第1章 第2节 第2课时 微生物的选择培养和计数(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2课时　微生物的选择培养和计数 知识点一 1.（1）①水生栖热菌　②70～80 ℃　（2）①目的菌　抑制或阻止　②特定　抑制或阻止　（3）①脲酶　②尿素 微思考　提示：从大豆田土壤中取土样，利用缺乏氮源的培养基可分离出固氮微生物。 2.（2）􀀁0.1　􀀂酒精　􀀃冷却　􀀄涂布器　（3）涂布的菌液被培养基吸收　单菌落 3.（1）①活菌　活菌　②30～300　3　平均值　（2）活菌数和死菌数 概念辨析 　（1）√　 （2）×　提示：脲酶将尿素分解成NH3。 （3）×　提示：为了防止杂菌污染，不能完全打开皿盖。 （4）×　提示：利用显微镜直接计数法不能区分死菌和活菌。 （5）√ 知识点二 1.（1）②3～8 cm　（2）1×104、1×105和1×106　宽 （3）①温度　30～37　1～2　②菌落数目稳定时　形状、大小和颜色 2.（1）①灭菌　②火焰旁　（2）稀释度 微思考　提示：每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。 概念辨析 （1）√ （2）×　提示：由于土壤中各种微生物的数量不同，因此测定不同微生物数量时，接种的土壤要采用不同的稀释度。 （3）√ 第2课时　微生物的选择培养和计数 知识点一 重难探究 1.（1）提示：设计一种选择培养基，用尿素作为唯一氮源，可以将能分解尿素的细菌分离出来。只有分解尿素的细菌能合成脲酶，脲酶可将尿素分解成NH3，NH3可作为细菌生长的氮源。 （2）提示：这种培养基与普通培养基相比，只是用尿素作为唯一氮源，培养基的其他营养成分基本相同。 （3）提示：应该设置基础培养基（如牛肉膏蛋白胨培养基）或完全培养基作为对照，若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数均多于该选择培养基，则该选择培养基具有选择性。 2.（1）取1 mL样品上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释　（2）杀死涂布器上的杂菌，防止杂菌污染 （3）a→b→c→d 3.提示：图B表示稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。两种方法均可用于微生物的纯化，获取纯培养物，但稀释涂布平板法还可以用于微生物的计数。 4.提示：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。 5.提示：稀释涂布平板法计数的值比实际值小，原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落；显微镜直接计数法计数的结果比实际值大，原因是显微镜下无法区分活菌和死菌，计数时包括了死菌。 即学即练 1.A　据图分析，图甲是平板划线法，图乙是稀释涂布平板法，图甲不能用于微生物的计数，A错误；这两种方法所用的接种工具分别是接种环和涂布器，都需要将菌种接种在固体培养基上，并可能观察到单菌落，B正确；图丙的菌落均匀分布，只能由乙接种方法所得，D正确。 2.C　利用血细胞计数板计数属于显微镜直接计数法，该种方法计数不能区分菌株的死活，A正确；稀释涂布平板法计数时选取菌落数目稳定时的记录作为结果，避免相应的菌落在统计时被遗漏，B正确；稀释涂布平板法观察到的是菌落的形态特征，而不是微生物的形态特征，显微镜直接计数法观察到的是微生物的形态特征，C错误。 知识点二 重难探究 1.（1）提示：测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养。不相同，因为土壤中能分解尿素的细菌的数量比细菌的总量要少。 （2）提示：第一次实验时可以将1×103～1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上进行培养。为了确保能从中选出菌落数在30～300之间的平板进行计数。 2.（1）提示：不可靠　为增加实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下至少涂布3个平板，统计结果后计算平均值。 （2）不合理　可能的影响因素　是否规范　是否合理 （3）提示：作为重复实验，统计时取平均值，以减少偶然因素对实验结果的影响，增强实验结果的说服力。 3.（1）提示：不一定是　固氮细菌利用氮气为氮源，也能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长 （2）提示：在以尿素为唯一氮源的选择培养基中加入酚红指示剂。 即学即练 1.C　选择培养基是用于筛选所需微生物的培养基，鉴别培养基是用于鉴别不同类型微生物的培养基，A错误；刚果红培养基用于鉴别纤维素分解菌，B错误；使用鉴别培养基时，必须确保无菌操作，以避免污染影响鉴定结果，C正确；碘液无法检测蔗糖是否被水解，D错误。 2.C　当稀释到一定的程度，统计菌落数在30～300的平板上的数据进行计算结果准确，A错误；要判断选择培养基是否起到选择作用，需设置接种了的牛肉膏蛋白胨培养基作对照，若牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落种类数目多于选择培养基上的菌落类型，则说明起到了选择作用，B错误；5号试管进行稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为（168＋175＋167）÷3×106÷0.1＝1.7×109个，C正确；若从4号试管取样0.1 mL进行涂布平板计数，在平板上的菌落数远大于300，导致多个菌落连在一起，统计结果会更加偏小，D错误。 【随堂热练】 1.A　将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中，将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、 涂布器冷却后，再进行涂布，A错误，C正确；取少量菌液（0.1 mL），滴加到培养基表面，B正确；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，使涂布均匀，D正确。 2.B　在配制步骤②、③的培养基时，为避免杂菌污染，应先调pH再进行高压蒸汽灭菌，A正确；要筛选出能高效分解尿素细菌，所选用的培养基要以尿素为唯一氮源，但牛肉膏和蛋白胨中都含有氮源，因此步骤③所用的培养基中不能含有牛肉膏蛋白胨，B错误；步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，形成相互对照试验，比较细菌分解尿素的能力，C正确；步骤③纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散，可以获得单细胞菌落，D正确。 3.D　圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养基上生长，为增加目的菌的浓度，应将收集到的表层土样接种到无氮的液体培养基上进行富集培养，而不是固体培养基，A错误；将过滤自来水后的滤膜放在伊红美蓝固体培养基上培养，其中大肠杆菌菌落呈现黑色，B错误；纤维素分解菌在平板培养后加入刚果红，刚果红会与纤维素结合形成红色复合物，但纤维素被分解后，刚果红无法与其结合，因此会形成透明圈带，而不是红色圈带，C错误；尿素分解菌能够分解尿素生成氨，使培养基的pH升高，酚红指示剂在碱性条件下会变红，因此指示剂变红可以初步鉴定尿素分解菌，D正确。 4.（1）唯一碳源　选择　（2）碘　d　（3）小于　显微镜计数时死菌活菌均计算在内 解析：（1）由于PVA分解菌能分解PVA获取碳元素，其他微生物不能利用PVA，所以在培养基中加入PVA作为唯一碳源，这样就可以筛选出PVA分解菌。这种培养基是根据微生物对营养物质的特殊需求，在培养基中加入特定的物质（PVA）来筛选特定的微生物（PVA分解菌），所以属于选择培养基。（2）由于PVA能与碘作用产生蓝绿色复合物，所以要在培养基中加入碘制成蓝绿色平板。透明圈直径与菌落直径比值越大，说明菌落周围的PVA被分解得越多，也就意味着该菌落中的细菌分解PVA的效果最好。分析甲图，其中d菌落中的细菌分解PVA效果最好。（3）图乙为血细胞计数板计数法，由于显微镜计数时死菌、活菌均计算在内，实际活菌数小于统计值。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　微生物的选择培养和计数 学习目标 1.阐明微生物选择培养的原理。 2.进行土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 知识点一　选择培养基、微生物的选择培养和数量测定 1.选择培养基 （1）自然界中目的菌株的筛选 ①实例：聚合酶链式反应（PCR）中用到的耐高温的DNA聚合酶，就是从热泉中筛选出的　　　　　　中提取出来的。 ②依据：水生栖热菌能在　　　　　　的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。 （2）实验室中目的菌株的筛选 ①原理：人为提供有利于　　　　生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时　　　　　其他微生物的生长。 ②选择培养基：允许　　　　种类的微生物生长，同时　　　　　　其他种类微生物生长的培养基。 提醒：有些微生物可以利用其他微生物的代谢物生长繁殖，因此，能够在选择培养基上生长的不一定都是目的菌株。 （3）选择培养基配方的设计 ①原理：分解尿素的细菌合成的　　　　将尿素分解产生NH3。 ②培养基配方设计：以　　　　为唯一氮源的选择培养基。 【微思考】　如何从大豆田土壤中分离出固氮微生物？ 2.微生物的选择培养（稀释涂布平板法） （1）系列稀释操作 ①编号为1×102～1×107的试管中分别盛有9 mL无菌水。 ②将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。 ③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。 （2）涂布平板操作 （3）培养分离：待　　　　　　　　　　　　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　　　　。 3.微生物的数量测定 （1）稀释涂布平板法 ①原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个　　　　。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　　　　。 ②计数原则：一般选择菌落数为　　　　　的平板进行计数。样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养。在同一稀释度下，应至少对　　　　个平板进行重复计数，然后求出　　　　。 ③计算公式 每克样品中的菌株数＝×稀释倍数 （2）显微镜直接计数法 一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一般是　　　　　　　　　的总和。 （1）选择培养基能使特定种类的微生物生长。（　　） （2）脲酶能催化尿素分解产生N2，N2可作为细菌生长的氮源。（　　） （3）在用涂布器涂布平板时，为了操作方便可完全打开培养皿盖。（　　） （4）利用显微镜直接计数法统计的细菌数量就是活菌的数量。（　　） （5）当菌落数目稳定时，选取菌落数为30～300的平板进行计数。（　　） 探究一｜微生物的选择培养和数量测定 1. 结合教材P16“思考·讨论”，完成下列问题。 （1）将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，如何设计培养基的配方？请分析其筛选原理。 （2）该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？ （3）怎么证明一个选择培养基具有选择性呢？ 探究二｜微生物的数量测定 2.菌落总数可作为判定食品被污染程度的标志，也可以用于观察细菌在食品中繁殖的动态，以便对送检样品进行卫生学评估提供证据。如图是某样品培养简化流程图，请分析回答下列问题： （1）对样品悬液进行梯度稀释的方法是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）涂布器一般是在酒精中浸泡，然后放在酒精灯火焰上灼烧灭菌，该操作的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）如图是涂布平板操作的示意图，用字母和箭头表示涂布平板操作的正确步骤是　　　　　　　　。 3.图A和图B中，哪一个表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果？稀释涂布平板法相比于平板划线法的优点是什么？ 4.在用稀释涂布平板法对微生物进行计数时，统计菌落数目的理论依据是什么？ 5.稀释涂布平板法和显微镜直接计数法对微生物计数产生的实验误差如何？试分析原因。 1.选择培养基的类型 类型 条件 分离得到的菌种 改变培养条件 70～80 ℃的高温 水生栖热菌 添加某种 化学物质 加入青霉素 酵母菌、霉菌等真菌 高浓度食盐 金黄色葡萄球菌 特殊碳源、氮源 石油是唯一碳源 能消除石油污染的微生物 营养缺陷 不加碳源 自养型微生物 不加氮源 固氮菌 2.平板划线法和稀释涂布平板法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 图示 过程 用接种环在固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面 将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将稀释后的菌液用涂布器均匀地涂布到固体培养基的表面，进行培养 优点 可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 可以计数，可以观察菌落特征 缺点 不能计数 吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延 相同点 都使用固体培养基，若没有特殊要求，两种方法都可以用来分离微生物 1.（教材P17“图1－7”改编）如图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，图丙是接种后培养的效果图解，下列相关叙述错误的是（　　） A.甲、乙都可用于微生物的计数，且计数结果比实际结果偏小 B.甲、乙都需要将菌种接种在固体培养基上，并可能观察到单菌落 C.甲、乙培养使用后的培养基在丢弃前均需要进行灭菌处理，以免污染环境 D.丙所示结果只能由乙接种方法所得 2.（教材P18“正文第四段”改编）下列有关稀释涂布平板法计数和显微镜直接计数法的叙述，不正确的是（　　） A.利用血细胞计数板计数属于显微镜直接计数法 B.稀释涂布平板法计数时选取菌落数目稳定时的记录作为结果 C.两种计数方法均能在计数的同时观察到所研究微生物菌落的形态特征 D.当菌落数目稳定时，一般选取菌落数在30～300的且差异不大的平板进行计数 知识点二　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.实验设计 （1）土壤取样 ①土壤要求：酸碱度接近中性且潮湿。 ②取样部位：距地表约　　　　的土壤层。 （2）样品的稀释 测定土壤中细菌的数量，一般选用　　　　　　　　　　　　倍稀释的稀释液进行平板培养，当第一次做这个实验时可以将稀释的范围放　　　　一点。 （3）微生物的培养与观察 ①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养　　　　和培养时间。细菌一般在　　　　　 ℃的温度下培养　　　　 d。 ②观察：每隔24 h统计一次菌落数目，选取　　　　　　　　的记录作为结果。记录菌落的特征：包括菌落的　　　　　　　　等。 2.操作提示 （1）无菌操作 ①取土样的用具在使用前都需要　　　　。 ②实验操作均应在　　　　进行。 （2）做好标记：本实验使用的平板和试管较多，为避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的　　　　等。 （3）制定计划：对于耗时较长的生物实验，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。 【微思考】　“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中应如何统计培养基上生长的菌落数？ （1）稀释涂布平板法能分离细菌，也能计数。（　　） （2）测定不同微生物数量时，接种的土壤稀释液的稀释度相同。（　　） （3）菌落特征是鉴别菌种的重要依据。（　　） 探究｜分析土壤中分解尿素的细菌的分离计数与鉴定 1.下面是土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实际流程示意图，请分析： （1）测定土壤中细菌的数量，一般选用多大稀释倍数的稀释液进行涂布平板？测定土壤中细菌的数量和能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？为什么？ （2）第一次实验可以选择用多大稀释倍数的稀释液进行涂布平板？第一次实验时为什么要将稀释范围放宽一些？ 2.甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。 （1）甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果是否可靠？若不可靠，应如何改进？ （2）乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理　　　　（填“合理”或“不合理”）。微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果差别很大的情况，应分析实验过程中　　　　　　　　　　，从操作　　　　　　、培养基配制　　　　　　等方面查找原因。 （3）在稀释涂布平板法中，为何需要涂布3个平板？ 3.酚红指示剂是一种常用的酸碱指示剂，在pH为6.6～8.0时显示橙色，pH低于6.6时呈现黄色，pH高于8.4时呈现红色。分解尿素的细菌能产生脲酶，脲酶将尿素分解成了氨，培养基pH升高，可使酚红指示剂变红。 （1）实验中在以尿素为唯一氮源的选择培养基上生长的菌落 　　　　（填“是”“不是”或“不一定是”）分解尿素的细菌，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）结合所给资料，说出如何对分离的菌种进行鉴定？ 　　 “土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验结果分析 1.（教材P20“拓展应用”T2改编）鉴别培养基是用于鉴别不同类型微生物的培养基。在基础培养基中，加入某种特殊的化学物质时，这种物质会与某种微生物的代谢物发生反应，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化可将该种微生物与其他微生物区分开来。下列有关鉴别培养基的叙述，正确的是（　　） A.鉴别培养基和选择培养基的功能相同 B.利用刚果红培养基鉴别尿素分解菌时，尿素分解后会出现透明圈 C.使用鉴别培养基时，必须确保无菌操作，以避免污染影响鉴定结果 D.向蔗糖培养基中加碘液，蔗糖被水解后会出现透明水解圈 2.（2025·山东枣庄期末）如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图，据图分析正确的是（　　） A.实验对细菌的稀释倍数越高，统计结果越准确 B.设置接种了的牛肉膏蛋白胨培养基作对照可用于估计实验的误差 C.5号试管的实验结果表明每克土样中能分解尿素的细菌数为1.7×109个 D.若从4号试管取样0.1 mL进行涂布平板计数，统计结果会更加偏大 课堂小结 1.（2025·天津期末）下列有关涂布平板操作的叙述，不正确的是（　　） A.将涂布器在酒精灯火焰上灼烧，直到烧红 B.取少量菌液滴加在培养基表面 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秒再用 D.涂布时可转动培养皿，使菌液分布均匀 2.（2025·四川自贡旭川中学月考）如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素的细菌的示意图，下列有关叙述错误的是（　　） A.在配制步骤②、③的培养基时，应先调pH再进行高压蒸汽灭菌 B.步骤③采用稀释涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素 C.步骤④挑取③中不同的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力 D.步骤③纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散培养，可以获得单菌落 3.（教材P20“拓展应用”T2改编）下列微生物实验相关叙述正确的是（　　） A.为增加目的菌的浓度，以确保能筛选出圆褐固氮菌，应将收集到的表层土样接种到固体培养基上 B.将过滤自来水后的滤膜放在伊红美蓝固体培养基上培养，其中大肠杆菌菌落呈现红色 C.纤维素分解菌经平板培养后再加入刚果红，会形成明显的红色圈带 D.鉴定尿素分解菌时，在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红则能初步鉴定 4.（2025·湖南永州一中月考）聚乙烯醇（PVA）是一种只含C、H、O的大分子有机物，在纺织行业的退浆废水、化工行业的生产废水中含量较高，且由于其生物降解困难的特性，使得废水处理难度较大。PVA能与碘作用产生蓝绿色复合物，PVA被微生物降解后无法形成复合物，在平板上出现以菌落为中心的透明圈。如图，请回答下列问题： （1）某实验小组尝试用稀释涂布平板法筛选得到PVA分解菌，需要在培养基中加入PVA作为　　　　，再加入硝酸盐等其他营养物质，以及琼脂使培养基可凝固。从培养基的作用来说，这种培养基属于　　　　培养基。 （2）为了筛选出效果最好的PVA分解菌，在配制培养基时除了加入营养物质外，还需加入　　　　制成蓝绿色平板，接种培养一段时间后，在平板上出现以菌落为中心的透明圈，如图甲所示，其中　　　　菌落中的细菌分解PVA效果最好。 （3）用图乙所采用的方法进行计数，结果实际活菌数　　　　（填“大于”“等于”或“小于”）统计值，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：完成课后作业　第1章　第2节　第2课时 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $