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第三十九讲
微生物的培养技术和应用
1.了解微生物的概念和分类，掌握微生物的培养基本技术和方法；
2.掌握微生物的应用领域，如医学、环境保护、农业等；
3.培养学生的观察力和实验操作能力，加深对微生物的认识。
考点要求 考题统计 考情分析
微生物的基本培养技术 2023，北京、全国，填空 2023，北京、浙江 2022，天津、海南 本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关微生物培养整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
微生物的选择培养和计数 2023，辽宁、江苏、山东、广东，选择 2022，辽宁、江苏、，选择 2022，湖南，填空 微生物的基本培养技术
微生物的选择培养和计数
微生物的基本培养技术
考点一
(1)概念:人们按照微生物对　营养物质　的不同需求,配制出的供其
　生长繁殖　的营养基质。
(2)培养基的种类、特点及用途分析
①按物理状态分类
培养基种类 特点 用途
　液体　 培养基 不加凝固剂 工业生产
半固体培养基 加凝固剂(如琼脂)　 观察微生物的运动、分类鉴定
　固体　 培养基 加凝固剂 (如琼脂) 微生物分离、鉴定,活菌计数 ,菌种保藏
一.微生物的基本培养技术【考点讲解】
1.培养基
②按化学成分分类
培养基种类 特点 用途
天然培养基 含　化学成分不明确　的天然物质 工业生产
合成培 养基 　培养基成分明确　(用化学成分已知的化学物质配成) 微生物的
分类、鉴定
③按功能分类
种类 制备方法 原理 用途 举例
选择培 养基 培养基中加入某些化学物质 依据微生物对某些物质的特殊需求或抗性 从众多微生物中分离所需的微生物 加入　青霉素　分离得到酵母菌和霉菌　
鉴别培 养基 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 鉴别不同种类的微生物 用 伊红—亚甲蓝　培养基鉴别大肠杆菌
一.微生物的基本培养技术【考点讲解】
(3)培养基营养成分的含义、作用、主要来源分析
2.无菌技术
(1)目的:获得纯净培养物。
(2)关键:防止外来杂菌的入侵。
(3)常用方法:灭菌和消毒。
杀灭所有微生物
一.微生物的基本培养技术【考点讲解】
　　教材隐性知识：源于选择性必修3 P10“相关信息”：生物消毒法是指利用生物或其　　　除去环境中的部分微生物的方法。
代谢物
(1)概念:由　单一个体　繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得　纯培养物　的过程就是纯培养。
(2)过程:　配制培养基　、灭菌、接种、　分离　和培养等步骤。
(3)常用方法:　平板划线　法和　稀释涂布平板　法。
一.微生物的基本培养技术【考点讲解】
3.微生物的纯培养
(4)实例——酵母菌的纯培养
提醒:区别培养物、纯培养物、纯培养。
(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)无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)都可采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。(　×　)
(3)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。(　×　)
(4)平板划线法中每一次划线前要将接种环灼烧。(　√　)
(5)配制培养基时应先灭菌再调pH。(　×　)
(6)为了防止污染,接种环经灼烧灭菌后应趁热快速挑取菌落。(　×　)
1.“碳源”与“自养生物”“异养生物”的辨析
(1)自养型微生物与异养型微生物的划分主要依据是能否以CO2作为碳源。需根据微生物的代谢特点去选择相应的培养基。如自养型微生物可以利用空气中的CO2,缺碳培养基可以培养自养型微生物。
(2)自养型微生物所需的碳源来自含碳的无机物,而异养型微生物需要的碳源来自有机物,因此可根据培养基中的营养物质判断微生物的代谢类型。含氮无机物不但能给自养型微生物提供氮源,也能作为能源物质提供能量,如NH3既为硝化细菌提供氮源,也可作为能源物质。
2.平板划线操作中几次灼烧接种环的目的
项目 第一次划线前灼烧 第二次及之后每次划线前灼烧 划线结束灼烧
目的 避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种,使下次划线的菌种均来自上次划线的末端 杀死接种环上残留的菌种,避免微生物污染环境和感染操作者
1.下列有关培养基的叙述,正确的是(　　)
A.筛选、培养硝化细菌的培养基中不能加入氮源
B.固体培养基中的琼脂能为微生物生长提供碳源
C.在进行微生物的富集培养时常选用液体培养基
D.培养基中加入刚果红可用于尿素分解菌的鉴定
答案:C
解析:硝化细菌属于化能合成型自养微生物,因此制备培养硝化细菌的培养基不需要添加碳源,但需要添加氮源,A项错误;固体培养基中的琼脂只是作为凝固剂,不能为微生物生长提供碳源,B项错误;液体培养基可以增大菌体与培养基的接触面积,为菌株的生长和繁殖提供更多的营养和空间,所以在进行微生物的富集培养时常选用液体培养基,C项正确;培养基中加入刚果红可用于纤维素分解菌的鉴定,D项错误。
微生物的选择培养和计数
1.选择培养基
二.微生物的选择培养和计数【考点讲解】
2.微生物的选择培养(稀释涂布平板法)
3.微生物的数量测定
(1)稀释涂布平板法
二.微生物的选择培养和计数【考点讲解】
特别提醒关于“选择菌落数在30~300的平板”的两个理解误区
①只得到1个菌落数在30~300的平板: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,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,但由于34与另外两个平板上的菌落数差异较大,应找出原因并重新实验。
二.微生物的选择培养和计数【考点讲解】
(2)显微镜直接计数法
3.微生物的数量测定
二.微生物的选择培养和计数【考点讲解】
4.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
二.微生物的选择培养和计数【考点讲解】
　　教材隐性知识：
选择性必修3 P19“探究·实践”：本活动初步筛选了能分解尿素的细菌，请进一步借助于生物化学的方法来鉴定所分离的菌种：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，在培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该细菌能够分解尿素
1.微生物的筛选方法
方法 特点 举例
利用营养缺陷型选择培养基进行的选择培养 通过控制培养基的营养成分,使营养缺陷型微生物不能正常生长 缺乏氮源的培养基可筛选自生固氮微生物
利用某种化学物质进行的选择培养 在培养基中加入某种化学物质,抑制某些微生物,同时选择所需的微生物 加入青霉素的培养基可抑制细菌,分离出真菌
利用培养条件进行的选择培养 改变微生物的培养条件 将培养基放在高温环境中培养,可分离出耐高温的微生物
2.微生物的鉴别方法
菌落特征鉴别法 根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别
指示剂鉴别法 如以尿素为氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种微生物后,培养基变红,说明该种微生物能够分解尿素
染色鉴别法 如利用刚果红染色法,根据培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物
自生固氮菌是土壤中能独立进行固氮的细菌。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图。已知步骤④获得的三个平板的菌落数分别为90、95、100,对照组平板为0。下列叙述正确的是(　　)
A.步骤②振荡20 min的目的是扩大菌种数量,属于选择培养
B.步骤④使用接种环划线接种,使用前需要灼烧灭菌
C.1 g土壤中平均自生固氮菌数约为9.5×106个
D.所用培养基应加入碳源、氮源、无机盐、水和琼脂
答案:C
解析:步骤②需要充分振荡的主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中,A项错误;由题图观察可知,步骤④平板中的菌落分布均匀,故所用的接种工具是涂布器,接种方法是稀释涂布平板法,B项错误;菌落统计时应选择30~300之间的进行计数,故1 g土壤中平均自生固氮菌数约为(90+95+100)÷3÷0.1×104=9.5×106(个),C项正确;本实验需要分离自生固氮菌,自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源,故所用培养基中不能加入氮源,D项错误。
近三年（2021-2023）
真题：
勤学如春起之苗，不见其长日有多增
11．（2023·广东·统考高考真题）研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线（如图）和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是（ ）
A．a点时取样、尿素氮源培养基
B．b点时取样、角蛋白氮源培养基
C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基
D．c点时取样、角蛋白氮源培养基
【答案】D
【分析】筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，要用角蛋白氮源培养基。
【详解】研究目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，因此既要耐高温，又要能够高效降解角蛋白，所以在c点取样，并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养，所以D正确，ABC错误。
故选D。
2.（2022·辽宁·统考高考真题）为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险，需要对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是（ ）
A．航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B．细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C．在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D．采用平板划线法等分离培养微生物，观察菌落特征
【答案】D
【详解】A、嗜极微生物适应极端环境的特性使它们有在空间暴露环境或地外星球环境中存活的可能，因此航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物，A正确；
B、细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀，会腐蚀舱内材料以及设备线路、元器件，B正确；
C、对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测，需要在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品，C正确；
D、航天器及洁净的组装车间环境微生物很少，分离培养微生物，观察菌落特征，不需要采用平板划线法，D错误。
故选D。
3.（2022·江苏·统考高考真题）下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是（ ）
A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株
B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源
C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落
D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌
【答案】D
【分析】为了筛选可分解尿素的细菌，配制的培养基应选择尿素作为唯一氮源，含脲酶的微生物在该培养基上能生长，其它微生物在该培养基上因缺乏氮源而不能生长，可用于分离含脲酶的微生物。
【详解】A、农田或公园土壤中含有较多的含脲酶的微生物，A正确；
B、为了筛选可分解尿素的细菌，配制的培养基应选择尿素作为唯一氮源，含脲酶的微生物在该培养基上能生长，B正确；
C、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，C正确；
D、在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的pH升高，酚红指示剂将变红，因此在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，能对分离的菌种做进一步鉴定，D错误。
故选D。
4.（2023·北京·统考高考真题）高中生物学实验中，下列实验操作能达成所述目标的是（　　）
A．用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C．在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
【答案】A
【详解】A、成熟的植物细胞有中央大液泡，用高浓度蔗糖溶液处理，细胞会失水，成熟植物细胞能发生质壁分离，因此用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离，A正确；
B、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境，不能创造无菌环境，B错误；
C、在用样方法调查种群密度时，应该做到随机取样，而不是在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度，C错误；
D、对外植体进行消毒可以 减少外植体携带的微生物，但不能杜绝接种过程中的微生物污染，D错误。
故选A。
5.（2023·浙江·统考高考真题）某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是（ ）
A．培养基pH需偏碱性 B．泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
C．需在无氧条件下培养 D．分离得到的微生物均为乳酸菌
【答案】C
【分析】泡菜是利用附生在蔬菜表面的植物乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等发酵制成的。这些微生物一般为厌氧、兼性厌氧或微好氧菌。它们的发酵产物不仅有乳酸，还会有醇、酯等，因而使泡菜具有特殊的风味。
【详解】A、因为乳酸菌经过无氧呼吸产生乳酸，故其生活的环境是酸性，培养基pH需偏酸性，A错误；
B、平板划线接种时不需要稀释，B错误；
C、乳酸菌是厌氧型微生物，所以需在无氧条件下培养，C正确；
D、参与泡菜发酵的微生物有乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等，所以分离得到的微生物除了乳酸菌，还会有其他耐高盐的微生物，D错误。
故选C。

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