关于内共生学说内容,历史,及其真实性研究
实践学习周
课程论文
论文题目：关于内共生学说内容、历史及其真实性
的研究
作者姓名：王以轩
作者学号：1250821033
所在院系：化学与生命科学学院
专业班级：12生物科学（生物技术方向）2班
二○一四年六月七日
关于内共生学说内容、历史及其真实性的研究
--王以轩
摘要：内共生学说(endosymbiont hypothesis)是关于线粒体起源的一种学说。 有人认为过氧化物酶体可能也具有内共生起源，尽管它们缺乏DNA。灰孢藻的发现是对“内共生假说”的有力支持。叶绿体和线粒体都有其独特的DNA，可以自行复制，不完全受核DNA的控制。线粒体和叶绿体的DNA同细胞核的DNA有很大差别，但同细菌和蓝藻的DNA却很相似。蓝藻的核糖体RNA（rRNA）不仅可以与蓝藻本身的DNA杂交，而且还可与眼虫叶绿体的DNA杂交，这些都说明它们之间的同源性。原核生物的核糖体由30S和50S两个亚基组成，真核生物的核糖体由40S和60S两个亚基组成。
关键词：内共生；线粒体；叶绿体；细菌；核糖体
一、内共生学说简介
内共生学说(endosymbiont hypothesis)是关于线粒体起源的一种学说。认为线粒体来源于细菌，即细菌被真核生物吞噬后，在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体。该学说认为:线粒体祖先原线粒体(一种可进行三羧酸循环和电子传递的革兰氏阴性菌)被原始真核生物吞噬后与宿主间形成共生关系。在共生关系中，对共生体和宿主都有好处：原线粒体可从宿主处获得更多的营养，而宿主可借用原线粒体具有的氧化分解功能获得更多的能量。[1]
好气细菌被变形虫状的原核生物吞噬后、经过长期共生能成为线粒体，蓝藻被吞噬后经过共生能变成叶绿体，螺旋体被吞噬后经过共生能变成原始鞭毛。
[2]
二、内共生学说发展历史
1905年，KonstantinMereschkowsky最先提出叶绿体是由原先的内共生体形成的这一想法，随后1920年代IvanWallin提出了对线粒体的相同想法。随着人们发现它们含有DNA，这些想法被HenryRis重新提出。
真核细胞起源于相互作用的个体组成的群落，也包括内共生的螺旋体形成了
真核生物的鞭毛和纤毛。[3]后一种想法没有被广泛接受，因为鞭毛缺乏DNA，在结构之外和原核生物也没有明显相似性。根据Margulis和Sagan(1996)，“生命并不是通过战斗，而是通过协作占据整个全球的”，而达尔文关于进化由竞争驱动的想法是不完善的。然而也有人认为内共生更像奴隶制而非互利共生。 有人认为过氧化物酶体可能也具有内共生起源，尽管它们缺乏DNA。ChristiandeDuve认为他们也许是最早的内共生体，使得细胞能够抵抗地球大气中越来越多的氧气。然而，现在看来它们可能是“从头合成”的，而非具有共生起源。
三、内共生学说相关证据
这一假说由于证据充分，已被越来越多的人所接受。它的主要根据是：
（1）共生
共生是生物界的普遍现象，例如根瘤菌与豆科植物的共生关系，蓝藻或绿藻与真菌共生形成地衣等。有一种草履虫（Paramoeciumbursaria），其体内有小的藻类与之共生，并能进行光合作用；过去说澳洲白蚁消化道内生活着一种所谓混毛虫（Mixotrichaparadoxa），实际由两种螺旋体、两种真细菌和一种纤毛虫组成，它们能分泌有关的酶，消化纤维素。特别是近年发现的灰孢藻（Glancocystis），它本身并无叶绿素，但有许多叶蓝小体（cyanella）生活在体内，进行光合作用制造食物。这种共生关系看来建立不很久，因为叶蓝小体在细胞内还不大固定。灰孢藻的发现是对“内共生假说”的有力支持。[4]
（2）叶绿体
叶绿体和线粒体都有其独特的DNA，可以自行复制，不完全受核DNA的控制。线粒体和叶绿体的DNA同细胞核的DNA有很大差别，但同细菌和蓝藻的DNA却很相似。蓝藻的核糖体RNA（rRNA）不仅可以与蓝藻本身的DNA杂交，而且还可与眼虫叶绿体的DNA杂交，这些都说明它们之间的同源性。[5]
（3）蛋白质合成系统
线粒体和叶绿体都有自己特殊的蛋白质合成系统，不受核的合成系统的控
制。原核生物的核糖体由30S和50S两个亚基组成，真核生物的核糖体由40S和60S两个亚基组成。线粒体和叶绿体的核糖体分别与细菌和蓝藻的一致，也是由30S和50S两个亚基组成，这说明细菌和线粒体、蓝藻和叶绿体是同源的。抗生素可以抑制细菌和蓝藻的生长，也可以抑制真核生物中的线粒体和叶绿体的作用，这也说明线粒体与细菌、叶绿体与蓝藻是同源的。[6]
（4）外膜
线粒体、叶绿体的内、外膜有显著差异，内、外膜之间充满了液体。研究发现，它们内、外膜的化学成分是不同的。外膜与宿主的膜比较一致，特别是和内质网膜很相似；内膜则分别同细菌和蓝藻的膜相似。总之，“内共生假说”得到了多方面的实验支持，因而被越来越多的人所接受。[7]
四、内共生学说的不足之处 内共生本来作为学说来说，当然也有许多不足之处，主要是：第一，它没有说明细胞核是怎样起源的；第二，它认为螺旋体进入后能形成真核细胞的鞭毛，这种看法显然不对，因为螺旋体是一种原核生物，其鞭毛没有“9+2”结构，而真核生物如草履虫的纤毛或眼虫的鞭毛却是有“9+2”结构的。螺旋体进入变形虫状原核细胞后如何形成具有“9+2”结构的鞭毛，“内共生学说”并没有加以 具体说明。
参考文献：
[1][4][5][6][7]均引自360百科
[2]引自美国生物学家马古利斯（LynnMargulis）1970年版《真核细胞的起源》
[3]引自琳·马古利斯1981年《细胞进化中的共生》