2026届高三生物一轮复习课件50讲 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“微生物的培养技术及应用”核心考点，依据高考评价体系梳理了培养基组成与功能、无菌技术、纯培养、选择培养与计数等考查维度，通过考点权重分析明确选择培养基设计、微生物计数方法等高频考点，归纳实验设计、结果分析等常考题型，体现备考的系统性与针对性。 课件亮点在于高考真题训练与核心素养融合，如结合2025四川真题解析稀释涂布平板法活菌计数误差，培养科学思维；通过土壤中分解尿素细菌分离实验方案设计，强化探究实践。针对平板划线灼烧次数、计数范围30-300等易错点专项突破，帮助学生掌握答题技巧，助力教师精准把握学情，提升复习效率。

第50讲 微生物的培养技术及应用 贺老师 大概念九 利用生物技术与工程生产对人类有用的产品 1 培养基的组成与功能 微生物的培养技术和应用 无菌技术 物理状态分：固体培养基、液体培养基、半固体培养基 微生物的选择培养和计数 功能分：选择培养基和鉴别培养基；成分分：合成培养基和天然培养基 种类 碳源、氮源、水和无机盐，除了营养物质外，培养基还要满足微生物对PH、氧气、特殊营养物质的需求。 培养基组成 消毒：煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒 灭菌：灼烧灭菌法、干热灭菌法、湿热灭菌法 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种类微生物生长的培养基 微生物的数量测定 微生物的纯培养 常用方法：平板划线法和稀释涂布平板法 概念：由单一个体繁殖所获得的微生物群体是纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。 间接计数法--稀释涂布平板法；选择30-300个菌落的平板进行计数 直接计数 —计数板计数法 2 考点一：微生物的基本培养技术 人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质。 营养物质 生长繁殖 ① 培养、分离、鉴定、保存微生物。 ② 积累其代谢物。 1.概念： 2.作用： 1 培养基 3.培养基营养成分的作用和主要来源 成分 主要来源 作用 碳源 氮源 无机盐 水 自养微生物 异养微生物 无机碳源：CO2、CO32-、HCO3- 有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、石油等 ①构成细胞结构物质和一些代谢产物 ②有机碳既是碳源又是能源物质 无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3等 有机氮源：蛋白质、尿素、氨基酸等 氮是微生物合成蛋白质、核酸等物质的元素 无机化合物：K2HPO4、MgSO4、FeSO4、Ca(NO3)2 、NaCl等 ①调节PH ②维持渗透压 功能：①良好的溶剂 ②维持生物大分子结构的稳定（结合水） 提供碳元素的物质、提供氮元素的物质、细胞的组成成分、生理调节物质、某些化能自养菌的能源、酶的激活剂等 3 特殊需求：培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。 ④培养厌氧微生物时，需要提供 的条件。 ①培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加 ； ②培养霉菌时，需要将培养基调至 ； ③培养细菌时，需要将培养基调至 ； 维生素 酸性 中性或弱碱性 无氧 主要指生长因子：维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等 思考：所有微生物是否都可以用培养基进行培养? 否。病毒是没有细胞结构的微生物,必须在活细胞内寄生并以复制的方式增殖,因此不能用培养基进行培养。 生长因子：通常是指微生物自身不能合成或合成量不足，但又是微生物生长和代谢所必需的小分子。 1 培养基 4 常见微生物的营养和能量来源 3.含有C、H、O、N的有机物可作为异养型微生物的 ； 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 硝化细菌 根瘤菌 大肠杆菌 CO2 NO3-、NH4＋等 光能 CO2 NH3 NH3氧化的化学能 糖类等有机物 N2 有机物中的化学能 糖类、蛋白质等有机物 有机氮源为主，部分可利用无机氮源 有机物中的化学能 1.自养型微生物与异养型微生物培养基的主要差别在于 ； 2.无机氮源不但能给有些自养型微生物提供 ，也能作为 ， 碳源 氮源 能源物质 NH3：既是硝化细菌的氮源，又是它的能源物质 光能自养 化能自养 异养、固氮菌 异养 碳源、氮源、能源 大气N₂（唯一氮源），也可利用 NH₄⁺/NO₃⁻ 5 分类依据 培养基的种类 特点 用途 物理性质 化学成分 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，如马铃薯培养基 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 4.培养基的分类 1 培养基 半固体培养基 6 (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 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 考点一：微生物的基本培养技术 2 无菌技术 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 芽孢：有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体(不是繁殖体)。 孢子：部分真菌、藻类等产生的一种有繁殖作用的无性生殖细胞(是繁殖体)。 7 无菌技术的主要方法及适用对象[连一连] (选必3 p10)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，如有的微生物能寄生于多种细菌体内，是细菌裂解，因此可以用于净化污泥、污水。 代谢物 考点一：微生物的基本培养技术 2 无菌技术 8 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（不包括芽孢、孢子） 强烈的理化方法，杀死所有微生物（包括芽孢、孢子） 煮沸消毒法 日常生活 100 ℃煮沸5～6 min 巴氏消毒法 不耐高温的液体 62～65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min 化学药剂 生物活体、水源等 擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源 紫外线 紫外线照射30 min 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、培养皿等,生产和实验室常用 高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121 ℃,15～30 min 消毒与灭菌 接种室、接种箱，超净工作台 9 考点一：微生物的基本培养技术 3 微生物的纯培养 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。 获得纯培养物的过程。 培养物 纯培养物 纯培养 注：分散的微生物在适宜的 表面或内部可以繁殖 形成肉眼可见的、有 的子细胞群体叫作菌落。 【扩展】鉴定菌种的重要依据： 等。 固体培养基 一定形态结构 菌落的大小、形状、颜色 由 繁殖所获得的微生物群体。 单一个体 10 培养基灭菌: ; 培养皿灭菌: ; 配制培养基： 灭菌 倒平板： 制备培养基 湿热灭菌法 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。 灼烧灭菌 既可避免培养基表面的水分过快挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基 3 微生物的纯培养（酵母菌纯培养的步骤） 11 平板划线法 方法： 原理： 接种和分离 单个细胞 聚集的菌种 单个菌落 连续划线 分散 生长繁殖 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 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是否可观察到菌落颜色、形状、大小基本一致，并符合酵母菌菌落特点的单菌落。 结果分析 温度： 28℃左右（恒温培养箱） 接种后的平板 未接种的平板 3 微生物的纯培养（酵母菌纯培养的步骤） 12 ① ③ ② ④ ⑤ ⑥ ⑦ 下图是平板划线操作的示意图，据图回答下列问题： (1)平板划线操作的正确步骤是： 。 ⑥ ⑤ ③ ① ② ④ ⑦ 考点一：微生物的基本培养技术 3 微生物的纯培养 13 平板划线法在划线时注意哪些问题？ 考点一：微生物的基本培养技术 3 微生物的纯培养 右图接种环共需灼烧几次？ 6次 第一次划线 划线 要求 划线时 不要与 相连 第二次划线 第一次划线及每次划线之前都需灼烧接种环灭菌 ，划线操作结束仍需要灼烧接种环 灼烧接种环之后，要等其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种 在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，这样才能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落 最后一区域 与第一区域 划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破 14 考点二：微生物的选择培养和计数 1 选择培养基 （1）原理：人为提供 目的菌生长的条件(包括 、 和 等) ，同时 其他微生物的生长。 （2）实例： 有利于 营养 温度 pH 抑制或阻止 类型 条件 分离得到的菌种 改变培养条件 70～80℃的高温 无氧 添加某种化学物质 加入青霉素 高浓度食盐 特殊碳、氮源 石油是唯一碳源 纤维素的唯一碳源 营养缺陷 不加碳源 不加氮源 纤维素分解菌 水生栖热菌 得到厌氧型微生物 酵母菌、霉菌等真菌 金黄色葡萄球菌 能消除石油污染的微生物 自养型微生物(硝化细菌等） 固氮菌（根瘤菌等） 15 项目 选择培养基 鉴别培养基 原理 用途 举例 图示 尿素分解菌 大肠杆菌 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，且带有金属光泽) 选择培养基和鉴别培养基的比较 16 考点二：微生物的选择培养和计数 2 土壤中分解尿素的细菌的分离、计数与鉴定 （1）选择培养基：绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成_______的微生物才能分解尿素，利用_____________________的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。 脲酶 以尿素作为唯一氮源 CO(NH2)2+H2O 脲酶 2NH3+CO2 常见的分解尿素的微生物：芽孢杆菌、小球菌、棒状杆菌等细菌，某些真菌和放线菌也能分解尿素。 1.实验原理 （2）计数方法： 稀释涂布平板法 聚集的微生物 单个细胞 菌液梯度稀释 单个菌落 涂布平板 生长繁殖 氨气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。 酚红指示剂 红 （3）鉴定方法： 原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。 17 2.实验步骤 2 土壤中分解尿素的细菌的分离、计数与鉴定 考点二：微生物的选择培养和计数 （1）制备培养基 ①选择培养基： 以尿素为唯一氮源。 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 ②牛肉膏蛋白胨培养基： 作为对照组，来判断选择培养基是否具有选择作用。 ③KH2PO4和Na2HPO4的作用是： ①提供无机盐； ② 调节pH （2）土壤取样 ①取样地点要求： 酸碱度 的潮湿土壤。细菌适宜在该环境中生长。 ②取样过程： 铲去表层土（一般 左右）。细菌绝大部分分布在距地表 的土壤层。 接近中性 3cm 3～8cm 18 （3）梯度稀释 2.实验步骤 2 土壤中分解尿素的细菌的分离、计数与鉴定 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1×103 1×104 1×105 1×106 1×107 9 mL 无菌水 90mL无菌水 10g 微量 移液器 取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀，制成菌液。 1×10 1×102 不同微生物在土壤中含量不同，分离不同的微生物采用不同的稀释度，以保证获得菌落数在 之间适于计数的平板。 30～300 19 （4）涂布平板 2.实验步骤 2 土壤中分解尿素的细菌的分离、计数与鉴定 ①取菌液：取 mL菌液，滴加到培养基表面。 ②涂布器消毒：将涂布器放在盛有 的烧杯中。 ③涂布器灭菌：将涂布器放在火焰上灼烧， 待 、涂布器 后，再进行涂布。 ④涂布平板：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 。 微量移液器 0.1 酒精 酒精燃尽 冷却 涂布均匀 20 （5）微生物的培养与观察 ①培养条件： 2.实验步骤 2 土壤中分解尿素的细菌的分离、计数与鉴定 待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板 ，放入 的恒温培养箱中，培养1-2d。 倒置 30-37℃ 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 等 ②观察： 每隔 统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果， 原因： 。 防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 24h 形状、大小和颜色 ③结果： 21 未接种 以尿素为唯一氮源的选择 培养基 牛肉膏 蛋白胨 培养基 1×104 1×105 1×106 牛肉膏蛋白胨培养基中的菌落数大于选择培养基中的菌落数，说明 . ； 该选择培养基 有筛选作用 未接种的培养基上无菌落的生长，说明： ； ； 培养基没有被杂菌污染 （6）结果分析与评价 2.实验步骤 思考：得到的菌落一定是能分解尿素的细菌吗？ ①还可能是固氮菌 ②其他从分解尿素的细菌的代谢物中获取氮源的微生物。 应选稀释倍数为1×104的培养基计数，使菌落数在30～300 22 3 微生物的数量测定方法 内容 显微镜直接计数法 间接计数法（稀释涂布平板法） 主要用具 计数依据 优点 计算公式 缺点 结果 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 涂布器 细菌个数 培养基上菌落数 计数方便、操作简单 计数的是活菌 每毫升原液含菌株数＝每小格平均菌株数×400×1 0000×稀释倍数 每克样品中的菌株数:(C÷V)×M 　C:某稀释度下平板上生长的平均菌落数;V:涂布平板时所用的稀释液的体积(mL);M:稀释倍数 不能区分死菌与活菌 当两个或多个菌体连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 比实际值偏大 比实际值偏小 23 方法 平板划线法 稀释涂布平板法 纯化原理 接种工具 单菌落的获得 用途 效果图 相同点 连续划线 梯度稀释→涂布平板 接种环 涂布器 从最后划线区挑取 稀释度合适的整个平板上都可找到单菌落 分离纯化菌种， 获得单菌落 ①分离纯化菌种，获得单菌落 ②用于计数 ①都能分离纯化菌种；②都在固体培养基上进行 平板划线法和稀释涂布平板法的比较 24 土壤取样 → 富含纤维素的环境 → 以纤维素为唯一碳源，增加目的菌浓度 （选择培养基） → 制备系列稀释液 筛选产生透明圈的菌落 制备培养基 涂布平板 → 添加刚果红作为指示剂 （鉴别培养基） 梯度稀释 挑选 问题：现在要从土壤中分离纤维素分解菌，请你给出详细的实验方案。 恒温培养 刚果红会与纤维素形成红色复合物 4 分解纤维素的细菌的分离、计数与鉴定 考点二：微生物的选择培养和计数 25 具体处理 原理 目的 鉴别尿素分解菌 鉴别纤维素分解菌 鉴别大肠杆菌 酚红 培养基 刚果红 培养基 伊红-亚甲蓝 培养基 刚果红培养基鉴别 纤维素 分解菌 伊红-亚甲蓝培养基 鉴别大肠杆菌 酚红培养基 鉴别 尿素 分解菌 尿素被分解产生氨， 培养基呈碱性，使酚红指示剂变红。 刚果红与纤维素能形成红色复合物， 当纤维素被分解后，复合物就无法形成， 培养基中会出现以菌落为中心的透明圈。 在伊红-亚甲蓝培养基上生长的 大肠杆菌菌落呈深紫色，并有金属光泽。 拓展：鉴别培养基的具体实例 26 1．（2021·山东·高考真题）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 为不影响菌的运动需选用半固体培养基 B 真题必刷 D.甲的颜色更深，乙的范围更大，故无法比较出两种菌产生硫化氢的量 27 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 真题必刷 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。 28 3.（2025·湖南）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．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 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．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 D 真题必刷 4.(2025·黑吉辽卷)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(C23H23CIN208)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 稀释涂布法不需要接种环,而是需要涂布器 29 5．（2025·山东·高考真题）深海淤泥中含有某种能降解纤维素的细菌。探究不同压强下，该细菌在以纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基上的生长情况。其他条件相同且适宜，实验处理及结果如表所示。下列说法正确的是（     ） 注： “+”表示有；“一”表示无 A．可用平板划线法对该菌计数 B．制备培养基的过程中，应先倒平板再进行高压蒸汽灭菌 C．由②④组可知，在以纤维素为唯一碳源的培养基上，该菌可在常压下生长 D．由③④组可知，高压下该菌不能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长 C选项：组②为常压 + 纤维素，结果无菌落，而组④为高压 + 纤维素，结果是有菌落。 这个对比恰好说明，在以纤维素为碳源的条件下，该菌不能在常压下生长，而能在高压下生长 先灭菌再倒平板 组别 压强 纤维素 淀粉 菌落 ① 常压 - + - ② 常压 + - - ③ 高压 - + - ④ 高压 + - + D 真题必刷 30 $