2026届高三生物一轮复习课件第50讲 微生物的培养技术与应用

该高中生物学高考复习课件聚焦“微生物的培养技术与应用”专题，覆盖培养基配制、无菌技术、纯培养、选择培养与计数等高考核心考点，依据课标要求对接高考评价体系，分析无菌操作、活菌计数等高频考点权重，归纳实验分析、结果计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题融入与核心素养培养，如结合2023年全国乙卷“分解纤维素的细菌”题，用科学思维解析实验设计逻辑，通过探究实践强化平板划线、稀释涂布等操作规范，提供计数公式应用、误差分析等答题技巧，助力学生掌握得分要点，教师可据此系统梳理考点，实现高效复习。

微生物的培养技术与应用 生物 大 一 轮 复 习 第50讲 课标要求 1.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。 2.分离土壤中分解尿素的细菌，并进行计数。 2 实验室培养微生物的条件： ①为微生物提供合适的 条件； ②要确保 ，并将需要的微生物分离出来。 营养和环境 其他微生物无法混入 培养基 无菌技术 获得纯净的微生物培养物 一、微生物的基本培养技术 任务1 阅读教材P9-13，思考并回答以下问题： 1.什么是培养基？培养基有什么用途？培养基的分类（按物理性质分）？ 2.培养基的基本营养成分有哪些？ 3.除了基本成分外，还要满足微生物的哪些特殊需求？举例说明。 4.什么是无菌技术？ 5.消毒与灭菌有什么区别？ 6.常用的消毒与灭菌的方法有哪些?操作对象分别是什么？。 7.无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？（P10 旁栏思考） 8.什么是微生物的纯培养？ 9.简述酵母菌的纯培养过程。 必备知识 整合 1.培养基的配制 (1)培养基的概念、用途和类型 ①概念：人们按照微生物对 的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。 ②用途：用以 微生物或积累其代谢物。 营养物质 培养、分离、鉴定、保存 培养基种类 培养基特点 作用 培养基 加凝固剂，如_____ 微生物的分离与鉴定，活菌计数，保藏菌种 半固体培养基 容器放倒不致流出，剧烈震动则破散 观察微生物的运动、分类鉴定 培养基 不加凝固剂 常用于工业生产、微生物的扩大培养 ③培养基的种类(按物理性质分) 固体 琼脂 液体 微生物 乳酸杆菌 霉菌 细菌 厌氧微生物 特殊需求 添加______ 一般pH调至____ 一般pH调至__ ___________ ____ (2)培养基的配方 ①主要营养物质：水、 、氮源、 。 ②其他条件：pH、特殊营养物质和氧气。如表： 碳源 无机盐 维生素 酸性 中 性或弱碱性 无氧 组分 含量 提供的主要营养 牛肉膏 5g 蛋白胨 10g 等 琼脂 20g 凝固剂 NaCl 5g 无机盐 H2O 定容至1000ml 水 某种常见的细菌培养基——牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 表1-1 1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养组成 (1)根据培养基的物理性质，该培养基属于哪类培养基，理由是什么？ 固体培养基；该培养基的配方中含有凝固剂琼脂。 (2)该培养基中主要提供碳源和氮源的物质分别是什么？属于有机物还是无机物？ 主要提供碳源的牛肉膏，主要提供氮源的蛋白胨。二者均属于有机物。 (3)该培养基培养的微生物同化作用类型是什么？理由是什么？ 异养型微生物。该微生物的碳源是含碳有机物。 碳源、氮源、 磷酸盐和维生素等 碳源、氮源和维生素 1.为什么培养基需要氮源？ 氮源是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。 2.培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？ 不一定。例如，培养自养型微生物时，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空气中的二氧化碳；培养固氮微生物时，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空气中的氮气。 根据碳源的种类判断微生物同化作用是自养还是异养 a.异养型微生物的碳源为 b.自养型微生物的碳源为 含碳有机物 含碳无机物 旁栏思考： 2.无菌技术 (1)目的：获得 的微生物培养物。 (2)关键：防止 污染。 (3)常用方法：灭菌和消毒。 纯净 杂菌 常用的消毒与灭菌的方法 ①消毒的方法 100 ℃煮沸5~6 min 63~65 ℃消毒30 min或 72~76 ℃ 处理15 s或80~85 ℃处理10~15s 用75%酒精进行皮肤消毒、用氯气消毒水源等 紫外线照射30 min ： 煮沸消毒法 ： ： ： 巴氏消毒法 化学药剂消毒法 紫外线消毒 操作的空间、操作者的衣着和手 ②灭菌的方法 用酒精灯外焰灼烧 160~170 ℃的热空气中维持1~2 h 100 kPa、121 ℃维持15~30 min ： ： ： 灼烧灭菌 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 干热灭菌箱 高压蒸汽灭菌锅 用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基 选择无菌技术的原则： 一要考虑 ； 二要考虑 ，活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能用灭菌。 无菌技术的效果，灭菌的效果比消毒要好 操作对象的承受能力 提醒 (4)注意事项 ①实验操作时，应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。 ②为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台上并在 附近进行。 酒精灯火焰 1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？ 2.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。 (1)培养细菌用的培养基与培养皿 (2)玻棒、试管、烧瓶和吸管 (3)实验操作者的双手 无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。 旁栏思考： (1)、(2)需要灭菌；(3)需要消毒。 培养基用高压蒸汽灭菌， 培养皿、玻璃棒、试管、烧瓶、吸管可以采用干热灭菌法，实验操作者的双手可以用酒精擦拭。 目的：①防止培养物被污染；②防止感染实验操作者。 3.微生物的纯培养概念辨析 微生物群 分散或稀释 单个细胞 繁殖 单菌落 4.纯培养的过程(以酵母菌为例) 湿热灭菌法 接种环 连续划 线 稀释分散 单菌落 分析微生物平板划线和培养的具体操作 微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，据图回答下列问题： 关键能力 提升 (1)图示①～⑧中不正确的操作及其原因分别是什么？ ②拔出棉塞后完全握住棉塞会造成杂菌污染，应 握住棉塞上部； ⑥划线时不能将培养皿完全打开，应在火焰附近将培养 皿打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖； ⑦划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连； ⑧平板应倒置培养。 (2)在第二次以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，线条末端菌种的数目比线条起 始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使菌种的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个微生物繁殖而来的菌落。 (3)在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？ 为什么？ 需要；划线结束后灼烧接种环，能及时 杀死接种环上残留的菌种，避免污染环境和感染操作者。 归纳总结 平板划线法操作中几次灼烧接种环的目的 二、微生物的选择培养和计数 任务2 阅读教材P16-19，思考并回答以下问题： 1.培养基的分类（按功能分类）？ 2.简述稀释涂布平板法的操作过程。 3.微生物的数量测定方法有哪些？ 4.简述土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作。 选择培养基：允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基，用于分离所需要的微生物。 抗生素 固氮 自养 尿素分解菌 纤维素分解菌 例如，在培养基中加入_________，可用于选择培养真菌；不加氮源的无氮培养基可用于选择培养_______微生物；不加碳源的培养基可用于选择培养_______微生物；以尿素为唯一氮源的培养基可用于选择培养_____________；以纤维素为唯一碳源的培养基可用于选择培养_______________。 必备知识 整合 1.区分选择培养基与鉴别培养基(按功能分类) 培养基中加氨苄青霉素 具有抗氨苄青霉素能力的菌落 长出各种各样的细菌 基础培养基+氨苄青霉素 没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰 基础培养基 怎么证明一个选择培养基具有选择性呢？ 应设置基础培养基（如牛肉膏蛋白胨培养基）作为对照，若基础培养基中生长的菌落数多于该选择培养基，则说明该选择培养基具有选择性。 思考： 怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌? 考点二 微生物的选择培养和计数 选择培养基配方的设计 尿素［CO(NH2)2］含氮量高，化学性质稳定，是现代农业生产中一种重要 的氮肥。尿素施入土壤后，会被土壤中的某些细菌分解成NH3，再被转化为NO3-、NH4+等被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素，是因为它们能 合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可以作为细菌生长的氮源。 讨论： 1.如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养 基的配方该如何设计？ 设计一种选择培养基，以尿素作为唯一氮源。 (细菌生长的氮源) 尿素 NH3 脲酶 尿素分解菌 尿素 2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？ 除以尿素作为唯一氮源外，该培养基的其他营养成分与普通培养基基本相同。 考点二 微生物的选择培养和计数 鉴别培养基：根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同种类的微生物。 酚红培养基 鉴定尿素分解菌 选择性必修3 P19“探究·实践”：本活动初步筛选了能分解尿素的细菌，请进一步借助于生物化学的方法来鉴定所分离的菌种：分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨，氨会使培养基的 性增强，在培养基中加入 指示剂培养细菌，若指示剂 ，可确定该细菌能够分解尿素。 教材隐性知识 碱 酚红 变红 酚红培养基 鉴定尿素分解菌 鉴别培养基：根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同种类的微生物。 鉴定纤维素分解菌 伊红美蓝培养基 鉴定大肠杆菌 酚红培养基 鉴定尿素分解菌 2.微生物的选择培养和数量测定 (1)稀释涂布平板法步骤 ①系列稀释操作：该操作常用在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，随着稀释程度的增大，单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。 操作步骤： ②涂布平板操作步骤 酒精 冷却 (2)微生物的数量测定方法 ①显微镜直接计数法 血细胞计数板（厚、深） 细菌计数板（薄、浅） A1 A2 A4 A3 1mL样品中酵母菌数= A1+A2+A3+A4 4 ×16 ×104 ×稀释倍数 1个中方格中的平均酵母菌数 1个大方格（0.1mm3） 中的酵母菌数 1ml培养液中酵母菌数 抽样检测法 16个中方格×25个小方格 1mL样品中酵母菌数= A1+A2+A3+A4 +A5 5 ×25 ×104 ×稀释倍数 1个中方格中的平均酵母菌数 1个大方格（0.1mm3） 中的酵母菌数 1ml培养液中酵母菌数 A1 A2 A3 A4 A5 抽样检测法 25个中方格×16个小方格 (2)微生物的数量测定方法 ①显微镜直接计数法 血细胞计数板（厚、深） 细菌计数板（薄、浅） 显微镜直接计数法本身不能区分细菌的死活，但是通过一定的辅助处理，可以实现活菌计数，如在计数前用 染液进行染色，可以通过统计无色细胞的个数来对活菌进行计数。 死细胞 活细胞 台盼蓝 提醒 ②活菌计数法 活菌 30～300 平均值 少 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 3个选择培养基和1个基础培养基 3.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作 (1)实验原理 脲酶 尿素 (2)实验流程 30～300 稀释涂布平板 30～37 (3)实验结果 分析与评价 少于 30～300 理解微生物的选择培养和计数的原理 某兴趣小组从富含纤维素的土壤中取样，加入选择培养基中进行振荡培养，之后接种于鉴别培养基上进行培养，筛选出能够高效分解纤维素的微生物。请回答下列相关问题： 1.从富含纤维素的土壤中取样的原因是什么？ 关键能力 提升 纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。 2.分离出分解纤维素的微生物，应该配制以 为唯一碳源的培养基，目的是 。 ④；④形成的透明圈与菌落直径的比值最大。 3.已知刚果红与纤维素能形成红色复合物，当纤维素被分解后，复合物无法形成，平板上会出现以菌落为中心的透明圈(如图)，几号真菌降解纤维素的能力最强，理由是什么？ 纤维素 促进纤维素分解菌生长，抑制其他微生物的生长 4.三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量，在对应稀释倍数为106的稀释液中各取0.1 mL涂平板，得到以下统计结果： 甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数是236和260，取平均值248； 乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是209、240和250，取平均值233； 丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是21、212和256，取平均值163； 在三位同学的统计中， 同学的统计是正确的，据此计算，每克土壤样品中含细菌 个。 2.33×109 乙 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 ①一系列的梯度稀释； ②涂布平板操作 归纳提升 两种纯化方法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 接种用具 接种环 涂布器 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 归纳提升 6.(经典高考题)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题： (1)常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是______(填编号)。 ④ 编号 ① ② ③ ④ 物品 培养基 接种环 培养皿 涂布器 灭菌方法 高压蒸汽 火焰灼烧 干热 臭氧 (2)称取1.0 g某土壤样品，转入99 mL无菌水中，制备成菌悬液，经_____ _____后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌__________________个。 等比 稀释 4.6×105(或460 000) 利用稀释涂布平板法统计活菌数目时，需要将制备的菌悬液进行等比稀释，以获得细胞密度不同的菌悬液，一般来说，菌落数为30～300的平板最适于计数。0.1 mL菌悬液中含有46个酵母菌落，则1 mL菌悬液中含有460个酵母菌落；1.0 g土壤样品首先稀释100倍，然后稀释10倍，共稀释了1 000倍，因此样本中每克土壤约含酵母菌460×1 000＝4.6×105(个)。 (3)为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行______育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以______为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选择直径______的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。 诱变 脂肪 较大 采用射线辐照引起酵母菌基因突变，此种方法属于诱变育种。检查诱变酵母菌产脂肪酶的能力，需要把酵母菌接种到以脂肪为唯一碳源的培养基上，按照产生菌落直径大小进行初步筛选，直径大的说明产酶能力强，利用的脂肪(碳源)多，直径小的说明产酶能力弱，利用的脂肪(碳源)少。 _____________________________________________。 (4)在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株_____进行后续相关研究，理由是_____________________ B 该菌株增殖速度快， 单细胞蛋白产量高；降解脂肪能力强，净化效果好 通过分析题图可知，相同时间内，菌株B细胞密度大，说明该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；相同时间内，菌株B利用的脂肪多，脂肪剩余量少，说明该菌株降解脂肪的能力强，净化效果好。 一、过教材 1.下列有关微生物培养基的成分与配制过程的相关说法，正确的是 A.培养基中添加的牛肉膏可为微生物提供碳源、氮源和维生素等 B.与液体培养基相比，固体培养基含有琼脂成分 C.培养硝化细菌时，培养基中需要加氮源，不需要加入碳源 D.为防止杂菌污染，灭菌后的培养基应立即倒入培养皿中并盖上皿盖， 待冷却后倒置 E.在培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱酸性 F.配制培养基过程中应先调pH再进行高压蒸汽灭菌 √ √ √ √ 查落实固基础 硝化细菌是自养生物，可以利用环境中的CO2，C正确； 刚灭菌的培养基需冷却到50 ℃左右才能倒平板，D错误； 在培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性，E错误。 2.获得纯净微生物培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。下列关于无菌操作的叙述，错误的是 A.牛奶可使用巴氏消毒法，其优点是能够杀死全部微生物，保留牛奶风味 B.在接种箱或超净工作台的使用过程中，可用紫外线照射30 min来进行消毒 C.灼烧灭菌的对象可以是金属用具和玻璃器皿，在酒精灯火焰充分燃烧层进行 D.高压蒸汽灭菌时的灭菌条件通常是100 kPa 121 ℃，15～30 min E.若培养皿盖和培养皿底之间溅有培养基，则不宜用此培养皿培养大肠杆菌 F.倒平板时应该把培养皿盖完全打开，以免培养基溅到培养皿盖上 G.倒平板后，对空白培养基进行培养，可检测培养基是否被污染 H.接种前后接种环都必须灼烧灭菌 I.倒平板和接种操作都需要在酒精灯的火焰附近进行 √ √ √ 牛奶可使用巴氏消毒法，其优点是能够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，A错误； 在接种箱或超净工作台使用之前，可用紫外线照射30 min来进行消毒，B错误； 为防止空气中的杂菌落入培养皿中，倒平板时不能把培养皿盖完全打开，正确的操作是将培养皿打开一条稍大于锥形瓶瓶口的缝隙，F错误。 3.下列有关微生物分离、纯化、计数及培养的叙述，错误的是 A.平板划线法接种时不能划破培养基，第3次划线应从第2次划线的末端 开始 B.平板划线法接种时，若在平板上划线4个区，则需灼烧接种环5次 C.用涂布器蘸取少量菌液滴加在培养基表面，涂布时可转动培养皿，使 菌液分布均匀 D.在筛选产纤维素酶的微生物时，含纤维素和刚果红的固体培养基既是 选择培养基也是鉴别培养基 E.接种后需立即倒置培养以避免皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染 √ √ F.对培养皿进行编号或对菌种进行标注时，应使用记号笔在皿底标记 G.菌落的大小、颜色、隆起程度等特征都可作为菌种鉴定的依据 H.同一稀释度下应至少对3个平板进行重复计数，然后求平均值 I.利用显微镜直接计数，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和 J.用平板划线法和稀释涂布平板法进行微生物计数时，所得数据往往比 实际数据偏小 √ 涂布时，用移液器取0.1 mL菌液滴加到培养基表面，而后用涂布器进行涂布，涂布时涂布器可以不动，可转动培养皿，使涂布均匀，C错误； 接种后需等到菌液被培养基吸收后倒置平板，目的是防止培养皿盖上的冷凝水滴落，造成污染，同时也能避免培养基中的水分蒸发过快，E错误； 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，故用稀释涂布平板法进行微生物计数时，所得数据往往比实际数据偏小，但用平板划线法不能对微生物计数，J错误。 二、过高考 1.(2021·广东，21节选)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是____ ____________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。 2.(2023·全国乙，37节选)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 。 度为60 g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制 盐浓 菌T能够分泌纤维素酶 3.(2022·河北，23节选)枯草芽孢杆菌为好氧微生物，液体培养时应采用 (填“静置”或“摇床震荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时，应采用 (填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”)，其原因是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 4.(2022·全国乙，37节选)用菌株C可产生S，若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：_____________________________________________________ _______________________________________________________________。 返回 摇床震荡 稀释涂布平板法 用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞，而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内 设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度 $