محاضرات ميكروبيولوجي عام - محاضرة 4 - PDF
Document Details
Uploaded by PainlessYttrium503
كلية الزراعة
Tags
Summary
هذه المحاضرة مخصصة لعلم الأحياء الدقيقة، وتتضمن معلومات عن نمو البكتيريا. يُغطي المحتوى مواضيع مثل التكاثر والعوامل المختلفة المؤثرة على نمو الكائنات الدقيقة.
Full Transcript
محاضرات فى مقررميكروبيولوجى عام املحاضرة الرابعة ر البكتيا اإلنتشار التسمية...
محاضرات فى مقررميكروبيولوجى عام املحاضرة الرابعة ر البكتيا اإلنتشار التسمية التقسيم الشكل التمثيل الغذائ الحركة التنفس ر التكيب التغذية التجرثم تأثت العوامل الكيميائية ر التكاثر تأثت الظروف البيئية ر ى منحن النمو ر نمو وتكاثر البكتيا تكاثر Reproduction نمو Growth ى ى ى تدل عىل الزيادة ف عدد الخاليا Cell تعن الزيادة ف الكتلة الخلوية Cell mass numberنتيجة االنقسام سواء أكان ذلك لخلية واحدة أو لمجموعة من الخاليا كالمستعمرة ر ى التكاثر ف البكتيا ى جنىس إال أنه ف الكائنات الدقيقة ر كالبكتيا فإن كلمة الوحيدة الخلية Sexual الجنىس النمو تستعمل مرادفة لكلمة reproduction Asexual ى التكاثر ويقصد بها زيادة ف عدد reproduction الكائنات الحية الدقيقة. ر البكتيا الحقيقة الجنسيا أى بطريقة التزاوجية تسىم تتكاثر التكاثر الالجنىس طريقة: ر للبكتيا االنقسام الثنائ البسيط .Binary fission ى وتتلخص عملية االنقسام هذه ف حدوث: ى ى التوتوبالزمية ،نتيجة تكون مواد جديدة ويحدث زيادة ف طول الخلية. -1زيادة ف المحتويات ر -2يتم انقسام المحتويات النووية (يتكون منها نسخة جديدة) -3يعقب ذلك تكون غشاء سيتوبالزىم ى عرض. قائج منفص ق ر ى قلج نتيج ققة لتك ققوين ج ققدار ل ققوى بينهم ققا ويتك ققون ه ققذا -4ينش ققغ الغش ققاء الس ققيتوبالزىم إف غش ق ر ى الجدار من الخارج إف الدا ل أيضا. ر ى قسمج. العرض المتكون بدوره طوليا إف ى -5يعقب ذلك انشقاق الجدار الخلوى ر ى ليتج. -6بذلك تصبح الخلية الخليتان الجديدتان إما أن ينفصال عن ر مباشة أو يحدث االنفصال بعد بعضهما ر ى ملتصقج ليكونا سلسلة من مدة ،أو يظال الخاليا أو التجمعات حسب النوع. الخلية الجديدة الناتجة تحمل الصفات األصلية للخلية األم. Identical cells االنقسام الثنائ البسيط هو ر الطريقة الطبيعية لتكاثر البكتيا التكاثر الجنىس ر للبكتيا ر ى البكتيا عن نادرا ما يحدث التكاثر الجنىس ف طريغ حدوث إلتحام أو تزاوج conjugationر ى بج الخاليا. ى وف هذه الحالة يمكن اعتبار أحد الخاليا الملتحمة موجبة ( )+واأل رى سالبة ( )-وعىل ذلك فإنه يمكن أن ينشأ عن طريغ التكاثر الجنىس هجن جديده إما طبيعية أو نتيجة ر ى لتاوج متحكم فيه مما ا يعىط أجيال لها واص ذات أهمية.وبذلك يمكن تعريف التكاثر الجنىس بأنه انتقال صفات اآلباء اف ر اإلقتان Conjugation األجيال المتعاقبة بعملية البكتتي ر النمو ى منحن Bacterial growth curve مثال توضيحى: إذا وضعت خلية وادة م مةي ميبة و E. coli فةةى ئي ة يةامي ة مإمه ة فسم ةةا ت ة ص ة خلي يي ئع 20دقي . وت ة ه ا يإ ةةا ا اتىة فةةى الم ةةا ا ه بة وإذا أس ة ه اةةةا ا هع ة ل فةةى ا بةةاف فائ ةةا ف ةسن ا يلي ا واد م سوف تعطى مليا ميب و ئعة 10ساعات. ه إى و بي ىب مإدظ أن اةا ا هع ل ل مال م ا . ر النموذج لميكروب يمر بالمراحل التالية: ى ومنحن النمو -1الطور ر الالج Lag phase -2الطور اللوغاريتىم Exponential (Log) phase -3الطور الثابت Stationary phase -4طور الهبوط Decline phase الطور ر الالج Lag phase ى هو ر الفتة من بدء التلقيح ر والن تكون الخاليا متوقفة عن االنقسام أو بطيئه االنقسام جدا ولكن تزيد ف الكتلة الخلوية (الحجم والطول) استعدادا لعملية االنقسام وتنتىه بمجرد وصول شعة االنقسام اف درجة شيعة. كبتة. اذا كانت كمية اللقاح ر صغتة العمر نشطه. ر إذا كان اللقاح من اليا إذا كان الوسط الجديد مشابها للوسط السابغ لها. إذا كان الوسط الجديد مختلف عن السابغ ولكنه مناسبا للنمو. اذا كانت كمية اللقاح قليلة. إذا كانت الخاليا مسنه أو متجرثمه. اذا كانت البيئه الجديدة تختلف عن تلك ر الن كان غت مناسبة.اللقاح ناميا فيها او ر يس ق ق ق ق ق ققتفاد م ق ق ق ق ق ققن ت ة ا لحةةو فةةو ذئح ةةا حةةيي اسة إ ا وئةة ك إطالق ق ق ققة الطىق ق ق ققور ت ي ا ب ا ا هلوف لحو اطول ف م مهب ة فةي التمهيدي ف :اةا ا طو . الطور اللوغاريتىم Logarithmic phase هو طور التكاثر الرسيق ققع للميكروب ،حيث تكون شعة التكاثر أقصاها ،ويكون عمر الجيل ثابتا. وسىم بهذا االسم ألن معدل التكاثر فيه يكون لوغاريتىم ى عند توفر الغذاء وف الصورة المالئمة عند درجة الحرارة المثىل المناسبة ى كبت ف نواتج التمثيل الغذائ. عدم حدوث تراكم ر ويمكن إطالة هذا الطور عن طريغ: ❑ إضافة مواد غذائية جديدة اف المزرعة ❑ معادلة المواد السامة الناتجة عن التمثيل الغذائ. ر إنتققاج الخمق رقتة و البادئققات مثققل بققاديء بكتيققا يس ق ق ق ق ق ق ققتفاد م ق ق ق ق ق ق ققن ى ح ق ق ق ق ق ق ق ققام الالتتي ق ق ق ق ق ق ق ققك و ك ق ق ق ق ق ق ق ققذلك ف انت ق ق ق ق ق ق ق ققاج اطال ق ق ق ق ققة الطق ق ق ق ققور ى المخصبات الحيوية مثل لقاحات الريزوبيا. اللوغاريتىم ف: Stationary phase الطور الثابت ر ى هو الطور الذى يبىط فيه معدل التكاثر ر البكتيا ف المزرعة ثابت ،وبذلك تكون الخاليا حن يصبح عدد الجديدة مساوية لعدد الخاليا الميتة. ى تتكون الجراثيم الدا لية – Endosporesتبدأ المواد المخزنة ف الظهور دا ل السيتوبالزم هذا الطور ينتج من نفاذ المواد المغذية وتراكم نواتج التمثيل الغذائ بدرجة ى تض بالميكروبات وبزيادة أثر هذه العوامل الضارة يمكن أن ينتىه هذا الطور ويبدأ ما يسىم بطور الهبوط. يمكن إطالة هذا الطور عن طريغ: ❑ إضافة مواد مغذية جديدة ❑ معادلة المواد التالفة ❑ التخزين عىل درجة حرارة منخفضة ر حن تقل شعة التمثيل الغذائ. ى ويستفاد منه ف: تخزين الميكروبات عىل درجة حرارة منخفضه وهو ذو فائدة ر البكتيا العقدية ،والبادئات. منتج وموزىع مزارع ل ر Decline phase طور الهبوط ى هو الطور الذى يزيد فيه معدل موت الخاليا عن معدل تكاثرها ،فيحدث تناقص مستمر ف عدد الخاليا، رى الممت ويزداد معدل التناقص تدريجيا ويصبح معدل الموت لوغاريتميا وهو عكس معدل النمو اللوغاريتىم للطور اللوغاريتىم. غت غت منتظمة ،ر تظهر الخاليا بأشكال غريبة ،ر - ى متجانسة ف الحجم أو الشكل. ى التوتوبالزم واضحا. ر ف يظهر التحبب - وتنفرد الجراثيم من الخاليا. - ر وتتحلل باف الخاليا ذاتيا نتيجة لنشاط اإلنزيمات - الموجودة بها عقب موتها. وإذا ما لقحت بيئه مناسبة للنمو بهذه الخاليا غ رت المتجانسة قبل موتها ،فإنها تعيد دورة حياة الميكروب. كبتا البكتتى بالعوامل المحيطة به تأثرا ر ر ويتأثر النمو ومن أهم هذه المؤثرات: العوامل الطبيعية ،العوامل الكيماوية ،العوامل البيولوجية. درجة الحرارة ▪ أوال: الرطوبة ▪ تأثت العوامل ر الضغط االسموزى ▪ الطبيعية عىل اإلحتياجات األتسجينيه ▪ ر البكتيا ر ى األيدروجج ▪ تر ر ى كت أيون تأثت األشعة ▪ ر أوال :درجة الحرارة Temperature لكل ساللة ثالث درجات حرارة لنموها تسىم "النطاق الحرارى" وىه : أقققل درجققة ح قرارة يمكققن للميكققروب أن ينمققو عنققدها بحيققث لققو انخفضققت عنهققا درجة فإنه ال يستطيع النمو. الحرارة الدنيا ىه أنس ققب درج ققة ح قرارة للنم ققو وعن ققد ه ققذه الدرج ققة يك ققون النم ققو شيع ققا وكميت ققه درجة الحرارة البكتتيققة بأقىص ق طاقتهققا حيققث أن ر كبق رقتة.وعنققد هققذه الدرجققة تعمققل اإلنزيمققات المثىل الن تعيش فيها. تلك الدرجة تماثل درجة حرارة بيئتها الطبيعية ر أعققىل درجققة حقرارة يمكققن للميكققروب أن ينمققو عنققدها بحيققث لققو ارتفعققت عنهققا ال درجة الحرارة ينمو الميكروب. القصوى وعىل أساس درجة الحرارة المثىل تقسم الميكروبات إف: ❑ ر بكتيا محبه للحرارة المنخفضة إجبارى Psychrophiles ى ى وىه تنمو ف نطاق حرارى ربج (صفر °20 -م) والحرارة المثىل °15م ❑ محبة ر للتودة ا تيارا Facultative psychrophiles )(Psychrotrophs ر ى تسق ق ق ققتطيع النمق ق ق ققو ف النطق ق ق ققاق الح ق ق ق قرارى للبكتيق ق ق ققا المحب ققة ل ققدرجات الحق قرارة المنخفض ققة إجب ققارا إال ى أن الدرجق ق ققة المق ق ققثىل لهق ق ققا تقق ق ققع ف نطق ق ققاق المحب ق ق قة للحرارة المتوسطة. ر ❑بكتيا محبة للحرارة المتوسطة Mesophiles بج (-30 – 15 الن لها نطاق من درجة الحرارة ريتاوح ما ر ى وىه ر ر ر )45وين ققتىم إف ه ققذا القس ققم أغل ققب أن ققواع البكتي ققا مث ققل بكتي ققا ر والبكتيا المرضية. التبة والماءر Thermoduric ❑ ر البكتيا المقاومة للحرارة ر البكتي ققا المحب ققة للح ق قرارة المتوس ققطة وال ق رقن تس ققتطيع الياه ققا البستة.ر الخضية أن تتحمل درجة حرارة ى Thermophiles ر ❑بكتيا محبة للحرارة المرتفعة وف السماد الصناىع و ىف ر التبة ى ى نطاق درجة حرارتها من °80-45م وتوجد طبيعيا ف النافورات السا نة ر ى وف األغذية المعلبة المحفوظة بالحرارة حيث تؤدى هذه البكتيا إف فساد هذه األغذية مالم رتتد برسعة بعد المعاملة الحرارية. Hyperthermphiles ❑ ر البكتيا المحبة للحرارة المرتفعة جدا يمكنها النمو عىل درجات حرارة عالية جدا ر ويتواح نطاقها الحرارى من 65اف اعىل من °100م. تأ رثت الحرارة المنخفضة عند إنخفاض درجة الحرارة فإن التمثيل الغذائ للخاليا يقل برسعة ر حن يصل اف حالة السكون عندما تنخف درجة الحرارة عن الدرجة الدنيا لنمو الميكروب. ر عند تعري البكتيا للتجميد تموت بع الخاليا بطريقة ميكانيكية بسبب تمزيغ الكثت منها قد يتحمل التجميد لمدة ر البكتتية ولكن ر بللورات الثلج المتكونة للخلية التجمد يعتت طريقه من طرق التعقيم. طويلة ولذلك فإن التجميد ال ر البكتتية عىل الرسعة ر الن يتجمد بها الماء دا ل الخلية ر تأثت التجميد عىل الخاليا ويتوقف ر وعىل ذلك فإن التجميد الرسيق ققع أقل ىضرا من التجميد البىط ألن التجميد البىط يسبب تكون بللورات ثلجية ر كبتة حاده تمزق الخليه صغتة ذات شكل ى قطن. ر بينما التجميد الرسيق ققع تؤدى إف تكوين بللورات ثلجية البكتتيققة لمققدد طويلققة جققدا تصققل اف عققدة سققنوات باسققتعمال طريقققة التجفيققد ر ولكققن يمكققن حفققا الم قزارع قج التجميققد والتجفيققف وذلققك بتجميققد المزرعققة تجميققدا شيعققا Lyophilizationوىه طريقققة تجمققع مققا بق ر ى بواسطة الثلج الجاف ( CO2الصلب) ثم تجفيف المزرعة المتجمدة بالتساىم تحت تفريق ققغ. تأثت الحرارة المرتفعة ر للت ر ى وتج اإلنزيىم إذا إرتفعت درجة الحرارة عن الدرجة القصوى فإنه يحدث إتالف ر البكتتية. ر والت ر ى وتج الخلوى مما يؤدى إف موت الخلية ر وقد وجد أن معدل الموت يزداد لوغاريتميا تأثتا عىل الخاليا ر والحرارة الرطبة أشد بإرتفاع درجة الحرارة البكتتية من الحرارة الجافة حيث أن الرطوبة ر تساعد عىل نفاذية الحرارة وبالتاف إف شعة التوتينات وتجمعها coagulationإتالف ر Normal proteins Denatured proteins Coagulated proteins المقاومة الحرارية ى ق الخض قية ،ولققذا فإنققه ر البكتيققا أ تققت مقاومققة للح قرارة مققن الخاليققا كمققا عرفنققا مققن قبققل ان ج قراثيم للجراثيم اليكققت ى بالغليققان لقتققل الج قراثيم بققل يلققزم اسققتعمال درجققة أعققىل مققن °100م باسققتعمال أجهققزة معينة. درجة الحرارة القاتلة إذا ارتفعت درجة الحرارة عن الدرجة القصوى يموت الميكروب وبالتاف تعرف درجة الحرارة القاتلة بأنها أقل درجة حرارة يقتل عندها الميكروب إذا عرض لها 10دقائغ ،عىل أن يكون ى الميكروب ناىم ف مزرعة عمرها 24ساعة. الوقت المميت ى هو الوقت بالدقيقة الالزم لقتل الميكروبات الموجودة ف حجم ر ى معج عند درجة حرارة معينة ى ومعرفة درجات الحرارة القاتلة والوقت المميت للميكروبات له أهمية تطبيقية ف معاملة الميكروئ . ر األغذية المعلبة حراريا بقصد حفظها من الفساد ر البكتيا باإلنتشار الغشائ وبالتاف فالماء ىضورى الذابة المواد الغذائية الالزمة تتغذى التوتوبالزم. للخلية وليحمل المواد التالفة ارج الخلية وللمحافظة عىل رطوبة ر ثانيا :الرط ق ق ققوبة الن تحدد مدى نشاط الميكروب وليست وكمية الرطوبة الحرة الموجودة بالبيئة ىه ر الرطوبة الكلية. Moisture ويعت عن الرطوبة الحرة بالنشاط المائ (ن م) Water ر activity ر البكتيا الغذائية النشاط المائ = الضغط البخارى لمحلول بيئة الضغط البخارى للمذيب (الماء) وبالنسبة للماء الن ر فإن (ن م) = 1 ى األدئ من ( ن م) الالزم لنمو: وعموما فإن الحد ر البكتيا العادية هو 0,91 ▪ ى كثت من األغذية يستعمل التجفيف ف حفا ر الخمتة العادية هو0,88 ر ▪ ضد الفساد لمدة طويلة الن مستوى الرطوبة ▪ الفطريات العادية هو 0.81 إذا قل عن %15 -10فإن نمو الكائنات الدقيقة إذا ققل ( ن م) عن 0,7فإن معظم الكائنات الدقيقة كبتة. يحد إف درجة ر تقف عن النمو تأثتا ر مباشا عىل شعة واتجاه الماء من البيئة إف يؤثر الضغط األسموزي ر ثالثا :الضغط األسموزي لية الميكروب والعكس. Osmotic pressure البكتتية أثناء نموها إف بيئات سوية الضغط اإلسموزى Isotonic ر ❑ تحتاج معظم الخاليا ❑ المحالي ققل ناقص ققة اإلس ققموزية Hypotonicتس ققبب انتف ققا الخلي ققة Plasmoptysisنظق قرا ل ققد ول الم ققاء إليه ققا كبتة. بدرجة ر ❑ المحاليقل عاليقة اإلسقموزية Hypertonicتقؤدى إف توققف النمقو نتيجقة لحقدوث تجفيقف رلتوتقوبالزم الخليقة التوتققوبالزم مبتعققدا عققن جققدار الخليققة مس ق با ح قدوث بلزمققة نتيجققة ققروج المققاء منهققا بدرجققة كبق رقتة فيققنكمش ر الخلية .Plasmolysis ى تس ققتخدم اص ققية الض ققغط األس ققموزي ف حفق قا األغذية بإستعمال محاليل ذات ضغط إسقموزى ر البكتي ققا والخم ققائر والفطري ققات مرتف ققع تعي ققغ نم ققو ع ققن النم ققو مث ققل إضققافة الس ققكر إف المرب ققات ومثققل إض ققافة المل ققح إف اللح ققوم واألس ققما والمخل ققالت وغتها من األغذية. ر رابعا :اإلحتياجات األتسجينية Oxygen requirements ا ب ا ق تح اج أو لتح اج إ ى أ ىيي ا واء ا ىوى هواصل ديات ا. وأف اء عهلي ا ة س وا هثيةا ا اةةامى فةان ال ةىيي ي ة ل ا ةى شة و د م مؤ م هب ا ت مي ا يلي . ومن هذه الشقوق: Superoxide radical Hydrogen peroxide Hydroxyl radical وئا ا ى بى ت طيع ا ب ا ا هو فى وجود ال ىيي فام ةا لئة أن ته لةك إم هةات تحهةى ئ ةا مس ا مي فعا تلك ا ش و .وم ا إم هات: Superoxide dismutase ، اباي ،ا ي و ي وهذه االنزيمات تتعامل مع الشقوق الحرة كالتاف: ى األتسجج وقدرتها عىل تحمله إف مسة أقسام: ر تقسم البكتيا تبعا لحاجتها إف ر هوائية ال هوائ متحمل ال هوائية ر ى لالتسجج محب إجبارية إ تيارى ر ى لألتسجج إجبارى بكمية قليلة حن تتمكن من أتسدة المادة األتسجج ر ر ى يلزم لنموها وتكاثرها توفر وغت العضوية للحصول عىل الطاقة وإال توقفت عن النمو. العضوية ر ر بكتيا هوائية ر ى إنزيمج أو ثالثة االنزيمات :تمتلك مثال :بع األنواع التابعة ألجناس Bacillus , Pseudomonas إجبارية ر ى ى األتسجج الجوى وتحصل عىل الطاقة الالزمة لها تنمو فقط ف غياب بتحويل المواد ذات الطاقة العالية إف مواد ذات طاقة أقل أو باستخدام النتات) ألتسدة المواداألتسجج المرتبط (مثل ر ر ى مواد محتوية عىل ر بكتيا ال هوائية العضوية. إجبارية االنزيمات :ال تمتلك اى منها مثال :جنس Clostridium ر ى لألتسجج عىل نموها بما يىل : وقد فرس األثر الضار ر ى األتسجج سام لها حيث يثبط النشاط اإلنزيىم لها. ▪ الن تحميها من فعل . H2O2 ▪ عدم احتوائها عىل اى من اإلنزيمات ر رى ى المختلة . ▪ أن إنزيماتها تكون نشطة وىه ف الحالة ر ى ى ى األتسجج الجوى ولكنها تفضل تستطيع النمو ف وجود أو ف غياب ر ى االتسجج. ى النمو ف وجود ر بكتيا الهوائية ر ى إنزيمج من الثالثة االنزيمات :تمتلك مثال :ر إ تيارى بكتيا القولون Coliform bacteriaمثل E. coli ى ر ى ى االتسجج ولكن إذا وجدت ف وسط يحتوى عىل تفضل النمو ف غياب ر ى االتسجج فإنها تتحمله وتنمو. ر بكتيا متحملة ر ى إنزيمج من الثالثة االنزيمات :تمتلك مثال :بع األنواع التابعة لجنس .Lactobacillus للهواء ر ى األتسجج ى تنمو ف وجود كمية ضئيلة من ر بكتيا محبة االنزيمات :تمتلك إنزيم ر ى ج من الثالثة للهواء بكمية مثال :بع األنواع التابعة لجنس .Lactobacillus قليلة Thank you