2026届高三生物一轮复习课件：第46讲 微生物的培养技术及应用

2026高考一轮复习 第46讲 微生物的培养技术及应用 2 1 微生物的基本培养技术 微生物的选择培养和计数 目 录 contents 微生物的基本培养技术 考点1 考点梳理 微生物： 个体难以用肉眼观察的微小生物的统称。 无细胞结构 原核细胞 真核细胞 真菌：酵母菌、毛霉等； 原生生物：草履虫、变形虫等 微生物的类群 病毒：SARS病毒、新冠病毒等RAN病毒；噬菌体等DNA病毒 细菌：大肠杆菌、乳酸菌等； 蓝细菌：颤蓝细菌； 放线菌：链霉菌等 本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。 考点1 微生物的基本培养技术 1、培养基的配制 （1）含义 人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质。 （2）用途：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 （3）种类 营养物质 生长繁殖 按物理性质分 液体培养基 固体培养基 按功能用途分 选择培养基 鉴别培养基 考点1 微生物的基本培养技术 （3）种类 按物理性质 液体培养基 固体培养基 ↓(加入 ，如琼脂) 凝固剂 按功能用途 选择培养基 鉴别培养基 微生物的分离、鉴定、菌种保存和活菌计数 扩大培养、工业生产 微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。 考点1 微生物的基本培养技术 划分标准 培养基种类 特点 用途 物理性质 成分来源 不加凝固剂 加凝固剂，如琼脂 扩大培养、工业生产 观察微生物的运动、分类鉴定 微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种 含化学成分不明确的天然物质 工业生产 用已知的成分配制，成分明确 分类、鉴定 液体培养基 半固体培养基 固体培养基 天然培养基 合成培养基 考点1 微生物的基本培养技术 划分标准 培养基种类 特点 用途 目的用途 在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长 培养、分离出特定微生物 在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物 鉴别不同种类微生物 选择培养基 鉴别培养基 注意：病毒为非细胞结构生物，只能在活细胞中营寄生生活，不能利用人工培养基来培养。 考点1 微生物的基本培养技术 碳源 （4）培养基的营养成分 一般都含有碳源、氮源、水、无机盐，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。 ①碳源 无机碳源：CO2、CO32-、HCO3- 有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等 自养微生物的碳源 异养微生物的碳源 功能：构成细胞物质和一些代谢产物；有机碳既是碳源又是能源。 考点1 微生物的基本培养技术 （4）培养基的营养成分 ②氮源 氮源 无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3 、N2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、ATP及含氮代谢产物等。 注意：含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源。 牛肉膏、蛋白胨都可以提供碳源、氮源、维生素 考点1 微生物的基本培养技术 （4）培养基的营养成分 ③ ④ ⑤特殊需求 无机盐 功能：提供无机营养；调节PH；维持渗透压 水 功能：良好的溶剂；维持生物大分子结构的稳定 微生物 乳酸杆菌 霉菌 细菌 厌氧微生物 特殊需求 添加_______ pH调至______ pH调至_____ _________ _______ 维生素 酸性 中性 或弱碱性 无氧 记忆：酸梅 考点1 微生物的基本培养技术 CO2　 CO2 N2　 例：几种微生物的营养和能量来源 考点1 微生物的基本培养技术 注意： ①并非所有培养基中都一定要有碳源和氮源，如自养型生物的培养基中可不含碳源，其可利用大气中的CO2；自养固氮微生物的培养基中可不含氮源，其可利用大气中的N2。 ②并非所有培养基中都需加特殊营养物质，这是因为许多微生物可自行合成这些特殊营养物质，面对那些合成能力有限或不能合成特殊营养物质的微生物，则需在培养基中额外添加。 考点1 微生物的基本培养技术 2、无菌技术 （1）目的： （2）关键： （3）无菌技术的对象： （4）常用方法： 和 ，灭菌的效果比消毒好。 获得 的微生物培养物。 防止 污染。 纯净 杂菌 ①实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。 ②培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。 消毒 灭菌 考点1 微生物的基本培养技术 （5）无菌技术的主要方法及适用对象 ①消毒：用较为温和的理化方法杀死物体表面或内部的部分微生物。 在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少 考点1 微生物的基本培养技术 ①消毒： 生物消毒法是指利用生物或其_______除去环境中的部分微生物的方法。 照射前适量喷洒石炭酸等消毒液，可增强消毒效果 如氯气消毒水源等 代谢物 活体生物材料只能消毒，而不能灭菌 考点1 微生物的基本培养技术 ②灭菌：用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 迅速彻底灭菌 考点1 微生物的基本培养技术 ②灭菌： 高压蒸汽灭菌使用方法： ①高压蒸汽灭菌开始之前要将锅内的冷空气排尽。 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灭菌完毕后，要待压力降到零时才能打开排气阀。 常用方法：高压蒸汽灭菌法 同一温度下，湿热的杀菌效力比干热大 考点1 微生物的基本培养技术 注意：区别芽孢和孢子 ①芽孢壁很厚是休眠体，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力，不是繁殖体。 ②孢子是细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。有时候可直接由营养细胞通过细胞壁加厚和积贮养料而形成。 考点1 微生物的基本培养技术 注意： ③做好消毒和灭菌工作后，要注意避免已经灭菌处理的材料用具 与 接触。 ④为了避免周围环境中微生物的污染，接下来的许多操作都应在超净工作台上并在 附近进行。 周围的物品 酒精灯火焰 考点1 微生物的基本培养技术 项目 消毒 灭菌 作用强度 较为 的理化因素 的理化因素 作用程度 杀死物体表面或内部____ 微生物 杀死物体内外的 微生物 芽孢和孢子 一般不能杀灭 能杀灭 适用对象 实验操作的空间、操作者衣着和双手 微生物培养器皿、接种用具和培养基等 常用方法 消毒法、 消毒法等 灭菌法、 灭菌法、 灭菌法等 温和 强烈 一部 分 所有 煮沸 巴氏 湿热 干热 灼烧 考点1 微生物的基本培养技术 3、微生物的纯培养 一定形态结构 固体培养基 是鉴定菌种的主要标记 考点1 微生物的基本培养技术 3、微生物的纯培养 （1）制备培养基 配制培养基 灭菌 调节pH 倒平板 接种和分离 培养 配制培养基 灭菌 调节pH 倒平板 考点1 微生物的基本培养技术 ①配制培养基 ②灭菌 15～20 g琼脂 湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法 干热灭菌 考点1 微生物的基本培养技术 ③倒平板 酒精灯火焰 灼烧灭菌 冷凝后平板倒置 温度过高会烫手，温度过低培养基会凝固（琼脂在44℃以下凝固） 火焰附近存在无菌区域 考点1 微生物的基本培养技术 倒平板的操作 ①拔出锥形瓶的棉塞 ②将瓶口迅速通过火焰 ③用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，立即盖上皿盖。 ④等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。 不要完全打开，以免杂菌污染培养基 防止培养基表面的水分过度挥发；防止皿盖上的冷凝水珠落入培养基，造成污染 通过灼烧灭菌，防止瓶口微生物污染培养基 考点1 微生物的基本培养技术 注意： ①在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板应弃用，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。 ②如何确定所倒平板是否被杂菌污染或灭菌是否彻底： 将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养12∼24 h，观察是否有菌落存在，如果有菌落说明培养基被杂菌污染或灭菌不彻底。 考点1 微生物的基本培养技术 （2）接种和分离酵母菌 平板划线法 培养 生长繁殖 单个细胞 菌种 单个菌落 连续划线 稀释分散 考点1 微生物的基本培养技术 ①工具 接种环 接种针 滴管 涂布器 连续划线法 分区划线法 ②划线方法: 考点1 微生物的基本培养技术 ③平板划线法具体操作 ①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红。 ②在火焰旁冷却接种环。同时，拔出装有酵母培养液的试管的棉塞。 ③将试管口通过火焰。 ④在火焰附近用的接种环蘸取一环菌液 第1次划线前灼烧的目的：取菌种前灼烧，杀死接种环上原有的微生物，防止外来微生物干扰。 避免接种环温度太高，杀死菌种 考点1 微生物的基本培养技术 ⑥在火焰附近将皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖。 ⑤将试管口通过火焰，并塞上棉塞。 ⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。注意不要将最后一次划线与第一次的划线相连。 ③平板划线法具体操作 线条末端细菌的数目比起始处要少，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细胞繁殖而来的菌落。 考点1 微生物的基本培养技术 每次划线前灼烧接种环的目的是什么？ 第1次划线前灼烧的目的：杀死接种环上原有的微生物，防止外来微生物干扰。 2~5次划线前灼烧的目的：杀死上次划线后残留在接种环上的菌种，使下次划线的菌种直接来自上次划线末端，使每次划线菌种数目减少，达到分离菌种的目的。 接种结束后灼烧的目的：杀死接种环上残存的菌种，避免污染环境或感染操作者。 考点1 微生物的基本培养技术 注意： ⑤划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 ①接种环只蘸一次菌液，但要在培养基不同位置连续划线多次； ②划线首尾不能相接； ③每次划线前灼烧接种环进行灭菌； ④划线操作结束后，仍需灼烧接种环，培养皿倒置培养。 考点1 微生物的基本培养技术 （3）接种和分离酵母菌 在接种酵母菌的培养基上可观察到独立的菌落，这些菌落在颜色、形状和大小上相似，酵母菌菌落一般表面光滑，多呈乳白色。如果观察到了不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或无菌操作不规范。 恒温培养箱 28 考点1 微生物的基本培养技术 对照组 下图是平板划线操作的示意图，据图回答下列问题： 用图中字母和箭头表示平板划线操作的正确步骤：_________________ 。 d→b→f→a→f→e →c→h→g 题型剖析 微生物的选择培养和计数 考点2 考点梳理 1、选择培养基 （1）概念 （2）原理： 在微生物学中，将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，称为选择培养基。 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。 考点2 微生物的选择培养和计数 37 （3）选择培养基四种常见制备方法或实例 ①加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分) 原理 举例 依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以“抑制”不需要的微生物的生长， “促进”所需要的微生物的生长。 在培养液中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌 考点2 微生物的选择培养和计数 （3）选择培养基四种常见制备方法或实例 ②改变培养基的营养成分 培养基缺乏氮源时 培养基缺乏有机碳源时 可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存 异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物而生存 考点2 微生物的选择培养和计数 （3）选择培养基四种常见制备方法或实例 ③利用培养基“特定化学成分”分离 当石油为唯一碳源时 当尿素是唯一氮源时 不能利用石油的微生物不能生存，能够利用石油的微生物能生存，从而分离出能降解石油的微生物 不能利用尿素的微生物因缺乏氮源而不能正常生长，能够分解尿素的微生物能利用尿素作为氮源而正常生长 当以纤维素为唯一碳源时 能分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖 考点2 微生物的选择培养和计数 （3）选择培养基四种常见制备方法或实例 ④通过某些“特殊环境”分离 在高盐环境中 在高温环境中 可分离耐盐微生物，其他微生物在— 盐浓度高时易失水而不能生存 可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温中因酶失活而无法生存 考点2 微生物的选择培养和计数 （4）实例 实例1：分离分解尿素的细菌 ①设计原理：分解尿素的细菌能合成_______，催化尿素分解产生_____，为其生长提供氮源。 ②配方设计：以________为唯一________。 ③鉴别：氨会使培养基的碱性增强，在培养基中加入 培养细菌，若指示剂变 ，可确定该细菌能够分解尿素。 脲酶　 NH3　 尿素 氮源 CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2 脲酶 NO3-、NH4＋ 酚红指示剂 红 考点2 微生物的选择培养和计数 实例2：分离纤维素分解菌 纤维素 刚果红 红色复 合物 考点2 微生物的选择培养和计数 注意： ①因为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目的菌，还需进一步的鉴定。 设置基础培养基（如牛肉膏蛋白胨培养基）或完全培养基作为对照，若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数多于该选择培养基，则该选择培养基具有选择性。 ②如何证明一个选择培养基具有选择性呢？ 考点2 微生物的选择培养和计数 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。取土样用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌。 （2）等比稀释：土壤中细菌的数量庞大，要想得到能分解尿素的细菌的纯培养物，必须要对土壤进行充分稀释，然后再将菌液涂布到制备好的选择培养基上。 考点2 微生物的选择培养和计数 （2）等比稀释：将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 稀释倍数 考点2 微生物的选择培养和计数 （3）涂布平板操作： 培养基 酒精 冷却 考点2 微生物的选择培养和计数 （3）涂布平板操作： （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1-2d。 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。 菌液 考点2 微生物的选择培养和计数 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 分离结果     关键操作 接种环在固体培养基表面连续划线 ①系列的梯度稀释；②涂布平板操作 接种用具 接种环 涂布器 稀释涂布平板法和平板划线法的比较 考点2 微生物的选择培养和计数 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 优点 可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 可以计数，可以观察菌落特征 缺点 不能计数 操作复杂，需要涂布多个平板 共同点 都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的菌落；都可用于观察菌落特征 考点2 微生物的选择培养和计数 3、微生物的数量测定方法 （1）显微镜直接计数法 常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数 对细菌等较小的细胞进行观察和计数 优点：快速、直观 考点2 微生物的选择培养和计数 （2）间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法) ①原理： 当样品的稀释度足够 时，培养基表面生长的一个 ，来源于 中的一个 。通过计数平板上的 数，就能推测出样品中大约含有多少 。 高 菌落 样品稀释液 活菌 菌落 活菌 考点2 微生物的选择培养和计数 （2）间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法) ②操作要点： b.为了保证结果准确，一般选择菌落数为________的平板计数，并且在同一稀释度下，应至少对____个平板进行重复计数，并求平均值。 c.统计结果往往比实际值____。 30～300 少 3 a.样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目，恰当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键。 因为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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。 考点2 微生物的选择培养和计数 4、实验：土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 菌落数目稳定　 3～8 稀释涂布平板 30～37 30～300 每隔24h统计一次菌落数目，最后选取菌落数目稳定时的记录作为结果。 考点2 微生物的选择培养和计数 对照的培养皿中 无菌落生长 对照的培养皿中 有菌落生长 30～300 考点2 微生物的选择培养和计数 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？ 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。 (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？ 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？ 火焰附近存在无菌区域。 题型剖析 [教材新命题点思考] 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_________________________________________________________ _______________________________________________。 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____________________________________________________。 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 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 题型剖析 2．(2024·广东茂名一模)研究人员欲筛选出能高效降解一次性口罩(主要是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维)的细菌，设计了下图所示的流程。回答下列问题：   (1)土壤是微生物的天然培养基，该培养基能为微生物的生长提供的四大营养物质分别是碳源、________________________。 培养基能为微生物的生长提供的四大必需营养物质分别是碳源、氮源、水和无机盐，土壤是微生物的天然培养基，也能为微生物的生长提供这些营养物质。 氮源、水和无机盐　 题型剖析 小本-T2．(2024·荆州高三月考)培养基是人们按照培养对象对营养物质的不同需求配制的营养基质。下列有关培养基的配制和使用的叙述，正确的是(　　) A．微生物培养基的组成成分必须含有碳源、氮源、水和无机盐 B．用动、植物的体细胞进行细胞培养，均可用固体培养基 C．接种前要了解固体培养基是否被污染可接种蒸馏水来培养检测 D．使用过的微生物培养基应进行高压蒸汽灭菌处理后再丢弃 D 题型剖析 小本-T3．(2024·广东惠州高三一模)下图表示培养和纯化X细菌的部分操作步骤，下列相关叙述正确的是(　　)   A．对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌处理 B．步骤①倒平板操作时，倒好后应立即将其倒过来放置 C．步骤②的目的是使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落 D．步骤③划线结束后在培养皿皿盖上做好标注 C 题型剖析 小本-T5．(2024·广东广州一模)为制备圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌微生物菌剂，以降解厨余垃圾废液中淀粉、蛋白质、脂肪等物质，研究人员探究了圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌处理某厨余垃圾废液的最佳接种量比，将两种菌液进行了不同配比的分组处理，如下表所示。下列叙述错误的是 (　　) A.微生物利用其合成分泌的淀粉酶、蛋 白酶、脂肪酶等分解废液中的相关物质 B．实验过程中，需将上述菌液分别接种 于相同体积的厨余垃圾废液中进行培养 C．本实验还需设置对照组，具体处理是 将适量R2组的菌液接种到等量无菌水中 D．可通过检测实验前后废液中淀粉、蛋白质、脂肪的含量，以确定适宜的配比 C 编号 R0 R1 R2 R3 圆褐固氮菌∶巨大芽孢杆菌 1∶0 2∶1 1∶1 0∶1 题型剖析 11．(2024·武汉高三月考)自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。回答下列问题： (1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供________________和维生素等。 (2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊(如下图所示)，表明___________________________。 氮源、碳源 A菌能在培养平板中生长繁殖 题型剖析 (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薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现________。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。 (4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证(主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱)。 ____________________________________________。 稀释　 溶菌圈 假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂 题型剖析 加 油！ 学 习 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 ___________ NH、NO等 光能 硝化细菌 ___________ NH3 NH3的氧化　 根瘤菌 糖类等有机物 _________ 有机物 酵母菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物 $$