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:
2269 руб

А. А. Иванов Этология с основами зоопсихологии
Этология с основами зоопсихологии
В основе учебного пособия - лекционный курс "Этология с основами зоопсихологии", который автор, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии и биохимии животных РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, читает на протяжении последних лет студентам университета, обучающимся по специальностям "Зоотехния" и "Биология" (специализация "Охотоведение .
В учебном пособии анализируется поведение и психология животных на уровне индивидуума и в составе ассоциаций. Рассматриваются проблемы развития поведения и психики животных в процессе онтогенеза. Приводятся данные о видовых особенностях поведения животных, прежде всего продуктивных. Анализируются изменения в поведении и психологии животных, вызванные процессом доместикации. Впервые в отечественной учебной литературе обсуждаются проблемы благополучия животных при содержании в искусственных условиях и приводятся способы повышения уровня благополучия кур-несушек, свиней, лошадей и других животных.

Учебное пособие адресовано студентам аграрных университетов, изучающих разные отрасли продуктивного, спортивного и декоративного животноводства, также оно может быть полезным для аспирантов, научных сотрудников и преподавателей при планировании научных исследований и при подготовке учебных занятий по дисциплинам животноводческого профиля....

Цена:
1229 руб

Е. И. Барабанов, С. Г. Зайчикова Атлас по ботанике. Анатомия, морфология и систематика высших растений
Атлас по ботанике. Анатомия, морфология и систематика высших растений
Атлас составлен на основе многолетнего опыта преподавания курса ботаники на фармацевтическом факультете Первого МГМУ имени И.М.Сеченова в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 060301 "Фармация".
Атлас является инновационным учебным пособием, издаваемым впервые и иллюстрирующим основные разделы дисциплины "Ботаника". В нем дается подробная информация по анатомии, морфологии и систематике высших растений, рассмотрены вопросы по строению растительной клетки, тканей и анатомическому строению осевых органов растений. Эти разделы ботаники представляют собой базисные знания, необходимые для изучения в дальнейшем такой дисциплины, как фармакогнозия. Значительная часть атласа посвящена характеристике высших растений.
Издание содержит 107 таблиц и около 200 рисунков, которые помогут студентам при изучении предмета, как на лабораторных занятиях, так и при самостоятельной работе.
Для студентов фармацевтических факультетов и вузов всех форм обучения (очной, очно-заочной, заочной)....

Цена:
1569 руб

 Основы молекулярной биологии клетки Essential Cell Biology
Основы молекулярной биологии клетки
Многим поколениям биологов знаком пятитомник Альбертса "Молекулярная биология клетки", на русском языке впервые выпущенный в 1987 г. С тех пор вышло пять его изданий, каждое из которых вмещало самые последние достижения молекулярной биологии. Не в последнюю очередь именно увеличивающимся объемом книги обусловлено решение авторов написать ее сокращенный вариант. В книге поддержана традиция очень ясного и логичного изложения материала в виде красочных, понятных схем и интересных иллюстраций с подробными подписями к ним.

Издание адресовано студентам младших курсов биологических и медицинских специальностей, школьным учителям и преподавателям вузов при подготовке лекций и семинаров, а также всем интересующимся предметом и изучающим его на профильном уровне....

Цена:
4909 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:
559 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:
1299 руб

Л. А. Лутова Биотехнология высших растений
Биотехнология высших растений
В учебнике изложены основные принципы и методы генной и клеточной инженерии высших растений, ее достижения и перспективы. Эта молодая ветвь биологии за короткий срок прошла путь от первых модельных лабораторных опытов до конструирования новых форм растений и получения трансгенных растений. Описаны особенности растительных клеток in vitro, явление сомакло-нальной изменчивости, гаплоидия в системах in vitro, клеточная селекция, соматическая гибридизация, микроклональное размножение. Подробно рассмотрены современные векторные системы и способы клонирования генов.

Книга предназначена для студентов и аспирантов вузов, обучающихся по специальности «Биотехнология, генетика и физиология растений»....

Цена:
379 руб

 Биология с основами экологии
Биология с основами экологии
Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным стандартом по направлению подготовки "Фундаментальная и прикладная химия" (квалификация "специалист .
В учебнике рассматриваются сущность жизни и основные живые системы, клетки и организмы, их строение и функционирование, принципы воспроизведения и развития, регуляция жизнедеятельности организмов, возникновение и развитие жизни на Земле, разнообразие организмов и их классификация, биологические и социальные особенности человека. Приведены основные понятия экологии, описаны особенности надорганизменных систем (популяций, экосистем, биосферы), роль антропогенных воздействий в их функционировании, закономерности охраны и рационального использования природных объектов, современные достижения и перспективы биологии и биотехнологии.

Для студентов учреждений высшего профессионального образования....

Цена:
1619 руб

А. А. Иванов Физиология рыб
Физиология рыб
В учебном пособии физиология рыб рассматривается как составная часть курса "Общая физиология человека и животных". В книге описаны осморегуляция рыб, деятельность их почек и жабр, сенсорные системы (зрение, слух и т. д.). Дана характеристика нервной системы, кожного покрова, движения рыб. Изложены особенности кровообращения, газообмена, пищеварения. Уделено внимание физиологическим основам искусственного питания рыб, физиологии их воспроизводства. Охарактеризованы эндокринная система рыб, их иммунитет, поведение в различных условиях, стрессовое состояние и т. д.

Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений по направлению подготовки "Зоотехния, и специальности "Ветеринария". Также может использоваться по направлению подготовки "Биоресурсы и аквакультура"....

Цена:
1349 руб

В. М. Константинов, А. Г. Резанов, Е. О. Фадеева Общая биология. Учебник
Общая биология. Учебник
Учебник посвящен общим вопросам современной биологии. В нем приведены основные сведения о структуре живой материи и общие законы ее функционирования. Изложены темы учебного курса: происхождение, эволюция и многообразие жизни на Земле. Показаны взаимосвязи между организмами и условиями их существования, закономерности устойчивости экологических систем.

Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования....

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