武汉职业技术学院教案课程名称：应用微生物技术授课教师授

武汉职业技术学院教案课程名称：应用微生物技术授课教师授课日期授课班级课题第3章微生物的营养和培养基计划课时20教学目的要求知识目标：1、掌握细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、病毒的个体与群体特征。2、掌握细菌细胞的基本和特殊结构，了解其作用。3、掌握细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、病毒的繁殖方式。技能目标：初步掌握微生物的形态鉴别方法。素质目标：1.培养获得信息的能力；2.培养学生思维能力；3.培养学生探索创新精神。重点难点重点：1.细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、病毒的个体与群体特征；2.细菌细胞的特殊结构。难点：细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、病毒的繁殖方式。重难点解析各类微生物的特征用大量图片推出，引导学生总结出来；将各类群微生物的结构特征和繁殖方式反复对比，加深学生的认识和记忆。授课方法提问启发式、多媒体课件、对细菌和放线菌的学习采用课堂讲授方法；对酵母菌和霉菌的学习，要求学生仿照和对比细菌和放线菌的学习，分组自学并推举代表讲解本组重点研究的问题，然后全班学生提问和讨论推荐作业P912.3.5教学后记1.在教学过程中的课堂提问，不同的启发式问题，应按照设计好的针对性、提问具有相应基础的学生，以保护学生的自尊心、激发学生参与思维活动的兴趣。2.要求学生对照细菌和放线菌的学习，分组自学酵母菌和霉菌并讲解和讨论，调动了学生积极性，锻炼了学生团队合作能力。教学内容：学习思路导引：本章需要掌握的基本技能是微生物的形态鉴别方法。学生在本章的学习中通过掌握细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、病毒的个体特征、群体特征和繁殖方式各有何特点,在此基础上,掌握辨别细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、病毒的类群,掌握细菌的革兰氏染色的原理和方法。第一节细菌细菌（bacterium）是一类细胞细短、结构简单、具有细胞壁、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。在一定的条件下，细菌有相对恒定的形态结构，并可用光学显微镜或电子显微镜观察与识别。本节要解决的问题一、细菌的大小是多少？有那些形态?二、细菌的细胞结构有何特点？三、细菌如何进行繁殖？四、细菌的群体形态有何特征?五、常用常见的细菌的有哪些？各自的特点用途/危害是什么？一、细菌的大小是多少？有那些形态?细菌的形态结构与其在机体内外的致病、繁殖、免疫、抗药、发酵等特性有关。（一）细菌的大小测量单位是微米，符号为μm。各种细菌大小不一，同种细菌也可因菌龄和环境影响而有所差异。多数球菌的直径为1.0μm左右，中等大小的杆菌长约2.0～3.0μm，宽约0.3～0.5μm。（二）细菌的形态细菌的基本形态有球状、杆状和螺旋状三种，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌；有的细菌为丝状、三角形、方形、星形等。1．球菌呈球形或近似球形(如豆形、肾形、矛头形等)，直径约0.8～1.2μm。根据其分裂方向、分裂后细菌分离粘连程度及排列方式的不同，又分为：(1)双球菌；(2)链球菌；(3)葡萄球菌；(4)四联球菌；(5)八叠球菌2．杆菌呈杆状或球杆状。在细菌中杆菌种类最多。各种杆菌的长短、大小、弯度、粗细差异较大，—般长2～10μm，宽0.5～1.5μm。同种杆菌的粗细比较稳定，长短常因环境条件不同而有较大变化。多数杆菌菌体两端呈钝圆形，少数为平齐、尖细或膨大状。多数杆菌分裂后无特殊排列，成散状；有的杆菌可排列成链状，如炭疽杆菌；也有的呈分枝状，如结核杆菌；还有的呈八字或栅栏状，如白喉杆菌。3．螺旋菌菌体弯曲呈螺形。可分为两类：（1）弧菌（2）螺菌(spirillum)细菌的形态受环境因素的影响很大，培养细菌时的温度、培养基成分和浓度、酸碱度、气体等均可引起细菌形态的变化。二、细菌的细胞结构有何特点？细胞膜细胞质核区：无成形的细胞核鞭毛：用于运动特殊结构荚膜：保护细胞芽孢：是休眠体，对不良环境有抵抗力（一）基本结构细菌的基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质和核质。1．细胞壁细胞壁(cellwall)是细菌细胞最外一层坚韧而有弹性的外被，主要成分为肽聚糖，其主要功能是维持菌体固有形态并起保护作用。厚度因菌种不同而异，平均为15～30nm，占菌体干重的10％～25％。（1）何为细菌的革兰氏染色？1884年由丹麦医生革兰（C.Gram）创建了一种极为方便的方法，可把几乎所有的细菌分成革兰氏阳性菌（G＋）和革兰氏阴性菌（G－）两大类，此法称为革兰氏染色法。（2）革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的共同成分：肽聚糖，又称粘肽、糖肽)以革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌为例，首先它们都要合成N—乙酰葡糖胺和N—乙酰胞壁酸两种基本成分，两者交替排列，并由β—1，4糖苷键连接成聚糖支架。然后，在聚糖支架的N－乙酰胞壁酸上形成四肽侧链，四肽侧链上的氨基酸种类、数量和连接方式，两类细菌不完全相同。革兰氏阳性菌四肽侧链的氨基酸依次为L—丙氨酸、D—谷氨酸、L－赖氨酸、D－丙氨酸；革兰氏阴性菌的四肽链中第三位氨基酸则被二氨基庚二酸(DAP)所取代，并与相邻肽链末端的D—丙氨酸直接相连。最后，革兰氏阳性菌的两条四肽侧链之间，通过由五个甘氨酸组成的五肽桥，交联成肽聚糖层框架，呈三维空间结构，机械强度很大。而革兰氏阴性菌两条四肽侧链之间没有五肽桥交联，因此，仅形成单层平面网络的二维结构，故结构较为疏松（3）革兰氏阳性菌的特有成分：磷壁酸细菌的构造基本结构磷壁酸约占细胞壁干重的50％以上，由几十个分子组成长链穿插于肽聚糖中。按其结合部位不同，分壁磷壁酸和膜磷壁酸两种，前一种与肽聚糖的N-乙酰胞壁酸相连，后一种与细胞膜中的磷脂相连，两种磷壁酸的另一端均伸到肽聚糖的表面。磷壁酸与细菌的表面抗原和致病性有关。（4）革兰氏阴性菌的特有成分：外膜层外膜层位于细胞壁肽聚糖的外侧，由脂多糖、脂质双层及脂蛋白三部分组成。脂多糖在最外层，并伸展至细胞外膜表面，是细菌内毒素的主要成分。脂质双层类似细胞膜的结构。脂蛋白的脂质部分连接在脂质双层的磷脂上，蛋白部分连接在肽聚糖的侧链上，使外膜和肽聚糖构成一个整体。革兰氏阴性菌外膜层很厚，约占细菌细胞壁干重的80％，而细胞壁中肽聚糖的层次及含量均很少。溶菌酶、青霉素等药物，对革兰氏阴性菌无明显抗菌作用，就是因为肽聚糖外侧有外膜层的存在并起保护作用。（5）革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的差异有那些？结构革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌坚韧度较坚韧较疏松厚度较厚，20～80nm较薄，5～10nm肽聚糖层数多，可达50层少，仅1～2层，及含量多，占细胞壁干重50～80％少，占细胞壁干重10～20％磷壁酸有无外膜（含脂多糖、脂质双层、脂蛋白）无有2．细胞膜其厚度约为5～l0nm，结构与其他生物细胞膜基本相同，是平行的脂质双层，其间镶嵌多种蛋白质。蛋白质结合于膜的表面，或一侧嵌在膜内，也有的穿透脂质双层而露于膜的两侧，并可在一定范围内发生移动变化。蛋白质多数是酶及载体蛋白。（1）细胞膜的功能是什么？①细胞膜有选择性渗透作用，与细胞壁共同完成菌体内外的物质交换；②膜上有多种呼吸酶，如细胞色素酶和脱氢酶，可以转运电子，完成氧化磷酸化作用，参与细胞呼吸过程。所以，又与能量的产生，贮存及利用有关；③膜上有多种合成酶，参与细胞的生物合成，如肽聚糖、磷壁酸、磷脂、脂多糖等均可在细胞膜合成。（2）何为质周间隙？为革兰氏阴性菌细胞膜和细胞壁之间的空隙，其中可见有一个或多个质周体（periplast），其性质与功能尚未确定。质周间隙含有丰富的蛋白质和酶类，如碱性蛋白酶、磷脂酶等。这些酶与营养物的分解、吸收、运转有关。此外，间隙中还有某些破坏抗生素的酶，如β-内酰胺酶。所以当革兰氏阴性菌遇青霉素等抗生素时，就从质周间隙向胞外释出β-内酰胺酶，即可迅速降解青霉素和头孢菌素，使细菌免受破坏。3．细胞质是细胞膜包围的，除核区之外的物质的总称。细菌细胞质由流体部分（细胞溶质）和颗粒部分构成。流体部分主要含可溶性酶类和RNA。颗粒部分主要为质粒、核蛋白体、胞质颗粒以及核质等。（1）什么是质粒？是染色体外遗传物质，为闭环双链DNA分子，约含1×103～200×103个碱基对。质粒主要分散在细胞质中，分子量比染色体小得多。质粒携带某些特殊的遗传基因，控制多种遗传性状，而且具有自身复制能力，因此与细菌的遗传变异有关。质粒在遗传工程中常被用作目的基因的载体。（2）核蛋白体细菌核蛋白体又称核糖体（ribosome），为70S核糖体，它由30S和50S两个亚基组成。在细菌中，80％～90％核糖体串连在mRNA上以多聚糖体的形式存在，核糖体是合成蛋白质的场所。细菌的核蛋白体是许多抗菌药物选择作用的靶位。链霉素可与细菌核糖体的30S亚基结合，红霉素可与50S亚基结合，从而抑制细菌蛋白质的合成而导致细菌死亡，但对人体细胞的80S核糖体不起作用，故可用其治疗细菌引起的疾病，而对人体无害。（3）胞质颗粒细胞质中含有多种颗粒，多数为细菌储存的营养物质，包括多糖（如糖原、淀粉）、脂类、多偏磷酸盐等。胞质颗粒又称内含物，较为常见的是异染颗粒，其成分是RNA和多偏磷酸盐，嗜碱性强，用美蓝染色着色较深，与菌体其他部分不同，故称异染颗粒，白喉杆菌、鼠疫杆菌均具此类结构。异染颗粒对于鉴别细菌具有一定意义。（4）核质细菌是原核细胞，无成型的核，也无核膜和核仁，故称核质或拟核。细菌的核质是由一条细长的环状双链DNA反复盘绕卷曲而成的块状物，呈球状、棒状或哑铃状。在电子显微镜下观察，核质呈1～2团透明的网状结构（图3-8）。核质与细胞核的功能相同，能控制细菌的生命活动，也是细菌遗传变异的物质基础。（二）细菌细胞特殊结构有哪些?细菌的特殊结构有芽孢、荚膜、鞭毛和菌毛。1．芽孢某些细菌（主要是革兰氏阳性杆菌）在一定环境条件下，细胞质、核质逐渐脱水浓缩、凝聚，在菌体内形成圆形或椭圆形的小体，称为芽孢(spore)。芽孢在菌体内成熟后，菌体崩溃，芽孢游离。芽孢折光性强，用普通染色法不能着染，在普通光学显微镜下只能看到发亮的小体，必须用芽孢染色法才能着染。芽孢不是细菌的繁殖方式（菌体为繁殖体）。芽孢在菌体中的位置、大小和形状随菌种不同而异，这对产芽孢菌的鉴别有一定意义。如破伤风杆菌的芽孢为正圆形，位于菌体顶端，芽孢比菌体宽，细菌呈鼓槌状；枯草杆菌的芽孢比菌体窄，呈椭圆形，位于菌体中央。芽孢在自然界中可存活几年至几十年，对高热、干燥、化学消毒剂和辐射等有强大抵抗力。成熟的芽孢结构，由外到内依次为：①芽孢外壁（exosporium），主要由蛋白质、脂质和糖类组成；②一层或几层芽孢衣（sporecoat），主要成分为蛋白质，非常致密，通透性差，能抗酶和化学物质的透入；③皮层（cortex）很厚，约占芽孢总体积的一半，主要由一种为芽孢所特有的肽聚糖组成。此外，芽孢内含有一种特殊成分，即2，6—吡啶二羧酸（dipicolinicacid，DPA），此成分与Ca2＋结合成吡啶二羧酸钙（DPA－Ca），与芽孢的耐热性有关，芽孢萌发后，DPA减少，耐热性也随之降低。芽孢在自然界中分布广泛，如泥土中常有破伤风杆菌的芽胞存在，一旦进入伤口，在一定条件下可萌发成繁殖体，继而产生外毒素引起破伤风，因此要严防芽孢污染伤口和医疗器具。在制药过程中要防止芽孢进入制剂，医疗用具及药物制剂进行灭菌时，应以杀灭芽孢为标准。2．荚膜许多细菌在细胞壁外包绕一层粘液性物质，其厚度超过0.2μm且边界明显者，称为荚膜，厚度小于0.2μm的称为微荚膜，两者作用相似。在显微镜下观察，只能发现在菌体周围有发亮的透明圈，只有用墨汁作负染色或作特殊的荚膜染色时，才能看到荚膜。荚膜的化学成分，一般为多糖，如肺炎球菌，个别细菌如炭疽杆菌为多肽。不同细菌荚膜的组成不一，甚至同种细菌的不同菌株亦有差异，因此荚膜对于细菌的鉴别和分型具有重要的作用。荚膜具有保护细菌的作用。它能抵抗体内吞噬细胞的吞噬作用，还能保护细菌免受体内溶菌酶、补体以及其他杀菌物质的杀伤作用，所以荚膜是构成细菌致病力的重要因素之一，细菌失去荚膜其致病力亦随之减弱或消失。荚膜还具有抗干燥作用。荚膜中的多糖能贮留水分，在干燥环境中，细菌能从荚膜中取得水分，以维持菌体新陈代谢，使生命得以延续。3．鞭毛鞭毛（flagellum）是从