2025届高三一轮复习生物：微生物的培养技术及应用课件

第45讲 微生物的培养技术及应用 1 考点一 微生物的基本培养技术 考点一 微生物的基本培养技术 微生物 肉眼难以看清，需要借助显微镜或其他方式才能观察到的一切微小生物的总称，包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物 (选必三 P9相关信息) 菌落 (选必三 P12第一段) 分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见、有一定形态结构的子细胞群体 不同菌落的大小、形状、颜色等不同，它是鉴定菌种的重要依据 实验室培养微生物的要求：提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件——培养基；确保其它微生物无法混入——无菌技术 人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制的供其生长繁殖的营养基质 考点一 微生物的基本培养技术 一、培养基 1.概念： 2.作用： 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物 【注意】病毒为非细胞结构生物，只能在活细胞中营寄生生活，目前不能利用人工培养基来培养 3.种类——按化学成分分 名称 特点 用途 天然培养基 合成培养基 含化学成分不明确的天然物质 成分明确 工业生产 分类、鉴定 考点一 微生物的基本培养技术 3.种类——按物理性质分 名称 特点 用途 固体培养基 半固体培养基 液体培养基 加凝固剂，如琼脂 加凝固剂，容器放倒不致流出，剧烈震动则破散 不加凝固剂 微生物的分离与鉴定，活菌计数，保藏菌种 观察微生物的运动、分类鉴定 常用于工业生产、微生物的扩大培养 考点一 微生物的基本培养技术 3.种类——按功能分 名称 特点 用途 选择培养基 鉴别培养基 加入某种物质，促进目的微生物生长；抑制其他微生物生长 加入指示剂或化学物质 培养、分离出特定微生物 鉴别不同种类微生物 常见的鉴别培养基：①伊红美蓝鉴别大肠杆菌——出现有金属光泽的深紫色菌落 ②刚果红鉴别纤维素分解菌——出现透明圈 刚果红与纤维素可以形成红色复合物，当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 考点一 微生物的基本培养技术 4.培养基的配方 1）基本营养成分： 碳源、氮源、水、无机盐等 无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-等 有机碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等 自养微生物 异养微生物 功能：①构成细胞的物质和一些代谢产物 ②有机碳既是碳源又是能源 ①碳源 无机氮源：N2、NH3、NH4＋、NO3- 等 有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 功能：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等 ②氮源 ①提供无机营养 ②调节PH ③维持渗透压 考点一 微生物的基本培养技术 小小积累 如自养型微生物利用CO2，只是将其作为合成(CH2O)的原料，并非从其中得到能量 如氨即NH3可作为硝化细菌的氮源并提供能量 如牛肉膏、蛋白胨 4.有些有机物既可以作为碳源，也可以作为氮源 2.有机碳源可以提供能量(如糖类)，无机碳源不能提供能量 3.有机氮源可以提供能量，有些无机氮源也能提供能量 1.不是所有微生物的培养基都需要加入碳源、氮源 如自养型微生物可以直接利用空气中的CO2，故培养时可以不加碳源；固氮菌可以直接利用空气中的N2，故培养时可以不加氮源 考点一 微生物的基本培养技术 4.培养基的配方 2）特殊条件： pH、O2和特殊营养物质 生长因子、氨基酸、维生素、碱基等 ④培养厌氧微生物时，需要提供_____的条件 ①培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加_______； ②培养霉菌时，需要将培养基调至_____； ③培养细菌时，需要将培养基调至_____________； 维生素 酸性 中性或弱碱性 无氧 “个性定制” 3）配制步骤： 计算→称量→溶解→调PH→灭菌 考点一 微生物的基本培养技术 二、无菌技术 1.目的： 获得纯净的培养物 2.关键： 防止杂菌污染 3.包括： 消毒与灭菌 项目 消毒 灭菌 作用强度 作用程度 适用对象 较为温和 较为强烈 杀死物体表面或内部一部分微生物，一般不能杀灭芽孢和孢子 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 实验操作的空间、操作者的衣着和双手 微生物培养的器皿、接种用具和培养基等 考点一 微生物的基本培养技术 几种常见的消毒和灭菌方法 常见方法 适用范围 操作方法 消 毒 煮沸消毒法 餐具等生活用品 100℃煮沸5-6min 巴氏消毒法 不耐高温的液体， 如牛奶、啤酒等 62-65℃煮30min或 80-90℃煮30s-1min 化学药剂消毒法 生物活体、水源等 擦拭、喷洒 紫外线消毒法 接种室、接种箱， 超净工作台 紫外线照射30min 生物消毒法 如污水、污泥的净化 微生物寄生于细菌 体内，使其裂解 考点一 微生物的基本培养技术 几种常见的消毒和灭菌方法 常见方法 适用范围 操作方法 灭菌 灼烧灭菌法 接种工具(涂布器、接 种环)、试管口或瓶口 直接在酒精灯火焰 的充分燃烧层灼烧 干热灭菌法 耐高温、需要保持干燥的 物品，如玻璃器皿(培养 皿、吸管)和金属用具等 物品放入干热灭菌箱， 160-170℃加热2-3h 湿热灭菌法 培养基及多种器材、物品 100kPa，121℃，15-30min 高压蒸汽灭菌法 选择无菌技术的原则：①考虑无菌技术的效果(灭菌大于消毒) ②考虑操作对象的承受能力 A.培养基中都含有碳源、氮源、水、无机盐 B.因成分不同，培养基可分为固体培养基和液体培养基 C.培养基中的氮源能提供氮元素，但不能作为能源物质 D.筛选自养型微生物时，培养基中不需要加碳源 1.微生物的培养需要配制培养基，以下叙述合理的是( ) D 物理性质不同 NH3、蛋白胨可以 A.使用高压锅处理器皿 B.在火焰上灼烧接种环 C.用干热灭菌箱处理金属用具 D.防疫期间用石炭酸喷洒教室 2.(2023·江苏无锡高三模拟)下列操作不能达到灭菌目的的是( ) D 属于消毒 考点一 微生物的基本培养技术 培养物 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 纯培养物 由单一个体繁殖所获得的微生物群体 *单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物 纯培养—— 获得纯培养物的过程 ①内容： 包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤 ②方法： 平板划线法和稀释涂布平板法 考点一 微生物的基本培养技术 三、微生物的纯培养 酵母菌纯培养的步骤 15～20g琼脂 湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法 干热灭菌 注意：培养基在灭菌前要调节好PH 考点一 微生物的基本培养技术 酵母菌纯培养的步骤 酒精灯火焰 灼烧灭菌法 原因：温度过高会烫手，过低培养基会凝固 目的：防止瓶口的微生物污染培养基 考点一 微生物的基本培养技术 倒平板操作要点 不要完全打开后将培养皿盖放置于接种台上，以免杂菌污染培养基 既可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染 温度：50℃左右 冷凝后平板倒置 操作：在酒精灯火焰附近 考点一 微生物的基本培养技术 酵母菌纯培养的步骤 平板划线法 恒温培养箱 28 做对照，检验培养基是否被杂菌污染 考点一 微生物的基本培养技术 平板划线法的操作步骤 　考点训练　 下列为几位同学描述的平板划线接种法的划线方式，其中正确的是（ ） A. B. C. D. C 接种环灼烧 接种环灼烧 第2区划线 接种环灼烧 第1区划线 1 2 3 4 5 (1)接种环从始至终只蘸一次菌液，但要在培养基不同位置连续划线多次 (2)每次划线前、后接种环均要进行灼烧 (3)划线最后一区和第一区不能首尾相接 (4)用力不能过大以免划破培养基 (5)划线结束后，培养皿倒置培养 平板划线法注意事项: 考点一 微生物的基本培养技术 几次灼烧接种环的目的 A. 此结果是利用平板划线法得到的，划线的顺序是①→③→② B. 图示显示的接种方法为涂布平板法，②处可见单菌落 C. 每次划线前均需灼烧接种环，其目的都是防止杂菌污染 D. 培养基中的糖类、琼脂等含碳物质，可为该细菌提供碳源 1.如图为用固体培养基培养某细菌的结果。下列有关叙述正确的是( ) A 仅仅是作为凝固剂 平板划线法 杀死接种环上残留的菌种 A.为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌 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.该实验结果出现了单菌落，能达到菌种纯化的目的 2.(2024·广州联考)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种分解尿素的细菌，培养结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) B 温度降低后，培养基易凝固，因此倒平板后要及时轻轻晃动 考点二 微生物的选择培养和计数 考点二 微生物的选择培养和计数 一、常见选择培养基的设计原理与应用 设计原理 应用实例 具体处理 筛选的菌种 依据营养需求 不添加碳源 不添加氮源 以尿素为唯一氮源 以石油为唯一碳源 以纤维素为唯一碳源 自养微生物（如硝化细菌等） 固氮微生物（如根瘤菌等） 能分解尿素的微生物 能消除石油污染的微生物 纤维素分解菌 考点二 微生物的选择培养和计数 一、常见选择培养基的设计原理与应用 设计原理 应用实例 具体处理 筛选的菌种 加入选择性抑 制物质 加入青霉素、四环素或链霉素 加入10%的酚 利用特殊环境 置于无氧条件下 置于高盐环境中 置于高温环境中 抑制细菌和放线菌生长→分离出酵母菌、霉菌等 抑制细菌和霉菌生长→分离出放线菌 得到厌氧型微生物 分离得到耐盐菌，如金黄色葡萄球菌 分离得到耐高温微生物 考点二 微生物的选择培养和计数 二、微生物的选择培养——稀释涂布平板法 1.系列稀释操作 在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，随着稀释程度的增大，单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。 考点二 微生物的选择培养和计数 2.涂布平板操作 酒精 培养基表面 稀释104倍 稀释105倍 稀释106倍 稀释107倍 样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目 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1~2d 平板划线法 稀释涂布平板法 纯化原理 接种工具 单菌落获得 用途 接种效果图 相同点 通过连续划线将聚集的菌种逐步稀释分散 将菌液梯度稀释，然后将不同稀释程度的菌液分别涂布到固体培养基表面，经培养即可得到单菌落 接种环 涂布器 最后划线区域挑取 稀释度合适，整个平板上都可找到单菌落 分离纯化菌种，获得单菌落；但不能计数 分离纯化菌种，获得单菌落；并可用于计数 ①都能分离纯化菌种 ②都用到固体培养基 ③都需要进行无菌操作 考点二 微生物的选择培养和计数 三、微生物的数量测定 1.间接计数法—— 利用稀释涂布平板法计数 当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌 (1)原理： (2)注意事项： ①为了保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板计数，并且在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，并求平均值 ②统计结果往往比实际值少 原因：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 目的：排除偶然因素对实验结果的影响 考点二 微生物的选择培养和计数 1.间接计数法—— 利用稀释涂布平板法计数 (3)计算公式： 每克样品中的菌落数＝ (C÷V)×M M代表稀释倍数 C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL) 2.显微镜直接计数法 ①需借助细菌计数板或血细胞计数板 ②统计结果一般是活菌数和死菌数的总和(故往往比实际值大) 血细胞计数板：常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数 细菌计数板：对细菌等较小的细胞进行观察和计数 A.3号试管中的菌液稀释倍数为103倍 B.4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管的10倍 C.5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×108个 D.该实验方法统计得到的结果往往会比活菌的实际数目要高 1.如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中样品稀释示意图。据图分析下列叙述正确的是 (　　) B 104倍 1.7×109 低 考点二 微生物的选择培养和计数 四、土壤中分解尿素细菌的分离与计数 脲酶 尿素 进一步鉴定的方法：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，即PH升高(尿素被分解为呈碱性的氨引起的)，可确定该细菌能分解尿素 考点二 微生物的选择培养和计数 操作步骤 30-300 温度 时间 24h 菌落 注意事项：①每个浓度下的菌液应至少涂布4个平板, 选择培养基3个(平行重复), 牛肉膏蛋白胨培养基1个(做对照, 检验选择培养基是否具有筛选作用) ②培养时需要多放一个未接种的平板一起 (不同平板菌落数差异不大) 考点二 微生物的选择培养和计数 实验结果分析与评价 30-300 1.(2024·广东湛江模拟)自生固氮菌是土壤中能独立进行固氮的细菌。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。已知步骤④获得的3个平板的菌落数分别为90、95、100，对照组平板为0。下列相关叙述正确的是(　　) A.步骤②振荡20min的目的是扩 大菌种数量，属于选择培养 B.步骤④→⑤使用接种环划线接 种，使用前需要灼烧灭菌 C.1g土壤中平均自生固氮菌数约为9.5×106个 D.所用培养基应加入碳源、氮源、无机盐、水和琼脂 C 使样品中的微生物充分释放到无菌水中 A.餐余垃圾浸出液在接种前通 常需要进行高压蒸汽灭菌处理 B.可用稀释涂布平板法将餐余 垃圾浸出液接种在X培养基上 C.X培养基含有淀粉和抗生素，Y培养基是不含琼脂的液体培养基 D.图中高效降解淀粉的微生物是⑤，可根据菌落特征初步判断微生物类型 2.(2024·河北石家庄调研)北京冬奥会食堂让各国运动健儿爱上中国味道，其餐余垃圾在垃圾集中点采用生化＋雾化＋膜过滤技术处理后，可以达到无二次污染的标准。为筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物，提高“生化”处理的效率，研究人员将餐余垃圾机械化处理后加入装有无菌水的锥形瓶中制备餐余垃圾浸出液，然后进行如图所示操作，下列说法错误的是(　　) A $$