内容正文:
微生物的培养技术和应用
第35讲
2026年高考一轮复习
2026年高考一轮复习
黑吉辽蒙专用
1
智能导览·极速定位
02
体系构建·思维领航
03
考点突破·考向探究
04
真题感知·命题洞见
考点一 微生物的基本培养技术
知识点1 培养基的配制
知识点2 无菌技术
知识点3 微生物的纯培养
考向1 微生物的基本培养技术
01
考情解码·考点定标
05
学以致用·能力提升
考点二 微生物的选择培养和计数
知识点1 选择培养基
知识点2 微生物的选择培养
知识点3 微生物数量的测定
考向1 微生物的选择培养和计数
教材边角挖掘
命题情境创设
考情透视·目标导航
考情分析 题型有选择题、解答题。本专题知识难度较高,要求基础要扎实。考查学生对相关微生物培养整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目,考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
在2024年、2025年辽宁卷非选择题遗传大题中考查了基因突变的特点和原因。2024年、2025年辽宁卷选择题考查了染色体变异的内容。2025年,江苏卷,湖北卷,河南卷中有出题考查。
复习目标
1.获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。
2.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的基础。
3.阐明无菌技术是在操作过程中,保持无菌物品和无菌区域不被微生物污染的技术。
4.举例说明通过调整培养基的配方可有目的的培养某种微生物。
5.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。
6.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。
3
体系构建·思维领航
选择培养基的作用
稀释涂布平板法
科学实例
筛选原则
选择培养基的概念及举例
稀释涂布平板法操作过程
间接计数法—稀释涂布平板法
直接计数—计数板计数法
培养基的制备
土壤取样
样品的稀释
稀释涂布平板法接种
微生物的培养与观察
实验设计
无菌技术
微生物的纯培养
紫外线消毒
化学药物消毒
巴氏消毒
煮沸消毒
培养基的配制
培养基的种类
培养基营养成分
消毒
灭菌
湿热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
平板划线法
稀释涂布平办法
微
生
物
的
选
择
培
养
和
计
数
微生物的基本培养技术
微生物数量测定
选择培养基
微生物选择培养
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
考点突破·考向定标
考点一
微生物的基本培养技术
知识点1 培养基的配制
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
1.培养基的配制
培养基概念:
人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。
培养基作用:
用以培养、分离、鉴定、保存微生物或
积累其代谢物。
按物理性质划分:
按化学成分划分:
按用途划分:
培养基类型:
固体培养基
液体培养基
天然培养基
合成培养基
鉴别培养基
选择培养基
知识点1 培养基的配制
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
培养微生物后
液体培养基:
固体培养基:
培养基类型:
分离、计数、鉴定、
菌种保存等
有无凝固
剂如琼脂
微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长形成肉眼可见的菌落
用于扩大微生物种群数量
知识点1 培养基的配制
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
培养基的基本成分:
水
碳 源
无机碳源:
有机碳源:
CO2、CO32-、HCO3-。
葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等。
自养微生物
异养微生物
①构成细胞物质和一些代谢产物
②说明微生物的同化作用类型
作用:
碳 源
无机盐
氮 源
凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质。
来源于动物,含有糖、维生素和有机氮等营养物质
牛肉膏、蛋白胨:
知识点1 培养基的配制
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
培养基的基本成分:
无机盐
氮 源
NH4+、NO3-、NH3等。
牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等。
无机氮源:
有机氮源:
Zn、Cu、Mn、Co、Mo等
大量元素:
微量元素:
Ca、K 、Mg等
为什么培养基需要氮源?
是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的
其他条件
生长因子
常见的生长因子:
作用:
微生物生长不可缺少的微量有机物。
酶和核酸的组成成分。
维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。
知识点1 培养基的配制
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
一般情况下,不添加氮源培养基可用来培养_____微生物
固氮
① 含C、H、O、N有机物可作为异养型微生物的碳源、氮源、能源。
② 自养型微生物与异养型微生物培养基的主要差别在于碳源。自养型微生物所需的碳源来自无机碳源,异养型微生物所需的碳源来自有机碳源,因此可以根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型。
③ 氮源主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等。无机氮源不但能给自养型微生物提供氮源,也能作为能源物质,如NH3既作为硝化细菌的氮源,也作为能源(NH3氧化释放的化学能)。
④ 无机盐除了可以调节酸碱平衡、维持一定的渗透压之外,提供无机营养,有些无机盐离子可以作为化能合成菌的能源(如铁细菌)。
⑤水的功能:良好的溶剂,维持生物大分子结构的稳定。
知识点1 培养基的配制
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
其他条件
还需满足不同微生物生长对pH、氧气及特殊营养物质的要求
培养的微生物 需要满足的其他要求
乳酸杆菌 培养基中添加维生素
霉菌 将pH调至酸性
细菌 将pH调至中性或微碱性
厌氧微生物 需要提供无氧条件
知识点1 培养基的配制
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
其他条件
还需满足不同微生物生长对pH、氧气及特殊营养物质的要求
培养的微生物 需要满足的其他要求
乳酸杆菌 培养基中添加维生素
霉菌 将pH调至酸性
细菌 将pH调至中性或微碱性
厌氧微生物 需要提供无氧条件
知识点2 无菌技术
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
(1)目的:__________________________。
(2)关键:________________。
获得纯净的微生物培养物
防止杂菌污染
项目 消毒 灭菌
作用强度 较为______ _______的物理、化学因素
消灭微生物
的数量 物体表面或内部 微生物 物体内外的 微生物
能否消灭
芽孢、孢子 消灭 芽孢 能消灭 芽孢和孢子
适用对象 操作空间、操作者
的衣着和手等 接种环、接种针、
玻璃器皿、培养基等
常用方法
温和
强烈
一部分
所有
部分
全部
煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法
湿热灭菌、干热灭菌灼烧灭菌
知识点2 无菌技术
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
消 毒
指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死
物体表面或内部一部分微生物。
(1)概念:
(2)常用的消毒方法
100℃煮沸5~6min,
可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。
煮沸消毒法
巴氏消毒法
化学药剂消毒法
紫外线消毒法
62~65℃下消毒30 min或80~90℃处理30s~1min
适合一些不耐高温的液体,如牛奶。可以杀死牛奶中的绝大多数微生物,并且不破坏牛奶的营养成分。
用70%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。
接种室、接种箱或超净工作台在使用前可用紫外线照30min。可杀死物体表面和空气中的微生物。在照射前,适量喷洒石碳酸或煤酚皂溶液等消毒液,可以加强消毒效果。
知识点2 无菌技术
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
湿热灭菌
利用
沸水
流通蒸汽
高压蒸汽
高压蒸汽灭菌
效果最好
100KPa
121℃
15--30min
工具为高压蒸汽灭菌锅,常用于培养基、无菌水等的灭菌。
注:使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃,以免污染环境。
知识点2 无菌技术
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
干热灭菌
将灭菌物品放入密闭
容器如干热灭菌箱,
在160~170℃的热
空气中维持2~3h。
耐高温,需保持干燥的物品,适用于
玻璃器皿 (如试管、培养皿、吸管、注射器)
金属器具 (如针头、 镊子、剪刀等)的灭菌
知识点2 无菌技术
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
灼烧灭菌
将灭菌对象直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,使微生物燃烧,可以迅速地彻底地灭菌。
灭菌对象:适用于微生物的接种工具,如涂布器、接种环、接种针或其它金属用具,试管口、瓶口等容易被污染的部位
知识点2 无菌技术
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
【教材隐性知识】教材隐性知识:源于选择性必修3 P10“相关信息”: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。
代谢物
知识点3 微生物的纯培养
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
最常用的接种方法是______________和__________________。
灭菌
分离
平板划线法
稀释涂布平板法
①培养物:
②纯培养物:
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
③纯培养:
获得纯培养物的过程
培养物、纯培养物、纯培养的概念
菌落的概念
由一个微生物细胞繁殖而来的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
配制培养基、________、接种、________和培养等。
由单一个体繁殖所获得的微生物群体
概念:
步骤:
④接种方法:
知识点3 微生物的纯培养
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
菌落
1. 概念:
2.特征:
分散的微生物(单一个体)在适宜的 表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的 。
固体培养基
子细胞群体
形状、大小、光泽度、颜色、透明度等。
—是鉴定菌种的重要依据
3.获得单菌落的方法:
①平板划线法
②稀释涂布平板法
毛霉
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
培养基灭菌: ;
培养四灭菌: ;
酵母菌纯培养的操作步骤:
配制培养基:
灭菌:
倒平板:
制备培养基
湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法
干热灭菌
去皮马铃薯200g,切成块
加水1000ml,加热煮沸至马铃薯软烂
用纱布过滤
用蒸馏水定容至1000ml
加入20g葡萄糖15-20g琼脂
待培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。
等待平板冷却凝固后才能进行
知识点3 微生物的纯培养
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
平板划线法
方法:
原理:
接种和分离
对照组:
实验组:
培养酵母菌
未接种平板倒置培养
接种平板倒置培养
单个细胞
微生物群
单个菌落
连续划线
分散或稀释
生长繁殖
结果分析
①在未接种的培养基表面是否有菌落生长
②在接种酵母菌的培养基上可观察到单菌落。如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致,并符合酵母菌菌落的特点,
③如果观察到了不同形态的菌落,可能是接种的菌种不纯或者无菌操作不规范等原因引起的。
知识点3 微生物的纯培养
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
①灼烧接种环,直至接种环金属丝烧红
②在火焰旁冷却接种环,拔出酵母菌培养液试管的棉塞
③试管口通过火焰
④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液
⑤试管口通过火焰,
并塞上棉塞
⑥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
知识点3 微生物的纯培养
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
灼烧时期 目的
取菌种前
每次划线前
接种结束后
杀死接种环上原有微生物。
杀死上次划线残留菌种,使下次划线菌种直接来自上次划线末端
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。
知识点3 微生物的纯培养
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
第二次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?
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。
知识点3 微生物的纯培养
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
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?
培养未接种的培养基的作用是对照,未接种的培养基经过培养后无菌落生长,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。
知识夯基
考向研析
考点一 微生物的基本培养技术
⑤在灼烧接种环之后,要等其冷却后再进行划线以免接种环温度太高,杀死菌种。
第1区划线
接种环灭菌
第2区划线
接种环灭菌
第3区划线
接种环灭菌
接种环灭菌
1
2
3
4
5
①接种环只蘸一次菌液,在培养基不同位置连续划线多次
平板划线法在划线时注意哪些问题?
④划线后,培养皿倒置培养
②划线首尾不能相接
③每次划线前接种环进行灼烧灭菌,待冷却后再开始画线
知识夯基
考向研析
考向一 微生物的基本培养技术
考点一 基因突变和基因重组
1.平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.不含氮源的平板不能用于微生物培养
B.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
D
不含氮源的平板可用于固氮微生物的培养,A项错误
板涂布时涂布器使用前通常用酒精消毒后通过火焰灼烧灭菌,B项错误
接种后未长出菌落的培养基需要经过高压蒸汽灭菌后丢弃,以防污染环境,C项错误
只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,因此利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物,D项正确
知识夯基
考向研析
考向一 微生物的基本培养技术
考点一 基因突变和基因重组
2.灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C.为防止蛋白质变性,不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
D
动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,A项错误
动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保证无菌环境,但微生物的培养不能加入抗生素,因为抗生素会杀死某些微生物,B项错误;
一般用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,防止杂菌污染,C项错误。
知识夯基
考向研析
考向一 微生物的基本培养技术
考点一 基因突变和基因重组
3为纯化菌种,在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,培养结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.倒平板后需间歇晃动,以保证表面平整
B.图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多,应从Ⅲ区挑取单菌落
C.该实验结果因单菌落太多,不能达到菌种纯化的目的
D.菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红染成红色
B
倒平板后应静置,自然冷却后再将其倒置,故A项错误。由菌落分布情况知Ⅲ区域获得单菌落,已经达到纯化的目的,故B项正确,C项错误。纤维素与刚果红结合形成红色复合物,若纤维素被分解,则红色褪去,出现透明圈,故D项错误。
考点突破·考向定标
考点二
微生物的选择培养和计数
知识点1 选择培养基
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
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。
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。
1.实验室中微生物筛选的原理:
2.选择培养基的概念:
加入青霉素的培养基
不加氮源的无氮培养基
不加含碳有机物的无碳培养基
分离自养型微生物
分离固氮菌
分离酵母菌、霉菌等真菌
分离金黄色葡萄球菌
分离能消除石油污染的微生物
加高浓度食盐
石油是唯一碳源
知识点1 选择培养基
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
项目 选择培养基 鉴别培养基
原理
用途
举例
图示
加入不影响甚至促进目标微生物生长,而抑制或阻止其他种类微生物生长的化学物质
加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长),使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应
培养、分离出目标微生物
鉴别目标微生物
培养酵母菌和霉菌时,可在培养基中加入青霉素,抑制细菌的生长;利用以尿素为唯一氮源的培养基来培养可分解尿素的细菌
可用伊红亚甲蓝培养基鉴定饮用水或乳制品中是否含有大肠杆菌(若有,则菌落呈深紫色,并有金属光泽
选择培养基与鉴别培养基的比较
知识点1 选择培养基
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
怎么证明一个选择培养基具有选择性呢?
应该设置基础培养基(如牛肉膏蛋白胨培养基)或完全培养基作为对照
基础培养基
选择培养基
问题:如果让你分离土壤中分解尿素的细菌,你应该怎么设计呢?
尿素[CO(NH2)2]含氮量高,化学性质稳定,是一种重要的农业氮肥,尿素不能直接被农作物吸收,土壤中的细菌将尿素分解成NH3,再被转化为NO3-、NH4+等被植物吸收 。
土壤中的细菌分解尿素是因为他们能合成脲酶。
CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2
脲酶
知识点1 选择培养基
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
1.从物理性质来讲,两者属于_____培养基,判断依据是_______________;该类培养基的主要用途为_______________。
2.从用途上来讲,培养基二属于_____培养基,目的是为了获得_________。
3.两种培养基共有的培养基成分有:_____________________;
培养基一的碳源为_______,氮源为_______;
培养基二的碳源为_______,氮源为_______。
培养基一
牛肉膏 5.0g
蛋白胨 10.0g
NaCl 5.0g
琼脂 20.0g
蒸馏水 定容到1000ml
培养基二
KH2PO4 1.4g
NaH2PO4 2.1g
MgSO4·7H2O 0.2g
葡萄糖 10.0g
尿素CO(NH2)2 1.0g
琼脂 15.0g
蒸馏水 定容到1000ml
固体
添加了凝固剂琼脂
分离、鉴定、计数
选择
能分解尿素的微生物
碳源、氮源、无机盐、水
牛肉膏
蛋白胨
葡萄糖
尿素
知识点2 微生物的选择培养
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
应采用_____________;
由于土壤细菌的数量庞大,要想得到特定微生物的纯培养物,必须要对土壤进行________,然后再将菌液_____到制备好的__________上;
两个基本操作:___ _____和________
稀释涂布平板法
充分稀释
涂布
选择培养基
梯度稀释
涂布平板
稀释度足够高时,能在培养基表面形成单个菌落。
知识点2 微生物的选择培养
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
6支试管,分别加入9ml无菌水
1ml
102
1ml
103
1ml
104
1ml
105
1ml
106
1ml
107
微量 移液器
稀释10倍菌液
101
土壤10g
在火焰旁称取土壤10g,加入90ml无菌水中,摇匀,制成稀释10倍的土壤菌液。
分别取1ml上清液,加入盛有9ml无菌水的试管中,制成不同稀释倍数的菌液。
取6支试管,分别加入9ml无菌水。
样品梯度的稀释
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
灼
⑤将涂布器在火焰上灼烧,待酒精燃尽后,涂布器冷却后,进行涂布。
涂
⑥用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀。
滴
③取0.1ml菌液,
滴加到培养基表面
④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中
浸
取样涂布平板
各梯度分别涂布3个平板1个不涂布作空白对照
放入37℃恒温箱中
培养1~2d
稀释103倍
稀释104倍
稀释105倍
空白对照
恒温培养箱
观察与培养
知识点2 微生物的选择培养
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
知识点3 微生物数量的测定
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法)
①原理:
选择30-300个菌落的平板进行计数;
每个稀释度至少取3个平板取其平均值;
②计数原则:
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
③为什么用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低?
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。
④某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234个(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL),那么稀释倍数为106的试管中细菌的浓度是 个/mL,稀释倍数为10的锥形瓶中细菌的浓度为
个/mL,所以每克样品中的细菌数是 个。
2.34×103
2.34×108
2.34×109
每g样品中菌落数=
(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)
⑤计算公式:
知识点3 微生物数量的测定
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
显微镜直接计数法
原理:
利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计数一定容积的样品中微生物的数量
方法:
用计数板计数
缺点:
不能区分死菌与活菌而使计数结果偏大
1.实验目的:
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
(1)从土壤中分离出能够分解尿素的细菌
(2)统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌
2.实验原理:
绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
葡萄糖 10.0g
尿素 1.0g
KH2PO4 1.4g
Na2HPO4 2.1g
MgSO4·7H2O 0.2g
琼脂 15.0g
蒸馏水 1000ml
KH2PO4和Na2HPO4的作用是:
①提供无机盐;
②调节pH。
3.研究思路;
土壤取样
制备培养基
样品稀释与取样涂布
微生物的培养与观察
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
细菌宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长,绝大部分分布在距地表3~8cm的土壤层。铲去表层土3cm左右,取样,将样品装入事先准备好的信封中。
(1)土壤取样
取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌。操作完成后,一定要洗手。
(2)配制培养基
选择培养基—————以尿素为唯一氮源
完全培养基(如牛肉膏蛋白胨培养基)——作为对照,
来判断选择培养基是否具有选择作用
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
(3)样品的稀释
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。
1×10
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1×102
1×103
1×104
1×105
1×106
1×107
9 mL 无菌水
90mL无菌水
10g
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
①取0.1mL 菌液滴加到培养基表面
1×107
移液枪
②将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中
③将涂布器放在火焰上灼烧,待酒精燃尽、涂布器冷却后,再进行涂布
④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀
(4)涂布平板操作
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
细菌一般选用104、105、106 稀释倍数的菌液进行涂布培养。
注意事项:
本实验使用的平板和试管较多,为了避免混淆,最好在使用前做好标记。例如,在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
每个浓度至少设置4个平板
1、2、3平板是选择培养基(实验组,三个重复),
4为牛肉膏蛋白胨培养基(用以判断选择培养基是否具有选择作用)。
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
不涂布稀释液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基:
以验证培养基中是否含有杂菌,验证是否有选择作用。
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
恒温培养箱
(5)微生物的培养与观察
①培养条件:
不同种类的微生物,往往需要不同的培养温度和培养时间。
②观察:
每隔24h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果。(一般来说,在相同的培养条件下,同种微生物表现出稳定的菌落特征,如形状、大小和颜色等)。
(细菌一般在30-37℃的温度下培养1-2d)
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
1.10g土样加入盛有90mL无菌水中后,已稀释10倍,再计算时,不要忽略;
2.由于使用的是选择培养基,所以一般情况下,获得的单菌落即目的菌,但因为有些微生物可以利用目的菌的代谢产物来生长繁殖,所以还需要进一步验证;
3.过程中所有操作都应在酒精灯火焰旁进行;
4.将涂布器从酒精中取出时,要让多余的酒精在烧杯中滴尽,然后再放在火焰上灼烧;不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中,以免引燃酒精。
注意事项
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
主要方法 稀释涂布平板法 平板划线法
主要步骤
接种工具
菌体获取
能否用于计数
共同点
系列梯度稀释操作和涂布平板操作
接种环在固体培养基表面连续划线
涂布器
接种环
从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体
在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体
可以计数,但是操作复杂,需涂布多个平板
不能计数
使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落
1.结合对照组,分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落。
如果没有接种的培养基上没有菌落生长,说明培养基没有被杂菌污染。如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数,说明选择培养基筛选出了一些尿素分解菌。
思考
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
2. 你是否获得了某一稀释度下菌落数 为30~300的平板?在这一稀释度下,是否至少有2个平板的菌落数接近?
如果得到了两个或多个菌落数为30~300的平板,说明稀释度合适,操作比较成功,能够进行菌落的计数。
3. 你统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落数是多少?与其他同学统计的结果接近吗?如果差异很大,可能是什么原因引起的?
如果是用同一土样进行的操作,数据应该比较接近。如果差异很大,就需要从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因。
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
得到的菌落一定是分解尿素的细菌吗?
不一定,还需要进一步的鉴定
进一步探究——分解尿素细菌的进一步鉴定
本活动只是初步筛选了能分解尿素的细菌,对分离的菌种进行鉴定还需要借助生物化学的方法。你可以查阅相关资料,进一步设计实验来鉴定自己分离的菌种。
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
分解尿素细菌鉴定原理:
细菌合成的脲酶将尿素分解为氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高,因此可以通过检测培养基pH的变化来判断是否发生了该化学反应,进而判断该菌是否为尿素分解细菌。
CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2
脲酶
呈碱性,遇酚红指示剂呈 色。
红
在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种细菌后,如果pH升高,指示剂将变红:
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
分解纤维素的细菌鉴定:
纤维素能与刚果红形成红色复合物,但纤维素水解产物纤维二糖和葡萄糖不能与刚果红形成红色复合物。
在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,接种土壤微生物培养,菌落周围出现透明圈,说明这些细菌能分解纤维素。
透明圈
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
(1)现在从土壤中分离纤维素分解菌,请你给出详细的实验方案。
用“纤维素为唯一碳源”的选择培养基进行培养,并在培养基加入刚果红进行鉴别。
(2)你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌?为什么?
纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,采集土样时,可以选择纤维素丰富的环境,如树林中多年落叶形成的腐殖土等。
(3)有同学说,可以把滤纸埋在土壤中,经过一段时间后,再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。请你评价这一做法。
这是人工设置适合纤维素分解菌生存的环境,腐烂的滤纸上很可能有纤维素分解菌。
知识夯基
考向研析
考点二 微生物的选择培养和计数
将一定体积的水用细菌过滤器过滤后,将滤膜放到 伊红-美蓝 培养基上培养,大肠杆菌菌落呈现黑色,通过记算得出水样中大肠杆菌的数量。
测定饮水中大肠杆菌数量的方法:
滤膜法
知识夯基
考向研析
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
知识夯基
考向研析
考向一 微生物的选择培养和计数
1.养殖场粪便是农家肥的重要来源,其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3,影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株,正确的是( )
A.①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落
B.②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验
C.③可通过添加脲酶并检测活性,筛选得到甲、乙
D.粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少
平板划线法无需稀释
由图可知,②筛选不能在尿素唯一氮源培养基上生长,而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验
所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少
C
考点二 微生物的选择培养和计数
知识夯基
考向研析
考向一 微生物的选择培养和计数
2.脲酶催化尿素水解,产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是( )
A.镍是组成脲酶的重要元素
B.镍能提高尿素水解反应的活化能
C.产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基生长繁殖
D.以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应所需的活化能,镍作为脲酶的重要组成元素,应该与降低尿素水解反应的活化能有关
B
考点二 微生物的选择培养和计数
知识夯基
考向研析
考向一 微生物的选择培养和计数
3.垃圾分类有利于变废为宝,减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下列叙述错误的是( )
A.压榨出的油水混合物可再加工,生产出多种产品
B.添加的木屑有利于堆肥体通气,还可作为某些微生物的碳源
C.X中需要添加合适的菌种,才能产生沼气
D.为保证堆肥体中微生物的活性,不宜对堆肥体进行翻动
为保证堆肥体中微生物的活性,可以对堆肥体进行翻动
D
考点二 微生物的选择培养和计数
知识夯基
考向研析
考向一 微生物的选择培养和计数
4.下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是( )
A.通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比
B.通常细菌的生长速度比酵母菌快,菌落比酵母菌落大
C.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌,酵母菌培养基用过滤除菌法除菌
D.血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定,也可用于细菌的数量测定
通常细菌的生长速度比酵母菌快,但形成的菌落,不一定细菌的大于酵母菌的,与细菌的种类有关,部分细菌的菌落小于酵母菌
通常细菌和酵母菌的培养基都可以用高压蒸汽灭菌法灭菌
血细胞计数板适用于真菌的计数,细菌计数板用于细菌的数量测定等
A
真题感知·命题洞见
A、以金霉素为唯一碳源的选择培养基,仅允许能利用金霉素的微生物生长(其他无法利用金霉素的微生物被抑制),符合选择培养基的设计原理,A正确;
B、逐步提高金霉素浓度可模拟环境胁迫,筛选出耐受性更强的菌株(类似“驯化”过程),B正确;
C、培养基的pH需根据目标微生物的生长需求调整(如细菌通常中性偏碱,真菌偏酸性),是配制培养基的基本要求,C正确;
D、稀释涂布平板法需用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面,而接种环用于平板划线法(分离单菌落)。用接种环涂布无法保证菌液均匀,D错误。
1.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)科研人员通过稀释涂布平板法筛选出高耐受且降解金霉素(C22H23ClN2O8)能力强的菌株,旨在解决金霉素过量使用所导致的环境污染问题。下列叙述错误的是( )
A.以金霉素为唯一碳源可制备选择培养基
B.逐步提高培养基中金霉素的浓度有助于获得高耐受的菌株
C.配制选择培养基时,需确保pH满足实验要求
D.用接种环将菌液均匀地涂布在培养基表面
D
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真题感知·命题洞见
A、平板划线法主要用于微生物的分离和纯化,不能用于测定活菌数,测定活菌数常用稀释涂布平板法,A错误;
B、Y菌组微塑料残留率较高,说明Y菌对微塑料的降解能力相对较弱,而不是菌浓度高,微塑料残留率与菌对微塑料的降解能力有关,而非直接与菌浓度相关,B错误;
C、由图可知,X+Y混合菌种组的微塑料残留率低于X菌组和Y菌组,说明混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种,C正确;
D、该培养基中含有蛋白胨,能在该培养基中生长繁殖的微生物可能利用蛋白胨作为碳源和氮源等,但不一定都能降解微塑料,D错误。
2.(2025·四川·高考真题)微塑料由塑料废弃物风化形成,难以降解,会危害生态环境和人体健康。有人分离到X和Y两种微塑料降解菌,将总菌量相同的X、Y、X+Y(X:Y=1:1)分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中,培养一段时间后测定微塑料的残留率(残留率=剩余量/添加量×100%),结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.用平板划线法能测定X菌组中的活菌数
B.Y菌组微塑料残留率较高,故菌浓度也高
C.混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种
D.能在该培养基中生长繁殖的微生物都能降解微塑料
C
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真题感知·命题洞见
A、小麦、麸皮等原料含有蛋白质、糖类等多种营养成分,蛋白质可以为微生物提供氮源,糖类等可以为微生物提供碳源,所以能为酒曲中微生物的生长繁殖提供碳源和氮源等营养物质,A正确;
B、扩大制曲前对留存的酒曲不能灭菌,因为酒曲本身含有发酵所需的菌种,若灭菌会杀死这些菌种,导致无法进行正常的发酵过程,B错误;
C、糯米、大米蒸煮后温度较高,立即与酒曲混合,高温会使酶的空间结构改变,导致酶活性降低,从而降低其催化效率,C正确;
D、酒曲中含有淀粉酶等酶类,将酒曲混合糯米、大米处理一段时间,淀粉酶可将糯米、大米中的淀粉分解为葡萄糖,从而为后续酒母(含酵母菌)发酵提供底物葡萄糖,D正确。
3.(2025·云南·高考真题)黄酒是我国古老的发酵酒之一,传统酿制中,先用蒸煮过的小麦或麸皮为原料,对之前发酵留存的少量酒曲(曲种)进行扩大制曲;再将酒曲和蒸煮后的糯米、大米混合处理一段时间后,添加足量酒母(含酵母菌)完成发酵,压榨成品。下列说法错误的是( )
A.小麦、麸皮等原料为酒曲中微生物的生长繁殖提供了碳源和氮源等营养物质
B.为避免制曲过程被杂菌污染影响黄酒品质,扩大制曲前需对留存的酒曲灭菌
C.糯米、大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D.将酒曲混合糯米、大米处理一段时间,是为了获得酒母发酵时的底物葡萄糖
B
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真题感知·命题洞见
A、稀释涂布平板法可通过菌落数进行计数,而平板划线法仅用于分离纯化菌种,无法计数,A错误;
B、平板划线法操作后需设置未接种的平板作为空白对照,以验证培养基灭菌是否彻底,B正确;
C、醋酸菌为严格好氧菌,其代谢需氧气,无氧条件下无法将葡萄糖转化为乙酸,C错误;
D、筛选尿素分解菌的培养基应以尿素为唯一氮源,若含蛋白胨(含其他氮源),则无法筛选目标菌,D错误。
B
4.(2025·湖南·高考真题)采集果园土壤进行微生物分离或计数。下列叙述正确的是( )
A.稀释涂布平板法和平板划线法都能用于尿素分解菌的分离和计数
B.完成平板划线后,培养时需增加一个未接种的平板作为对照
C.土壤中分离得到的醋酸菌能在无氧条件下将葡萄糖分离成乙酸
D.用于筛选尿素分解菌的培养基含有蛋白胨、尿素和无机盐等营养物质
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A、制备的培养基需用高压蒸汽灭菌法灭菌,紫外线仅用于表面或空气消毒,无法灭菌,A错误;
B、将土样加入无菌水制成悬液,经梯度稀释后,取各稀释度菌液涂布于培养基表面,分离并计数,B正确;
C、连续划线时,每次应从上次划线的末端开始,以逐步稀释菌体,若从起始端开始无法有效分离单菌落,C错误;
D、斜面培养基保存菌种需置于4℃短期保存,长期保存应使用甘油管藏法(-20℃),室温下无法长期保存,D错误。
B
5.(2025·江苏·高考真题)从种植草莓的土壤中分离致病菌,简易流程如下:制备土壤悬液、分离、纯化、鉴定。下列相关叙述正确的是( )
A.制备的培养基可用紫外线照射进行灭菌
B.将土样加入无菌水混匀,梯度稀释后取悬液加入平板并涂布
C.连续划线时,接上次划线的起始端开始划线
D.鉴定后的致病菌,可接种在斜面培养基上,并在室温下长期保存
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学以致用·能力提升
1.(选择性必修3 P30复习与提高)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,可能的原因是什么?应当怎样操作才可避免此种现象?
提示: 可能的原因是菌液浓度过高、划线次数过少或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌。采取的措施是增大稀释倍数、增加划线次数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。
2.(选择性必修3 P13探究·实践)平板划线时最后一次划线为何不能与第一次划线相连?
提示: 最后一次划线已经将菌液稀释到较低浓度,如果与第一次划线相连,则增加了菌种数目,达不到纯化的效果。
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学以致用·能力提升
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3.倒平板注意事项
(1)培养基要冷却到 ℃左右时开始倒平板。温度过高会烫手,过低培养基又会凝固。
(2)要使锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰。通过灼烧灭菌,防止
。
(3)平板冷凝后,要将平板倒置。因为平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,平板倒置后,既可 ,又可 。
50
瓶口上的
微生物污染培养基
避免培养基表面的水分过快地挥发
防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染
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教材边角挖掘
4.平板划线操作中几次灼烧接种环的目的
项目 第一次划线前灼烧 第二次及之后每次划线前灼烧 划线结束灼烧
目的 避免接种环上可能存在的 污染培养物 杀死上次划线结束后接种环上 ,使下次划线的菌种均来自
杀死接种环上残留的菌种,避免_________
微生物
残留的菌种
上次划线的末端
微生物污染环境和感染操作者
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教材边角挖掘
5.(选择性必修3 P23思考·讨论)利用稀释涂布平板法纯化分解尿素的细菌时,经培养后发现培养基上出现多种菌落,可能的原因有哪些?
提示: 出现多种菌落的可能原因:培养基制备过程中被杂菌污染;接种过程中,无菌操作不符合要求;系列稀释时,无菌操作不符合要求等。
6.(选择性必修3 P23思考·讨论)在进行菌落计数时为什么要选择菌落数为30~300的平板?能否只选择一个菌落数为30~300的平板进行计数?
提示: 因为若平板中的菌落数小于30,说明稀释倍数太大,会造成误差;若平板中的菌落数大于300,则菌落的生长受到抑制,并且难以区分各个菌落,也不能准确计数,会造成误差。不能。根据实验的重复性原则,为排除偶然因素对实验结果的影响,同一稀释度的菌液涂布后至少要选择三个平板进行计数。
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命题情境创设
学以致用·能力提升
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2026年高考一轮复习
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