第1章 第2节 第1课时 微生物的基本培养技术(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修3（人教版2019 多选）

第2节　微生物的培养技术及应用 第1课时　微生物的基本培养技术 学习目标 1.概述培养基的配制方法和微生物纯培养的基本操作要求 科学思维 2.掌握无菌技术的操作 科学思维 3.掌握酵母菌纯培养的方法及步骤 科学探究 一、培养基的配制 二、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．消毒和灭菌 在微生物实验室，不能吃东西、喝水，离开前一定要洗手。使用后的培养物丢弃前要灭菌，以免污染环境。　 三、微生物的纯培养 1．纯培养的概念 2．纯培养的过程(以酵母菌为例) 包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 (1)制备培养基 (2)平板划线法接种和分离酵母菌 ①平板划线法的原理：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平板划线法的操作步骤 (3)培养酵母菌 将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入28 ℃左右的恒温培养箱中培养24～48 h。 倒平板是将融化后的培养基倒入培养皿冷却凝固形成培养基固体平面的过程，而不只是将培养皿倒置。　 一般情况下，在实验操作过程中，对能灭菌的对象进行灭菌处理，如培养皿及用到的各种器具；对无法灭菌的对象则进行消毒处理，如实验操作者的衣着和双手等。结合所学知识判断： (1)所有的培养基中都要加入琼脂(×) (2)灭菌相比消毒对微生物的杀灭更彻底(√) (3)培养基最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌(√) (4)倒平板操作中，等待平板冷却凝固后，要将平板倒置(√) (5)平板划线操作中，划完一个区域后要将接种环灼烧，再划下一个区域(√) 　　　　　　　　　　　　　　探究点一　培养基的配制 下表是牛肉膏蛋白胨培养基的配方，探究下列问题： 材料 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 用量 5 g 10 g 5 g 20 g 定容至1 000 mL 牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。 (1)根据培养基的物理性质，该培养基属于________培养基，理由是__________________ ____________________________________________________。 提示　固体　该培养基的配方中含有凝固剂琼脂 (2)该培养基中主要提供碳源和氮源的物质分别是什么？属于有机物还是无机物？ ________________________________________________________________________。 提示　牛肉膏主要提供碳源，蛋白胨主要提供氮源。二者均属于有机物。 (3)该培养基培养的微生物同化作用类型是________，理由是_______________________ ________________________________________________________________________。 提示　异养型微生物　该微生物的碳源和氮源是有机物 (4)试从碳源和氮源的角度分析不同类型微生物所需的培养基成分的特点： 自养型生物 异养型生物 碳源 CO2、Na2CO3等无机物 ________ 氮源 ________ ________ 提示　糖类等有机物　NH3、硝酸盐等无机物　尿素、蛋白质等有机物 1．培养基营养成分的作用和主要来源 2．巧记培养基的种类和用途 按物理状态分类 1．(2024·襄阳联考)下列关于微生物培养的叙述，正确的是(　　) A．微生物在培养液中培养一段时间后用显微镜观察，可见到形成的菌落 B．NH3可以作为硝化细菌的氮源和能源物质 C．任何培养基都必须含有碳源、氮源、无机盐、水和琼脂 D．某些细菌生长过程中需要额外补充营养物质，比如培养酵母菌时，要添加维生素 解析　微生物在固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落，A错误；硝化细菌可利用氧化NH3释放的能量合成有机物，B正确；培养基不一定都含有碳源、氮源，如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源，分离自生固氮菌的培养基中，不需加入氮源，C错误；酵母菌不属于细菌，D错误。 答案　B 2．下列有关微生物营养物质的叙述中，正确的是(　　) A．是碳源的物质不可能同时是氮源 B．微生物的培养都需要提供碳源、氮源、水、无机盐，缺一不可 C．牛肉膏蛋白胨培养基属于合成培养基，营养全面 D．液体培养基有利于营养物质的吸收，可用于微生物的扩增培养 解析　同一种物质可以既作碳源又作氮源，如牛肉膏，A错误；不同的微生物所需的条件不同，如培养自生固氮菌时不需要加入氮源，B错误；牛肉膏蛋白胨培养基属于天然培养基，营养全面，C错误；液体培养基有利于营养物质的吸收，可用于微生物的扩增培养，D正确。 答案　D 有关培养基营养物质的三点提醒 (1)培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同。 ①自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。 ②异养型微生物的培养基主要以有机营养为主。 (2)微生物需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。 (3)微生物需求量最大的是碳源，能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。　 　　　　　　　　　　　　　　探究点二　无菌技术 根据教材P10～P11消毒和灭菌的相关知识，探究下列问题： 1．通过学习无菌技术，关注生活中的现象和人类健康。 (1)某同学在实验过程中不小心将灭菌的培养皿和未灭菌的培养皿混合了，那么这些培养皿还能用于实验吗？为什么？ 提示　不能。已灭菌的材料用具不能与周围物品接触，以防止被污染。 (2)常用酒精擦拭双手是消毒还是灭菌？体积分数为70%和95%的酒精，哪种效果更好？为什么？ 提示　酒精擦拭属于消毒。酒精消毒时，体积分数为70%的酒精杀菌效果最好。浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜，酒精分子不能渗入其中；浓度过低，杀菌能力减弱。 2．对培养基、培养皿、接种环、实验者的双手、空气和牛奶常采用的灭菌或消毒方法分别是什么？ 提示　分别为高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学药物消毒、紫外线消毒、巴氏消毒法。 3．消毒和灭菌的原理是什么？能否杀死所有的微生物？ 提示　消毒和灭菌都是使微生物的蛋白质变性，借此杀死微生物。灭菌可杀死处理材料中的全部微生物(包括芽孢和孢子)。而消毒仅杀死部分微生物(一般不包括芽孢和孢子)。 1．不同消毒方法的特点 2．高压蒸汽灭菌两个常见问题分析 (1)在使用高压蒸汽灭菌锅灭菌时，灭菌锅内冷空气的排出是否完全极为重要，因为空气的膨胀压大于水蒸气的膨胀压，所以，当水蒸气中含有空气时，在同一压力下，含空气蒸汽的温度低于饱和蒸汽的温度。 (2)如果在压力未降到0时打开排气阀，会导致锅内压力突然下降，使容器内的培养基由于内外压力不平衡而冲出烧瓶口或试管口，造成棉塞沾染培养基而发生污染。 3．(不定项)无菌技术在生产生活中应用广泛，下列有关叙述错误的是(　　) A．巴氏消毒法可杀死牛奶中的全部微生物，且不破坏牛奶的营养成分 B．喷洒石炭酸或煤酚皂溶液配合紫外线照射可提高空间消毒效果 C．耐高温且需要保持干燥的玻璃器皿、金属用具等，需放入高压蒸汽锅灭菌 D．无菌技术的关键是杀灭实验室中的所有微生物 解析　巴氏消毒法可杀死牛奶中的绝大多数微生物，A错误；耐高温且需要保持干燥的玻璃器皿、金属用具等，需干热灭菌，C错误；无菌技术的关键是防止杂菌污染，D错误。 答案　ACD 4．(2024·衡水联考)防止杂菌入侵，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．实验室里可以用紫外线或化学药物进行消毒 B．接种环、接种针等金属用具，直接在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌 C．在实验室中，切不可吃东西、喝水，离开实验室时一定要洗手，防止被微生物感染 D．使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境 解析　接种环、接种针等金属用具，直接在酒精灯火焰上充分燃烧即外焰部位灼烧灭菌，B错误。 答案　B 灼烧灭菌的适用范围和方法 (1)灼烧灭菌适用于接种工具和试管口、瓶口的灭菌。 (2)接种工具灼烧灭菌：用酒精灯外焰按顺序充分燃烧。试管口、瓶口灭菌：迅速通过酒精灯外焰。　 　　　　　　　　　　　　　　探究点三　酵母菌的纯培养 1．下图是平板划线操作的过程，探究下列问题。 (1)用字母和箭头表示平板划线操作的正确步骤： d→b→f→a→e→c→h→g。 (2)为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？ 提示　操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到单个菌落。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。 (3)在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？ 提示　以免接种环温度太高，杀死菌种。 (4)在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？ 提示　划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 (5)接种结束后，为什么要将一个未接种的培养基和一个已接种的培养基放在一起培养，未接种的培养基表面如果有菌落生长，说明了什么？ 提示　培养未接种培养基的作用是对照，未接种的培养基在恒温箱中保温1～2 d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的。若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染了，需要重新制备。 2．结合倒平板的操作程序，探究下列问题。 (1)如图一所示，为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？ 提示　通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 (2)如图二所示，从防止杂菌污染的角度思考，为什么培养基冷却凝固后将平板倒置？ 提示　可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 (3)培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板。可用什么办法来估计培养基的温度？ 提示　可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。 平板划线操作的注意事项 (1)蘸取菌液前及每次划线之前都需要灼烧接种环，划线操作结束后仍需灼烧接种环，三种灼烧的目的不同。 (2)在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免温度过高杀死菌种。 (3)除第一次划线外，每次划线都从上一次划线的末端开始，这样能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 (4)划线时用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 5．如图是倒平板的操作，下列相关叙述错误的是(　　) A．正确的操作顺序应该是丙→乙→甲→丁 B．甲在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染 C．丁操作必须要等待平板冷却凝固后才能进行 D．培养基应冷却到50 ℃倒平板是由于该温度下不易受杂菌污染 解析　倒平板正确的操作顺序应该是丙→乙→甲→丁，A正确；将培养基倒入培养皿(甲)，在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染，B正确；丁为将培养基倒置，必须要等待平板冷却凝固后才能进行，C正确；培养基冷却到50 ℃时既不烫手，也不发生凝固，适宜进行倒平板，而不是防止杂菌污染，D错误。 答案　D 6．(2024·邢台检测)下列有关微生物的分离与培养的叙述，错误的是(　　) A．获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染 B．倒置平板可防止培养皿皿盖上的冷凝水滴落造成污染 C．倒平板时将培养皿的皿盖拿开，以便于将锥形瓶中的培养基倒入培养皿 D．检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温培养箱中培养 解析　获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，A正确；倒置平板可防止培养皿皿盖上的冷凝水滴落造成污染，B正确；倒平板时用食指和拇指夹住皿盖并开启一条缝，使其恰好能让锥形瓶瓶口伸入，随后倒入培养基，C错误；检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温培养箱中培养，D正确。 答案　C [课堂小结] [课堂巩固] 1．下表所示为某培养基的配方，下列叙述错误的是(　　) 成分 含量 成分 含量 NaNO3 3 g MgSO4·7H2O 0.5 g K2 HPO4 1 g (CH2O) 30 g 蒸馏水 定容至1 000 mL 青霉素 0.1万单位 A.根据物理性质划分，该培养基属于液体培养基 B．微生物无法在该培养基表面形成肉眼可见的菌落 C．根据配方可知，该培养基培养的微生物的同化作用类型是异养型 D．固体培养基中加入少量水即可形成液体培养基 解析　固体培养基中含有凝固剂，加少量水也不会形成液体培养基，D错误。 答案　D 2．下列操作能达到灭菌目的的是(　　) 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属于消毒过程，A不符合题意；制作泡菜前用开水烫洗容器属于消毒过程，B不符合题意；在火焰上灼烧接种环能达到灭菌目的，C符合题意；防疫期间用石炭酸喷洒教室，属于消毒，D不符合题意。 答案　C 3．(2024·哈尔滨高二统考)在马铃薯琼脂培养基上进行酵母菌纯培养的实验中，描述不正确的是(　　) A．完成平板划线后立即将接种后的平板和一个未接种的平板倒置培养 B．接种后的平板一般做三组的依据是平行重复原则，使实验结果准确可靠 C．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 D．离开实验室时一定要洗手消毒，以防止微生物感染 解析　完成平板划线后，应待菌液被培养基吸收，再将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入相同温度的恒温培养箱中培养，这样可以检测培养基灭菌是否合格，检验实验的合理性，A错误；接种后的平板一般做三组的依据是平行重复原则，减小实验误差，使实验结果准确可靠，更具有说服力，B正确；使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理，杀死培养基上的微生物，以免污染环境或感染操作者，C正确；离开实验室时一定要彻底将手洗干净、消毒，以防被微生物感染，D正确。 答案　A 4．(不定项)下列有关平板划线操作的描述，正确的是(　　) A．将接种环放在酒精灯火焰上灼烧，直到接种环烧红 B．接种环在平板上划线的位置是随机的 C．在挑取菌种前和接种完毕后均要将试管口通过酒精灯火焰 D．最后一区的划线不能与第一区相连 解析　将接种环放在酒精灯火焰上灼烧，直到接种环烧红；接种环在平板上划线的位置不是随机的；在挑取菌种前和接种完毕后均要将试管口通过酒精灯火焰；最后一区的划线不能与第一区相连。 答案　ACD 5．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______________________________________________________。 解析　(1)在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属材质的实验器具等都可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，其优点表现为在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。(3)紫外线照射能消毒的原因是其能够破坏微生物细胞中的DNA分子。在利用紫外线照射前，适量喷洒苯酚或煤酚皂溶液等消毒液，可强化消毒效果。(4)自来水通常采用氯气消毒。(5)采用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而温度未达到相应要求，最可能的原因是没有排尽高压蒸汽灭菌锅内的冷空气。 答案　(1)可以　(2)在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少　(3)破坏DNA结构　消毒液(4)氯气　(5)没有排尽高压蒸汽灭菌锅内的冷空气 学科网（北京）股份有限公司 $$