Меню

Размер бактерии по сравнению с клеткой



Размер бактерий, спор, вирусов и грибов, микроорганизмов

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.

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 0,7-0,8×2-3
Escherichia coli 0,3-1х1-6
Staphylococcus aureus 0,5-1,0
Thiobacillus thioparus 0,5х1-3
Rickettsia prowazeki 0,3-0,6×0,8-2
Мелкие
Mycoplasma mycoides 0,1х0,25
Bdellovibrio bacteriororus 0,3×1,2
Haemobarfonella muris 0,1×0,3-0,7
Wolbachia melophagi 0,3х0,6
Вирусы
Крупные
табачной мозаики 0,02×0,3
коровьей оспы 0,26
гриппа 0,1
фаг Т2 0,06×0,2
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.

Бактерии могут иметь большой набор форм и размеров (или морфологий). За размером бактериальные клетки обычно в 10 раз меньшие, чем клетки эукариотов, имея только 0,5-5,0 м в своем самом большом размере, хотя гигантские бактерии, такие как Thiomargarita namibiensis и Epulopiscium fishelsoni, могут вырастать до 0, 5 мм в размере и быть видимыми невооруженным глазом.

Наименьшими свободноживущими бактериями являются микоплазмы, члены рода Mycoplasma, лишь 0,3 м в длину, приблизительно уровне за размером самым большим вирусам.

Мелкий размер важный для бактерий, потому что он приводит к большому соотношению объема к площади поверхности, которая ускоряет транспорт питательных веществ и выделения отходов. Низкое соотношениях объема к площади наоборот ограничивает скорость метаболизма микробу. Причина для существования больших клеток неизвестная, хотя кажется, что большой объем используется прежде всего для хранения дополнительных питательных веществ.

Однако, существует и наименьший размер свободноживущей бактерии. Согласно теоретическим подсчетам, сферическая клетка диаметром меньше 0,15-0,20 мкм становится неспособной к самостоятельному воспроизведению, поскольку в ней физически не помещаются все необходимые биополимеры и структуры в достаточном количестве.

Недавно были описанные нанобактерии (и похожие нанобы и ультрамикробактерии), что имеют размеры меньше «допустимых», хотя факт существования таких бактерий все еще остается под вопросом. Они, в отличие от вирусов, способные к самостоятельному росту и размножению, но требуют получения ряда питательных веществ, которые они не могут синтезировать, из среды или от клетки-хозяина.

Размеры микробов и вирусов

Известный ботаник Карл Линней в конце XVIII века ввел систему классификации животных и растений, которая служит и до настоящего времени. Однако даже Линней не смог разобраться в мире бесконечно малых существ и отнес их в сборную группу, названную им хаосом.

Микробы – это в основном одноклеточные бесхлорофилльные организмы прокариотического типа.

По форме различают шаровидные, палочковидные и извитые микробы. Между этими группами имеются многочисленные и часто незаметные переходы. Большая часть относится к группе бактерий.

С линнеевских времен прошло немало лет.

Первозданный микробный хаос постепенно упорядочился. Оказалось, что и у микробов можно найти признаки, столь же типичные для каждого из них, как, скажем, окраска надкрылий для жука-кузьки. Но кое в чем хаос еще остался — ив первую очередь в самом названии «микроб».

Оно происходит от двух греческих слов: «микрос» — малый и «биос» — жизнь. Если так, то к микробам можно сопричислить все живые существа, которые едва заметны или вовсе незаметны для невооруженного глаза.

Тогда наибольший размер микроба — 1/10 — 1/20 доля миллиметра (в 2—3 раза меньше, чем точка на этой странице). В микробиологии принято производить измерения в тысячных долях миллиметра — микронах, и в тысячных долях микрона — миллимикронах.

Следовательно, размер заметного (особенно, когда он подвижен) невооруженным глазом микроба до 50 микрон.


Выращивание микробов для тестирования на них антибиотиков. Фото: Nathan Reading

Многие простейшие (инфузории, амебы) имеют довольно сложное строение и достигают нескольких сот микрон. Ими занимается особая наука, называемая протистологией, которая уже давно отделилась от микробиологии.

Среди простейших есть настоящие гиганты, например раковинные амебы, раковинки которых такой же величины, как и у мелких улиток. Но не будем задерживаться на этом классе мельчайших живых существ.

Хоть они и мельчайшие, но все же во много раз больше, чем любой микроб.

Отдельную бактерию простым глазом не увидишь. Правда, есть так называемые серобактерии, которые образуют нити длиной в десятки сантиметров, но это исключение. А правило таково: размер бактерии колеблется около величины в два микрона. Для этой величины уже не найдешь подходящего наглядного сравнения: такая бактерия меньше типографской точки в 250—500 раз.

Итак, существа, которых биологи прошлых лет относили в одну группу (точь-в-точь, как мы называем букашкой и муравья, и тлю, и жучка-короеда), даже по размерам сильно отличаются друг от друга.

Крупная инфузория в 400—500 микрон почти в сто тысяч раз больше вируса.

Еще Д, И. Ивановский получил вирус табачной мозаики в форме кристаллов.

Кристаллическое живое существо! Это казалось настолько странным, что многие ученые только на этом основании отвергали возможность признания вирусов живыми, считая их химическим веществом.

А тем не менее ничего странного в этом нет. Размеры вирусов настолько малы, что в формировании их облика огромную роль играют межмолекулярные силы. Они-то и заставляют химически однородные вирусы образовывать кристаллы из живых существ. Кристаллы, которые живут!

Долгое время считалось, что такие кристаллы могут образовывать только вирусы растений, но затем удалось провести также кристаллизацию живой материи из вирусов животных и людей.

Размер бактерий

На первом совещании по вопросам происхождения жизни, которое состоялось в Москве, американский ученый лауреат Нобелевской премии Уэндел М. Стенли демонстрировал кристаллы, полученные из вирусов полиомиелита.

Каковы же размеры вируса? Понятие о «среднем росте» ввести для вирусов довольно затруднительно: в мире невидимых есть свои великаны и свои карлики.

Обычно размеры микробов измеряются микронами (микрон – это одна тысячная миллиметра), а для вирусов используют еще в 1000 раз более мелкую единицу измерения – миллимикрон.

По сравнению с копейкой вирус выглядит таким же маленьким, как сама монета по сравнению с футбольным полем стадиона «Динамо» в Москве. Микробы, возбуждающие возвратный тиф, имеют размеры 10–12 микронов, безвредный микроб «чудесная палочка» – чуть меньше микрона. А вот вирус клещевого энцефалита имеет величину в 30 миллимикронов, вирус табачной мозаики в два раза меньше, размеры вирусов гриппа не превышают 120 миллимикронов, а вирус «крошка», возбуждающий ящур, равен примерно 8 миллимикронам.

Между тем самое крупное млекопитающее — синий кит, величиной в 30 метров — длиннее четырехсантиметровой землеройки-малютки всего в 750 раз.

Значит, в наших руках уже есть один признак, который поможет нам навести порядок в мире микробов.

По форме и по строению микробы отличаются друг от друга, пожалуй, не меньше, чем по величине. Несомненно, самые красивые и причудливые из них это простейшие, особенно инфузории.

Читайте также:  Сравнение зеркальных фотоаппаратов с зеркальными

Шаровидные микробы — кокки в форме единичных шариков, или шариков, сцепленных между собой в цепочку — стрептокков, или шарики сцепленных по четыре — тетракокки; из 8 клеток расположенных в два яруса один над другим — сарцины; в виде гроздей винограда — стафилоккоки.

Палочковидные или цилиндрические формы принято делить на бактерии и бациллы.

Все палочковидные формы, не образующие спор, называются бактериями, а образующие споры-бациллыами. Парные соединения клеток- диплобактерии или диплобациллы, соединенные в цепочки- стрептобактерии или стрептобациллы.
Извитые или изогнутые, бактерии различаются по длине, толщине и степени изогнутости.
Палочки, изогнутые в виде запятой называют вибрионами. палочки с одним или несколькими завитками – спириллами, а с многочисленными завитками наподобие длинной спирали- спирохеты.
Размеры бактерий очень малы.

В среднем диаметр тела б. бактерий 0,5 — 1 мкм. (микрон), а длина 1-5 мкм. Масса бактериальной клетки — 0,004 г. Формы тела бактерий, как и размеры, может изменяться под влиянием условий развития.

Недавно на портале maminuklubs.lv одна из мамочек задала вопрос, какова же разница между микробами, бациллами, бактериями и вирусами. Мамин Клуб связался с Центром по контролю и профилактике заболеваний Латвии, чтобы дать полный ответ на этот вопрос. Итак, что же нам ответили специалисты центра.

Что такое микробы, бактерии, бациллы и вирусы?

Все вышеперечисленное является микроорганизмами, которых называют так же микробами.

Одни из главных микробов это вирусы.

Вирусы это мельчайшие микроорганизмы, которые могут размножаться только в живой клетке. Вирусы это паразиты со сравнительно простым строением: его внутренность это нуклеокапсид, который состоит из нуклеиновой кислоты. После попадания в клетку вирус теряет свою оболочку, а нуклеиновая кислота управляет процессами в клетке. Клетка начинает производить новые составляющие, необходимые для построения нового вируса, а потом сама умирает, в свою очередь вновь образовавшиеся вирусы внедряются в другие клетки, и процесс образования вируса начинается снова.

Хочется подчеркнуть и то, что антибиотики на вирусы не действуют.

В основном вирусы вызывают часто встречаемые заболевание, такие как грипп и инфекции дыхательных путей, кишечные инфекции (рота и норавирусы), гепатит А, так называемые детские болезни – ветрянку, корь, свинку и другие тяжелые инфекционные заболевания, такие как полиомиелит, энцефалит, гепатиты В и С, СПИД, геморрагические лихорадки и так далее.

Бактерии это одноклеточные организмы, которые очень просты – у них нет ядра, и они обычно содержат только одну хромосому.

Бактерии находятся везде — в почве, воде, воздухе, на фруктах, в организме животных и людей.

В нашем организме триллионы бактерий, которые сосредоточены в основном в пищеварительном тракте. Они помогают переварить пищу, а также являются главным источником витамина К, необходимого для свертывания крови. В отличие от вирусов, бактерии могут жить и размножаться в организме человека или животного, а также во внешней среде при наличии благоприятных условий.

Только 300 из 4600 известных видов бактерии считаются патогенными, но все же бактерии вызывают множество различных заболеваний у растений, животных и людей.

Среди патогенных бактерий, которые угрожают жизни человека туберкулез, дифтерия, столбняк, менингит, кишечные инфекции (сальмонеллез, дизентерия, кампилобактериоз), различные сексуально трансмиссивные заболевания, некоторые виды пневмонии, а также кариес.

Очень опасными инфекциями являются чума, холера, брюшной тиф.

Протозои или одноклеточные, также как и бактерии, одноклеточны организмы, но в некоторых случая имеющие больше одного ядра. К ним относятся амебы и трипаносомы, а также паразиты, вызывающие малярию. Примерно третья часть одноклеточных являются паразитами, а всего их насчитывают около 10 тысяч, но лишь небольшая часть вызывает заболевания у человека.

Грибки также могут вызывать заболевания.

У этих организмов есть ядро, и, свиваясь тонкими нитями, они образуют мицелий. На данный момент самые распространенные грибки, те которые относятся к деформации кожного покрова, к примеру, инфекция грибка на ногах и кандидоз. Более тяжелые грибковые инфекции угрожают людям с очень сильно ослабленной иммунной системой вследствие недостаточного питания, рака, употребления сильных медикаментов и вирусных инфекций.

Как и при каких условиях все эти микроорганизмы воздействую на наше здоровье?

Что касается инфекционных заболеваний – их может возбуждать один вид микроорганизмов (простая инфекция) или несколько (смешанная инфекция).

Процесс инфицирования начинается с того момента, как возбудитель попал в человеческий организм. Процессы жизнедеятельности микроорганизмов и их размножение стимулируют защитные реакции организма: вырабатываются антитела, возникают аллергии, развивается иммунитет.

Случается, что микроорганизм-возбудитель заболевания может находиться в организме человека в неактивном состоянии, и сам человек может чувствовать себя здоровым, но при наличии неблагоприятных условий (переутомление, переохлаждение, неполноценное питание) могут открыться патогенные особенности микроорганизма, и человек может заболеть (аутоинфекция).

Мир микроорганизмов крайне богат и многообразен, и их роль в природе велика.

Микроорганизмы широко распространены в природе и активно участвуют в обмене веществ. Они находятся повсюду, в том числе на предметах окружающей вас среды.

Тем не менее, у каждого микроорганизма есть свой метод выживания. Вирусы вне живого организма размножаться не могут, и многие из них во внешней среде могут выжить небольшой отрезок времени.

Например, вирус гриппа может жить несколько часов, вирусы гепатита — несколько дней, вирус полиомиелита в воде может сохраняться более длительный период времени.

Жизнеспособность и способность бактерий к размножению во внешней среде зависит от особенностей конкретной бактерии. Бактерии не только выживают, они могут и размножаться в окружающей среде в зависимости от подходящей им температуры, влажности, количества кислорода и питательных веществ.

Отдельные бактерии при неблагоприятных условиях могут образовывать споры (Сибирская язва, бактерия ботулизма, палочки столбняка), которые могут сохраняться долгие годы.

Микроорганизмы гибнут под воздействием высоких, реже низки температур, высыхая, от химических средств, содержащих хлор или спирт, УФ лучей.

Поэтому очень часто активность того или иного заболевания зависит от времени года.

Помимо этого микроорганизмы могут вырабатывать сопротивляемость к употребляемым лекарствам (антибиотики, противовирусные препараты), что называется резистентность. Такое обычно случается, когда противомикробные препараты применяются необоснованно, бесконтрольно и без назначения врача.

Это делает лечение отдельных болезней более затруднительными и создает необходимость в поиске новых медикаментов.

Большое значение в борьбе с микробами имеет профилактика — личная гигиена и гигиена окружающей среды, а также иммунизация.

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Бактерии размер

Бактерии имеют три основные формы: шаровидную — кокки, размером чаще всего 1—2 мк, палочковидную — бациллы и бактерии, длина которых обычно бывает 1—4 мк, спиральноизвитую — вибрионы, спириллы, спирохеты, длина их колеблется в пределах от 1 до 20 мк. Размножаются бактерии чаще всего простым делением. Большое количество видов бактерий, попадая в неблагоприятные условия, образуют споры, покрытые прочной защитной оболочкой, предохраняющей их от гибели. В таком состоянии споры могут сохраняться длительное время. При попадании в благоприятные условия споры прорастают и бактерии начинают размножаться.[ . ]

В состав бактерий входит 1—4% жиров, 8 — 14% белков и 80— 85% воды. В микроколичествах содержатся фосфор, калий, кальций, магний, железо и другие элементы [114 (стр. 267), 115]. Вирусы не обладают клеточной структурой и имеют размер 10— 100 нм [115, стр. 248].[ . ]

Размеры бактерий, особенно длина палочковидных форм, зависят от условий обитания. Изменения pH, консистенции среды, концентрации солей и многих питательных веществ, а также состав питательной среды оказывают прямое влияние на размеры клеток. Сказываются на размерах и экологические условия. Поэтому длина палочковидных форм без учета совокупности условий имеет лишь относительное диагностическое значение. Этот факт не должен игнорироваться микробиологами в практической работе по микробиологии промышленных стоков. Образование фильтрующихся форм нами не проверялось .[ . ]

Бактерии (но далеко не все) способны активно передвигаться только в жидкой среде. К числу неподвижных форм относятся кокки (исключение составляют только два вида) и некоторые палочковидные бактерии. Извитые бактерии все подвижны. Спирохеты движутся за счет изгибов тела. Все остальные подвижные формы имеют специальный орган движения — жгутики, представляющие собой длинные очень тонкие нити, спиральные, волнистые или изогнутые. Длина жгутиков может во много раз превышать длину тела бактерии и достигает 10—30 мк и более. Поперечный размер жгутиков равен, приблизительно 0,01—0,03 мк.[ . ]

Размер бактерий. Главнейшими объектами изучения микробиологии являются бактерии. Это наиболее мелкие организмы, обла» дающие чертами, сближающими их с миром животных, как, например, подвижность, и с миром растений, например наличие твердой оболочки.[ . ]

Бактерии в нейтральной среде заряжены отрицательно. Вирусы также несут отрицательный заряд [153, 154]. Эти и другие физико-химические особенности болезнетворных микроорганизмов (в частности, размеры частиц 10 6 см и больше, неспособность к диализу и др.) позволяют рассматривать их как гидрофильные биоколлоиды, хотя не следует упускать из виду, что стабильность бактериальных дисперсий может зависеть и от физиологических особенностей клетки.[ . ]

Бактерии, впервые увиденные в XVII в. изобретателем микроскопа голландцем Антони ван Левенгуком, представляют собой одноклеточные прокариотические организмы размером от 0,5 до 10—13 мкм. Подавляющее большинство бактерий — гетеротрофы, но среди них имеются и автотрофы —цианобактерии, обладающие фотосинтезирующей системой и содержащие хлорофилл, который придает им зеленую или сине-зеленую окраску. Собственно это объясняет, что часто цианобактерии именуют просто «синезеленые», а за внешнее сходство называют водорослями.[ . ]

Клетки бактерий рода ВецегшсНа имеют круглую, овальную или палочковидную формы; палочки иногда искривлены. Размеры молодых клеток 0,5—2,0 х 1,0—4,5 мкм. Встречаются подвижные и неподвижные формы. Цист и спор не образуют. Культуры характеризуются медленным ростом. Типичные колонии формируются обычно через 3 недели при 30 °С. Большинство культур ВецегшсНа образует на безазотном агаре с глюкозой выпуклые, нередко складчатые, блестящие слизистые колонии очень вязкой консистенции (рис. 177).[ . ]

Колонии бактерий и вирусов (биоколлоиды) состоят из сотен и тысяч клеток и отличаются периодичностью строения. Толщина водных прослоек между клетками 1—3 мкм, т. е. соизмерима с размерами бактериальных клеток [116, стр. 114].[ . ]

Размер клеток (0,5—0,8) X (0,9—1,4) мк. Подразделение тионо-вых бактерий на виды основано на различном отношении к кислотности среды и к источникам энергии. Для Thiobacillus thio-parus оптимальное значение pH сдвинуто в щелочную сторону в отличие от Thiobacillus thiooxidans, способного развиваться при значительной кислотности среды.[ . ]

Плазмиды бактерий — это генетические структуры, находящиеся в цитоплазме и представляющие собой молекулы ДНК размером от 2250 до 400 ООО пар азотистых оснований. Они существуют обособленно от хромосом в количестве от одной до нескольких десятков копий на одну бактериальную клетку.[ . ]

Мембраны бактерий. Протопласт снаружи окружает цитоплазматическая мембрана — плазмалемма, прилегающая непосредственно к оболочке. Мембраны составляют 40—90% всей массы клетки. Длительно существовало ошибочное представление, что периферическая плазмалемма бактериального протопласта является единственной мембранной структурой бактериальной клетки. Сейчас известно, что периферическая мембрана образует инвагинации, составляющие внутриклеточные мембранные структуры. Различными методами показано, что мембраны трехслойные и достигают 8,5 нм в толщину. У всех исследованных бактерий мембраны могут быть причислены к обязательным компонентам бактериальной клетки [63, 126]. В. И. Бирюзовой [23] собрана большая литература о молекулярной организации плазмалеммы. Ее наружная поверхность, обращенная к клеточной оболочке, состоит из субъединиц грибовидной формы с размером головки 8—12 нм. Часть этих субъединиц, по-видимому, является ферментативными белками, другая часть — белково-липидными структурами.[ . ]

Читайте также:  Атом имеет ядро размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома

Размножение бактерий происходит делением клетки пополам (рис. 79). Вначале в середине тела бактерии появляются выросты, а затем они кольцеобразно вдвигаются внутрь клетки и делят ее пополам. Но встречаются бактерии (миксобактерии), размножение которых происходит путем «перешнуровывания» клетки без образования клеточной перегородки (рис. 80). Каждая половинка быстро вырастает до размеров материнской клетки и снова делится пополам н т. д. При благоприятных условиях размножение идет очень быстро. Считают, что бактерия делится пополам через каждые 20—30 мин. По подсчету ботаника Кона, при беспрепятственном размножении в течение 5 сут потомство одной бактерии средней величины (2 мк длины и 1 мк ширины)4 заняло бы объем, равный объему всех морей и океанов. Но размножение бактерий ограничено рядом факторов и таких фантастических размеров не достигает.[ . ]

Каждому виду бактерий присущи определенные форма и размер. Однако условия роста оказывают значительное влияние на размеры бактериальных клеток.[ . ]

Крайне малые размеры клеток являются характерной, но не главной особенностью бактерий. Все бактерии представлены особым типом клеток, лишенных истинного ядра, окруженного ядерной мембраной. Аналогом ядра у бактерий является нуклеоид — ДНК-содержащая плазма, не отграниченная от цитоплазмы мембраной. Кроме того, для бактериальных клеток характерны отсутствие митохондрий, хлоропла-стов, а также особое строение и состав мембранных структур и клеточных стенок. Организмы, в клетках которых отсутствует истинное ядро, называются прокариотами (доядер-ными) или протоцитами (т. е. организмами с примитивной организацией клеток).[ . ]

Извитые формы бактерий в зависимости от степени изогнутости делятся на вибрионы, имеющие вид запятой, спириллы с одним или несколькими завитками (в виде штопора) и спирохеты — сильно извитые тонкие спиральные бактерии. Среди извитых бактерий самые мелкие — вибрионы. Длина их клеток не превышает 1—3 мк. Длина тела спирилл колеблется от 5 до 30 мк при толщине 0,25—1 мк. Самыми крупными извитыми бактериями являются спирохеты. Длина их тонких нитей может доходить до 200 мк, поперечный размер — до 0,3—0,5 .мс. Некоторые авторы рассматривают спирохеты как отдельный класс организмов.[ . ]

Отдельные виды бактерий, главным образом палочковидные, способны к спорообразованию. В неблагоприятных условиях культивирования, когда исчерпаны питательные вещества в среде и накоплены в ней продукты жизнедеятельности, бактерии образуют внутри клетки круглые или овальные споры. Они образуются вследствие уплотнения протоплазмы в одном месте клетки. Спорами называются покоящиеся клетки, содержащие в отличие от вегетативных (растущих) клеток меньше воды (около 40%) и имеющие более плотную труднопроницаемую оболочку, благодаря чему они очень стойки к различным внешним воздействиям. Когда спора попадает в благоприятные для жизни условия, она начинает прорастать. Процесс прорастания состоит в том, что спора набухает, содержимое ее становится богаче водой, размер увеличивается почти в 2 раза, усиливается действие ферментов внутри споры, благодаря чему происходит гидролиз наружной оболочки, образуется отверстие, через которое выходит одетый внутренней оболочкой проросток, превращающийся в бактериальную клетку. Процесс прорастания продолжается 2—4 часа. Бактерии образуют только одну спору в клетке. Поэтому спорообразование у бактерий нельзя рассматривать как способ размножения, а только как защиту от неблагоприятных условий внешней среды.[ . ]

Как отмечено в § 4, бактерии имеют разную форму, начиная от палочек и заканчивая округлыми формами микроскопических размеров. Размеры одиночной клетки E. coli (рис. 44) составляют 1-3 мкм в длину и 0,5-0,8 мкм в диаметре, объем — около 1 нм8, а масса равна IO»12 г.[ . ]

Основное вещество бактерий представлено цитоплазмой, являющейся раствором белка, концентрация которого составляет 200 мг/мл. В цитоплазме бактерий имеется ядерная область, которую из-за отсутствия мембраны называют нуклеотидом. В этой области обнаруживают волокна диаметром 3-5 нм, представляющие собой скрученные двойные цепи одиночной кольцевой молекулы ДНК. Эти цепи ДНК рассматривают в качестве одиночной хромосомы. В большинстве случаев у бактерий действительно обнаруживают по одной кольцевой хромосоме, однако у бактерий ряда видов найдено по две кольцевых хромосомы (Rhodobacter sphaeroides, Brucella melitensis, Leptospira interrogans, Pseudomonas cepaeia), различающихся по размерам (одна из них является большой, другая малой), у Agrobacterium tumefaciens одна из двух хромосом является линейной.[ . ]

Благодаря ничтожным размерам бактерии легко проникают в трещины, щели, поры. Они очень выносливы и приспособлены к неблагоприятным условиям существования: переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 80 —90° С, не теряя при этом жизнеспособности. А споры бактерий выдерживают даже кипячение.[ . ]

Молодые клубеньковые бактерии в чистой культуре на питательных средах обычно имеют палочковидную форму (рис. 143, 2, 3), размер палочек примерно 0,5—0,9 X 1,2—3,0 мкм, подвижные, размножаются делением. У палочковидных клеток клубеньковых бактерий клевера наблюдается деление перешнуровыванием. С возрастом палочковидные клетки могут переходить к почкованию.[ . ]

Бактерии являются одноклеточными микроскопическими организмами, размеры которых измеряются микронами. В зависимости от формы среди бактерий различают бациллы, стафилококки, диплококки, стрептококки, вибрионы, спириллы (рис. 1). Бактерии многих видов подвижны, обладая жгутиками или ресничками.[ . ]

Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук — голландский естествоиспытатель XVII в., впервые создавший совершенную лупу-микроскоп, увеличивавший предметы в 160 — 270 раз. Со времен Левенгука техника исследования микробиологических объектов шагнула далеко вперед. Созданы световые микроскопы, увеличивающие объекты в 2000 и более раз. С помощью современного электронного микроскопа, увеличивающего предметы в 200 000 — 500 000 раз, можно различать и изучать самые мелкие микроорганизмы. Для сравнения на рисунке 1 показаны размеры волоса в микрометрах, изображение бактерии, полученное в световом микроскопе, и часть той же бактерии в поле зрения электронного микроскопа.[ . ]

Миксобактерии близки к истинным бактериям, они имеют такие же малые размеры и палочковидную форму; размножаются путем полеречного изоморфного деления; являются хемосинтезирующими, гетеротрофами; способны расти на искусственных средах. Большинство из них строгие аэробы, не образующие спор мезофилы, растут гари нейтральной реакции среды pH 7,2.[ . ]

Клетки аэробных спорообразующих бактерий имеют палочковидную форму и в сравнении с неспороносными бактериями, как правило, более крупных размеров. Вегетативные формы спороносных бактерий обладают более слабым активным движением, хотя им присущи пери-трихиально расположенные жгутики. Длина клеток вегетативных форм варьирует, особенно в зависимости от возраста культуры. У некоторых видов спороносных бактерий в старых культурах отмечается образование характерных полиморфных форм. Размеры и форма бактериальных клеток подвергаются значительным изменениям в процессе образования спор, что во многих случаях может служить дополнительным признаком для распознавания отдельных видов.[ . ]

Первая группа примесей с частицами размером 10“ —105 см представлена взвешенными в воде частицами, образующими суспензии и эмульсии. К этой группе отнесены также различные организмы планктона, в том числе бактерии.[ . ]

Бактерии, принадлежащие к родам СаШопе11а и КеувЫа (рис. 69), обладают придатками, состоящими из слизи и не связанными с цитоплазмой клетки. Форма и размеры таких придатков сильно варьируют. При исследованиях природных субстратов у бактерий из рода ОаШопеПа легко обнаруживаются почковидные или палочковидные клетки, которые формируют длинные перевитые слизистые стебельки, пропитанные окислами железа. Согласно представлениям, развиваемым Г. А. Заварзиным, природа стебельков ОаШо-пе11а иная. Стебельки представляют собой скопление живых организмов, не обладающих клеточной стенкой и способных формировать длинные нити. Эти организмы паразитируют на клетках истинных бактерий. Поэтому то, что принималось обычно за бобовидную клетку ОаШопе11а, является лишь клеткой-хозяином, который может быть в разных случаях разным. Такими паразитами могут быть прежде всего микоплазмы, которые будут рассмотрены в соответствующем разделе.[ . ]

Существенным отличием миксобактерий от истинных бактерий является их способность передвигаться за счет активного сгибания тела (жгутики отсутствуют). Такая особенность строения (эластичная клеточная стенка) свойственна простейшим животным организмам. Другой особенностью миксобактерий является образование плоских стелющихся по поверхности слизистых колоний, образующих выросты — псевдоплазмодий. Многие из них способны к образованию плодовых тел, напоминающих плодовые тела простейших. Эти тела, имеющие причудливую форму, но небольшие размеры (около 7 мм), являются разновидностью колониальной формы (рис. 113) и представляют собой стадию образования цист.[ . ]

Возбудитель — Xanthomonas vesicatoria Dows. Это палочковидные бактерии размером 0,6—0,7X1,0—1,5 мкм с одним полярным жгутиком. Болезнь может проявиться на листьях, плодах, стеблях, начиная со всходов и кончая взрослыми плодоносящими растениями. Наиболее восприимчивы к заболеванию молодые ткани.[ . ]

Атразин распределяется в виде частиц и кристаллов размером от 5 до 50 мкм. Уже на десятый день после заделки стекол в почву на частицах гербицида появляются отдельные клетки бактерий, численность которых со временем увеличивается. Клетки формируются в более или менее крупные группы, образующие при слиянии микроколонии. Спустя несколько месяцев бактерии распределяются плотным слоем по периметру частиц, обволакивая их. Некоторые кристаллы гербицида теряют характерную форму. Происходит их деструкция. Частицы атразина могут обрастать различными видами бактерий. Однако, как правило, на поверхности гербицида развивается монокультура, которая первой вступает в контакт и колонизирует его.[ . ]

Самыми распространенными среди дробянок являются бактерии и в настоящее время это самые распространенные в биосфере микроорганизмы. Их размеры составляют от десятых долей до двух-трех микрометров.[ . ]

Следует принять во внимание, что в нейтральной среде вирусы и бактерии являются носителями отрицательного электрического заряда: размеры этих микроорганизмов от 10 6 см и более. Такие признаки позволяют считать данные болезнетворные микроорганизмы гидрофильными биоколлоидами [31]. Естественно, что с позиций классификации по Кульскому состояние, в котором они пребывают в воде, приближает их к примесям первой либо второй группы, следовательно, и удаление их из воды должно осуществляться рекомендуемыми для этих групп методами.[ . ]

Всего сейчас описано около пятидесяти видов пурпурных и зеленых бактерий. Многи чиз них выделены в виде чистых культур, или монокультур. В морфологическом отношении фото-трофные бактерии проявляют значительное разнообразие. Среди них есть сферические, палочковидны« и извитые формы, а также организмы, клетки которых имеют выросты (рис. 122, 123, 124). Некоторые фототрофные бактерии, особенно часто в природных условиях, образуют различные, иногда весьма характерные скопления (агрегаты) клеток в виде цепочек и пластинок, нередко заключенных в слизь. Размеры фототрофных бактерий также весьма различные, от 1—2 мкм в диаметре до 50 мкм и более в длину. Наиболее крупные формы встречаются среди пурпурных серобактерий. К ним относятся такие организмы, как Chromatium okenii и Thiospirillum jenense. Есть подвижные и неподвижные виды. У большинства движение обусловлено наличием одного или нескольких жгутиков, расположенных полярно. Лишь у одного вида пурпурных бактерий (Rhodomicrobium vannielii) жгутикование перитрихиальное. Подвижные пурпурные бактерии способны к фототаксису, аэротаксису и хемотаксису, т. е. к движению, вызванному светом, кислородом или некоторыми химическими соединениями. В зависимости от направления движения эти реакции могут быть положительными или отрицательными. Большинство фототрофных бактерий размножается бинарным делением. Но для некоторых видов пурпурных бактерий (Rhodomicrobium vannielii, Rhodopseudomonas palustris, Rh. viridis, Rh. acidophila) характерно почкование. Эндоспор фототрофные бактерии не образуют.[ . ]

Читайте также:  Проверочная работа по русскому языку для 6 класса тема степени сравнения имен прилагательных

Большинство истинных стебельковых бактерий относятся к зтому роду. Похожие на псевдомонады клетки, с одним полярно расположенным жгутиком, прикрепляются тем концом, на котором находится жгутик, к какой-либо поверхности (часто к другой клетке) и формируют стебелек. Стебелек имеет довольно сложное строение. Наружная поверхность образована клеточной стенкой, за которой следует цитоплазматическая мембрана, т. е. стебелек является выростом (выпячиванием) клетки, сохраняющим ее внутреннюю структуру (рис. 70, 71). Внутри стебелька находится много мембранных структур, играющих важную роль в жизнедеятельности клетки. Форма и размеры стебельков сильно варьируют. Встречаются бактерии с очень тонкими стебельками (рис. 72), и даже у одного и того же вида бактерии в зависимости от условий среды могут быть очень длинные (5—10 мкм и более) изогнутые стебельки и короткие, едва заметные. В почве нередко можно обнаружить клетки стебельковых бактерий, усеянные по всему периметру, включая стебелек, выростами клеточной стенки — фим-бриями (рис. 72).[ . ]

В топливах для реактивных двигателей так же, как и в других нефтепродуктах, обнаружено присутствие микроорганизмов, размер которых колеблется от 0.5 до 5 мкм. Некоторое количество микроорганизмов всегда находится в топливе. С наступлением благоприятных условий они активизируются. Такие условия возникают, например, на границе раздела воды и топлива при определенной температуре. Здесь имеет место наиболее активная деятельность различных бактерий, спор, водорослей и грибков. Чем дальше от границ раздела вода-нефтепродукты, тем меньше встречается микроорганизмов. За 14 месяцев хранения топлива в резервуаре емкостью 4000 м3 в подтоварной воде было обнаружено 62 млн. колоний бактерий в 1 мл, на границе водного и топливного слоя — 196 млн. колоний и в топливном слое над водой — 530 тыс. колоний. Топливо, поступающее к распылителю форсунки на газотурбинном двигателе, содержало 950 колоний бактерий в 1 мл.[ . ]

К этому роду отнесен недавно описанный автором настоящей главы новый почвенный микроорганизм — Agrobacterium polysphero-idum. Клетки этой бактерии представляют собой палочки, вся поверхность которых усеяна сферическими выростами, расположенными по спирали. Размеры клеток средние (0,6—0,8х X 1,2—5,1 мкм), но диаметр сферических вздутий очень мал (0,015—0,07 мкм). Поэтому их можно различить только в электронном микроскопе (рис. 28). Молодые шаровидные клетки снабжены одним жгутиком. Размножаются перетяжкой с образованием дочерней подвижной клетки, часто с несколькими жгутиками. Кроме того, клетки нередко образуют почки, длительное время дорастающие до размеров материнской клетки, не отделяясь от нее. По уровню питательных веществ в среде этот организм следует отнести к олиготрофотоле-рантным бактериям, т. е. к бактериям, способным использовать следовые количества источников пищи. Часто встречаются в разных типах почв Европы, Азии и Америки.[ . ]

Приведенные рассуждения позволяют заметить, что на энергетические характеристики экосистемы определенное влияние оказывают размеры особей. Чем мельче организм, тем выше его удельный метаболизм (на единицу массы) и, следовательно, меньше биомасса, которая может сохраняться на данном трофическом уровне. И наоборот, чем крупнее организм, тем больше биомасса на корню. Так, «урожай» бактерий в данный момент будет гораздо ниже «урожая» рыбы или млекопитающих, хотя эти группы использовали одинаковое количество энергии. Иначе обстоит дело с продуктивностью. Поскольку продуктивность — это скорость прироста биомассы, то преимуществами здесь обладают мелкие организмы, которые благодаря более высокому уровню метаболизма имеют более высокие темпы размножения и обновления биомассы, т. е. более высокую продуктивность.[ . ]

Активный ил (или биопленка в фильтрах) состоит из микроорганизмов, которые обычно содержатся в любом речном или прудовом иле. В нем могут быть различные бактерии типа кокков, палочек, спириллов (одноклеточные и многоклеточные), дрожжевые и плесневые грибы, водоросли, простейшие микроорганизмы (подвижные и неподвижные) и т.п. Вся масса микроорганизмов образует отдельные хлопья, которые находятся в сильно разжиженном состоянии, и имеет вследствие этого большую площадь поверхности. В 1 мл (1 см3) помещается триллион (1012) микроорганизмов средней величины, суммарная площадь поверхности которых составляет ¡примерно 4 м2, что в 6700 раз больше поверхности всех шести сторон кубика объемом в 1 см3. Размеры площади поверхности ила имеют большое значение для протекания биохимических процессов, так как ими определяется скорость взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой.[ . ]

К объектам, изучаемым микробиологией, относятся также вирусы, предетавлящие собой мельчайшие живые существа, видимые только под электронным микроскопом, размеры которых варьируют от 16 до 300 ммк. Они не имеют клеточной структуры, состоят из наследственного материала— нуклеиновой кислоты, покрытой белковой оболочкой. Вирусы являются внутриклеточными паразитами. Они проникают в живую клетку и размножаются, используя питательный материал и ферментные системы клетки, так как, не обладая собственным, имеют общий обмен веществ с клеткой, в которой живут. Последняя теряет свойственную ей ранее функцию и приобретает новые, часто вредные для организма особенности. Вирусы паразитируют в живых клетках человека, животных и др. Среди них есть виды, паразитирующие в клетках бактерий и вызывающие их разрушение и гибель,— бактериофаги [100, 101].[ . ]

Марматит — сульфид цинка, содержащий железо,— окисляется быстрее, чем сфалерит, вероятно, потому, что в пем подвергаются окислению и железо, и сера. Скорость бактериального окисления зависит от размера частиц и степени кристаллизации минерала. Марказит — дисульфид железа, обладающий ромбической структурой,— легче окисляется бактериями, чем пирит, имеющий кубическое строение. Это зависит, вероятно, от прочности кристаллической решетки. Согласно К. Т е м п л ю и Е. Д е л ь х э м п с у, процесс окисления пирита проходит несколько стадий. Этот процесс может протекать и химическим путем, но бактерии значительно ускоряют его.[ . ]

Стекло, алюминий, крупный металлолом и другие некомпостируемые отходы удаляются ручной сортировкой. Жестяная тара и мелкий лом черных металлов удаляются электромагнитной сепарацией. Оставшаяся масса измельчается до размера не более 2,4 мм и смешивается с осадком сточных вод. Последний обеспечивает необходимые для процесса компостирования развитие бактерий и содержание органического азота для поддержания должного соотношения углерода и азота. После 6 дней компостирования смесь перемалывается и высушивается. Готовый продукт имеет сопоставимую с торфом текстуру и питательную ценность. Весь процесс переработки городских отходов схематически показан на рис. 3.4.2. Эта схема является несколько упрощенной копией схемы, приведенной в работе [1].[ . ]

Различают две категории автотрофов. Первая — это кон-сументы (животные); они употребляют растительную или животную пищу. Вторая категория — это деструкторы, т.е. микроорганизмы и многоклеточные растения микроскопических размеров: бактерии и грибки. Деструкторы вырабатывают энзимные субстанции, разлагающие мертвую органику, а затем адсорбируют лизаты, которые получаются в результате действия на них энзимов. Так как активная физиологическая деятельность деструкторов предполагает более ускоренный обмен веществ, чем у гетеротрофов, то они главным образом несут ответственность за минерализацию органических отходов, конечные продукты которых снова участвуют в круговороте и используются продуцентами.[ . ]

Величины ц и рс равны единице для воды, а рк равен 1,05— 1,1 г/см3. Наиболее значительными величинами в этом выражении являются центробежный эффект (Z), прямо пропорциональный радиусу центрифуги и квадрату угловой скорости, и диаметр частиц d4. При сравнении бактерий размером 1 мкм и дрожжей размером 5 мкм установлено, что скорость центрифугирования дрожжей в 25 раз выше. В этом заключается преимущество дрожжей при производстве одноклеточного белка. Эффект размера микроорганизмов можно усилить путем агрегации или флокуля-ции, в результате которых образуются крупные частицы, что облегчает их выделение.[ . ]

Процесс дыхания заключается в том, что углеводы (или белки, жиры и другие запасные вещества клетки) разлагаются, окисляясь кислородом воздуха, до углекислого газа и воды. Выделяющаяся при этом энергия расходуется на поддержание жизнедеятельности организмов, рост и размножение. Бактерии вследствие ничтожно малых размеров своего тела не могут накапливать значительного количества запасных веществ. Поэтому они используют в основном питательные соединения среды.[ . ]

Наиболее важными характеристиками, определяющими химические свойства материалов, используемых для изготовления канализационных труб, являются стойкость к коррозионным воздействиям и разложению при контакте с водой. Как внутренняя, так и внешняя поверхности труб должны хорошо противостоять электрохимическим и химическим воздействиям со стороны окружающего грунта и транспортируемых по ним сточных вод. На рис. 10.12 показан процесс коррозии в трубах бытовой канализации. Коррозия протекает на участке, примыкающем к верхней части трубы. Деятельность бактерий в анаэробных сточных водах приводит к выделению сероводорода; это явление чаще наблюдается в районах с теплым климатом, а также когда канализационные трубопроводы проложены с малыми уклонами. Конденсирующаяся на внутренней поверхности труб влага абсорбирует сероводород, который под действием аэробных бактерий превращается в серную кислоту. Если материал трубы не отличается стойкостью к химическим воздействиям, то серная кислота в конечном итоге разрушает ее. Наиболее эффективной мерой для предотвращения коррозии является выбор труб, изготовленных из материала, хорошо сопротивляющегося коррозионным воздействиям, например, керамики или пластмассы. Трубы более крупных размеров изготовляются из железобетона; в этих случаях на внутренние поверхности труб наносят защитные покрытия из каменноугольных, виниловых или эпоксидных смол. Образование сероводорода в канализационном трубопроводе можно в известной степени предотвратить посредством его укладки с максимально допустимым уклоном, а также путем вентилирования коллектора. Коррозия нижней части трубы обычно обусловлена кислотосодержащими производственными сточными водами. Наилучшим решением проблемы защиты труб в этом случае является ограничение спуска кислотосодержащих стоков в городскую канализацию. Для защиты от коррозии бетонных труб могут использоваться коррозионно-стойкие облицовочные материалы, например керамические плитки, укладываемые в нижней части труб.[ . ]

Применение кислорода вместо воздуха для аэрации сточных вод имеет ряд преимуществ; 1) эффективность использования кислорода повышается с 8—9 до 90—95%; 2) окислительная мощность по сравнению с аэротенками возрастает в 5—6 раз; 3) для обеспечения такой же концентрации кислорода в сточной воде требуется меньшая скорость перемешивания. В этом случае улучшаются седимеитационные характеристики активного ила, он состоит’ из крупных и плотных хлопьев, которые легко осаждаются и «фильтруются, что позволяет повысить концентрацию его до 10 г/л без увеличения габаритных размеров вторпчйых отстойни-. ков; 4) улучшается бактериальный состав активного ила. При большой концентрации 02 не развиваются ниточные бактерии; 5) в очищенной воде остается больше растворимого кислорода, что способствует дальнейшей доочистке ее; 6) не возникает проблемы борьбы с запахом, так как процесс- проводится в герметически закрытых агрегатах; 7) капитальные затраты ниже.[ . ]

Источник