第十单元第2课时微生物的培养技术及应用课件-2023届高三生物一轮复习

微生物的培养技术及应用第2课时课标要求1.获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。2.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的基础。3.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品和无菌区域不被微生物污染的

技术。4.举例说明通过调整培养基的配方可有目的的培养某种微生物。5.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用

方法。6.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。考点一微生物的培养技术及应用考点二微生物的选择培养和计数内容索引重温高考

真题演练微生物的培养技术及应用考点一

1.培养基的配制(1)概念：人们按照微生物对

的不同需求，配制出供其________的营养基质。(2)用途：用以

。梳理归纳

夯实必备知识营养物质生长繁殖培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物培养基种类特点用途

培养基不含

，呈

状态工业生产

培养基含

，呈__

状态微生物的分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏(3)类型：按物理状态分类液体固体凝固剂液体凝固剂(如琼脂)体固(4)成分成分含义作用来源碳源________________构成生物体的细胞的物质和一些代谢产物，有些也是异养生物的能源物质无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、牛肉膏等氮源______________________________________无机氮源：N2、NH3、铵盐、硝酸盐等；有机氮源：蛋白胨等提供碳元素的物质提供氮元素的物质合成蛋白质、核酸等物质无机盐为微生物提供除碳、氮之外的各种重要元素，包括大量元素和微量元素为微生物提供无机营养，调节培养基的pH等无机化合物：KH2PO4、K2HPO4、NaCl等水生物体含量最高的无机化合物良好的溶剂，参与化学反应等培养基、代谢产物提醒除了上述主要营养物质外，还需要满足微生物生长对_________________

的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加_____

；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至

；在培养细菌时，一般需要将培养基调至

；在培养厌氧微生物时，需要提供_____的条件。pH、特殊营养物质以及氧气素酸性中性或弱碱性无氧维生2.无菌技术(1)目的：获得

。(2)关键：

。(3)区别：消毒与灭菌的比较比较项目条件结果常用方法应用范围消毒较为温和的______

或生物等方法仅杀死物体表面或内部一部分微生物煮沸消毒法日常用品__________不耐高温的液体_______________操作空间、操作者的衣物和手等紫外线消毒法接种室、接种箱或超净工作台纯净的培养物防止杂菌污染物理、化学巴氏消毒法化学药物消毒法灭菌强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子__________培养基、容器等__________玻璃器皿、金属用具等___________接种工具等湿热灭菌法干热灭菌法灼烧灭菌法提醒选择无菌技术的原则：一要考虑无菌技术的效果，灭菌的效果比消毒要好；二要考虑操作对象的承受能力，活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能用灭菌。(4)其他操作①做好消毒和灭菌工作后，要注意避免已经灭菌处理的材料用具与_____

接触。②为了避免周围环境中微生物的污染，接下来的许多操作都应在超净工作台上并在

附近进行。周围的物品酒精灯火焰

源于选择性必修3P10“相关信息”：生物消毒法是指利用生物或其

除去环境中的部分微生物的方法。代谢物3.微生物的纯培养(1)概念辨析固体培养基一定形态结构(2)酵母菌纯培养的操作步骤15～20g琼脂湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法干热灭菌酒精灯火焰灼烧灭菌平板划线法恒温培养箱中28请思考以下问题：①平板冷凝后，要将平板倒置的原因是什么？提示因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，既可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。②在接种前随机取若干个灭菌后的未接种的平板，先行培养了一段时间，这样做的目的是

。检测培养基平板灭菌是否合格(3)平板划线法操作步骤据图思考以下问题：a.第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，这样做的目的是什么？提示能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个微生物繁殖形成的纯培养物。b.操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的填写下表：项目第一次操作每次划线之前划线结束目的_________________________杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于____________

，使每次划线菌种数目减少_________________________________________________________杀死接种环上原有的微生物上次划线的末端杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者c.平板划线时最后一次划线为何不能与第一次划线相连？提示最后一次划线已经将酵母菌稀释成单个细胞，如果与第一次划线相连，则增加了酵母菌数目，得不到纯化的效果。考向一培养基与无菌技术1.无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中正确的是A.紫外线照射前，适量喷洒石炭酸等消毒液，可以加强消毒效果B.牛奶的消毒常用紫外线消毒法C.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D.在微生物接种的实验中，用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进

行消毒考向突破强化关键能力√2.请回答下列与大肠杆菌有关的问题：(1)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方。成分蛋白胨乳糖蔗糖K2HPO4显色剂琼脂含量10.0g5.0g5.0g2.0g0.2g12.0g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL该培养基属于

(填“固体”或“液体”)培养基，该培养基中的氮源是

。(2)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行

(填“消毒”或“灭菌”)；操作者的双手需要进行清洗和

。固体蛋白胨灭菌消毒(3)将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后若干支试管扎成一捆，包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入

中灭菌，温度为121℃，时间为15～30min。灭菌完毕拔掉电源，待锅内压力自然降到大气压时，将试管取出。(4)从一支试管向另一支试管接种时应注意，接种环要在酒精灯__________________(填“火焰的不充分燃烧层”或“火焰的充分燃烧层”)灭菌，并且待接种环

后蘸取菌种。高压蒸汽灭菌锅火焰的充分燃烧层冷却考向二微生物的纯培养3.如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1→2→3→4→5，下列说法正确的是A.操作前要将接种环用酒精消毒B.划线操作须在酒精灯火焰附近进行C.只有在5区才可以得到所需菌落D.在1、2、3、4、5区域中划线前后都不需要对接种环灭菌√在每次划线前后都要对接种环进行灭菌，接种环的灭菌方法应是在酒精灯火焰上灼烧，不能用酒精消毒；在5个区域中，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落；每次划线前都要灼烧接种环，目的是杀死接种环上原有的微生物(第一次划线前)和上次划线结束后接种环上残留的菌种，使每次划线的菌种都来自上一次划线的末端，划线结束后灼烧接种环以防止污染环境和感染操作者。4.(2022·山西高三适应考试)自然界里有多种微生物，将其进行合理的筛选、培养和应用，能给医药和化工等生产领域带来巨大经济效益。回答下列问题：(1)对培养基进行灭菌时，多采取

法，而对接种环或涂布器灭菌时则用

法，若要将微生物采用平板划线法进行分离操作，在固体培养基表面连续进行了5次划线，则需要对接种环灼烧

次。平板划线在做第二次及其以后的划线操作时，要从上次划线的

开始划线，最后一次划的线不能与第一次划的线

。高压蒸汽灭菌(湿热灭菌)灼烧灭菌6末端相连(2)将接种后的固体培养基和一个未接种的固体培养基放入恒温箱中____培养，以减少培养基中水分的挥发。其中，培养未接种的固体培养基是为了

。倒置作为对照组，检验培养基是否被杂菌污染微生物的选择培养和计数考点二

1.区分选择培养基与鉴别培养基梳理归纳

夯实必备知识种类特点用途举例选择培养基允许______________________，同时_____________________________从众多微生物中分离所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基根据微生物的代谢特点在培养基中加入某种指示剂或化学药品，进而产生特定的颜色或其他变化鉴别不同种类的微生物用伊红—亚甲蓝培养基鉴别大肠杆菌特定种类的微生物生长抑制或阻止其他种类微生物生长提醒常见选择培养基举例：①缺少氮源的培养基可以筛选能利用大气中N2的微生物。②含青霉素的培养基可淘汰细菌，筛选出真菌。③无有机碳源的培养基可筛选出自养微生物。2.微生物的选择培养和数量测定(1)稀释涂布平板法步骤①系列稀释操作：该操作常用在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，随着稀释程度的增大，单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。操作步骤：②涂布平板操作步骤(2)微生物的数量测定方法①显微镜直接计数法②间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。根据图示问答以下问题：Ⅰ.为了保证结果准确，一般选择菌落数在

的平板进行计数。Ⅱ.为什么用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低？提示因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。30～300Ⅲ.某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234个(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)，那么稀释倍数为106的试管中细菌的浓度是

个/mL，稀释倍数为10的锥形瓶中细菌的浓度为

个/mL，所以每克样品中的细菌数是

个。2.34×1032.34×1082.34×1093.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作(1)实验原理脲酶尿素(2)实验流程3～830～300稀释涂布平板30～37菌落数目稳定(3)实验结果分析与评价对照的培养皿中无菌落生长对照的培养皿中有菌落生长30～300

选择性必修3P19“探究·实践”：本活动初步筛选了能分解尿素的细菌，请进一步借助于生物化学的方法来鉴定所分离的菌种：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，在培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该细菌能够分解尿素考向一微生物的选择培养5.(2021·江苏1月适应性考试，14)稀释涂布平板法是分离菌种常用的方法，下列相关叙述不恰当的是A.固体培养基灭菌后，应冷却至50℃左右时倒平板B.倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影响菌的生长C.稀释涂布平板分离到的单菌落需进一步划线纯化D.稀释涂布平板法既可用于微生物的分离，也可用于微生物的计数考向突破强化关键能力√培养基灭菌后需要冷却至50°C左右时才能用来倒平板，避免温度过高，A正确；倒好的平板需要放置一段时间，用以观察培养基是否被杂菌污染，B错误；稀释涂布平板法分离的单菌落需要用平板划线法进行纯化培养，C正确；稀释涂布平板法可以计数，也可观察菌落特征进行菌种分离，D正确。6.营养缺陷型菌株是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种成长因子的能力，只能在补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。某研究小组对酵母菌用紫外线照射后将其接种到甲培养皿的培养基上，一段时间后将甲培养皿的菌落影印接种(不改变菌落位置)到乙、丙两培养皿的培养基中，进一步培养得到如下图所示结果。下列分析正确的是A.接种到甲培养皿采用的是平板划线法B.甲、丙两培养皿中的培养基是基本培养基C.甲培养皿中菌落数有可能比接种的酵母菌数少D.甲、乙、丙三个培养皿都可能存在营养缺陷型菌落√甲培养皿的菌落均匀分布，接种方法应为稀释涂布平板法，A项错误；甲、丙培养基菌落数目多，包括野生型酵母菌菌株和某种营养缺陷型酵母菌菌株，乙培养皿没有生长的菌株是某种营养缺陷型酵母菌菌株，故乙培养皿的培养基是基本培养基，甲和丙生长了同样的菌株，则甲和丙是加入了同种生长因子的培养基，B项错误；由于基因突变具有不定向性，接种到甲培养皿的酵母菌可能还有其他营养缺陷型菌株，且有些菌落不一定由一个酵母菌形成，所以，甲培养皿中菌落数有可能比接种的酵母菌数少，C项正确；乙培养皿的培养基是基本培养基，形成的菌落只可能是野生型菌落，D项错误。归纳总结两种纯化方法的比较项目平板划线法稀释涂布平板法分离结果

关键操作接种环在固体培养基表面连续划线①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作接种用具接种环涂布器归纳总结两种纯化方法的比较优点可以观察菌落特征，对混合菌进行分离可以计数，可以观察菌落特征缺点不能计数操作复杂，需要涂布多个平板共同点都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的菌落；都可用于观察菌落特征考向二微生物的分离和计数7.(2020·全国Ⅰ，37)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。回答下列问题：(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用

的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是

。甲、乙培养基均属于_____培养基。高压蒸汽灭菌(湿热灭菌)琼脂选择乙培养基为固体培养基，因此培养基中加入的是可使液体培养基凝固的琼脂。甲、乙两种培养基都是为了分离出可降解S的细菌，因此是选择培养基。(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释

倍。104设稀释倍数为A,1mL＝1000μL，套用计算式：A×

＝2×107(个/mL)，计算出A＝104。(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是____________________________

(答出1点即可)。S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长在筛选降解S物质的细菌的过程中，如果培养基中的S浓度过高，会导致细菌培养基的渗透压增大，细菌失水而代谢活性降低，对S的降解量反而下降(或者S改变了培养基的pH，导致细菌代谢活性降低)。(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤：_____________________________________________________________。取淤泥加入无菌水中，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数测定淤泥中能降解S的细菌细胞数的主要步骤是①淤泥取样，即取少量的淤泥加入无菌水中；②用稀释涂布平板法涂布到乙培养基上；③微生物培养与观察计数。(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即

。水、碳源、氮源和无机盐重温高考真题演练1.(2021·山东，14)解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是A.甲菌属于解脂菌B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力√1234根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”，说明甲可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，因此甲菌属于解脂菌，A项正确；乙菌菌落周围没有出现深蓝色，说明乙菌不能产生脂肪酶，不能利用脂肪为其供能，但乙菌也可以在培养基上生存，说明该培养基不是以脂肪为唯一碳源，B项错误；1234可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比，更加直观，C项正确；可以利用该平板来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，观察指标可以是菌落周围深蓝色圈的大小，D项正确。12342.(2021·山东，20)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法，分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错误的是A.乙菌的运动能力比甲菌强B.为不影响菌的运动需选用液体培养基C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染1234√1234从图中可以看出甲菌在试管中分布范围小于乙菌，说明了乙菌的运动能力比甲菌强，A正确；为不影响菌的运动需选用半固体培养基，B错误；该实验可以根据黑色沉淀的多少初步比较细菌产生硫化氢的能力，但不能测定产生硫化氢的量，C正确；微生物接种技术的核心是防止杂菌的污染，D正确。3.(2020·江苏，19)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是A.倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整B.图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落C.该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的D.菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色1234√1234温度降低后，培养基易凝固，因此倒平板后要及时轻轻晃动，以保持均一性，A项错误；由题图可见，随着划线次数增多，细菌密度减小，Ⅲ区开始出现单菌落，应从Ⅲ区挑取单菌落，B项正确；菌落是由单个微生物细胞或多个同种细胞繁殖到一定程度后形成的，能得到单菌落即可以达到菌种纯化的目的，C项错误；刚果红与纤维素形成红色复合物，菌落周围的纤维素被降解后红色消失，出现透明圈，D项错误。4.(2020·江苏，31)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题：(1)常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是

(填编号)。1234编号①②③④物品培养基接种环培养皿涂布器灭菌方法高压蒸汽火焰灼烧干热臭氧④(2)称取1.0g某土壤样品，转入99mL无菌水中，制备成菌悬液，经_____

后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌

个。1234梯度稀释4.6×105(或460000)1234利用稀释涂布平板法统计活菌数目时，需要将制备的菌悬液进行梯度稀释，以获得细胞密度不同的菌悬液，一般来说，菌落数在30～300个的平板最适于计数。0.1mL菌悬液中含有46个酵母菌落，则1mL菌悬液中含有460个酵母菌落；1.0g土壤样品首先稀释100倍，然后稀释10倍，共稀释了1000倍，因此样本中每克土壤约含酵母菌460×1000＝4.6×105(个)。(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行

育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以

为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选择直径____的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。1234诱变脂肪较大1234采用射线辐照引起酵母菌基因突变，此种方法属于诱变育种。检查诱变酵母菌产脂肪酶的能力，需要把酵母菌接种到以脂肪为唯一碳源的培养基上，按照产生菌落直径大小进行初步筛选，直径大的说明产酶能力强，利用的脂肪(碳源)多，直径小的说明产酶能力弱，利用的脂肪(碳源)少。(4)在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株

进行后续相关研究，理由是________________________________________________________________。1234B该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；降解脂肪能力强，净化效果好1234通过分析题图可知，相同时间内，菌株B细胞密度大，说明该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；相同时间内，菌株B利用的脂肪多，脂肪剩余量少，说明该菌株降解脂肪的能力强，净化效果好。一、易错辨析1.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害(

)2.倒平板就是等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置(

)3.倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上(

)4.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(

)5.分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低(

)√×五分钟查落实×××二、填空默写1.(选择性必修3P10)培养基的化学成分包括

等。2.(选择性必修3P10)获得纯净的微生物培养物的关键是

，无菌技术除了用来

外，还能___

。3.(选择性必修3P12)菌落是指______________________________________

。采用_____

法和

法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。水、无机盐、碳源、氮源防止杂菌污染防止实验室的培养物被其他外来微生物污染有效避免操作者自身被微生物感染分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体平板划线稀释涂布平板4.(选择性必修3P16)选择培养基是指________________________________

。5.(选择性必修3P12)平板冷凝后，要将平板倒置的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后