2026届高三生物一轮复习课件22 微生物的培养技术及应用

该高中生物学高考复习课件聚焦发酵工程中“微生物的培养技术及应用”核心考点，覆盖培养基配制、无菌技术、纯培养等高考高频内容。依据高考评价体系，梳理出培养基类型与营养成分（占比约40%）、消毒灭菌方法辨析（占比30%）等权重考点，结合2021山东、2022全国甲卷等真题，归纳出选择题（类型判断）、非选择题（实验设计）等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“考点解析+真题实战+素养融合”模式，如以2023全国乙卷秸秆降解实验为载体，用科学思维分析选择培养基作用，通过平板划线操作步骤培养探究实践能力。针对消毒与灭菌区别等易错点设对比表，指导学生掌握实验设计答题模板，助力学生高效突破考点，教师可据此精准开展专题复习，提升备考针对性。

1 第1章 发酵工程 第2节 微生物的培养技术及应用 1 温故知新 无细胞结构 原核细胞 真核细胞 微生物类群 病毒：新冠病毒等RNA病毒； 噬菌体等DNA病毒 细菌：蓝细菌、大肠杆菌等； 放线菌：链霉菌等 单细胞真菌：酵母菌、霉菌等； 原生生物：草履虫、衣藻等 链霉菌，放线菌目的一属 2 温故知新 3 培养基的配置 无菌技术 微生物的基本培养技术 为需要的微生物提供 合适的营养和环境条件 确保其他微生物无法混入，并将需要的微生物分离出来 自然界 实验室 1 培养基的配制 (1) 概念: (2) 作用: (3) 类型: 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。 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 ① 按物理性质： ② 按化学组成： ③ 按目的用途： (4) 成分: 液体培养基、固体培养基 天然培养基、合成培养基 选择培养基、鉴别培养基 1 培养基的配制 固体培养基 液体培养基 加入凝固剂（如琼脂） 分离、鉴定、计数和菌种保存等 扩大培养，工业生产 固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量和碳源。 菌落 一般单个微生物在培养基表面或内部形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。 ① 按物理性质：液体培养基、固体培养基。 琼脂是从红藻中提取的多糖。 琼脂是一种脂质。 ❌ 1 培养基的配制 菌落是鉴定菌种的重要依据。 细菌 放线菌 霉菌 酵母菌 1 培养基的配制 蔗糖（C12H22O11） 10g 硝酸钠（NaNO3） 3g 磷酸氢二钾（K2HPO4） 1g 硫酸镁（MgSO4·7H2O） 0.5g 氯化钾（KCl） 0.5g 硫酸亚铁（FeSO4·7H2O） 0.01g 琼脂 15～20g 蒸馏水定容至1000mL 查氏培养基（培养霉菌） 牛肉膏 5g 蛋白胨 10g NaCl 5g H2O 定容至1000mL 哪一种培养基的成分明确？ ② 按化学组成：合成培养基、天然培养基。 含化学成分不明确的天然物质 7 1 培养基的配制 牛肉膏 蛋白胨 牛肉膏是采用新鲜牛肉经过消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛肉自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黄色。 蛋白胨是一种外观呈淡黄色的粉剂。一般用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白（肉类）和植物蛋白（豆类）等两种。 1 培养基的配制 选择培养基 鉴别培养基 ③ 按目的用途：选择培养基、鉴别培养基 1 培养基的配制 +氨苄青霉素 选择培养基 培养基+氨苄青霉素 培养基 没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰 怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌? 1 培养基的配制 +氨苄青霉素 具有抗氨苄青霉素能力的菌落 没有氨苄青霉素抗性的细菌 选择培养基 培养基+氨苄青霉素 培养基 没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰 怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌? 1 培养基的配制 划分标准 培养基种类 特点 用途 物理性质 化学成分 目的用途 不加凝固剂 加凝固剂，如琼脂 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 培养基成分明确 分类、鉴定 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 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 鉴别培养基 培养基的类型及用途 1 培养基的配制 (1) 概念: (2) 作用: (3) 类型: 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。 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 ① 按物理性质： ② 按化学组成： ③ 按目的用途： (4) 成分: 主要营养物质：碳源、氮源、水、无机盐等 液体培养基、固体培养基 天然培养基、合成培养基 选择培养基、鉴别培养基 1 培养基的配制 (4) 培养基的营养成分: ①基本成分： 碳源、氮源、无机盐、水 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 异养微生物 功能：①构成细胞物质和一些代谢产物 ②有机碳既是碳源又是能源。 氮源 无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3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。 含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源。 无机盐 功能：提供无机营养 调剂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 1 培养基的配制 ② 特殊条件： pH、O2和特殊营养物质 培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加 ； 培养霉菌时，需要将培养基调制 ； 培养细菌时，需要将培养基调制 ； 培养厌氧微生物时，需要提供 条件 生长因子、氨基酸、维生素、碱基等 “个性定制” (4) 培养基的营养成分: 维生素 酸性 中性或弱碱性 无氧 1 培养基的配制 培养基成分 提供的主要营养 牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐和维生素 蛋白胨 10g 碳源、氮源和维生素 NaCl 5g 无机盐 H2O 定容至1000mL 氢元素、氧元素 牛肉膏蛋白胨培养基（培养细菌） 牛肉膏 蛋白胨 牛肉膏是采用新鲜牛肉经过消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛肉自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黄色。 蛋白胨是一种外观呈淡黄色的粉剂。一般用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白（肉类）和植物蛋白（豆类）等两种。 (4) 培养基的营养成分: 1 培养基的配制 目的要明确： 根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配置量； 营养要协调： 培养基中各营养物质的浓度和比例要适宜； pH要适宜： 细菌培养基呈中性或微碱性；霉菌培养基呈酸性。 (5) 培养基的配制原则: 练习 (2021山东) 解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色。 下列说法错误的是(　　) A.甲菌属于解脂菌 B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源 C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比 D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力 B 练习 (2021山东) 含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭，硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等,下列说法错误的是(　　) A.乙菌的运动能力比甲菌强 B.为不影响菌的运动需选用液体培养基 C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量 D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染 B 练习 操作步骤: ①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养,得到A、B菌液; ②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂,分别制成平板Ⅰ、Ⅱ,并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。回答下列问题。 (1)实验所用培养基中作为碳源的成分是______。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源,氮源在菌体内可以参与合成_______________(答出2种即可)等生物大分子。  (2)步骤①中,在资源和空间不受限制的阶段,若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后细菌的数量是___________。  (2022全国甲) 某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌,在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力,并分析两个菌株的其他生理功能。 实验所用的培养基成分如下。 培养基Ⅰ: K2HPO4,MgSO4,NH4NO3,石油。培养基Ⅱ: K2HPO4,MgSO4,石油。 石油 蛋白质、核酸 N0 2n 练习 (3)为了比较A、B降解石油的能力,某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验,结果如表所示(“+”表示有透明圈,“+”越多表示透明圈越大,“-”表示无透明圈),推测该同学的实验思路是 ____________________________ _____________________________________。  菌株 透明圈大小 平板Ⅰ 平板Ⅱ A +++ ++ B ++ - (4)现有一贫氮且被石油污染的土壤,根据上表所示实验结果,治理石油污染应选用的菌株是_______,理由是_______________________ _____________________________________。  取浓度、体积相同的A、B两种菌液, 将A菌液分别接种到平板Ⅰ、Ⅱ的甲孔内, 将B菌液分别接种到平板Ⅰ、Ⅱ的乙孔内, 置于适宜温度下培养一段时间后观察透明圈大小 A 　 平板Ⅱ是一个缺氮但含有 石油的环境,只有A菌株能在平板Ⅱ上生长 2 无菌技术 获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染！ 2 无菌技术 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。 操作的空间、操作者的衣着和手 用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基 -----与消毒最本质区别 消毒 无菌技术 灭菌 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或内部一部分微生物。 注意： 避免已经灭菌的材料用具与周围物品接触 为了避免周围环境微生物污染，操作应在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。 生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中部分微生物的方法。 (1) 概念 应用场景： 概念： 应用场景： 概念： 23 2 无菌技术 (2) 常用的消毒和灭菌方法 a. 煮沸消毒法： b. 巴氏消毒法： c. 化学药剂消毒法： d. 紫外线消毒法： ① 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。 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射30min。在照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。 24 2 无菌技术 原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性。 优点：操作简便，效果可靠，可以杀灭所有的生物，包括最耐热的某些微生物的休眠体。基本保持培养基的营养成分不被破坏。 对象：培养基等 注：使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。 a. 湿热灭菌： 高压蒸汽灭菌锅 (2) 常用的消毒和灭菌方法 ② 灭菌方法： 高压蒸汽灭菌锅内100 kPa、121℃下维持15～30min。 25 2 无菌技术 原理：使微生物细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥等。 对象：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。 干热灭菌箱内160～170 ℃下加热2～3h。 干热灭菌箱 b. 干热灭菌： (2) 常用的消毒和灭菌方法 ② 灭菌方法： 2 无菌技术 酒精灯火焰灼烧 原理：使微生物燃烧 对象：接种工具如接种环、接种针，以及接种过程中的试管口或瓶口等易被污染部位。 c. 灼烧灭菌： (2) 常用的消毒和灭菌方法 ② 灭菌方法： 2 无菌技术 类型 适用范围 操作方法 消 毒 灭 菌 较为温和理化方法，杀死部分微生物。 强烈的理化方法，杀死所有微生物。 煮沸消毒 家庭餐具等生活用品 100℃煮沸5～6min 巴氏消毒 牛奶等不耐高温的液体 62～65℃煮30min或80-90℃煮30s-1min 化学药剂 生物活体（皮肤、伤口）、水源等 擦拭等,如用70%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源 紫外线 紫外线照射30min 灼烧灭菌 接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等 直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 干热灭菌 耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等 物品放入干热灭菌箱,160～170℃加热2～3h 湿热灭菌 培养基及多种器材和物品 高压蒸汽灭菌锅内,100kPa,温度121 ℃,15～30min 接种室、接种箱，超净工作台 （迅速彻底） 常用的消毒、灭菌方法 2 无菌技术 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 比较：消毒与灭菌 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 2 无菌技术 无菌技术 适用对象 常用方法 消毒 日常用品 煮沸消毒 牛奶等不耐高温的液体 巴氏消毒 酒精擦拭双手 氯气消毒水源 化学药物消毒 超净工作台 接种室，接种箱 紫外线消毒 灭菌 培养基 湿热灭菌 玻璃器皿（培养皿 等） 干热灭菌 接种工具 （涂布器 接种环 接种针 等） 灼烧灭菌 2 无菌技术 (2022湖北) 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,不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌 D.可用高压蒸汽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 3 微生物的纯培养 在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。 由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。 (1) 相关概念 培养物： 纯培养物： 纯培养： 获得纯培养物的过程就是纯培养。 (2) 纯培养步骤 配制培养基 灭菌 接种 分离 培养等 纯培养物都是菌落。 ❌ 液体培养基也可用于纯培养 32 3 微生物的纯培养 配置培养基： 称取去皮马铃薯200 g切块，加水1000 mL，煮烂，用纱布讨滤，加20g________，15~20 g_______用蒸馏水定容至1000 mL。 ①制备培养基 葡萄糖 琼脂 (2) 方法步骤： 【探究·实践】 酵母菌的纯培养 3 微生物的纯培养 配置培养基： 称取去皮马铃薯200 g切块，加水1000 mL，煮烂，用纱布讨滤，加20g________，15~20 g_______用蒸馏水定容至1000 mL。 ①制备培养基 葡萄糖 琼脂 (2) 方法步骤： 【探究·实践】 酵母菌的纯培养 灭菌： 配制好的培养基转移到锥形瓶中进行___________灭菌；培养皿进行灭菌。 高压蒸汽 3 微生物的纯培养 配置培养基： 称取去皮马铃薯200 g切块，加水1000 mL，煮烂，用纱布讨滤，加20g________，15~20 g_______用蒸馏水定容至1000 mL。 ①制备培养基 葡萄糖 琼脂 (2) 方法步骤： 【探究·实践】 酵母菌的纯培养 灭菌： 配制好的培养基转移到锥形瓶中进行___________灭菌；培养皿进行灭菌。 高压蒸汽 倒平板： 待培养基冷却至____0C，在____________附近倒平板 50 酒精灯火焰 3 微生物的纯培养 待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰旁附近倒平板。倒平板的具体操作步骤如下。 通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 不要完全打开，且在酒精灯旁边操作，以免杂菌污染培养基 既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染；又可以避免培养基中的水分较快地蒸发。 琼脂是一种多糖，在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，倒平板时高于50℃会烫手，低于50℃时，若不及时操作，琼脂会凝固。 倒平板注意事项： 【探究·实践】 酵母菌的纯培养 3 微生物的纯培养 问题思考与分析： 问 1.怎么确定所倒平板未被杂菌污染？ 空白对照；将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养12h～24h，观察是否有菌落存在以确定是否被污染或灭菌是否彻底。 2.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，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？ 最好不要用这个平板培养微生物。防止空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。 【探究·实践】 酵母菌的纯培养 3 微生物的纯培养 ② 接种和分离 单个细胞 微生物群 单个菌落 连续划线 稀释分散 生长繁殖 (2) 方法步骤： 【探究·实践】 酵母菌的纯培养 3 微生物的纯培养 ② 接种和分离 平板划线法 ①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红 ⑥将皿盖打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划3-5条平行线，盖上皿盖。 ⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞 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 ⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。 (2) 方法步骤： 【探究·实践】 酵母菌的纯培养 39 3 微生物的纯培养 1 2 3 4 5 【平板划线法注意事项】 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。 连续划线法 分区划线法 3 微生物的纯培养 为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？ 在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗？为什么？ 杀死接种环上原有微生物 取菌种前灼烧： 每次划线前灼烧： 杀死上次划线时残留菌种，使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端，从而使每次划线时菌种数目逐渐减少，直至得到单个细胞 接种结束后灼烧： 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 问 问题思考与分析： 3 微生物的纯培养 完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入28℃左右的恒温培养箱中培养24-48h。 划3个平板（重复实验）1个不划线（空白对照） 作对照，该培养皿无菌落说明培养基没有污染. 用记号笔标记培养皿中菌落皿底上 平板划线法可以对菌种进行分离，不能对培养液中菌种进行计数 ③ 酵母菌培养 (2) 方法步骤： 42 练习 (2023浙江1月) 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 平板划线法本身有 逐步稀释分散的效果。 (3)纯化菌株时,通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌,第二划线区域所划的第一条线上无菌落,其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有_________________________________________ ____________________________________________（答出2点）。  练习 接种环 (2014四川理综) ①接种环灼烧后未冷却; ②划线未从第一区域末端开始　 练习 (2023全国乙) 某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如图所示。 回答下列问题。 (1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原因是___________________________________。  菌T能分泌分解纤维素的酶(纤维素酶)　 练习 (2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等营养成分,氮源的主要作用是_________________________________________(答出1点即可)。通常,可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时,为了达到良好的灭菌效果,需要注意的事项有___________________________________________(答出2点)。  (3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是___________________________________。但是在酵母菌发酵过程中,还需适时拧松瓶盖,原因是________________。发酵液中的乙醇可用_______________溶液检测。  (4)本实验收集的淋洗液中的________可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是 __________________________________________________。  为酵母菌合成蛋白质、 核酸等物质提供原料　 控制灭菌锅达到合适的压力和温度,灭菌时间合适 排出瓶内气体 酸性重铬酸钾 葡萄糖 促进秸秆的回收利用,提高能量利用率 创造无氧环境以酒精发酵;防止杂菌污染　 $