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微生物大小和形态多样,自然界还处在正方形,星形细菌

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微生物的世界在细胞大小和形态上,呈现出多样性。细胞心态能够用于区分微生物,且有生态学意义。大多数的微生物细胞较小,这决定了他们生态学和生理方面的众多特征。

01

 
 
细胞大小
大部分原核微生物的长度大小在0.5-10μm之间,但是不同的原核细胞间差异较大。最小的原核微生物直径为0.2μm(超小细菌),最大的原核微生物长600μm(费氏疏螺旋体)。

☛真核微生物的长度比原核微生物较大,长度在5-100 mm之间。
细胞的大小根本上是由于细胞结构决定的。真核细胞有复杂的内部结构和细胞器,这就使得分子和大分子物质能够高效率的在细胞质内传递,这使得真核细胞能够适应较大的空间。而原核细胞靠扩散来传递物质,在短距离内能够达到较高的速度,但是相对扩散速度会随着距离的增加而降低。因此,原核细胞的新陈代谢率与细胞大小的平方成反比。
细胞器在长距离的物质运输上具有优势,而扩散在小体积的细胞运输上具有优势,这也就决定了真核细胞的大小比原核细胞大一些。
对于一些特殊的原核细胞,我们有时候是能肉眼看见的,因为最大的真核细胞可以达到0.6mm长。这些较大的原核细胞就必须克服扩散运输的局限性。Epulopiscium fishelsoni 是目前发现的较大的原核微生物。之所以他能够这么大,是因为他含有1万多份的基因组拷贝。

 

而 Thiomargarita比Epulopiscium fishelsoni 还要大,为了解决物质运输问题,在细胞质内部形成了一个巨大的空泡,这就使得实际的细胞质空间并不大,并且也具备多份基因拷贝。

 

 

一个细胞到底能有多小,目前并不清楚,直径0.2μm的细胞是存在的。细胞大小的下限可能是囊括细胞必须的物质的空间。

 

02

 
 
比表面积

对于微生物来说,细胞体积越小细胞越小比表面积(S/V)越大,如下图:

 

S/V的大小决定了细胞的很多特征,比如:生长速率,形状。细胞的生长速率部分取决于细胞与环境交换营养物质和废物的速率。细胞越小,S/V越大,这就意味着营养物质和废弃物的交换速度越快,因此效率越高

 

03

 
 
原核细胞的形态

球菌(coccus):细胞是球形的或者卵形的。细胞之间相互结合,能够形成不同类型的细菌,比如:diplococci双球菌,streptococci链球菌,sarcinae八叠球菌,staphylococci 葡萄球菌。

双球菌

四联球菌

八叠球菌

葡萄球菌

 

 

杆菌(bacillus):细胞是圆柱状的。杆菌也有短杆,长杆之分。杆菌也可以形成连续的形状。

 

 

Diplobacilli(双杆菌)

Streptobacilli(链杆菌)

 

螺旋形细菌

弧菌 Vibrio

 

螺旋菌(Spirillum):细胞是刚性的

 

螺旋体(Spirochete):细胞是螺旋状的柔性的

原核细胞形态是多样的,除了以上形态外,我们还可以看到正方形的,星形细菌,六角形细菌。

正方形菌

 

星形细菌

 

丝状细菌

 

 

 

 

 

 

 

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2023-08-05
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