备考2024届高考生物一轮复习讲义第十一章生物技术与工程课时2微生物的培养与应用考点1微生物的培养技术

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考点1 微生物的培养技术
1.培养基的配制
2.无菌技术
（1）含义：在培养微生物的操作中，所有防止[6] 杂菌污染 的方法。
（2）消毒和灭菌的比较
教材补遗[选必3P10“相关信息”]生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。
3.微生物的纯培养
（1）概念：由[9] 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。
（2）单菌落获得的接种方法：[10] 平板划线法 、稀释涂布平板法。
（3）酵母菌的纯培养
平板划线时每次灼烧的目的不同
基础自测
1.培养基中并不都需要添加碳源和氮源。（ √ ）
2.制备牛肉膏蛋白胨培养基时先调节pH后灭菌。（ √ ）
3.液体培养基含有水，而固体培养基不含水。（× ）
4.日常生活中所用的84消毒液，其消毒方法属于巴氏消毒法。（× ）
5.无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料（如培养基、接种环等），都可采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。（× ）
6.消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害。（ √ ）
7.倒平板时应将培养皿盖打开放到实验台一边，以免培养基溅到皿盖上。（× ）
8.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒[2023山东，T15B]。（× ）
9.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃[2023山东，T15C]。（× ）
10.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌，酵母菌培养基用过滤除菌法除菌[2023江苏，T7C]。（× ）
深度思考
1.结合构成细胞的元素和化合物的知识，分析培养基中加入的碳源、氮源、水和无机盐的作用。
提示 培养基中碳源、氮源、水和无机盐的作用如表：
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，可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？
提示 可能的原因是菌液浓度过高、划线次数过少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、增加划线次数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。
3.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菌液稀释到较低浓度，如果与第一次划线相连，则增加了菌种数目，达不到纯化的效果。
研透高考 明确方向
命题点1 培养基的成分、功能和应用分析
1.[浙江7月高考]下列关于微生物培养及利用的叙述，错误的是（A ）
A.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
B.配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH
C.酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒
D.适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化
解析 利用尿素固体培养基筛选尿素分解菌时，尿素固体培养基并不直接杀死其他微生物，而是其他微生物不能以尿素为氮源，无法在尿素固体培养基中存活，A错误；不同的微生物生长所需的最适pH不同，因此配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH，B正确；酵母菌不能直接利用淀粉进行酒精发酵，需要在淀粉酶作用下将淀粉水解成葡萄糖，C正确；醋化醋杆菌可以以酒精为发酵底物，适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化，D正确。
2.[全国Ⅲ高考，15分]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 蛋白胨 （填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”）。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 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 。硝化细菌在没有碳源的培养基上 能够 （填“能够”或“不能”）生长，原因是 硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源 。
（2）用平板培养细菌时一般需要将平板 倒置 （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 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 。
（4）有些使用后的培养基在丢弃前需要经过 灭菌 处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
解析 （1）细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸盐、维生素，蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO3不能为微生物提供碳源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的，应该根据培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌，可以空气中的CO2为碳源，因此其在没有碳源的培养基上能够生长。（2）在平板培养基上培养细菌时，一般需将平板倒置，这样可以防止培养皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。（3）不同种类的微生物所形成的菌落，在大小、形状和颜色等方面具有一定的特征，不同种微生物在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征，可以作为菌种鉴定的重要依据。（4）使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，以免污染环境。
命题点2 无菌操作技术
3.[2022湖北]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（D ）
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
解析 动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行，A错误；在体外培养动物细胞时，向培养基中添加一定量的抗生素可以防止污染，但在体外培养微生物时，向培养基中加入抗生素可能会抑制微生物的生长，B错误；可采用湿热灭菌法（高压蒸汽灭菌法）对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌，以防止杂菌污染，C错误。
4.[2021天津]下列操作能达到灭菌目的的是（C ）
A.用免洗酒精凝胶擦手
B.制作泡菜前用开水烫洗容器
C.在火焰上灼烧接种环
D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
解析 用免洗酒精凝胶擦手、制作泡菜前用开水烫洗容器、防疫期间用石炭酸喷洒教室，这三种操作都属于消毒，A、B、D不符合题意；在火焰上灼烧接种环属于灭菌，C符合题意。
命题点3 微生物的纯培养
5.[江苏高考]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（B ）
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
解析 倒平板后无需间歇晃动，A错误；图中Ⅰ区、Ⅱ区的细菌数量太多，Ⅲ区的细菌数量较少，可从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；Ⅲ区中存在单菌落，该实验结果能达到菌种纯化的目的，C错误；刚果红能与纤维素形成红色复合物，但不能和纤维素水解后的产物形成红色复合物，因此菌落周围的纤维素被降解后，不能被刚果红染成红色，培养基中会出现透明圈，D错误。
6.[2024济南检测]聚丙烯（PP）是近海海水和沉积物中存在的主要的塑料碎片，造成了严重的海洋生态问题，分离并富集PP降解菌可为缓解塑料碎片污染提供菌种资源。下列说法正确的是（C ）
A.可以设计以PP为唯一碳源的牛肉膏蛋白胨培养基来分离PP降解菌
B.因海水和沉积物中存在大量不能降解PP的菌种，因此样品采集所用容器只需无毒即可
C.用无菌水冲洗附着在PP颗粒上的细菌，涂布于平板进行纯培养，依据菌落的大小、形态、颜色等特征挑取单菌落，获得纯培养物
D.本实验使用平板较多，为避免混淆，最好在皿盖上做好标记
解析 牛肉膏蛋白胨培养基含有碳源，不能保证以PP为唯一碳源，A错误；根据微生物实验的要求，样品采集所用的容器需要无毒无菌，B错误；附着在PP颗粒上的细菌可能具有分解PP的能力，依据菌落的大小、形态、颜色等特征可初步判断菌种的类型，挑取单菌落，可获得纯培养物，C正确；由于培养皿需要倒置，为避免混淆，应在皿底上做标记，D错误。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.阐明在发酵工程中灭菌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计数法是测定微生物数量的常用方法
微生物的培养技术
2023：重庆T9、江苏T7、北京T16、山东T15、湖南T21（1）、全国乙T37；
2022：河北T23（1）、全国乙T37、浙江1月T7、湖北T5；
2021：北京T12、天津T1、广东T21；
2020：江苏T19、浙江7月T19；
2019：江苏T12、全国ⅠT37
1.生命观念——结构与功能观：通过无菌技术的实验室操作，形成生物与环境相统一的观念。
2.科学思维——归纳与概括：平板划线法和稀释涂布平板法的异同；选择培养基和鉴别培养基的区别等。
3.科学探究——设计实验探究微生物培养的条件
微生物的选择培养和计数
2023：辽宁T9、湖南T21（2）、广东T10、浙江1月T19；
2022：河北T23（2）、江苏T3、全国甲T37、广东T21（1）（2）、浙江6月T29（一）、海南T12；
2021：山东T14和T20、河北T23、湖南T21、江苏T18、浙江6月T29（一）；
2020：江苏T31、全国ⅠT37；
2019：江苏T19、北京T3、全国ⅡT37
命题分析预测
1.高考对本部分的考查主要是微生物的实验室培养、无菌技术、特定微生物的分离和纯化及特定微生物的测定等相关知识，常联系生产、生活情境考查考生的理解能力和科学探究能力，题目有一定的综合性。
2.预计2025年高考可能会结合污水处理、功能菌的筛选等情境考查此部分内容，体现高考试题的综合性和应用性
项目
消毒
灭菌
相同点
目的
防止杂菌污染
原理
使蛋白质变性来抑制微生物的生命活动或杀死微生物
不
同
点
条件
较为[7] 温和的物理、化学 或生物等方法
强烈的理化方法
结果
仅杀死物体表面或内部的一部分微生物
杀死物体内外所有的微生物，包括[8] 芽孢 和孢子
方法
①煮沸消毒法：一般物品，如家庭餐具等生活用品；
②巴氏消毒法：一些不耐高温的液体，如牛奶；
③化学药物消毒法：用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等；
④紫外线消毒法：接种室、接种箱、超净工作台
①湿热灭菌：培养基及容器等；
②干热灭菌：玻璃器皿、金属用具等；
③灼烧灭菌：接种工具、其他金属用具等
项目
目的
第一次划线前灼烧
避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
中间每次划线前灼烧
杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使每次划线的菌种均来自上次划线的末端
划线结束后灼烧
杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者
项目
作用
碳源
主要构成细胞物质和一些代谢产物，为异养菌提供能源
氮源
主要合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢物
水
是良好的溶剂、可以参与生物化学反应，也可以维持生物大分子结构的稳定
无机盐
是细胞的组成成分、生理调节物质以及某些化能自养菌的能源物质等