2026届高考生物一轮总复习选择性必修3第10单元生物技术与工程第2讲微生物的培养技术及应用课件

选择性必修3生物技术与工程第十单元生物技术与工程第2讲微生物的培养技术及应用考情研读·备考定位课标要求1.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。2．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。3．举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。4．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。5．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。核心素养1.分析培养基的成分及其作用；比较平板划线法和稀释涂布平板法的异同；掌握无菌技术及微生物的纯化培养。(科学思维)2．关注有害微生物的控制及宣传健康生活等。(社会责任)3．设计实验探究微生物培养的条件；利用选择培养基分离细菌；运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数问题。(科学探究)考点二考点一考点一微生物的培养技术及应用必备知识·夯实基础知|识|巩|固1．培养基的配制(1)培养基的概念：人们按照微生物对____________的不同需求，配制出的供其____________的营养基质。(2)营养组成①一般都含有___、______、______和无机盐等。②需要满足微生物生长对______、特殊营养物质以及______的需求。营养物质生长繁殖水碳源氮源pHO2微生物对培养基的需求乳酸杆菌添加_________霉菌将培养基调至___性细菌将培养基调至_______________性厌氧微生物提供______的条件维生素酸中性或弱碱无氧(3)种类2．无菌技术(1)目的：获得___________________________。(2)关键：__________________。纯净的微生物培养物防止杂菌污染(3)常见物品的消毒或灭菌方法①消毒方法及适用对象②灭菌方法及适用对象(4)注意事项①实验操作时，应避免已经灭菌处理的材料用具与______________接触。②为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台上并在_______________附近进行。周围的物品酒精灯火焰教材隐含知识(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．微生物的纯培养酵母菌纯培养的操作步骤：思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。(

)(2)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。(

)(3)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。

(

)(4)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和灭菌。

(

)(5)培养酵母菌时，可将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入适宜温度的恒温培养箱中培养24～48h。(

)答案：(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√延|伸|探|究下图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析并回答下列问题：1．获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么？提示：获得图A效果的接种方法为稀释涂布平板法，获得图B效果的接种方法为平板划线法。2．某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？提示：最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌；采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。3．接种操作为什么一定要在火焰附近进行？提示：火焰附近存在着无菌区域。剖析难点·考点突破重|难|精|讲1．培养基营养成分的作用和主要来源2．倒平板的操作步骤3．平板划线法操作步骤(1)实验成功关键点(2)操作第一步即取菌种之前以及每次划线之前都需要将接种环进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的不同：考向一围绕培养基和无菌技术，考查理解能力

如表为培养某种微生物的培养基配方，下列相关叙述错误的是(

)精|准|命|题例1成分NaNO3K2HPO4KClMgSO4·7H2O含量3g1g0.5g0.5g成分FeSO4(CH2O)H2O青霉素含量0.01g30g1L0.1万单位A．依物理性质划分，该培养基属于液体培养基B．由培养基的原料可知，所培养微生物的同化作用类型是异养型，培养的微生物可以是酵母菌C．培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯一氮源是NaNO3D．若用该培养基培养纤维素分解菌，则应除去(CH2O)，再添加纤维素答案：D解析：由培养基配方可知，该培养基中不含凝固剂，故依物理性质划分，该培养基属于液体培养基，A正确；由培养基的原料可知，(CH2O)属于有机碳源，因此所培养微生物的同化作用类型是异养型，酵母菌是异养型微生物，B正确；碳源是指能为微生物提供碳元素的物质，氮源是指能为微生物提供氮元素的物质，结合培养基配方可知，培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯一氮源是NaNO3，C正确；该培养基中含有青霉素，细菌对青霉素敏感，青霉素会抑制细菌的生长，因此若用该培养基培养纤维素分解菌，应除去(CH2O)和青霉素，再添加纤维素，D错误。〔变式训练1〕

(2025·山东济宁期末)在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。下列关于消毒和灭菌的叙述，错误的是(

)A．牛奶的消毒常用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法B．水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消毒的C．用紫外灯对密闭教室消毒前，适量喷洒消毒液可强化消毒效果D．培养基不能放入干热灭菌箱中进行干热灭菌答案：B解析：高锰酸钾是强氧化剂，不宜用其对自来水进行消毒，B错误。考向二结合微生物的纯培养，考查科学探究能力

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(

)例2A．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答案：B解析：温度降低后，培养基易凝固，因此倒平板时要轻轻晃动，以保证表面平整，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。〔变式训练2〕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答案：B解析：甲菌菌落周围呈现深蓝色，说明甲菌能分泌脂肪酶以分解脂肪产生脂肪酸，故甲菌属于解脂菌，A正确；乙菌不能分泌脂肪酶来分解脂肪，但其能在此培养基中存活并形成菌落，表明实验中所用培养基中脂肪不是唯一碳源，B错误；可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比观察，根据平板中菌落周围深蓝色的面积大小来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，C、D正确。考点二微生物的选择培养和计数必备知识·夯实基础知|识|巩|固1．微生物的选择培养(1)选择培养基(2)稀释涂布平板法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③培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入30～

37℃的恒温培养箱中培养1～2d。(3)微生物的数量测定方法①显微镜直接计数法提醒：显微镜直接计数法本身不能区分细菌的死活，但是通过一定的辅助处理，可以实现活菌计数，如在计数前用台盼蓝染液进行染色，可以通过统计无色细胞的个数来对活菌进行计数。②间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法)a．原理：当样品的稀释度_________时，培养基表面生长的一个_________，来源于样品稀释液中的____________。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。b．计数标准：为了保证结果准确，一般选择菌落数在_________、适于计数的平板，并且在同一稀释度下，应至少对___个平板进行重复计数，然后求出平均值。增强实验的说服力与准确性。c．误差分析：用此种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目___，这是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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。足够高单菌落一个活菌30～3003少2．实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)实验原理(2)操作步骤(3)实验结果分析与评价教材隐含知识1．(选择性必修3P18探究·实践)测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养。测定土壤中不同的微生物(如真菌、放线菌)使用的稀释度一样吗？举例说明。__________________________________________________________________________________________________。2．(选择性必修3P18相关信息)血细胞计数板常用于相对______的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数；细菌计数板常用于相对______的细菌等的计数。不一样。测定真菌一般用1×102、1×103和1×104倍稀释；测定放线菌一般用1×103、1×104和1×105倍稀释较大较小易错提醒：关于“选择菌落数在30～300的平板”的两个理解误区：只得到1个菌落数在30～300的平板不符合实验的重复原则，易受到偶然因素的影响；得到3个或3个以上菌落数在30～300的平板也不一定正确，如得到3个平板，菌落数分别为230、34、240，虽然菌落数均在30～300之间，但由于34与另外两个平板上的菌落数差异较大，应找出原因并重新实验。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物，而保留利用尿素的微生物。(

)(2)在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，若实验结果因单菌落太多，则不能达到菌种纯化的目的。(

)(3)筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布。(

)(4)分离产纤维素酶菌的选择培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养。(

)(5)获得产纤维素酶菌可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌。(

)(6)分离产纤维素酶菌，在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力。(

)答案：(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

(6)√延|伸|探|究1．微生物筛选的原理是什么？提示：人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等)，同时抑制或阻止其他微生物的生长。2．为什么稀释涂布平板法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少？提示：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。3．分离纤维素分解菌应在富含纤维素的环境中寻找的原因是什么？提示：由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，因此从这种环境中获得目的微生物的概率要高。剖析难点·考点突破重|难|精|讲1．选择培养基四种常见制备方法或实例(1)加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分)(2)改变培养基的营养成分(3)利用培养基中的“特定化学成分”进行分离2．两种微生物计数方法的比较3.两种纯化细菌的方法的比较项目平板划线法稀释涂布平板法纯化原理通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞主要步骤平板划线操作系列稀释操作和涂布平板操作接种工具接种环涂布器项目平板划线法稀释涂布平板法平板示意图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，可以观察菌落特征项目平板划线法稀释涂布平板法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菌落；都可用于观察菌落特征考向一结合选择培养基及微生物的筛选，考查科学思维能力(2024·广东茂名一模)研究人员欲筛选出能高效降解一次性口罩(主要是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维)的细菌，设计了下图所示的流程。回答下列问题：精|准|命|题例1(1)土壤是微生物的天然培养基，该培养基能为微生物的生长提供的四大营养物质分别是碳源、________________________。(2)通过相关实验来选择较合适的土壤样品，该实验的自变量是______________，最适合作为选择土壤样品的指标是______________。(3)图中“甲”指的是________，使用的是液体培养基，目的是__________________________________________________________________________________________________________________________。(4)将分离纯化得到的不同菌种分别接种到鉴别培养基上，鉴别培养基应以______________为唯一碳源，并加入了能与之结合的显色剂。设不同菌种的菌落面积为s，菌落周围透明圈的面积为S，选择S/s的值________的菌落，就是能高效降解一次性口罩的目的菌群。答案：(1)氮源、水和无机盐(2)土壤样品的种类一次性口罩的腐烂程度(3)选择培养提高聚丙烯纤维降解菌的比例和密度(4)聚丙烯纤维大解析：(1)培养基能为微生物的生长提供的四大必需营养物质分别是碳源、氮源、水和无机盐，土壤是微生物的天然培养基，也能为微生物的生长提供这些营养物质。(2)该实验的目的是筛选出能高效降解一次性口罩的细菌，通过实验选择较合适的土壤样品时，实验的自变量是土壤样品的种类，因变量是一次性口罩的腐烂程度，其可以作为选择合适土壤样品的指标。(3)分析题图可知，题图中“甲”指的是选择培养，可获得能够降解聚丙烯纤维的细菌；利用液体培养基可增大菌体与培养液的接触面积，提高聚丙烯纤维降解菌的比例和密度。(4)一次性口罩的主要成分是聚丙烯纤维，要分离出能高效降解一次性口罩的菌种，鉴别培养基应以聚丙烯纤维为唯一碳源，并加入能与之结合的显色剂。设不同菌种的菌落面积为s，菌落周围透明圈的面积为S，S/s的值大的菌落就是能高效降解一次性口罩的目的菌群，因为透明圈面积与菌落面积的比值越大，说明降解聚丙烯纤维的效果越好。〔变式训练1〕

(2023·广东卷)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是(

)A．a点时取样、尿素氮源培养基B．b点时取样、角蛋白氮源培养基C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基D．c点时取样、角蛋白氮源培养基答案：D解析：研究目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，因此目标菌既要耐高温，又要能够高效降解角蛋白，所以应在c点时取样，并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养，D符合题意。微生物的筛选方法归纳总结方法特点举例利用营养缺陷型选择培养基进行的选择培养通过控制培养基的营养成分，使营养缺陷型微生物不能正常生长缺乏氮源的培养基可筛选自生固氮微生物利用某种化学物质进行的选择培养在培养基中加入某种化学物质，抑制某些微生物，同时选择所需的微生物加入青霉素的培养基可抑制细菌，分离出真菌方法特点举例利用培养条件进行的选择培养改变微生物的培养条件将培养基放在高温环境中培养，可分离出耐高温的微生物考向二围绕微生物的分离和计数，考查科学思维和探究能力(2024·湖南校联考模拟预测)为筛选苯胺(C6H7N)高效降解菌，科研人员先通过增大苯胺浓度驯化培养苯胺降解菌，再从浓度为

1000mg/L的培养液中取1mL加入9mL无菌水中进行等浓度梯度稀释(10－2、10－3、10－4、10－5和10－6)，然后从每种浓度中取0.1mL稀释液涂布在三个平板(含500mg/L苯胺的培养基)，最后统计稀释液10－5平板平均菌落数为62个。下列说法错误的是(

)A．选择培养基应以苯胺作为唯一的碳源和氮源B．驯化培养的目的是筛选降解效率更高的菌株例2C．不选择10－3稀释度的平板进行菌落计数是由于它的菌落数大于300D．1000mg/L浓度驯化培养液中1mL苯胺降解菌的数量为6.2×106答案：D解析：苯胺为有机物，含有碳和氮两种元素，选择培养基中应以苯胺作为唯一的碳源和氮源，可以用来筛选降解苯胺的菌株，A正确；驯化培养的过程中苯胺的浓度逐渐增大，其目的是筛选降解效率更高的菌株，B正确；结果显示在10－5稀释度所得的三个平板中的平均菌落数为62，此数值在30和300之间，符合要求，则10－3稀释度下平板中的菌落数大于300，C正确；1000mg/L浓度驯化培养液中1mL苯胺降解菌的数量为62÷0.1×105＝6.2×107，D错误。故选D。〔变式训练2〕(多选)(2025·日照高三模拟)某种除草剂(一种含氮有机物，在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明)在土壤中不易降解，长期使用会污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，按下图过程选育能降解该除草剂的细菌。下列叙述正确的是(

)A．图中培养基在各种成分都溶化后且分装前进行灭菌B．图中接种方法为平板划线法，该方法可用于细菌计数C．实验过程中需要将培养皿中培养基调至中性或弱碱性D．培养基上形成的两种菌落中的细菌所利用的氮源不同答案：CD解析：培养基在各种成分都溶化后，分装到锥形瓶后进行灭菌，A错误；平板划线法不能用于记数，B错误；一般培养细菌时需要将培养基调至中性或弱碱性，C正确；培养基上形成的两种菌落中的细菌所利用的氮源不同，有透明圈的是能够利用除草剂中的氮源，没有透明圈的，是不能利用除草剂中的氮源，D正确。故选CD。素养提升·强化思维构|建|网|络真|题|再|现1．(2024·湖南卷)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是(

)A．①②⑤⑥B．③④⑥⑦C．①②⑦⑧D．①③④⑤答案：D解析：由题图可知，②中拨出棉塞后应握住棉塞上部；⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打开一条缝隙；⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连；⑧中平板应倒置培养。①③④⑤正确，故选D。2．(2024·重庆卷)养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是(

)A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少答案：C解析：平板划线法无需稀释，A错误；由题图可知，②筛选不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验，B错误；所筛选出的菌株之所以不能利用尿素，可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂，所以③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙，C正确；由题图可知，甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶，且乙同时分泌脲酶抑制剂，粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株使甲能够产生NH3，所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少，D错误。故选C。3．(2024·山东卷)在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是(

)A．相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢B．发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量C．发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长D．发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品答案：D解析：黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确；菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，发酵中期添加一定量的硫酸铵，提高铵离子浓度，菌体内可提高柠檬酸产量，B正确；发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必需的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确；发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D错误。故选D。4．(2023·山东卷)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是(

)A．不含氮源的平板不能用于微生物培养B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的