سفر به دنیای میکروسکوپی
در این فصل سفر ما به دنیای میکروب ها شروع می شود، ماهیت میکروارگانیسم ها و اثراتی که در پزشکی، کشاورزی، محیط زیست و... دارند را بررسی می کنیم. میکروارگانیسم ها شامل تمام موجودات میکروسکوپی تک سلولی هستند و ویروس ها را نیز که میکروسکوپی بوده ولی فاقد ساختار سلولی می باشند، در برمی گیرند. میکروب ها میلیاردها سال قبل از ظهور جانوران و گیاهان روی زمین وجود داشته اند شاید برای شما جالب باشد اگر بدانید زندگی ما روی کره زمین مدیون حضور باکتری هاست!
طی 2 میلیارد سال اول بعد از بوجود آمدن زمین، اتمسفر آن بدون اکسیژن بود، یعنی اکسیژن حضور نداشت. سیانوباکتری ها اولین موجوداتی بودند که تولید اکسیژن را شروع کردند و با تشکیل لایه اوزون نهایتاً تکامل شکل های حیات پرسلولی شکل گرفت.
ویژگی های مشترک میکروب ها :
- میکروب ها موجودات زنده هستند (به جز ویروس ها)
- آن ها بسیار کوچکند و برای دیدنشان باید از میکروسکوپ استفاده کنیم.
- اندازه و شکلهای متفاوتی دارند.
- در همه جا یافت می شوند.
- بعضی از میکروب ها برای ما خوب و حتی بسیار مفید هستند.
قارچ ها:
-قارچ ها اندازه نسبتاً بزرگتری نسبت به میکروب های دیگر دارند.
- قارچ ها در هوا، گیاهان و آب یافت می شوند.
- کپکی که روی نان رشد می کند نوعی قارچ است.
- بعضی آنتی بیوتیک ها از قارچ ها به دست می آیند.
باکتری ها :
- آن ها بسیار کوچکند به اندازه ای که هزاران باکتری می توانند در نوک یک سوزن جا شوند!
- بعضی باکتری ها مفیدند و در غذاهای ما استفاده می شوند مثل ماست و پنیر
- باکتری ها بسیار سریع تقسیم می شوند
- بعضی باکتری ها مضرهستند و باعث عفونت می شوند.
ویروس ها:
- ویروس های خیلی کوچک اند حتی کوچکتر از باکتری ها
- ویروس ها تا وقتی خارج از بدن موجود زنده هستند هیچ گونه علائم حیاتی ندارند.
- بعضی ویروس ها می توانند درون باکتری ها زندگی کنند.
- بعضی ویروس ها ما را بیمار می کنند مثل : آبله مرغان یا آنفولانزا
شکل و ساختمان باکتری ها
باکتری ها ساختمان ابتدایی و ساده ای دارند. همانطور که در شکل مشاهده می کنید اجزای آن نسبت به یک سلول گیاهی و جانوری بسیار کمتر است. به همین دلیل باکتری ها را جزء پروکاریوت ها (pro به معنی پیش و کاریوت به معنی هسته) و سایر سلول هایی که می شناسیم را جزء یوکاریوت ها تقسیم بندی می کنند.
* یک دم دراز که به آن تاژک می گویند وسیله ایست برای حرکت که با آن در جهت و خلاف جهت عقربه های ساعت می تواند بچرخد ( البته همه باکتری ها تاژک ندارند ).
* مژک که روی سطح باکتری را پوشانده و باکتری با کمک آن به سطوح می چسبد.
* یک ماده لزج روی سطح باکتری را فرا گرفته که به آن کپسول می گوییم. یک پوشش که از باکتری در مقابل سیستم ایمنی بدن محافظت می کند عموماً باکتری های بیماریزا کپسول دارند.
دیواره سلولی یک جزء مهم در باکتری هاست که از واحد هایی به نام پپتیدوگلیکان تشکیل شده است که مهم ترین وظیفه اش شکل دادن به سلول است.
* غشای سلولی باکتری هم مثل غشای بقیه سلول هاست و تفاوتی ندارد.
* درون سلول ماده ژنتیکی (DNA) قرار دارد که در یک ناحیه هسته
* مانند قرار گرفته است که به آن نوکلئوئید می گویند.
اشکال باکتری ها
باکتری ها به سه شکل اصلی کروی (کوکوس)، میله ای (باسیل) و مارپیچی دیده می شوند که هر کدام انواع مختلفی دارند مثلا باکتری های کوکوس اگر به شکل زنجیر دنبال هم باشند استرپتوکوکوس و اگر به شکل خوشه انگور قرار بگیرند استافیلوکوکوس گویند. بعضی از باکتری ها هم شکل خاصی دارند مثلا باکتری عامل وبا که شبیه ویرگول است.
در شکل زیر انواع اشکال باکتری ها را مشاهده می کنید:
آنتونی لیون هوک کاشف دنیای میکروسکوپی
آنتونی وان لیون هوک تاجر هلندی بود که کارش تجارت پارچه بود آن زمان برای تعیین مرغوبیت جنس پارچه ها از یک سری عدسی ها استفاده می کردند لیون هوک توانایی زیادی در تراش عدسی ها داشت. او همچنین به مطالعه و مشاهده پدیده های طبیعی بسیار علاقه مند بود یک روز وقتی به شکل اتفاقی یکی از این عدسی ها دستش بود درون آب برکه ای را مشاهده می کرد که موجودات ریزی حرکت می کردند او بسیار تعجب کرد و شروع به ساخت انواعی از عدسی ها که در واقع میکروسکوپ های اولیه بودند کرد و با استفاده از آن بسیاری از چیزهای در دسترش را مطالعه کرد. او در نهایت گزارشی از مشاهدات خود را برای انجمن سلطنتی انگلستان که آن موقع مرجع گزارشات علمی بود فرستاد. نمونه ای از میکروسکوپ ابتدایی که لیون هوک را ساخت در شکل مشاهده می کنید.
زیست توده چیست؟
فناپذیری سوخت های فسیلی، تنوعبخشی به منابع انرژی، توسعه پایدار ایجاد امنیت انرژی، مشکلات زیست محیطی ناشی از مصارف انرژی فسیلی از یک طرف و تجدیدپذیر بودن منابع انرژی های نو نظیر خورشید، باد، زیست توده و... از طرف دیگر باعث توجه جدی جهانیان به توسعه و گسترش استفاده از انرژی های تجددپذیر و افزایش سهم این منابع در سبد انرژی جهانی شده است. امروزه ما شاهد افزایش چشمگیر فعالیت ها و بودجه دولت ها و شرکتها در امر تحقیق، توسعه و عرضه سیستم های انرژی های تجدیدپذیر هستیم و این فعالیت ها همراه با صرف بودجههای کلان در این زمینه در نهایت موجب کاهش قیمت تمام شده انرژی های تجددپذیر و رقابتپذیری این تکنولوژی با سیستم های انرژی سنتی موجود میگردد.
زیست توده یکی از منابع عمده در میان انواع منابع انرژیهای نو، میباشد. تعاریف متعدد و گوناگونی از این منابع شده است.تعریف اتحادیه اروپا از زیست توده عبارت است از: "زیست توده عبارت است از اجزا قابل تجزیه زیستی از محصولات، پسماندها و زائدات کشاورزی (شامل مواد گیاهی و دامی)، جنگلها و صنایع وابسته و همچنین زائدات صنعتی و شهری قابل تجزیه". بر اساس تعریف علمی ارائه شده برای زیست توده در این آیین نامه، زیست توده به سوختهائی اطلاق میگردد که از جرم توده فیتوپلانکتونها و جرم توده زئوپلانکتونها ساخته میشوند.
امروزه مشخص شده است که سوخت های زیستی به دست آمده از پسماندهای جنگل ها و محصول های کشاورزی جهان می تواند سالانه به اندازه ۷۰ میلیارد تن نفت خام انرژی در دسترس بشر قرار دهد که این میزان ۱۰ برابر مصرف سالانه انرژی در جهان است.همچنین می توان از این سوخت ها بیشتر در تولید گرما بهره برد زیرا می توانند باعث صرفه جویی اقتصادی چشمگیری شوند.
چرخه زیست توده در طبیعت:
بخشی از تشعشع خورشید که به اتمسفر زمین می رسد، بواسطه فرآیند فتوسنتز در گیاهان جذب و ذخیره میشود. ماکزیمم راندمان تبدیل انرژی خورشیدی در این فرآیند بین ۵ تا ۶ درصد است. گیاهان بعنوان منابع ذخیره کربن هستند و CO۲ را از هوا جذب کرده و بصورت کربن ذخیره می نمایند. وقتی گیاهی توسط جانوری خورده می شود، بخشی از کربن موجود در گیاه خورده شده به انرژی تبدیل می شود و بخشی دیگر در بافت های زنده ذخیره می گردد. بخش سوم نیز با فضولات حیوانی دفع می گردد. در صورتی که چوب یا گیاهان سوزانده شوند، علاوه بر انرژی، بخش اعظمی از کربن ذخیره شده بصورت CO۲ آزاد می شود و بخشی نیز در خاکستر باقی می ماند.
مطالب مرتبط:
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell ) ، جلسه اول
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell ) ، جلسه دوم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell ) ، جلسه سوم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell ) ، جلسه چهارم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell ) ، جلسه پنجم
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: سمیه علمافر
تنظیم: نسرین صادقی
