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(共67张PPT)
第39讲　微生物的培养技术及其应用
素养目标
考点一 微生物的基本培养技术
夯实基础 精研教材
1.培养基
(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)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
　　　 培养基 不加凝固剂 工业生产
半固体培养基 　　　 　 观察微生物的运动、分类鉴定
　　　 培养基 加凝固剂(如琼脂) 　　　　　　　　　　　　　,菌种保藏
营养物质
生长繁殖
液体
加凝固剂(如琼脂)　
固体
微生物分离、鉴定,活菌计数
②按化学成分分类
培养基种类 特点 用途
天然培养基 含　　　　　　　　的天然物质 工业生产
合成培养基 　　　　　　　　　(用化学成分已知的化学物质配成) 微生物的分类、鉴定
化学成分不明确
培养基成分明确
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 _______________________________ 加入_____________
分离得到酵母菌和霉菌
鉴别培养基 培养基中加入某种_______________________ 产生特定的颜色或其他变化 鉴别不同种类的微生物 用______________培养基鉴别大肠杆菌
从众多微生物中分离所需的微生物
青霉素
指示剂或化学
伊红—亚甲蓝
药品
(3)培养基营养成分的含义、作用、主要来源分析:
杀灭所有微生物
2.无菌技术
(1)目的:获得纯净培养物。
(2)关键:防止杂菌污染。
(3)常用方法:灭菌和消毒。　
(4)无菌技术的主要方法及适用对象。
①消毒方法及适用对象。
②灭菌方法及适用对象。
(5)注意事项。
①实验操作时,应避免已经灭菌处理的材料用具与　　　　　　　接触。
②为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在超净工作台上并在
　　　　　　　　　　附近进行。
周围的物品
酒精灯火焰
3.微生物的纯培养
(1)概念:由　　　　　　繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得
　　　　　　的过程就是纯培养。
单一个体
纯培养物
(2)过程:　　　　　　　　、灭菌、倒平板、接种、　　　和培养等步骤。
(3)常用方法:　　　　　　　法和　　　　　　　　法。
(4)实例——酵母菌的纯培养。
配制培养基
分离
平板划线
稀释涂布平板
协调
湿热灭菌
50 ℃　
酒精灯火焰
分离
(5)倒平板的操作步骤。
(6)平板划线法。
①平板划线操作
成功关键点。
冷却
上一次划线的末端
②平板划线操作中几次灼烧接种环的目的。
教材深挖
1.(选择性必修3 P10旁栏思考)培养基中加入氮源的原因是
　。
2.(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。
培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的
代谢物
易错排查
1.将配制的酵母培养基煮沸并冷却后,在酒精灯火焰旁倒平板。(2024·河北卷)(　　)
2.将接种环烧红,迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养,获得单菌落。(2024·河北卷)(　　)
3.平板划线法接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染。(　　)
4.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒。(2023·山东卷)(　　)
5.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃。(2023·山东卷)(　　)
6.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌,酵母菌培养基用过滤除菌法除菌。(2023·江苏卷)(　　)
×
×
√
×
×
×
思维探究 考教衔接
(根据2022·全国乙卷、2018·江苏卷、2018·全国Ⅲ卷、2018·全国Ⅱ卷、2018·全国Ⅰ卷、2019·全国Ⅲ卷情境设计)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半,可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养,这样既可以减少污染又可以降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养。下图所示为操作流程,请回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时,需要对所使用的玻璃器皿进行灭菌,灭菌的方法有　　　　　　 　　　　　　(答出两点即可)。
(2)取步骤②中不同浓度梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中,在步骤③中将温度约　　　(填“25 ℃”“50 ℃”或“80 ℃”)的培养基倒入培养皿混匀,冷凝后一般需要将平板　　　　培养。
(3)分离培养的酵母菌通常使用　　　　　(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基。该培养基能为微生物生长提供多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有　　　　　　　　(答出两点即可)。氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有　　　　　　　　(答出两点即可)。若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是
　 　。
湿热灭菌法(高压蒸汽灭菌法)、干热灭菌法
50 ℃　
倒置
麦芽汁琼脂
碳源、无机盐
蛋白质、核酸
由单个或少数微生物细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
(4)接种时,密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能　　　　　　　　,在照射前,适量喷洒　　　　,可强化消毒效果。使用后的培养基在丢弃前需要经过　　　　处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
(5)通常,制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。硝化细菌在没有碳源的培养基上　　　　(填“能够”或“不能”)生长,原因是
　 　。
破坏DNA结构
消毒液
灭菌
不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同
能够
硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源
考法练透 素养提升
考法一　培养基成分及配制方法和无菌技术
1.大肠杆菌显色培养基是改良的快速检测培养基,可用于食品、水、牛奶、冰激凌和肉制品中大肠杆菌的快速检测。下列有关说法正确的是(　　)
A.从物理性质看,大肠杆菌显色培养基属于液体培养基
B.大肠杆菌显色培养基中一般含有水、氮源、无机盐、维生素
C.可用稀释涂布平板法将大肠杆菌接种于显色培养基上并进行计数
D.在大肠杆菌显色培养基上观察到的是很多个细菌个体
C
解析 从物理性质看,大肠杆菌显色培养基属于固体培养基,A项错误;大肠杆菌显色培养基中不需要添加维生素,B项错误;稀释涂布平板法可用于接种和计数,C项正确;在大肠杆菌显色培养基上观察到的是很多个细菌菌落,而非个体,D项错误。
2.(2025·重庆开学模拟)采用巴氏消毒法进行杀菌处理的牛奶通常被称为“巴氏杀菌乳”,某款牛奶的产品介绍如图所示。根据图上信息,下列说法正确的是(　　)
A.巴氏消毒的优点是既能杀死所有微生物,又不破坏牛奶的成分
B.如果盒装牛奶出现鼓包,很可能是乳酸菌污染导致
C.鲜牛奶应保存在2~6 ℃条件下,因为在这个区间的温度能够杀死微生物
D.巴氏消毒可以破坏微生物的蛋白质结构,使其失去活性
D
解析 巴氏消毒法的优点是能够杀死大部分病原微生物,同时尽量减少对牛奶营养成分的破坏,A项错误;乳酸菌无氧呼吸不产生气体,盒装牛奶鼓包应为其他产气菌污染导致,B项错误;鲜牛奶应保存在2~6 ℃的范围内,因为这个温度区间可以抑制微生物的生长和繁殖,而不是直接杀死微生物,C项错误;巴氏消毒通过加热牛奶到一定温度,可以破坏微生物的蛋白质结构,使其失去活性,从而达到杀菌的效果,D项正确。
考法二　微生物的纯培养
3.(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。
考点二 微生物的选择培养和计数
夯实基础 精研教材
1.选择培养基
允许
抑制或阻止
目的菌
抑制或阻止
脲酶
NH3　
尿素
氮源
2.微生物的选择培养(稀释涂布平板法)
90
0.1
酒精
酒精
燃尽
冷却
吸收
恒温培养箱
单菌落
3.微生物的数量测定
(1)稀释涂布平板法
活菌
30~300
平均值
少
菌落
(2)显微镜直接计数法
细菌计数板
血细胞
计数板　
显微镜
活菌
死菌
快速直观
4.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
脲酶
尿素
中性
菌落数目稳定时
菌落特征
5.分解纤维素的微生物的分离
(1)分离方法与原理
(2)纤维素分解菌的培养基成分及鉴定原理
纤维素
刚果红
红色复合物
6.微生物的选择培养的实验结果分析与评价
教材深挖
1.(选择性必修3 P18相关信息)血细胞计数板和细菌计数板的主要区别是什么
2.(选择性必修3 P18正文延伸思考)为什么测定活菌的数量不能用平板划线法
前者常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数;后者可对细菌等较小的细胞进行观察和计数
由于在所划的线中,一般只有最后一次划线的末端才会形成只由一个细菌形成的单菌落,而其他一些菌落往往由两个或多个细菌繁殖而成,而在计数时一个菌落对应着一个细菌,这样在划线所得的平板中,菌落数目远低于活菌的实际数值,所以不能用平板划线法测定活菌数量
易错排查
1.利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物,而保留利用尿素的微生物。(　)
2.在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红染成红色。(　　)
3.筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布。(　　)
4.分离产纤维素酶菌的选择培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养。
(　　)
5.获得产纤维素酶菌可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌。(　　)
6.分离产纤维素酶菌,在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力。(　　)
×
×
√
×
√
√
思维探究 考教衔接
(根据2017·全国Ⅰ卷、2014·四川卷、2014·全国Ⅰ卷、2019·全国Ⅱ卷情境设计)回答下列与微生物的选择培养相关的问题。
(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生　　　　。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　,
但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是
　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　(答出两点即可)。
脲酶
分解尿素的细菌是异养型生物,不能利用CO2来合成有机物
为细菌的生命活动提供能量;为其他有机物的合成提供原料
(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择　　　　(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是
_____________________________________________________________ 　　　　　　　　　 　。用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有____________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。
(3)有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯磺隆能被土壤中的某些微生物降解。该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是_______________________________________
　。
尿素　
其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用
为细菌生长提供无机营养,作为
缓冲物质保持细胞生长过程中pH稳定
只有能利用苯磺隆的微生物能在所用的培养
基上正常生长和繁殖
(4)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表):
培养基 酵母膏 无机盐 淀粉 纤维素粉 琼脂 刚果红 水
甲 + + + + - + +
乙 + + + - + + +
注:“+”表示有,“-”表示无。
据表判断,培养基甲　　　　(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是　　　　　　　　　　　　　　　;培养基乙　　　　(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是
　 　。
不能
液体培养基不能分离单菌落
不能
培养基乙中没有纤维素,不会形成红色复合物,即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌
(5)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即
。
将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
考法练透 素养提升
考法一　选择培养基及微生物的筛选
1.(2024·浙江卷)脲酶催化尿素水解,产生的氨可作为细菌的氮源。脲酶被去除镍后失去活性。下列叙述错误的是(　　)
A.镍是组成脲酶的重要元素
B.镍能提高尿素水解反应的活化能
C.产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基上生长繁殖
D.以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌
B
解析 根据题意,脲酶被去除镍后失去活性,说明镍是组成脲酶的重要元素,A项正确;脲酶催化尿素水解的机理为降低化学反应的活化能,镍作为脲酶的重要组成元素,应该与降低尿素水解反应的活化能有关,B项错误;产脲酶细菌可利用氨,因此产脲酶细菌可在以NH4Cl为唯一氮源的培养基上生长繁殖,C项正确;产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生氨,氨可作为细菌生长的氮源,不能产脲酶的细菌则无法分解尿素获得氮源,因此以尿素为唯一氮源的培养基可用于筛选产脲酶细菌,D项正确。
考法二　微生物的分离和计数
2.从自然界中筛选具有优良性状的菌种的一般步骤为采集样品→富集培养(使菌体数量增多)→纯种分离→性能测定,如图a、b是采用两种接种方法接种后纯化培养的效果图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.可使用液体培养基进行富集培养
B.为获得纯种的目的菌种,需对采集的样品进行灭菌
C.获得图a所示结果的接种过程中,接种环需灼烧灭菌4次
D.利用图b计算出样品中菌体浓度为5.85×108个/mL,则接种稀释液的稀释倍数为106倍
B
解析 与使用固体培养基相比,使用液体培养基培养菌种时,菌体可以分布在整个培养基中,可充分利用其中的营养物质,有利于菌体数量增加,A项正确;需要从采集的样品中分离得到目的菌种,不能对样品进行灭菌,B项错误;图a所示结果的划线次数为3次,接种环需灭菌4次,C项正确;利用稀释涂布平板法计算菌体浓度的方法为菌落数÷接种液体积×稀释倍数,而用于计数的平板的菌落数应在30~300之间,因此58.5个÷0.1 mL×稀释倍数=5.85×108个/mL,计算得出稀释倍数为106倍,D项正确。
3.(2023·浙江卷)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
C
解析 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项错误;平板划线接种时不需要稀释,B项错误;乳酸菌是厌氧型微生物,所以需在无氧条件下培养,C项正确;参与泡菜发酵的微生物有乳酸菌、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项错误。
聚焦表达 回扣落实
1.(识记表达类)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,这两种方法的优点是
　　　　　　　 　　。
2.(识记表达类)(选择性必修3 P10正文)获得纯净的微生物培养物的关键是　　　　　　　　,无菌技术除了用来__________________________
　 　　 　　　　外,还能　　　　　　 　　　。
3.(识记表达类)在实验中,研究者每隔24 h统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止
　　　　　　　　 　。
在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少
防止杂菌污染
防止实验室的培养物被其他
外来微生物污染
有效避免操作者自身被微生物感染
因培养时间不足导致遗漏活菌数目
4.(原因分析类)对细菌计数时往往会产生实验误差,稀释涂布平板法计数的值比实际值　　　,原因是______________________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　;显微镜计数法计数的结果比实际值　　　,原因是　 　　　　　 　　　　。
5.(实践应用类)(选择性必修3 P19探究·实践)检测培养物中是否有杂菌污染的方法是　　　　　　　　　　　　 　　。判断选择培养基是否起到筛选作用的方法是
　 　。
偏小
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
偏大
显微镜下无法区分细胞的死活,计数时包括了死细胞
同时培养灭菌后的未接种的培养基,观察是否有菌落产生
配制牛肉膏蛋白胨培养基作为对照,观察选择培养基上的菌落数是否远少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目

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