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
 
Масахару Такэмура Занимательная биохимия. Манга
Занимательная биохимия. Манга
Эта книга в доступной форме рассказывает об увлекательном мире биохимии. Главная героиня, старшеклассница Куми, хочет подобрать для себя правильную диету. Вместе со своим другом Немото и профессором Куросака она начинает изучать науку, которая поможет ей в достижении поставленной цели.
Изложение материала организовано по принципу "от простого к сложному": вначале читатель узнаёт о базовых терминах из области биохимии, о строении клетки, процессе фотосинтеза и дыхания, а в конечном счёте получает представление о целом ряде сложных веществ: аминокислот, углеводов, жиров, белков, нуклеиновых кислот. Кроме того, в заключительной части даются общие сведения о молекулярной биологии - науке, тесно связанной с биохимией.

Книга может использоваться в качестве справочника или в качестве дополнительного источника знаний для студентов, изучающих биохимию, медицину и диетологию....

Цена:
589 руб

Р. Шмид Наглядная биотехнология и генетическая инженерия Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik
Наглядная биотехнология и генетическая инженерия
В справочном издании немецкого автора в наглядной форме изложены основные принципы биотехнологических методов и методов генетической инженерии. Книга построена, как атлас - на каждом развороте помещены иллюстрации для презентации темы и краткий текст, где даны определения, термины и понятия. Несмотря на краткость изложения, наиболее трудные вопросы раскрыты детально и четко. Имеется указатель микроорганизмов.

Для студентов биологических, биолого-химических, химико-технологических, медицинских и фармацевтических вузов, а также научных работников....

Цена:
1033 руб

И. И. Козлова, И. Н. волков, А. Г. Мустафин Биология. Учебник
Биология. Учебник
В учебнике отражен современный подход к пониманию основных свойств жизни на разных уровнях организации живого. Освещены задачи и место биологии в системе медико-биологических дисциплин. Дана характеристика человека как объекта биологических исследований, рассмотрены механизмы наследственности и изменчивости, уделено внимание генетике человека. Показана органическая связь биологии и медицины.

Предназначен для учащихся медицинских училищ. Может быть использован при подготовке к поступлению в медицинские вузы....

Цена:
889 руб

Джеральд М. Фаллер, Деннис Шилдс Молекулярная биология клетки Molecular Basis of Medical Cell Biology
Молекулярная биология клетки
Предлагаемая вниманию читателей книга американских специалистов посвящена изложению основ молекулярной биологии клетки. Особое внимание уделено строению клеточных мембран, внутриклеточных органелл, цитоскелета и митохондрий. Подробно рассматриваются процессы клеточного деления на молекулярном уровне и процессы межклеточного взаимодействия, механизмы межклеточной и внутриклеточной передачи сигнала. Достоинством книги является увязывание этих сведений с механизмами развития разнообразных врожденных, наследственных и приобретенных заболеваний и с современными методами их лечения.

Книга предназначена для студентов медицинских институтов, аспирантов, научных работников и врачей-клиницистов разных специальностей....

Цена:
529 руб

Л. Г. Переведенцева Микология. Грибы и грибоподобные организмы
Микология. Грибы и грибоподобные организмы
В учебнике изложены основы современной систематики, биологии и экологии грибов и грибоподобных организмов. Обсуждаются вопросы становления и развития микологии как науки, происхождение и место грибов в системе органического мира. Уделяется внимание характеристике эколого-трофических групп грибов и их значению в природе и жизни человека.

Учебник предназначен для студентов и преподавателей классических и педагогических университетов, сельскохозяйственных, лесохозяйственных и медицинских вузов при изучении курсов и спецкурсов по микологии, экологии грибов, ботанике. Учебник будет полезен преподавателям средних школ, лицеев, гимназий....

Цена:
1079 руб

Д. Нельсон, М. Кокс Основы биохимии Ленинджера. В 3 томах. Том 2. Биоэнергетика и метаболизм Lehninger Principles of Biochemistry
Основы биохимии Ленинджера. В 3 томах. Том 2. Биоэнергетика и метаболизм
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 2 вошла часть II "Биоэнергетика и метаболизм". Даны общие термодинамические понятия применительно к биологическим системам, классификация химических реакций, происходящих в живых организмах, подробно рассмотрены основные метаболические пути - гликолиз, глюконеогенез, пентозофосфатный путь, цикл лимонной кислоты, катаболизм жирных кислот и аминокислот, окислительное фосфорилирование и фотофосфорилирование, процессы биосинтеза и деградации основных биомолекул, в том числе жиров, а также принципы регуляции метаболизма.

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

Цена:
2424 руб

Дж. Г. Солвей Наглядная медицинская биохимия. Учебное пособие Medical Biochemistry at a Glance
Наглядная медицинская биохимия. Учебное пособие

В третьем издании популярного учебного пособия представлена информация по широкому кругу вопросов современной биохимии. Все процессы проиллюстрированы наглядными рисунками и схемами, которые значительно облегчают понимание и запоминание непростого материала. Особое внимание уделено медицинским аспектам обмена веществ у человека (указаны нарушения при различных заболеваниях и возможные мишени действия лекарственных препаратов). Добавлен раздел, посвященный основным аспектам молекулярной биологии. Описаны клеточный цикл, структура, функции и свойства РНК и ДНК, проблемы современной молекулярной биологии.

Предназначено студентам медицинских вузов, также может быть полезно всем, кто интересуется биохимией или хочет закрепить полученные ранее знания.

...

Цена:
1009 руб

Биологическое разнообразие
Биологическое разнообразие
В учебном пособии рассмотрены основы теории биологического разнообразия и методы его оценки. Раскрыты вопросы, связанные с уровнями, географией и таксономией биоразнообразия. Большое внимание уделено взаимодействию человека и живой природы.

Пособие адресовано студентам высших учебных заведений, обучающихся по экологическим и географическим специальностям....

Цена:
133 руб

Д. А. Лось Десатуразы жирных кислот
Десатуразы жирных кислот
В книге представлены сведения о структуре, разнообразии, механизмах регуляции, экспрессии десатураз жирных кислот - ферментов, регулирующих физические свойства биологических мембран. Рассмотрены механизмы восприятия сигналов мембранами клеток и роль изменений сверхспирализации ДНК в регуляции стресс-зависимой генной экспрессии. Обозначены основные направления биотехнологии липидного обмена, связанные с использованием десатураз жирных кислот для получения пищевого и промышленного масла с заданными свойствами, биотоплива, биоинженерии стресс-устойчивых растений. Затронуты вопросы регуляции метаболических процессов в организме человека, в которые вовлечены десатуразы жирных кислот.

Книга предназначена для студентов и аспирантов биологических факультетов, специалистов в области биохимии, микробиологии, физиологии, генетики и молекулярной биологии....

Цена:
589 руб

Н. М. Григорьева География растений. Учебное пособие
География растений. Учебное пособие
Настоящее учебное пособие предназначено для студентов биологических и географических факультетов. Он соответствует современным стандартам и программам по биогеографии для биологических специальностей педагогических вузов. В нём обсуждаются общие вопросы и отдельные проблемы ботанической географии: учение об ареалах, флоре и флористических царствах, о растительных зонах. В основу пособия положен лекционный курс, читавшийся на биолого-химическом и географо-биологическом факультетах Московского педагогического государственного университета. В разделе "Учение об ареале" обсуждаются разные принципы классификации ареалов, рассмотрены вопросы эндемизма и дизъюнктивности (прерывистости) ареалов с точки зрения истории развития континентов и формирования ареалов, содержатся данные о современном распространении растений и их ископаемых остатках. Затронуты теоретические вопросы становления флоры Земли и подразделения Земного шара на флористические царства. При описании флористических царств приведены данные о родине полезных растений. В разделе о географии растительности рассмотрены вопросы зависимости растительных зон и биологических особенностей растений (морфологических, особенностей размножения и расселения) от свойств климата. Кроме этого, в пособии содержатся сведения о конкретных растениях характерных для флористических царств, тропических, субтропических и умеренных лесов, мангровых зарослей, саванн, степей, лугов, болот и гор. К характеристике растения флористических царств и типов растительности обязательно приложен рисунок растения, кратко указаны его морфологические и биологические особенности, лекарственная или пищевая ценность (содержание белков, жиров, углеводов, витаминов, макро- и микроэлементов, алкалоидов, глюкозидов и т.д.). Особое внимание уделено технически важным растениям, области их применения, приведены данные об истории открытия некоторых растений, дан перечень стран-производителей и стран-экспортёров, что будет безусловно полезно при изучении экономической географии.

Учебное пособие предназначено для студентов биологических и географических факультетов, оно хорошо иллюстрировано и содержит увлекательную информацию о растениях; пособие будет полезно и окажет большую помощь учителям биологии и географии в проведении уроков, факультативных занятий и кружковой работы, а также всем интересующимся вопросами ботанической географии....

Цена:
969 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