第1章 第2节 一 微生物的基本培养技术-（配套教参）【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修第三册（人教版）

第2节　微生物的培养技术及应用 一　微生物的基本培养技术 [课标内容] 1．了解培养基的概念，并知道如何配制培养基。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.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培养的常用方法。4.通过配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等实验步骤来进行酵母菌的纯培养。 一、培养基的配制 二、无菌技术 1．消毒活的生物材料只能用消毒法 2．灭菌灭菌的效果比消毒好 三、微生物的纯培养 1．纯培养 (1)纯培养物：由__________________________繁殖所获得的微生物群体。 (2)纯培养：获得__________________________的过程。 2．酵母菌纯培养的操作过程 (1)实验原理 ①分散的微生物在适宜的__________________________表面或内部可以繁殖形成__________________________可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是__________________________。 ②采用__________________________法和__________________________　法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的__________________________。 (2)方法步骤 [答案自填] 营养物质　生长繁殖　液体　固体　鉴定　积累其代谢物　氮源　pH　O2　较为温和　表面或内部　巴氏　化学药物　强烈　芽孢和孢子　干热　培养基　单一个体　纯培养物　固体培养基　肉眼　菌落　平板划线　稀释涂布平板　纯培养物　琼脂　蒸馏水　干热灭菌箱　50 ℃　酒精灯火焰　单　恒温培养箱 (1)液体培养基含有水，而固体培养基不含水。(　　) (2)纯化酵母菌可选用马铃薯琼脂培养基。(　　) (3)培养基分装到培养皿后进行灭菌。(　　) (4)不含氮源的平板不能用于微生物培养。(　　) (5)转换划线角度后需要灼烧接种环再进行划线。(　　) 提示：(1)×　二者都含有水，固体培养基含琼脂。 (2)√ (3)×　培养基应先进行灭菌再分装到培养皿。 (4)×　不含氮源的平板可用于固氮菌的培养。 (5)√ 【知识框架】 核心点一　培养基的配制 下表是某培养基的配方，分析回答下列问题： 材料 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 用量 5 g 10 g 5 g 20 g 1 000 mL (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？ (2)该培养基中提供碳源和氮源的物质是什么？属于有机物还是无机物？ (3)配方中的牛肉膏主要为细菌的生长提供__________________________等营养物质，蛋白胨主要为细菌的生长提供______________________等营养物质。 (4)该培养基培养的微生物同化作用类型是什么？理由是什么？ (5)培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？ 提示：(1)固体培养基。该培养基的配方中含有凝固剂琼脂。 (2)该培养基中提供碳源和氮源的物质是牛肉膏和蛋白胨。二者均属于有机物。 (3)碳源、氮源、磷酸盐和维生素　碳源、氮源和维生素 (4)异养型微生物。该微生物的碳源和氮源是有机物。 (5)不一定，例如培养自养微生物时，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。 培养基的成分及功能 营养要素 来源 功能 碳源 无机 碳源 CO2、NaHCO3等含碳无机物 ①构成细胞物质和一些代谢物； ②有机碳既是碳源又是能源 有机 碳源 糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等 氮源 无机 氮源 N2、NH3、铵盐、硝酸盐等 将无机氮合成含氮的代谢物 有机 氮源 牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 合成蛋白质、核酸及含氮的代谢物 生长因子 维生素、氨基酸、碱基 ①酶和核酸的组成成分； ②参与代谢过程中的酶促反应 水 外界摄入 ①良好的溶剂； ②维持生物大分子结构的稳定 无机盐 无机物 为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素 1．关于培养基，下列说法错误的是(　　) A．在配制培养乳酸杆菌的培养基时，需加入维生素 B．微生物的适应性强，配制培养基时可以不考虑pH C．虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有碳源、氮源、水和无机盐 D．大规模快速繁殖某种微生物可用液体培养基 解析：选B。培养基除需要含有碳源、氮源、水和无机盐等几种营养物质外，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，B错误。 2．下列关于四种微生物的叙述，错误的是(　　) A．CO2和NH3分别是硝化细菌的碳源和氮源，该生物所需的能源来自NH3的氧化 B．CO2和硝酸盐分别是褐藻的碳源和氮源，该生物所需的能源来自太阳能 C．葡萄糖既是酵母菌的碳源也是其能源，但CO2一定不是酵母菌的碳源 D．糖类和N2是乳酸菌的碳源和氮源，该生物所需的能源来自乳酸的氧化分解 解析：选D。硝化细菌是化能自养型微生物，CO2和NH3分别为其碳源和氮源，其氧化NH3时可获得所需化学能，A正确；褐藻是光能自养型生物，CO2和硝酸盐分别是褐藻的碳源和氮源，太阳能是其所需的能量来源，B正确；酵母菌是异养型生物，葡萄糖既是其碳源也是其能源，酵母菌直接利用现成的有机物作为碳源，C正确；乳酸菌不是固氮微生物，不能以N2作为氮源，D错误。 核心点二　无菌技术 在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题： (1)消毒和灭菌的原理是什么？能否杀死所有的微生物？ (2)常用酒精擦拭双手是日常防护措施之一，这是消毒还是灭菌？ (3)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是什么？ (4)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具是否可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌？ (5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是什么？ 提示：(1)消毒和灭菌都是使微生物的蛋白质变性，从而杀死微生物。灭菌可杀死处理材料中的全部微生物，包括芽孢和孢子，而消毒仅杀死部分微生物。 (2)消毒。 (3)在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。 (4)可以。 (5)未将锅内冷空气排尽。 比较消毒和灭菌 项目 消毒 灭菌 作用强度 较为温和 强烈 消灭微生 物的程度 物体表面或内部一部分微生物 物体内外的所有微生物，包括芽孢和孢子 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 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法、生物消毒法等 灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌(高压蒸汽灭菌的效果最好)等 1．(2024·湖北荆州高二月考)微生物的实验室培养要进行严格的灭菌和消毒。下列关于灭菌和消毒的叙述，正确的是(　　) A．灭菌和消毒均可以杀死环境中的一切微生物，包括芽孢和孢子 B．无菌操作时，对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行灭菌 C．灼烧法灭菌的对象是金属器具，不可以是玻璃器具 D．消毒和灭菌的原理是相同的 解析：选D。灭菌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；消毒只能杀死物体表面或内部的部分微生物，A错误。对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行消毒，B错误。灼烧法灭菌的对象可以是金属器具和玻璃器具，C错误。消毒和灭菌的原理相同，都是使微生物的核酸或蛋白质变性，D正确。 2．为了杀死杂菌，对于吸管、接种环、培养基、接种室的正确处理依次是(　　) A．干热灭菌、灼烧灭菌、高压蒸汽灭菌、紫外线照射 B．干热灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、酒精消毒 C．高压蒸汽灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌、喷洒苯酚消毒 D．干热灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌、氯气消毒 解析：选A。高压蒸汽灭菌适用于对一般培养基和玻璃器皿的灭菌；干热灭菌适用于需要保持干燥的玻璃器皿等的灭菌；接种室和接种箱常用紫外线照射进行灭菌；微生物接种时的金属接种工具和试管口可以用灼烧灭菌。为了杀死杂菌，吸管可采用干热灭菌法，接种环可采用灼烧灭菌法，培养基通常采用高压蒸汽灭菌法，接种室采用紫外线照射法，A符合题意。 核心点三　酵母菌的纯培养 [探究1]结合倒平板的操作程序回答下列问题： (1)如图一所示，为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？ (2)如图二所示，从防止杂菌污染的角度思考，为什么培养基冷却凝固后将平板倒置？ (3)培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板。可用什么办法来估计培养基的温度？ 提示：(1)进行灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 (2)可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 (3)可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。 [探究2] 下图是平板划线操作的示意图，据图回答下列问题： (1)下列接种过程正确的顺序是____________________________________。 (2)若要按照图d进行划线，那么在接种划线的操作过程中，共灼烧了几次接种环？ (3)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？ 提示：(1)b→a→e→f→c→g→d (2)在每次划线前后均需要对接种环灼烧灭菌，因此共需要灼烧接种环6次。 (3)培养未接种培养基的作用是对照，若未接种的培养基在恒温箱中保温24～48 h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。 1．平板划线法的注意事项 (1)灼烧接种环后，要冷却后才能进行操作，以免温度过高杀死菌种。 (2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细胞繁殖而来的菌落。 (3)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 (4)最后一次的划线不要与第一次的划线相连。 (5)几次灼烧接种环的目的 灼烧时期 目的 第一次操作(取菌种前) 杀死接种环上原有的微生物，避免污染培养物 每次划线之前 杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少 划线结束 杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 2.结果分析与评价 (1)平板划线法结果 平板划线示意图(A)及培养后菌落分布示意图(B)如下图所示。 (2)在接种酵母菌的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。 1．(2024·广东茂名高二检测)下列有关微生物实验室培养的叙述，正确的是(　　) A．利用微生物培养获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染 B．为了防止污染，接种环经火焰灼烧灭菌后应趁热快速挑取菌落 C．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上 D．微生物在液体培养基中生长时，可以形成肉眼可见的菌落 解析：选A。利用微生物培养获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，A正确；接种环在火焰上灼烧后，待冷却后才可以快速挑取菌落，B错误；倒平板时，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将锥形瓶中的培养基(约10～20 mL)倒入培养皿，立即盖上培养皿的皿盖，C错误；微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的菌落，D错误。 2．(教材P12“探究·实践”改编)下图为纯培养酵母菌的一个操作环节，下列相关叙述中，错误的是(　　) A．该操作步骤是接种，方法是平板划线法 B．除第一次划线外，以后的每一次划线的起点都是上一次划线的末端 C．图中酵母菌密度最小的是5处 D．最后一次划线与第一次划线应相连 解析：选D。最后一次划线与第一次划线不能相连，D错误。 1．下列关于微生物培养基的叙述，正确的是(　　) A．利用无氮培养基可以筛选自养微生物 B．在培养霉菌时，需要将培养基调至酸性 C．可用牛肉膏蛋白胨培养基直接培养噬菌体 D．同一种物质不可能既作碳源又作氮源 解析：选B。利用不含有机碳源的培养基可以筛选自养微生物，A错误；在培养霉菌时，需要将培养基调至酸性，B正确；噬菌体是DNA病毒，不能用培养基直接培养病毒，C错误；碳源是指能为微生物提供碳元素的物质，氮源是指能为微生物提供氮元素的物质，同一种物质可以既作碳源又作氮源，如蛋白胨、酵母提取物等，D错误。 2．培养基配制需要运用灭菌和消毒技术，但两者消灭的微生物种类和数量是不同的。下列哪一项能正确表示消毒结果和灭菌结果之间的关系(　　) 答案：B 3．(2024·河南驻马店高二检测)消毒和灭菌是微生物培养中常用的操作方法。下列叙述正确的是(　　) A．若无菌处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌 B．玻璃器皿和金属器具等耐高温的物品通常使用湿热灭菌法进行灭菌 C．微生物纯化时，成功的关键是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度 D．在100 ℃条件下煮沸5～6 min，可杀死微生物的营养细胞和全部芽孢 解析：选C。无菌技术中，若处理对象为液体，可以采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A错误；耐高温的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿、金属器具等，常采用干热灭菌法灭菌，B错误；微生物纯化时，成功的关键是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度，C正确；在100 ℃条件下煮沸5～6 min属于消毒方法，可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，D错误。 4．(教材P12“探究·实践”改编)下图表示小萌同学在实验室培养大肠杆菌过程中的部分操作，下列说法错误的是(　　) A．①②③步骤需要在酒精灯火焰旁操作 B．培养基中必须含碳源、氮源、无机盐和水 C．③步骤用接种环在培养皿内多方向划线是为了检测所配制培养基的质量 D．接种结束后，将④倒置后放入培养箱中培养 解析：选C。①②③步骤操作时为避免杂菌污染需要在酒精灯火焰旁进行，A正确；此实验中培养大肠杆菌的培养基中必须含有碳源、氮源、无机盐和水，B正确；用接种环在培养皿内多方向划线使细菌的菌种接种到培养基上，以便得到单菌落，C错误；接种结束后，将平板倒置后放入培养箱中继续培养，D正确。 5．(教材P14“概念检测”T1改编)微生物的纯培养既需要适宜的培养基，又要防止杂菌污染。下列相关叙述正确的是(　　) A．培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的生长越有利 B．消毒和灭菌的杀菌程度存在差异 C．划线操作时，因培养皿的皿盖不能完全打开，所以操作不需要在酒精灯火焰旁进行 D．微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物 解析：选B。营养物质的浓度并不是越高越好，浓度过高会导致微生物细胞失水，A错误。消毒是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；灭菌是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，B正确。划线操作时，为了防止杂菌污染，培养皿的皿盖不能完全打开，操作时需要在酒精灯火焰旁进行，因为酒精灯火焰旁存在无菌区域，C错误。微生物的纯培养物是由单一个体繁殖所获得的微生物群体，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $