原核生物的有氧呼吸和光合作用原核生物是由原核细胞构成的。主要包括:细菌、蓝藻、原绿藻、放线菌和立克次氏体及衣原体。在原核细胞的原生质体内有1个DNA的区域,称为拟核,拟核没有核膜和核仁的分化,原生质体中只有核糖体而没有其他细胞器。那么,原核细胞是如何进行呼吸作用和光合作用的呢?下面仅就细菌和蓝藻如何进行上述生理过程做一简单分析。1细菌的有氧呼吸众所周知,线粒体是真核生物进行有氧呼吸的主要场所。而细菌是原核生物,其细胞质中没有线粒体,所以,很多同学错误地认为细菌不能进行有氧呼吸。其实,多数细菌是属于好氧性的,即通过有氧呼吸来获得生命活动所需的能量,并且其过程与真核生物基本相同,只不过它的电子传递链位于细胞膜的内表面或中间体(也叫中体)内,中间体是细胞膜内陷形成小泡或细管样结构,内有电子传递链的组成成分——细胞色素。有氧呼吸的过程也首先通过糖酵解,在细胞质中,由1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,然后经三羧酸循环产生5对电子,由质膜内表面的电子传递链传递给最终电子受体氧分子,生成12分子的水和6分子的二氧化碳,总计形成38分子ATP。2蓝藻的光合作用绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体,而蓝藻是原核生物,细胞中无叶绿体。那么,它的光合作用又是怎样进行的呢?原来,蓝藻细胞结构可分为中央质和周质,在周质中有大量的光合片层(也叫类囊体),它相当于组成叶绿体基粒的片层结构,在这种平行折迭的膜结构上,含有叶绿素a、类胡萝卜素和藻胆素以及与光合作用有关的酶。因此,它的光反应和暗反应均在光合片层上进行,即叶绿素等色素分子吸收光能把水光解,放出分子氧,经电子的传递和光合磷酸化,并发生氧化型NADP的还原和ATP的形成,在光合片层上,以氢作为电子受体,发生了二氧化碳的固定和还原,由此合成有机物。可见蓝藻的光合作用机构与高等植物的光合作用大体相同。3细菌的光合作用有些细菌含有光合色素(细菌叶绿素),也能进行光合作用。光合细菌的细胞不存在叶绿体,但具有双层膜的球状颗粒,类似叶绿体的类囊体,另称为载色体。载色体含有细菌叶绿素和类胡萝卜素,能吸收光能和传递光能,进行光合作用,其主要类群有:1)绿硫细菌:以无机硫化物作为还原CO2的电子供体。反应式为:CO2+2H2S光光合色素(CH2O)+2S+H2O2)红硫细菌:以H2S作为还原CO2的电子供体,H2S可被氧化成硫以至硫酸。反应式为:2CO2+2H2S+2H2O光光合色素2(CH2O)+H2SO43)非硫紫菌:通常利用某些有机物(如乙醇、异丙醇或琥珀酸)作为电子供体还原CO2。反应式为(以乙醇为例):CO2+2CH3CH2OH光光合色素(CH2O)+CH3CHO+H2O由此可见,细菌的光合作用与绿色植物和蓝藻不同。细菌光合作用中,CO2的还原剂不是水光解所放出的氢,而是其他还原剂,故细菌进行的是不产氧光合作用。而蓝藻和绿色植物均以水作为电子供体,进行产氧光合作用。由上述可以看出,原核生物虽然没有线粒体、叶绿体、但也可以进行有氧呼吸和光合作用。《生物学通报》2003年第38卷第2期浅析原核生物的两个问题
