第一章 第2节 第2课时 微生物的分离与计数-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步课件PPT（人教版）

生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 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课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 生物选择性必修3 互动探究克疑难 教材梳理预新知 课堂自测固双基 课时评价提能力 第2课时　微生物的分离与计数 课标内容要求 核心素养对接 1.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物 2．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 3．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 生命观念：理解微生物的选择培养和计数的原理 科学探究：开展稀释涂布平板法的操作和土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验 ◆[基础梳理] 一、选择培养基 1．自然界中微生物的分离 (1)目的菌株是优势种群：　平板划线法　或　稀释涂布平板　法。 (2)目的菌株非优势种群：利用　选择培养基　分离。 2．实验室中目的菌株的筛选 (1)原理：人为提供有利于　目的菌株　生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时　抑制或阻止　其他微生物的生长。 (2)方法：利用选择培养基分离。 ①选择培养基：允许　特定种类　的微生物生长，同时　阻止或抑制　其他种类微生物生长的培养基。 ②实例：筛选分解尿素的细菌的培养基，以　尿素　作为唯一氮源，只有能合成　脲酶　的微生物才能分解尿素。 二、微生物的选择培养 1．铲取土样，将样品装入纸袋中。 2．将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 梯度稀释操作 (1)将分别盛有　9　 mL无菌水的6支试管按101～106的顺序编号。 (2)用移液管吸取 　1　 mL培养的菌液，注入101倍稀释的试管中。用手指轻压移液管上的橡皮头，吹吸3次，使菌液与水充分　混匀　。 (3)从101倍稀释的试管中吸取 　1　 mL稀释液，注入102倍稀释的试管中，重复(2)步的混匀操作。依次类推，直到完成最后一支试管的稀释。 3．涂布平板操作 eq \a\vs4\al(a.取少量菌,液不超过,　0.1　mL，滴,加到培养基,表面) eq \a\vs4\al(b.将涂,布器浸在,盛有　酒精　,的烧杯中,)　eq \a\vs4\al(c.将沾有少量酒,精的涂布器在火,焰上引燃，待酒,精燃尽后，　冷却　,8～10 s)　eq \a\vs4\al(d.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,菌液分布均匀) 待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板　倒置　，放入30～37℃的恒温培养箱中培养1～2 d。在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的　单　菌落。 三、微生物的数量测定 微生物生长量的测定有计数法、重量法、生理指标法等方法，但是一般使用计数法，计数法可分为直接计数法和间接计数法。二者的比较如下表所示： 项目 直接计数法 间接计数法 原理 利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量 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 主要用具 显微镜、细菌计数板 培养基 计数数据 菌体本身 培养基上菌落数 优点 计数方便、操作简单 计数的是　活菌　 缺点 死菌、活菌都计算在内 操作较复杂，有一定误差 计算公式 每毫升原液含菌数＝每小格平均菌体数×400×10 000×稀释倍数 每毫升原液含菌数＝培养基上平均菌落数×稀释倍数÷涂布液体积 四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1．土壤取样 从富含有机质、酸碱度接近中性且潮湿的土壤取样。先铲去表层土，在距地表约 　3～8　 cm的土壤层取样。 2．样品的稀释 (1)稀释原因：样品的　稀释度　直接影响平板上生长的　菌落数目　。 (2)稀释标准：选用一定稀释范围的样品液进行培养，保证获得菌落数在 　30～300　之间，便于计数。 (3)第一次做实验时，可以将稀释度的范围放宽一点。 3．微生物的培养与观察 (1)培养：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 　24 h　统计一次　菌落　数目，最后选取菌落数目　稳定　时的记录作为结果。 4．操作提示 (1)无菌操作 ①取土样的用具在使用前都需要　灭菌　。 ②应在　火焰　旁称取土壤，并在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好　棉塞　。 ③在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在　火焰　旁操作。 (2)做好标记：本实验使用的平板和试管比较多。为避免混淆，最好使用前就做好　标记　。 (3)制定计划：对于耗时较长的生物实验，要事先　制定计划　，以便提高工作效率。 ◆[基础诊断] (1)因为土壤中各类微生物的数量不同，所以，为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离。( √ ) (2)转换划线角度后需要灼烧接种环再进行划线。( √ ) (3)筛选分解尿素的细菌所用的培养基为液体培养基。( × ) (4)用平板划线法培养计数，应选择有10～100菌落数的平板。( × ) (5)统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数目。( × ) (6)只要培养基中有尿素即可筛选出分解尿素的细菌。( × ) 疑难点一　微生物的选择培养和计数 1．选择培养基的选择作用 (1)原理：根据不同微生物的特殊营养需求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。 (2)三种方法的比较： 方法 特点 举例 一 利用营养缺陷型选择培养基进行的选择培养 通过控制培养基的营养成分，使营养缺陷型微生物不能正常生长 缺乏氮源时可以分离固氮微生物 二 利用某种化学物质进行的选择培养 在完全培养基中加入某些化学物质，利用加入的化学物质对微生物产生的影响，抑制某些微生物，同时选择所需的微生物 加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌 三 利用培养条件进行的选择培养 改变微生物的培养条件 将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物 [特别提醒]　能在选择培养基上生长的不一定是所需要的目的菌。原则上选择培养基只能允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还需进一步的鉴定。 2．平板划线法和稀释涂布平板法的比较 (1)单细胞菌落的获得 利用平板划线法接种时，单细胞菌落从后划线的区域挑取；利用稀释涂布平板法接种时，只有合适的稀释度才能得到单细胞菌落。 (2)两种接种方法的应用 两种方法都能将微生物分散到固体培养基表面，以获得单细胞菌落，达到分离纯化微生物的目的；稀释涂布平板法还能对微生物进行计数，而平板划线法不能用于微生物的计数。 ◆[互动探究] 1．能够对微生物计数的接种方法是那一种？为了保证结果准确，平板中的菌落数为多少？ 提示：可同时用于分离微生物和统计活菌数的接种方法为稀释涂布平板法。为了保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。 2. A同学用稀释涂布平板法对稀释了10－6的菌液进行计数，得到了一个220的平板，他能以此计算细菌个数吗？ 提示：不能。为增加实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下涂布3个平板，统计结果后计算平均值。 3．B同学也用稀释涂布平板法对稀释了10－6的菌液进行计数，得到了三个平板，数目分别是18、209、231。他应该怎么处理这组数据？ 提示：微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果不一致的情况，应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的原因，需重新实验，而不能简单地舍弃后进行计数。 ◆[对点训练] 1．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做(　　 ) A．鉴别培养基　　　 B．加富培养基 C．选择培养基 D．基础培养基 解析：C　[选择培养基是在培养基中加入特殊营养物质或化学物质，抑制其他微生物的生长，有利于所需微生物生长的培养基。] 2．在进行微生物数量测定时，下列情况会造成结果偏多的是(　　 ) A．经过静置后，取培养液的上层进行直接计数 B．进行梯度稀释时，每支试管加入了过多的无菌水 C．利用显微镜直接计数时，滴加菌液后再盖盖玻片 D．平板上有不少菌落是两个细菌长成的菌落连在一起形成的 解析：C　[对微生物计数时，培养液经过静置后，需要先摇匀，若未摇匀，由于微生物的沉淀，培养液的上层微生物数量少，进行直接计数会使计数值偏低；进行梯度稀释时，若每支试管加入了过多的无菌水，会使菌液稀释超过需要稀释的倍数而使结果偏低；利用显微镜直接计数时，如果先滴加菌液再加盖玻片，容易使盖玻片由于液滴的表面张力作用而不能严密的盖到计数板表面上，使计数室内的体积增大，计数结果将偏高；平板上有不少菌落是两个细菌长成的菌落连在一起形成的，按一个菌落计数，会使数值偏小。] ◆[易错警示] 稀释涂布平板法的注意事项 (1)稀释涂布平板法所选择倒平板的稀释度很重要，一般以3个稀释度中的第二个稀释度倒平板，所出现的平均菌落数在50个左右的为最好。 (2)在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组。 (3)在分析结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，如果差别过大，则意味着操作有误，需要重新实验。 疑难点二　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验 1．实验设计及操作提示 步骤 实验操作 操作提示 土壤 取样 土壤微生物约70%～90%为细菌，主要分布在距地表3～8 cm土壤层。 ①要求：从富含有机质、酸碱度接近中性土壤中取样； ②取样层：先铲除表层土，在距地表约3～8 cm的土壤层取样； ③将样品装入事先准备好的信封中 取样用的小铁铲和盛土样的信封都要经过灭菌 制备 培养 基 分别配制牛肉膏蛋白胨培养基和尿素为唯一氮源的选择培养基 牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照，用来判断选择培养基是否起到了选择作用 样品 的稀 释和 涂布 ①称取10 g土样加到盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀； ②吸取上清液1 mL，转移至盛有9 mL无菌水的无菌大试管中，按照上述流程进行样品的稀释； ③选用1×104、1×105、1×106三个浓度涂布培养 ①应在火焰旁称取土样。在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞； ②由于初次实验，对于稀释的范围没有把握，因此选择了一个较为宽泛的范围103～107倍的稀释液； ③实验时要对所用的平板、试管作好标记。如培养皿要注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等 培养 观察 将平板倒置，于30～37℃温度下培养1～2 d，每隔24 h统计一次菌落数目 ①不同微生物往往需要不同的培养温度和时间 ②一般来说，在一定的培养条件下，同一种微生物表现出稳定的菌落特征，包括菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等方面 计数 选取菌落数在30～300的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目 选取菌落数目稳定时的记录作为结果，以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 2.结果分析与评价 内容 现象 结论 有无杂 菌污染 的判断 对照的培养皿中无菌落生长 未被杂菌污染 被杂菌污染 培养物中菌落数偏高 培养物中混入其它氮源 菌落形态多样，菌落数偏高 选择培养 基的筛选 作用 牛肉膏培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目 选择培养基具有筛选作用 样品的 稀释操作 得到2个或2个以上菌落数目在30～300的平板 操作成功 重复组的 结果 若选取同一种土样，统计结果应接近 ◆[互动探究] 某兴趣小组试图从土壤中分离分解尿素的细菌，流程图如下图所示。回答下列问题： (1)要从土壤中分离目标菌，最关键的实验操作步骤是什么，这样做的理由是什么？ 提示：用以尿素为唯一氮源的培养基进行选择培养。 不能合成脲酶的微生物无法分解尿素获得氮，生长受到抑制。 (2)接种尿素分解菌后的培养基需要倒置培养，原因是什么？ 提示：防止培养皿盖上的水滴落造成培养基的污染。 (3)为什么只有能分解尿素的细菌才能在该培养基上生长？ 提示：分解尿素的细菌能合成脲酶，而脲酶可将尿素分解成氨和CO2，从而为微生物提供氮源。 (4)三个培养皿中分别形成了54个、46个、50个菌落，则1 g土壤样本中的活菌数有多少？ 提示：(54＋46＋50)÷3×106＝5×107个。 ◆[对点训练] 1．下列关于土壤取样的叙述，错误的是(　　 ) A．土壤取样时，应选取肥沃、湿润的土壤 B．先铲去表层土3 cm左右，再取样 C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌 D．应在酒精灯火焰旁称取土壤 解析：C　[在“分解尿素的细菌的分离与计数”实验中，必须在含微生物丰富的湿润、肥沃土壤中取样，所用小铁铲和信封必须灭菌。] 2．用稀释涂布平板法来统计样品中尿素分解菌的数目时，为了提高实验结果的可信度，往往要设置对照，对于对照组的要求不包括(　　 ) A．对照组培养基也严格灭菌 B．对照组和实验组放在相同的条件下培养 C．所用培养基成分及pH值大小完全与实验组一致 D．培养基的量的大小，与实验组必须绝对相同 解析：D　[对照组培养基也应严格灭菌，且不接触任何生物，A正确；对照组和实验组的培养基应放在相同的条件下培养，所用培养基成分及pH大小完全与实验组一致，B、C正确；对照组培养基的量的大小与实验组不一定绝对相同，D错误。] 1．土壤中分解尿素的微生物所需氮源为(　　 ) A．硝酸　　　　　　 B．氨 C．尿素 D．蛋白胨 解析：C　[只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源，使其生长、发育及繁殖受到抑制，所以，以尿素为唯一氮源的培养基能够选择出分解尿素的微生物。] 2．某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌数量，并从中筛选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是(　　 ) A．利用平板划线法对细菌进行计数 B．利用以石油为唯一碳源的培养基筛选 C．采用稀释涂布平板法分离菌种 D．称取和稀释土壤时应在火焰旁 解析：A　[分离菌种常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法，对活菌进行计数常用稀释涂布平板法而不能用平板划线法，A错误；实验目的是筛选出能分解石油的细菌，培养基中应以石油为唯一碳源，B正确；对微生物进行分离时可用稀释涂布平板法接种，C 正确；微生物分离和培养的关键是无菌技术，因此在微生物的分离和培养过程中称取和稀释土壤等活动要在火焰旁进行，D正确。] 3．用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数。原因是(　　 ) A．平板上的一个菌落就是一个细菌 B．菌落中的细菌数是固定的 C．此时的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌 D．此方法统计的菌落数一定与活菌的实际数相同 解析：C　[用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌，但偶尔也可能来自两个或多个细菌，所以此方法统计的菌落数可能低于活菌的实际数目。] 4．养殖池中存在的有毒物质主要是氨和亚硝酸，这两种物质可由硝化细菌吸收利用。研究人员从养殖池的池泥中分离出硝化细菌并进行了计数。有关叙述正确的是(　　 ) A．需配制一定浓度含氨盐的牛肉膏蛋白胨培养基以分离硝化细菌 B．配制的培养基经高压蒸汽灭菌后通常还需要调节pH才能使用 C．涂布时，用涂布器沾取少量菌液并均匀地涂布在培养基的表面 D．使用涂布平板法统计得到的菌落数目往往比活菌的实际数目少 解析：D　[硝化细菌属于自养型生物，因此培养硝化细菌的培养基中不需要加入有机碳源，则培养基中不能加入牛肉膏蛋白胨，A错误；培养基制备过程中应先调节pH，再高压蒸汽灭菌，B错误；用滴管或移液管取少量菌液滴到培养皿上，然后用经过灭菌的涂布器将菌液均匀的涂布在培养基表面，C错误；用稀释涂布平板法统计菌落数目时，由于会出现两个或多个细菌连在一起形成一个菌落的情况，这样统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，D正确。] 5．为研究“某品牌酸奶中乳酸菌数量及其对抗生素耐药性情况”，某同学进行了如下实验： 请分析回答下列问题： (1)配制的细菌培养基除了含有水、碳源、氮源和无机盐等主要营养成分外，还应加入适量的　________　和琼脂。在培养基各成分溶化与灭菌之间，要进行的操作是　________　。 (2)接种微生物的方法有很多，图中过程①②③所示的方法为　________________　。用该方法统计样本菌落数时，同时需要做A、B、C三个培养皿，原因是________________________。 用该方法统计样本菌落数后，所得数据需要乘以10n后，才可表示乳酸菌的数量(单位：个/mL)，这里的n＝　________　(4或5或6)。经正确操作培养后，3个平板上的菌落数分别为150、158和157。据此可得出每毫升样品中的活菌数　________　(填“至多”或“至少”)为　________　个。 (3)请完善“检测乳酸菌对青霉素、四环素耐药性”的实验操作步骤： 步骤1：分别取　____________________________________　加入三组无菌培养皿中，再加入灭菌并冷却到50℃左右的培养基，立即混匀，静置凝固成平板。 步骤2：向三组培养基中分别接种待检测的乳酸菌菌种。 步骤3：将接种后的三组培养基和一个　________________　都置于适宜温度等条件下培养一定时间，观察比较培养基中菌落生长情况。 解析：(1)配制的细菌培养基除了含有水、碳源、氮源和无机盐等主要营养成分外，还应加入适量的维生素和琼脂。在培养基各成分溶化与灭菌之间，要先调pH。 (2)接种微生物的方法有很多，图中过程①②③所示的方法为稀释涂布平板法，用该方法统计样本菌落数时，同时需要做A、B、C三个培养皿，分别计数3次，取平均值，使实验结果更加准确可靠。分析图解可知，图中酸奶样品总共稀释105倍，并且稀释涂布平板时只取了0.1 mL，因此这里的n＝6。3个平板上的菌落数分别为：150、158和157，据此可得出每毫升样品中的活菌数至少为(150＋158＋157)÷3×106＝1.55×108个。 (3)步骤1：根据等量原则，应该分别取等量的青霉素、四环素和无菌水加入三组无菌培养皿中。步骤3：根据对照原则，应该将接种后的三组培养基和一个未接种的培养基都置于适宜温度等条件下培养若干天作为对照试验。 答案：(1)维生素　调pH　(2)稀释涂布平板法　分别计数3次取平均值，使实验结果更加准确可靠　6　至少　1.55×108　(3)等量的且适量的青霉素、四环素、无菌水　未接种的培养基 $