1.2第1课时　微生物的基本培养技术 课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修三

该高中生物学课件聚焦微生物的基本培养技术，涵盖培养基的配制（成分、种类）、无菌技术（消毒与灭菌）及纯培养（平板划线法等）核心内容，通过基础知识落实、情境探究提升、对点应用突破的脉络，搭建从概念理解到实践操作的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过“微思考”分析病毒培养条件、“情境探究”设计培养基配方等实例，引导学生基于证据推理。采用表格对比消毒与灭菌方法、实验步骤分解及结论辨析，结构化小结知识，既助学生构建生命观念，又为教师提供系统教学资源，提升教学效率与学生实验能力。

第1章　发酵工程 第2节　第1课时　微生物的基本培养技术 课标要求 学习目标 核心内容 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.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 1.概述培养基的成分和配制方法 2.区分消毒和灭菌,掌握不同物品的灭菌方法 3.概述微生物纯培养的基本操作要求 1.培养基的成分与配制 2.无菌技术 3.微生物的纯培养 目 录 索 引 主题一　培养基的配制 主题二　无菌技术 主题三　微生物的纯培养 课堂小结 主 题 一 基础知识•落实 主题一　培养基的配制 阅读教材P9~10文本,结合“表1-1 1 000 mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成”回答下列问题。 1.培养基的概念:人们按照微生物对　　　　　　的不同需求,配制出的供其　　　　　　　的营养基质。 营养物质 生长繁殖 2.培养基的种类与作用 培养基种类 划分标准 培养基特点 作用 ①　　 　培养基 ③　  　  加凝固剂,如 ④　　　  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 ②　　 　培养基 不加凝固剂 常用于工业生产 【微提醒】 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。 固体 液体 物理性质 琼脂 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)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 　　　　　　、磷酸盐和维生素等  蛋白胨 10 g 碳源、氮源和维生素等 NaCl 5 g 无机盐 H2O 定容至1 000 mL 水 碳源 氮源 碳源、氮源 (3)其他条件——pH、特殊营养物质和O2。如下表: 【微思考】 人工培养基不能直接用来培养病毒,原因是  　。 提示 病毒为非细胞结构生物,只能在活细胞中营寄生生活,不能利用人工培养基来培养 结论要语　辨一辨 (1)向培养基中加入琼脂的目的是提供碳源。(　　) (2)所有微生物在培养时,培养基中都需加入氮源。(　　) (3)培养不同微生物的培养基成分完全一样。(　　) 微生物 乳酸杆菌 霉菌 细菌 厌氧微生物 特殊需求 添加维生素 pH调至酸性 pH调至中性或弱碱性 无氧 × × × 情境探究•提升 1.下表是某微生物培养基的配方,分析并回答下列问题。 组分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 含量 5 g 10 g 5 g 20 g 定容至1 000 mL (1)从培养基的物理性质角度分析,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　　　　　　　　　。在培养基中添加氮源物质的原因主要是 　   　。 (3)在该培养基上存活的微生物的同化作用类型为　　　　　,作出判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　。 固体 该培养基的配方中含有凝固剂琼脂 牛肉膏、蛋白胨 培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质必需的 异养型 该微生物的碳源和氮源是有机物 2.下表是某微生物培养基的成分。 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O 含量 0.4 g 4.0 g 0.5 g 0.5 g 100 mL 该培养基可用来培养　　　　(填同化作用类型)微生物。若除去成分①,此培养基　　　　(填“能”或“不能”)用来培养固氮菌,原因是　 。 固氮菌虽可以固氮,但其同化作用类型为异养型,培养基中必须提供有机碳源 自养型 不能 3.培养微生物时,所使用的培养基中　　　　 (填“必须添加”或“不一定添加”)氮源或有机碳源,请举例说明。 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 不一定添加 对点应用•突破 基础转化点1　培养基的营养构成 AI解读　①培养基一般都含有水、无机盐、碳源、氮源。培养基还需满足微生物生长对pH、特殊营养物质及O2的需求。②培养自养型微生物,可不添加碳源;培养固氮微生物,可不添加氮源。 1.(2026河北雄安高二月考)牛肉膏蛋白胨培养基是实验室常用的微生物培养基,其成分如表所示。下列分析错误的是(　　) 成分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl H2O 含量 0.5 g 1 g 0.5 g 100 mL A.该培养基能为微生物提供碳源的成分是牛肉膏和蛋白胨 B.该培养基能为微生物提供氮源的成分只有蛋白胨 C.该培养基中NaCl的作用是提供无机盐和维持渗透压 D.按物理性质分类,该培养基属于液体培养基 B 解析 牛肉膏和蛋白胨都含有含碳有机物,均可为微生物提供碳源,A项正确。牛肉膏含有有机氮类物质,也可为微生物提供氮源,因此提供氮源的成分不只有蛋白胨,B项错误。NaCl属于无机盐,一方面可为微生物提供无机营养,另一方面可维持培养基的渗透压,保障微生物的正常生理活动,C项正确。该培养基中未添加琼脂等凝固剂,按物理性质划分属于液体培养基,D项正确。 基础转化点2　培养基的类型 AI解读　根据物理性质可将培养基分为液体培养基、固体培养基、半固体培养基,其中固体培养基可用于微生物的分离、纯化与计数,液体培养基可用于微生物的扩大培养、生产等。 2.下表为某微生物培养基的配方,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 D 解析 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),题表所示的培养基组分中没有凝固剂,因此其属于液体培养基,A项正确,D项错误。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项正确。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项正确。 主 题 二 基础知识•落实 主题二　无菌技术 阅读教材P10~11文本,回答下列问题。 获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术主要包括消毒和灭菌。 1.消毒 (1)概念:指使用较为　　　　的物理、化学或　　　　等方法杀死物体表面或内部　　　　　　微生物。 温和 生物 一部分 (2)常用方法 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 紫外线照射　　 min　  　　　 　　、 　　　 　　　或 　　　　　　　　  化学药 物消毒 　　 　  擦拭双手 　　 　  水源 63~65 72~76 5~6 30 接种室 接种箱 超净工作台 酒精 氯气 2.灭菌 (1)概念:指使用　　　　的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括 　　　　和孢子。 强烈 芽孢 (2)常用方法 项目 主要方法 应用范围 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  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、需要保持干燥 100 kPa、121 ℃ 15~30 min 培养基 [知识链接]芽孢和孢子 芽孢:有些细菌在一定的条件下,细胞里面形成一个椭圆形的休眠体(不是繁殖体),叫作芽孢。芽孢的壁很厚,对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如,有的细菌的芽孢煮沸3 h以后才死亡。当环境适宜的时候,芽孢又可以萌发,形成一个细菌。 孢子:细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖或休眠作用的生殖细胞。孢子的特点是能直接长成新个体。 【微提醒】 (教材P10“相关信息”)生物消毒法是指利用                      除去环境中的部分微生物的方法。例如,有的微生物能够寄生于多种细菌体内,使细菌裂解,因此可以用它们来净化污水、污泥。 生物或其代谢物 结论要语　辨一辨 (1)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。(　　) (2)相比消毒,灭菌对微生物的杀灭更彻底。(　　) (3)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。(　　) (4)可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌。(　　) (5)为防止蛋白质变性,不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌。 (　　) √ √ × √ × 情境探究•提升 最近几年,人们对环境和食品安全的重视程度提高,如:在高铁站、汽车站定期消毒;护士在离开病区后进行自我清洁;普通人对食物、快递的外包装和电梯的墙壁等外表面、空气进行消毒。思考下列问题。 (1)对食物、空气、快递的外包装和电梯的墙壁等进行消毒,常用的消毒方法依次是　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。 (2)进行化学消毒时,酒精浓度越高,消毒效果　　　　　(填“会”或“不会”)越好,理由是　  　。 用酒精消毒时,体积分数为70%~75%的酒精消毒效果较好,原因是酒精浓度过高时,菌体表面的蛋白质会凝固成一层保护膜,使酒精不能渗入其中 煮沸消毒法、紫外线消毒法、化学药物消毒法、化学药物消毒法 不会 (3)鲜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,对鲜牛奶进行消毒所采用的这两种方法的优点是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)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,还具有的作用有　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。 在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少 有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染 对点应用•突破 基础转化点3　无菌技术的类型、特点 AI解读　消毒是指用较温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部部分微生物。灭菌是指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。 3.(2026河北衡水高二月考)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高压蒸汽灭菌 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 C 解析 无菌技术的核心是防止杂菌污染,并非杀灭实验室中所有微生物,A项错误。培养微生物的培养基一般用高压蒸汽灭菌法灭菌,微生物的接种工具,如接种针、接种环或其他金属用具,一般通过酒精灯火焰灼烧来灭菌, B项错误。巴氏消毒法属于低温消毒方法,仅能杀死食品中绝大多数有害微生物,仍有耐热微生物、芽孢等残留,因此经巴氏消毒法处理的食品不能在常温下长期保存,C项正确。液体也可进行灭菌处理,比如液体培养基就可通过高压蒸汽灭菌法完成灭菌,D项错误。 基础转化点4　消毒和灭菌方法的选择 AI解读　可采用巴氏消毒法消毒鲜牛奶、采用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等;可对接种器具进行灼烧灭菌,对培养基及培养用具进行湿热灭菌,对玻璃器具、金属用具进行干热灭菌。 4.(2026云南昆明高二月考)无菌操作是微生物培养过程中的关键环节,下列叙述正确的是(　　) A.煮沸可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢,达到消毒目的 B.无菌技术包括对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌 C.巴氏消毒法可以杀死牛奶中所有微生物,包括其芽孢和孢子 D.培养基需在160~170 ℃的热空气中维持1~2 h以充分灭菌 A 解析 煮沸是消毒方法的一种,可以杀死微生物细胞和一部分芽孢,A项正确。无菌技术中对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行的是消毒,而非灭菌,B项错误。消毒是用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物,巴氏消毒法可以杀死牛奶中绝大多数微生物,C项错误。160~170 ℃的热空气中维持1~2 h适合能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等的灭菌,而培养基灭菌通常采用高压蒸汽灭菌法,避免过高温度导致培养基中的营养物质流失,D项错误。 主 题 三 基础知识•落实 主题三　微生物的纯培养 阅读教材P11~13文本,回答下列问题。 1.微生物纯培养的概念辨析 单一个体 固体培养基 2.微生物纯培养的方法:                      和稀释涂布平板法。 3.微生物纯培养过程——酵母菌的纯培养 蒸馏水 干热灭菌箱 50 ℃ 酒精灯火焰 酵母菌 恒温培养箱 平板划线法 4.倒平板与平板划线的基本操作 阅读教材P12~13“探究·实践”,结合倒平板、平板划线的操作完成下列填空。 (1)倒平板 棉塞 通过 稍大于 立即 灼烧 烧红 棉塞 通过 蘸取 (2)平板划线 棉塞 缝隙 平行线 末端 二 最后 一次 【微提醒】 在实验室中,切记不可吃东西、喝水,离开实验室时一定要洗手,以防止被微生物感染。使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境。 结论要语　辨一辨 (1)培养基分装到培养皿后再进行湿热灭菌。(　　) (2)若皿盖和皿底之间溅上培养基,这个培养基不可再用。(　　) (3)配制培养基时应先灭菌再调pH。(　　) (4)接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃。(　　) (5)完成平板划线后,培养时需增加一个未接种的平板作为对照。(　　) × √ × × √ 情境探究•提升 1.阅读教材P12~13“探究·实践”,结合倒平板的操作步骤回答下列问题。 (1)在倒平板时,需要将盛有培养基的锥形瓶的瓶口迅速通过火焰,其目的是 　 。 (2)待培养基冷却凝固后,需将培养皿倒过来放置。从无菌技术的角度思考,将盛有冷凝后的培养基的平板倒置的原因是   　。 (3)在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,不能再用这个平板培养微生物,目的是防止   　。 通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基 防止皿盖上的水珠落入培养基,造成杂菌污染 空气中的微生物在皿盖与皿底之间的培养基上滋生 2.下图是平板划线操作的示意图,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:  　 。 d→b→f→a→e→c→h→g (2)在操作的第一步以及第一次划线结束后的每次划线前都要灼烧接种环,原因是　　　　　　　　　　　 　　　。 第二次以及其后的划线操作总是从上一次划线的末端开始划线,原因是 　　　　　　 　　　　　　。 划线后,线条末端菌种数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使菌种数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个微生物繁殖而来的菌落 最后一次的划线与第一次的划线不能相连。原因是　　　　　　　　。 最后一次的划线已经将微生物稀释成单个的细胞,如果与第一次的划线相连则增加了微生物的数目,得不到纯化的效果 在划线操作结束时仍然需要灼烧接种环,目的是 　　　　　 　　　　　。 杀死接种环上原有的或残留的微生物 杀死接种环上残留的菌种,避免污染环境和感染操作者 (3)在培养过程中,需将一个未接种的培养基和一个已接种的培养基放在一起进行培养,其目的是   　。 培养未接种培养基的作用是作对照:若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 对点应用•突破 基础转化点5　微生物的纯培养 AI解读　①微生物纯培养的基本流程:制备培养基(包括配制培养基、灭菌、倒平板)→接种→在一定条件下进行培养→挑选与再接种分离、纯化。②所使用器具、培养基等在使用前后需进行灭菌或消毒处理。 5.(2026广东东莞一模)从种植草莓的土壤中分离致病菌,简易流程如下:制备土壤悬液→分离→纯化→鉴定。下列叙述正确的是(　　) A.采集的土壤样品需高压蒸汽灭菌 B.纯化培养应使用液体培养基 C.配制培养基时应先灭菌再调节pH D.根据菌落特征初步鉴定致病菌 D 解析 本实验目的是分离土壤中的致病菌,若对土壤样品进行高压蒸汽灭菌,会杀死所有目的菌,无法完成分离,A项错误。纯化培养需要获得单菌落,必须使用固体培养基;液体培养基无法分离得到单菌落,一般用于扩大培养, B项错误。配制培养基的正确流程是:计算→称量→熔化→调节pH→灭菌,若先灭菌再调pH,调pH过程会重新引入杂菌,C项错误。不同种类微生物的菌落特征(形状、大小、颜色、隆起程度等)不同,可根据菌落特征初步鉴定致病菌,D项正确。 6.(2026陕西宝鸡高二月考)下列有关“酵母菌的纯培养”实验的叙述,不正确的是(　　) 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50 ℃左右时进行倒平板操作 D.使用后的培养基必须灭菌后再丢弃 B 解析 因玻璃器皿耐高温且需保持干燥,培养皿灭菌通常采用干热灭菌法, A项正确。马铃薯琼脂培养基中,马铃薯本身含有多种含碳有机物,葡萄糖并非唯一碳源,B项错误。倒平板需待培养基冷却至50 ℃左右(琼脂未凝固且不烫手),避免高温烫伤操作者或导致凝固过快,C项正确。使用后的培养基需高压蒸汽灭菌处理,防止杂菌污染环境,D项正确。 基础转化点6　平板划线法对微生物进行分离的过程 AI解读　在利用平板划线法接种微生物的过程中,①在每次使用接种环前和使用后均需进行灼烧灭菌;②每一次在培养基表面划线三至五条平行线,且下一次划线必须从上一次划线的末端开始,最后一次划线不可与第一次的划线相连。 7.下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤,下列说法正确的是(　　) A.步骤①倒平板操作前需采用干热灭菌法对培养基进行灭菌 B.步骤③应多个方向划线,使接种物逐渐稀释,培养后出现单个菌落 C.③到④的操作过程中,接种环共灼烧处理了5次 D.步骤④划线结束后在皿盖上做好标注 B 解析 步骤①倒平板操作前需采用湿热灭菌法(高压蒸汽灭菌法)对培养基进行灭菌,A项错误。步骤③应多个方向划线,使接种物逐渐稀释,培养后出现单个菌落,B项正确。在开始划线前及每一次划线结束后均需灼烧一次接种环,由题图可知,共划线5次,所以应该灼烧接种环6次,C项错误。因为接种后需倒置培养,故步骤④划线结束后在培养皿的皿底上做好标注,D项错误。 8.(2024湖南卷)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示,下列操作正确的是(　　) A.①②⑤⑥　　　 B.③④⑥⑦ C.①②⑦⑧ D.①③④⑤ D 解析 由题图可知,②中拔出棉塞后应握住棉塞上部;⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开,应只打开一条缝隙;⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连;⑧中平板应倒置培养。综上所述,D项正确。 课 堂 小 结 本 课 结 束 $