كان أحد الكائنات الحية الأولى التي تطورت على الأرض كائنًا أحادي الخلية ، مشابهًا لبكتيريا العصر الحديث. ثم تطورت الحياة إلى العديد من أشكال الحياة المختلفة على مدى آلاف السنين. ومع ذلك ، فإننا نتبع أسلافنا إلى كائن حي وحيد الخلية.
أهداف التعلم
بنهاية هذا الدرس ، يجب أن تكون قادرًا على:
- صف ما هي البكتيريا
- اشرح بنية البكتيريا
- اشرح تصنيف البكتيريا
- اشرح التكاثر في البكتيريا
- اشرح أضرار ومنافع البكتيريا
تشير البكتيريا إلى الكائنات أحادية الخلية التي تنتمي إلى مجموعة بدائيات النواة. الكائنات الحية من هذه المجموعة (بدائية النواة) ليس لديها نواة حقيقية ويفتقرون إلى عدد قليل من العضيات.
معظم البكتيريا ضارة للإنسان. ومع ذلك ، فإن بعض البكتيريا لها علاقة متبادلة مع البشر وهي مهمة لبقائنا على قيد الحياة. دعونا نبدأ بالنظر في بنية البكتيريا.
الرسم البياني أدناه للبكتيريا. يظهر هيكلها بأجزاء مختلفة.
هيكل البكتيريا هو تصميم بسيط للجسم. البكتيريا هي كائنات دقيقة أحادية الخلية وبدون نواة وعضيات خلوية أخرى. الكائنات الحية مثل هذه تسمى بدائيات النوى. تشمل الخلية البكتيرية:
- كبسولة. هذه طبقة في بعض البكتيريا الموجودة على السطح الخارجي لجدار الخلية.
- جدار الخلية. هذه طبقة مكونة من بوليمر ببتيدوجليكان. يعطي البكتيريا شكلها. يوجد خارج غشاء البلازما. البكتيريا موجبة الجرام لها جدار خلوي أكثر سمكًا.
- غشاء بلازمي. هذا موجود في جدار الخلية. يولد الطاقة وينقل المواد الكيميائية. يمكن للمواد أن تمر عبر هذا الغشاء لأنها قابلة للاختراق.
- السيتوبلازم. هذه هي المادة الموجودة داخل غشاء البلازما. يحتوي على مادة وراثية وريبوسومات.
- الحمض النووي. هذا هو الناقل للتعليمات الجينية المستخدمة في وظيفة وتطور البكتيريا. يوجد داخل السيتوبلازم.
- الريبوسومات. هذا هو المكان الذي تصنع فيه البروتينات. هذه جسيمات معقدة تتكون من حبيبات غنية بالـ RNA.
- السوط. تتحرك البكتيريا بمساعدة الأسواط. يتم استخدامها لدفع بعض البكتيريا. تحتوي بعض البكتيريا على أكثر من سوط.
- بيلي. هذه عبارة عن شعر مثل الزوائد الموجودة على السطح الخارجي للخلية. إنها تسمح للبكتيريا بالالتصاق بالأسطح ونقل المادة الوراثية إلى خلايا أخرى. هذا يساهم في انتشار المرض بين البشر.
تتمتع البكتيريا بالقدرة على البقاء في ظروف صعبة للغاية.
ميزة أخرى فريدة عن البكتيريا هي جدارها الخلوي. يتكون من بروتين يعرف باسم الببتيدوجليكان ويستخدم للحماية. يوجد هذا البروتين فقط في جدران خلايا البكتيريا. ومع ذلك ، يفتقر عدد قليل من البكتيريا إلى جدار الخلية هذا ، وبعضها لديه طبقة ثالثة من الحماية تعرف باسم الكبسولة. على الطبقة الخارجية للبكتيريا ، يتم إرفاق سوط واحد أو أكثر. تستخدم فلاجيلا للتنقل. تحتوي بعض البكتيريا على الشعير بدلاً من الأسواط. تساعد بيلي بعض البكتيريا أثناء ربط نفسها بخلايا المضيف. لا تحتوي البكتيريا على العديد من عضيات الخلية مثل الخلايا النباتية أو الحيوانية بصرف النظر عن الريبوسومات.
الريبوسومات هي المواقع التي يتم فيها تصنيع البروتينات. بصرف النظر عن هذا الحمض النووي ، تمتلك الريبوسومات دنا دائريًا إضافيًا يُعرف بالبلازميد. تساعد البلازميدات بعض سلالات البكتيريا على أن تصبح مقاومة للمضادات الحيوية.
تصنيف البكتيريا
يمكن تصنيف البكتيريا إلى فئات مختلفة على أساس خصائصها وخصائصها. الأساس الرئيسي لتصنيف البكتيريا ما يلي:
- شكل
- طريقة التغذية
- تكوين جدار الخلية
- طريقة التنفس
- بيئة
تصنيف البكتيريا على أساس الشكل
- على شكل قضيب. يطلق عليهم عصية. الإشريكية القولونية (E. coli) هي مثال على هذا النوع من البكتيريا.
- حلزوني. يطلق عليهم spirilla. Spirillum volutans مثال على هذا النوع من البكتيريا.
- كروي. يطلق عليهم coccus. العقدية الرئوية مثال على هذا النوع من البكتيريا.
- مقوسة الشكل. يطلق عليهم vibrio. ضمة الكوليرا هي مثال على هذا النوع من البكتيريا.
تصنيف البكتيريا على طريقة التغذية
- البكتيريا ذاتية التغذية. هذه البكتيريا تصنع طعامها. يمكنهم القيام بذلك من خلال التمثيل الضوئي (باستخدام ثاني أكسيد الكربون وضوء الشمس والماء) أو التخليق الكيميائي (باستخدام الماء وثاني أكسيد الكربون والمواد الكيميائية مثل الكبريت والنيتروجين والأمونيا). مثال على هذا النوع من البكتيريا هو البكتيريا الزرقاء.
- البكتيريا غيرية التغذية. تحصل هذه البكتيريا على طاقتها من خلال استهلاك الكربون العضوي. تندرج جميع البكتيريا المسببة للأمراض تحت هذه الفئة.
تصنيف البكتيريا على أساس تكوين جدار الخلية
- جدار الخلية الببتيدوغليكان. هذه بكتيريا لها جدرانها الخلوية مصنوعة من بروتين الببتيدوغليكان. تندرج البكتيريا موجبة الجرام ضمن هذه الفئة.
- جدار خلية عديد السكاريد الدهني. هذه هي البكتيريا التي يكون جدارها الخلوي مصنوعًا من عديدات السكاريد الدهنية. تندرج البكتيريا سالبة الجرام تحت هذه الفئة.
تصنيف البكتيريا على أساس طريقة التنفس
- البكتيريا الهوائية. هذه هي البكتيريا التي تتنفس هوائيًا (تتطلب الأكسجين). مثال على ذلك المتفطرة.
- البكتيريا اللاهوائية. هذه هي البكتيريا التي تتنفس لاهوائية (بدون أكسجين). مثال على ذلك هو الشعيات.
تصنيف البكتيريا على أساس البيئة
- عشاق الحرارة. هذه هي البكتيريا التي تعيش في درجات حرارة عالية للغاية.
- حامض. البكتيريا التي تعيش في ظروف حمضية للغاية.
- القلويات. البكتيريا التي تعيش في ظروف شديدة القلوية.
- الهالوفيل. توجد البكتيريا في البيئات المالحة.
- يسيكروفيلز. توجد البكتيريا في درجات الحرارة الباردة مثل الأنهار الجليدية.
- المتطرفون. البكتيريا التي يمكنها تحمل الظروف الصعبة للغاية.
التكاثر في البكتيريا
طريقة تكاثر البكتيريا اللاجنسي. يُعرف باسم الانشطار الثنائي . تنقسم بكتيريا واحدة إلى خليتين تسمى الخلايا الوليدة . هذه الخلايا متطابقة مع بعضها البعض وكذلك مع الخلية الأصل. يمثل تكرار الحمض النووي في البكتيريا الأم بداية الانشطار. في النهاية ، تستطيل الخلية وتنقسم لتشكل خليتين ابنتيتين.
يعتمد توقيت ومعدل التكاثر على ظروف مثل درجات الحرارة وتوافر العناصر الغذائية. في ظل ظروف مواتية ، تنتج الإشريكية القولونية ما يقرب من 2 مليون بكتيريا كل سبع ساعات.
إن تكاثر البكتيريا لاجنسي تمامًا ، لكن في بعض الحالات النادرة يكون جنسيًا. يمكن أن يحدث التوليف الجيني في البكتيريا من خلال التنبيغ أو التحول أو الاقتران. في مثل هذه الحالات ، من الممكن أن تصبح البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية. يتم تمكين هذا من خلال الاختلاف في المادة الوراثية ، على عكس التكاثر اللاجنسي حيث تبقى نفس المادة الوراثية في الأجيال.
البكتيريا المفيدة
على الرغم من أن معظم البكتيريا ضارة ، فإن بعض البكتيريا مفيدة للإنسان بطرق مختلفة. تشمل فوائد البكتيريا ما يلي:
- تخمير المنتجات الغذائية. تستخدم البكتيريا عند تخمير المنتجات الغذائية مثل صنع الزبادي. تستخدم البكتيريا العصوية والبكتيريا العقدية للتخمير.
- يساعد في الهضم ويحسن جهاز المناعة في الجسم. وتشمل هذه البكتيريا بروتيوباكتيريا ، والبكتيريا الشعاعية ، والبكترويدات ، والثبات.
- إنتاج المضادات الحيوية المستخدمة في علاج الالتهابات البكتيرية الأخرى والوقاية منها. على سبيل المثال ، بكتيريا التربة.
- تثبيت النيتروجين في النباتات. النيتروجين من بين العناصر الغذائية الأساسية للنبات. تساعد بكتيريا Rhizobium على تثبيت النيتروجين في التربة لتستخدمه النباتات.
البكتيريا الضارة
معظم البكتيريا ضارة ويمكن أن تسبب الأمراض. هم مسؤولون عن العديد من الأمراض المعدية مثل الالتهاب الرئوي والزهري والسل وتسوس الأسنان والدفتيريا. يمكن علاج آثارها عن طريق تناول المضادات الحيوية أو الأدوية الموصوفة. ومع ذلك ، فإن الوقاية أكثر فعالية. يمكن القضاء على معظم هذه البكتيريا عن طريق تطهير الأسطح أو أدوات التعقيم. يمكن تحقيق ذلك من خلال طرق مختلفة مثل استخدام الحرارة والأشعة فوق البنفسجية والمطهرات والبسترة.
ملخص
لقد تعلمنا ذلك ؛
- تشير البكتيريا إلى الكائنات أحادية الخلية التي تنتمي إلى مجموعة بدائيات النواة.
- معظم البكتيريا ضارة بالإنسان ولكن البعض الآخر لديه علاقة متبادلة مع البشر.
- البكتيريا هي كائنات دقيقة أحادية الخلية وبدون نواة وعضيات خلوية أخرى.
- تتمتع البكتيريا بالقدرة على البقاء في ظروف صعبة للغاية.
- يمكن تصنيف البكتيريا على أساس الشكل وطريقة التغذية وطريقة التنفس وتكوين جدار الخلية والبيئة.
