115年:(醫檢)微生(1)

有關細菌線毛( fimbriae )的敘述,下列何者正確?

A主要由pilin蛋白所構成
B一般線毛主要功能為接合生殖
C為細菌於液體中的主要運動小器官
D比鞭毛更粗且長

詳細解析

本題觀念:

本題考查細菌表面構造「線毛」(Fimbriae,或稱 Pili)的結構特徵、組成成分及其生理功能,並需區分其與細菌鞭毛(Flagella)及性線毛(Sex pili)的差異。

選項分析

  • A. 主要由pilin蛋白所構成正確
    • 線毛(Fimbriae)與性線毛(Pili)在結構上皆是由蛋白質次單元聚合而成的管狀構造。此結構蛋白被稱為Pilin(菌毛蛋白)。雖然部分文獻將專司附著的短毛稱為 Fimbriae(成分有時稱 Fimbrillin),將專司接合的長毛稱為 Pili,但廣義上它們的組成蛋白皆歸類為 Pilin protein family。
  • B. 一般線毛主要功能為接合生殖錯誤
    • 一般線毛(Common pili / Fimbriae)的主要功能是附著(Adhesion/Attachment),幫助細菌附著於宿主細胞黏膜表面或環境介質上,是重要的致病因子(Virulence factor)。
    • 參與接合生殖(Conjugation)的是特殊的性線毛(Sex pili / Conjugation pili),其結構較一般線毛長且數量少。題目強調「一般」線毛,故主要功能並非接合。
  • C. 為細菌於液體中的主要運動小器官錯誤
    • 細菌在液體環境中游泳(Swimming motility)的主要運動器官是鞭毛(Flagella)
    • 雖然某些細菌的第四型線毛(Type IV pili)可進行滑行(Gliding)或抽動(Twitching)運動,但這主要是在固體表面上的移動,而非液體中的主要運動方式。
  • D. 比鞭毛更粗且長錯誤
    • 線毛(Fimbriae)的外觀特徵是短、直、細且數量多(通常覆蓋滿整個菌體表面)。
    • 鞭毛(Flagella)則明顯較長、較粗且呈波浪狀或螺旋狀。線毛的直徑與長度皆遠小於鞭毛。

答案解析

細菌的線毛(Fimbriae)是由蛋白質次單元(Pilin)聚合而成的絲狀構造,遍布於細菌表面。其最主要的功能是作為附著因子(Adhesin),使細菌能定植於宿主組織(如淋病雙球菌附著於尿道上皮、大腸桿菌附著於腸道黏膜)。相比之下,鞭毛才是負責液體中運動的器官,且鞭毛在尺寸上比線毛更長且粗。負責接合生殖的則是構造特殊的性線毛。因此,僅選項 (A) 主要由pilin蛋白所構成 敘述正確。

核心知識點

考生應精熟細菌表面構造的三大差異比較(鞭毛 vs. 線毛 vs. 性線毛):

  1. 鞭毛 (Flagella)
    • 成分:Flagellin。
    • 功能:運動(Motility),負責在液體中趨化游動。
    • 特徵:長、粗、數量少。
  2. 線毛 (Fimbriae / Common Pili)
    • 成分:Pilin
    • 功能:附著(Adhesion/Attachment),與生物膜(Biofilm)形成及致病力有關。
    • 特徵:短、細、直、數量多(布滿全身)。
  3. 性線毛 (Sex Pili)
    • 成分:Pilin。
    • 功能:接合生殖(Conjugation),傳遞質體(Plasmid)DNA(如抗藥性基因)。
    • 特徵:比一般線毛長且粗,但數量極少(通常 1-10 根)。

參考資料

  1. Difference Between Pili and Fimbriae in Bacteria - Vedantu
  2. 2.5C: Fimbriae and Pili - Biology LibreTexts
  3. Fimbriae Function in Bacteria - Allen