2024年高考生物一轮复习讲练微生物的培养技术和应用

2024年高考生物一轮复习讲练微生物的培养技术和应用

运连连连连连运言考情信息--------------------

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。

考点一微生物的基本培养技术

知识串讲

I.培养基

（1）概念：人们按照微生物对•宜养物质的不同需求，配制出的供其生氐繁殖的营养基质。

（2）种类

①按物理状态可分为液体培养基和固体培养基。

②按功能可分为选择培养基和鉴别培养基。

（3）成分：各种培养基一般都含有水、碳遮、氮源和无机盐,此外还要满足微生物生长劝

叱［、特殊营养物质以及氧气的需求。

2.无菌技术

（1）含义：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。

（2）常用方法

（防

关键

|WH------（无菌技术）--------

▼▼▼

较为温和的物理、化学强烈的理化方法

或生物等方法<=UF|=>

杀死物体表面或内部的部杀死物体内外所有的微

分微生物（不包括芽花和O

生物（包括芽抱和抱子）

胞子）

煮沸消卑法、巴氏泊奉法、国湿热灭菌、干热灭菌、

化学药剂消毒法、紫外线♦詈1户灼烧灭菌

消毒法1~）

3.微生物的纯培养

（1）概念：由单一个体繁殖所获得的微生物群体是纯尾养物,获得纯培养物的过程就是纯

培养。

（2）过程：包括配制培养其、灭菌、接种、会盲和培养等步骤。

（3）常用方法：平板划线法和稀释涂布平板法。

（4）实例——酵母菌的纯培养

配制。养与称取_煮沸_►过滤—►加琼脂一►定容

制备

—~~»湿热灭菌法

培养基

倒平板

方法

平板划线法

接种和z：^=^通过接种环在琼脂固体培

分离图示许苛、养基表面连续划线操作，

将聚集的菌种逐步稀骅分

、-------,散到培养拓的表面

,、培养

培养］_一接种后的平板倒置培养

.酵母菌广对照

将求接界的平板倒置培养

例题济解

典型例题1围绕微生物的培养和无菌技术考查科学探究

1.不同的微生物对营养物质的需求各不相同，但一般都需要水、碳源、氮源和无机盐,下

列有关微生物所需营养物质的描述，正确的是（）

A.氮源物质只能为该微生物提供必要的氮元素B,有些碳源也可以给微生物的生长提供能

源C,无机盐是微生物不可缺少的营养物质，所以无机盐越多越好D.所有微生物所需营养是

一样的

［知识点］

彳微生物的培养与应用，微生物的实验室培养

［答案］

B

［解析］

培养基的组成成分包括碳源、氮源，水、无机盐,有的还有生长因子。

A、含氮的有机物既可给微生物提供氮元素，也可给微生物提供能源，A错误；

B、含碳的有机物既可给微生物提供碳元素，也可给微生物提供能源，B正确；

C、微生物生长需要无机盐，但不是越多越好，过多会导致培养基渗透压过高，使微生物

因失水过多而不能生存，C错误；

D、不同的微生物有各自的营养需求，如培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，D

错误。

故选B。

2.微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌

操作，以防止杂菌污染，请分析下列操作，错误的是（）

①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽狗

③利用葡萄制作葡萄酒利用的是附着于葡萄皮表面的野生型酵母菌，所以制作葡萄酒时葡

萄不进行灭菌，以免杀死酵母菌，③错误；

④培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，④正确；

⑤指示剂和染料混有微生物，故加入培养基前需灭菌，⑤错误。

所以，③⑤错误。

故选D。

典型例题2围绕微生物的纯化方法及过程考查科学探究

1.如图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤，下列说法不正确的是（）

A.①步骤使用的培养基已经灭菌并调节过pHB.②步骤接种环经灼烧灭菌后应趁热快速沾

取菌液C.③到④过程中，每次接种前后都需要对接种环进行灼烧处理D.①②③步骤操作时

都需要在酒精灯火焰旁进行

［知识点］

微生物的培养与应用，微生物的实验室培养

［答案］

B

［解析］

由图可知：①是倒平板,②是用接种环沾取菌液，③是进行平板划线，④是培养。

A、①步骤表示倒平板，为防止杂菌污染，在倒平板之前培养基已经灭菌并调节过pH,A

正确；

B、②步骤为用接种环沾取菌液，需在酒精灯火焰旁等接种环冷却后沾取，防止温度过高，

将菌种杀死，B错误；

C、③到④过程中，每次接种前后都需要对接种环进行灼烧处理，进行纯化，最后一次划

线后灼烧,防止污染环境，C正确；

D、①②③步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行，以防被杂菌污染，D正确。

故选B。

（2019•全国卷HLT37）

1.回答下列与细菌培养相关的问题。

（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是①（填"蛋白

陈”“葡萄糖”或“NaMT）。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养

基的pH,其原因是②。硝化细菌在没有碳源的培养基上（填”能够”或“不

能”）生长，原因是④。

（2）用平板培养细菌时一般需要将平板⑤（填“倒置”或“正置”）。

（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征

来初步区分不同种的微生物，原因是⑥。

(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过⑦处理,这种处理可以杀死丢弃

物中所有的微生物。

［知识点］

微生物的培养与应用，微生物的实验室培养

［答案］

蛋白陈不同细菌生长繁殖所需的最适川不同能够硝化细菌可以利用空气中的CO2作为

碳源倒置在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征灭菌

［解析］

1、微生物培养基的营养构成：①各种培养基的具体酉昉不同，但一般都含有水、碳源、

氮源和无机盐：②不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。

2、配制牛肉青蛋白月东固体培养基的注意事项：①倒平板的温度一般5(TC左右适宜,温

度过高会烫手，过低培养基又会凝固；②平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更好

地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。

(1)葡萄糖只能为细菌提供碳源，硝酸钠为细菌提供无机盐，而蛋白陈既可以为细菌碳

源，也可以为细菌提供氮源；由于不同的细菌生长繁殖的最适宜pH是不同的，因此制备

培养基时要根据所培养的细菌的不同来调节培养基的pH；硝化细菌属于化能自养型微生

物，其可以利用氨氧化释放的能量将空气中的二氧化碳固定为有机物，因此硝化细成可以

在无碳培养基中生长。

(2)用平板培养细菌时,一般需要才等平板倒置培养，以防止皿盖上的水珠落入培养基，

造成污染。

（3）由于每一大类微生物都有其独特的细胞形态，因而其菌落形态特征也各异，因比根

据菌落的形态、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。

（4）有些使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境。

解答本题的关键是识记微生物培养基的成分、培育条件、培养过程以及注意事项，能够根

据不同微生物的代谢类型判断其所需营养成分的种类，进而结合题干要求分析答题。

运连连连连连运靠核心归纳------------------------

1.有关培养基营养物质的配制

（1）培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同

①自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。

②异养型微生物的培养基主要以有机营养为主。

（2）对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。

（3）微生物需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。

（4）微生物需要量最大的是碳源。能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。

2.平板划线操作的注意事项

（1）灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。

（2）第二次及其以后的划线操作总是从上•次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线

次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。

（3）划线时最后一区不要与第一区相连。

（4）划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。

（5）操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进吁火焰灼烧灭菌，划线操作结束时：

仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的如下表：

3.归纳培养基的种类和作用

（1）按物理状态分类

（2）按功能分类

考点二微生物的选择培养和计数

连春运运运连连君知识串讲--------------------

1.微生物的选择培养

（I）选择培养基：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。

（2）稀释涂布平板法：籽菌液进行一系列的梯度稀释后，将不同稀释度的菌液分别涂布到

琼脂固体培养基表面，进行培养。

①系列稀释操作

系列稀释：移液管需要经过灭菌。操作时试管口和移液管应离火焰1〜2cm处。操作过程

如下：

1niL1mL1mL1niL1mL1mL

/------工/------/-----------//-----------/——

/zt）/rt）（7^）/rt）石

S3SSSS

10210,10,IO5IO410,

1110U0

菌液稀驿液稀稀液稀稀液稀群液稀解液稀和液

②涂布平板操作

1mL1mL1mL1mL1mL1nL

-4~4―4_4-4一

/\41X102--ixio3--ixio*-ixio54-ix106--1X10，

1110

90mL9mL9mL9mL9mL9mL9mL

无匿水无前水无菌水无匿水无谓水无匿水无前水

涂布平板

③培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置,放入30〜37C的恒温培养箱中培养

1〜2d。

2.微生物的数量测定

（1）稀称涂布平板法

①计数原理：当样品的稀释度足够高时,培养基表面牛.长的一个稀菌落,来源于样品稀释液

中的一个活菌。通过统计平板上的菌造数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。

②计数标准：为了保证结果准确，一般选择菌落数为30〜300的平板进行计数。

③计数方法：通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数为30〜300、

适于计数的平板。在同•稀释度下,至少应对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。

④当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个落落，统计结果一般用菌落数表

示。

(2)显微镜直接计数法

①计数原理：利用特定的细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下观察、计数，然后再计算

一定体积的样品中微生物的数量。

②优点：是一种常用的、快速宜.观的测定微生物数量的方法。

③缺点：统计的结果一般是死菌数和活菌数的总和。

3.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

:①土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合

而:成朦酶

二②丽以星宝为唯一氮源的培养基，能够生长的细菌

原理

;就是能分解尿素的细用

I

分肉:土壤样品取样培养

过程■*:取样稀拜*接种'"观察

I

承连连运连连运连例题讲解------------------------

典型例题I围绕微生物的筛选考查科学探究

1.下列有关微生物计数的叙述中，不正确的是()

A.因为土壤中各类微生物的数量不同，所以，为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍

数进行分离B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释

范围不同C.测定土壤样品中的细菌数目，常用平板划线法进行菌落计数D.牛肉膏蛋白陈培

养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基己筛选出•些细菌菌落

［知识点］

微生物的培养与应用，分离特定微生物并测定其数量

［答案］

C

［解析］

从土壤中筛选目的微生物的流程一般为：土壤取样一样品的稀释T将稀释液涂布到以尿素

为唯一氮源的培养基上一挑选能生长的菌落T鉴定。当样品的稀释度足够高时,培养基表

面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。稀释涂布平板法可以用于微生物计

数，通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。

A、因为土壤中各类微生物的数量不同，所以,为获得不同类型的微生物要按不同的稀释

倍数进行分离，A正确；

B、测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀稀范围不同，

B正确；

C、平板划线法可以用于微生物的分离，而不能用于计数，稀释涂布平板法可以用于微生

物计数，C错误；

D、牛肉膏蛋白豚培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出

一些细菌菌落,D正确。

故选C。

本题主要考查筛选与分离目的微生物的相关知识，意在强化学生对所学知识的识记、理解

与掌握.

2.某种细菌菌株需要亮氨酸才能生长，但此菌株对链霉素敏感。实验者用诱变剂处理此菌

株，想筛选出表格中细菌菌株类型，则配制相应选择培养基类型正确的是（）

一

选筛选出不需要亮氨酸的筛选出抗链霉素的筛选出不需要亮氨酸且抗链霉素

项菌株菌株的菌株

AL+S+L-S-L+S-

BL-S-L+S+L-S+

CL—S+L+S+L-S-

DL十S-L-S-L+S+

注：L代表亮氨酸，S代表链霉素；“+”代表加入，“一”代表不加入

A.AB.BC.CD.D

［知识点］

微生物的培养与应用，微生物的实验室培养

［答案］

B

［解析］

表中所列均为选择培养基，选择培养基是指通过培养特殊的培养基，培养混合的微生物，

仅得到或筛选出所需要的微生物，其他不需要的微生物则不能生存。细菌细胞壁的成分是

肽聚糖，链霉素可以破坏肽聚糖而使细菌死亡。

根据题目要求，筛选不需要亮氨酸的菌株时，培养基中不需要添加亮氨酸，应使用的培养

基为不加L,能生存的就是不需要亮氨酸的细菌；筛选抗链霉素的菌株时，需要向培养基

中添加链霉素S,而L可加可不加，能抵抗链霉素的细菌就能在培养基生存下来；筛选不

需要亮氨酸且抗链霉素的菌株时，需要向培养基中添加链霉素，但不添加亮氨酸，应用的

培养基为L-、S+,能在培养基上生存的细菌，即是所需要的菌种，B正确，ACD错误。

故选B。

（2020•全国卷I,T37）

1.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、水加S.乙的组分为无机盐、水、S和

Y。

稀释涂布平板挑单菌落接种多次筛选

④4月⑤.高效降解

◎,»匕kS的菌株

甲

回答下列问题：

（1）实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用①的方法进行灭菌。乙培养

基中的Y物质是②°甲、乙培养基均属于③培养基。

（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2x10?个/门L,若要在每个平板上涂布100UL

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④倍o

（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⑤（答出1点即可）。

（4）若要测定淤