مدرستي
علوم الطبيعة والحياة

التنسيق الوظيفي في العضوية (ب): النظام المناعي عالم المكروبات

عالم الميكروبات وتكاثرها في العضوية

🔊 المعلّمة تقرأ لك
خبز تتركه أيّاما في مكان رطب فيغطّيه العفن، وعجين لا ينتفخ إلاّ إذا أضفت إليه الخميرة، وزكام يصيبك في يوم واحد فتلزم الفراش. ما هي الميكروبات، وكيف تتكاثر إذا وجدت طريقها إلى داخل الجسم؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • تصنّف الميكروبات إلى نافعة وممرضة ومتعايشة مع ذكر أمثلة
  • تحلّل منحنى تكاثر البكتيريا في وسط ملائم
  • تقارن بين تكاثر البكتيريا وتكاثر الفيروسات
  • تسمّي الشروط التي يوفّرها الوسط الداخلي لتكاثر الميكروبات
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • الحاجز الطبيعي الأوّل يوقف أغلب الأجسام الغريبة أو يقتلها
  • الكائن الحيّ وحيد الخلية يتكوّن من خلية واحدة

أبحث: نتعرّف في النشاط 1 على أشكال العالم المجهري، ثمّ نتابع في التجربة ما يحدث لبكتيريا وضعناها في وسط مغذٍّ، وندرس في النشاط 2 منحنى تكاثرها، وفي النشاط 3 كيف يتكاثر الفيروس، ثمّ نجمع ذلك كلّه في الدرس.

النشاط 1: أشكال العالم المجهري

ستّة كائنات لا تراها العين المجرّدة، ولا واحد منها يشبه الآخر.
🎯تعليمات للبحث
  1. تأمّل الوثيقة وصف شكل كلّ متعضّية من 1 إلى 6 كما تظهر تحت المجهر
  2. قارن بين المتعضّية 5 وبقيّة المتعضّيات من حيث الحجم ونوع المجهر المستعمل
  3. استنتج ما تشترك فيه هذه المتعضّيات كلّها رغم اختلاف أشكالها
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نتأمّل الوثيقة فنصف: 1 كريّات مستديرة متلاصقة في سلسلة، وهي المكوّرات السبحية؛ 2 خلايا بيضوية يخرج من جانبها نتوء، وهي الخميرة التي تتكاثر بالتبرعم؛ 3 خيوط متفرّعة برؤوس دقيقة، وهي العفن؛ 4 عصيّات قصيرة، وهي بكتيريا القولون؛ 5 جسيمات دقيقة جدّا، وهي الفيروسات؛ 6 متعضّية مغطّاة بالأهداب، وهي البراسيوم.
  2. نقارن فنجد المتعضّية 5 أصغر بكثير من البقيّة، وهي الوحيدة التي استُعمل لرؤيتها المجهر الإلكتروني، بينما تكفي البقيّة المجهر الضوئي. فالفيروسات إذن متعضّيات مجهرية صغيرة جدّا لا تُرى إلاّ بالمجهر الإلكتروني.
  3. نستنتج أنّ هذه المتعضّيات كلّها لا تُرى بالعين المجرّدة: فهي كائنات مجهرية، أي ميكروبات، وإن اختلفت أشكالها وأحجامها وزمرها.
الاستنتاج: الميكروبات كائنات حيّة مجهرية لا تُرى بالعين المجرّدة. منها البكتيريا كالمكوّرات السبحية وبكتيريا القولون، والفطريات المجهرية كالخميرة والعفن، ووحيدات الخلية الحيوانية كالبراسيوم، والفيروسات التي لا تُرى إلاّ بالمجهر الإلكتروني.

📌التجربة: ماذا يحدث لبكتيريا وُضعت في وسط مغذٍّ؟

🧭الهدف: معرفة ما يحدث للبكتيريا التي تحملها أصابعنا عندما تجد وسطا مغذّيا ودرجة حرارة ملائمة

🧰الأدوات:

  • علبة بتري
  • وسط مغذٍّ معقّم من الغليكوز
  • مجهر ضوئي

📌التجربة:

  1. نحضّر علبة بتري فيها وسط مغذٍّ معقّم من الغليكوز
  2. نضع على سطح الوسط بصمات الأصابع
  3. نترك العلبة عدّة أيّام في درجة حرارة ملائمة
  4. نفحص سطح الوسط بالعين المجرّدة، ثمّ نأخذ منه عيّنة ونفحصها بالمجهر

🔍الملاحظة: تتشكّل على سطح الوسط المغذّي مستعمرات بكتيرية: بقع تُرى بالعين المجرّدة في مواضع البصمات، ويكشف المجهر أنّ كلّ بقعة تجمّع هائل من البكتيريا

ما كان أثرا لا يُرى صار بقعا تُرى: العلبة نفسها، وقد مرّت أيّام.
الاستنتاج: تتكاثر البكتيريا بسرعة في الوسط المغذّي الملائم. وأصابعنا تحمل بكتيريا لا نراها، تكفيها ظروف ملائمة من غذاء وحرارة ورطوبة لتصير مستعمرات مرئية بالعين المجرّدة.

النشاط 2: منحنى تكاثر البكتيريا

عدد البكتيريا لا ينمو بالوتيرة نفسها طوال الوقت: المنحنى يقول متى.
🎯تعليمات للبحث
  1. تأمّل المنحنى وصف تكاثر البكتيريا في الساعات الخمس الأولى
  2. حدّد الساعة التي يتزايد بعدها التكاثر بشكل كبير، والساعة التي يبدأ بعدها في التناقص
  3. استنتج الشروط التي تجدها البكتيريا داخل العضوية فتسمح لها بمثل هذا التكاثر
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نتأمّل المنحنى فنصف: في الساعات الأولى يكون تكاثر البكتيريا قليلا، والمنحنى يكاد يكون أفقيّا ملاصقا للمحور، أي إنّ عدد البكتيريا يتغيّر تغيّرا ضعيفا.
  2. نحدّد أنّ التكاثر يتزايد بشكل كبير بعد الساعة الخامسة، فيرتفع المنحنى ارتفاعا حادّا إلى أن يبلغ قمّته، ثمّ يبدأ في التناقص بعد الساعة الثانية عشرة.
  3. نستنتج أنّ البكتيريا حين تخترق العضوية تجد فيها كلّ الظروف الملائمة من حرارة ورطوبة وغذاء، فتنمو وتتكاثر. فالوسط الداخلي للعضوية يوفّر لها جميع المواد اللازمة لنموّها وتكاثرها.
الاستنتاج: لا تتكاثر البكتيريا بالوتيرة نفسها طوال الوقت: تكاثر قليل في الساعات الأولى، ثمّ تكاثر كبير وسريع بعد الساعة الخامسة، ثمّ تناقص بعد الساعة الثانية عشرة. وما يجعل هذا التكاثر ممكنا داخل العضوية هو ما توفّره من حرارة ورطوبة وغذاء.

النشاط 3: كيف يتكاثر الفيروس؟

ثلاث لوحات، وخليّة واحدة: كلّ ما يحدث للفيروس يحدث في الداخل.
🎯تعليمات للبحث
  1. تأمّل الوثيقة وحدّد أين يتكاثر الفيروس: داخل الخليّة أم خارجها
  2. صف ما يحدث للفيروسات المتشكّلة في المرحلة 3
  3. قارن بين تكاثر الفيروس وتكاثر البكتيريا الذي درسته في النشاط 2
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نتأمّل الوثيقة فنحدّد أنّ فيروس الأنفلونزا يلتصق أوّلا بغشاء خلايا مخاطية الأنف، وبعد دخوله إليها يتكاثر داخلها هي، لا في الوسط الخارجي: فالمرحلة 2 كلّها تجري داخل الخليّة.
  2. نصف المرحلة 3: تتبرعم الفيروسات المتشكّلة على غشاء الخليّة، ثمّ تنفصل عن الخليّة المضيفة لتغزو خلايا أخرى عن طريق الدم.
  3. نقارن فنجد الفيروس لا يتكاثر وحده في وسط مغذٍّ كما تفعل البكتيريا، فهو متطفّل داخل خلوي لا يتكاثر إلاّ داخل خليّة مضيفة. وقد يكون تأثيره فيها بسيطا كإحداث تشوّه في شكلها، وقد يكون كبيرا فيخرّبها كلّيا.
الاستنتاج: الفيروسات متطفّلات داخل خلوية: يلتصق الفيروس بغشاء الخليّة، ثمّ يدخلها ويتكاثر داخلها، ثمّ تتبرعم الفيروسات الجديدة وتنفصل عنها لتغزو خلايا أخرى عن طريق الدم. وهذا ما يميّزها عن البكتيريا التي تتكاثر خارج الخلايا في وسط مغذٍّ ملائم.
للتمييز بين ميكروب وآخر، ابدأ دائما بسؤال الحجم والمجهر: ما لا يُرى إلاّ بالمجهر الإلكتروني فيروس، وما يُرى بالمجهر الضوئي بكتيريا أو فطر أو وحيد خليّة حيواني. ثمّ انتقل بعد ذلك إلى الشكل.

ما هي الميكروبات؟

يحتوي المحيط من هواء وماء وأشياء على عناصر غريبة عن العضوية، منها الفيروسات والفطريات والبكتيريا. والميكروبات كائنات حيّة مجهرية: بعضها نافع وغير ضارّ كالخميرة وفطر البنسليوم، وبعضها الآخر يمكن أن يسبّب أمراضا كالمكوّرات السبحية وفيروس الأنفلونزا، وبعضها الآخر يمكن أن يعيش حياة تعايشية كبكتيريا القولون.

البكتيريا

تُعتبر البكتيريا من أهمّ الميكروبات المعروفة. بعضها مفيد كالتي تعيش في الأنبوب الهضمي للإنسان بطريقة تعايشية، مثل بكتيريا القولون التي استعملها الإنسان في إنتاج الكثير من المواد الصيدلانية. والبعض الآخر يسبّب أمراضا خطيرة، مثل المكوّرات السبحية وهي بكتيريا دائرية الشكل مسؤولة عن أنواع مختلفة من التعفّن، منها أمراض الأذن واللوزتين.

الفطريات المجهرية

الخميرة فطر مجهري وحيد الخليّة يتكاثر بالتبرعم، وله القدرة على تخمير المواد العضوية لإنتاج موادّ متنوّعة تُستعمل في صناعة الخبز وفي الكثير من التخمّرات الصناعية لإنتاج موادّ غذائية وصيدلانية. أمّا العفن ففطر يعيش معظمه مترمّما على البقايا العضوية عند توفّر الرطوبة، ومنه ما يعيش حياة طفيلية على النباتات أو الحيوانات؛ وتُستعمل هذه الفطريات في الكثير من الصناعات الغذائية، وبعضها في صناعة المضادّات الحيوية مثل البنسليوم.

وحيدات الخلية الحيوانية والفيروسات

تعيش وحيدات الخلية الحيوانية غالبا في المستنقعات والمياه الراكدة، مثل البراسيوم والبلازموديوم الذي يسبّب مرض الملاريا. أمّا الفيروسات فمتعضّيات مجهرية صغيرة جدّا لا تُرى إلاّ بالمجهر الإلكتروني، وهي متطفّلات خلوية إجبارية، مسؤولة عن الكثير من الأمراض الخطيرة مثل مرض الأنفلونزا الذي قد يكون مميتا، ومرض نقص المناعة المكتسبة.

استراتيجية غزو العضوية

تختلف الميكروبات في طريقة غزوها للعضوية. فالمكوّرات السبحية تتكاثر بسرعة كبيرة بعد دخولها إلى العضوية وتنتشر عن طريق الدم، فتغزو كلّ أنحاء العضوية. أمّا عصيات الكزاز فلا تنتشر في جميع أنحاء العضوية، بل تستقرّ في موضع الإصابة وتركّب مادّة سامّة تُعرف بالتوكسين، وهذا التوكسين هو الذي ينتشر في كامل أنحاء العضوية عبر السوائل الجسمية.

إكثار الفيروسات في المخبر

يتمّ إكثار الفيروسات مخبريا على مزارع خلوية بشرية، حيث تُضاف إليها مضادّات حيوية لمنع تكاثر البكتيريا، وذلك من أجل تحضير اللقاحات المضادّة للفيروسات.

تعريف
  • ميكروب نافع: يستعمله الإنسان في صناعة الخبز أو الدواء، كالخميرة وفطر البنسليوم.
  • ميكروب ممرض: يسبّب مرضا عند دخوله العضوية، كالمكوّرات السبحية وفيروس الأنفلونزا.
  • ميكروب متعايش: يعيش في الجسم دون أن يمرضه، كبكتيريا القولون في الأنبوب الهضمي.
انتبه إلى أنّ الميكروب الواحد لا يُصنّف مرّة واحدة إلى الأبد: بكتيريا القولون متعايشة في الأنبوب الهضمي، وهي نفسها تُستعمل في إنتاج موادّ صيدلانية. الموضع والظروف هما اللذان يحدّدان الصنف.
منفذ واحد يكفي: وراءه حرارة ورطوبة وغذاء، وطريقان للتكاثر لا يشبه أحدهما الآخر.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في الامتحان على صور مجهرية يُطلب فيها «صنّف الميكروبات»، أو على منحنى تكاثر البكتيريا يُطلب فيه «صف التكاثر، وحدّد الساعة التي يتزايد بعدها»، أو على مراحل تكاثر فيروس يُطلب فيها «قارن بين تكاثر الفيروس وتكاثر البكتيريا». ثلاثة عناصر جاهزة: ① الأصناف: ميكروب نافع (الخميرة وفطر البنسليوم)، وممرض (المكوّرات السبحية وفيروس الأنفلونزا)، ومتعايش (بكتيريا القولون في الأنبوب الهضمي) ② المنحنى: تكاثر قليل في البداية، ثمّ ارتفاع حادّ حتّى القمّة، ثمّ تناقص ؛ لأنّ الوسط الداخلي يوفّر للميكروب الحرارة والرطوبة والغذاء متى وجد منفذا يخترق الحاجز الطبيعي الأوّل ③ الفرق: البكتيريا تتكاثر في الوسط المغذّي خارج الخلايا، والفيروس متطفّل داخل خلويّ لا يتكاثر إلّا داخل خليّة مضيفة، ثمّ يتبرعم على غشائها لينفصل ويغزو خلايا أخرى. ⛔ والخطأ الشائع: التمييز بين الميكروبات بالشكل أوّلا ؛ ابدأ بسؤال الحجم والمجهر: ما لا يُرى إلّا بالمجهر الإلكتروني فيروس، وما يُرى بالمجهر الضوئي بكتيريا أو فطر أو وحيد خليّة حيوانيّ. وخطأ ثانٍ: تصنيف الميكروب مرّة واحدة إلى الأبد ؛ الموضع والظروف هما اللذان يحدّدان الصنف.
الخلاصة: الميكروبات كائنات حيّة مجهرية، منها النافع ومنها الممرض ومنها المتعايش، وتشمل البكتيريا والفطريات المجهرية ووحيدات الخلية الحيوانية والفيروسات. وهي تتميّز بقدرتها الكبيرة على التكاثر، خصوصا إذا توفّرت الظروف المناسبة من رطوبة وحرارة وغذاء، كما تتميّز بقدرتها على غزو العضوية إذا ما وجدت منفذا يخترق الحاجز الطبيعي الأوّل، حيث يوفّر لها الوسط الداخلي جميع المواد اللازمة لنموّها وتكاثرها. وتتكاثر البكتيريا في الوسط المغذّي خارج الخلايا، بينما لا تتكاثر الفيروسات إلاّ داخل خليّة مضيفة.

الصفحة 1/8

© مدرستي — هذا الدرس من تأليف مدرستي · madrassati.net