《农业微生物学》课程授课教案（讲义）细菌细胞壁的部分内容

第二章 原核微生物 说明：本次比赛截取了第一节《细菌》中有关细菌细胞壁的部分内容 （50分钟)，加以展示。 类别时间 教学过程 备注 复习5分钟 提问上一堂课介绍的细菌的定义？ 提问1一 2名学生 以细菌细胞结构的特点引出导言。其特点：单细 启发同 胞，一个细胞就是一个生命个体，其相应结构承载全 学思考 部生命生存所必须的功能 细菌细 胞结构 通过提问引发学生对上课的关注，启动课堂互动 的特点 气氛

1 第二章 原核微生物 说明：本次比赛截取了第一节《细菌》中有关细菌细胞壁的部分内容 （50 分钟），加以展示。 类别 时间 教学过程 备注 复习 5 分钟 提问上一堂课介绍的细菌的定义？ 以细菌细胞结构的特点引出导言。其特点：单细 胞，一个细胞就是一个生命个体，其相应结构承载全 部生命生存所必须的功能。 通过提问引发学生对上课的关注，启动课堂互动 气氛。 提问 1～ 2 名学生 启发同 学思考 细菌细 胞结构 的特点

导言5分钟 利用多 首先明 媒体讲 限毛 解 确细菌细胞 中共包括 胞质 一奠膜 般结构和特 凉厚 内含物 ● 殊结构两个 部分，如图 +一一般结构 ·特殊结构 图2-！细细胞构造棋式图 2-1所示。 明确一般结构和特殊结构的各自的定义及相互关 系。 通过图2-1，简单介绍两部分结构的各自组成，从 而使学生对细菌的细胞结构建立起总体印象

2 导言 5 分钟 首先明 确细菌细胞 中共包括一 般结构和特 殊结构两个 部分，如图 2-1 所示。 明确一般结构和特殊结构的各自的定义及相互关 系。 通过图 2-1，简单介绍两部分结构的各自组成，从 而使学生对细菌的细胞结构建立起总体印象。 利用多 媒体讲 解

正题 (一)细菌细胞的一般结构 2分钟 1、细胞壁(cellwall) 板书 由图21介绍细胞壁的定义。 多媒体 3分钟 (1)细胞壁的主要功能 板书 列举实 由"“wal”启发学生思考细胞壁的功能，使学生重 例讲解 30秒 点掌握两点“①维持细胞外形”和“②具有保护作用” 设问 设问如果没有细胞壁，细菌能否存活？其中停顿 2分钟 结合实 20秒观察学生的反映。 际举例 给出否定答案：“正常情况下无壁细菌不能存活”。 说明 8分钟 但在自然界和实际的科学研究中存在特例，如支原体 板节 结合生 L细菌及原生质体等。 活实例 (2)革兰氏染色(Gram stain) 这是一个知识点，要求学生掌握它的方法和原理。 结合多 利用抗生素药物引出革兰氏阳性和阴性细菌，简单描 媒体讲 解方法 述革兰氏染色法的建立。 请同学 由图2-2，讲解染色方法。 思考染 色原理 设问 对原理 的阐释， 留待讲 过细胞 壁结构 进行效 图2-2细菌的革兰氏染色 果更好 通过染色现象简单启发原理。 请学生思考：如果按照标准染色程序，一菌体被 染成红色，一定表明它具有G~类型的细胞壁吗？ 设问

3 正题 2 分钟 3 分钟 30 秒 2 分钟 8 分钟 （一）细菌细胞的一般结构 1、细胞壁（cell wall） 由图 2-1 介绍细胞壁的定义。 （1）细胞壁的主要功能 由“wall”启发学生思考细胞壁的功能，使学生重 点掌握两点“①维持细胞外形”和“② 具有保护作用”。 设问如果没有细胞壁，细菌能否存活？其中停顿 20 秒观察学生的反映。 给出否定答案：“正常情况下无壁细菌不能存活”。 但在自然界和实际的科学研究中存在特例，如支原体、 L-细菌及原生质体等。 （2）革兰氏染色（Gram stain） 这是一个知识点，要求学生掌握它的方法和原理。 利用抗生素药物引出革兰氏阳性和阴性细菌，简单描 述革兰氏染色法的建立。 由图 2-2，讲解染色方法。 通过染色现象简单启发原理。 请学生思考：如果按照标准染色程序，一菌体被 染成红色，一定表明它具有 G－类型的细胞壁吗？ 停顿 20 秒后，给出答案“无壁细菌的革兰氏染色 板书 多媒体 板书 列举实 例讲解 设问 结合实 际举例 说明 板书 结合生 活实例 结合多 媒体讲 解方法 请同学 思考染 色原理 设问 对原理 的阐释， 留待讲 过细胞 壁结构 进行效 果更好 设问 图 2-2 细菌的革兰氏染色

正题总共 (3)革兰氏阳性菌细胞壁的结构 板书 这里是教学难点，也是重点中的重点。要求学生 分钟 全面掌握细菌肽聚糖的结构。 板书 ①G+菌的肽聚糖(peptidoglycan) 利用多 以金黄色葡 NAM NAG CH. 媒体讲 萄 CH OH 球菌 解 Staphylococcu CH.O saes）为例 D-Lactic acid 强调肽聚糖是细 菌特有的细胞壁 图2-3细菌肽聚糖主链的化学结构 3分钟 组分，结构复杂。 利用多 在讲解肽聚糖化学结构时，可将其拆分成3个单 媒体动 画讲解 元进行讲解 5分钟主链：见图23。由N.乙酰葡糖胺 (N-acetylglucosamine,简写为NAG)和N-乙酰胞壁 酸 N-acetylmura CH.- mic acid,简写为 amic acic NAM通过B-l,4 COOH 糖苷键交替连接 构成。 侧链：见图2-4。 在NAM乳酰基 图2-4G茵四肽尾侧链的结构 的羧基上以肽键连接着4个由4个氨基酸残基组成的 四肽尾，它们连接顺序通常依次是L-Ala一DGlu

4 图 2-3 细菌肽聚糖主链的化学结构 正题 总 共 20 分钟 3 分钟 5 分钟 （3）革兰氏阳性菌细胞壁的结构 这里是教学难点，也是重点中的重点。要求学生 全面掌握细菌肽聚糖的结构。 ① G+菌的肽聚糖（peptidoglycan） 以金黄色葡 萄球菌 （ Staphylococcu s aureus）为例， 强调肽聚糖是细 菌特有的细胞壁 组分，结构复杂。 在讲解肽聚糖化学结构时，可将其拆分成 3 个单 元进行讲解： 主 链 ： 见 图 2-3 。 由 N- 乙 酰 葡 糖 胺 （N-acetylglucosamine，简写为 NAG）和 N-乙酰胞壁 酸 （ N-acetylmura mic acid，简写为 NAM）通过β-1,4 糖苷键交替连接 构成。 侧链：见图 2-4。 在 NAM 乳酰基 的羧基上以肽键连接着一个由 4 个氨基酸残基组成的 四肽尾，它们连接顺序通常依次是 L-Ala—D-Glu— L-lys—D-Ala，强调 G+菌特有的 L-Lys 残基。 板书 板书 利用多 媒体讲 解 利用多 媒体动 画讲解 图 2-4 G＋菌四肽尾侧链的结构

正题6分钟 Gy间桥：G菌特有，强调其重要性，见图2-5。 利用多 媒体动 侧链的交联是由一条四肽尾上第三位氨基酸残基 画讲解 L-Lys与相邻侧一G-M一G-肤聚糖骨来 链上第四位氨 四肤尾LA 厂甘氯酸间桥 D-Glu-NH2 基酸残基 L-Lys- D-Ala Gly D-Aa,通过含5 个Gy的间桥相 互连接。 D-Ala 间桥的存在使 L-Lys 得G菌的肽聚 D-Glu-NH2 L-Ala 糖在空间上形 G-M-G一 (b)Stap 成了高度交联 (gram-posiv aureu 的网状结构，其 图25金黄色葡萄球南的肽聚糖结构 交联度可达75%。 在G菌中，常有15~50层这样的肽聚糖网状结 2分钟 构相互重叠在一起，每层厚度约1nm,因此G菌具有 板书 一层厚密而坚硬的细胞壁 利用多 ②磷壁酸(teichoicacid) 媒体讲 相对于肽聚糖来说，磷壁酸不是重点，所以不作 解 主要讲解，只要求学生了解它是革兰氏阳性菌细胞坠 4分钟 设问 中的特有成分及主要功能。 结合实 简单介绍磷壁酸的定义、化学结构和主要功能。 例及多 媒体 启发学生思考：怎样破坏G菌的细胞壁结构？ 引入溶菌酶和青霉素两个知识点。解释它们对G

5 图 2-5 金黄色葡萄球菌的肽聚糖结构 正题 6 分钟 2 分钟 4 分钟 Gly 间桥：G+菌特有，强调其重要性，见图 2-5。 侧链的交联是由一条四肽尾上第三位氨基酸残基 L-Lys 与相邻侧 链上第四位氨 基酸残基 D-Ala，通过含 5 个 Gly 的间桥相 互连接。 间桥的存在使 得 G ＋菌的肽聚 糖在空间上形 成了高度交联 的网状结构，其 交联度可达 75%。 在 G+菌中，常有 15～50 层这样的肽聚糖网状结 构相互重叠在一起，每层厚度约 1nm，因此 G+菌具有 一层厚密而坚硬的细胞壁。 ② 磷壁酸（teichoic acid） 相对于肽聚糖来说，磷壁酸不是重点，所以不作 主要讲解，只要求学生了解它是革兰氏阳性菌细胞壁 中的特有成分及主要功能。 简单介绍磷壁酸的定义、化学结构和主要功能。 启发学生思考：怎样破坏 G+菌的细胞壁结构？ 引入溶菌酶和青霉素两个知识点。解释它们对 G+ 菌的抑制作用。 利用多 媒体动 画讲解 板书 利用多 媒体讲 解 设问 结合实 例及多 媒体

小结3分钟 归纳本堂课讲解的内容，再次重申G菌细胞壁的讲解并 配合手 结构和组成。 1分钟 抛砖引压，请同学预习下一堂内容G菌细胞壁的 结构和组成，两种类型细胞壁的结构差异，并由结构 差异解释革兰氏染色的原理

6 小结 3 分钟 1 分钟 归纳本堂课讲解的内容，再次重申 G+菌细胞壁的 结构和组成。 抛砖引玉，请同学预习下一堂内容 G+菌细胞壁的 结构和组成，两种类型细胞壁的结构差异，并由结构 差异解释革兰氏染色的原理。 讲解并 配合手 势