第1章 第2节 第1课时 发酵工程与微生物接种和传代的无菌技术-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程配套课件PPT（苏教版）

第二节　发酵工程的无菌技术 第1课时 发酵工程与微生物接种 和传代的无菌技术 学习目标 1.掌握不同物品的灭菌方法。　 2.概述发酵工程的灭菌设备和无菌操作器具并掌握其正确使用方法。　　 3.阐明微生物接种和传代的无菌技术，尝试进行斜面接种和培养酵母菌。 知识点（一） 发酵工程的灭菌 方法 知识点（二） 发酵工程的灭菌 设备及无菌操作 器具 课时跟踪检测 目录 课堂小结与随堂训练 知识点（三） 微生物接种和传代 的无菌技术 知识点（一） 发酵工程的灭菌 方法 教材知识梳理 (一)无菌技术 1.无菌技术的含义 指在操作过程中，保持_______________的无菌状态并不被微生物污染的技术，其核心是_____。 2.无菌技术的主要内容 (1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。 (2)用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。 (3)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并在酒精灯火焰附近进行。 (4)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。 物品与操作区域 灭菌 (二)发酵工程常采用的灭菌方法 化学试剂 灭菌法 采用___________________等灭菌剂灭菌的方法，能破坏微生物的_________________。灭菌剂可能会与培养基中的一些成分发生作用，一般不用于_______的灭菌 射线灭菌法 利用紫外线等产生的__________进行灭菌的方法。紫外线的穿透力弱，一般用于____________的灭菌 甲醛、氯、高锰酸钾 蛋白质或细胞结构 培养基 高能粒子 表面和空气 干热 灭菌法 包括_________灭菌法和_________法等，前者主要用于要求__________的实验器具(如培养皿、接种针和移液管)的灭菌，后者常用于_____等操作过程 湿热 灭菌法 利用__________进行灭菌的方法，该方法可使菌体蛋白质易_____，相同温度下湿热灭菌比干热灭菌_______ ________法 通过过滤_____微生物从而达到除菌目的的方法。工业生产上一般利用该方法大量制备_________或处理料液，以获得无菌产品 干热空气 火焰灼烧 接种 饱和蒸汽 变性 更有效 阻留 无菌空气 过滤除菌 续表 常用灭菌与消毒方法的比较 核心要点点拨 项目 主要方法 应用范围 灭 菌 概念 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 湿热 灭菌 气压约为100 kPa、温度为121 ℃的条件下维持15~20 min 培养基及多种器材、物品 灭 菌 干热 灭菌 干热 空气 灭菌 干热灭菌箱140~160 ℃， 加热2~3 h 玻璃器皿(如接种针、培养皿等)、金属用具等不适宜用其他方法灭菌而又能耐高温的物品 火焰 灼烧 灭菌 酒精灯火焰 灼烧 微生物接种工具，如接种环、接种针或其他金属用具等，接种过程中的试管口或瓶口等 续表 消 毒 概念 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 煮沸 消毒法 100 ℃煮沸 5~6 min 家庭餐具等生活用品 巴氏 消毒法 63~65 ℃消毒30 min或80~85 ℃处理10~15 s 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进行高温灭菌的液体 化学药物 消毒 用体积分数为70%~75%的乙醇、碘酒涂抹等 皮肤、伤口、动植物组织表面和空气、手术器械、塑料或玻璃器皿等 续表 [典例]　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。请回答下列问题： (1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具_____ (填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。  可以 [解析]　在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属材质的实验器具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。 (2)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_______________________________ _________。  在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少 [解析] 巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，优点为在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。 (3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能______________________。  (4)水厂供应的自来水通常是经过_____ (填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。  　氯气 破坏微生物的DNA结构 [解析] 紫外线照射能消毒的原因是其能够破坏微生物细胞中DNA分子的结构。 [解析] 自来水通常是采用氯气进行消毒的。 [归纳拓展] (1)酒精消毒液中酒精浓度对效果的影响 70%的酒精消毒效果较好。原因是浓度过高，菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中；浓度过低，消毒能力减弱。 (2)无菌技术措施的选择原则 ①考虑效果：灭菌的效果比消毒要好。 ②考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒的方法，而不能采用灭菌的方法。 (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)化学试剂灭菌法一般不用于培养基的灭菌。( ) (2)工业生产上可通过过滤除菌法制备无菌空气用于各种微生物的发酵。( ) (3)培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌。( ) (4)无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)都可采用干热灭菌法进行灭菌。( ) (5)分批灭菌的过程包括升温、保温和冷却三个阶段，灭菌主要是在升温过程中实现的。( ) 层级训练评价 × √ × × × (二)落实知能 2.下列关于无菌技术的理解，错误的是(　　) A.无菌技术能对实验操作的空间进行消毒 B.无菌技术能将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基进行灭菌 C.无菌技术不能防止操作者自身携带微生物污染实验 D.无菌技术包括避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品的接触 √ 解析：无菌技术能对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行消毒，A正确；为获得纯净的培养物，保证不被杂菌污染而采用的无菌技术，能将培养的器皿、接种用具和培养基进行灭菌，B正确；无菌技术除了能防止操作者自身携带微生物污染实验，也可有效避免操作者自身被微生物感染，C错误；周围物品可能会含有杂菌，为防止杂菌污染，无菌技术操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品的接触，D正确。 3.下表中有关消毒与灭菌的描述错误的是 (　　)   常用方法 应用举例 消毒 ① 日常用品 ② 不耐高温的液体 ③ 皮肤 灭菌 火焰灼烧法 ④ 干热空气灭菌法 ⑤ 高压蒸汽灭菌法 ⑥ A.若要彻底除去物体内外的芽孢和孢子，只靠方法①②③是不行的 B.牛奶、啤酒等通常用方法②消毒，④可以为接种针、涂布器等灭菌 C.⑤⑥灭菌时，灭菌物品均不能与箱壁或桶壁接触，其原因不同 D.培养皿、培养基灭菌均可采用⑤⑥方法 √ 解析：常用的消毒方法并不能除去孢子和芽孢，若要除去芽孢和孢子，则需要灭菌，A正确。牛奶、啤酒等不耐高温的液体，常用的消毒方法是巴氏消毒法，对于金属操作工具常用火焰灼烧法灭菌，B正确。干热空气灭菌时，灭菌的物品不与灭菌箱内壁接触，防止包装纸烤焦起火；高压蒸汽灭菌时，锥形瓶与试管口不与桶壁接触是为了避免冷凝水淋湿包裹瓶口的纸而透入棉塞，C正确。培养基不能用干热空气灭菌法灭菌，应使用高压蒸汽灭菌法灭菌，D错误。 (三)迁移应用 4.在生物技术上常利用大肠杆菌制成“工程菌”。某生物小组的同学，利用实验室提供的大肠杆菌品系及其他必要材料，对该品系大肠杆菌进行了培养。请分析回答下列问题： (1)微生物在生长过程中对各种成分的需求量不同，故制备培养基时各成分要有合适的___________。培养基中含有的蛋白胨可为微生物提供_____________________。  　氮源、碳源(和维生素) 浓度和比例 解析：微生物在生长过程中对各种成分的需求量不同，故制备培养基时各成分要有合适的浓度和比例，培养基中含有的蛋白胨可为微生物提供氮源、碳源和维生素。 (2)配制培养基时，各种成分在溶化后分装前必须调节___，接种前要进行灭菌处理，应该采用的方法是_______________。  (3)实验结束时，使用过的培养基应进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是_____________________________。  　　避免细菌污染环境或感染操作者 pH 高压蒸汽灭菌法 解析：配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行pH的调节，接种前要对培养基进行灭菌，采用的方法是高压蒸汽灭菌法。 解析：实验结束时，使用过的培养基应进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是避免细菌污染环境或感染操作者。 知识点（二） 发酵工程的灭菌设备及无菌操作器具 教材知识梳理 (一)几种发酵工程灭菌设备的比较 名称 灭菌方法 优点 应用 电热 鼓风 干燥箱 ________法 灭菌器皿保持干燥 常用于空的玻璃器皿(如培养皿、离心管、移液管)、金属用具(如镊子、手术刀)和其他耐高温的物品(如菌种保藏采用的沙土管、石蜡油、碳酸钙)的灭菌 干热灭菌 高压 蒸汽 灭菌锅 _________法 对培养基、培养器皿等应用广泛的灭菌方法 能杀死其中________ _________________________ 空气 除菌 设备 空气过滤 除菌法 净化空气中的杂菌 无菌室、超净工作台除菌 湿热灭菌 所有微生物的营养体及其芽孢 续表 [微提醒] 电热鼓风干燥箱的使用 (1)不得将易腐、易燃、易爆物品放入箱内干燥灭菌。 (2)干燥箱在工作时，必须将风机开关打开，否则会导致电机或传感器烧坏。 (3)箱内应经常保持清洁，长期不用应套好防尘罩，放置在干燥的室内等。 (二)发酵工程的无菌操作器具 名称 用途或用法 特点 接种 器具 玻璃 涂布器 _____________接种 在无菌条件下将微生物接种在培养基上 接种针 _____接种 接种环 _____接种或在平板培养基上_____接种 平板稀释涂布 穿刺 斜面 划线 转移 器具 移液管 用来准确移取一定体积的溶液或分装化学试剂的量器；一般用于转移部分液体培养物、________________或分装化学试剂 刻度移液管可以控制_____加入量 微量 取液器 可分为固定容量的和可调容量的两种 取液量很少 超净工作台 利用_________灭菌和___________除菌 操作方便 系列稀释微生物 试剂 紫外线灯 空气过滤器 续表 关于高压蒸汽灭菌锅使用的几个易错点 (1)首先将内层灭菌桶取出，再向外层锅内加入适量的水，水量达到水位标记线即可。 (2)放回灭菌桶，并装入待灭菌物品。注意不要装得太挤，以免妨碍蒸汽流通而影响灭菌效果也不能装的太满，至少留1/3空间。锥形瓶与试管口不要与桶壁接触，以免冷凝水淋湿包裹瓶口的纸而透入棉塞。 (3)加盖，并将盖上的排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内。拧紧固定螺栓，注意要对称地旋紧锅盖四周的固定螺栓，使固定螺栓松紧一致，不漏气。 核心要点点拨 (4)加热灭菌锅后，须打开排气阀，排出锅内残留的冷空气。当压力表指针回降到“0”时，关上排气阀，让锅内的温度随蒸汽压力增加而逐步上升。当锅内压力升到所需压力时，控制热源，按照灭菌所要求的时间，维持压力。 (5)到灭菌时间后，切断热源，当压力表指针降到“0”点时，待温度下降后，打开排气阀，旋开固定螺栓，打开盖子，取出灭菌物品。如果提前打开排气阀，锅内压力突然下降，灭菌容器内的液体会冲出容器，造成污染。 (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行消毒。( ) (2)菌体蛋白质的变性温度与含水量相关，一般来说含水量越低，变性温度越高。( ) (3)使用高压蒸汽灭菌锅时，为充分利用空间，装得越满越好。( ) (4)当高压蒸汽灭菌锅的压力表指针降至“0”点时，即可出锅。( ) 层级训练评价 × √ × × (5)制备氨基酸、抗生素等的发酵过程，所需的微生物对空气无菌的要求较低。 ( ) (6)将移液管移入准备接受溶液的容器时，为避免污染，移液管不能接触器壁。( ) × × (二)落实知能 2.(2025·徐州月考)细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽灭菌锅、酒精、火焰灼烧、干热灭菌等几种不同的处理，这些方法依次用于杀死哪些部位的杂菌(　　) A.接种环、手、培养基、涂布器 B.高压锅、手、接种环、培养基 C.培养基、手、接种环、吸管 D.接种环、手、高压锅、培养皿 √ 解析：高压蒸汽灭菌锅是湿热灭菌的设备，通常用于培养基的灭菌；用酒精擦拭双手是消毒的一种方法；火焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种环、接种针或其他金属用具；干热灭菌一般适用于玻璃器皿的灭菌，如吸管。 3.下列有关无菌技术的叙述，错误的是 (　　) A.对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒 B.用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基要进行灭菌 C.高压蒸汽灭菌锅需将冷空气彻底排出后才能将锅密闭 D.煮沸消毒法可以杀死所有微生物包括芽孢和孢子 √ 解析：为避免杂菌污染，对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒，A正确；用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基要进行灭菌，一般是进行高压蒸汽灭菌，B正确；高压蒸汽灭菌锅需将冷空气彻底排出后才能将锅密闭，否则冷空气的存在会影响灭菌效果，C正确；煮沸消毒法可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，D错误。 4.(2025·徐州高二月考)在进行微生物培养实验时，如果缺乏高压灭菌锅这个设备，可以用间歇灭菌法进行灭菌。方法是常压下煮沸一段时间后，冷却至常温，然后再煮沸、再冷却，如此反复几次。这种方法能够达到灭菌目的的原因是 (　　) A.总加温时间比高压灭菌法长 B.常压下微生物的抵抗力下降 C.煮沸时，微生物营养体转变成芽孢 D.冷却时，微生物芽孢转变成营养体 √ 解析：加温时间长不一定能达到灭菌的目的，A不符合题意；常压下微生物的抵抗力比高压下强，B不符合题意；煮沸时，营养体被杀死，C不符合题意；冷却时，微生物芽孢转变成营养体，再用高温杀死，如此反复几次，可以达到完全灭菌的目的，D符合题意。 (三)迁移应用 5.中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。回答下列问题： (1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为_________，并不断提高其浓度，经多次传代培养以获得目标菌株。  唯一碳源 解析：根据题意分析，该实验的目的是提高菌株 H 对蔗糖的耐受能力和利用效率，结合微生物的代谢需求，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。 (2)培养嗜盐单胞菌H时配制的培养基必须进行_________灭菌处理，目的是______________________________。  (3)检测培养基灭菌效果的常用方法是______________________ ____________________________________________。  　防止杂菌污染对实验结果的干扰 高压蒸汽 灭菌完成的空白培养基在适宜条件下培养适当时间，看是否有菌落生成 解析：培养基常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，以防止杂菌污染对实验结果的干扰。 解析：检测培养基灭菌效果的常用方法是灭菌完成的空白培养基在适宜条件下培养适当时间，看是否有菌落生成；灭菌完成的空白培养基作为空白对照。 (4)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_______ _______________________________________________________________________________。  高盐环境导致其他杂菌失水过多而死亡；较高的pH导致其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制 解析：已知菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60 g/L， pH为10时，菌株H可正常持续发酵60 d以上，而盐浓度为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，故该系统不需要灭菌。 知识点（三） 微生物接种和传代 的无菌技术 教材知识梳理 (一)菌种的保存 1.菌种保存的重要条件：_____、_____、真空。 2.菌种保存的主要方法 (1)常用的菌种传代和低温下保存菌种的方法：_____接种。 (2)厌氧微生物的保存方法：_____接种。 (3)菌种保存步骤：挑选典型菌落→接种在_____培养基上→培养使其充分生长→试管用牛皮纸包扎→置于____左右的冰箱中保藏(目的：减缓培养基的__________，延长保存时间)；通常每隔2~3个月_____接种一次，再继续保存。  低温 干燥 斜面 穿刺 斜面 4 ℃ 水分蒸发 重新 [微提醒] 接种注意事项 (1)要充分对接种环进行灭菌，以免污染其标本。 (2)要适当冷却再取标本，以免带不出标本中的菌种。 (二)斜面接种和培养酵母菌 1.操作过程 酒精灯火焰上 试管口 冷却 Z 试管口 2.注意事项 (1)准备接种时手持两支试管的试管塞朝内，并且培养基斜面向上。 (2)接种环可能进入试管的部分都要进行酒精灯火焰灼烧灭菌。 (3)在接种过程中都要保证在酒精灯火焰的无菌区域进行。 (4)挑取菌种抽出接种环时，其带菌部位不要触及管壁或通过火焰。 (5)接种完成要将试管口和试管塞再次通过酒精灯火焰进行灭菌。 [典例]　下列有关微生物培养的叙述，错误的是 (　　) A.培养基中N可作为培养硝化细菌的氮源 B.接种针和涂布器均可采取灼烧的方法灭菌 C.接种后的培养皿要倒置，以免受到污染 D.将含有新鲜菌种的试管用牛皮纸包扎好，置于4 ℃冰箱中保藏可长期保存菌种 √ [解析]　硝化细菌可以利用N中的N元素，所以培养基中N可作为培养硝化细菌的氮源，A正确；在接种过程中，接种针和涂布器均可采取灼烧的方法灭菌，B正确；接种后的培养皿要倒置，这样能够防止培养皿上的冷凝水污染培养基，且便于观察，C正确；D项所述操作可延长菌种的保存时间，但是通常需要每隔2~3个月重新接种一次，再继续保存，D错误。 (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。( ) (2)穿刺接种可用于保藏厌氧菌种或研究微生物的运动。( ) (3)斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株。( ) (4)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理，培养过程中每隔一周观察一次。( ) (5)低温、干燥、高氧是菌种保存的重要条件。( ) (6)将含有新鲜菌种的试管放在-4 ℃的冰箱中保存有利于延长保存时间。( ) 层级训练评价 × √ × × × × (二)落实知能 2.在斜面培养基上接种时，其正确的操作顺序是 (　　) ①用左手大拇指、食指和无名指夹住菌种试管和待接种的斜试管，管口并齐，使斜面向上　②右手拧松棉塞，但不取下　③在火焰边用右手无名指和小指夹住两个棉塞，将它们取下，同时左腕转动，灼烧试管口一周　④将接种环伸入试管内，让环部先接触培养基上未长菌的部位使其冷却，然后轻轻挑取少量菌体，立即将接种环抽出　⑤右手拿接种环，在火焰上灼烧灭菌　⑥在火焰旁迅速将沾有菌体的接种环伸到斜面培养基的底部，由底部向上轻轻画“Z”型折线　⑦抽出接种环，再用火焰灼烧试管口，并在火焰上方将棉塞塞上 A.①②③④⑤⑥⑦ B.①②⑤③④⑥⑦ C.①③②④⑤⑥⑦ D.②③①④⑤⑦⑥ √ 3.下列有关微生物培养与分离操作的叙述，正确的是 (　　) A.在超净工作台操作时需打开紫外灯和过滤风 B.玻璃刮刀在涂布前后都要进行灼烧处理 C.将培养基转移到三角瓶和试管时都要使用取样器 D.当移取溶液的量很少时，常采用吸管 √ 解析：在超净工作台操作时需要关闭紫外灯，A错误；玻璃刮刀在涂布前后都要进行灼烧灭菌，B正确；将培养基转移到三角瓶和试管时必须使用三角漏斗，以防止污染，C错误；如移取溶液的量很少时，常采用微量取液器，D错误。 (三)迁移应用 4.(2025·盐城高二期中)内生菌是指一类其部分或全部生活史存活于健康植物内部而不使宿主植物表现出明显感染症状(至少暂时没有感染症状)的微生物，主要有细菌、真菌和放线菌。内生真菌在药用植物体内普遍存在，并且具有重要的生物活性，如抗菌、抗氧化及抗肿瘤活性，因此，内生真菌已成为活性代谢产物的一个新的来源。 (1)要分离出植物的内生真菌，要对植物材料进行_________ (填“灭菌”或“表面消毒”)处理，分离用的培养基选择_________________ (填“牛肉膏蛋白胨培养基”或“马铃薯琼脂培养基”)，其中通常添加一定浓度的青霉素和链霉素，主要作用是_______________。分离时通常要放置三个未接种植物材料的培养基一起培养，这样做的原因是___________________________________。培养基灭菌的方法是_______________。  高压蒸汽灭菌法 表面消毒 马铃薯琼脂培养基 抑制细菌的生长 设置对照，检验培养基灭菌是否彻底 解析：要分离出植物的内生真菌，要对植物材料进行表面消毒处理，若用灭菌处理会杀死内生菌。马铃薯琼脂培养基常用于真菌的筛选，青霉素和链霉素可抑制细菌的生长，因此添加一定浓度的青霉素和链霉素，主要作用是抑制细菌的生长。分离时通常要放置三个未接种植物材料的培养基一起培养，这样做的原因是设置对照，检验培养基灭菌是否彻底。培养基灭菌常用高压蒸汽灭菌法。 (2)为了验证所分离的内生真菌是否具有抗菌作用，要先将分离的内生真菌接种到液体培养基中，置于摇床上振荡培养，振荡培养的目的是_______________________________________________。(答 两点)  增加培养液中的氧含量；使真菌和培养液充分接触 解析：振荡培养可增加培养液中的氧含量；使真菌和培养液充分接触，有利于菌体的繁殖。 (3)若要对所分离的内生真菌进行初步鉴定，可以肉眼观察_____的颜色、形状等。若要临时保藏菌种，可以将菌种接种到试管的______________上，在合适的温度下保藏。  　固体斜面培养基 菌落 解析：不同菌体的菌落特征一般不同，且菌落是肉眼可见的结构，因此若要对所分离的内生真菌进行初步鉴定，可以肉眼观察菌落的颜色、形状等。若要临时保藏菌种，可以将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，在合适的温度下保藏。 /课堂小结与随堂训练/ 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1.无菌技术是指在操作过程中，保持物品与操作区域的无菌状态并不被微生物污染的技术，其核心是灭菌。 2.菌种的传代和保存要考虑菌种的生理、生化特性，使微生物的生长繁殖受到抑制但又不至于死亡。低温、干燥、真空是菌种保存的重要条件。 3.菌种保存的主要方法：斜面接种是常用方法，厌氧微生物常用穿刺接种。 4.斜面接种和培养酵母菌的实验步骤：准备接种→接种环灭菌→试管口灭菌→挑取菌体→接种→培养。 三、素养好题训练 1.无菌技术是微生物培养中的关键技术，主要包括消毒和灭菌。下列关于消毒和灭菌的叙述，错误的是(　　) A.消毒是指用较为温和的物理、化学方法杀死物体表面的一部分微生物 B.灭菌是指用强烈的物理、化学方法杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子 C.水体被细菌污染后，可利用某些噬菌体寄生在细菌体内使其裂解而进行生物消毒 D.常用的灭菌方法主要包括干热灭菌、湿热灭菌、过滤除菌等 √ 解析：消毒是指用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程，A错误。 2.牛奶消毒及细菌检测实验的过程如下图所示，下列相关叙述正确的是 (　　) A.步骤①为巴氏消毒法，这种消毒法的特点是既能杀死牛奶中的全部微生物(包括芽孢和孢子)，又基本不会破坏牛奶中的营养成分 B.实验中对试管、培养皿的灭菌可采用的方法是干热灭菌，这种方法适用的是能耐高温且需要保持干燥的物品 C.实验中的培养基适宜的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，灭菌结束后，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖 D.在牛肉膏蛋白胨培养基上接种菌液时，涂布器需经酒精浸泡后再接种 √ 解析：步骤①为巴氏消毒法，这种消毒法的特点是既能杀死牛奶中的微生物，又不破坏牛奶中的营养成分，但不能杀灭芽孢和孢子，杀灭芽孢和孢子需要经过灭菌，A错误；干热灭菌法是指在干燥环境中(如火焰或干热空气)进行灭菌的技术，一般有火焰灼烧法和干热空气灭菌法。实验中对试管、培养皿的灭菌可采用的方法是干热灭菌，这种方法适用的是能耐高温且需要保持干燥的物品，B正确；培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，灭菌结束后，压力表指针回到零，待温度下降后，再打开放气阀，开启锅盖，C错误；涂布器需经酒精浸泡、灼烧灭菌冷却后再涂布，以免温度过高杀死菌种，D错误。 3.(2025·苏州四校联考)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业﹐用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见下表。请回答下列问题： 碳源 细胞干重/(g/L) S产量/(g/L) 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0.00 制糖废液 2.30 0.18 (1)实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌常用的方法是___________。  (2)菌株C的生长除需要碳源外，还需要 __________________(答出2点即可)等营养物质。 干热灭菌法 水、 氮源、无机盐 解析：防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的关键，对所需的玻璃器皿进行灭菌，常用的方法是干热灭菌法。 解析：微生物的生长需要水、无机盐、碳源、氮源以及特殊的营养物质等，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要水、氮源、无机盐等营养物质。 (3)由实验结果分析可知，菌株C生长的最适碳源是_______；用菌株C生产S的最适碳源是_________；碳源为淀粉时菌株C不能生长，推测可能原因是_________________。  　　菌株C缺少淀粉酶 葡萄糖 制糖废液 解析：分析题干实验结果，以葡萄糖为碳源时，细胞干重最大，故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖；以制糖废液为碳源时，S产量最高，故用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液；在以淀粉为碳源时，菌株C不能生长，说明菌株C无法利用淀粉，分析其原因是菌株C缺少淀粉酶，导致其无法利用淀粉。 (4)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﹐该小组进行了相关后续实验。请简要写出实验思路：_________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________。  设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后测定不同浓度制糖废液中S产量，S产量最大的碳源浓度即为最适碳源浓度 解析：以制糖废液作为碳源，进一步确定生产S的最适碳源浓度，以碳源浓度作为自变量，不同碳源浓度下S产量作为因变量，实验思路见答案。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一、选择题 1.(2025·淮安期末)下列哪项不属于无菌技术(　　) A.将培养皿、接种工具和培养基进行灭菌 B.实验操作应在酒精灯火焰附近进行 C.避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触 D.操作者的衣着和双手用纯净水洗干净 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析：为保证不被杂菌污染，应将培养皿、接种工具和培养基等进行灭菌，A不符合题意；酒精灯火焰附近可以形成一个相对无菌区，为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行，B不符合题意；周围物品可能含有杂菌，为防止污染，实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触，C不符合题意；对实验操作的空间，操作者的衣着和双手，需进行清洁和消毒，仅用纯净水洗干净不属于无菌技术，D符合题意。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 2.下列有关使用高压蒸汽灭菌锅的操作，错误的是 (　　) A.加水时，水量达到标记线即可 B.加盖时，将排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内 C.加热时，待冷空气完全排尽后关上排气阀 D.切断电源后，打开排气阀使压力表降到零后开盖　 解析：切断电源后，应该等压力表指针降至“0”点，待温度下降后，打开排气阀，旋开固定螺栓，开盖，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 3.下列有关无菌技术的说法，正确的是 (　　) A.无菌技术的关键是杀灭实验室中所有的微生物 B.培养微生物的试剂和器具都要进行湿热灭菌 C.经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭，不能在常温下长期保存 D.无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：无菌技术的关键是防止杂菌的污染，A错误；培养微生物的培养基一般用湿热灭菌法灭菌，微生物的接种工具，如接种针、接种环或其他金属用具一般要进行干热灭菌，B错误；无菌技术中，若处理对象为液体，可以用湿热灭菌法灭菌，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 4.微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染。请分析下列操作中错误的是 (　　) A.操作者双手常用酒精进行消毒 B.接种操作要在酒精灯火焰附近进行 C.大多数培养基要进行湿热灭菌 D.加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：操作者双手常用酒精进行消毒，A正确；为了避免杂菌污染，接种操作要在酒精灯火焰附近进行，B正确；大多数培养基要进行湿热灭菌，C正确；加入培养基中的指示剂和染料也需要灭菌，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 5.(2025·常州月考)微生物培养过程中消毒和灭菌环节非常重要，以下灭菌或消毒方法错误的是 (　　) 选项 A B C D 仪器或 试剂 固体培 养基 接种环(针) 菌种稀 释液 滴管 消毒或 灭菌方法 高压蒸汽 灭菌 火焰灼烧 紫外线 照射 酒精 消毒 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：固体培养基应该用高压蒸汽灭菌法灭菌，A正确；接种环(针)应该采用火焰灼烧法灭菌，B正确；菌种稀释液不能用紫外线照射，会导致目的菌死亡，C错误；滴管可以用酒精消毒，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 6.下列关于微生物实验操作的叙述，不正确的是 (　　) A.培养微生物的试剂和器具不同，灭菌方法不一定相同 B.接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧 C.接种后的培养皿要倒置，以防培养基污染 D.挑取菌种时，拔去试管塞后迅速将接种环伸入试管 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：接种室、接种箱等常用紫外线消毒法处理，接种环等常用火焰灼烧法处理，移液管、培养皿等常用干热灭菌法处理，培养基等常用高压蒸汽灭菌法处理，培养微生物的试剂和器具不同，灭菌方法不一定相同，A正确；为了防止杂菌污染，每次接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧灭菌，B正确；接种后，培养皿需要倒置，以防皿盖上的水珠落入培养基造成污染，C正确；挑取菌种时，拔去试管塞后，要先将试管口通过酒精灯火焰2~3次，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 7.空气中的微生物在重力等作用下会有一定程度沉降。某生物兴趣小组欲利用平板培养基测定教室内不同高度空气中微生物的分布情况。下列关于该实验的叙述，正确的是 (　　) A.该实验不需要用接种工具进行接种 B.实验组和对照组都要持续打开皿盖 C.将平板培养基放置在教室不同地点的不同高度 D.实验过程中需要开门开窗通风确保接种的效果 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：题述实验利用重力使微生物沉降而自然接种，不需要使用接种工具进行接种，A正确；实验组需要持续打开皿盖，对照组则不能打开皿盖，B错误；该实验需要将平板放置在教室相同地点的不同高度进行实验，C错误；实验过程中尽量减少开门开窗通风，以免无关变量对实验结果造成干扰，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 8.消毒和灭菌是微生物培养中常用的操作方法。下列说法正确的是 (　　) A.微生物接种技术的方法都相同，其核心就是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度 B.在 100 ℃下煮沸 5~6 min 属于消毒方法，可杀死绝大多数微生物细胞 C.在灭菌后倒平板前，加入一定量的缓冲液以调节培养基的 pH D.使用高压蒸汽灭菌锅进行灭菌时，只有当压力表的压力降到一个标准大气压时，才能打开盖子 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：微生物接种技术的方法各不相同，但核心都是要防止杂菌污染，保证获得纯净的培养物，A错误；在100 ℃煮沸5~6 min属于煮沸消毒法，可杀死大部分微生物，B正确；为防止污染，应在灭菌前，加入一定量的缓冲液以调节培养基的pH，再灭菌，C错误；使用高压蒸汽灭菌锅进行灭菌时，只有当压力表的压力降到零，待温度下降后，才能打开排气阀，拧松螺栓，打开盖子，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 9.(2025·无锡月考)巴氏杀菌乳是以生牛(羊)乳为原料，经巴氏消毒等工序制得的液体产品，每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个。某兴趣小组进行了新鲜牛奶合适的消毒温度的探究，相关叙述不合理的是 (　　) A.配制牛肉膏蛋白胨培养基并在121 ℃、103 kPa条件下高压蒸汽灭菌 B.将等量的新鲜牛奶分别置于不同温度的恒温水浴锅中处理一段时间 C.对处理后的牛奶通过平板培养基接种，并在合适温度下培养一段时间 D.统计培养基上全部菌落数，以菌落数最少组的处理温度作为最适消毒温度 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由于温度过高会影响蛋白质的结构，进而破坏牛奶中的营养成分，所以菌落数最少的组对应的温度不一定是最适的消毒温度，最适的消毒温度应保证每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不超过50 000个，同时还应保证牛奶的营养价值不被破坏，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10.获得纯净微生物培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，下列选项不符合无菌操作的是 (　　) A.被用于微生物培养的器皿、接种工具等需要煮沸消毒 B.平板冷却凝固后需倒置，皿盖在下，皿底在上 C.接种环应灼烧并冷却后才可伸入并蘸取菌液 D.接种菌种的操作应在酒精灯火焰旁进行 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：被用于微生物培养的玻璃器皿可用干热灭菌或高压蒸汽灭菌，接种工具等(金属制品)一般用火焰灼烧灭菌，A符合题意；等待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置，使皿盖在下、皿底在上，既可以避免水分过快的蒸发，还可以防止冷凝的水珠落回培养基造成污染，B不符合题意；灼烧接种环后，必须等接种环冷却后，才可以伸入并蘸取菌液，否则会因高温杀死菌种，C不符合题意；接种菌种的操作应在酒精灯火焰旁进行，D不符合题意。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 11.[多选]金黄色葡萄球菌有很强的致病力，常引起骨髓炎等，还可能引起食物中毒，实验中下列做法正确的是 (　　) A.对接种环进行灼烧处理 B.带菌培养基必须经湿热灭菌后才能倒掉 C.带菌培养基必须经加热后才能倒掉 D.接种后双手必须经肥皂洗净，再用体积分数为70%的酒精棉球擦拭 解析：带菌培养基必须经湿热灭菌后才能倒掉，简单的加热达不到灭菌效果，C错误。 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 12.[多选]下列关于斜面接种酵母菌操作的叙述有误的是 (　　) A.准备接种时，要一只手手执2支试管 B.挑取菌种前要对接种环环端进行灼烧灭菌 C.带菌种的接种环在培养基斜面上由上部向下轻轻划“Z”型折线 D.接种完成，试管口和试管塞都要通过酒精灯火焰2~3次再迅速塞紧试管 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：准备接种时，要一只手手执2支试管，A正确；挑取菌种前接种环环端和可能伸入试管的部分都要进行灼烧灭菌，B错误；带菌种的接种环在培养基斜面上由底部向上轻轻划“Z”型折线，C错误；接种完成，试管口和试管塞都要通过酒精灯火焰2~3次再迅速塞紧试管，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 二、非选择题 13.某科研小组在进行某种需氧细菌培养过程中获得了两个突变株A和B，然后对突变株A和B进行了相关实验，实验结果如表所示，回答下列问题： 接种的 菌株 在普通培养基上的生长状况 实验处理及结果 A 不生长 添加营养物质甲，能生长 B 不生长 添加营养物质乙，能生长 A+B 能生长 不添加营养物质甲、乙，能生长 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)微生物的实验室培养中，获得纯净培养物的关键是_____________ ________；在实验过程中，除了要对使用的材料进行灭菌外，还需要对接种室、接种箱或超净工作台进行灭菌，具体方法是____________ __________。  　 使用前进行紫外线照射 防止外来杂菌的污染 解析：微生物的实验室培养中，获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的污染。接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30 min，以进行灭菌。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)实验发现，将突变株A、B分别接种在普通培养基上后置于适宜条件下培养一段时间，均没有菌落生长，而分别添加营养物质甲、乙时均生长，原因最可能是________________________________________ _____________________________。而将突变株A和B混合在一起同时接种于普通培养基中，在适宜条件下培养一段时间，有大量菌落生长，合理的解释是________________________________________________ __________________________________________________________。 在对细菌培养时通常需要倒置培养，目的是_____________________ ____________________________________________________________________________________________________(答出一点即可)。 　　 防止形成的冷凝水滴落在培养基上造成污染；防止培养基的水分蒸发，影响微生物生长；使营养物质集中到表面，有利于微生物生长 突变株A缺乏合成物质甲所需要的酶，突变株B缺乏合成物质乙所需要的酶 突变株A生长需要的营养物质甲，突变株B可以提供，突变株B生长需要的营养物质乙，突变株A可以提供(合理即可) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：将突变株A、B分别接种在普通培养基上后置于适宜条件下培养一段时间，没有菌落生长，而在分别添加营养物质甲、乙时均有菌落生长，原因最可能是突变株A、B分别缺乏合成营养物质甲、乙所需要的酶，缺乏营养物质甲、乙而不能生长。而将突变株A和B混合在一起同时接种于普通培养基中，适宜条件下培养一段时间，培养基中有大量菌落生长，合理的解释是突变株A生长需要的营养物质甲可以由突变株B提供，突变株B生长需要的营养物质乙，突变株A可以提供。培养细菌时将培养基倒置可以防止形成的冷凝水滴落在培养基上造成污染；也可防止培养基的水分蒸发，影响微生物生长；同时可使营养物质集中到表面，有利于微生物生长。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)该科研小组将突变株A接种在液体培养基中，通过振荡使菌株分布均匀，然后平分到两个培养瓶中，在其他相同且适宜的条件下分别静置和振荡培养，一段时间后观察统计细菌的种群密度，可发现_____培养瓶细菌种群密度更大，可能的原因是___________________ ____________________________________________________________________________________________________ (答出两点即可)。  　 振荡增大了培养液中的氧含量，有利于细菌的繁殖；振荡可使细菌在培养液中分布均匀，与培养液充分接触，有利于营养物质的利用 振 荡 解析：该细菌为需氧菌，振荡培养可以增加培养液中的氧含量，有利于细菌的繁殖；也可使细菌在培养液中分布均匀，与培养液充分接触，有利于营养物质的利用，因此振荡培养瓶细菌种群密度更大。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 14.(2025·扬州高二月考)对某品牌的一次性口罩和饮用水中的微生物进行检测，通过分析微生物的种类和数量来确定口罩和饮用水的合格性。准确取1 g(近似1 mL)样品，剪碎后加入到99 mL无菌水中充分混匀，过程如下图，回答下列问题。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)步骤④的培养基中除含有水、无机盐外还应有_____、_____等营养成分。培养基常用______________锅进行灭菌。在进行灭菌时，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_________ ________。  　　　 锅内冷空气未排完 碳源 氮源 高压蒸汽灭菌 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由图可知，步骤④中培养基为固体培养基，故需在培养基中加入琼脂(凝固剂)，一般培养基含有碳源、氮源、水和无机盐等营养成分。对培养基的灭菌常用高压蒸汽灭菌法，该方法在高压蒸汽灭菌锅中进行。在灭菌开始时，应将锅内冷空气完全排除后再关闭排气阀，否则不能达到设定温度。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)步骤⑤常采用平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是_______，操作时采用__________灭菌的方法。对于优良菌种，菌种的传代和保存至关重要，_____是菌种保存的重要条件。  　　温度 接种环 火焰灼烧 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：接种环用于在平板培养基上划线接种，接种过程中采用火焰灼烧灭菌。频繁使用的菌种在4 ℃条件下保存，长期保存的菌种在 -20 ℃条件下保存，故温度是保存菌种的重要条件。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $