片层)回复平整,原核阶段的内褶脱离膜形成大量小型囊,这些小型囊我们称之为类囊体。
研究表明,同样是有氧呼吸,真核细胞中线粒体的催化反应进行能力强于能进行有氧呼吸的原核生物细胞膜的催化能力;同样是光合作用,真核细胞中叶绿体类囊体的催化能力也强于能进行光合作用的原核细胞光合片层的催化能力。还有研究表明,这两个催化能力的差异出现自膜表面积的不同。膜表面积越大,膜上附着的酶越多,催化能力就越强。
我猜测:所有膜结构的进化路径相同,即在进化的过程中,所有膜都要经过形态相似的一系列演变步骤。例如,线粒体内褶的内膜与进行光合作用的原核细胞(如蓝藻)的光合片层形状相似,其原因便是它们在膜结构方面的进化程度相近。进一步综合起来看:在不同的膜结构上催化能力不同,催化能力从低到高依次为平整一内褶一大量小型囊。
在此基础上我提出了进一步的假说:所有膜结构的进化路径相同,即在进化的过程中,所有膜都要经过形态相似的一系列演变步骤。已知的演变步骤先后次序依次为:平整→内褶→大量小型囊。未来是否会从大量小型囊发展为别的更复杂结构,我们尚未可知。
参考文献
[1]Lynn Margulis,《真核细胞的起源》,1970