第1章 第2节 第1课时 微生物的基本培养技术-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2024）

生物学选择性必修3课堂学案 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 答案精解P 「课标要求]1.了解培养基的橛念，并知道如何配制培养基（科学思维）。 2.掌握无菌技术及微 生物的纯培养技术（科学思维、科学探究）。3.通过配制培养基、灭菌、接种和培养等实验操作获得 纯化的酵母菌菌落（科学探究）。 教材梳理·新知全解 知识点1培养基的配制及无菌技术 培养的微生物 需要满足的特殊条件 1.培养基的配制 乳酸杆菌 培养基中添加 (1)实验室培养微生物的两个关键 霉菌 将培养基调至 ①要为人们需要的微生物提供合适的 细菌 将培养基调至 厌氧微生物 需要提供 的条件 和环境条件。 ②要确保 无法混人，并将需要的 2.无菌技术 (1)获得纯净的微生物培养物的关键是防止 微生物 (2)培养基概念：人们按照微生物对 (2)消毒：是指使用 的物理、化学或 的不同需求，配制出供其 的营养 等方法杀死物体表面或内部 微 基质。 生物。 (3)培养基分类 (3)灭菌：是指使用 杀死 ①液体培养基：不含 、呈 状态的 ,包括 培养基 (4)消毒和灭菌工作主要包括两个方面 ②固体培养基：在 培养基中加入 ①对操作空间、操作者的衣着和手进行 (如琼脂)制成的培养基。 培养基是 1 实验室中最常用的培养基之一，微生物在其表 ②将用于微生物培养的器皿、 用具和 等进行 面或内部生长，可以形成肉跟可见的 (5)不同对象的无菌操作方法（连线） 类型 方法 对象 (4)培养基的营养组成：各种培养基一般都含 ①灼烧灭菌 I.接种针（环） 有水、 (提供碳元素的物质)、 (提 ②干热灭菌 Ⅱ.培养皿 供氮元素的物质)和 等营养物质。在 a.消毒 ③巴氏消毒 Ⅲ.操作者双手 提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基 V.水源 ④紫外线 还需要满足微生物生长对 、特殊营养物 b.灭菌 V.牛奶 ⑤化学药物 M.培养基 质（如维生素、氨基酸等）以及 的需求。 ⑥湿热灭菌 I.试管口 (5)某些微生物生长还需要的特殊条件 (高压蒸汽灭菌) Ⅷ.操作空间 ·10· 第1章发酵工程 【裤正误】 3.酵母菌的纯培养 (1)培养基可用以培养、分离、鉴定、保存微生物 (1)制备马铃薯琼脂培养基 或积累其代谢产物。 ( 么皮，划块的怜蓉们热煮流车软燃后刀缈 (2)微生物在液体培养基中生长可形成肉眼可见 孔培养 布过池，向池液中加人适芏和萄智、苏脂， I川蒸编水定容至1000mL 的菌落。 转移车雅形瓶中前培养恐柔门 火喘 前、序养皿进子 火前 (3)液体培养基含有水，而固体培养基不含水。 例平饭 待培养冷却气：左刊， 谢近倒平版 (4)日常生活中所用的84消毒液，其消毒方法属 (2)接种和分离酵母菌 于巴氏消毒法。 ( 通过接种环在固体培养基表面 的操 (5)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又 作，将聚集的菌种逐步 到培养基的表 减少消毒剂对细胞的伤害。 ( 面。经数次划线后培养，可以分离得到 知识点2微生物的纯培养 (3)培养酵母菌 完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接 1.培养物与纯培养物 种后的平板和 的平板倒置，放入 (1)培养物：在微生物学中，将接种于培养基 左右（培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差 内，在合适条件下形成的含 微生物的 异)的恒温培养箱中培养 0 群体称为培养物。 【辩正误】 (2)纯培养物：由 繁殖所获得的微生 (1)消毒技术未曾杀死微生物，而灭菌技术则杀 物群体称为纯培养物。 死了物体内外所有的微生物。 () 2.纯培养的概念、步骤和方法 (2)纯培养物是指单一个体繁殖所获得的微生物 (1)概念：获得 的过程就是纯培养。 群体。 (3)通过接种环在周体培养基表面连续划线的操 (2)步骤：配制培养基· 作，可将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表 分离和培养。 面，并最终分离得到单菌落 () (3)方法： 法和 法。采 (4)倒平板时应将培养皿盖打开放到实验台一 用这两种方法可将单个微生物分散在 边，以免培养基溅到皿盖上。 培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由 (5)微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微 个微生物繁殖形成的纯培养物。 生物培养物。 关键能力·合作探究 教材边角 2.教材P,“思维训练”拓展：水果“酵素”的制作 1.教材P2、P“探究·实践”拓展 原理是什么？制作过程中是否有可能产生有 (1)在未接种的培养基表面是否有菌落生长？ 害物质？ 如果有，说明了什么？ (2)平板冷却凝固后，为什么要将平板倒置？ 生物学选择性必修3课堂学案 探究点1培养基的配制 ②不同点：不同培养基还要满足微生物生长对 pH、特殊营养物质以及O2的需求。 ■情境探究 (2)培养基的成分及功能 空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程 营养物质 来源 功能 度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空 无机 C3、C),H) ①构成细胞物质 气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中 碳源 等含碳无机物 和一些代谢物： 碳源 微生物的分布情况。实验步骤如下： 有机 糖类、脂质、蛋白质、 ②有机碳既是碳 ①配制培养基，成分如下： 碳源 有机酸、石油等 源又是能源 牛肉膏蛋白胨 NaCl X 水 无机 铵盐、硝酸盐等 将无机氮合成含 氨源 氨的代谢物 0.5g 1g 0.5g 1.5~2g定容至100mL 氨源 有机 牛肉育、蛋白胨、尿 合成蛋白质，核酸 ②制作无菌平板： 氨源 素、氨基酸等 及含氮的代谢物 ③设置空白对照组和若干实验组，进行相关 ①良好的溶剂： 操作： 外界摄入 ②雏持生物大分 子结构的稳定 ④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时 间，统计各组平板上菌落的平均数。 ①提供无机营养： 无机盐 有机物 ②调节pH: 请思考下列问题： ③维持渗透压 (1)不同微生物培养基配方可不同，但基本都 2.几种微生物的营养和能量来源 含有 等营养物质。 微生物 碳源 氮源 能源 (2)上述培养基中牛肉膏、蛋白胨可给微生物 蓝细菌 CO. NHNO等 光能 提供哪类营养？ 硝化细菌 CO NH等 NH的氧化 糖类等 根瘤菌 N 有机物 有机物 (3)若要完成步骤②，该培养基中的成分X通 糖类、蛋白 大肠杆菌 蛋白质等 有机物 常是什么？为什么？ 质等有机物 【例1】下表是培养某种微生物的培养基配方，以 下说法正确的是 (4)步骤③中，实验组应如何操作？请说明理由。 成分 NH NO KHPO, CaCL 含量 0.5g 3.0g 0.5g 成分 FesO. 维生素 蒸馏水 (5)在提供上述几类营养物质的基础上，培养 含量 0.5g 适量 定容至1000mL 基还需满足哪些需求？ A.该培养基中含有碳源、氮源、水和无机盐四 类物质 B.该培养基可用来培养硝化细菌，不能用来 ■要点归纳 培养酵母菌 1.培养基的营养成分 C.该培养基在培养硝化细菌时，需要密封 (1)培养基的成分 D.要用该培养基培养酵母菌，需要加入葡萄 ①共同点：都含有水、无机盐、碳源，氨源。 糖作为氮源 ·12 第1章发酵工程 【例2】回答下列与细菌培养相关的问题。 要点归纳 (1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳 无菌技术—消毒和灭菌常用方法及应用范 源、氨源的成分是 (填“蛋白胨”“葡 围比较 萄糖”或“NaNO,”)。通常，制备培养基时要 无菌 根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH, 常用方法 应用范围 技术 其原因是 硝化 细菌在没有碳源的培养基上 (填“能 煮沸消毒法 在100℃ 日常生活 够”或“不能”)生长，原因是 煮沸5~6min 巴氏消毒法 在63 (2)用平板培养细菌时一般需要将平板 65℃消毒30min或72 些不耐高温的液 (填“倒置”或“正置”)。 76℃处理15s或80~ 体，如牛奶 (3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员 85℃处理10~15s 通常可根据菌落的形状、大小，颜色等特征来 如用酒精擦拭双手、 化学药物消毒法 初步区分不同种的微生物，原因是 用氯气消毒水源等 (4)使用后的培养基在丢弃前需要经过 紫外线消毒法—紫外 处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有 线照射一段时间，在照射 如接种室，接种箱或 前，适量喷洒苯酚或煤酚 的微生物。 超净工作台 皂溶液等消毒液，可加强 探究点2无菌技术 消毒效果 情境探究 湿热灭菌一—用沸水、流 1.通过学习无南技术，关注生活中的现象和人类健康。 通蒸汽或高压蒸汽进行 (1)“无菌操作”与人们的生活息息相关，无时 培养基等 灭菌的方法，其中高压蒸 无处不在。在日常生活、生产实践及自身健康 汽灭菌的效果最好 的防护中，分别有哪些“无菌操作”的例子？ 耐高温的和需要保持 干热灭菌一在干热灭 干燥的物品，如玻璃 菌 菌箱(160~170℃的热 器皿（如吸管，培养皿 (2)常用酒精擦拭双手是预防新冠肺炎的日常 空气)中维持1~2h 等)、金属用其等 防护措施之一，这是消毒还是灭菌？体积分数 为70%和95%的酒精，哪种效果更好？为什么？ ①涂布器、接种环，接 灼烧灭菌— 直接在酒 种针或其他金属用 精灯火焰的充分燃烧层 灼烧 具：②试管口，瓶口等 2.对培养基、培养皿、接种环、实验者的双手、空 容易被污染的部位 气和牛奶常采用的灭菌或消毒方法分别是什么？ 点悟：(1)获得纯净的微生物培养物的关键是 防止杂菌污染，这是研究和应用微生物的前 提，也是发酵工程的重要基础。 3.消毒和灭菌能否杀死所有的微生物？ (2)芽孢是某些细菌生长到一定阶段，在细胞 内形成的休眠体。孢子是某些微生物的繁殖 体。芽孢和孢子只有经过灭菌措施才能被杀死。 生物学选择性必修3课堂学案 【例3】下列有关无菌技术的说法，正确的是( 探究点3微生物的纯培养技术 A.无菌技术的关键是杀灭实验室中所有的微生物 ■情境探究 B.培养微生物的试剂和器具都要进行湿热灭南 1.下图是“倒平板”操作相关图示（顺序已打乱）。 C.经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻 底消灭，不能在常温下长期保存 D.无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消 毒，不能灭菌 【例4】在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒 倒平板相关操作 和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题： 请填写下列空白处内容。 (1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具 倒平板的具体操作步骤：第一步，拔出锥形瓶 (填“可以”或“不可以”)放入干热灭 的棉塞：第二步， 菌箱中进行干热灭菌。 其目的是 (2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬 第三步，用拇指和食指将培养皿打开一条 时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的 的缝隙，将培养基(10~20ml)倒入 优点是 培养皿，立即盖上皿盖：第四步，等待培养基冷 却凝固后，将培养皿 放置。由此可 见，图1中正确的倒平板操作流程应为 (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 2.下图是酵母菌纯培养过程的一些步骤。 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。 [归纳提升 将接种环政在 ②将接种环在 楼种 火焰上灼烧，直 (1)选择实施无菌技术的原则 火馅旁冷却 至接种环的金柄 丝烧红 既要考虑使用的效果，又要考虑无菌操作对象的 酵母菌纯化培养部分操作 承受能力。一般情况下，在实验操作过程中，对 (1)图中所表示的接种方法是 能灭菌的对象进行灭菌处理，如培养皿及用到的 请用线条和数字在图中④空白圆圈内画出该 各种器具：对无法灭菌的对象则进行消毒处理， 方法接种的路径示意图。 如实验操作者的衣着和手等。 (2)图示接种方法的目的是 (2)用酒精消毒时，体积分数为70%~75%的酒 精消毒效果较好，原因是酒精浓度过高时，菌体 (3)在进行 和 操作之间要对 表面蛋白质变性过快，从而凝固形成一层保护 用到的培养基作灭菌处理。 膜，使乙醇分子不能渗入其中：酒精浓度过低时， (4)如何判断培养基灭菌是否合格？ 杀菌能力减弱。 (3)巴氏消毒法的优点 与煮沸消毒法相比，巴氏消毒法的优点是在达到 (5)如何评价酵母菌菌种纯化培养是否成功？ 消毒目的的同时，营养物质损失较少。 如果你观察到了不同形态的菌落，请你分析可 (4)使用高压蒸汽灭菌锅时，一定要将锅内冷空 能是由哪些原因引起的。 气彻底排出，然后才能密闭、升温升压，否则，可 能导致锅内压力达到设定值而温度不能达到要求。 .14 第1章发酵工程 要点归纳 大小、形状、颜色是否一致？是否符合微生物 1.平板划线操作的注意事项 特征？ (1)蘸取菌液及每次划线之前都需要灼烧接种 ③若培养基表面出现了不同形态的菌落，可能 环，划线操作结束后仍需灼烧接种环，几次灼 由哪些原因引起？ 烧的目的有所不同。 【例5】如图为微生物的实验室培养和纯化醋酸菌 的部分操作步骤，请回答下列问题： 项目 目的 蘸取菊液 避免接种环上可能存在的微生物污染 前灼烧 菌种 杀死上一次划线结束后接种环上残留的 每次划线 菌种，使下一次划线时接种环上的菌种 前灼烧 (1)①是制备培养基时 的操作，该操 直接来源于上一次划线的末端 作需待培养基冷却至 左右时进行。 划线结束 及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌 (2)该实验中纯化醋酸菌的接种方法是 后灼烧 种污染环境和感染操作者 ,完成步骤④的操作，接种环共需要 (2)在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行 次灼烧处理，其中最后一次灼烧的目的 划线，以免温度过高杀死菌种。 是 (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 (3)划线的某个平板经培养后，第一次划线区 次数的增加而逐渐减少，最终能得到由单个细 域的划线上都不间断地长满了菌落，第二次 菌繁殖而来的菌落。 划线区域的第一条划线上无菌落，其他划线 2.微生物菌种的纯化培养 上有菌落，造成划线上无菌落的可能失误操 (1)菌种纯化原理与接种 作有 ①原理：在培养基上将细菌稀释分散成单个细 (回答2个). 菌，使其长成单个菌落，这个菌落就是一个纯 (4)接种结束后，将④倒置培养，皿底上标注 化的细菌菌落。 ②常用接种方法 平板划线法。 通过接补环在琼背固体坊养基表而逆续 划线的模作，将聚集的岗朴逐步稀解) 易错警示 做到培养基的表面 (1)划线时不能划破培养基表面 (2)微生物纯培养的操作步骤 平板划线的目的是使菌落分离，有单个菌落出 纪制培芥基 月的明确，誉苏协隔 H话 现。如果划破培养基，微生物接种于裂口内，生 利备培养基 灭菌—高蒸汽灭苗 长空间变小，裂口会挤压随落，使菌落的形态发 倒半板 挤养基冷却至50℃左右时 倒平板 生改变，会形成一个条状的菌落，影响培养、分离 接朴1分离 消过平板划线掉作纯化、分商微小物 的效果，难以达到分离单菌落的目的。 养 」对照组：未接种平板，倒置培养 实验组：接种平板，倒片培养 (2)最后一次划线与第一次划线不能相连 (3)结果分析与评价 最后一次划线已经将细菌稀释成单个的细胞，如 ①未接种培养基表面是否有菌落生长？ 果与第一次划线相连则增加了细菌的数目，达不 ②接种的培养基表面是否出现单菌落？菌落到纯化的效果。 ·15 生物学选择性必修3课堂学案 (3)接种环的灼烧灭菌(1,2、3表示先后顺序) (3)根据实验结果，课题组成员得出马铃薯中 存在几种内生固氨菌，他们的判断依据是 充分然烧只 不充分燃烧因 (4)下图是将菌种纯化培养时平板划线示意 图，划线的顺序为1、2、3、4、5。下列叙述正确 【例6】某课题组拟从马铃薯中分离出内生固氮菌 的是 () (内有固氮酶)，并对其相关特性进行研究，实 验步骤大致如下。回答下列问题： 转移至超 马铃薯表净作名制成研稀释涂布选择培观察 面消毒 磨液 养基菌落 (1)上述选择培养基 (填“需要”或 A.在五个区域中划线前后都要对接种环和培 “不需要”)加入琼脂，其在营养成分上最大的 养基进行灭菌 特点是 。 进行选择培养时 B.划线操作时完全打开皿盖，划完立即盖上 应注意将培养基 放置。 以防杂菌污染 (2)该实验过程中，需要在超净工作台上进行 C.接种时不能划破培养基，否则会影响菌落 操作的原因是 的分离和观察 马铃薯表面除菌不能选择高压蒸汽灭菌的原 D.1、5区的划线最终要连接起来，以便比较 因是 前后的菌落数 核心知识小结 [网络构建] [答题必备] 1.防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的 前提，也是发酵工程的重要基础。 股念 广按物状态划分 2.人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出培养基，用以培 培养 L按用途划分 养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢产物。 做生物的 基本培养 无菌技和[消为 L灭南 3.虽然各种培养基的配方各不相同，但一般都含有水、碳源、氮源和 技术 制备培养基 无机盐等营养物质。 做牛物的 接种和分离能母平板划 纯培养 线伏和稀税涂布平发达) +.消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面 培养停母曲 或内部一部分微生物：灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体 内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 5.微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 随堂检测·即时巩固 1.微生物的实验室培养要进行严格灭菌和消毒。 D.常见的消毒方法有用酒精擦拭双手，用氯气 下列关于灭菌和消毒的叙述，正确的是() 消毒水源 A.灭菌和消毒均可以杀死环境中的一切微生 2.如图是在实验室中培养某种微生物的结果，相 物，包括芽孢和孢子 关说法错误的是 B.无菌操作时，对实验操作的空间、操作者的 衣物和手进行灭菌 C.灼烧灭菌的对象是金属器具，不可以是玻璃器具 ·16· 第1章发酵工程 A.该实验所采用的接种方法为平板划线法 5.(2023·北京)自然界中不同微生物之间存在着 B.每次接种前都要将接种环进行灼烧灭菌 复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够 C.该接种方法常用于微生物的分离、纯化 破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学 D.只有最后的划线区域才能得到单菌落 家试图从某湖泊水样中分离出有溶特性的细菌。 3.在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和 (1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄 灭菌来避免杂菌的污染。下列有关说法错误 糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为 的是 ( 细菌提供 和维生素等。 A.牛奶的消毒常采用巴氏消毒法 (2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有 B.密闭空间内的空气常采用紫外线照射消毒 一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养 C.玻璃实验器具可以放入干热灭菌箱中进行 平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄 干热灭菌 层变浑浊（如图），表明 D.水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消 培养 毒的 4.下图为某微生物的实验室培养和纯化过程中 的部分步骤，下列说法正确的是 (3)为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适 的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样 后，依次分别涂布于不同的浑浊 ① 薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落 A.步骤①用拇指和食指将培养皿打开一条稍 周围会出现 。采用这种方法，研 大于瓶口的缝隙 究者分离、培养并鉴定出P菌。 B.步骤②接种环经灼烧灭菌后应趁热快速燕 (4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出 取菌液 一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验 C.③到④过程中，只需每次划线前对接种环进 证（主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、 行灼烧灭菌 圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱) D.完成平板划线后，不需要将平板倒置放人恒 温培养箱中培养 子提示完成Pm课时作业（二） 第2课时 微生物的选择培养和计数 答案精解P [课标要求]1.学会用生物与环境相适应的观点理解选择培养的原理（生命观念）。 2.利用选择培养基分离细蕾，运用相应技术解决生产生活中有关微生物的计数问题（科学探究）。 3.关注有害生物的控制，宣传健康的生活方式等（社会责任）。 教材梳理·新知全解 知识点1微生物的选择培养 (2)选择培养基 L.选择培养基 ①概念：在微生物学中，将允许特定种类的微 (1)实验室中微生物的筛选 生物生长，同时 其他种类微生物生 原理：人为提供有利于 生长的条件（包 长的培养基，称为选择培养基。 括。 、温度和pH等)，同时 其 ②举例：筛选土壤中分解尿素的细菌的选择培 他微生物的生长。 养基是以 为 的。 ·17·null