تبلیغات
دانستنیهایی مفید ازهمه جا ،از همه چیز ،برای همه - نظرات زیست شناختی
  • تعداد مطالب :
  • آخرین بروزرسانی :
  • تعداد افراد آنلاین :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :

entry نظرات زیست شناختی

باكتری

موجودات ذره‌بینی متعددی در تشكیل محتوای آبها و فاضلابها دارای اهمیت هستند. بنابراین در این فصل بررسی مقدماتی از موجودات ذره‌بینی از قبیل باكتری، پروتوزوا، قارجها و جلبك‌ها و ویروس‌ها ارائه می‌شود.

در مورد مواد تشكیل دهنده معمول و قابل تجزیه فاضلابها، موجــودات ذره‌بیـنـی میكروبها نقش نقش مهمی را ایفا می‌كنند

 

«نظرات زیست شناختی»

موجودات ذره‌بینی متعددی در تشكیل محتوای آبها و فاضلابها دارای اهمیت هستند. بنابراین در این فصل بررسی مقدماتی از موجودات ذره‌بینی از قبیل باكتری، پروتوزوا، قارجها و جلبك‌ها و ویروس‌ها ارائه می‌شود.

در مورد مواد تشكیل دهنده معمول و قابل تجزیه فاضلابها، موجــودات ذره‌بیـنـی میكروبها نقش نقش مهمی را ایفا می‌كنند كه اكثریت اواع یافت شده در آبها و فاضلابها برای بشر زیان‌آور هستند. به هر جهت تعداد زیادی از موجودات ذره‌بینی، بیماری‌زا هستند. و بیماریهای آبی گوناگونی را باعث می‌شوند و وجودشان در برگیرندة خطری برای سلامتی است.

میكروبها آنقدر كوچك هستند كه با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند و ویروس‌ها، باكتریها، پروتزوآ یا قارچ‌ها و جلبك‌ها هم در این رده‌بندی قرار می‌گیرند.

در نمونه‌های تكامل یافته‌تر بهتر است این موجودات در ردة گیاهان و حیوانات تقسیم‌بندی شوند. گیاهان دارای دیوارهای سلولی قابل انعطاف هستند. فتوسنتز كننده‌اند و بدون حركت ‌اند.

به این معنی كه آنها به طور مستقل قادر به حركت نیستند. حیوانات دارای دیوارهای سلولی قابل انعطاف هستند، به مواد غذایی منظم احتیاج دارند. و قادرند به تنهایی و بدن واسطه حركت كنند. كاربرد این چنین استاندارد‌های مشخص كننده‌ای برای موجودات ذره‌بینی به خاطر ساختارهای سلولی مشكل است. بر اساس ساختار سلولی، موجودات ذره‌بینی به دو دسته تقسیم می‌شوند:

(1) پروكاریوتها، كوچك هستند. ساده، ساختار تك سلولی (كمتر از 5 میكرون). با یك منطقه هسته‌ای اولیه شامل تنها یك كروموزوم. به طور طبیعی تولید مثل توسط شكاف مضاعف صورت می‌گیرد: تبدیل یك بخش سادة سلول مادر به دو سلول دختر.

همه باكتریها هم باكتریهای تك سلولی و هم باكتریهای چند سلولی جزو پروكاریوتها هستند. ذرات مثل جلبكهای سبز آبی كه جزو پروكاریوتها هستند.

(2) یوكاریوتها، سلولهای بزرگتری هستند. (بیشتر از 20 میكرون) با یك ساختار پیچیده‌تر كه هر سلول شامل یك هسته دارای غشای متحرك مشخص با تعدادی كروموزوم است. آنها ممكن است تك سلولی یا چند سلولی باشند.

تولید مثل می‌تواند به صورت جنسی و غیرجنسی باشد، و حتی چرخه‌های زندگی بسیار پیچیده‌ای ممكن است یافت شود. این طبقه از موجودات ذره‌بینی شامل قارچ‌ها، جلبك‌ها (به جز نوع سبز آبی). و پروتوزوآ می‌باشد. یك گروه بیشتر از میكروبها، ویروس‌ها در هیچ كدام از طبقه‌بندی‌های پیشینه سلولی قرار نمی‌گیرند و بنابراین به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرند.

 

 

-          باكتریها

باكتریها تك سلولی می‌توانند بر اساس شكل سلولهایشان، آنطور كه در تصویر شماره 2 – 1 نشان داده شده، تقسیم‌بندی شوند. یك باسیل میله‌ای شكل است، یك كوكس (coccus) كروی شكل است. و یك اسپیریلوم (spirillum) مارپیچ شكل است. این نوع باكتریها ممكن است به صورت دسته‌های سلولی، یا ور زنجیر‌های سلولی به عنوان سلولهای تكی (جدا) نمایان شوند. اگر چه ممكن است دیگر گروهها و تقسیم‌ها هم نمایان شوند، شكل سلول و گروه‌بندی سلولی مشخصه‌های هر گونة مشخص است.

برای مثال، سلولهای E . coli میله‌ای شكل هستند و به عنوان سلولهای جدا نمایان می‌شوند. سلولهای میله‌ای شكل معمولاً در حدود 1 میكرون ضخامت، 3 تا 5 میكرون طول دارند. سلولهای كروی در حرود 2/0 تا 2 میكرون ضخامت دارند. لولهای مارپیج شكل در حدود 3/0 تا 5 میكرون ضخامت و 6 تا 15 میكرون طول دارند. باكتریهای تك سلولی موجودات میكروسكوپی هستند، معمولاً غیر فتوسنتز كننده كه به طور طبیعی به كمك شكاف مضاعف افزایش می‌یابند.

در شكاف مضاعف، سلول مادر تقسیم می‌شود و به دو سلول دختر آنطور كه در تصویر شماره 2 . 2 آمده است، تبدیل می‌شود. زمان تقسیم، همچنین زمان شكاف یا زمان تولید نامیده می‌شود. كه با توجه به نوع، باكتری و شرایط محیطی متفاوت خواهد بود. اما معمولاً این تقسیم سلولی در حدود 20 دقیقه می‌باشد. سلولهای باكتریایی باید غذای خود را به شكل قابل‌دار داشته باشند و ممكن است بتوانند حركت كنند یا قادر به حركت نباشند كه البته بستگی به نوع باكتری دارد.

تصویر 2 . 3 یك نقاشی طراحی ده از یك سلول میله‌ای شكل را نشان می‌دهد. در اینجا سیتوپلاسم شامل یك آویختگی كلوئیدی از كربوهیدارتها، پروتئین‌ها و دیگر اجزای سازمان یافته پیچیده می‌باشد. عكس العملهای بیوشیمیایی از قبیل سنتز پروتئین‌های ضروری برای فرایندهای زیستی سلول در سیتوپلاسم صورت می‌پذیرد. منطقه هسته‌ای در برخی گونه‌ها بخوبی تكامل یافته و در برخی دیگر اینگونه نیست. این منطقه مسئول مشخصه‌های وراثتی سلول است كه تولید اجزای تشكیل دهنده سلول را كنترل می‌كند. غشاء سلول جریان ورود و خروج مواد به سلول را كنترل می‌كند.

دیوار سلول، كه تقریباً ممكن است از قسمت‌های داخلی سلول محافظت می‌كند. و غذای ذخیره را نیز تأمین می‌كند. فلاجل‌ها (flagella) اندامی مو مانند هستند كه مسئول حركت هستند و تنها در سلولهایی وجود دارند كه متحرك باشند. آنزیمها (در تصویر 2 . 3  نشان داده نشده‌اند) كاتالیزورهایی منظم هستند كه عكس العمل‌های بیوشیمیایی لازم را كاتالیز می‌كنند. برخی آنزیم‌ها در داخل سلول وجود دارند. (درون سلولی) در حالیكه دیگر آنزیم‌ها به بیرون از سلول تراوش می‌شوند. (برون سلولی)

سلول مادر

سلول مادر در حال طویل شدن

سلول مادر در حال تقسیم

سلولهای تقسیم شده

تولید مثل سلول باكتری توسط شكاف مضاعف

 

آنزیم‌های برون سلولی مولكولهای بزرگ را از قبیب پروتئین‌ها و نشاسته‌ها را به مولكولهای كوچكتری كه بتوانند از بین دیوارة سلول و غشاء سلولی عبور كنند، تجزیه می‌كنند. زمانیكه سلول‌های باكتریایی می‌میرند، متلاشی یا تكه تكه می‌شوند، كه با این وجود محتویات سلولی‌شان را از دست می‌دهند.

بسیاری از باكتری‌های تك سلولی موجود در فاضلابها موجودات ذره‌بینی خاكی هستند و تعدادی از آنها منشأ داخلی دارند. گروههای باكتریایی تكامل یافته‌تر، با گسترش گروههایی از قبـیــل بــاكتــــریــهای مــولد نـیتریت Saprophytic heterotrophs هستند. زیرا این باكتریها همچون زیر لایه‌ها، احتیاج به مواد منطقه پیش ساخته غیرزنده دارند. باكتریهای مولد نیتریت كه یون آمونیوم را به نیتریت و یون نیریت را به نیترات تبدیل می‌كنند، aut okrophs هستند چون از دی اكسید كربن به عنوان منبع كربن به جای مواد منظم پیش ساخته استفاده می‌كنند. میكروبهای موجود هم از موجودات ریز هوازی و هم موجودات ریز غیر هوازی توانا ساخته شده‌اند. چون آنها از اكسیژن مولكولی آزاد در فرآیند تنفس‌شان استفاده می‌كنند.

مراحل رشد:

رشد موجودات ذره‌بینی اساساً مربوط به اندازه و تعداد سلول‌های دوام پذیرموجود و مقدار زیر لایه‌ها یا وجود مواد غذایی محدود به علاوة دیگر فاكتورهای محیطی می‌باشد. بسیاری از نظریات مربوط به رشد ممتد میكروبها، همچون فرآیند گل و لای فعال شده، به كمك ارتباطات رشد پرورش گروهی مطرح می‌شوند.

اول: مورد گونه‌های تك گانه باكتریهای تلقیح شده در (اضافه شده به) یك مخزن كوچك یك لایه زیرین و همه مواد مورد نیاز برای رشد، رسیدگی می‌شود.         رشد به وسیله سلولهای دوام‌پذیر (N) اندازه‌گیری می‌شود. مراحل مشخص در این مدار وجود دارد كه معمولاً به عنوان (1) فاصله زمانی lag (2) لگاریتم رشد، (3) سرازیری رشد. (4) حداكثر ایستایی، (5) مرگ رو به افزایش و (6) لگاریتم مرگ، نامیده و تخصیص داده می‌شود. فرو بیشر در سال 1974 تغییرات فیزیولوژیكی زیر را كه در مراحل مختلف اتفاق می‌افتد، را توصیف كرد.

در ابتدای مرحله فاصله زمانی یا مرحله عقب افتادگی (log)، میكروبها خود را با محیط جدیدشان وفق می‌دهند. اگر چه این مرحله كاملاً شناخته شده نیست، این مطلب مشخص است كه موجودات از صدمات یا كاشته شدن، بازیافت می‌شوند و آب و لایه زیربن را جذب می‌كنند و آنزیمهای برون سلولی را به ملكولهای زیر لایة بزرگ تجزیه می‌كنند. هیچ افزایش در تعداد سلولهای دوام پذیر در شرح مرحلة log وجود ندارد. هر چند در پایان این مرحله، فعالیت متابولیك شروع می‌شود و سلولها شروع به افزایش یافتن می‌كنند. در طول آخرین بخش از مرحله log، زمان تقسیم به تدریج كاهش یافته، اندازه سلول كاهش یافته و سرعت شكاف به یك ماكزیمم می‌رسد كه با توجه به نوع باكتری و شرایط رشد مشخص می‌شود. مدت زمان مرحلة عقب افتادگی (log) به میزان وسیعی وابسته به عمر پرورش تلقیح و مقدار تلقیح است.

اگر در دوره پرورش سلول مادر از لحاظ زیست شناختی فعال باشد، مرحله log بسیار كوتاه خواهد بود.

همچنین اگر مقدار تلقیح تقریباً زیاد باشد، مرحلة log در كمترین حد قرار خواهد داشت.

یك میزان وسیع از تلقیح (inoculum) زمان كوتاهی را نشان می‌دهد. مگر مقدارهای مؤثری از آنزیم‌ها مواد غذایی ضروری مشخص، و فاگتورهای رشد دوره پرورش سلول مادر، یا این میزان تلقیح به سرعت این مواد را با توجه به تعداد زیادی از سلول‌های مادر در تلقح سنتز یا آزاد می‌كنند. در طول مرحلة لگاریتم رشد (log growth)، سرعت شكاف در حداكثر ممكن سرعت خود قرار دارد و اندازة متوسط سلولها در گونه‌های مختلف در سطح مینیمم می‌باشد.

دیواره سلولی و غشاءها در طول این مرحله نازك‌تر از هر زمان دیگری هستند و فعالیت‌های متابولیكی در حداكثر سرعت قرار دارند. سلولها از لحاظ فیزیولوژیكی جوان، از جهت زیست شناختی فعال هستند و در برابر تأثیرات زیانبار از سلولهای بالغ كه از فعالیت كمتری برخوردارند، آسیب‌پذیرتر هستند. این مرحله رشد نمونه می‌باشد و لگاریتم تعداد سلولهای دوام‌پذیر در برابر زمان دارای یك همبستگی خط مستقیم است. زمان شكاف یا زمان تولید گونه‌های مختلف و مواد غذایی و شرایط محیطی بستگی دارد و ممكن است از چند دقیقه تا چندین روز متفاوت باشد. معمولاً از 15 دقیقه تا 60 دقیقه می‌باشد.

در پایان مرحلة لگاریتم رشد، سلولها با مشكلاتی از قبیل كاهش لایه زیرین یا مواد غذایی ضروری و انباشتگی مواد سمی در پایان محصولات، كه ممكن است به یك سطح بازدارنده برسند.

این شروع مرحله كاهش رشد است كه در آن سرعت شكاف شروع به كم شدن می‌كند و موجودات ذره‌بینی به تعداد زیادی می‌میرند. برای این كه افزایش تعداد سلولهای دوام‌پذیر باید گفت كه تعداد سلولهایی كه در حال اضمحلال می‌باشند برابر با سلولهایی هستند كه در حال پیدایش‌اند. و این فرایند با سرعت ثابتی در حال افزایش می‌باشد. بر این روند اساساً به تمركز میكروبها، تركیب آنها و همچنین درجة حرارت وابسته است و این چیزی است كه زمان مورد نیاز را برای دستیابی به هدف میسر می‌سازد. هر چه محیط وضعیت وخیم‌تری را نسبت به جذب میكروبها داشته باشد احتمال روند مرگ تدریجی بالا می‌گیرد و این همان حالتی است كه كه سرعت زنده شدن سلولها نسبت به مرگ آنها كمتر می‌شود و در صورت وقوع اینگونه اعمال است. چنانچه رشد سلولی به عنوان جمع سلولهای زنده تولید شدهخ به حساب آید آن وقت می‌توان نمودار تغییرات بعمل آمده را در شكل 2 . 5 به خوبی دنبال نمود و تجزیه و تحلیل كرد. ضریب مماس منحنی بیانگر سرعت تولید سلولها بر اساس وضعیت و حالت كلی تودة سلولی می‌باشد. بعد از مایه‌كوبی سلولها شروع به حذب آب و مواد مورد نیاز می‌كنند و تودة سلولی اندك اندك رشد می‌كند و منبسط می‌گردد. بنابراین رشد وسیع و دامنه‌دار بر حسب تندی رشد یا كندی رشد سلولهای زنده است. هنگامی كه سلولها در حال چند برابر شدن هستند روند رشد حجمی شروع می‌شود و سرعت شكل‌گیری تودة سلولی نیز زیاد می‌شود.

وقتی كه مواد موجود و یا مقویهای موجود و مورد احتیاج محدود شوند یا اختلالاتی در جذب مواد آلی صورت پذیرد سرعت شكل‌گیری تودة سلولی كم می‌شود و روند مرگ تدریجی فرا می‌رسد.

چنانچه شرایط محیطی برای رشد نامناسب گردد، روند كندی رشد تقویت می‌شود. سرانجام باید اذعان داشت كه سرعتی كه در آن تودة سلولی بوجود می‌آید چنانچه برابر با سرعت اضمحلال باشد منحنی به مرحلة حداكثر می‌رسد و این نشانة پاپان روند زوال است و فرایند درون‌زا شروع می‌شود.

در فرایند درون‌زا میكروبها علاوه بر مصرف سهم سلولهای مرده مقداری از پروتوپلاسم و مواد ذخیره‌ای دیگر را نیز مصرف می‌كنند. اثر كاری این جریان كاهش دادن تودة سلولی است. با لحاظ نمودن عنصر زمان به خرابیی می‌توان این جریان را ادامه داد. سرعتی كه در آ“ تودة سلولی به شیوة درون‌زا از بین می‌رود مقدار ثابتی را از 5 تا 20 درصد در روند كار روزانه به خود اختصاص می‌دهد. می‌توان گفت كه به این شیوه هم در مرحلة حجیم شدن قرار می‌گیرد و هم در مرحلة زوال و نابودی و این كار توسط فرایند جداگانه رشد انجام می‌شود.

برچسب ها :باكتری ها ,قارچ ها ,جلبك ها ,سیتوپلاسم ,سلول ,

author نوشته: سعید طهماسبی دهكردی date تاریخ: چهارشنبه 2 دی 1388 date نظر