原核細(xì)胞和真核細(xì)胞是細(xì)胞的兩大基本類型，它們反映細(xì)胞進(jìn)化的兩個(gè)階段。把具有細(xì)胞形態(tài)的生物劃分為原核生物和真核生物，是現(xiàn)代生物學(xué)的一大進(jìn)展。原核細(xì)胞的主要特征是沒有線粒體、質(zhì)體等膜細(xì)胞器，染色體只是一個(gè)環(huán)狀的DNA分子，不含組蛋白及其他蛋白質(zhì)，沒有核膜。原核生物包括細(xì)菌和藍(lán)菌，它們都是單生的或群體的單細(xì)胞生物。
細(xì)菌是只有通過顯微鏡才能看到的原核生物。大多數(shù)細(xì)菌都有細(xì)胞壁，其主要成分是肽聚糖而不是纖維素。細(xì)菌的主要營養(yǎng)方式是吸收異養(yǎng)，它分泌水解酶到體外，將大分子的有機(jī)物分解為小分子，然后將小分子營養(yǎng)物吸收到體內(nèi)。細(xì)菌在地球上幾乎無處不在，它們繁殖得很快，數(shù)量極大，在生態(tài)系統(tǒng)中是重要的分解者，在自然界的氮素循環(huán)和其他元素循環(huán)中起著重要作用（見土壤礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化）。有些細(xì)菌能使無機(jī)物氧化，從中取得能來食物；有些細(xì)菌含有細(xì)菌葉綠素，能進(jìn)行光合作用。但是細(xì)菌光合作用的電子供體不是水而是其他化合物如硫化氫等。所以細(xì)菌的光合作用是不產(chǎn)氧的光合作用。細(xì)菌的繁殖為無性繁殖，在某些種類中存在兩個(gè)細(xì)胞間交換遺傳物質(zhì)的一種原始的有性過程──細(xì)菌接合。
支原體、立克次氏體和衣原體均屬細(xì)菌。支原體無細(xì)胞壁，細(xì)胞非常微小，甚至比某些大的病毒粒還小，能通過細(xì)菌濾器，是能夠獨(dú)立地進(jìn)行生長和代謝活動的zui小的生命形態(tài)。立克次氏體的酶系統(tǒng)不*，它只能氧化谷氨酸，而不能氧化葡萄糖或有機(jī)酸以產(chǎn)生ATP。衣原體沒有能量代謝系統(tǒng)，不能ATP。大多數(shù)立克次氏體和衣原體不能獨(dú)立地進(jìn)行代謝活動，被認(rèn)為是介于細(xì)菌和病毒之間的生物。
藍(lán)藻是能光合自養(yǎng)的原核生物，是單生的，或群體的，也有多細(xì)胞的。和細(xì)菌一樣，藍(lán)藻細(xì)胞壁的主要成分也是肽聚糖，細(xì)胞也沒有核膜和細(xì)胞器，如線粒體、高爾基器、葉綠體等。但藍(lán)藻細(xì)胞有由膜組成的光合片層，這是細(xì)菌所沒有的。、藍(lán)藻含有葉綠素a，這是高等植物也含有的而為細(xì)菌所沒有的一種葉綠素。藍(lán)藻還含有類胡蘿卜素和藍(lán)色色素──藻藍(lán)蛋白，某些種還有紅色色素──藻紅蛋白，這些光合色素分布于質(zhì)膜和光合片層上。藍(lán)藻的光合作用和綠色植物的光合作用一樣，用于還原CO2產(chǎn)生的H+，因而伴隨著有機(jī)物的合成還產(chǎn)生分子氧，這和光合細(xì)菌的光合作用截然不同。
zui早的生命是在無游離氧的還原性大氣環(huán)境中發(fā)生的（見生命起源），所以它們應(yīng)該是厭氧的，又是異養(yǎng)的。從厭氧到好氧，從異養(yǎng)到自養(yǎng)，是進(jìn)化*的兩個(gè)重大突破。藍(lán)菌光合作用使地球大氣從缺氧變?yōu)橛醒酰@樣就改變了整個(gè)生態(tài)環(huán)境，為好氧生物的發(fā)生創(chuàng)造了條件，為生物進(jìn)化展開了新的前景。在現(xiàn)代地球生態(tài)系統(tǒng)中，藍(lán)菌仍然是者之一。
近年發(fā)現(xiàn)的原綠藻，含葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素。從它們的光合色素的組成以及它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)來看，很像綠藻和高等植物的葉綠體，因此受到生物學(xué)家的重視。
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