备战2025届新高考生物一轮总复习第10单元生物技术与工程第48讲微生物的培养技术及其应用课件

这是一份备战2025届新高考生物一轮总复习第10单元生物技术与工程第48讲微生物的培养技术及其应用课件，共60页。PPT课件主要包含了素养目标，营养物质，生长繁殖，加凝固剂如琼脂，②按化学成分分类，培养基成分明确，化学成分不明确，③按功能分类，伊红亚甲蓝，指示剂或等内容，欢迎下载使用。

考点一　微生物的基本培养技术
1.培养基(1)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)培养基的种类、特点及用途分析:①按物理状态分类
微生物分离、鉴定,活菌计数
从众多微生物中分离所需的微生物
(3)培养基营养成分的含义、作用、主要来源分析:
2.无菌技术(1)目的:获得纯净培养物。(2)关键:防止杂菌污染。(3)常用方法:灭菌和消毒。 杀灭所有微生物
(4)无菌技术的主要方法及适用对象:①消毒方法及适用对象
②灭菌方法及适用对象
3.微生物的纯培养(1)概念:由　　　　　　繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得　　　　　　的过程就是纯培养。 
(2)过程:　　　　　　　　、灭菌、接种、　　　　和培养等步骤。 (3)常用方法:　　　　　　　法和　　　　　　　　法。 
(4)实例——酵母菌的纯培养:
(5)倒平板的操作步骤:
(6)平板划线法:①平板划线操作成功关键点
②平板划线操作中几次灼烧接种环的目的
教材深挖1.[选择性必修3第10页“旁栏思考”]培养基中加入氮源的原因是   　。提示 培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的2.[选择性必修3第10页“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。 3.[选择性必修3第10页“旁栏思考”]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,还有什么作用?提示 无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
链高考·前挂后连(1)用免洗酒精凝胶擦手能达到灭菌目的。[2021·天津卷](　　)(2)在火焰上灼烧接种环能达到灭菌目的。[2021·天津卷](　　)(3)平板划线法接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染。[2021·山东卷](　　)(4)配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH。[2020·浙江卷](　　)(5)筛选分解淀粉的细菌时,培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质。[2019·北京卷](　　)(6)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具不可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。[2018·全国Ⅱ卷](　　)
几种微生物的营养和能量来源
练思维·考教衔接[根据2022全国乙卷、2018江苏卷、2018全国Ⅲ卷、2018全国Ⅱ卷、2018全国Ⅰ卷、2019全国Ⅲ卷情境设计]酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半,可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养,这样既可以减少污染又可以降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养。下图所示为操作流程,请回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时,需要对所使用的玻璃器皿进行灭菌,灭菌的方法有　　　　　　　 　　　　　(答出两点即可)。 (2)取步骤②中不同浓度梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中,在步骤③中将温度约　　　　(填“25 ℃”“50 ℃”或“80 ℃”)的培养基倒入培养皿混匀,冷凝后一般需要将平板　　　　培养。 (3)分离培养的酵母菌通常使用　　　 　　(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基。该培养基能为微生物生长提供多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有　　　　　　　　(答出两点即可)。氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有　　　　　　　　(答出两点即可)。若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是　 　 。 
湿热灭菌法(高压蒸汽灭菌法)、干热灭菌法
由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
(4)接种时,密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能　　　　　　　　　　,在照射前,适量喷洒　　　　,可强化消毒效果。使用后的培养基在丢弃前需要经过　　　　处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。 (5)挑取分离平板中长出的单菌落,按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有　　　　。 a.为保证无菌操作,接种针、接种环使用前都必须灭菌b.划线时应避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落c.挑取菌落时,应挑取多个菌落,分别测定酵母细胞中甲醇的含量d.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,获得甲醇高耐受株
(6)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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。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　 　 。 
不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同
硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源
考向一 结合培养基成分及配制方法和无菌技术,考查科学探究1.(2023·山东济宁模拟)下表表示某培养基的配方,下列叙述正确的是(　　)
A.从用途看,该培养基属于选择培养基B.培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖,属于氮源的物质是蛋白胨C.该培养基没有提供维生素等营养D.该培养基调节到合适的pH后就可以接种使用
解析 该培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖,属于氮源的物质是蛋白胨,B项正确。
2.防止杂菌污染,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。下列叙述错误的是(　　)A.实验室里可用紫外线或化学药物对物体表面或空气进行消毒B.在实验室里不可以吃东西,离开时一定要洗手以防被微生物感染C.接种环、接种针等用具应在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌D.使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境
考向二 结合微生物的纯培养,考查科学探究3.(2023·广东广州二模)有些酵母菌可以利用工业废甲醇作为碳源,既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母菌,并进行大量培养,大致过程:①称量土样→②依次等比稀释→③涂布平板→④挑取平板单菌落转移至培养液中培养→⑤进行甲醇分解能力的检测→⑥选取优良菌株扩大培养。下列叙述错误的是(　　)A.培养基灭菌后需冷却至25 ℃左右,在酒精灯火焰附近倒平板B.步骤③应将稀释后的菌液涂布在以甲醇为唯一碳源的固体培养基上C.步骤⑤分别测定培养液中甲醇的剩余量进一步筛选菌株D.步骤⑥为使酵母菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和有氧环境
解析 培养基灭菌后冷却至25 ℃左右,此时培养基已经凝固,故培养基灭菌后需冷却至50 ℃左右,在酒精灯火焰附近倒平板,A项错误;为挑选能分解甲醇的菌种,应将稀释后的菌液涂布在以甲醇为唯一碳源的固体培养基上,B项正确;培养液中甲醇的剩余量越低,说明目标菌株分解甲醇的能力越强,可进一步筛选菌株,C项正确;酵母菌为异养兼性厌氧型生物,在充足的营养和有氧条件下能大量繁殖,D项正确。
考点二　微生物的选择培养和计数
2.微生物的选择培养(稀释涂布平板法)
3.微生物的数量测定(1)稀释涂布平板法
(2)显微镜直接计数法
4.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
5.分解纤维素的微生物的分离(1)分离方法与原理
(2)纤维素分解菌的培养基成分及鉴定原理
教材深挖1.[选择性必修3第18页“相关信息”挖掘]血细胞计数板和细菌计数板的主要区别是什么?提示 前者常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数;后者可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。2.[选择性必修3第18页正文延伸思考]为什么测定活菌的数量不能用平板划线法?提示 由于在所划的线中,一般只有最后一次划线的末端才会形成只由一个细菌形成的单菌落,而其他一些菌落往往由两个或多个细菌繁殖而成,而在计数时一个菌落对应着一个细菌,这样在划线所得的平板中,菌落数目远低于活菌的实际数值,所以不能用平板划线法测定活菌数量。
3.[选择性必修3第18~19页“探究·实践”]利用稀释涂布平板法纯化分解尿素的细菌时,经培养后发现培养基上出现多种菌落,可能的原因有哪些?提示 出现杂菌污染的可能原因:培养基制备过程中被杂菌污染;接种过程中,无菌操作不符合要求;系列稀释时,无菌操作不符合要求等。
链高考·前挂后连(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。[2020·浙江卷](　　)(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,不能达到菌种纯化的目的。[2020·江苏卷](　　)(3)在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红染成红色。[2020·江苏卷](　　)(4)筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布。[2019·北京卷](　　)
(5)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。[2019·江苏卷](　　)(6)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。[2019·江苏卷](　　)(7)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。[2019·江苏卷](　　)
1.两种纯化方法的比较
2.微生物的选择培养的实验结果分析与评价
3.微生物的筛选方法
4.微生物的鉴别方法
练思维·考教衔接1.[根据2017全国Ⅰ卷、2014四川卷、2014全国Ⅰ卷、2019全国Ⅱ卷情境设计]回答下列与微生物的选择培养相关的问题。(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生　　　　。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　,但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　(答出两点即可)。 
分解尿素的细菌是异养型生物,不能利用CO2来合成有机物
为细胞生物的生命活动提供能量;为其他有机物的合成提供原料
(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择　　　　(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用 用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　(答出两点即可)。 
为细菌生长提供无机营养,作为缓冲物质保持细胞生长过程中pH稳定
(3)有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯磺隆能被土壤中的某些微生物降解。该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是  　 。 
只有能利用苯磺隆的微生物能在所用的培养基上正常生长和繁殖
(4)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表):
注:“+”表示有,“-”表示无。据表判断,培养基甲　　　　(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是　　　　　　　　　　　　　　;培养基乙　　　　(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是　  　。 培养基乙中没有纤维素,不会形成CR-纤维素红色复合物,即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌
液体培养基不能分离单菌落
(5)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即   　。 将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
2.[根据2019全国Ⅰ卷、2015全国Ⅰ卷、2020全国Ⅰ卷、2018全国Ⅰ卷、2018江苏卷情境设计]已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解,会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目的细菌)。Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。Ⅱ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(15 g/L)。Ⅲ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(45 g/L)。
回答下列问题。(1)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会　　　　,原因是　   　。不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖 (2)在筛选过程中,发现当培养基中的X超过某一浓度时,某菌株对X的降解量反而下降,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　 　　　(答出1点即可)。 (3)若要测定污泥中能降解X的细菌细胞数,请写出主要实验步骤:　 。取污泥加入无菌水,稀释涂布到选择培养基上,培养后计数
X的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
(4)若要测定培养液中目的菌的菌体数,可在显微镜下用　　 　　直接计数;若要测定其活菌数量,可选用　　　 　法进行计数。 (5)实验中初步估测某摇瓶中目的菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL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,则至少应将该摇瓶中的菌液稀释　　　　倍。 
(6)甲、乙两名同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果:甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133;乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。有人认为这两名同学的结果中,乙同学的结果可信度低,其原因是   　。 乙同学的结果中,其中1个平板的计数结果与另外2个相差较大,结果的重复性差
考向一 结合选择培养基及微生物的筛选,考查科学思维1.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,影响菌种的生长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
解析 培养基灭菌后需要冷却至50 ℃左右时才能用来倒平板,避免温度过高,A项正确;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项错误;稀释涂布平板法分离到的单菌落需要用平板划线法进行纯化培养,C项正确;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项正确。
2.(2024·广东深圳联考)热纤梭菌是一种能高效降解纤维素的嗜热厌氧细菌,可分泌一种多酶复合体将纤维素水解为可溶性糖,在农林废弃物的转化利用中具有应用价值。下图是筛选该菌的过程,下列相关叙述错误的是(　　)A.从牛粪堆的深层取样比从表层取样更加合理B.甲、丙都是以纤维素为唯一碳源的选择培养基C.用平板乙统计菌落数可准确反映该菌的真实数量D.丙中纤维素的残留量可反映该菌降解纤维素的能力
解析 根据图乙的菌落分布均匀可知,平板乙接种菌株采用了稀释涂布平板法,由于当两个或多个菌体繁殖后连在一起时,平板上观察到的只有一个菌落,因此用该方法统计的菌体数量会比活菌的实际数量少,C项错误。
考向二 围绕微生物的分离和计数,考查科学探究3.酿酒酵母菌种的性能是决定果酒品质的重要因素。如图表示从土壤中筛选酿酒酵母的过程。
下列叙述正确的是(　　)A.图示接种方法为稀释涂布平板法,据结果推测,1 g土壤中酵母菌数最多为1.6×106B.分离、纯化酵母菌时,还可采用平板划线法且该方法也需要进行③步骤操作C.获得酿酒酵母纯培养物的关键是防止杂菌污染,故应对土壤、培养基及用具进行灭菌D.进行步骤⑤时,应用液体培养基培养④中的酵母菌,并检测酵母菌的数量和酒精含量
解析 图示接种方法为稀释涂布平板法,据结果推测,1 g土壤中酵母菌数为1.6×106,该方法估算值低于真实数值,故1 g土壤中酵母菌数最少为1.6×106,A项错误;分离、纯化酵母菌时,还可采用平板划线法且该方法不需要进行③步骤操作,B项错误;对土壤灭菌可将其中的酿酒酵母杀死,将不能获得酿酒酵母的纯培养物,C项错误;进行步骤⑤时,应用液体培养基培养④中的酵母菌,并检测酵母菌的数量和酒精含量,D项正确。
角度1 微生物的基本培养技术1.(2022·湖北卷)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
解析 动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,A项错误;动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保证无菌环境,而微生物的培养不能加入抗生素,B项错误;一般用湿热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项错误;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,以防止杂菌污染,D项正确。
2.(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微生物
解析 不含氮源的平板可用于固氮微生物的培养,A项错误;平板涂布时涂布器使用前通常用酒精消毒后通过火焰灼烧灭菌,B项错误;接种后未长出菌落的培养基需要经过高压蒸汽灭菌后丢弃,以防污染环境,C项错误;只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,因此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,D项正确。
角度2 微生物的选择培养和计数3.(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
解析 本实验的目的是筛选能高效降解角蛋白的嗜热菌,因此既要耐高温,又要能够高效降解角蛋白,所以在C点取样,并且以角蛋白氮源培养基进行选择培养。
4.(2021·山东卷)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
解析 根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”,说明甲菌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,说明乙菌菌落不能产生脂肪酶,不能利用脂肪为其供能,但乙菌菌落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;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,观察指标是菌落周围深蓝色圈的大小,D项正确。
1.牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是   　。 2.(选择性必修3第10页正文延伸)获得纯净的微生物培养物的关键是　　　　　　　　,无菌技术除了用来　  　。 防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还能有效避免操作者自身被微生物感染
在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少