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 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:
2209 руб

К. Смит Биология сенсорных систем Biology of Sensory Systems
Биология сенсорных систем
Книга посвящена строению и работе органов чувств человека и животных. Помимо нейробиологических рассматриваются эволюционные, молекулярные, гистологические, анатомические, а также философские аспекты. Показано глубокое единство животного мира.
Изучение сенсорных систем животных позволит освободиться от антропоцентризма и "увидеть" окружающий мир иными органами чувств.
Приведенная в книге библиография и ссылки на интернет-сайты охватывают период от эпохи Аристотеля до начала нашего века.

Для учащихся старших классов и студентов, изучающих биологию и поведение животных, а также специалистов, занимающихся моделированием сложного поведения или интеллекта....

Цена:
309 руб

В. Н. Ярыгин, В. И. Васильева, И. Н. Волков, В. В. Синельщикова Биология. Эволюция. Экосистема. Биосфера. Человечество. В 2 книгах. Книга 2
Биология. Эволюция. Экосистема. Биосфера. Человечество. В 2 книгах. Книга 2
В учебнике (1-й и 2-й книгах) освещены основные свойства жизни и эволюционные процессы последовательно на молекулярно-генетическом, онтогенетическом (1-я книга), популяционно-видовом и биогеоценотичес-ком (2-я книга) уровнях организации. Изложены особенности проявления общебиологических закономерностей в онтогенезе и популяциях людей, их значение для медицинской практики. Уделено внимание биосоциальной сущности человека и его роли во взаимосвязях с природой.
Учебник отражает современные достижения биологической науки, играющие большую роль в практическом здравоохранении.

Для студентов медицинских специальностей вузов....

Цена:
679 руб

 Молекулярная морфология. Методы флуоресцентной и конфокальной лазерной микроскопии
Молекулярная морфология. Методы флуоресцентной и конфокальной лазерной микроскопии
В этой книге в краткой форме изложен материал, необходимый для освоения современных методов конфокальной лазерной микроскопии. Часть из описанных в тексте практических приемов разработана и усовершенствована авторами издания. Отличительной особенностью данной книги является сочетание ключевых моментов из теории современных методов микроскопии с примерами использования различных приемов конфокальной микроскопии и иммуноцитохимии на практике. В приложениях приводятся необходимые сведения о спектральных характеристиках флуорохромов и протоколы иммуноцитохимических реакций, использованных авторами для получения изображений препаратов и построения трехмерных реконструкций микроскопических объектов.

Настоящее руководство может являться справочным пособием для специалистов, применяющих в своей работе флуоресцентные методы и конфокальную микроскопию, а также будет полезно для студентов биологических и медицинских факультетов, изучающих морфологические и нейробиологические дисциплины....

Цена:
201 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:
1439 руб

А. С. Братусь, А. С. Новожилов, А. П. Платонов Динамические системы и модели биологии
Динамические системы и модели биологии
В этой книге дается изложение теории динамических систем и рассматриваются ее приложения к биологии. Наряду с классическими математическими моделями биологии, такими как хищник-жертва Лотки-Вольтерры и Гаузе, конкуренции видов, распространения эпидемий Кермака-Маккендрика и др., в книге рассматривается большое число моделей, которые были предложены совсем недавно: модели эволюции семейств генов, распространения эпидемий в неоднородных популяциях, взаимодействия загрязнения с окружающей средой, распределенного гиперцикла. Излагаются как теоретические, так и практические методы исследования нелинейных динамических систем, возникающих при математическом моделировании биологических и иных методологически родственных процессов. Текст снабжен многочисленными иллюстрациями, большая часть которых получена в результате численных расчетов.

Книга предназначена студентам, аспирантам и специалистам в области создания математических моделей....

Цена:
1349 руб

Ю. В. Конопатов, С. В. Васильева Биохимия животных. Учебное пособие
Биохимия животных. Учебное пособие
Учебное пособие составлено на основе современных знаний развития биологической химии - активно развивающейся области естествознания, с использованием огромного материала отечественных и зарубежных исследователей. Биохимия является одной из фундаментальных наук биологического цикла. Без знаний основ биохимии невозможно понимание функционирования живой клетки, органов и систем. Превращения белков, жиров, углеводов являются основой энергетического и пластического обмена любой живой системы, который регулируется с участием гормонов, витаминов, ферментов. Учебное пособие составлено с использованием теоретического материала, известного современной отечественной и зарубежной науке на сегодняшний день. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям "Ветеринарно-санитарная экспертиза", "Зоотехния", "Биотехнология", "Ветеринария", "Водные биоресурсы и аквакультура", а также для аспирантов ветеринарных, биологических и экологических факультетов....

Цена:
1099 руб

Т. Л. Ауэрман, Т. Г. Генералова, Г. М. Суслянок Основы биохимии
Основы биохимии
В учебном пособии изложены основные сведения о строении, свойствах и биологических функциях белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, витаминов. Рассмотрены важнейшие пути превращения веществ и энергии в живом организме. Приведены сведения об использовании биохимических процессов в пищевой промышленности.

Для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки 240700.62 "Биотехнология", 260100.62 "Продукты питания из растительного сырья", 260800.62 "Технология продукции и организация общественного питания", а также студентов, обучающихся по другим направлениям, и аспирантов....

Цена:
1009 руб

В. И. Машкин Методы изучения охотничьих и охраняемых животных в полевых условиях
Методы изучения охотничьих и охраняемых животных в полевых условиях
В пособии приведены прижизненные методы изучения охотничьих животных в полевых условиях: учеты численности и обездвиживание животных, живоотлов и строение убежищ, мониторинг состояния ресурсов животных и методы индивидуального мечения, определение пола и возраста и др.

Пособие может быть использовано студентами, магистрантами, аспирантами и соискателями биологических специальностей университетов, сельскохозяйственных и лесохозяйственных вузов, экологами, учителями средних школ и преподавателями средних специальных учреждений, также практическими работниками охотничьего хозяйства, природоохранных организаций, охотниками и любителями природы....

Цена:
1939 руб

А. А. Шаламова, Г. Д. Крупина, Р. В. Миникаев, Г. В. Абрамова Практикум по цветоводству. Учебное пособие
Практикум по цветоводству. Учебное пособие
В учебном пособии даны лабораторно-практические работы по основным разделам цветоводства. Приведены классификация цветочных растений и их биологические и морфологические особенности. Значительное место отведено агротехнике цветочно-декоративных однолетних, двулетних и многолетних растений, рассмотрены технологии выращивания многолетней цветочной культуры в защищенном грунте, подготовка и выращивание выгоночных растений и горшечных травянистых культур. Определенное место отведено изучению способов размножения цветочных растений.

Рекомендовано для студентов вузов по агрономическим направлениям подготовки....

Цена:
649 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