第2讲微生物的培养技术及应用

第2讲微生物的培养技术及应用考点定标1.阐明在发酵工程中防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的前提。2．阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与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直接计数法是测定微生物数量的常用方法。考情解码1.微生物的基本培养技术2025·江苏卷·T7;2024·湖南卷·T6;2024·黑吉辽卷·T19；2024·浙江6月卷·T10;2024·山东卷·T15;2023·全国乙卷·T37；2023·河北卷·T12;2023·重庆卷·T92.微生物的选择培养和计数2025·黑吉辽内蒙古卷·T4;2024·贵州卷·T21;2024·江西卷·T17；2024·重庆卷·T13;2024·广东卷·T21;2024·黑吉辽卷·T19；2024·浙江6月卷·T11;2024·浙江6月卷·T14;2024·全国甲卷·T37；2023·山东卷·T15;2023·辽宁卷·T9;2023·广东卷·T10；2023·北京卷·T16;2023·河北卷·T3考点一微生物的基本培养技术 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(山东卷，15A)不含氮源的平板不能用于微生物培养。()(2)(湖北卷，4D)可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌。()(3)(山东卷，15C)接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．培养基的配制(1)培养基的概念、类型和用途(2)培养基的配方①主要营养物质：水、________、氮源、________。②其他条件：pH、__________和氧气。如下表：微生物乳酸杆菌霉菌细菌厌氧微生物特殊需求添加______pH调至______pH调至____________________2.无菌技术(1)(2)无菌技术常用方法的比较3．微生物的纯培养(1)概念辨析(2)酵母菌纯培养的操作步骤________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)倒平板的操作步骤师说解惑(1)培养基要冷却到50℃左右时开始倒平板。温度过高会烫手，过低培养基又会凝固。(2)要使锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。(3)倒平板时，要用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要完全打开，以免杂菌污染培养基。(4)平板冷凝后，要将平板倒置。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。4．平板划线法操作步骤(1)实验成功关键点(2)平板划线法操作中几次灼烧接种环的目的任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(选择性必修3P10“旁栏思考题”)无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能________________________________________________________________________。2．(选择性必修3P10正文拓展)消毒和灭菌都能杀死所有的微生物吗？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(选择性必修3P12“探究·实践”延伸)思考并回答下列问题。(1)为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)平板划线法在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？目的是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．(选择性必修3P14“拓展应用”T2拓展)(1)摇床培养的目的是____________________________________。(2)摇床培养时，摇床转速不同，意味着培养液中______________。5．(选择性必修3P17图1-7发掘)(1)涂布平板的所有操作为什么都应在火焰附近进行？________________________________________________________________________。(2)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获得图甲效果和图乙效果的接种方法分别是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(选择性必修3P10“相关信息”拓展分析)无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列说法正确的是()A．巴氏消毒的最大优点是能够杀死牛奶中的全部微生物B．对接种室、涂布器、操作者的衣着和双手只需要进行消毒处理C．培养基可借助高压蒸汽灭菌锅或干热灭菌箱进行灭菌D．利用寄生于细菌体内的微生物裂解细菌来净化污水属于生物消毒法2.过程评价·考向题组练经典考向1结合培养基的配制和无菌技术，考查科学思维1．(2024·湖南卷，6)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．①③④⑤2．(湖北卷，5)灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是()A．动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染C．为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌D．可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌考向2围绕微生物的纯培养，考查科学探究3．(江苏卷，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4．(2024·黑吉辽卷，19)某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，其筛选流程及抗性检测如图。下列操作正确的是()A．在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从感病植株上采集样品B．将采集的样品充分消毒后，用蒸馏水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测C．将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落D．判断内生菌的抗性效果需要比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小考点二微生物的选择培养和计数 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(山东卷，15B)平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒。()(2)(山东卷，15D)利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物。()(3)(浙江6月卷，17C)稀释涂布平板法和平板划线法均能得到单菌落，都可用于细菌计数。()(4)(江苏卷，7D)血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定，也可用于细菌的数量测定。()(5)(江苏卷，3B)某同学欲分离产脲酶菌，可在选择培养基中添加尿素作为唯一氮源。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．区分选择培养基与鉴别培养基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以尿素为唯一________的培养基分离得到尿素分解菌鉴别培养基根据微生物的代谢特点在培养基中加入____________或化学药品，进而产生特定的________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师说解惑常见选择培养基举例(1)筛选土壤中分解尿素的细菌的选择培养基是以尿素为唯一氮源的培养基。(2)将培养基放在高温环境中培养，可分离出耐高温的微生物。(3)缺少氮源的培养基可以筛选能利用大气中N2的微生物。(4)含青霉素的培养基可淘汰细菌，筛选出真菌。(5)无有机碳源的培养基可筛选出自养型微生物。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涂布平板操作步骤师说解惑两种纯化方法的比较(2)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活菌计数法3．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(2)实验流程(3)实验结果分析与评价任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(选择性必修3P16“思考·讨论”原理分析)用以尿素作为唯一________的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。这些细菌能分解尿素的原因是它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生________，作为细菌生长的________源。2．(选择性必修3P18正文关键点发掘)用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能估测出样品中的活菌数，原因是培养基表面生长的一个单________一般来源于样品稀释液中的一个________。3．(选择性必修3P18“相关信息”)血细胞计数板和细菌计数板的主要区别是前者常用于相对________的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数；后者可对细菌等________的细胞进行观察和计数。4．(选择性必修3P18“探究·实践”分析)利用稀释涂布平板法纯化分解尿素的细菌时，需要设置一个空白对照和每个稀释度下设置一个牛肉膏蛋白胨培养基。结合对照组分析：如果空白对照组的培养基在培养过程中没有菌落生长，说明______________________。如果牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，说明____________________________。5．(选择性必修3P18“探究·实践”拓展)分离分解尿素的细菌的选择培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是________和氮源的是________。6．(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________性增强，在培养基中加入________指示剂培养细菌，若指示剂________，可确定该细菌能够分解尿素。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(选择性必修3P18“相关信息”拓展分析)酵母菌是探究种群数量变化的理想材料，血细胞计数板是酵母菌计数的常用工具。下图为显微镜下一个中方格内的菌体分布情况(计数室的容积为1mm×1mm×0.1mm)。下列有关叙述不正确的是()A.对于细菌等较小的细胞，可用细菌计数板对其进行观察和计数B．若计数室内存在气泡，会使计数结果偏小C．如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，可寻找菌体数量适中的小方格计数D．若其中一个中方格酵母菌数量如图所示，则估算样液中酵母菌的总数为6×106个/mL2.过程评价·考向题组练经典考向1围绕微生物的选择培育，考查科学探究1．(广东卷，10)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2．(江苏卷，3)下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是()A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌考向2围绕微生物的分离与计数，考查科学探究3．(2024·重庆卷，13)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4．(2024·浙江6月卷，14)脲酶催化尿素水解，产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是()A．镍是组成脲酶的重要元素B．镍能提高尿素水解反应的活化能C．产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖D．以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌课堂评价过教材过真题实战演练一、过教材——判断正误并找到课本原话(一)微生物的基本培养技术1．(选择性必修3P9正文)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．(选择性必修3P10正文)在培养霉菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性。()3．(选择性必修3P10正文)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。()4．(选择性必修3P10正文)为了避免周围环境中微生物的污染，接种过程中许多操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。()5．(选择性必修3P11正文)由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。获得纯培养物的过程就是纯培养。()6．(选择性必修3P12“探究·实践”)倒平板过程中，将培养基倒入培养皿并盖上皿盖后，立即将培养皿倒置。()7．(选择性必修3P13“探究·实践”)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。()(二)微生物的选择培养和计数1．(选择性必修3P18正文)菌液的稀释度足够高时，培养基表面会获得单菌落。()2．(选择性必修3P18正文)适于平板计数的菌落数范围为40～300。()3．(选择性必修3P18正文)稀释涂布平板法计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。()4．(选择性必修3P20“概念检测”T2)稀释涂布平板法计数时，平板上的一个菌落就是一个细菌。()二、过真题——真题真做测达标1．(2025·广西卷)利用微生物分解厨余垃圾可实现资源的再利用。下列说法错误的是()A．厨余垃圾分解过程产生的热量，会影响分解效率B．对组成复杂的厨余垃圾再分类，可提高利用效率C．厨余垃圾中的淀粉，可作为微生物的碳源和氮源D．含盐量高的厨余垃圾，可选用耐高盐的微生物分解2．(2025·贵州卷)金龟子绿僵菌(Ma)是一种昆虫病原真菌，可以侵染某些农林害虫。Ma寄生时其孢子(单细胞后代)萌发后侵入昆虫体内大量增殖并产生毒素，导致寄主僵化、死亡。下列叙述错误的是()A．可利用Ma开发成微生物杀虫剂B．为分离Ma可从研磨的僵虫组织中取样C．稀释涂布平板法可用于分离样品中的MaD．接种培养Ma时使用的器具需消毒3．(2025·四川卷)微塑料由塑料废弃物风化形成，难