單細胞生物:由單個細胞組成的生物-中文百科頻道

簡介

第一個單細胞生物出現在35億年前。單細胞生物在整個動物界中屬最低等最原始的動物。包括所有古細菌和真細菌和很多原生生物。根據舊的分類法有很多動物，植物和真菌多是單細胞生物。變形蟲算作單細胞動物，它的一些種類卻算作粘菌，帶鞭毛的鞭毛蟲如眼蟲有時被歸為單細胞藻類或者是單細胞動物。新的分類法中，所有的真核單細胞生物都算作原生生物。

粘菌根據最近的研究認為可以獨立成界(生物)，雖然他們正常情況下為單細胞，但其直徑大小可達80厘米。它還可以勉強被歸到真菌中，因為它們也會呈現出變形蟲樣的狀态。

單或多細胞生物的分類隻是描述性的，并不能提供任何親緣，新陳代謝，構造和習性方面的信息。

植物單細胞生物一個特殊的形式是它們有被膜。

單細胞生物雖然隻由一個細胞構成，但也能完成營養、呼吸、排洩、運動、生殖和調節等生命活動。

分類

概括

單細胞生物主要分有核和無核的單細胞。

有核的如草履蟲就是典型的有核單細胞生物。有核單細胞生物主要有細胞核、細胞質、還有細胞器。

它包括：線粒體、高爾基體、核糖體、細胞膜--這是動物型單細胞。如果是植物型單細胞比如紅藻，組成就是細胞壁、細胞核、細胞質，它的細胞器就包括線粒體、高爾基體、核糖體、葉綠體、細胞膜。

無核的單細胞生物，雖稱無核細胞，但并不是把核除掉了的細胞，而是E．H．Haeckel（1866）假定的在進化道路發展過程中存在的一種無核細胞質團，稱為無核原生質團（monera）。以後P．J．vanBeneden（1875）把極體出現前一如在胚胞消失的（卵母）細胞，以及L．Auerbach（1876）對一般細胞分裂對細胞核消失的細胞團，也都應用了這一名稱。

草履蟲

一種身體很小、圓筒形的原生動物，體長隻有80～300微米。因為它身體形狀從平面角度看上去像一隻倒放的草鞋底而叫做草履蟲。草履蟲全身由一個細胞組成，身體表面包着一層膜，膜上密密地長着許多纖毛，靠纖毛的劃動在水裡運動。它身體的一側有一條凹入的小溝，叫“口溝”，相當于草履蟲的“嘴巴”。口溝内的密長的纖毛擺動時，能把水裡的細菌和有機碎屑作為食物擺進口溝，再進入草履蟲體内，供其慢慢消化吸收。殘渣由一個叫肛門點的小孔排出。草履蟲靠身體的外膜吸收水裡的氧氣，排出二氧化碳。常見的草履蟲具有兩個細胞核：大核主要對營養代謝起重要作用，小核主要與生殖作用有關。

酵母菌

單細胞真菌，因為能發酵糖類，也叫糖真菌。具有圓形、卵圓形、長形、矩形、啞鈴狀等各種形狀。一般長2～3μm，寬1～10μm。營出芽生殖時，大小酵母菌連在一起，而成株狀。酵母菌可以在固體和液體培養基中生長，在固體培養基上的酵母菌菌落，多數不透明，光滑、濕潤、黏稠，易被挑起。啤酒酵母是常見的酵母菌，多用于研究有關酵母菌形态、結構、繁殖特點和代謝途徑，也是發酵糖類産生乙醇和許多有機酸、酶制劑的材料。酵母菌也可在缺氧環境中生存。目前已知有1000多種酵母，根據酵母菌産生孢子（子囊孢子和擔孢子）的能力，可将酵母分成三類：形成孢子的株系屬于子囊菌和擔子菌。不形成孢子但主要通過出芽生殖來繁殖的稱為不完全真菌，或者叫“假酵母”（類酵母）。目前已知大部分酵母被分類到子囊菌門。酵母菌在自然界分布廣泛，主要生長在偏酸性的潮濕的含糖環境中，而在釀酒中，它也十分重要。而且貓吃了還會脹大，非常的危險。

變形蟲

單細胞動物，分布很廣。生活在清水池塘或在水流緩慢藻類較多的淺水中。它體表的任何部位都可形成臨時性的細胞質突起，稱為僞足。僞足是變形蟲的臨時運動器，也可以包圍住食物，完成攝食的作用。痢疾類變形蟲是寄生在人腸道裡的變形蟲，營寄生生活，能夠溶解腸壁組織引起痢疾。

衣藻

單細胞藻類，生活在淡水中。細胞呈卵形或球形，有細胞壁、細胞質和細胞核；細胞質裡有一個杯狀的葉綠體。細胞前部偏在一側的地方有一個紅色的眼點，眼點對光的強弱很敏感。衣藻細胞的前端有兩根鞭毛，能夠擺動，因而衣藻可以在水中自由遊動。衣藻的全身都能夠吸收溶解在水中的二氧化碳和無機鹽，并且能夠依靠眼點的感光和鞭毛的擺動，遊到光照和其他條件都适宜的地方，進行光合作用，利用空氣中的二氧化碳制造有機物維持自己的生活。

眼蟲

單細胞動物，細胞質内含有大量卵圓形葉綠體，其中含有葉綠素，有光時可以進行光合作用，自己制造有機物。在無光的條件下，眼蟲也可以通過體表吸收溶解于水中的有機物質。身體前端有儲蓄泡，鞭毛從儲蓄泡孔伸出體外。在鞭毛基部有一紅色眼點，緊貼着眼點有一膨大部分，是能接受光線的光感受器，所以眼蟲在運動中有趨光性。

瘧原蟲

單細胞動物，分布極廣，遍及全世界，主要以寄生生活。寄生在人體的瘧原蟲主要有四種：間日瘧原蟲、三日瘧原蟲、惡性瘧原蟲和卵形瘧原蟲。瘧原蟲能引起瘧疾。在我國以間日瘧原蟲、惡性瘧原蟲最為常見，由瘧蚊(按蚊類)叮咬而傳播，即瘧原蟲由寄生于瘧蚊的消化道而進入人的血液，寄生于人的肝細胞、紅細胞中。瘧原蟲對人的危害很大，它能破壞的紅細胞，使血液中的血紅蛋白嚴重減少而造成貧血，使肝脾腫大，也能傷害腦組織，嚴重地影響人們的健康甚至造成死亡。

主要特征

單細胞蛋白質是單細胞或具有簡單構造的多細胞生物的菌體蛋白的統稱。單細胞蛋白質曾被稱為發酵蛋白、生物合成蛋白、生物蛋白、石油蛋白、工業蛋白及菌體蛋白等。目前可供作飼料用的單細胞蛋白質微生物主要有酵母、真菌、藻類及非病原性細菌4大類。

結構和生活

概念

肉眼很難看見，身體隻有1個細胞的生物，稱為單細胞生物。

結構

整個生物體由1個細胞構成，具有一般細胞的基本結構：細胞膜、細胞質和細胞核，但也有其本身的特殊結構，如纖毛等，無組織、器官等層次結構。所具有的一切生命現象，能獨立地完成一般器官所能完成的生理功能，如營養、呼吸、排洩、運動、生長、生殖，對外界刺激作出反應等生命活動。

分布

種類很多，廣泛分布于淡水、海水和潮濕的土壤中，直接與其生活環境進行物質和能量交換。不能生活在幹燥的環境中。

科技應用

單細胞分析單細胞分析是分析化學、生物學和醫學多學科相互滲透發展形成的跨學科前沿領域。單細胞分析的各種方法，包括毛細管電泳、微流控芯片、多種光學顯微鏡（熒光顯微鏡、聚焦熒光顯微鏡、全内反射熒光顯微鏡、多光子熒光顯微鏡、熒光相關顯微鏡、近場掃描光學顯微鏡等）、掃描電化學顯微鏡、質譜成像、原子力顯微鏡、掃描隧道顯微鏡圖像分析、阿達瑪變換顯微光譜及成像、腫瘤電化學及免疫分析、動力學分析、熒光及發光探針、納米技術以及實時動态檢測等新技術和新方法。

科學家第一次利用單細胞培育出人類胚胎幹細胞

在2008年7月9日舉行的歐洲人類繁殖及胚胎學協會第24屆會議上，科學家稱人類第一次成功的通過單細胞（處于四細胞階段的胚葉細胞）培育出了人類胚胎幹細胞（hESC）。來自布魯塞爾大學的維爾德博士稱這次研究的成功意味着未來将有可能在不破壞胚胎細胞的更早階段進行人體胚胎幹細胞系的培養。據報道，胚葉細胞是在胚胎發育的很早階段形成的。而至今胚葉細胞在胚胎早期發育的什麼階段失去形成人體所有細胞特性的問題，仍有待研究。

裸小鼠移植瘤單細胞分離培養

無菌條件下取出小鼠移植瘤組織，剪成1mm3小塊，用0.5%膠原酶室溫消化30分鐘到1小時，再加等體積0.2%胰酶消化5～8分鐘，在消化過程中用吸管吹打組織塊或用自制裝置（分别作為加樣和收集器的兩注射器中間加一小濾器連接而成，濾器中間墊兩層絲質材料以隔斷組織塊與單細胞）來回推動注射器吹打組

與單細胞海藻共生的珊瑚

織以分離單細胞，終止酶消化方法同上。常規方法接種培養收獲細胞。全球變暖對珊瑚與單細胞海藻的共生關系形成威脅

珊瑚的存活離不開氧氣及碳水化合物，而它借助與單細胞海藻的共生，二者各取所需，相互提供食物。奇特的安排是自然界最精美也最複雜的合作，但現在，面對氣候變化，兩種生物間的共生關系正面臨着嚴重挑戰。珊瑚是海洋裡的低級動物，蟲黃藻則是一種珊瑚體内的單細胞藻，它們之間的共生現象形成了地球上最大的活珊瑚體———大堡礁，很多熱帶沿海國家居民還可以在珊瑚礁體上種植食物，作為生活和食品來源。同時，珊瑚礁上優美的環境也是人們旅遊觀光的好去處，旅遊業為當地居民提供了重要的經濟來源。但珊瑚和單細胞藻類之間的共生是否牢固到足以抵擋全球氣候變化帶來的影響和挑戰？這個問題促使全世界範圍内的科學家正努力研究和破解珊瑚與單細胞藻類之間的共生關系。

單細胞凝膠電泳技術的改良方法探讨

單細胞凝膠電泳技術，又名彗星試驗，是近年來發展起來的在單細胞水平上檢測DNA損傷的新方法。Singh氏法為經典的彗星試驗方法，為國内外常用 [1] ，但步驟較多，且受多因素的影響 [2] 。本人經過多次試驗，發現如在常規彗星試驗基礎上稍做修改，将可使實驗步驟簡單，省時，且不會影響試驗結果。下面為常規彗星試驗和改良彗星試驗分别檢測大鼠外周血淋巴細胞體外H 2 O 2 染毒後DNA損傷情況比較。

單細胞測序

單細胞測序，即以單個細胞作為模闆進行下遊二代測序研究。最常見的單細胞測序的應用是在腫瘤研究上。

雖然第二代測序技術的發展使人類對疾病相關的基因組變異的認識越來越深刻，但是由于多種疾病尤其是腫瘤性疾病發生多是在單克隆水平發生的，使對單個細胞核苷酸水平變異的檢測成為必要。此外，對于植入前産前篩查的胚胎、循環腫瘤細胞、穿刺取樣等比較珍貴稀少的樣本，對其進行宏觀組學研究（基因組或者轉錄組）可以更加全面的分析其遺傳變異信息。

單細胞測序主要涉及單細胞基因組測序和轉錄組測序兩方面，分别針對單個細胞的DNA和RNA進行序列分析和比較，進而揭示基因組和轉錄組的變化。常用的方法是基于随機引物的連置換反應，但該方法用于擴增偏倚較大使得測序結果往往不準确。2012年12月21日，哈佛大學謝曉亮院士在《Science》發表一篇關于MALBAC（Multiple Annealing and Looping Based Amplification Cycles）的方法論文章 [2-3] ，該方法解決了單細胞微量初始模闆進行基因組擴增時過大的擴增偏倚，使擴增更加均勻一緻，且使基因組測序的模闆需求量從µg級降至單細胞水平。該技術已經在人類精子重組方面、植入前産前篩查、胚胎發育方面進行了廣泛應用，為單細胞生物研究提供了新思路。

單細胞蛋白

單細胞蛋白質是單細胞或具有簡單構造的多細胞生物的菌體蛋白的統稱。單細胞蛋白質曾被稱為發酵蛋白、生物合成蛋白、生物蛋白、石油蛋白、工業蛋白及菌體蛋白等。可供作飼料用的單細胞蛋白質微生物主要有酵母、真菌、藻類及非病原性細菌4大類。

營養特性

單細胞蛋白質飼料由于原料及生産工藝不同，其營養成分組成變化較大，一般風幹制品含粗蛋白質在50%以上。因為這類蛋白質是由多個獨立生存的單細胞構成，所以富含多種酶系。動物對其消化率高。例如，豬對啤酒酵母的消化率可達92%，對木糖酵母的消化率可達88%。必需氨基酸組成和利用率與優質豆餅相似。單細胞生物是B族維生素的良好來源，如啤酒酵母含核黃素每千克38．5毫克，硫胺素每千克94．6毫克。微量元素中富含有鐵、鋅、硒。酵母類單細胞生物一般具有苦味，适口性不佳，因此，在配合日糧時比例不宜太高。

生産特性

單細胞蛋白質生産周期短。單細胞生物繁殖特别快，世代周轉迅速。如酵母菌在良好條件下每接種100千克，1天即可獲得2500千克酵母，其生長繁殖速度約為大豆的1300倍，為動物生長的2000倍。所以，這類飼料生長速度快，世代周轉迅速。

生産單細胞蛋白質飼料産品的原料多為烴類及其衍生物、天然氣、石油加工副産品、有機垃圾、紙漿、糖蜜、蒿稈粉等，原料來源廣，可充分利用工農業的廢物，淨化污水，減少環境污染；另一方面，可以工業化生産，不與農業争地，也不受氣候條件限制。

生态環境影響

單細胞生物雖然個體微小，但是與人類的生活有着密切的關系。多數單細胞生物是浮遊生物的組成部分，是魚類的天然餌料。草履蟲對污水淨化有一定的作用，據統計，一隻草履蟲每小時大約能形成60個食物泡，每個食物泡中大約含有30個細菌，因此，一隻草履蟲每天大約能吞食43000個細菌。但是單細胞生物也有對人類有害的一面，如瘧原蟲，痢疾類變形蟲等人體内寄生蟲危害人類健康；海水中的某些單細胞生物大量繁殖可能造成赤潮。n粜洎簡單地頭說，單細胞樤生物與人類的關系可以分為有利和有害兩個方面，有利：魚類餌料、淨化污水等，有害：危害健康，造成赤潮等。