细菌太小,肉眼看不见。这并不一定意味着细菌的大小和形状是统一的,事实上,细菌有很多种大小和形状。
大多数细菌的直径为0.2 ~ 2.0 μm,长度为2 ~ 8 μm。无处不在的大肠杆菌直径约1 μm,长1-2 μm。世界上最大的细菌Thiomargarita华丽号可达2厘米长,肉眼可见,而最小的细菌,支原体,与最大的病毒大小相同(0.2 ~ 0.3 μm)。
计量单位
微生物的测量方法为微米(μm);1 μm = 0.001毫米;1纳米= 0.001 μm。为了说明一个细菌有多小,假设500个1 μm长的细菌可以端到端地放在这句话末尾的句号上。
例如,一般杆状细菌的尺寸,大肠杆菌,约1×2 μm,典型的原核生物。相比之下,真核细胞的平均直径可达10至200 μm以上。虽然我们经常使用直径来指定细胞的大小,但许多细胞并不是球形的。
细菌的细胞大小各不相同,这取决于细菌细胞的性质。
- 球菌约。直径0.5 ~ 1 μm。
- 实验室培养的杆状细菌绝大多数宽度在0.5 ~ 4 μm之间,长度小于15 μm。
- 螺旋体较长(可达20 μm),较窄(0.1 ~ 1.0 μm)。
细菌的大小也随培养基和生长阶段的不同而不同。在对数生长阶段,细菌通常是最小的。
代表菌的典型大小
细菌类型 | 代表属 | 尺寸(直径) |
球菌 | Thiocapsa roseopersicina | 1.5μm |
芽孢杆菌(杆) | Desulfuromonas acetoxidans | 1μm |
螺旋菌 | Rhodospirillum石 | 1μm |
螺旋菌 | 螺旋体stenostrepta | 0.2μm |
萌芽和附属物的细菌 | 红微菌属vannielii | 1.2μm |
丝状细菌 | Chloroflexus aurantiacus | 0.8μm |
细菌细胞的观察
专家认为,视力正常的肉眼可以看到≥200 μm的物体,所以大多数细菌太小,不借助显微镜是看不见的。没有显微镜,人类只能看到少量的巨型细菌。
在某些情况下,即使是光学显微镜也无法看到螺旋体等细菌。复合光学显微镜可能的最高分辨率约为0.2 μm(即距离小于0.2 μm的两个物体不能被区分为独立的物体)。由于这个原因,在光学显微镜下很难看到螺旋体。例如,钩端螺旋体,一种精致的螺旋形细菌(螺旋体),直径只有约0.1 μm,在暗场显微镜下几乎看不清。
一些原核细胞的细胞大小和体积,由大到小
生物 | 形态 | 大小(μm) |
Thiomargarita namibiensis | 链状球菌 | 750 |
Epulopiscium fishelsoni | 有锥形末端的棒 | 80 x 600 |
Beggiatoa物种 | 丝 | 50x160 |
无色菌属oxaliferum | 球菌 | 35 x 95 |
螺旋藻majuscula | 丝 | 8 x 80 |
Thiovulum majus | 球菌 | 18 |
Staphylothermus marinusa | 不规则簇的球菌 | 15 |
Magnetobacterium bavaricum | 棒 | 2×10 |
大肠杆菌 | 棒 | 1×2 |
Pelagibacter ubique公司 | 棒 | 0.2×0.5 |
肺炎支原体 | 多晶的 | 0.2 |
巨大的细菌
Thiomargarita华丽号是世界上最大的单细胞细菌。它的长度可达2厘米,肉眼可见·它比任何其他已知的细菌大50倍。Thiomargarita namibiensis,意思是“纳米比亚的硫磺珍珠”,是另一种已知的最大的原核生物。这种硫化能养菌直径可达750 μm,肉眼几乎可见。这种革兰氏阴性球藻变形菌大约比一般的细菌细胞大100倍。
Epulopiscium fishelsoni是另一种非常大的原核生物,细胞长度超过600 μm(0.6毫米)。这种细菌与endospore-forming细菌梭状芽胞杆菌它存在于刺尾鱼的肠道中。
最小的细菌
最小的细菌(支原体)与最大的病毒(痘病毒)大小相同,是能够在宿主外部生存的最小生物体。
支原体是已知的最小的细菌,可以在活的宿主细胞外生长和繁殖。由于它们的大小和没有细胞壁,它们通过了大多数细菌过滤器,第一次被误认为是病毒。
细胞大小的比较
- 真核细胞的直径小到0.8 μm,大到几百微米。
- 酵母细胞,酿酒酵母直径为8 μm。
- 鲍氏螺旋体比人类血细胞还要长。它长10 μm,而红细胞的直径为7 μm。
- 病毒的大小各不相同,已知最小的病毒直径只有10纳米左右。
单元格大小的下限
小细胞具有较高的表面体积比(S/V)。与大细胞相比,小细胞的高S/V比支持单位细胞体积内更快的营养交换速率。因此,小细胞通常比大细胞生长得快,一定数量的资源将支持比大细胞更多的小细胞种群。更小的细胞也增加了进化的可能性,因为更大的细胞池188.博金宝 在一个群体中。
尽管较小的细菌在自然界中具有更大的选择优势,但细胞需要有特定的大小来容纳其生长所必需的生物分子。直径为0.15 um的细胞需要容纳自由活细胞的基本成分,如蛋白质、核酸和核糖体。
参考文献和进一步阅读
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