第9单元 第1讲 微生物的培养和利用（Word教参）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（浙科版 浙江专版）

第一讲　微生物的培养和利用 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。 6．活动：(1)接种、培养并分离酵母菌。(2)能分解尿素的微生物的分离与计数。 考点一　微生物的培养需要适宜条件 [对应学生用书P242] 1．培养基 2．灭菌 3．无菌技术 (1)概念：在培养某种微生物时，防止其他微生物混入，保持无菌物品及无菌区域不被污染的操作技术。 (2)培养基分装 (3)接种 提醒：①培养基分装时不要让培养基黏附在三角瓶口、试管口、培养皿内壁上，以避免非目标微生物污染。 ②对于受热易分解的物质(如尿素)和易焦化的物质(如葡萄糖)，可以采用已在121 ℃下高压蒸汽灭菌的、孔径最小的G6玻璃砂漏斗进行过滤除菌后，再在超净工作台内添加到培养基中。 4．活动：配制可用于培养酵母菌的马铃薯蔗糖培养基 易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH。(　　√　　) (2)某醋酸菌培养基由蛋白胨、酵母提取物和甘露醇组成。其中甘露醇的主要作用是提供氮源。(　　×　　) (3)制备尿素固体培养基时，应先将适宜浓度的尿素溶液用高压蒸汽灭菌过的G6玻璃砂漏斗过滤。(　　√　　) (4)对培养基进行高压蒸汽灭菌时，灭菌时间应从接通电源时开始计时。(　　×　　) (5)配制醋酸菌培养基时，应将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容，先高压蒸汽灭菌，再调pH，经冷却后加入3%的无水乙醇。(　　×　　) [例1] (2025·浙江杭州二中月考)某科研兴趣小组用如图所示的滤膜法测定饮用水中大肠杆菌的含量(所用滤膜孔径小于大肠杆菌)，下列叙述正确的是(　　　) A.实验检验前，滤杯、滤瓶、镊子、培养皿和培养基均需消毒处理 B．大肠杆菌在含有伊红美蓝的培养基上培养得到的菌落呈黑色，培养基属于选择培养基 C．配制培养基时，应满足大肠杆菌所需营养物质及调节pH为中性或微碱性 D．培养基上只有大肠杆菌能正常生长，可根据总菌落的数目估算出水样中大肠杆菌的数量，结果一般比真实值偏低 C　解析：滤杯、滤瓶、镊子、培养皿和培养基等均需灭菌处理，A错误；大肠杆菌在含有伊红美蓝的培养基上培养得到的菌落呈黑色，该培养基属于鉴别培养基，B错误；培养大肠杆菌应该将培养基pH调节至中性或微碱性，并满足大肠杆菌所需营养物质，C正确；该培养基不一定只有大肠杆菌能够生长，还可能有其他杂菌在该培养基上生长，D错误。 [例2] (2024·浙江衢州质检)无菌操作是微生物培养过程中的关键环节，下列叙述错误的是(　　　) A．煮沸可以杀死微生物细胞和一部分芽孢，达到消毒目的 B．培养真菌时，在培养基中加入青霉素可抑制某些细菌的生长 C．在酒精灯火焰旁操作可以减少空气中微生物落入培养基的可能性 D．含葡萄糖的培养基需在121 ℃(1 kg/cm2)条件下高压蒸汽灭菌20 min D　解析：葡萄糖在115 ℃以上会焦化，因此对含葡萄糖的培养基，应采用适当降低温度、压力(112 ℃，500 g/cm2)以及延长时间(30 min)的高压灭菌方法灭菌，D错误。 灭菌、消毒与防腐的比较 考点二　目标微生物的分离与纯化 [对应学生用书P244] 1．目标微生物的分离和纯化 (1)单菌落：在固体培养基上采用划线或稀释涂布的方法接种，通过培养能获得由一个细胞分裂形成的、肉眼可见的、有一定形态构造的子细胞集团，这样的细胞集团称为单菌落。 (2)两种纯化方法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 主要步骤 接种环在固体培养基表面连续平行划线、扇形划线和多次连续平行划线 系列梯度稀释操作和涂布平板操作 接种工具 接种环 涂布器 能否用于计数 不能计数 可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板 培养结果 共同点 都能将微生物分散到固体培养基表面，以获得单菌落，达到分离纯化微生物的目的，也可用于观察菌落特征 2.活动：接种、培养并分离酵母菌 (1)原理：使用特定的接种技术可以在接种之后得到目标微生物的单菌落，从而实现对目标微生物的分离。 (2)步骤 (3)实验结果的分析 ①培养未接种的培养基的目的是检查培养基制备是否合格。未接种的培养基表面若有菌落生长，则说明培养基被污染，应该重新制备；若无菌落生长，则说明未被污染。 ②在接种酵母菌的固体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。 ③若在固体培养基中观察到不同形态的菌落，原因可能是菌液不纯，混入其他杂菌，或在实验操作过程中被杂菌污染。 深度思考——挖掘新命题点 (1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是由根瘤菌繁殖形成的单菌落。 (2)灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，其原因是避免接种环温度过高，烫死菌种。 (3)平板划线法划线过程中，不能将最后一次的划线与第一次的划线相连，为什么？ 平板划线法通过依次在上一次划线末端再次划线达到菌种稀释，获得单菌落。若将最后一次的划线与第一次的划线相连则无法达到这一目的。 [例1] 下图所示的平板划线法操作，正确的是(　　　) B　解析：平板上划线的工具为接种环，如题图所示的划线分离操作，A题图很难得到由单个细胞发育而来的菌落，A错误；B题图划线从上次划线末端开始，容易得到由单个细胞发育而来的菌落，B正确；C题图划线没有从上次划线的末端开始，第二次及以后的划线过程中，接种环上没有菌种，不能得到由单个细胞发育而来的菌落，C错误；D题图划线不是从上次划线末端开始，不容易得到由单个细胞发育而来的菌落，D错误。 [例2] (2024·浙江温州高三检测)稀释涂布平板法是分离菌种常用的方法，下列相关叙述不恰当的是(　　　) A.固体培养基灭菌后，应冷却至50 ℃左右时倒平板 B．倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影响菌的生长 C．利用稀释涂布平板法分离的单菌落需进一步划线纯化 D．稀释涂布平板法既可用于微生物的分离，也可用于微生物的计数 B　解析：倒好的平板需要冷却后使用，且不宜久存，以免表面干燥，影响接种后微生物的生长，B错误。 [例3] (2025·浙江丽水模拟)为了调查湖水中细菌的污染情况，某小组同学进行了相关实验，其中包括制备培养基、灭菌、接种、培养及菌落观察计数。下列叙述错误的是(　　　) A.LB培养基中的蛋白胨可为细菌提供碳源和氮源 B．配制好的培养基，分装到锥形瓶，放入高压蒸汽灭菌锅灭菌 C．培养接种无菌水的平板作为对照，可检验培养基的灭菌是否合格 D．若实验组平板上出现形态和颜色不同的菌落，说明湖水遭受严重污染 D　解析：LB培养基中的蛋白胨来源于动、植物蛋白，含有糖类、维生素和有机氮化合物等营养物质，可为细菌提供碳源和氮源，A正确；配制好的培养基，分装到锥形瓶，塞好棉塞，用牛皮纸将瓶口包裹好，放入高压蒸汽灭菌锅灭菌，B正确；培养接种无菌水的平板作为对照，可检验培养基的灭菌是否合格，C正确；若实验组平板上出现形态和颜色不同的菌落，说明湖水中含有多种微生物，并不能说明湖水遭受严重污染，D错误。 考点三　显微镜计数法与选择培养 [对应学生用书P245] 1．稀释涂布平板法测定微生物数量 (1)在保证能准确计数的前提下减小稀释度。 (2)将相同稀释度下的多组数值取平均值后再进行计算。即：每毫升菌液中微生物细胞的数量＝某一稀释倍数下至少3个培养皿的平均菌落数÷菌液稀释液体积×稀释倍数。 2．血细胞计数板计数法 (1)计数板：红细胞计数区又分成25(或16)个中方格，每个中方格分为16(或25)个小方格。 (2)计数 ①先将专用的盖玻片盖在计数板上，再用吸管在中央平台盖玻片边缘滴加摇匀的酵母菌悬液，让菌液渗入盖玻片下直至充满计数区。 ②酵母细胞计数可在红细胞计数区进行。对有25个中方格的红细胞计数区选取四个角和正中央的五个中方格(总计80个小方格)进行细胞计数。 ③为了避免重复计数压在小方格边缘线上细胞的数目，只计数每一小方格上方和左侧线条上的细胞数(即“数上不数下”“数左不数右”)。 ④计算公式：酵母细胞个数/mL＝80个小方格细胞总数/80×400×10 000×稀释倍数。 3．影响微生物生长的因素 培养基中营养物质的浓度和比例 营养物质浓度 过高 抑制微生物生长 过低 不能满足微生物生长的需要 营养物质比例 微生物发酵生产谷氨酸时C/N为4∶1→C/N为3∶1 大量繁殖→繁殖减缓 N/P为4.5 微囊藻生长最好 生长 条件 光能自养型 只提供水和无机盐，不提供有机物，但必须提供光照 需氧型微生物 应该进行振荡培养以保证氧气供应 厌氧型微生物 静置或在培养基表面添加用于隔绝空气的液体石蜡 4.选择培养基 (1)概念：在培养基中添加(或减去)某种化学成分，使得只有某些特定的微生物能够生长，其他微生物均不能生长。 (2)作用：从混杂的微生物群体中快速筛选出所需种类的目标微生物，也可以从已知种类的混杂的细胞群体中筛选出特定的细胞。 (3)几种选择培养基的举例 特性 主要用途 设计原理 加入青霉素 分离酵母菌等真菌 青霉素能抑制非抗性细菌生长，对真菌无作用 不加氮源 分离固氮微生物 固氮微生物能利用空气中的氮气 不加碳源 分离自养型微生物 自养型微生物能利用无机碳源 5.活动：能分解尿素的微生物的分离与计数 (1)实验原理 (2)方法步骤 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)从淤泥中分离细菌时常用平板划线法或稀释涂布平板法，两种方法均能在固体培养基上形成单菌落。(　　√　　) (2)为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过人工诱变后再筛选获得，或利用转基因等技术获得。(　　√　　) (3)硝化细菌在没有碳源的培养基上不能生长。(　　×　　) 2．深度思考——挖掘新命题点 (1)尿素固体培养基如何实现对能分解尿素的细菌的筛选？ 该培养基中唯一氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能够分解尿素，而不能合成脲酶的微生物不能分解尿素，会因缺乏氮源而无法生长繁殖，所以用该培养基能够筛选出能分解尿素的细菌。 (2)用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数，其原理是当样品稀释度足够高时，平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌。 [例1] (2025·浙江天域名校协作体联考)木质素是一种大量存在于秸秆中的含碳有机物。木质素降解菌分泌的漆酶不仅能降解木质素，还可催化蓝色物质苯胺蓝分解成H2O和CO2。研究人员利用苯胺蓝培养基筛选高效降解木质素的菌株。下列叙述错误的是(　　　) A．从秸秆还田的土壤中取样并加入无菌水制备菌悬液 B．使用涂布器将稀释的菌液接种至苯胺蓝培养基 C．挑选周围出现较大蓝色环带的菌落进行后续实验 D．产漆酶菌能在以木质素为唯一碳源的培养基中生长 C　解析：因为秸秆还田的土壤中通常富含降解木质素的微生物，所以从这样的土壤中取样来筛选降解菌，为了获得单菌落，需要加入一定量的无菌水制备菌悬液，A正确；研究人员利用苯胺蓝培养基筛选高效降解木质素的菌株，可以使用稀释涂布平板法，用涂布器将稀释的菌液接种至苯胺蓝培养基中，能降解木质素的菌种会分泌漆酶催化苯胺蓝分解，在该菌落的周围会产生透明圈，所以可根据是否产生透明圈及透明圈的大小筛选出高效降解木质素的菌株，B正确；为了筛选高效降解木质素的菌株，应选择周围出现较大透明圈的菌落进行后续实验，C错误；产漆酶菌产生的漆酶可以降解木质素，为该菌生长提供碳源，所以产漆酶菌能在以木质素为唯一碳源的培养基中生长，D正确。 [例2] 血细胞计数板是酵母菌计数的常用工具，如图表示一个计数室及显微镜下一个中方格菌体分布情况。下列有关叙述错误的是(　　　) 　 A．每次选取计数室四个角和中央的五个中格计数，目的是减小误差 B．需要先盖盖玻片再滴加样液，等酵母菌全部沉降后方可计数 C．每天的取样时间可任意选择，但取样前要摇匀培养液，目的是使酵母菌均匀分布，减小误差 D．若五个中格酵母菌平均数为上图所示，则估算酵母菌的总数为6×106个/mL C　解析：每次选取计数室四个角和中央的五个中格计数，目的是取样计数并求平均值，以减小误差，A正确；制片时，应先将盖玻片盖上，再将培养液滴在计数板的一侧，等酵母菌全部沉降后方可计数，B正确；每天计数酵母菌数量的时间要固定，防止由于取样时间不同造成实验误差，C错误；酵母菌在计数时，计数原则为“计上不计下，计左不计右”，因此计数相邻两边。如果计数的中格酵母菌平均数为题图所示的24个，则1 mL培养液中酵母菌的总数＝24÷16×400×104＝6×106个，D正确。 测定微生物数量的两种方法的比较 [对应学生用书P247] 1．(2025·浙江1月卷)传统发酵技术为我们提供了多种食品、饮料及调味品。下列叙述错误的是(　　　) A．泡菜的风味由乳酸菌的种类决定 B．用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌 C．家庭酿制米酒的过程既有需氧呼吸又有厌氧呼吸 D．传统发酵通常是利用多种微生物进行的混合发酵 A　解析：泡菜的风味由原料、发酵菌种类、发酵环境等因素共同决定，A错误；用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌，醋酸菌是好氧型微生物，B正确；家庭酿制米酒主要用的是酵母菌，在酿制米酒的过程中，首先让酵母菌在有氧的环境中进行增殖，然后在无氧的环境中进行发酵，C正确；传统发酵食品所用的是自然菌种，没有进行严格的灭菌，以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，D正确。 2．(2023·浙江1月卷)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是(　　　) A．培养基pH需偏碱性 B．泡菜汁需多次稀释后才能划线接种 C．需在无氧条件下培养 D．分离得到的微生物均为乳酸菌 C　解析：培养乳酸菌的培养基应偏酸性，A错误；划线接种时，泡菜汁无需进行多次稀释，B错误；乳酸菌是厌氧菌，需在无氧条件下培养，C正确；泡菜汁中还有酵母菌等，因此分离得到的微生物不只有乳酸菌，D错误。 3．(2021·浙江6月卷)下列关于原生质体和细胞计数的叙述，错误的是(　　　) A．测定植物原生质体的密度时，可用血细胞计数板 B．红墨水不能进入活细胞，可用于检测细胞的存活状态并计数 C．稀释涂布平板法和平板划线法均能得到单菌落，都可用于细胞计数 D．酵母菌在液体培养基中培养一段时间后，可用比浊计测定其密度 C　解析：测定植物原生质体的密度时，可用血细胞计数板，A正确；活细胞的细胞膜具有选择透过性，红墨水中的色素分子不能透过细胞膜，当细胞死亡后，细胞膜失去选择透过性，红墨水中的色素分子能进入细胞，所以可用红墨水检测细胞的存活状态并计数，B正确；平板划线法不能用于细胞计数，C错误；酵母细胞的密度与浑浊度指标存在一定的数量关系，所以酵母菌在液体培养基中培养一段时间后，可用比浊计测定其密度，D正确。 4．(经典高考题改编)回答与微生物培养及应用有关的问题： (1)对培养基进行高压蒸汽灭菌时，灭菌时间应从________________________时开始计时。对于不耐热的液体培养基，一般可将其转入G6玻璃砂漏斗中进行________除菌。 (2)与酿造果醋相比，利用大米、高粱等富含淀粉的原料制醋，需增加________________的过程。某醋酸菌培养基由蛋白胨、酵母提取物和甘露醇组成，其中甘露醇的主要作用是____________。 (3)为筛选胞外α－淀粉酶分泌型菌种，一般从________(A.果园树下　B．肉类加工厂周围　C．米酒厂周围　D．枯树周围)获得土样，用无菌水稀释，涂布到含有淀粉的选择培养基上培养，一段时间后在培养基表面滴加碘液，可在菌落周围观察到透明的水解圈。若要筛选酶活性较高的菌种，需挑选若干个________________________比值大的菌落，分别利用液体培养基振荡培养进行扩增。然后将培养液离心，取__________用于检测酶活性。 答案：(1)达到设定的温度或压力值　过滤 (2)将淀粉分解成糖　作为碳源 (3)C　水解圈直径与菌落直径　上清液 解析：筛选富含α－淀粉酶的菌种要在富含淀粉的环境中筛选。水解圈直径与菌落直径比值越大说明菌种分泌的酶活性越高。 学科网（北京）股份有限公司 $$