高考生物一轮总复习选择性必修3第十单元生物技术与工程第46讲微生物的培养技术及应用

[易错提醒] 能在选择培养基上生长的不一定是所需要的目的菌。原则上 选择培养基只能允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是 一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢物进行生长 繁殖，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还 需要进一步鉴定。
2．微生物的选择培养(稀释涂布平板法) (1)土壤取样：铲取土样，将样品装入纸袋中。
选择性必修3 第十单元 生物技术与工程 第46讲 微生物的培养技术及应用
【课标要求】 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。
NH3
糖类等有机物 糖类、蛋白质等有
机物
___N__2 ___ 蛋白质等
能源 光能 NH3 的氧化 有机物 有机物
2.无菌技术 (1)目的：获得___纯__净__的__微__生__物__培__养__物________。 (2)关键：防止___杂__菌_____污染。 (3)常用方法：__消__毒______和___灭__菌_____。 (4)无菌技术的主要方法及适用对象。[连一连]
[教材命题点思考] 1．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________________________________。 提示：尿素 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，不能起筛选作用
提示：b—Ⅰ—⑥ b—Ⅱ—① a—Ⅲ—⑤ b—Ⅳ—② a—Ⅴ—④ a— Ⅵ—③
[易错提醒] 灭菌的效果比消毒要好。活体生物材料、操作者的手等只能 消毒，而不能灭菌。
3．微生物的纯培养
协调
湿热灭菌 (1)
酒精灯火焰
50 ℃
单菌落
冷却
(2) 上一次划线的末端
次的划线
第一
(3) (4)
[易错提醒] 区别培养物、纯培养物、纯培养
02
考点二
考点二 微生物的选择培养和计数
1．选择培养基 (1) 概 念 ： 在 微 生 物 学 中 ， 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)原理：人为提供有利于__目__的__菌____生长的条件(包括营养、温度和pH等)， 同时_抑__制__或__阻__止___其他微生物的生长。
(2)培养基的营养组成。 ①营养组成：水、无机盐、碳源、___氮__源_______，此外还需要满足微生物 生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。 ②几种微生物的营养和能量来源。
微生物 蓝细菌
硝化 细菌 根瘤菌
酵母菌
碳源 ___C_O_2_____
氮源 NH＋ 4 、NO－3 等
___C_O__2____
3．经多次规范操作、重复实验，平板上均出现________________的菌落， 初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非 鲜牛奶携带。因此，要对本操作进行完善，完善的方案是 ________________________________________________。 提示：金黄色葡萄球菌 为增强实验结论的严谨性，应增加空白对照组
[教材命题点思考] 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_________________________________________。 提示：在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少
2 ． 分 离 培 养 酵 母 菌 通 常 使 用 ____________( 填 “ 牛 肉 膏 蛋 白 胨 ”“MS” 或 “马铃薯蔗糖”)培养基，该培养基应采用________灭菌法灭菌。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 ______________________________________________________。 提示：马铃薯蔗糖 高压蒸汽 由单个或少数微生物细胞分裂形成的肉眼 可见的、有一定形态结构的子细胞群体
考向2 平板划线法的接种过程及微生物实验室培养 3．(2024·山东烟台高三期末)下图表示研究人员在实验室中使用的分批培养 细菌的方法，下列叙述错误的是( )
A．尿素分解菌可利用培养基中的尿素是因为能合成脲酶
√B．在酒精灯火焰附近打开皿盖，用接种环在培养基表面迅速划3～5条平
行线，灼烧接种环后再划线 C．液体选择培养基通常可用于选择培养，增大目标菌种的浓度 D．将锥形瓶放在摇床上振荡培养能提高溶氧量和养料的利用率 解析：在酒精灯火焰附近将培养皿打开一条缝隙，用接种环在培养基表面 迅速划3～5条平行线，盖上皿盖，灼烧接种环，待其冷却后再划线，B项 错误。
4．为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种分解尿素的细菌，培养结果如下 图所示。下列叙述正确的是( )
A．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须消毒 B．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
√C．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落
D．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
解析：接种针、接种环使用前都必须经过灭菌，A项错误； 倒平板后无需晃动，B项错误； 出现单菌落即达到了菌种纯化的目的，D项错误。
(2) 900.1Fra bibliotek酒精(3)
酒精燃尽
冷却
(4)培养观察。 ①待涂布的菌液被培养基__吸__收______后，将平板倒置，放入30～37 ℃的 _恒__温__培__养__箱_____中培养1～2 d。 ②在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的___单__菌__落_______。
3．微生物的数量测定
活菌
(1)
30～300
平均值
少 菌落
血细胞计数板
数板
显微镜
血细胞计
(2)
活菌
死菌
快速直观
[易错提醒] 关于“选择菌落数在30～300的平板”的两个理解误区：只得 到1个菌落数在30～300的平板不符合实验的重复原则，易受到偶然因素的 影响；得到3个或3个以上菌落数在30～300的平板也不一定正确，如得到3 个平板，菌落数分别为230、34、240，虽然菌落数均在30～300之间，但由 于34与另外两个平板上的菌落数差异较大，应找出原因并重新实验。
K2HPO4 0.1 g
MgSO4 NaNO3 FeSO4
X
0.5 g
3g
0.01 g 2 g
H2O 加至1 L
提示：果胶 大多数微生物以葡萄糖作为碳源，不具有选择作用
5．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A效果和图B效果的接种方法分别是什么？ ______________________________________________________________ 提示：获得图A效果的接种方法为稀释涂布平板法，获得图B效果的接种方 法为平板划线法。
3．在实验中，研究者每隔24 h统计一次菌落数目，并选取菌落数目稳定时 的记录作为结果，这样可以防止____________________________。 提示：因培养时间不足导致遗漏细菌数目
[情境命题点思考] 4．采用下表配方配制的培养液分离果胶酶产生菌时，该表X处的成分应是 ________( 填 “ 葡 萄 糖 ” 或 “ 果 胶 ”) ， 不 选 另 一 种 成 分 的 原 因 是 _______________________________________________。
(3)实例：分离分解尿素的细菌的选择培养基。 ① 设 计 原 理 ： 分 解 尿 素 的 细 菌 能 合 成 __脲__酶______ ， 催 化 尿 素 分 解 产 生 __N__H_3_____，为其生长提供氮源。 ②配方设计：以_____尿__素_______为唯一___氮__源_________。
√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 微生物的培养基中不能加入抗生素，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．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。 下列关于消毒和灭菌的叙述，错误的是( ) A．牛奶的消毒常用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法
√B．水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消毒的
C．用紫外灯对密闭教室消毒前，适量喷洒消毒液可强化消毒效果 D．培养基不能放入干热灭菌箱中进行干热灭菌 解析：高锰酸钾是强氧化剂，不宜用其对自来水进行消毒，B项错误。
01
考点一
考点一 微生物的基本培养技术
1．培养基的配制 (1)培养基的种类和用途。 ① 含 义 ： 人 们 按 照 微 生 物 对 __营__养__物__质______ 的 不 同 需 求 ， 配 制 出 供 其 __生__长__繁__殖____的营养基质。
液体
②
③用途：用以培养、分离、__鉴__定____、保存微生物或__积__累__其__代__谢__物___。 [易错提醒] 是否含有凝固剂(如琼脂)是区分固体培养基与液体培养基的唯 一标准，含凝固剂的为固体培养基。
1．倒平板的操作步骤
2．平板划线法操作步骤 (1)主要过程。
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 散到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。 (2)培养结果。
考向1 无菌操作技术 1．(2022·湖北选择考)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
2．对细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值 ________，原因是_______________________________________；显微镜计 数法计数的结果比实际值________，原因是___________________________。 提示：偏小 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌 落 偏大 显微镜下无法区分细胞的死活，计数时包括了死菌
4．甲、乙两位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。 有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是 ______________________________________________________。 提示：乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另外2个相差悬殊，结果的 重复性差
(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？ ______________________________________________________________ 提示：最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环 灼烧灭菌。应采取的措施是增大稀释倍数或每次在新区域划线前先将接种 环灼烧灭菌。 (3)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？ ______________________________________________________________ 提示：火焰附近存在无菌区域。