第1章 2 第2节 一 微生物的基本培养技术（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

本讲义聚焦微生物培养技术及应用核心知识点，系统梳理培养基配制（概念、类型、配方及营养需求）、无菌技术（消毒与灭菌的区别及方法）、纯培养（平板划线法、稀释涂布平板法及酵母菌培养步骤），构建从基础理论到实验操作的完整学习支架。 该资料通过表格对比（如消毒与灭菌方法、微生物营养来源）助学生分类归纳培养科学思维，设计探究问题（如倒平板操作、划线次数分析）和实验步骤强化探究实践，强调无菌操作及对照实验培养严谨态度责任。课中辅助教师实验教学，课后练习题可帮助学生查漏补缺巩固知识。

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 [课标要求] 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。 考点一　培养基的配制 1．培养基的概念、用途和类型 (1)概念：人们按照微生物对____________的不同需求，配制出的供其____________的营养基质。 (2)用途：________________微生物或积累其__________。 (3)种类(按物理性质分类)：_______培养基和_______培养基。 [提醒]　在液体培养基中加入凝固剂(如琼脂)可制成固体培养基。琼脂是一种微生物难以利用的多糖类物质，在44 ℃以下凝固，在常规培养条件下呈固态。 2．培养基的配方 (1)主要营养物质：___________________________________。 (2)其他条件：pH、特殊营养物质和氧气。如下表： 微生物 乳酸杆菌 霉菌 细菌 厌氧微生物 特殊需求 添加______ pH调至______ pH调至______ 无氧 [答案自填] 营养物质　生长繁殖　培养、分离、鉴定、保存　代谢物　液体　固体　水、碳源、氮源、无机盐　维生素　酸性　中性或弱碱性 (1)实验室培养硝化细菌时，培养基无须加入有机碳源。(　　) (2)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。(　　) (3)固体培养基中的琼脂不仅作为凝固剂，还可为微生物生长提供能量和碳源。(　　) 答案：(1)√　(2)√　 (3)×　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。 [探究] 下表是某培养基的配方，分析并回答下列问题： 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划分，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)培养微生物时，培养基中____________(填“一定”或“不一定”)含有碳源和氮源，原因是______________________________________ _______________________________________________________。 提示：(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　该培养基的碳源和氮源是有机物 (4)不一定　培养自养型微生物时，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 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 NH、NO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 有机物 1．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 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．培养基中营养物质的浓度越高越好 解析：选C。培养基不一定都含有碳源、氮源，如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源，培养自生固氮菌的培养基中不需加入氮源，A错误；一般固体培养基可用于观察菌落，液体培养基可用于工业生产，B错误；微生物的生长除受营养因素影响外，还受温度、pH、O2、渗透压等的影响，C正确；培养基中营养物质的浓度过高可能会造成微生物渗透失水而死亡，D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(如海带)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；酵母菌是异养型微生物，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，其所需的能源来自糖类物质的氧化分解，D错误。 考点二　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 [答案自填] 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 (1)获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染。(　　) (2)灭菌相比消毒对微生物的杀灭更彻底。(　　) (3)用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行消毒。(　　) (4)无菌操作的对象中，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。(　　) 答案：(1)√　(2)√　 (3)×　用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行灭菌。 (4)×　无菌操作的对象中，并非所有没有生物活性的材料都可采用干热灭菌法进行灭菌，如接种环需要用灼烧灭菌法进行灭菌。 [探究] 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__________________________________。 (2)常用酒精擦拭双手是日常防护措施之一，这是__________(填“消毒”或“灭菌”)。 (3)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法，与煮沸消毒法相比，这种方法的优点是________________________________________________________ _________________________________________________。 (4)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。 提示：(1)使微生物的蛋白质或核酸变性，从而杀死微生物 (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 1．消毒和灭菌的比较 2．不同消毒方法的特点 1．(2025·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．灼烧灭菌法的对象是金属用具，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。灼烧灭菌法的对象可以是金属用具和玻璃器具，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．(2025·河北石家庄调研)下表中为常用的消毒与灭菌的方法及其适用对象，下列相关叙述错误的是(　　) 方法 常用方法 适用对象 消毒 ① 日常用品 ② 不耐高温的液体 ③ 皮肤 灭菌 灼烧灭菌法 ④ 干热灭菌法 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可以为接种环、涂布器等 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．⑤⑥均可表示培养基、培养皿 解析：选D。若要彻底除去物体内外的芽孢和孢子，需要灭菌处理，只靠方法①②③是不行的，A正确。对于牛奶、啤酒等不耐高温的液体，常用的消毒方法是巴氏消毒法，对于接种工具如涂布器、接种环等，常用的灭菌方法是灼烧灭菌法，B正确。运用干热灭菌法时，灭菌的物品不与灭菌箱内壁接触，防止包装纸烤焦起火；运用高压蒸汽灭菌法时，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渗入棉塞，C正确；培养基不能用干热灭菌法进行灭菌，D错误。 考点三　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] 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)倒平板操作中，等待平板冷却凝固后，要将平板倒置。(　　) (2)平板划线操作中，划完一个区域后要将接种环灼烧，再划下一个区域。(　　) (3)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速蘸取菌液。(　　) 答案：(1)√　(2)√　 (3)×　接种环经火焰灼烧灭菌后，应在火焰旁冷却后使用。 [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，需要使锥形瓶的瓶口通过火焰的原因是 ________________________________________________________。 (2)如图二所示，从防止杂菌污染的角度思考，培养基冷却凝固后将平板倒置的原因是_____________________________________________。 (3)培养基灭菌后，需要冷却到____________左右，才能用来倒平板。估计培养基的温度的方法是____________________________ _______________________________________________________。 提示：(1)进行灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基 (2)避免培养皿皿盖上的水珠落入培养基造成污染和防止培养基表面的水分过快蒸发 (3)50 ℃　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)上图中接种过程正确的顺序是__________。 (2)如果要按照图d进行划线，那么在接种划线的操作过程中，共灼烧了______次接种环。 (3)接种结束后，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，原因是____________________________________________ ______________________________________________________， 未接种的培养基表面如果有菌落生长，说明了 ______________________________________________________。 提示：(1)b→a→e→f→c→g→d (2)6 (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培养箱中培养24～48 h后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的　培养基灭菌不彻底或培养基被污染了，需要重新制备 1．几次灼烧接种环的目的 灼烧时期 目的 第一步操作(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．(2025·河北衡水高二期中)下图表示倒平板的操作流程。下列叙述错误的是(　　) A．正确的操作顺序是3→1→2→4 B．操作1、2、3在酒精灯火焰附近进行是为了避免杂菌污染 C．操作2中不能将培养皿皿盖完全打开 D．操作4将平板倒置是为减少培养基中营养成分丢失 解析：选D。倒平板的操作程序为将灭菌后的培养皿放在酒精灯旁的台面上，拔出锥形瓶的棉塞；将瓶口迅速通过火焰；在酒精灯火焰附近，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基(10～20 mL)倒入培养皿，立即盖上皿盖；等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置，以防止冷凝水滴落在培养基上引发污染。故正确的操作顺序是3→1→2→4，A正确；获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，因此操作1、2、3在酒精灯火焰附近进行是为了避免杂菌污染，B正确；将培养基倒入培养皿时将培养皿打开一条稍大于锥形瓶瓶口的缝隙即可，将培养皿皿盖完全打开可能会造成杂菌污染，C正确；操作4将平板倒置是为避免培养皿皿盖上的水珠滴入培养基和防止培养基表面的水分过快蒸发，D错误。 2．(2025·湖北襄阳五中高二期中)采用平板划线法能将单个微生物分散在固体培养基上，下列有关平板划线操作的叙述，错误的是(　　) A．第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 B．再次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种 C．在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液 D．划线结束后，灼烧接种环能及时杀死接种环上的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 解析：选C。从第二次划线开始，每次划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，C错误。 【知识框架】 1．(2025·江苏连云港联考)下表所示为某培养基的配方，下列叙述错误的是(　　) 组分 NaNO3 K2HPO4 MgSO4·7H2O (CH2O) 蒸馏水 青霉素 含量 3 g 1 g 0.5 g 30 g 定容至1 000 mL 0.1万单位 A.根据物理性质划分，该培养基属于液体培养基 B．该培养基不能用于培养大肠杆菌 C．根据培养基的配方可知，该培养基培养的微生物的同化作用类型是异养型 D．固体培养基中加入少量水即可形成液体培养基 解析：选D。固体培养基和液体培养基的区别在于是否加入凝固剂(如琼脂)，题表所示的培养基配方中没有凝固剂，因此该培养基属于液体培养基，A正确，D错误；加入青霉素会抑制细菌的生长繁殖，所以该培养基不能用于培养大肠杆菌，B正确；该培养基中的(CH2O)可作为有机碳源，因此其培养的微生物的同化作用类型是异养型，C正确。 2．(2025·河北石家庄高二期中)无菌技术在生产、生活和科研实践中有着广泛的应用。下列有关无菌技术的叙述，错误的是(　　) A．通过煮沸的方式可以将微生物的营养细胞和芽孢全部杀死 B．紫外线消毒常用于对培养环境的空气和一般物品的表面消毒 C．净化污水时可采用生物消毒法 D．玻璃器皿和金属用具等耐高温且需要保持干燥的物品可以采用干热灭菌 解析：选A。通过煮沸的方式可以将微生物的营养细胞和一部分芽孢杀死，部分耐高温的芽孢能够生存，A错误；对于培养环境的空气和一般物品的表面可以采用紫外线消毒法，其原因是紫外线能够使杂菌的蛋白质变性，也会使杂菌的DNA结构遭到破坏，从而失去活性，B正确；生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法，净化污水时可采用此方法，C正确；耐高温的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(如吸管、培养皿等)和金属用具等，可以采用干热灭菌，D正确。 3．(2025·山东泰安高二期中)关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基并进行酵母菌纯培养的过程，下列说法错误的是(　　) A．培养基配制好并调节pH后用湿热灭菌法灭菌 B．在酒精灯火焰旁进行倒平板及接种操作 C．将一个未接种的平板作为对照一起放至恒温培养箱中培养 D．实验结束后使用过的培养基直接丢弃 解析：选D。培养基配制好后需调pH，然后用湿热灭菌法灭菌，A正确；培养基灭菌后，待冷却到50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近进行倒平板及接种操作，B正确；将一个未接种的培养基和接种的培养基一起培养，可以检验培养基灭菌是否合格，C正确；实验使用过的培养基彻底灭菌后才能丢弃，防止污染环境和感染操作者，D错误。 4．(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。 5．在分离、纯化细菌的实验中，划线接种(甲)、培养结果(乙)如下图所示，a、b、c、d是划线的四个区域。下列叙述错误的是(　　) A．每次划线前后都要对接种环灼烧灭菌 B．连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落 C．图甲中的a区域为划线的起始区域 D．蘸取菌液和划线要在酒精灯火焰旁进行 解析：选C。题图中a对应的区域出现了单个菌落，d区域菌落最多，因此a区域应该为划线的最终区域，d区域为划线的起始区域，C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $