М.В.Гусев, Л.А.Минеева. Микробиология

ГЛАВА 3. РАЗМЕРЫ МИКРООРГАНИЗМОВ

Как показывает само название, объекты, относимые к микроорганизмам, были выделены по признаку их малых размеров. Если принять за критерий границу видимости невооруженным глазом, равную 70—80 мкм5, то все объекты, которые лежат за пределами этой границы, можно отнести к микроорганизмам. Мир микроорганизмов — это преимущественно мир одноклеточных форм. Диапазон размеров микроорганизмов велик (табл.2). Величина самых крупных представителей микромира, лежащих на границе видимости невооруженным глазом, приблизительно 100 мкм (некоторые диатомовые водоросли, высшие протисты). На порядок ниже размеры одноклеточных зеленых водорослей и клеток дрожжей, еще ниже размеры, характерные для большинства бактерий. В среднем линейные размеры бактерий лежат в пределах 0,5–3 мкм, но есть среди бактерий свои "гиганты" и "карлики". Например, клетки нитчатой серобактерии Beggiatoa alba имеют диаметр до 50 мкм; Achromatium oxaliferum, считающийся одним из крупных бактериальных организмов, имеет в длину 15—100 мкм при поперечнике примерно 5—33 мкм, а длина клетки спирохеты может быть до 250 мкм.

5 1 миллиметр (мм) = 103 микрометров (мкм) = 106 нанометров (нм) = 107 ангстрем (Å) = 1011 пикометров (пм).

Таблица 2. Размеры различных объектов

Объект Линейные размеры, мкм*
Одноклеточные эукариоты
Некоторые диатомовые водоросли и высшие протисты 100
Зеленая водоросль Chlorella 2-10
Клетка дрожжей Saccharomyces 6-10
Прокариотные организмы
Крупные
Achromatium oxaliferum 5-33х15-100
Beggiatoa alba 2-10х1-50
Cristispira pectinis 1,5х36-72
Macromonas mobilis 6-14х10-30
Thiovulum majus 5-25
Spirochaeta plicatilis 0,2-0,7х80-250
Обычные
Bacillus subtilis 0,7-0,8x2-3
Escherichia coli 0,3-1х1-6
Staphylococcus aureus 0,5-1,0
Thiobacillus thioparus 0,5х1-3
Rickettsia prowazeki 0,3-0,6x0,8-2
Мелкие
Mycoplasma mycoides 0,1х0,25
Bdellovibrio bacteriororus 0,3x1,2
Haemobarfonella muris 0,1x0,3-0,7
Wolbachia melophagi 0,3х0,6
Вирусы
Крупные
табачной мозаики 0,02x0,3
коровьей оспы 0,26
гриппа 0,1
фаг Т2 0,06x0,2
Мелкие
0Х174 0,025
желтой лихорадки 0,022
вирус-сателлит 0,018
Толщина ЦПМ бактериальной клетки 0,01
Рибосома 0,018
Молекула глобулярного белка
крупная 0,013
мелкая 0,004

Самые мелкие из известных прокариотных клеток — бактерии, принадлежащие к группе микоплазм. Описаны микоплазмы с диаметром клеток 0,1–0,15 мкм. Поскольку молекулы всех соединений имеют определенные физические размеры, то, исходя из объема клетки с диаметром 0, 15 мкм, легко подсчитать. что в ней может содержаться порядка 1200 молекул белка и осуществляться около 100 ферментативных реакций. Минимальное число ферментов, нуклеиновых кислот и других макромолекулярных компонентов, необходимых для самовоспроизведения теоретической "минимальной клетки", составляет, по про веденной оценке, около 50. Это то, что необходимо для поддержания клеточной структуры и обеспечения клеточного метаболизма. Таким образом, в группе микоплазм достигнут размер клеток, близкий к теоретическому пределу клеточного уровня организации жизни. Мельчайшие микоплазменные клетки равны или даже меньше частиц другой группы микроскопических организмов — вирусов.

Если бактериальные клетки обычно можно увидеть в световой микроскоп, то вирусы, размеры большинства которых находятся в диапазоне 16–200 нм, лежат за пределами его разрешающей способности. Впервые наблюдать вирусы и выяснить их структуру удалось после изобретения электронного микроскопа. По своим размерам вирусы занимают место между самыми мелкими бактериальными клетками и самыми крупными органическими молекулами. Размер частиц вируса-сателлита (18 нм) и величина крупной молекулы глобулярного белка (13 нм) близки. Таким образом, если раньше между известными биологам организмами и неживыми молекулами химиков существовала пропасть, то теперь этой пропасти нет: она заполнена вирусами.

Размеры всех живых организмов, выраженные в одних единицах, например в ангстремах, располагаются в диапазоне от 102 (самые мелкие вирусы) до 1011 (размеры кита). Если за границу, разделяющую микро- и макромиры, принять предел видимости невооруженным глазом, т. е. приблизительно 106Å. то, как можно видеть из приведенных значений, на долю микромира приходится огромный диапазон величин.

Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определенные "этажи" размеров, показывает. что, как правило, величина объектов определенно связана с их структурной сложностью. Нижний предел размеров свободноживушего одноклеточного организма определяется пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров микроорганизмов определяется, по современным представлениям, соотношениями между клеточной поверхностью и объемом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объем — в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего. У микроорганизмов по сравнению с макроорганизмами очень велико отношение поверхности к объему. Это создает благоприятные условия для активного обмена между микроорганизмами и внешней средой. И действительно, метаболическая активность микроорганизмов, измеренная по разным показателям, в расчете на единицу биомассы намного выше, чем у более крупных клеток. Поэтому представляется закономерным, что низшие формы жизни могли возникнуть и в настоящее время могут существовать только на базе малых размеров, так как последние создают целый ряд преимуществ, обеспечивающих жизнеспособность этим формам жизни.

 

М.В.Гусев, Л.А.Минеева © 1992-2001
Кафедра клеточной физиологии и иммунологии биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова © 2000-2001

  М.В.Гусев, Л.А.Минеева. Микробиология
 
Д. Нельсон, М. Кокс Основы биохимии Ленинджера. В 3 томах. Том 1. Основы биохимии, строение и катализ Leninger Principles of Biochemistry
Основы биохимии Ленинджера. В 3 томах. Том 1. Основы биохимии, строение и катализ
В учебном издании, написанном американскими учеными, которые получили признание как талантливые преподаватели университетского уровня, рассмотрены современные концепции биохимии в соответствии с изменившейся идеологией этой науки. В настоящее издание внесены исправления, уточняющие перевод. В томе 1 рассмотрены основы биохимии, связь строения биомолекул с их реакционной и каталитической активностью, строение и функции биомембран, механизмы биосигнализации. Для студентов биологических, химических и медицинских вузов, а также научных работников....

Цена:
2424 руб

Т. А. Дауда, А. Г. Кощаев Зоология позвоночных. Учебное пособие
Зоология позвоночных. Учебное пособие
В учебном пособии рассматриваются основные классы типа хордовых животных, представители которых широко распространены по земному шару. Изложение материала осуществлено по классической схеме. Вначале приводятся наиболее общие и характерные признаки систематической группы, затем дается ее морфофизиологическая характеристика и, наконец, рассматриваются представители наиболее важных в практическом и научном отношении отрядов, виды которых встречаются на территории нашей страны. В пособии приводятся характерные биологические позиции видов в связи с экологическими условиями их обитания, а также указывается их значение в природе и отношение к ним человека. Подробно рассмотрены вопросы происхождение и эволюция птиц и млекопитающих и в целом происхождение хордовых.

Издание предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки "Зоотехника", "Ветеринарно-санитарная экспертиза", "Экология", "Экология и природопользование" и по специальности "Ветеринария"....

Цена:
743 руб

Д. Нельсон, М. Кокс Основы биохимии Ленинджера. В 3 томах. Том 3. Пути передачи информации Lehninger Principles of Biochemistry
Основы биохимии Ленинджера. В 3 томах. Том 3. Пути передачи информации
В учебном издании, написанном американскими учеными, которые получили признание как талантливые преподаватели университетского уровня, рассмотрены современные концепции биохимии в соответствии с изменившейся идеологией этой науки. В настоящее издание внесены исправления, уточняющие перевод.
В том 3 вошла часть III "Пути передачи информации", ответы на вопросы, решения задач и предметно-именной указатель по материалу томов 1-3, а также принятые сокращения и словарь терминов. Обсуждаются основная догма молекулярной биологии и ее современное понимание, процессы передачи и хранения генетической информации как у бактерий, так и у эукариот (репликация, транскрипция, трансляция, репарация и рекомбинация), строение хромосом, механизмы ферментатив­ных процессов, функции различных РНК в клетке, рибозимы, сплайсинг, альтернативный сплайсинг, процессинг. Подробно описан биосинтез белка, его транспортировка к месту использования и дальнейшее разрушение, регуляция экспрессии генов. В каждой главе (как в томах 1 и 2) приведены примеры из медицины, молекулярной биологии и смежных областей, а также интересные задания и вопросы.

Для студентов биологических, химических и медицинских вузов, а также научных работников....

Цена:
2048 руб

В. Г. Скопичев, И. О. Боголюбова Физиология репродуктивной системы млекопитающих
Физиология репродуктивной системы млекопитающих
В книге приведены сведения по морфологии и физиологии органов размножения экспериментальных, сельскохозяйственных животных и человека. Подробно рассматриваются особенности половой системы самцов и самок, процессы оплодотворения, вынашивания беременности и родов. Особое внимание обращено на роль иммунной системы организма в ходе оплодотворения, беременности и последующей лактации.

Учебное пособие предназначено для специалистов, связанных с воспроизводством животных: зоотехников, ветеринарных врачей, технологов сельского хозяйства, а также студентов, изучающих определенные курсы физиологии, размножения животных, акушерства и гинекологии....

Цена:
779 руб

А. О. Иванов, Г. О. Черепанов Ископаемые низшие позвоночные
Ископаемые низшие позвоночные
В учебном пособии приведены современные данные об ископаемых низших позвоночных (бесчелюстных, рыбах и земноводных), их строении и эволюции. Крупные таксономические группы рассмотрены в большинстве случаев до отрядного уровня. Для каждого таксона даны основные сведения о морфологии, составе, времени существования и географическом распространении. Пособие снабжено словарем терминов, геохронологической таблицей, схемой классификации низших позвоночных. Морфологический материал подробно проиллюстрирован.

Книга предназначена для студентов биологических и геологических специальностей, а также для всех интересующихся палеонтологией; может быть использована в качестве справочника по палеонтологии позвоночных....

Цена:
349 руб

В. В. Рогожин Биохимия животных
Биохимия животных
Данное издание посвящено биохимии животных - науке о молекулярных процессах, протекающих в клетках живых организмов Знание биохимии необходимо для выяснения причин патологии различных болезней и изыскания путей их эффективного лечения. Учебник отвечает задачам, стоящим перед дисциплиной "Биохимия"; рассматривает строение и свойства основных биогенных молекул (нуклеиновые кислоты, белки, липиды, углеводы, витамины, гормоны и др.), а также метаболические процессы, протекающие в клетках различных органов и тканей.

Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агрономическому образованию в качестве учебника для студентов, обучающихся по специальности 110305 "Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции"....

Цена:
1369 руб

В. К. Плакунов, Ю. А. Николаев Основы динамической биохимии
Основы динамической биохимии
Рассмотрены основные положения динамической биохимии - науки о путях и механизмах биохимических процессов, протекающих в клетке. Представлены не только общая характеристика метаболической активности, но и разделы, связанные с регуляцией метаболизма и физиологических функций клеток. Раскрыты механизмы глобальной регуляции метаболизма, характерные для биопленок. Показана роль биохимических знаний в технологических процессах.

Для студентов высших учебных заведений, получающих образование по направлениям "Биология", "Экология и природопользование", "Химическая технология и биотехнология"; специальностям "Биология", "Физиология", "Микробиология", "Биотехнология", "Биоэкология". Представляет интерес для специалистов, научных работников, аспирантов и докторантов, нуждающихся в фундаментальной биохимической подготовке....

Цена:
465 руб

О. Б. Бондаренко, И. А. Михайлова Палеонтология. В 2 томах. Том 2
Палеонтология. В 2 томах. Том 2
Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки "Геология" (квалификация "бакалавр .
Во втором томе учебника содержатся сведения о правилах использования определительных ключей и особенностях использования зоологической номенклатуры в палеонтологии. В систематической части приведены описания 12 типов беспозвоночных животных (Саркодовые, Ресничные, Пориферы, Археоциаты, Стрекающие, Кольчатые черви, Членистоногие, Моллюски, Мшанки, Иглокожие, Полухордовые, Брахиоподы и двух групп неясного систематического положения (акритархи и хитинозоа). Для каждого типа даны основные морфологические особенности строения и описания наиболее характерных ископаемых родов, сопровождающиеся ключами. Описано и изображено более 330 родов.

Для студентов учреждений высшего профессионального образования....

Цена:
1319 руб

 Биология
Биология
Пособие соответствует новой учебной программе медицинских вузов. Каждое занятие содержит общие и конкретные задачи по теме, задания по самоподготовке, а также для работы в аудитории с контролем исходного и итогового уровней знаний. Рисунки, схемы и важные для медицинской практики ситуационные задачи помогают лучше усвоить материал занятий и закрепить усвоенное.

Издание предназначено студентам медицинских вузов, будет также полезно студентам медицинских колледжей и училищ и абитуриентам....

Цена:
899 руб

 Биология. Учебник. В 2 томах. Том 2
Биология. Учебник. В 2 томах. Том 2
В учебнике изложен курс биологии для студентов медицинских вузов. Охарактеризованы сверхновые биологические (биомедицинские) дисциплины - геномика, протеомика, метаболомика, биология живых систем, освещены основные свойства жизни, приведены основные гипотезы происхождения жизни. Биологические основы жизнедеятельности и развития живых форм, включая человека, рассмотрены в соответствии со всеобщими уровнями организации жизни. Определены принципиальные события, обусловливающие эволюционный процесс на молекулярно-генетическом, клеточном, онтогенетическом (1-й том), популяционно- видовом и биогеоценотическом (2-й том) уровнях организации жизни. Изложены особенности проявления общебиологических закономерностей в индивидуальном развитии и популяциях людей, их значимость для медицинской практики. Особое внимание уделено биосоциальной сущности человека и его роли во взаимоотношениях с природой, а также вопросам общей экологии и экологии человека. В области частной экологии детально обсуждены вопросы медицинской паразитологии.
Рассмотрены современные представления об антропогенезе, человеческих расах и расогенезе, об адаптивных (экологических) типах людей.

Учебник предназначен студентам медицинских вузов....

Цена:
1411 руб

2010 Copyright © GrinGorod.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика