الدرس الثاني
عمليات الحياة في
المخلوقات الحية
الدقيقة
أنظر وأتساءل
يعيش هذا العث في السجاد والأثاث والأغطية. وهناك بلايين المخلوقات الحية الدقيقة تعيش من حولك. فما المخلوقات الحية الدقيقة؟ ومن أين تأتي؟ وكيف تمكنت من البقاء؟
أستكشف
نشاط استقصائي
ما درجات الحرارة التي تحفز نمو الخميرة؟
أكون فرضية
ما أثر درجة الحرارة في نمو الخميرة؟ أكتب إجابتي في صورة فرضية على النحو التالي: "إذا نمت الخميرة في ماء دافئ وماء بارد فإن أفضل نمو للخميرة يكون في .........."
أختبر فرضيتي
- ألاحظ: أفحص الخميرة الجافة باستخدام العدسة المكبرة. ماذا شاهدت؟ وما الذي ساعدني على رؤية تفاصيل أكثر؟
- أجرب: أملأ الكأسين الزجاجيتين 125 مل من الماء الدافئ عند درجة حرارة 50 ْس، وأضيف 5 جم من السكر إلى كل كأس وأحرك المزيج حتى يذوب السكر تمامًا. ثم أكتب كلمة «دافئ» على إحدى الكأسين، وكلمة «بارد» على الكأس الأخرى.
- أستعمل المتغيرات: أضع الكأس المعلّمة بكلمة «بارد» في وعاء فيه ماء وثلج. ما المتغير المستقل والمتغير التابع اللذان سيتم اختيارهما في هذه التجربة؟
- أضيف ملعقة صغيرة من الخميرة الجافة في كل كأس وأحرك المزيج، وألاحظ الكأسين بعد 10 دقائق، وأصف ما أشاهد. أي الكأسين حدث فيها تغير أكثر؟
أستخلص النتائج
- أقارن. أحصل على عينة من وسط كل كأس، وأستخدم قوتي التكبير الصغرى والكبرى للمجهر المركب لفحص نمو كل عينة. أي العينتين تحتوي على خلايا خميرة أكثر؟
أستكشف أكثر
هل الخميرة قادرة على إنتاج غذائها، أم أنها تمتص المواد الغذائية من الوسط الذي تعيش فيه؟ أكون فرضية، وأصمم تجربة لاختبارها.
أحتاج إلى:
خميرة جافة فورية
عدسة مكبرة
كأسان زجاجيتان
مخبار مدرج
ماء دافئ
ميزان
مقياس درجة الحرارة
سكر
ملعقة
قضيبي تحريك بلاستيكيين
وعاء فيه ماء ثلج
ساعة إيقاف
قطارتين
شرائح مجهرية وأغطية شرائح
مجهر مركب
أقرأ وأتعلم
السؤال الأساسي
فيم تتشابه المخلوقات الحية الدقيقة، وفيم تختلف؟
المفردات
المخلوق الحي الدقيق
وحيد الخلية
الانشطار الثنائي
الاقتران
التبرعم
مهارة القراءة
الاستنتاج
إرشاد
ماذا أعرف؟
ماذا أستنتج؟
ما المخلوقات الحية الدقيقة؟
المخلوق الحي الدقيق مخلوق حي مجهري لا يرى بالعين المجردة، ويستخدم مصطلح الميكروبات لوصف المخلوقات الحية الدقيقة. والمخلوقات الحية الدقيقة يمكن أن تكون وحيدة الخلية، أي تتكون أجسامها من خلية واحدة، كما يوجد منها أنواع متعددة الخلايا، وتتكون أجسامها من أكثر من خلية.
الفطريات المجهرية
تشمل الفطريات المجهرية العفن والخميرة، وهي - مثل بقية الفطريات - لا تستطيع صنع غذائها بنفسها، وبدلًا من ذلك تمتص المواد الغذائية من الوسط الذي تعيش فيه. بعض أنواع الفطريات المجهرية مألوفة، ومنها الخميرة التي تستخدم في صنع الخبز، وبعضها يستخدم في صنع بعض أنواع الجبن أو في علاج 500 مرض أو عدوى. كما تستخدم في أنواع من الأجبان عفن في البنسلين، حيث تتغذى الخميرة على نشا دقيق القمح مكونة فقاقيع من غاز ثاني أكسيد الكربون تسبب انتفاخ عجينة الخبز.
وتستخدم بعض أنواع الفطريات المجهرية في صناعة الأدوية لعلاج الأمراض.
هناك أنواع من الفطريات المجهرية تسبب الأمراض، فعلى سبيل المثال، هناك أنواع تعيش على سطح جلد الإنسان وفي داخله من دون أن تسبب له أذى، ولكن إذا توافرت ظروف مناسبة - ومنها الحرارة والرطوبة - فإنها تتكاثر بسرعة، وتسبب أمراضًا والتهابات معدية تصيب الجلد ومناطق بين الأصابع، ومن ذلك مرض القدم الرياضي.
يستخدم فطر البنسليوم لصناعة الأدوية.
الطلائعيات المجهرية
معظم الطلائعيات مخلوقات حية دقيقة وحيدة الخلية، يصعب تصنيفها إلى حيوانات أو نباتات. فالطلائعيات الشبيهة بالنباتات - ومنها اليوجلينا - تصنع غذاءها بنفسها. والدياتومات طلائعيات شبيهة بالنباتات تعيش في البحيرات والمحيطات، وتعد مصدر الغذاء الرئيس في الأنظمة البيئية البحرية.
والطلائعيات التي لا تقدر على صنع غذائها لها تراكيب تساعدها على الحركة للحصول على غذائها؛ فبعضها له تراكيب شبه الشعور تسمى الأسواط، وبعضها لها تراكيب تشبه الشعر تسمى الأهداب، وهي تتحرك جيئة وذهابًا مثل المجاديف. أما الأميبا فلها تراكيب تسمى الأقدام الكاذبة تستخدمها في حركتها عن طريق انقباضها وامتدادها.
البكتيريا والبدائيات
البكتيريا مخلوقات وحيدة الخلية. وبعض أنواع البكتيريا ضار، يسبب العديد من الأمراض؛ فهناك بكتيريا كروية تسبب التهاب الحلق. ومعظم أنواع البكتيريا غير ضار، ومنها البكتيريا العضوية التي تستعمل لإنتاج اللبن الرائب وغيره من المواد المفيدة للجسم.
أما البدائيات فهي مخلوقات حية وحيدة الخلية. وقد صنفت من قبل على أنها أحد أنواع البكتيريا، إلا أن العلماء اكتشفوا اختلاف صفاتها الوراثية عن البكتيريا.
بعض البدائيات تعيش في ظروف قاسية على الأرض لا يمكن لغيرها من المخلوقات الحية العيش فيها. بعض أنواع البدائيات تعيش في الينابيع الحارة التي تصل درجة حرارتها فيها إلى 100 ْس، وبعضها يعيش في بيئات خالية من الأكسجين بالقرب من فوهات البراكين في قاع المحيطات. وهناك بدائيات تعيش في القنوات الهضمية للحيوانات، أو في أماكن شديدة الملوحة.
صخور تزخر بالحياة
أقرأ الصورة
نتجت هذه الصخور عن مستعمرات بكتيريا وطحالب بدائية. ترى، أين كانت تعيش هذه المخلوقات في أثناء حياتها؟
إرشاد: أحدد أماكن هذه الصخور التي تنتجت عن البكتيريا والطحالب البدائية.
أختبر نفسي
أستنتج. هل يحتمل وجود بدائيات على جلدي؟ أوضح إجابتي.
التفكير الناقد. هل توجد الدياتومات بالقرب من سطح البحيرات والمحيطات أم في أعماق المياه؟ لماذا؟
حقيقة
يستخدم مصطلح الميكروبات لوصف المخلوقات الحية الدقيقة المفيدة والضارة وليس الضارة فقط.
كيف تتكاثر المخلوقات الحية الدقيقة؟
تستطيع المخلوقات الحية الدقيقة - بأمر الله تعالى - التكاثر بسرعة ليصبح عددها بالملايين. كيف تستطيع أن تنتج هذا العدد الكبير بسرعة؟ وكيف استطاعت البقاء قيد الحياة ملايين السنين؟ إن الإجابة عن هذه الأسئلة تكمن في طريقة تكاثرها.
الطلائعيات
تتكاثر معظم الطلائعيات بالانشطار الثنائي، وهو نوع من التكاثر اللاجنسي؛ حيث ينقسم المخلوق الحي إلى مخلوقين حيين جديدين متماثلين. ومثال ذلك انشطار خلية البراميسيوم وتضاعف كروموسوماته وانقسامه إلى اثنين.
وقد تتكاثر الطلائعيات بالاقتران، وهو عملية جنسية تلتحم فيها المخلوقات الحية بعضها ببعض، وتتبادل المادة الوراثية فيما بينها، ثم ينفصل بعضها عن بعض، وتنقسم كل منها بعد ذلك بالانشطار الثنائي.
بعض أنواع الطلائعيات تتكاثر بالأبواغ وتسمى البوغيات. وتحتوي الأبواغ على المادة الوراثية داخل غشاء يحميها. وتستطيع هذه الأبواغ تحمل الظروف القاسية حتى تتهيأ ظروف مناسبة لنموها فتنمو. وبعض أنواع البوغيات تحتاج إلى جسم مخلوق حي آخر لتنمو داخله، ومنها البلازموديوم الذي يسبب مرض الملاريا.
الانشطار الثنائي
- يتم تضاعف المادة الوراثية.
- تبدأ الخلية في الانقسام.
- ينتج مخلوقان متماثلان.
أقرأ الصورة
ماذا يحدث لهذا البراميسيوم؟
إرشاد: أنظر ماذا يحدث في المنطقة الوسطى؟
الفطريات
تتكاثر بعض الفطريات - ومنها الخميرة - لاجنسيًا بالتبرعم. ويتكون البرعم بنمو بروز صغير على الخلية الأم. وعندما ينمو البرعم تنقسم نواة الخلية الأم انقسامًا متساويًا، وينتج عن ذلك نواتان متماثلتان في كروموسوماتها. وتصبح إحدى هاتين النواتين جزءًا من البرعم النامي، ثم ينفصل البرعم، ويصبح مخلوقًا حيًا جديدًا.
وهناك أنواع أخرى من الفطريات تتكاثر بالأبواغ؛ حيث تندمج الخلايا الذكرية مع الخلايا الأنثوية لتبادل المادة الوراثية وإنتاج الأبواغ. وتحفظ هذه الأبواغ داخل غلاف، ثم تنتشر منه، فإذا سقطت في بيئة مناسبة لنموها فإنها تنمو وتنتج فطرًا جديدًا.
البكتيريا
تتكاثر معظم البكتيريا بالانشطار الثنائي، ومنها بكتيريا «أي كولاي» التي تعيش في أمعاء الإنسان. وتتكاثر بعض أنواع البكتيريا بالاقتران؛ حيث تتصل خليتان معًا، وتنتقل المادة الوراثية من إحداهما إلى الأخرى، ثم تنفصل الخليتان إحداهما عن الأخرى وتنقسمان.
تتكاثر خلايا هذه الخميرة بالتبرعم.
صورة لبكتيريا تحت المجهر الإلكتروني تظهر كيف تنتقل المعلومات الوراثية عبر جسر يربط هذه البكتيريا في أثناء تكاثرها بالاقتران.
أختبر نفسي
أستنتج. عندما يحدث التبرعم، هل يشبه المخلوق الجديدة أصله؟
التفكير الناقد. فيم يختلف الانشطار الثنائي عن الاقتران «التزاوج»؟
ما عفن الخبز؟
لعلّك شاهدت مرة زغبًا ينمو على قطعة من الخبز. إن هذا الزغب الأسود هو عفن الخبز. وأبواغ هذا العفن صغيرة جدًا، ولكنها إذا سقطت في بيئة مناسبة فإنها تنمو سريعًا. وتعد البيئة الدافئة الرطبة الوسط المثالي لنمو هذا العفن.
يتركب عفن الخبز من خيوط دقيقة تسمى الخيوط الفطرية. تنتشر هذه الخيوط لتغطي مساحة كبيرة، وهي تشبه في ذلك جذور النباتات. وبعض الخيوط الفطرية تنمو إلى أسفل لتثبت العفن على الخبز. وتفرز هذه الخيوط مواد كيميائية تسهل امتصاص المواد الغذائية. والمواد التي يفرزها بروتينات تسمى إنزيمات. ويسبب الإنزيم تسريع حدوث التفاعلات الكيميائية.
وهناك خيوط فطرية تنمو إلى أعلى، وتحتوي هذه الخيوط على تراكيب مسؤولة عن تكوين الأبواغ، التي تتحرر بعد أن يكتمل نموها، وهذا يمثل التكاثر اللاجنسي في دورة حياة الفطر. ويحدث التكاثر الجنسي عندما يندمج خيطان فطريان معًا، ويكونان أبواغًا جديدة.
نشاط
نمو العفن
- أرطب قطعة خبز بالماء، وأضعها داخل كيس بلاستيكي حتى يغلق، وأصنع نافذة لقطعة الكيس، وأضعه في مكان مظلم دافئ عدة أيام.
- ألاحظ. أستخدم عدسة مكبرة، وألاحظ قطعة الخبز، وأفحص كل تركيب.
أحذر. لا أفتح الكيس.
- أدون البيانات. أدون ملاحظاتي حول التغيرات على قطعة الخبز، وأرسم ما شاهدته، وأكتب أسماء أجزاء عفن الخبز الظاهرة.
- أفسر البيانات. ما الذي سبب التغيرات في قطعة الخبز؟
- أستنتج. ما مصدر العفن الذي نما على قطعة الخبز؟
البقع السوداء أعلى الخيوط الفطرية تحافظ الأبواغ.
أختبر نفسي
أستنتج. كيف تساعد الإنزيمات العفن على هضم الطعام؟
التفكير الناقد. كيف يمكن أن تكون الإنزيمات مهمة لنشاطات أخرى غير الهضم؟
مراجعة الدرس
ملخص مصور
المخلوقات الحية الدقيقة أو الجراثيم «الميكروبات» تشتمل على بعض الفطريات ومعظم البكتيريا، وهي مخلوقات حية لا ترى بالعين المجردة.
تتكاثر المخلوقات الحية الدقيقة لاجنسيًا بالانشطار الثنائي، والتبرعم، وتكوين الأبواغ، وتتكاثر جنسيًا بالتزاوج «الاقتران».
يتكون عفن الخبز من كتلة كبيرة من الخيوط الفطرية.
المطويات
أنظم أفكاري
أعمل مطوية كالمبينة في الشكل ألخص فيها ما تعلمته عن المخلوقات الحية الدقيقة بكتابة فقرات على الوجه الداخلي للمطوية.
المخلوقات الحية المجهرية أو الميكروبات
تكاثر المخلوقات الحية الدقيقة
عفن الخبز
أفكر وأتحدث وأكتب
- المفردات. العملية التي يلتحم فيها مخلوقان حيان ويتبادلان المادة الوراثية معًا تسمى ............
- أستنتج. لماذا صنف العلماء البدائيات قديمًا على أنها بكتيريا؟
إرشاد
ماذا أعرف؟
ماذا أستنتج؟
- التفكير الناقد. ما أهمية قدرة المخلوقات الحية المجهرية على التكاثر جنسيًا ولا جنسيًا؟
- أختار الإجابة الصحيحة. أي مما يأتي لا يُعد شكلًا من أشكال التكاثر اللاجنسي؟
أ. التبرعم
ب. الانشطار الثنائي
ج. الاقتران
د. تكوين الأبواغ
- أختار الإجابة الصحيحة. ما التركيب الذي يفرز الإنزيمات في عفن الخبز؟
أ. الأبواغ
ب. الغازل
ج. الجذور
د. الخيوط الفطرية
- السؤال الأساسي. فيم تتشابه المخلوقات الحية الدقيقة، وفيم تختلف؟
العلوم والصحة
أعمل ملصقًا
استقصي الآثار السلبية والإيجابية للمخلوقات الحية الدقيقة في صحتي. وأعمل ملصقًا أعرض فيه المعلومات التي استقصيتها.
العلوم والكتابة
الكتابة المقنعة
أكتب مقالًا يبين أهمية دور البكتيريا النافعة، معززًا كتابتي بأمثلة عليها، وصورًا ورسومًا توضيحية.
التقويم
99