第1章 第2节 第1课时 微生物的基本培养技术(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

第1课时　微生物的基本培养技术 学习目标 1.基于对牛肉膏蛋白胨培养基的实例分析，说明培养基的概念、种类及营养成分的种类和作用。 2.对比分析消毒和灭菌方法的异同，认同灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。 3.运用微生物培养原理和无菌技术，通过平板划线接种并分离得到酵母菌单菌落，对实验结果进行分析与评价。 知识点一　培养基的配制 1.培养基的概念：人们按照微生物对　　　　　　　的不同需求，配制出供其　　　　　　　的营养基质——培养基，用以培养、　　　　、鉴定、　　　　微生物或积累其代谢物。 2.培养基的种类（按物理性质划分） 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 提醒：固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量和碳源。 3.培养基的营养构成 （1）主要营养物质：水、　　　　（提供碳元素的物质）、　　　　（提供氮元素的物质）和无机盐。 （2）其他条件：pH、特殊营养物质和氧气。如下表： 微生物 乳酸菌 霉菌 细菌 厌氧微生物 特殊需求 添加　　 pH调至　　 pH调至　　　　 无氧 提醒：培养基的配制原则：目的要明确；营养要协调；pH要适宜。 （教材P10“表1－1”）某种常见的细菌培养基——牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成。 组分 含量 提供的主要营养 牛肉膏 5 g 　　　　　　　　　　　　等 蛋白胨 10 g 　　　　　　　　等 NaCl 5 g 无机盐 H2O 定容至1 000 mL 水 （1）培养基中的碳源物质可能同时作为氮源。（　　） （2）培养基中加入琼脂的目的是提供碳源和氮源。（　　） （3）牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。（　　） （4）所有微生物在培养时，培养基中都需加入氮源。（　　） （5）培养不同微生物的培养基成分完全一样。（　　） 探究｜分析培养基的种类和营养构成 　下表是某培养基的配方，分析回答： 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　　　　培养基，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）该培养基中提供碳源和氮源的物质是　　　　　　　　　　。 （3）该培养基培养的微生物同化作用类型是　　　　　　　　，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）为什么培养基需要氮源？ （5）培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？ 几种微生物的营养和能量来源 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 CO2 N、N等 光能 硝化细菌 CO2 NH3 NH3的氧化 根瘤菌 糖类等有机物 N2 有机物 大肠杆菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物 1.（2024·江苏徐州高二检测）不同的微生物对营养物质的需求各不相同。下列有关某种以CO2为唯一碳源的自养型微生物所需营养的描述中，错误的是（　　） A.氮源物质为该微生物提供必要的氮元素 B.碳源物质也是该微生物的能源物质 C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质 D.水是该微生物的营养要素之一 2.（2025·河南周口开学考试）下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述，正确的是（　　） A.任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及特殊的营养物质 B.液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产 C.微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、O2、渗透压等的影响 D.淀粉可作为所有微生物的碳源 知识点二　无菌技术 1.获得纯净的微生物培养物的关键：　　　　　　　　。 2.消毒与灭菌 （1）概念 ①消毒：使用较为　　　　的物理、化学或生物等方法杀死物体　　　　或内部　　　　微生物。 ②灭菌：使用　　　　的理化方法杀死物体内外　　　的微生物，包括　　　　　　　。 （2）类型与方法（连线） 【微思考】　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？ 3.具体操作 （1）对操作的　　　　、操作者的衣着和手进行清洁和　　　　。 （2）将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行　　　　。 （3）为避免周围环境中微生物的污染，许多实验操作都应在超净工作台上并在　　　　　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　　　　　　接触。 （1）消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害。（　　） （2）灭菌相比消毒对微生物的杀灭更彻底。（　　） （3）只要是没有生物活性的材料均可进行高压蒸汽灭菌。（　　） 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，还有什么作用？ 2.请完善表格中消毒和灭菌的主要方法及应用范围。 项目 主要方法 应用范围 消 毒 巴氏消毒法 　　　　 ℃消毒30 min或　　　 ℃处理15 s或80～85 ℃处理10～15 s 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不耐高温的液体 煮沸消毒法 100 ℃煮沸　　　　 min 家庭餐具等生活用品 紫外线消毒 30 W紫外灯照射　　　　 min（损伤细菌的DNA） 　　　　、　　　或　　　　　　 化学药物消毒 用体积分数为70％的　　　 擦拭实验者双手 水源 灭 菌 灼烧灭菌 直接在酒精灯火焰的　　　　　层灼烧 接种工具，如　　　 　、　 　　　、　　　　或其他金属用具、　　　　或　　　　等 干热灭菌 干热灭菌箱中，　　　　 ℃的热空气中维持　　　　　 　　　　　　　　　　　　　的物品，如玻璃器皿、金属用具等 高压蒸汽灭菌（湿热灭菌）　 　　　　　　　的条件下，维持　　　　　　 　　　　等 3.对培养基、培养皿、接种环、实验者的双手、空气和牛奶常采用的灭菌或消毒方法分别是什么？ 不同消毒方法的特点 1.（教材P11“资料卡”改编）关于消毒和灭菌的叙述，错误的是（　　） A.利用微生物寄生于多种细菌体内使细菌裂解，属于生物消毒 B.利用紫外线消毒前，喷洒消毒液可加强消毒效果 C.对培养基灭菌时，干热灭菌比湿热灭菌需要更高的灭菌温度 D.对涂布器灭菌，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，再放在火焰上灼烧 2.（2025·山东烟台开学考试）微生物培养过程中，要重视无菌操作，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，正确的是（　　） A.将接种环直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌 B.煮沸消毒法中100 ℃煮沸5～6 min可以杀死全部微生物的细胞和芽孢、孢子 C.加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌 D.家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌 知识点三　微生物的纯培养 1.微生物的纯培养 （1）概念：在微生物学中，将接种于　　　　内，在合适条件下形成的含　　　　　　　的群体称为培养物。由　　　　　　　　所获得的微生物群体称为纯培养物，获得　　　　　　的过程就是纯培养。 （2）过程：包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　等步骤。 2.酵母菌的纯培养 （1）实验原理：微生物群体分散或稀释成单个细胞，单个细胞繁殖成单个菌落。 ①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、有一定形态结构的　　　　　　　，这就是菌落。 ②采用　　　　　　和　　　　　　　　　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　　　　　　繁殖形成的纯培养物。 （2）方法步骤 3.倒平板的具体操作 提醒：倒平板是将熔化后的培养基倒入培养皿冷却凝固形成培养基固体平面的过程，而不只是将培养皿倒置。 4.平板划线的具体操作 （1）培养基分装到培养皿后再进行湿热灭菌。（　　） （2）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。（　　） （3）倒平板后，待平板冷凝之后须将其倒置。（　　） （4）若皿盖和皿底之间溅上培养基，这个培养基不可再用。（　　） （5）配制培养基时应先灭菌再调pH。（　　） 探究一｜分析倒平板的操作过程 1.结合倒平板的操作程序请探究： （1）如图1所示，为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？ （2）如图2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？ 探究二｜分析平板划线操作过程，提高操作能力 2.如图是平板划线操作的示意图，据图回答下列问题： （1）用字母和箭头表示平板划线操作的正确步骤。 （2）为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？请完善下方的表格。 灼烧时期 目的 取菌种前 杀死接种环上　　　　　　 每次划线前 杀死上次划线时残留的菌种，使下一次划线的菌种直接来源于　　　　　　　　，从而使　　　　　　　　　　　　　　　　，直至得到　　　　　　 接种结束后 杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者 （3）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？ （4）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？ 1.平板划线操作的注意事项 （1）灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。 （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，最终得到由单个菌种繁殖而来的菌落。 （3）划线时最后一区不要与第一区相连。 （4）划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 2.平板划线法接种菌种时，可防止杂菌污染的操作 （1）接种前将接种环放在酒精灯火焰上灼烧。 （2）划线操作在酒精灯火焰旁进行。 （3）接种环蘸取菌液前后，要将试管口通过火焰。 （4）划线时将培养皿的皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划线，划线后及时盖上皿盖。 1.（教材P12～13“探究·实践”图示改编）如图表示实验室中酵母菌纯培养的部分操作步骤，下列说法错误的是（　　） A.①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行 B.步骤①中待倒入的培养基冷却后盖上培养皿的皿盖 C.步骤③中，每次划线前后都需对接种环进行灭菌处理 D.划线接种结束后，将图④平板倒置后放入培养箱中培养 2.（2025·江苏泰州期末）下列有关“酵母菌的纯培养”实验的叙述，合理的是（　　） A.可用干热灭菌法对培养皿进行灭菌处理 B.马铃薯琼脂培养基中葡萄糖是唯一碳源 C.待培养基冷却至40 ℃时进行倒平板操作 D.使用后的培养基丢弃前没有必要再灭菌 课堂小结 1.下列关于微生物培养基的叙述，错误的是（　　） A.制备固体培养基，一般需在液体培养基中加入琼脂 B.微生物在固体培养基表面生长形成的菌落，可以用肉眼观察到 C.根据微生物对碳源需要的差别，使用不同碳源的培养基 D.培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的增殖越有利 2.关于灭菌和消毒的理解，正确的是（　　） A.灭菌是指杀灭物体内外的一切微生物，但不包括芽孢和孢子 B.消毒和灭菌实质上是相同的 C.常用的灭菌法有灼烧灭菌、干热灭菌、酒精灭菌 D.常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法、化学药物法 3.（2025·河南周口开学考试）下列关于倒平板的叙述，错误的是（　　） A.待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板 B.倒平板整个过程应在酒精灯火焰旁进行 C.完全打开培养皿皿盖，右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖 D.为避免水滴滴入培养基，平板应倒过来放置 4.有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从污染的土壤中筛选出高效降解原油的菌株。回答问题： （1）在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以　　　　为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于　　　　培养基。 （2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即平板划线法和　　　　　　　　。第二种方法使用的接种工具是　　　　。 （3）通常情况下，在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、湿热灭菌和　　　　　　。无菌技术要求实验操作应在酒精灯火焰附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。 提示：完成课后作业　第1章　第2节　第1课时 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节　微生物的培养技术及应用 第1课时　微生物的基本培养技术 知识点一 1.营养物质　生长繁殖　分离　保存 2.固体　琼脂　液体 3.（1）碳源　氮源　（2）维生素　酸性　中性或弱碱性 教材挖掘 碳源、氮源、磷酸盐和维生素　碳源、氮源和维生素 概念辨析 　（1）√ （2）×　提示：目的是作为凝固剂。 （3）√　 （4）×　提示：培养自生固氮菌的培养基中一般不需要添加氮源。 （5）×　提示：培养不同微生物的培养基成分不完全一样，如培养自养微生物的培养基不需要碳源，培养自生固氮菌的培养基中一般不需要添加氮源。 知识点二 1.防止杂菌污染 2.（1）①温和　表面　一部分　②强烈　所有　芽孢和孢子 （2） 微思考　提示：在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。 3.（1）空间　消毒　（2）灭菌　（3）酒精灯火焰　（4）周围的物品 概念辨析 （1）√　（2）√ （3）×　提示：没有生物活性的材料不一定要用高压蒸汽灭菌法灭菌，如玻璃器皿可用干热灭菌法灭菌。 知识点三 1.（1）培养基　特定种类微生物　单一个体繁殖　纯培养物　（2）配制培养基、灭菌、接种、分离和培养 2.（1）①固体培养基　子细胞群体　②平板划线法　稀释涂布平板法　单个微生物　（2）􀀁琼脂　􀀂蒸馏水　􀀃干热灭菌箱　􀀄50 ℃　􀀅酒精灯火焰　􀀆单　􀀇恒温 4.􀀁蘸取　􀀂平行线　􀀃末端　􀀄最后一次 概念辨析 （1）×　提示：应将配制好的培养基先进行湿热灭菌，再在无菌环境中将其分装到培养皿中。 （2）×　提示：倒平板时，将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，立即盖上皿盖。 （3）√　（4）√　（5）× 第2节　微生物的培养技术及应用 第1课时　微生物的基本培养技术 知识点一 重难探究 （1）固体　该培养基的配方中含有凝固剂琼脂　（2）牛肉膏和蛋白胨　（3）异养型微生物　该微生物的碳源和氮源是有机物 （4）提示：培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。 （5）提示：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。 即学即练 1.B　微生物生长繁殖需要氮源，氮源物质为该微生物提供必要的氮元素，A正确；该碳源物质是CO2，属于无机物，不能作为微生物的能源物质，B错误；无机盐是微生物生长繁殖不可缺少的营养物质，C正确；生物的生命活动离不开水，水是该微生物的营养要素之一，D正确。 2.C　培养基不一定都含有碳源、氮源。自养型微生物可以利用无机碳源合成自身所需的含碳有机物，所以培养自养型微生物的培养基中不需额外加入碳源；自生固氮菌能够独立将空气中的氮气固定为含氮化合物，因此培养自生固氮菌的培养基中不需加入氮源，A错误；一般来说，固体培养基表面有一定的硬度，便于细菌在其表面生长形成单个的菌落，所以固体培养基常用于观察菌落；而液体培养基中微生物可以与营养物质充分接触，更有利于微生物的生长繁殖，所以液体培养基常用于工业生产，B错误；微生物的生长受到多种因素的影响，营养因素是很重要的一方面，比如碳源、氮源、水、无机盐等营养物质的种类和含量会影响微生物的生长。此外，环境因素如 pH、O2浓度、渗透压等也对微生物的生长有重要作用，C正确；不同的微生物对碳源的利用能力不同，某些微生物不能利用淀粉，而只能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等糖类。所以淀粉不能作为所有微生物的碳源，D错误。 知识点二 重难探究 1.提示：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。 2.63～65　72～76　5～6　30　接种室　接种箱　超净工作台　酒精　氯气　充分燃烧　涂布器　接种环　接种针　试管口　瓶口　160～170　1～2 h　耐高温的和需要保持干燥　100 kPa、121 ℃　15～30 min　培养基 3.提示：分别为高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学药物消毒、紫外线消毒、巴氏消毒。 即学即练 1.C　有的微生物能够寄生于多种细菌体内使细菌裂解，因此可以使用这些微生物进行生物消毒，如净化污水、污泥，A正确；用紫外线照射30 min，可以杀死物体表面或空气中的微生物，在照射前，适量喷洒苯酚等消毒液，可以加强消毒效果，B正确；培养基不能用干热灭菌，常用湿热灭菌，C错误；对涂布器灭菌，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，再放在火焰上灼烧，D正确。 2.A　煮沸消毒法可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，B错误；微生物培养的关键是无菌技术，加入培养基中的指示剂和染料也需要灭菌，C错误；家庭利用葡萄制作葡萄酒利用的是附着于葡萄皮表面野生的酵母菌，所以制作葡萄酒时葡萄不能进行灭菌，以免杀死酵母菌，D错误。 知识点三 重难探究 1.（1）提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 （2）提示：可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 （3）提示：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。 2.（1）提示：d→b→f→a→e→c→h→g。 （2）原有的微生物　上次划线的末端　每次划线时菌种数目逐渐减少　单个细菌　 （3）提示：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 （4）提示：培养未接种培养基的作用是对照，未接种的培养基在恒温箱中保温1～2 d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。 即学即练 1.B　①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行，防止被杂菌污染，A正确；倒完平板后立即盖上培养皿，冷却后将平板倒过来放置，B错误；每次划线前后都需对接种环进行灭菌处理，C正确；划线接种结束后，将平板倒置后放入培养箱中培养，有利于表面的水分更好挥发和防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染，D正确。 2.A　干热灭菌法适用于能耐高温的，需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）、金属用具等。培养皿可以用干热灭菌法进行灭菌处理，A正确；马铃薯琼脂培养基中，马铃薯本身就含有多种有机物，葡萄糖不是唯一碳源，B错误；待培养基冷却至50 ℃左右时，进行倒平板操作，而不是40 ℃，温度过高，在操作过程中容易烫伤，且培养基容易在培养皿盖上形成过多冷凝水；温度过低，培养基容易凝固，不利于倒平板操作，C错误；使用后的培养基丢弃前必须进行灭菌处理，防止杂菌污染环境，以及可能存在的致病菌对人体等造成危害，D错误。 【随堂热练】 1.D　制备固体培养基，一般需在液体培养基中加入适量的凝固剂——琼脂，A正确；菌落是由微生物在固体培养基表面生长形成的肉眼可见的具有一定形态结构的细胞群体，B正确；大多数微生物培养基都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，自养型微生物的培养基可以没有碳源，异养型生物使用有机碳源，因此，根据微生物对碳源需要的差别，使用不同碳源的培养基，C正确；培养基中的营养物质浓度过高，微生物会通过渗透作用失水，对微生物的增殖不利，D错误。 2.D　灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子；消毒是指用较为温和的物理、化学等方法杀死物体表面或内部的部分微生物，它们的本质不同，A、B错误。常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌，C错误。 3.C　待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板，这个温度既不会烫死菌种，也不会使培养基很快凝固，A正确；倒平板整个过程应在酒精灯火焰旁进行，利用火焰周围的高温形成无菌区，降低杂菌污染的风险，B正确；用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全打开皿盖，完全打开皿盖容易导致杂菌污染，C错误；为避免水滴滴入培养基，平板应倒过来放置，这样可以防止冷凝水滴落造成培养基污染，D正确。 4.（1）原油　选择　（2）稀释涂布平板法　涂布器　（3）干热灭菌 解析：（1）欲筛选出能降解原油的菌株，培养基中应只含有原油而无其他碳源，这样只有能分解原油的微生物才能生长；不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存，从功能上讲，这类培养基属于选择培养基。（2）分离纯化菌种时，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，使聚集在一起的细菌细胞分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便纯化菌种；稀释涂布平板法所用的接种工具是涂布器。（3）实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌（如接种环）、湿热灭菌（如培养基）、干热灭菌（如培养皿）。 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $