Биология. В 3-х томах. Т. 1

Одиночные палочки

Примеры — Escherichia coli (обычный кишечный симбионт); Lactobacillus см. разд. 2.3.4; Salmonella typhi — возбудитель брюшного тифа.

Палочки, образующие цепочки клеток

Примеры — Azotobacter, азотфиксирующая бактерия; Bacillus anthracis — возбудитель сибирской язвы.

Бациллы с эндоспорами (споры находятся в разном положении, имеют разные размеры и форму)

Овальная спора

Находится в центре и не вызывает набухания клетки, например у Bacillus anthracis — возбудителя сибирской язвы.

Сферическая спора

Находится на конце материнской клетки, придает ей характерную форму барабанной палочки, например у Clostridium tetani — возбудителя столбняка.

Сферическая спора

Спора находится в субтерминальном положении, вызывая набухание клетки, например у Clostridium botulinum (споры могут занимать и центральное положение) — возбудителя смертельного пищевого отравления — ботулизма.

В. Спириллы (спиралевидные)

Спиральная палочка с одним жгутиком

Пример — Spirillum; Форма клеток у спирохет очень схожа, но есть различия по спосубу передвижения, например Treponema pallidum — возбудитель сифилиса.

Г. Вибрионы (короткие палочки, всегда изогнутые в виде запятой)

Вибрион

Пример — Vibrio cholerae — возбудитель холеры; имеет один жгутик.

2.2.3. Форма клетки

Форма бактериальной клетки является одним из важнейших систематических признаков. Четыре основных типа клеток изображены на рис. 2.6. На этом же рисунке указаны некоторые полезные и болезнетворные бактерии.

2.2.4. Рост и размножение

Индивидуальный рост и бесполое размножение клеток

Отношение поверхность/объем у бактериальных клеток очень велико. Это способствует быстрому поглощению питательных веществ из окружающей среды за счет диффузии и активного транспорта. В благоприятных условиях бактерии растут очень быстро. Рост прежде всего зависит от температуры и рН среды, доступности питательных веществ и концентрации ионов. Облигатным аэробам обязательно нужен еще и кислород, а облигатным анаэробам, наоборот, нужно, чтобы его совсем не было. Достигнув определенных размеров, бактерии переходят к бесполому размножению (бинарному делению), т. е. начинают делиться с образованием двух дочерних клеток. Переход к делению диктуется отношением объема ядра к объему цитоплазмы. Перед клеточным делением происходит репликация ДНК, во время которой мезосомы удерживают геном в определенном положении (рис. 2.3 и 2.4). Мезосомы могут прикрепляться и к новым перегородкам между дочерними клетками и каким-то образом участвовать в синтезе веществ клеточной стенки. У самых быстрорастущих бактерий деление происходит через каждые 20 мин; интервал между делениями называется временем генерации.

Рост популяции

2.1. Рассмотрим ситуацию, когда одиночная бактериальная клетка помещена в питательную среду и находится в условиях, оптимальных для роста. Перепишите табл. 2.2. Заполните ее для случая, когда эта клетка и все ее потомки делятся, допустим, каждые 20 мин.

На основе полученных вами данных постройте две кривые. По горизонтальной оси отложите время, а по вертикальной — либо число клеток (кривая А), либо десятичный логарифм этого числа (кривая Б). Что вы можете сказать о форме этих кривых?

Когда число клеток увеличивается, как показано в табл. 2.2, говорят о логарифмическом, экспоненциальном или геометрическом росте. В этом случае мы получаем экспоненциальный ряд чисел. Это гораздо проще понять, если посмотреть на строку В в табл. 2.2, где число бактерий выражено в виде числа 2, возведенного в соответствующую степень. Показатель степени можно назвать логарифмом или экспонентой числа 2. Логарифмы или экспоненты образуют линейный ряд (0, 1, 2, 3 и т. д.), соответствующий числу генераций.

Таблица 2.2. Рост бактерий в модельной популяции

Вернемся к табл. 2.2 и посмотрим, как числа, расположенные в строке А, превращаются в логарифмы по основанию 2:

Таблица 2.2. Рост бактерий в модельной популяции

Сравните строки А и Г. Однако обычно пользуются десятичными логарифмами (см. строку Б). В этом случае 1=10⁰, 2=10^0'3, 4=10^0'6 и т. д.