2026届高三生物一轮复习课件第27讲 微生物的培养技术及应用

2026 第27讲 微生物的培养技术及应用 选择性必修三 第八单元 生物技术与工程 课标要求 1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提 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.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 4.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 5.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 目录 PART 01 微生物的培养技术及应用 PART 02 微生物的选择培养和计数 PART 03 真题精练 微生物的培养技术及应用 01 4 一、培养基的配制 1、培养基的概念、用途和类型 （1）概念： 人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。 （2）作用： 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物 （3）分类 按功能用途分类 液体培养基、固体培养基、半固体培养基 按物理状态分类 按化学成分分类 天然培养基、合成培养基 选择培养基、鉴别培养基 微生物的培养技术及应用 考点一 划分标准 培养基种类 特点 用途 物理性质 液体培养基 不加凝固剂（琼脂） 工业生产 半固体培养基 观察微生物的运动 固体培养基 化学成分 天然培养基 工业生产 合成培养基 培养基成分明确 分离、鉴定 用途 选择培养基 鉴别培养基 加凝固剂（比例不同） 微生物分离、鉴定、活菌计数、菌种保藏 含化学成分不明确的天然物质 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 从众多微生物中分离出特定微生物 在培养基中加入某种指示剂或化学药品,产生特定的颜色或其他变化 鉴别不同种类微生物 6 一、培养基的配制 （1）主要营养物质： 2、培养基的配方 ①碳源 无机碳源： 有机碳源： ②氮源 N2、NH3、NO3-、铵盐等 牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 CO2、CO32-、HCO3- 葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨、有机酸、石油等 无机氮源： 有机氮源： 碳源、氮源、无机盐 、水 （自养微生物） （异养微生物） (2)其他条件： 特殊营养物质、pH、和氧气 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________ _______ 维生素 酸性 中性或弱碱性 无氧 微生物的培养技术及应用 考点一 二、无菌技术 获得纯净的微生物培养物的关键是 。 防止杂菌污染 项目 条件 结果 常用方法 应用范围 消毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部一部分微生物 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消毒法 不耐高温的液体 化学药剂消毒法 酒精擦手、氯气消毒水源 紫外线消毒法 接种室、操作台 灭菌 强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子) 灼烧灭菌 接种工具 干热灭菌 玻璃器皿、金属用具 湿热灭菌 培养基及容器 微生物的培养技术及应用 考点一 三、微生物的纯培养 1、相关概念 ①培养物 ②纯培养物 ③菌落 ④纯培养 由单一个体繁殖所获得的微生物群体 接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体 分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。 获得纯培养物的过程 2、常用方法：_________________法和__________________法。 平板划线 稀释涂布平板 微生物群 分散 单个细胞 单个菌落 繁殖 3、原理： 微生物的培养技术及应用 考点一 三、微生物的纯培养 4、实例 ——酵母菌的纯培养 微生物的培养技术及应用 考点一 1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前、划线操作结束时，都要灼烧接种环？ 灼烧时期 目的 取菌种前 每次划线前 接种结束后 杀死接种环上原有微生物 杀死上次划线时残留菌种，使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端 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 2.在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线的原因？ 以免接种环温度太高，杀死菌种 微生物的培养技术及应用 考点一 3.在作第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线的原因？ 使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，以便获得单个菌落 4.平板冷凝后，要将平板倒置的原因是什么？ 因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，既可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 5.在接种前随机取若干个灭菌后的未接种的平板，先行培养了一段时间，这样做的目的是什么？ 检测培养基平板灭菌是否合格 微生物的培养技术及应用 考点一 02 微生物的选择培养和计数 13 1、选择培养基 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。 2、四种常见的筛选方法： 一、微生物的筛选方法 （1）加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分) 加入青霉素（抗生素）： 抑制细菌、放线菌的生长，分离得到酵母菌、霉菌 （2）改变培养基的营养成分 培养基缺乏有机物碳源 抑制异养生物生存，分离出自养型微生物 培养基缺乏氮源 分离出固氮菌 考点二 微生物的选择培养和计数 2、四种常见的筛选方法： （4）通过某些“特殊环境”进行分离 一、微生物的筛选方法 （3）利用培养基中的“特定化学成分”进行分离 ①以石油为唯一碳源时 ②以尿素是唯一氮源时 ③以纤维素为唯一碳源时 分离得到能降解石油的微生物 分离得到能分解尿素的微生物 分离得到能分解纤维素的微生物 70～80℃的高温 分离耐高温的微生物 加高浓度食盐 分离得到耐盐菌如金黄色葡萄球菌 考点二 微生物的选择培养和计数 二、微生物的选择培养 稀释涂布平板法 1、系列稀释操作： 10g样品 考点二 微生物的选择培养和计数 序 号 图 示 操 作 1 取0.1 mL菌液，滴加到培养基表面 2 将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中 3 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 4 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 3、培养：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1～2d。 2、涂布平板操作 考点二 微生物的选择培养和计数 方法 平板划线法 稀释涂布平板法 纯化原理 接种工具 单菌落的获得 用途 接种效果图 相同点 通过连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散 将菌液进行一系列的稀释，然后分别涂布到固体培养基的表面，进行培养，以得到单菌落。 接种环 涂布器 从最后划线区挑取 稀释度合适的整个平板上都可找到单菌落 分离纯化菌种，获得单菌落 ①分离纯化菌种，获得单菌落 ②用于计数 ①都能分离纯化菌种 ②都在固体培养基上进行的③都需无菌操作 比较平板划线法和稀释涂布平板法 拓展延伸 三、微生物的数量测定 原理： 利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计数一定容积的样品中微生物的数量 方法： 用计数板计数 缺点： 不能区分死菌与活菌而使计数结果偏大 1、显微镜直接计数法 计算公式： 每毫升原液中所含微生物数=每小格细胞数平均值×400×104×稀释倍数 考点二 微生物的选择培养和计数 三、微生物的数量测定 2、间接计数法 —— 活菌计数法（即稀释涂布平板法） 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。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。 ①原理： 选择30-300个菌落的平板进行计数； 每个稀释度至少取3个平板的平均值； ②计数原则: ③计算公式： 每克样品中的菌株数=(C÷V )×M 例：某同学从100ml细菌原液中取1ml加入无菌水中得到10ml稀释菌液，在从稀释菌液中取200μl涂布平板，菌落计数结果为100，据此推算原液中共有细菌 个，浓度为 个/ml。 5.0×10 5 5.0×10 3 考点二 微生物的选择培养和计数 用稀释涂布平板法计数微生物时，为了使结果接近真实值，应设置三个或以上的平板，计算菌落平均数。另外要求选择菌落数在30~300的平板进行计数。 解题时注意以下情况: (1)只得到1个菌落数在30~300的平板是错误的，原因是不符合实验的重复原则，易受到偶然因素的影响。 (2)得到3个或3个以上菌落数在30~300的平板也不一定正确。 若不同平板间差异较大，如得到3个平板，菌落数分别为230、34、240，虽然菌落数均在“30~300”之间，但是“34”与“230”“240”差距太大，所以应找出原因，重新实验。 稀释涂布平板法计数微生物的注意事项 拓展延伸 21 项目 间接计数法(稀释涂布平板法) 直接计数法(显微计数法) 原理 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个活菌 利用特定的血细胞计数板，在显微镜下计数一定体积的样品中微生物的数量 公式 每克样品中的菌株数=(C÷V )×M 其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V 代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M 代表稀释倍数 每毫升原液中所含微生物数=每小格平均微生物数×400×104×稀释倍数 缺点 当两个或多个菌体连在一起时， 平板上观察到的只是一个菌落 不能区分死菌与活菌 结果 比实际值偏小 比实际值偏大 拓展延伸 四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1、实验原理 ①士壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶； ②配制以尿素为唯一氮源的培养基，能够在该培养基中生长的细菌就是能分解尿素的细菌。 葡萄糖 10.0g 尿素 1.0g KH2PO4 1.4g Na2HPO4 2.1g MgSO4·7H2O 0.2g 琼脂 15.0g 蒸馏水 定容至1000ml ①制备选择培养基（尿素为唯一氮源） ②制备牛肉膏蛋白胨培养基 2、培养基的制备 提供无机盐；调节pH 考点二 微生物的选择培养和计数 酸碱度接近中性的潮湿土壤中,铲去表层，取距地表3～8cm的土壤层,将样品装入事先准备好的信封中。 取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。 土壤取样 样品稀释 涂布平板 观察培养 菌落计数 3、操作过程 考点二 微生物的选择培养和计数 测细菌数：一般用104、105、106稀释液。 测放线菌：一般用103、104、105稀释液。 测真菌数：一般用102、103、104稀释液。 不同微生物在土壤中含量不同，分离不同的微生物采用不同的稀释度，以保证获得菌落数在30～300之间适于计数的平板。 B A C 在初次实验中，对于稀释的范围没有把握，怎样做才能保证从中选择出菌落数在30～300的平板进行计数？ 选用稀释范围更大的稀释液进行平板培养 土壤取样 样品稀释 涂布平板 观察培养 菌落计数 3、操作过程 考点二 微生物的选择培养和计数 土壤取样 样品稀释 涂布平板 观察培养 菌落计数 每个浓度至少设置4个平板 选择培养基 （平行重复） 牛肉膏蛋白胨 培养基 接种：稀释液涂布平板法 3、操作过程 ①不涂布稀释液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基 ②牛肉膏蛋白胨培养基 判断选择培养基是否具有筛选作用 另设置两个空白对照： 以验证培养基中是否含有杂菌 考点二 微生物的选择培养和计数 稀释涂布平板法 土壤取样 样品稀释 涂布平板 观察培养 菌落计数 ①接种： ②培养条件： 30-37℃的温度下培养1-2d。 ③观察： 根据菌落的特征区分微生物； ④计数： 每隔24h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 3、操作过程 考点二 微生物的选择培养和计数 土壤取样 样品稀释 涂布平板 观察培养 菌落计数 稀释度 104 105 106 107 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 菌落数/平板 当菌落数目稳定时，选取菌落数在30～300的平板进行计数，同一稀释度下至少计数3个平板，求出平均值，并根据所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。设计如下表格记录并计数: 3、操作过程 考点二 微生物的选择培养和计数 4、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 选择培养基中菌落数偏高 被杂菌污染 菌落形态多样，菌落数偏高 培养基中混入其他氮源 选择培养基 的筛选作用 牛肉膏蛋白胨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3个或3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 方法： 鉴定原理： 利用富含纤维素的选择培养基进行选择培养 以纤维素为唯一碳源，加入刚果红染料 纤维素 刚果红 红色复合物 培养基成分： 纤维素酶 形成 透明圈 纤维素分解菌 透明圈直径与菌落直径比值越大，说明纤维素分解菌的分解能力越强。 五、分解纤维素的微生物的分离 考点二 微生物的选择培养和计数 类 型 实 例 选择培养基 培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌 培养基中加入高浓度的食盐用于分离金黄色葡萄球菌 以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌 以纤维素作为唯一碳源的培养基用于分离纤维素分解菌 不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物 石油是唯一碳源时，用于分离能消除石油污染的微生物 培养基放在高温环境中培养能得到耐高温的微生物 鉴别培养基 伊红——亚甲蓝琼脂培养基可以鉴别大肠杆菌(菌落呈深紫色、金属光泽) 酚红指示剂可以鉴别尿素分解菌（指示剂变红） 刚果红培养基可以鉴别纤维素分解菌（形成透明圈） $