高三生物一轮复习导学案微生物的培养技术及应用

选择性必修三第1章微生物的培养技术及应用
一、你从教材上找到的关键性语句：
Ⅰ、微生物的基本培养技术
1. 微生物的定义：
肉眼难以看清，需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物的总称。

3.微生物菌落：
分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。

由单个微生物繁殖形成的纯培养物就是一个单菌落；
4.培养基的配制
（1）概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。

（2）培养基作用：培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物
（3）培养基类型：
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。

（4）成分：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还要满足微生物生长对、、、、、、、、、、、以及、、、的要求。

5. 无菌技术
（1）关键：防止外来杂菌的入侵。

（2）无菌技术工作两个方面：
①对操作的_空间、操作者的_衣着_和_手_进行_清洁_和_消毒_；
②对用于微生物培养的_器皿_、__接种用具__和__培养基_等进行__灭菌_；
（3）无菌技术主要包括消毒和灭菌
项目理化因素的作用强度能否消灭芽孢和孢子常用方法
消毒较为温和不能煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药物消毒法、紫外线照射
灭菌强烈能灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌、湿热灭菌法
6. 微生物的纯培养
（1）培养物：在微生物学中，将接种于_培养基_内，在_合适条件_下形成的__含特定种类微生物的群体_称为培养物。

（2）纯培养物：由_单一个体_繁殖所获得的_微生物群体_称为纯培养物。

（3）纯培养：__获得纯培养物的过程_就是纯培养。

（4）微生物纯培养步骤：配制培养基—灭菌—接种—分离—培养。

Ⅱ、探究.实践：酵母菌的纯培养
1.原理：
采用__和___将__微生物_分散_在__上，之后得到的__一般是由单个微生物形成的__。

（1）制备培养基：配制培养基—灭菌—倒平板
（2）接种和分离酵母菌：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。

经过数次划线后培养可以分离得到。

（3）培养酵母菌：完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板（一般做三组，重复实验）和一个未接种的平板倒置，放入28 ℃左右（培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异）的恒温培养箱中培养h。

Ⅲ、微生物的选择培养与计数
1. 选择培养基：在微生物学中，__的微生物生长，同时_
_微生物生长的培养基。

2. 微生物的选择培养：
（1）方法：___；
（2）方法概述：
①由于土壤细菌的数量庞大，要想得到特定微生物的纯培养物，必须要对土壤进行_
_，然后再将菌液__到制备好的__上；
②两个基本操作：_梯度稀释_和_涂布平板_。

（3）操作流程
土壤取样―
→取样接种―
→菌种鉴定
Ⅳ. 探究.实践：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1.原理：分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，使培养基的碱性增强。

2.方法：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，
可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。

二、判断训练：
1．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。

( )
2．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害。

( )
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．不同培养基的具体配方不同，但一般都含水、碳源、氮源和无机盐。

( )
5．获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。

( )
6．对牛奶应采用煮沸消毒法进行消毒。

( )
7．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。

( )
8．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。

( )
9．如果在某一稀释度下得到了两个或两个以上菌落数目在30～300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。

( )
10．牛肉膏蛋白胨培养基对细菌具有明显选择作用。

( )
11．培养微生物的培养基都需要有碳源和氮源。

( )
12．配制固体培养基，加入的琼脂可以充当微生物的营养物质。

( )
13．接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧。

( )
14．培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌。

( )
15．只有高压蒸汽灭菌才能杀死微生物的芽孢和孢子。

( )
16．可运用平板划线法对微生物进行分离和计数。

( )
17．用稀释涂布平板法进行微生物计数时，所得数据往往比实际值偏小。

( )
18．尿素被土壤中的细菌分解成NH3，NH3再转化为NO3－、NH4＋等被植物利用。

( ) 19．通常用以尿素为唯一碳源的培养基筛选分解尿素的细菌。

( )
20．以尿素为唯一氮源的培养基上长出的一定都是尿素分解菌。

( )
21．根据培养基上菌落的特征可初步判断和鉴别细菌的类型。

( )
三、边练边讲
练习1：微生物的基本培养技术
1．下列关于灭菌和消毒的叙述中，不正确的是( )（多选）
A.灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子
B.消毒和灭菌实质上是相同的
C.常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌
D.配制好的培养基应放入干热灭菌箱中进行干热灭菌
E.实验中避免已灭菌处理的材料用具与周围物品接触
F.实验结束后对实验室喷洒石炭酸同时配合紫外线照射
G.实验室里可以用煮沸消毒法或巴氏消毒法进行消毒
H.接种环、接种针等金属用具，直接在酒精灯火焰的不充分燃烧层灼烧灭菌
I.在实验室中，切不可吃东西、喝水，离开实验室时一定要洗手，以防止被微生物感染J.玻璃器皿和金属用具等可以采用干热灭菌
2、微生物培养过程中，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，防止杂菌污染。

下列无菌操作错误的是( )
A．接种时培养皿盖只打开一条缝隙
B．菌种和培养基使用前均需灭菌处理
C．接种前后都要通过酒精灯火焰灼烧斜面菌种试管口
D．高压蒸汽灭菌既能杀死微生物的营养体，也能杀死芽孢等休眠体
3、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。

回答下列问题：(1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。

(2)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______________________________________。

(3)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。

(4)水厂供应的自来水通常是经过________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。

(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是__________________。

4、下面是倒平板的几项操作，回答相关问题：
(1)请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程：______________。

(2)乙中用到的灭菌方法是________。

(3)甲操作时培养基的温度大约为________。

(4)丁中的操作需要等待______________才能进行。

(5)在倒平板时为何要在酒精灯的火焰旁进行？
_______________________________________________________
(6)接种操作时每次划线接种前与接种后都要灼烧接种环或接种针，其目的分别是什么？_______________________________________________________________________________ _____________________________________________
5、右图为实验室培养和纯化大肠杆菌的部分操作步骤，
下列说法错误的是( )
A．该分离纯化大肠杆菌的方法属于平板划线法
B．步骤①中为操作方便，可将皿盖放在桌面上
C．步骤②在操作时需要在酒精灯火焰旁进行
D．步骤④中接种环共需6次灼烧处理
讲解1：微生物的基本培养技术
1．培养基
2．无菌技术
3．特别提醒做好消毒和灭菌工作后，还要注意以下两点：
①要注意避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触；
②许多操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。

4．平板划线法
⑴操作流程
→→
⑵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每次灼烧接种环的目的
项目第一次操作每次划线之前划线结束
目的杀死接种环上
原有的微生物
杀死上次划线后接种环上残留的菌
种，使下次划线的菌种直接来源于上
次划线的末端，使每次划线菌种数目
减少
杀死接种环上残存的菌
种，避免微生物污染环境
和感染操作者
③第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个微生物繁殖而来的菌落。

④划线时最后一区不要与第一区相连。

⑤倒平板的注意事项
℃左右时开始倒平板？
琼脂是一种多糖，在44℃以下凝固，倒平板时，若低于50℃不及时操作，琼脂会凝固。

B.为什么倒平板和接种整个过程要在酒精灯火焰旁进行？
避免杂菌污染
C.倒平板时为什么要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基
D.在倒平板的过程中，若不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？
不能；因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生
E.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染，又可以避免培养基中的水分过快地挥发。

⑥为什么测定活菌的数量不能用平板划线法？
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微生物形成的菌落，而其他一些菌落往往由两个微生物或多个微生物繁殖而成，而在计数时一个菌落对应着一个微生物，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。

练习2：微生物的选择培养与计数
1、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
2、细菌对各种抗生素的药敏程度实验方法如下图：将含有
一定浓度不同抗生素的滤纸片放置在已接种被检菌的固体
培养基表面，抗生素向周围扩散，如果抑制被检菌生长，则
在滤纸片周围出现抑菌圈，结果如图所示。

下列相关叙述错
误的是( )
A．抗生素Ⅲ的效果大于抗生素Ⅰ
B．为了获得上述结果，应使用稀释涂布平板法
C．抑菌圈中离纸片越近的菌落对抗生素Ⅳ的抗性越强
D．抑菌圈中出现菌落的原因可能是病原菌中出现了能抗抗生素Ⅳ的突变株
3、圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌组合可以将有机厨余垃圾迅速分解成水和二氧化碳，减轻环境污染。

为制备分解有机厨余垃圾的微生物菌剂，某科研小组对两菌种进行了最佳接种量比的探究实验，并得出下图的实验结果。

下列叙述正确的是( )
A．巨大芽孢杆菌生长过程中需要氮源，圆褐固氮菌生长过程中不需要氮源
B．要统计活菌数量可采用平板划线法和稀释涂布平板法
×105
D．处理该类厨余垃圾废液，两种菌种的最佳接
种量比为1∶1
4、为了判断培养基是否被杂菌污染和选择培养
基是否起到了选择作用，需要设置的对照组的培
养基分别是( )
A．未接种的选择培养基，未接种的牛肉膏蛋白
胨培养基
B．未接种的培养基，接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
C．接种了的选择培养基，接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
D．接种了的培养基，未接种的牛肉膏蛋白胨培养基
5、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(目标菌)。

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)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是_______________。

Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是________。

(2)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________，其原因是_______________________________________
___________________________________________________________________。

(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是________________。

(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供____和______________。

6、某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。

回答下列问题：
(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2点即可)。

(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
_______________________________________________________________________________ _______________________________________________。

(3)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2点即可)。

7、生活在土壤中的微生物种类、数量繁多，某生物小组试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。

实验步骤如图所示，培养基成分如下表所示。

请分析回答下列问题：
(1)培养基中加入尿素的目的是筛选________，这种培养基属于________培养基。

(2)目的菌生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的________和________，实验中需要振荡培养，目的是______________________________________________________。

(3)转到固体培养基上时，常采用____________________法接种，获得单个菌落后继续筛选。

(4)下列材料或用具中，需要灭菌的是________；需要消毒的是________(填序号)。

①培养细菌用的培养基与培养皿②玻璃棒、试管、锥形瓶和吸管③实验操作者的双手
(5)在做分解尿素的细菌的分离与计数实验时，A同学从对应稀释倍数为106的培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只筛选出大约50个菌落。

A同学的实验结果产生的原因可能有________(填字母)。

①土样不同②培养基被污染③操作失误④没有设置对照
A．①②③B．②③④ C．①③④D．①②④
讲解2：微生物的选择培养与计数
一、选择培养基四种常见制备方法及实例
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“特定化学成分”分离
4、通过某些“特殊环境”分离
二、微生物的分离和计数实验中对照组的设置
1、分析培养物中是否有杂菌污染：对照组培养基不接种。

如果没有接种的培养基上没有菌落生长，说明培养物没有被杂菌污染。

2、分析选择培养基的筛选效果：对照组为完全培养基(如牛肉膏蛋白胨培养基)，如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，说明选择培养基筛选出了一些目标菌。

三、微生物的数量测定
1．稀释涂布平板法——活菌计数法
(1)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于
__________________。

(2)计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M。

C：代表某一稀释度下平板上生长的_______________。

V：代表涂布平板时所用的稀释液的_________ (mL)。

M：代表_____________。

(3)统计方法：为了保证结果准确，选择菌落数在____________的平板进行计数，一个稀释度下一般设置3～5个平板，并取其___________。

(4)结果分析：当___________细胞连在一起时，培养后平板上观察到的只是一个菌落，所以统计的菌落数往往比活菌的实际数目_____。

2．显微镜直接计数法
四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1．原理
选择分解尿素的细菌的培养基，以___________作为唯一氮源，只有能合成__________的微生物才能分解尿素。

2．操作提示
(1)无菌操作：
①取土样的用具在使用前都需要________。

②应在酒精灯________旁称取土壤，并在酒精灯火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好_________。

③在稀释土壤溶液及涂布的过程中，都要在酒精灯________旁操作，涂布前需对涂布器进行____________。

(2)做好标记：本实验使用的平板和试管比较多，为避免混淆，最好在使用前就做好_______。

(3)制定计划：对于耗时较长的生物实验，要事先___________，以便提高工作效率。

3．菌种鉴定
在以_______为唯一氮源的培养基中加入________指示剂，培养某种细菌，若指示剂变_____，可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。

比较项目平板划线法稀释涂布平板法
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
注意事项每次划线前后均需灼烧接种环稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度的范围
菌体获取在具有显著的菌落特征的区域挑取
菌体
从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌
体
适用范围适用于好氧菌适用于厌氧菌和兼性厌氧菌
优点可以根据菌落的特点获得某种微生
物的单细胞菌落
既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计
数
缺点不能对微生物计数操作复杂，需要涂布多个平板
1、原理：刚果红可以与纤维素形成，但不和纤维二糖和葡萄糖发生反应，当纤维素被分解后，刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现，可以通过来筛选纤维素分解菌。

2、实验方案
（1）土壤取样：选择富含纤维素的环境
（2）选择培养
称取土样20g，在无菌条件下加入装有30mL培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下振荡培养1～2d，直至培养液变。

（3）梯度稀释
（4）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
（5）挑选菌落：挑选产生的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。

透明圈越大，说明纤维素分解菌分解利用纤维素的能力。

3、结果分析与评价
设置对照，若对照的培养基在培养过程中则说明培养基制作合格。

如果观察到产生，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。