Biology Past Paper 2022-2021 PDF

‫مادة األحياء‬ ‫للسنة الثالثة من مرحلة التعليم الثانوي للقسم العلمي‬ ‫للعام الدراسي ‪2022 - 2021‬‬ ‫أستاذة‪ - :‬نعيمة كافو‬ ‫الوحدة األولي‬ ‫الكائنات الدقيقة وتطبيقاتها في التقانة الحيوية‬  ‫الكائنات الدقيقة وتطبيقاتها في ال...

‫مادة األحياء‬ ‫للسنة الثالثة من مرحلة التعليم الثانوي للقسم العلمي‬ ‫للعام الدراسي ‪2022 - 2021‬‬ ‫أستاذة‪ - :‬نعيمة كافو‬ ‫الوحدة األولي‬ ‫الكائنات الدقيقة وتطبيقاتها في التقانة الحيوية‬  ‫الكائنات الدقيقة وتطبيقاتها في التقانة الحيوية‬ ‫س‪ -1‬ما هو مصدر الكائنات الدقيقة؟‬ ‫انقسم العلماء الي مجموعتين‬ ‫ب‪ -‬كائنات مصدرها كائنات حية تكاثرت عن األولي‬ ‫ا‪ -‬كائنات تخلق ذاتيا"‬ ‫أ‪ -‬من بين العلماء المناصرين لفكرة الخلق الذاتي العالم اإلنجليزي نيدهام سنة ‪1745‬‬ ‫ب‪ -‬ومن بين العلماء المعارضين لفكرة الخلق الذاتي العالم لويس باستير الذي عاش في الفترة بين‬ ‫‪ 1895-1822‬بحيث اثبت نهائيا" ان االحياء الدقيقة التي تكاثرت في قوارير نيدهام مصدرها الهواء‬ ‫الملوث بهذه االحياء لدقيقة‬ ‫‪2‬‬  ‫تعريف الكائنات الحية الدقيقة‪- :‬‬ ‫عبارة عن الكائنات متناهية الصغر ال يمكن رؤيتها بالعين المجردة وتعرف عموما بانها جراثيم او‬ ‫ميكروبات وتوجد في كل مكان في الطبيعة‬ ‫أنواع الكائنات الحية الدقيقة‪- :‬‬ ‫االجار‪ - :‬مادة كربوهيدراتية غروية تستخلص‬ ‫‪ -1‬الفيروسات‬ ‫من الطحالب الحمراء وتضاف الي البيئات‬ ‫الغذائية‬ ‫‪ -2‬البكتيريا‬ ‫‪ -3‬الفطريات‬ ‫أوال" الفيروسات‪- :‬‬ ‫تعريف الفيروسات‪- :‬‬ ‫اصغر الكائنات وهي تقع علي الحد الفاصل بين عالم الكائنات الحية وعالم األشياء غير الحية هي عبارة عن‬ ‫مجموعة كيميائية معقدة التركيب غير حية خارج الخلية ولكن بمجرد ما تغزوه الخلية تتحول الي كائن حي وهي تعتبر‬ ‫طفيليات بيوكيميائية اصغر الجسيمات المسببة للمرض هي ال ترى اال بالمجهر االلكتروني درجة تكبيرة‬ ‫‪ 250000‬ضعف وتري الفيروسات (عند درجة التكبير حولي ‪)Ⅹ 30000‬وحجم الفيروسات من ‪- 10‬‬ ‫‪ 300‬نانومتر‬ ‫تركيب الفيروسات‬ ‫‪ -1‬غالف بروتيني‬ ‫وظائف الغالف البروتيني‬ ‫أ‪ -‬حماية الحمض النووي من االنزيمات الهاضمة‬ ‫ب‪ -‬تحديد شكل وحجم الخلية‬ ‫ت‪ -‬تحديد االلتصاقات بالخاليا العائل‬ ‫‪ -2‬الحمض النووي (اما ‪ DNA‬او ‪)RNA‬‬ ‫‪ -3‬األلياف‬ ‫س‪ – 1‬ال تعتبر الفيروسات خاليا ؟‬ ‫لعدم وجود أي بروتو بالزم بها (لعدم وجود سيتوبالزم او نواه او عضيات خلية او غشاء سطح‬ ‫الخلية)‬ ‫س‪ -2‬كيف يكون الفيروس غالف بروتيني ؟‬ ‫يعتمد علي ريبوسومات خلية العائل إلنتاج البروتينات‬ ‫‪3‬‬ ‫ال تحمل الفيروسات أي خصائص للكائنات الحية حين تكون خارج الخلية العائل فهي ال تتغذي وال تتنفس‬ ‫وال تخرج وال تنمو وال تتكاثر ولكن يمكن للفيروس نسخ نفسه داخل الخلية العائل ودلك بالسيطرة على‬ ‫األجهزة الكيميائية الحيوية للخلية العائل واستخدامها في عمل نسخ جديدة من نفسه‬ ‫خلية العائل‪- :‬‬ ‫وهي الخلية التي يهاجمها الفيروس‬ ‫اشكال الفيروسات‪- :‬‬ ‫‪ -1‬دائري مثل فيروس األنفلونزا قطره ‪ 0.1‬ميكروميتر ‪RNA‬‬ ‫‪ -2‬عصوي مثل موزيك التبغ (تبرقش التبغ)‪ 0.3‬ميكروميتر ‪RNA‬‬ ‫‪ -3‬علي شكل ابوذنيبه مثل بكتيريو فاج(أكل البكتيريا ) ‪DNA‬‬ ‫‪µm‬‬ ‫تكاثر الفيروسات او نسخ نفسه‪:‬‬ ‫ميكروميتر‬ ‫ينسخ الفيروس نفسهبالسيطرة علي أجهزة العائل ومصادر الغذائية‬ ‫‪ -1‬مرحلة االلتصاق‬ ‫يلتصق الفيروس بالخلية العائل (خلية بكتيرية)‬ ‫‪ -2‬مرحلة االختراق‬ ‫يحقن الفيروس ‪ DNA‬الي داخل الخلية البكتيرية‬ ‫‪ -3‬مرحلة البناء‬ ‫يختفي كروموسوم الخلية البكتيرية ويتم السيطرة عليها من قبل حمض النووي الفيروس‬ ‫على الخلية ويبدأ بتكوين مكوناته مستخدمه مصادر الخلية العائل (المواد المغذية واالكسجين‬ ‫والطاقة)‬ ‫‪4‬‬  ‫‪ -4‬مرحلة التركيب‬ ‫تموت الخلية العائل وتنفجر لتنطلق فيروسات تستمر في إصابة عائلة جديدة‬ ‫تعتبر الفيروسات اجبارية التطفل‬ ‫س‪ -1‬تعتبر الفيروسات طفيليات بيو كيميائية؟‬ ‫ألنها تسيطر على الخلية العائل (يعني تسيطر علي األجهزة الكيميائية الحيوية للخلية)‬ ‫األمراض الفيروسية وأجهزتنا الدفاعية المضادة لها ‪- :‬‬ ‫‪ -1‬البرد العادي‬ ‫‪ -2‬االنفلونزا‬ ‫‪ -3‬جدري الماء‬ ‫‪ -4‬حمي نزيف الضنك (أبو الركب) مرض ينتقل بواسطة نوع من البعوض يشبه االنفلونزا‬ ‫‪ -5‬الحال (الهربس) يصيب األعضاء التناسلية (معدي)‬ ‫‪ -6‬االيدز ‪( ATDS‬متالزمة نقص المناعة المكتسب)‬ ‫ال يمكن القضاء على الفيروسات اال عن طريق االجسام المضادة التي تنتجها خاليا الدم‬ ‫البيضاء في اجسامنا‬ ‫أهمية الفيروسات‪- :‬‬ ‫‪ -1‬حجم وصغر الفيروس ودورة حياته السريعة يتيح دراسته في اطباق صغيرة في المعمل‬ ‫‪ -2‬تستخدم الفيروسات كنواقل بيولوجية تنقل الجين من ساللة الي اخري‬ ‫‪ -3‬تستخدم لقتل البكتيريا في االنسان عن طريق حقن الفيروسات في المريض (البكتيريوفاج )لدلك‬ ‫يستفاد منها في علم الوراثة لعالج بعض األمراض البكتيرية‬ ‫‪5‬‬  ‫‪ -4‬كونها تسبب أمراض خطيرة في النباتات والحيوانات واإلنسان آدا هي تشكل أهمية اقتصادية‬ ‫كبيرة للبالد وهنا تأتي أهمية االقتصادية التي توفر النفع والربح‬ ‫تعريف الهندسة الوراثية‪- :‬‬ ‫هو أسلوب يستخدم لنقل الجينات من ساللة الي ساللة اخري‬ ‫ثانيا‪ - :‬البكتريا‪- :‬‬ ‫تعريف البكتريا‪- :‬‬ ‫وهي كائنات وحيدة الخلية وهي أكبر من الفيروسات ويصل طولها الي حوالي ‪ 0.01‬ملليمتر‬ ‫ويمكن رؤيتها بالمجهر الضوئي وهي تعتبر من أوليات النواة (بدائية النواة) وتوجد في جميع البيئات علي‬ ‫األرض تقريبا"‬ ‫تركيب الخلية البكتيرية ‪- :‬‬ ‫‪ -1‬جدار الخلية صلب ويتكون من (بروتين وسكر ودهون) ببتيدات‬ ‫وظيفته‪- :‬يعطي الشكل العام للخلية وحماية محتويات الخلية وله دور في عملية االنقسام‬ ‫‪ -2‬غشاء الخلية يتكون من (بروتين ودهون ال يوجد كربوهيدرات)‬ ‫وظيفته‪ - :‬يتحكم في دخول وخروج المواد ويقوم بعملية التنفس الخلوي وإنتاج الطاقة بدل‬ ‫من الميتوكوندريا‬ ‫الحافطة‪( - :‬طبقة مخاطية لزجة)‬ ‫‪-3‬‬ ‫تقوم بحماية البكتيريا من البالعم (كرات الدم البيضاء) ويمكنها من التكاثر داخل انسجة‬ ‫الجسم وكدلك تمكنها من احداث المرض وتساعدها على االلتصاق باألسطح‬ ‫السيتو بالزم يوجد به حلقة دائرية وحيدة من مادة ‪ DNA‬هي الكروموسوم البكتيري وفي‬ ‫‪-4‬‬ ‫بعض أنواع البكتيريا توجد كذلك حلقات صغيرة من ‪ DNA‬تسمي بالزميدات وتعتبر كنواقل‬ ‫للجنيات ويحتوي على مخزون غذائي مثل الجليكوجين والدهون‬ ‫الرابيوسومات‪ - :‬تساعد في تخليق البروتين‬ ‫‪-5‬‬ ‫االسواط ‪ -:‬معظم البكتيريا غير متحركة ومع دلك فبعضها متحرك‬ ‫‪-6‬‬ ‫‪6‬‬  ‫س‪ - :1‬ال تمتلك البكتيريا نواه حقيقية؟‬ ‫لعدم وجود الغشاء النووي‬ ‫تصنيف البكتيريا طبقا ألشكالها‬ ‫‪-‬عصوية ‪ -‬حلزونية – واوية ( وهي تحور من العصوية )‬ ‫كروية‬ ‫تصنيف البكتريا طبقا" لتغذية‪- :‬‬ ‫‪ -1‬رمامة او أكلة الرمم يعني تتغذي على المادة العضوية المتحللة‬ ‫‪ -2‬طفيلية تسبب امراضا في النباتات والحيوانات غير ذاتية التغذية‬ ‫‪ -3‬ذاتيه التغذية يعني قادرة على تصنيع غذائها من مواد غير عضوية بسيطة‬ ‫‪7‬‬  ‫تصنيف البكتريا من حيث التنفس‪- :‬‬ ‫(وجود االكسجين )‬ ‫‪ -1‬بكتيريا هوائية‬ ‫(غياب االكسجين )‬ ‫‪ -2‬بكتيريا الهوائية‬ ‫‪ -3‬بكتيريا اختيارية (تعيش في وجود االكسجين او غياب االكسجين )‬ ‫‪ #‬تكاثر البكتيريا‪- :‬‬ ‫تتكاثر عن طريق عملية االنقسام الثنائي البسيط والتي تنسخ فيها الخلية البكتيرية مادة‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪ DNA‬بدخلها وتقسمها الي قسمين لتكون خليتين جديدتين البكتيريا تنسخ نفسها بنفسها لتنتج نسائخ او‬ ‫كلونات ( البكتيريا تنسخ نفسها بنفسها لتنتج نسائخ )‬ ‫‪ -2‬بعض أنواع البكتيريا في الظروف غير المالئمة تلجا الي تكوين ابواغ للحماية حيث تحاط الخلية بجدار‬ ‫سميك يقاوم الظروف غير مناسبة عند توفر الظروف ينكسر البوغ وتخرج الخلية وتنمو‬ ‫‪8‬‬  ‫س‪ -1‬تلجا" بعض أنواع البكتيريا الي التجرثم ؟‬ ‫بسبب الظروف الغير مالئمة ارتفاع درجة الحرارة ة و البرودة‬ ‫ملحوظة‪ - :‬يعتبر التجرثم وسيلة لحفظ النوع وليس الزيادة في العدد (في البكتيريا)‬ ‫األمراض البكتيرية‪- :‬‬ ‫تسبب البكتيرية أمراضا" كثيرة في نباتات المحاصيل والحيوانات وفي البشر ومن امثله‬ ‫الكوليرا والسل واالمراض المنقولة عن طريق الممارسة الجنسية مثل السيالن والزهري‬ ‫أهمية البكتيريا‪- :‬‬ ‫في انتاج الطعام وكذلك في انتاج االنزيمات والهرمونات (التقانة الحيوية) وتلعب دورا" مهما‬ ‫كمحلالت في الطبيعة‬ ‫ملحوظة‪ - :‬الهضم في البكتيريا خارجي‬ ‫ثالثا "الفطريات‪- :‬‬ ‫تعريف الفطريات‪- :‬الكائنات الحية دقيقة (حقيقية النواه)‬ ‫هي كائنات اما ان تكون وحيدة الخلية مثل الخميرة او عديدة الخاليا مثل عفن الخبز وعيش الغراب‬ ‫وفطر العفن األخضر او االزراق ويمكن رؤية بعض الفطريات بالعين المجردة ولكن ال يمكن رؤية البعض‬ ‫االخر اال بواسطة المجهر‬ ‫التركيب الفطريات ‪ - :‬يوجد شكالن‪- :‬‬ ‫‪ -1‬تتكون بعض الفطريات من خاليا كروية تتالءم مع النمو في وسط سائل ومثال على ذلك (الخميرة)‬ ‫ا‪ -‬تتكون من خلية واحدة مستديرة او بيضاوية تحاط بجدار خلوي من مادة كربوهيدراتية معقدة‬ ‫تسمي كيتين‬ ‫ب‪-‬يمال الخلية سيتوبالزم يحتوي على غذاء مخزون في صورة جليكوجين‬ ‫ج‪-‬كما يحتوي على نواه حقيقية تحاط بغشاء نووي ويحتوي على فجوه عصارية‬ ‫‪9‬‬  ‫‪ -2‬معظم الفطريات تشبه الخيط وهي تتكيف لتنمو على وسط غذائي صلب (الركيزة)‬ ‫ا‪ -‬يتكون جسم الفطر متعدد الخاليا من شبكة من خيوط متفرعة تعرف (بالغزل الفطري) وهذه الخيوط‬ ‫الفطرية بعضها قد يكون مقسم من الداخل الي خاليا مثل فطر البنسليوم (العفن األخضر أو األزرق )‬ ‫والبعض األخر يكون الخيط غير مقسم الي خاليا مثل فطر عفن الخبز ( ريزوبس ) الفطريات غير‬ ‫مقسمه بفواصل عرضية بمعني ان الخيط الفطري يشكل (مدمجا" خلويا" متماسك )‬ ‫ب‪-‬كل خيط فطري له نوى كثيرة وفجوة مركزية كبيرة وحواجز عرضية‬ ‫ج‪-‬يوجد لدي جميع الفطريات نوى تحتوي على ‪ DNA‬وجدران خلوية من مادة الكيتين ومخزن من‬ ‫حبيبيات الجليكوجين وليس نشا وقطيرات من الزيت‬ ‫د‪-‬توجد خيوط تنمو بشكل افقي وظيفتها التغذية وخيوط تنمو بشكل راسي وظيفتها التكاثر‬ ‫(عفن الخبز ريزوبس)‬ ‫ملحوظة‪- :‬‬ ‫يطلق على العفن الخبز (ريزوبس) او العفن األسود وفطر العفن األخضر او األزرق (بنيسيليوم)‬ ‫المدمج الخلوي ‪ -:‬هو كل خيط يمثل خلية واحدة غير قابلة لالنقسام‬ ‫الركيزة ‪ -:‬هي المادة الغذائية الني ينمو عليها الفطر‬ ‫تصنيف الفطريات طبقا" لتغذية‪- :‬‬ ‫‪ -1‬كائنات رمية تتغذي على المادة العضوية المتحللة‬ ‫‪ -2‬كائنات طفيلية تعيش على النباتات والحيوانات و األنسان‬ ‫ملحوظة‪- :‬‬ ‫فطريات المترممة تعيش على أسطح المواد العضوية وبقايا الكائنات الحية وتفرز خيوط الفطر‬ ‫انزيمات لهضم المواد الغذائية العضوية خارج اجسامها (الهضم خارج الخلية) ويهضم انزيم االميالز النشا‬ ‫وتهضم البروتيزات البروتنيات وتهضم اليبازات الدهون‬ ‫‪10‬‬  ‫سكر مالتوز‬ ‫االميالز‬ ‫نشا‬ ‫سكر جلوكوز‬ ‫مالتاز‬ ‫سكر مالتوز‬ ‫بروتيزات أحماض امينية‬ ‫البروتينات‬ ‫الليبازات احماض دهنية ‪ +‬جلسرين‬ ‫الدهون‬ ‫وتمتصها الخيوط الفطرية بواسطة االنتشار‬ ‫تصنيف الفطريات من حيث التنفس‪- :‬‬ ‫‪ -1‬فطريات هوائية‬ ‫‪ -2‬فطريات الهوائية‬ ‫‪ #‬تكاثر الفطريات‪- :‬‬ ‫‪ -1‬تتكاثر الخميرة بواسطة التبرعم‬ ‫‪ -2‬تتكاثر الفطريات الخيطية بواسطة االبواغ‬ ‫‪11‬‬ ‫فطر الغارقون السام نوع من‬ ‫عيش الغراب وهو يتطفل على‬ ‫األمراض الفطرية‪- :‬‬ ‫جدوع األشجار‬ ‫يعيش الفطر متطفال على االنسجة الحية لخاليا العائل مثل‬ ‫فطر عيش الغراب السام الذي يعيش على جذوع األشجار وفطر المسبب للفحة البطاطس‬ ‫وتشمل االمراض الفطرية‪- :‬‬ ‫‪ -‬البياض الدقيقي البياض الزغبي (يصيب الخضر والفاكهة)‬ ‫‪ -‬واالصداء والتفحمات على محاصيل الحبوب‬ ‫‪ -‬القوباء الحلقية ( مرض جلدي ) وسعفه والقدمين في االنسان (القدم الرياضي او تينيا القدم) تينيا‬ ‫على اجسام السمك‬ ‫أهمية الفطريات‪- :‬‬ ‫تعتبر الفطريات كائنات مهمة في صناعات التقانة الحيوية وهي تستخدم إلنتاج المضادات الحيوية‬ ‫وكذلك تلعب دورا مهما كمحلالت في الطبيعة‬ ‫الكائنات المحللة في الطبيعة‪- :‬‬ ‫وهي كائنات رميه في طبيعتها وتشمل الفطريات مثل العفن وعيش الغراب ومعظم بكتيريا التربة‬ ‫أهمية الكائنات المحللة‪- :‬‬ ‫تعتبر حلقة وصل بين الكائنات الحية والبيئة غير الحية‬ ‫‪-1‬‬ ‫تلعب دورا ضروريا" في دورة المواد المغذية في الطبيعة‬ ‫‪-2‬‬ ‫تقوم بهضم خارج الخاليا وذلك بإفراز انزيمات هاضمه تجزي المواد المغذية العضوية المعقدة‬ ‫‪-3‬‬ ‫الي المواد غير عضوية بسيطة‬ ‫تلعب دورا" مهم في الحفاظ على الحياة على األرض عن طريق إعادة تدوير المواد المغذية‬ ‫‪-4‬‬ ‫تمنع تراكم بقايا فضالت الكائنات الحية وتقلل من تلوث األرض بالفضالت الصلبة‬ ‫‪-5‬‬ ‫س‪ -1‬تعتبر الكائنات المحللة حلقة وصل بين الكائنات الحية والبيئة غير الحية؟‬ ‫ألنها تقوم بتحلل المواد العضوية وتطلق هذه المواد المغذية المتبقية الي التربة والهواء والماء وتشمل‬ ‫هذه المواد مركبات غير عضوية مثل الغازات (ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين وبخار الماء)‬ ‫واالمالح مثل النترات (والسلفات والفوسفات وايونات البوتاسيوم) ويعاد استخدامها بواسطة النباتات‬ ‫الخضراء أثناء عملية البناء الضوئي‬ ‫‪12‬‬  ‫‪ #‬الكائنات المحللة في عالج الصرف الصحي ‪- :‬‬ ‫تحلل مياه الصرف الصحي بواسطة كائنات دقيقة رمية وتصرف مياه الصرف الصحي من المنازل‬ ‫الي خزانات الترسيب‬ ‫وهذا رسم مبسط لمحطات عالج مياه الصرف الصحي‬ ‫مياه الصرف الصحي من المنازل‬ ‫خزانات ترسيب بكتيرية تفرز‬ ‫انزيمات‬ ‫الرواسب الصلبة في القاع تعمل‬ ‫السائل في األعلى بعد‬ ‫عليها بكتيريا ال هوائية‬ ‫هضم بكتيري‬ ‫يترشح(هوائية)‬ ‫ينتج غاز حيوي كوقود غاز‬ ‫تجفف وتستخدم كسماد‬ ‫تزال مسببات المرض‬ ‫الميثان ‪%70-60‬‬ ‫عضوي وردم االرض‬ ‫وتصب في األنهار‬ ‫(منتج ثانوي)‬ ‫والبحار‬ ‫خزان تهوية‪ - :‬تحلل الكائنات الدقيقة المادة العضوية في مياه المجاري‬ ‫‪-1‬‬ ‫خزان الترسيب النهائي‪ - :‬تستقر الرواسب الصلبة بينما تصب المياه المعالجة في البحر‬ ‫‪-2‬‬ ‫الهاضم‪ - :‬تعمل الكائنات الدقيقة على الرواسب الصلبة في شروط ال هوائية لتجزئة المادة العضوية‬ ‫‪-3‬‬ ‫داخلها‬ ‫المنتج الثانوي غاز الميثان غز حيوي (‪) %70-60‬‬ ‫‪-4‬‬ ‫أهمية المحلالت في عالج مياه الصرف الصحي‪- :‬‬ ‫‪ -1‬تزيل مسببات المرض‬ ‫‪ -2‬تسمح بدخول الماء من الصرف الصحي الي مصادر المياه الطبيعية بدون احداث تلوث‬ ‫االمراض التي تسببها مياه الصرف الصحي‪- :‬‬ ‫‪ -1‬الكوليرا‬ ‫‪ -2‬التيفود‬ ‫‪ -3‬الدوسنتاريا‬ ‫‪13‬‬  ‫س‪ -1‬لماذا يجب معالجة مياه الصرف الصحي قبل صبه في البحر؟‬ ‫إلزالة مسببات المرض وكذلك لالستفادة من الرواسب الصلبة حيث تستخدم كأسمدة وكذلك تستخدم‬ ‫كوقود (غاز الميثان)‬ ‫(التقانة الحيوية) ‪Biotechnology‬‬ ‫تعريف التقانة الحيوية‪- :‬‬ ‫بانها االستخدام الصناعي واسع النطاق للعمليات الحيوية التي تشمل الكائنات الدقيقة إلنتاج مواد‬ ‫او إليجاد خدمات لنا والكائنات المستخدمة في صناعات التقانة الحيوية عادة تكون مهندسة وراثيا (عرف‬ ‫مصطلح التقانة الحيوية في السبعينات)‬ ‫تطبيقات التقانة الحيوية‪ - :‬أهميتها‬ ‫انتاج الطعام‬ ‫‪-1‬‬ ‫المضادات الحيوية‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪)SCp( Single-Cell protein‬‬ ‫بروتين الخلية الواحدة‬ ‫‪-3‬‬ ‫انتاج االنزيمات يتم استخالص كثير من أنواع االنزيمات من الفطريات والبكتيريا التي تستخدم‬ ‫‪-4‬‬ ‫في كثير من الصناعات مثل صناعة مساحيق الغسيل ــــــ مستحضرات غذائية مثل محسنات في‬ ‫صناعة الخبز ــ اطعمة مسبقة الهضم لألطفال ـــــ ملينات ومرطبات لألطعمة ـــــــ دباغة الجلود‬ ‫‪ -5‬توفير خدمات لنا معالجة مياه الصرف الصحي ‪ -----‬والتخلص من التلوث‬ ‫أوال"‪ - :‬صناعة الزبادي ‪-:‬‬ ‫يستغل فيها نوعين من البكتيريا وهي ستريبتوكوكس ثيرموفيلس والكتوباسيللس بولجاريكس‬ ‫‪ -1‬يتم تسخين الحليب حتى يتم التعقيم وزيادة كثافة اللبن‬ ‫‪ -2‬يتم التبريد عند درجة ‪ 40‬س ألنها درجة المناسبة للبكتيريا التي تضاف الي الحليب‬ ‫‪ -3‬ثم يضاف نوعين من البكتيريا‬ ‫أ‪ -‬تعمل بكتيريا المكورة العقدية االليفة للحرارة (ستربتوكوكس ثيرموفيلس) على إزالة إليجاد‬ ‫ظروف ال هوائية‬ ‫ب‪ -‬تحول بكتيريا الكتوباسيللس الالكتوز الي حمض الالكتيك‬ ‫حمض الالكتيك ‪ +‬طاقة‬ ‫الكتوباسيللس‬ ‫سكر الكتوز‬ ‫في غياب األكسجين‬ ‫‪14‬‬  ‫ملحوظة‪( - :‬في انتاج الزبادي)‬ ‫‪ -1‬يبستر اللبن في درجة حرارة ‪ 65‬س لمدة ‪ 30‬دقيقة او ‪ 72‬س لمدة ‪ 15‬ثانية لقتل الميكروبات تم‬ ‫تبرد‬ ‫‪ -2‬يوضع المخلوط في حضانة في درجة حرارة ‪ 40‬ســــــــ‪ 45‬س لمدة (‪ )6-3‬ساعات لتصنيع‬ ‫الزبادي‬ ‫‪ -3‬يسبب حمض الالكتيك تخثر بروتين اللبن‬ ‫صناعة الجبن ‪-:‬‬ ‫ثانيا"‪- :‬‬ ‫يستغل فيها البكتيريا والفطريات كاالتي‬ ‫حمض الالكتيك ‪ +‬طاقة‬ ‫الكتوباسيللس‬ ‫أ‪ -‬سكر ال كتوز‬ ‫في غياب األكسجين‬ ‫ب‪ -‬يضاف انزيم الرينين او انزيم مشابه نحصل عليه من فطر معين‬ ‫بروتين اللبن غير قابل للذوبان (كازين)‬ ‫بروتين اللبن قابل للذوبان الرينين‬ ‫وسط حمض‬ ‫(كازينو جين)‬ ‫ملحوظة‪- :‬‬ ‫ال يعمل انزيم الرينين اال في وجود وسط حمض وهذا ما يوفره له البكتيريا الالهوائية‬ ‫‪-1‬‬ ‫( الالكتوباسيللس)‬ ‫يعرف البروتين اللبني غير قابل للذوبان بخثارة اللبن بينما يسمي الجزء السائل المتبقي من‬ ‫‪-2‬‬ ‫اللبن مصل اللبن (المخيض)‬ ‫تعالج الخثارة بالبكتيريا او الفطريات او كليهما لتنتج في النهاية الجبن المطلوب‬ ‫‪-3‬‬ ‫الظروف مثل درجة الحرارة المتنوعة واستخدام خالط مختلفة من البكتيريا والفطريات يمكن‬ ‫‪-4‬‬ ‫ان تنتج أنواعا" مختلفة من الجبن‬ ‫تسبب البكتيريا والفطريات تخثر للجبن ( حمض الالكتيك و انزيم الرينين او انزيم مشابه‬ ‫‪-5‬‬ ‫يؤخذ من الفطر)‬ ‫ثالثا"‪ - :‬صناعة الخبز ‪-:‬‬ ‫‪ -1‬يحتوي الدقيق علي النشا والبروتين وقليل من انزيم االميالز‬ ‫‪ -2‬يضاف الماء الي دقيق مع إضافة فطر الخميرة‬ ‫‪ -3‬ينشط انزيم االميالز ويكسر‬ ‫‪15‬‬  ‫سكر المالتوز‬ ‫االميالز‬ ‫أ‪ -‬نشا‬ ‫‪ -4‬تنشط الخميرة على السكر‬ ‫ثاني أكسيد الكربون‪ +‬كحول ايثيلي ‪ +‬طاقة‬ ‫انزيم الخميرة‬ ‫ب‪ -‬سكر أحادي‬ ‫غياب األكسجين‬ ‫‪ -5‬يتبخر الكحول في الفرن‬ ‫‪ 𝑪𝑶𝟐 -6‬يكون فقاعات تجعل رغيف الخبز خفيف ومسامي‬ ‫ملحوظة‪- :‬‬ ‫‪ -1‬يسبب ثاني أكسيد الكربون انتفاخ العجين إما الكحول االيثيلي فيتبخر أثناء التخبيز‬ ‫‪ -2‬يحتوي الدقيق المستخدم في صناعة الخبز على نشا وبروتين وإنزيم األميالز‬ ‫مميزات التقانة الحيوية‪- :‬‬ ‫‪ -1‬تستخدم التقانة الحيوية الفضالت العضوية الناتجة من الزراعة والصناعات األخرى كمواد خام‬ ‫لتوفير األموال‬ ‫‪ -2‬نظرا لعمل الكائنات البيولوجية وانزيماتها تحت درجة حرارة منخفضه فان الطاقة المستهلكة تكون‬ ‫منخفضه أيضا" مما يساعد على خفض كل من التكلفة ومعدل التلوث‬ ‫أهداف التقانة الحيوية ‪ -:‬تستهدف التقانة الحيوية‬ ‫الخلية الميكروبية نفسها‬ ‫‪-1‬‬ ‫األنزيمات الميكروبية التي تفرزها الكائنات الدقيقة في البيئة المحيطة للقيام بعمليات الهضم‬ ‫‪-2‬‬ ‫خارج الخلية‬ ‫نواتج فضالت التفاعالت األيضية المفر زه‬ ‫‪-3‬‬ ‫منتجات الهضم خارج الخلية والتي تمتصها الكائنات الدقيقة من الوسط المحيط بها‬ ‫‪-4‬‬ ‫الكائنات الدقيقة وأجهزة التخمير‪- :‬‬ ‫في صناعات التقانة الحديثة تنمو الكائنات الدقيقة بسرعة كبيرة جدا" على نطاق واسع‬ ‫ويستخدم لذلك أجهزة التخمير‬ ‫المهندس الكيميائي الحيوي ‪ -:‬يعمل علي نقل العملية الحيوية من نطاق ضيق في المعمل الي نطاق واسع‬ ‫في جهاز تخمير تجاري‬ ‫‪16‬‬  ‫أجهزة التخمير‪( - :‬خزان فوالذي)‬ ‫عبارة عن أجهزة مصممة ألنماء نمط واحد من الكائنات الحية الدقيقة على نطاق واسع ويمكن ان تكون‬ ‫مغلقة او مفتوحة وكذلك هوائية او الالهوائية‬ ‫ملحوظة‪- :‬‬ ‫يجب ان تكون جميع مواد جهاز التخمير مقاومة للتأكل وغير سامة وقادرة على تحمل التعقيم المتكرر‬ ‫في وجود بخار ذي ضغط عال‬ ‫الخصائص الرئيسية لجهاز التخمير‪- :‬‬ ‫‪ -1‬جهاز التبريد‬ ‫(الرشاش ودفاعة مروحية)‬ ‫‪ -2‬جهاز التهوية‬ ‫‪ -3‬أجهزة التحكم‬ ‫أوال‪ - :‬جهاز التبريد‬ ‫يعتبر إزالة الحرارة اثناء النشاط الكائنات الدقيقة ضروريا للنمو الناجح للكائن الحي‬ ‫ثانيا"‪ - :‬جهاز التهوية‪- :‬‬ ‫جهاز التهوية يجب تحقيق الخلط الصحيح والتهوية المناسبة وخصوصا" في وجود كثافة عالية‬ ‫للكائن الحي ويتضمن ذلك‬ ‫أ‪ -‬الهواية او(الرشاش)‪- :‬‬ ‫وهي حلقة معدنية ذات ثقوب يخرج منها الهواء مدفوعا" تحت ضغط عال في صورة فقاعات لتوفير‬ ‫األكسجين في المادة الغدائية‬ ‫ب‪ -‬دفاعه مروحية‪- :‬‬ ‫وهي أداة تقليب لضمان حدوث خلط مالئم لألكسجين وللمواد المغذية حتى تصل اليها الميكروبات بسهولة‬ ‫ثالثا"‪ - :‬أجهزة التحكم‬ ‫تتحكم في تركيز المواد المغذية واالكسجين و‪ PH‬ودرجة الحرارة‬ ‫العوامل التي يجب اخدها في االعتبار عند استخدام أجهزة التخمير‬ ‫‪ -1‬التعقيم يجب الحفاظ على ظروف التعقيم ألنه يقتل الميكروبات غير ضرورية‬ ‫‪ -2‬يجب ضمان وجود بيئة مناسبة للنمو الميكروبي‬ ‫‪17‬‬  ‫مميزات أجهزة التخمير‪- :‬‬ ‫‪ -1‬تستخدم في انتاج كائنات حية دقيقة ومنتجاتها في نطاق واسع خالل فترة زمنية قصيرة‬ ‫‪ -2‬انتاج كائنات حية دقيقة من دون اختالطها مع كائنات حية اخري‬ ‫‪ -3‬مربحة جدا"‬ ‫الخصائص التي تتميز بها الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة في العلميات الصناعية‪- :‬‬ ‫النمو في جهاز التخمير‬ ‫‪-1‬‬ ‫النمو بسرعة في وسط استنبات رخيص نسبيا"‬ ‫‪-2‬‬ ‫السماح بمعالجتها بسهولة من قبل مهندسي الهندسة الوراثية‬ ‫‪-3‬‬ ‫يجب االتسبب االمراض او تنتج مواد سامة‬ ‫‪-4‬‬ ‫استخدام التقانة الحيوية في انتاج المضادات الحيوية‬ ‫يرجع اكتشاف المضادات الحيوية (البنسيلين) الي العالم الكسندر مليمنج في عام ‪1928‬‬ ‫المضادات الحيوية ‪- :‬‬ ‫هي مواد معقدة تنتجها كائنات دقيقة كمنتج ثانوي وتستخدم بصفة رئيسية (أساسية)في عالج‬ ‫األمراض البكتيرية و الفطرية ومعظم المضادات الحيوية تفرزها بكتيريا التربة والفطريات‬ ‫أشهر المضادات الحيوية والكائنات التي تفرزها‪- :‬‬ ‫فطر البنسيليوم‬ ‫تنتجها‬ ‫البنسيلين‬ ‫بكتيريا ستريبتومايسيز‬ ‫تنتجها‬ ‫ستريبتومايسين وتتراسيكلين‬ ‫أنتاج البنسلين‬ ‫‪ -1‬حجم الجهاز المستخدم بين ‪ 100000‬الي ‪ 150000‬لتر وفي كتاب التدريبات بين ‪100000‬الي‬ ‫‪ 1500000‬لتر‬ ‫‪ -2‬يوصف البنسلين بأنه مستقلب ثانوي‬ ‫‪ -3‬فطر البنيسيليوم ال يكون البنسيلين طوال الوقت‬ ‫‪ -4‬البنسلين ينتجه فطر البنيسيليوم‬ ‫جهاز التشغيل الدفعي ‪ /‬مغلق ‪ /‬االستنبات الدفعي مدعوم غذائيا" هوائي في جود ‪ /‬مصدر‬ ‫كربوهيدراتي الالكتوز مصدر نيتروجيني منقوع الذرة أو منقوع القمح و الفضالت العضوية‬ ‫واألمالح المعدنية وفضالت عضوية‬ ‫( ‪ H P )6- 5‬درجة حرارة ‪ 26‬س‬ ‫‪18‬‬ ‫البنسلين منتج إفرازي او أيضي او أخراجي تنتجه الخاليا الفطرية عندما تبطؤ معدل نموها وعند وصول‬ ‫الكمية المطلوبة من البنسلين يتم‬ ‫ترشيح وسط االستنبات إلزالة الفطر‬ ‫‪-1‬‬ ‫استخدام مذيب الستخراج البنسلين من المخلوط‬ ‫‪-2‬‬ ‫عملية التبلور للحصول على البنسلين النقي‬ ‫‪-3‬‬ ‫ثم يغسل الجهاز ويتم تعقيمه حتي يمكن استخدامه مع دفعة جديدة ولدلك يسمي جهاز التشغيل‬ ‫‪-4‬‬ ‫الدفعي‬ ‫‪19‬‬  ‫كلما زاد نمو الفطر قل أنتاج البنسلين وكلما تباطؤ نمو الفطر يزيد أنتاج البنسلين‬ ‫ملحوظة ‪-:‬‬ ‫ميزة الجهاز ‪-:‬‬ ‫كل دفعة من المنتج يمكن الكشف عنها وفحصها وهذا مهم إلنتاج المضادات الحيوية‬ ‫عيوب الجهاز‪- :‬‬ ‫إضاعة بعض الوقت في تنظيف الجهاز واعداده غالبا ال يعاد استخدام الميكروب مرة اخري مما‬ ‫يعتبر تكلفة إضافية‬ ‫س ‪ -:‬ال يمكن انتاج المضادات الحيوية الي ما ال نهاية‬ ‫الن الظروف االستنبات تصبح غير مالئمة للفطر‬ ‫انتاج بروتين الخلية الواحدة‪)SCP( - :‬‬ ‫هو بروتينات منتجة من الخميرة والبكتيريا ويستخدم كغذاء غني بالفيتامينات‬ ‫بروتينات الخلية الواحدة وتغذية الحيوان‪ - :‬علف للحيوانات‬ ‫تستخدم بروتينات الخلية الواحدة من البكتيريا في غذاء الحيوانات مثل الماشية والدجاج بحيث يتم نمو‬ ‫وتكاثر البكتيريا في الميثانول وهو منتج نفطي ثانوي تم تزال وتجفف وتهرس وتستخدم كعلف للحيوانات‬ ‫(وسمي هدا الطعام الغني بالبروتين برتين ‪ )Pruteen‬ولكن استبعد الرتفاع التكلفة سنة ‪1985‬‬ ‫مميزات الميكروبات التي تستخدم في انتاج بروتين الخلية الواحدة‪- :‬‬ ‫نمو بمعدل أسرع‬ ‫‪-1‬‬ ‫يمكنها النمو على الفضالت مثل مصل اللبن ولب الفاكهة‬ ‫‪-2‬‬ ‫لديها محتوي عال من االلياف ومحتوي منخفض من الدهون‬ ‫‪-3‬‬ ‫يمكنها توفير البروتين دون قتل الحيوان‬ ‫‪-4‬‬ ‫بروتين الخلية الواحدة وطعام االنسان‪- :‬‬ ‫بروتين الفطر هو طعام يصنع الستهالك االنسان حيث له قوام اللحم ويحتوي على القليل من الدهون‬ ‫ويحتوي على ألياف‬ ‫البروتين الفطري فطر الفيوزاريم‬ ‫جهاز التشغيل المستمر ‪ /‬مفتوح‬ ‫مصدر كربوهيدراتي الجلوكوز ومصدر نيتروجيني مصل اللبن امالح االمونيوم وأمالح معدنية وفوسفات‬ ‫االمونيوم والزنك والنحاس وغاز النشادر ‪ /‬درجة الحرارة ‪ 30‬س‬ ‫‪20‬‬ ‫يجمع البروتين الفطري من اجل محتوي البروتيني ويمثل هذا األسلوب في ادخال مغذيات الي الجهاز‬ ‫(وبالتالي حصادا" مستمرا" للفطر)‬ ‫ويتم ذلك‬ ‫‪ -1‬يتم تمرير الوسط السائل المحتوي على الفطر من قاعدة جهاز التخمير‬ ‫‪ -2‬فصل الخيوط الفطرية من السائل بواسطة الطرد المركزي‬ ‫‪ -3‬تستخدم االنزيمات لتفكيك الخيوط الفطرية يجفف الفطر المصفي ويعالج لالستهالك األدمي‬ ‫عيوب بروتينات الخلية الواحدة‪- :‬‬ ‫‪ -1‬االحماض االمينية الموجودة ليست بنفس الجودة‬ ‫‪ -2‬محتوي الحمض النووي الريبوزي ‪ RNA‬يكون عاليا‬ ‫‪ -3‬الطعم غير مستساغ‬ ‫مميزات بروتينات الخلية الواحدة ‪-:‬‬ ‫‪ -1‬سهل الحصول عليه‬ ‫‪ -2‬قليل الدهون‬ ‫‪ -3‬غتي بالبروتين‬ ‫‪ -4‬غني باأللياف‬ ‫‪21‬‬  ‫ملحوظة‪- :‬‬ ‫اول انتاج للبنسلين على نطاق كبير كان حوالي ‪ 10‬ميكرو جرام لكل ملليلتر من المادة الراشحة‬ ‫‪-1‬‬ ‫مصطلح البروتين الخلية الواحدة هو تسمية خاطئة هذه األيام حيت ان فطر الفيوزاريم فطر خيطي‬ ‫‪-2‬‬ ‫(عديد الخاليا )‬ ‫الفطر المستنبت فيوزاريم وهو يتكون من خيوط رفيعة طويلة تسمي هايفات‬ ‫‪-3‬‬ ‫مرض جنون البقر ويسمي مرض الدماغ أإلسفنجي ظهر في أواخر ثمانينيات وحتى أوائل‬ ‫‪-4‬‬ ‫التسعينات القرن الماضي في بريطانيا وبعض دول أوروبا بسبب استخدام المخلفات الحيوانات‬ ‫الميتة في إنتاج األعالف الحيوانات ‪ Bse‬يسببه جزئ من بروتين يسمي البريون ‪ Prion‬وليس‬ ‫كائن حي وهو مقاوم للحرارة‬ ‫يسمي مرض الدماغي اإلسفنجي الذي يصيب الخراف (اسكريبي) والذي يصيب االنسان بمرض‬ ‫‪-5‬‬ ‫(كريتزفيلد – جاكوب)‬ ‫أدت التقانة وتحسين الصفات الي زيادة في اإلنتاج بمقدار ‪ 500000‬ضعف ثم هذا اإلنجاز في‬ ‫‪-6‬‬ ‫عصر الهندسة الوراثية‬ ‫يستخدم جهاز تخمير سعته ‪ 2000‬لتر في أنتاج األجسام المضادة بدمج خلية لمفية بالزمية مع‬ ‫‪-7‬‬ ‫خلية ورمية لتعطي (الخاليا الورمية المهجنة ) هي خاليا قادرة علي االنقسام وتكوين األجسام‬ ‫المضادة‬ ‫بعض المستشفيات في روسيا استخدم البكتيريوفاج لقتل البكتيريا في األنسان‬ ‫‪-8‬‬ ‫اصبحت أنواع كثيرة من البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية يسبب سوء استخدام المضادات من‬ ‫‪-9‬‬ ‫خالل وصفها بكثرة ة استخدامها كمحفزات للنمو الحيوانات‬ ‫‪-10‬أكتشف العالم فليمنح البنسلين بالصدفة عندما كان ينمي نوع من البكتيريا في المعمل هي‬ ‫ستافيلوكوكس وهو مثال للمقولة الشهيرة ( الحظ هو التقاء االستعداد مع الصدفة )‬ ‫س‪ -1‬ال تستخدم أي أداة تقليب عند انتاج البروتين الفطري؟‬ ‫ألنها قد تشبك في الغزل الفطري وتؤدي الي تقطيع الخيوط الفطرية‬ ‫‪22‬‬  ‫مقارنة بين البنسلين والبروتين الفطري‪- :‬‬ ‫البروتين الفطري‬ ‫البنسلين‬ ‫طعام لإلنسان‬ ‫مضاد حيوي‬ ‫فطر الفيوزاريم‬ ‫‪1‬‬ ‫فطر البنسيليوم‬ ‫‪1‬‬ ‫هوائي‬ ‫‪2‬‬ ‫هوائي‬ ‫‪2‬‬ ‫منتج محتواه بروتيني‬ ‫‪3‬‬ ‫‪ 3‬منتج إفرازي ‪ --‬أيضي ‪ ---‬أخراجي ‪---‬‬ ‫ثانوي‬ ‫جهاز مستمر‬ ‫‪4‬‬ ‫جهاز التشغيل الدفعي‬ ‫‪4‬‬ ‫مفتوح‬ ‫‪5‬‬ ‫مغلق‬ ‫‪5‬‬ ‫مصدر كربوهيدراتي الجلوكوز‬ ‫‪6‬‬ ‫مصدر كربوهيدراتي الكتوز‬ ‫‪6‬‬ ‫مصدر نيتروجيني األمالح معدنية وأمالح‬ ‫مصدر نيتروجيني منقوع الدرة او‬ ‫األمونيوم‬ ‫منقوع القمح وفضالت عضوية‬ ‫واألمالح المعدنية‬ ‫مصادر للطاقة مصل اللبن‬ ‫مقارنة بين جهاز التشغيل الدفعي وجهاز التشغيل المستمر‬ ‫جهاز مستمر‬ ‫جهاز الدفعي‬ ‫يستعمل إلنتاج البروتين الفطري من فطر‬ ‫‪1‬‬ ‫يستعمل إلنتاج المضادات الحيوية من‬ ‫‪1‬‬ ‫الفيوزاريم‬ ‫البكتيريا والفطريات‬ ‫تجمع الخاليا الفطرية من اجل محتواها‬ ‫‪ 2‬يجمع المنتج االفرازي بعد بطيء معدل النمو ‪2‬‬ ‫البروتيني‬ ‫تستمر العملية حين يترشح الفطر ويعود‬ ‫‪3‬‬ ‫تتوقف العملية بعد افراز الكمية المطلوبة‬ ‫‪3‬‬ ‫سائل للجهاز‬ ‫وبعد التنظيف تكرر العملية‬ ‫يعتبر اقل تكلفة‬ ‫‪ 4‬غالبا" ال يعاد استخدام الميكروب مرة اخري ‪4‬‬ ‫وهذه تكلفة إضافية‬ ‫‪23‬‬