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专题十九 微生物的培养和应用一、考点解读1、考点盘点2、考点解读本专题主要考点有微生物的分离和培养、微生物数量的测定、选择培养基的利用、利用微生物发酵来生产人类需要的的产物以及微生物的其他方面的引用。
微生物的培养、培养基对微生物的选择利用、利用微生物发酵来生产特定的产物是高考热门。
近年来不少地方的试题都多有涉及。
微生物的培养和应用是选修一选修部分的重点，高考的时候也经常考到。
从命题角度看主要是以微生物的应用为考察对象，进行实验设计或者其他考察，考察的内容多种多样。
二、知识网络土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 分解尿素菌的分离与计数 实验设计 1、土壤取样 2、普通培养基与选择培养基的制备原理 3、培养与计数 3、不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果比较 微生物的实验室培养 培养基制备 无菌操作技术 1、目的要明确 2、营养要协调 3、pH 要适宜 1、灭菌与消毒 2、方法和原理 分解纤维素的微生物的分离 分解纤维素菌的分离 实验设计1、分离原理 1、土壤取样三、本单元分课时复习方案一．微生物的实验室培养（一）培养基（1）培养基可分为液体培养基和固体培养基（按照物理性质）。
在液体培养基中加入凝固剂琼脂后，制成琼脂固体培养基。
微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。
根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。
（2）各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种营养物质。
满足微生物生长还需要适宜的pH、氧气的要求（根据微生物的需求提供有氧或无氧环境）、特殊营养物质等。
碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。
如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、蛋白质、脂肪等有机碳源。
异养微生物只能利用有机碳源。
单质碳不能作为碳源。
氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。
如N2、NH3、NO3-、NH4+、蛋白质、氨基酸等。
只有固氮微生物才能利用N2。
（二）无菌技术（1）获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面：①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
第34讲微生物的培养与应用考纲考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.微生物的分离和培养（B）2.某种微生物数量的测定（C）3.微生物的应用（B）4.（实验）微生物的分离和培养（b）科学思维分析培养基的成分及其作用，比较平板划线法和稀释涂布平板法的异同科学探究设计实验探究微生物培养的条件近三年江苏考情2018年T31（6分）；2017年T5（2分）、T31（3分）；2016年T10（2分）、T19（2分）、T25（3分）；2015年T13（2分）、T31（8分）社会责任关注有害微生物的控制及宣传健康生活1.培养基（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）营养组成：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
此外，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求。
（3）种类①按照物理性质可分为液体培养基、固体培养基、半固体培养基。
②按照成分的来源可分为天然培养基和合成培养基。
③按照功能用途可分为选择培养基、鉴别培养基等。
2.无菌技术（1）含义：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
（2）常用方法3.大肠杆菌的纯化培养（1）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基计算→称量溶化灭菌→倒平板（2）纯化大肠杆菌的方法①纯化培养原理：想方设法在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得较纯的菌种。
②纯化大肠杆菌的关键步骤：接种。
③常用的微生物接种方法有两种a.平板划线法：是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
如图所示b.稀释涂布平板法：是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
（3）菌种的保存方法①对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。
②对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
（1）（人教版选修一P16“旁栏思考题”拓展）请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。
高考生物复习选修一生物技术实践教案—第2讲微生物的培养和应用考情研读·备考定位考点展示核心素养考点一微生物的实验室培养自主回顾·素养储备基础梳理1．培养基(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)营养构成：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
此外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
(3)种类①按照物理性质可分为液体培养基、固体培养基、半固体培养基。
②按照成分的来源可分为天然培养基和合成培养基。
③按照功能用途可分为选择培养基、鉴别培养基等。
(4)培养基的制备步骤：计算→称量→溶化→调pH→灭菌→倒平板。
2．无菌技术(1)目的：获得纯净的培养物。
(2)关键：防止外来杂菌的入侵。
(3)常用方法：灭菌和消毒，二者的比较见下表。
3．大肠杆菌的纯化培养(1)原理：在培养基上将聚集的菌种稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是纯化的细菌菌落。
(2)两种微生物纯化培养的方法比较将菌液进行一系列的梯度稀释和涂布①临时保藏法：对于频繁使用的菌种，先将菌种接种到试管的固体斜面培养基上培养，然后将试管放入4 ℃的冰箱中保藏。
②甘油管藏法：对于需要长期保存的菌种，先将菌液转入灭菌后的甘油中，充分混匀后放在－20 ℃冷冻箱中保存。
[易错警示](1)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
(2)划线时最后一区的划线不要与第一区相连。
(3)划线时用力大小要适当，这是为了防止用力过大将培养基划破。
(4)用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为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。
思维辨析易错整合，判断正误。
(1)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质(√)(2)由于物理状态的不同，培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型(×)(3)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(√)(4)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(×)(5)配制培养基时应先灭菌再调pH(×)(6)平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧(√)(7)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(×)(8)用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时，只要稀释度足够高，就能在培养基表面形成单个菌落(√)(9)斜面培养基中含有大量营养物质，可在常温下长期保存菌株(×)(10)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(×)延伸探究1．选择无菌技术的原则是什么？[提示](1)考虑无菌技术的效果：灭菌的效果比消毒要好。
微生物的实验室培养“微生物的实验室培养”是研究和应用微生物的前提，其中包含的基本操作技术有培养基的制备、无菌技术操作以及纯化培养微生物，是生物科学、医学等领域最基本的实验技术，也是高中生必须掌握的实验操作技术。
因此，“微生物的实验室培养”是高中选修教材中一个非常重要的内容，本文从实验原理、实验操作和实验结果评价等方面提出相应的教学建议。
一、教材分析“微生物的实验室培养”是高中生物选修Ⅰ专题2“微生物的培养与应用”中的第1个课题，旨在为学生实践其他的关于微生物技术的实验做好铺垫，又由于本节内容位于传统的发酵技术之后，所以它是在传统的微生物实践技术的基础上发展起来的，同时又为微生物的应用奠定了基础，因此，可用“承前启后”这个词语来概括本课题的地位。
依据课程标准及教学要求确立本课题教学目标如下：（1）知识目标：列举培养基的种类，说明培养基配方及作用；概述无菌技术。
（2）能力目标：尝试培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术。
熟练规范地进行无菌操作，成功地培养微生物。
（3）情感态度价值观方面：体验制作牛肉膏蛋白胨培养基，培养纯化大肠杆菌的方法；参与实验过程，体验实验操作领悟实验原理，交流实验体会；形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。
3.教学重难点：无菌技术的操作由于微生物在自然界分布广泛，在实验室培养微生物除了要为微生物提供合适的营养和环境条件外，还需要确保其他微生物无法混入。
因此，实验时针对培养基、操作者、用于培养的器皿、接种工具等使用不同的方法进行消毒灭菌处理。
在“无菌”的条件下接种和培养，获得纯净培养物，才能成功培养微生物。
可见无菌技术是微生物培养过程的关键。
教学中可联系医疗和生活实际深入理解无菌技术。
二、学情分析授课对象为高二理科普通班的学生，在学习完必修内容之后，已对生物知识有足够的理解和掌握，并对于微生物的认知已达到相关要求。
在学习完选修Ⅰ专题1“传统发酵技术的应用”之后，对于微生物的许多生物学特征等掌握更加透彻，也具有相应的逻辑思维以及解决问题的能力，对于本节课内容绝大部分学生可以掌握很透彻。
实验——土壤中分解尿素的细菌的分离1． 某一种细菌要从环境中获取现成的亮氨酸(20种必需氨基酸中的一种)才能生长，此菌株对链霉素敏感。
实验者用诱变剂处理此菌株，想筛选出下表中细菌菌株类型。
根据实验者的目的，选用的培养基类型是（ ）如：L －：不加亮氨酸 S ＋：加入链霉素2． 在做分离分解尿素的细菌实验时，A 同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。
A 同学的结果产生原因不可能有（ ）A ．由于土样不同B ．由于培养基污染C ．由于操作失误D ．没有设置对照3． 细菌需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。
下列与此有关的说法正确的是（ ）A ．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的B ．氮源不可能作为细菌的能源物质C ．琼脂是细菌生长和繁殖中不可缺少的一种物质D ．以尿素为唯一氮源的培养基上长出的不都是尿素分解菌4． 下表为某培养基的配方，有关叙述正确的是 ( )A.B ．此培养基是天然鉴别培养基C ．此培养基可以用来检测自来水中细菌含量是否符合饮用水标准D ．此培养基可以用于选育转基因大肠杆菌菌种的基因工程的操作过程中5． 有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些微生物的研究和应用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。
研究人员用化合物A 、硝酸盐、磷酸盐、以及微量元素配制的培养基，成功地筛选出能产生纤维素酶的微生物。
请分析后回答下列问题：(1)培养基中加入的化合物A是，为微生物的生长提供，这种培养基属于培养基。
(2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，应向培养基中加入。
(3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前，可用液体培养基培养，增加微生物的浓度。
若获得纯净的菌株，常采用平板划线的方法进行接种，此过程所用的接种工具是，操作时采用灭菌的方法，还可用方法进行接种。
(4)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉，这样做的目的是6．关于土壤取样的叙述，错误的是( )A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤B．先铲去表层土3 cm～8 cm左右，再取样C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌D．应在火焰旁称取土壤7．下列有关微生物培养与应用的说法正确的是（）A．分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源B．大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配置和纯化大肠杆菌两个阶段C．平板划线接种法中划线时要将最后一区的划线与第一区的划线相连D．稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养8．有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。
微生物的实验室培养［基础全练]1．下列有关培养基的叙述，正确的是( ）A．培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质B．培养基都只含有水、碳源、氮源和无机盐C．固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基D．微生物在固体培养基上生长时,可以形成肉眼可见的单个细菌解析：培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质,A正确;培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，除此之外，可能还含有维生素等,B错误；固体培养基中加入少量水不能制成液体培养基，C错误；单个细菌肉眼看不到,在固体培养基上可形成肉眼可见的单个菌落，D错误。
答案:A2．巴氏消毒法常用于酒、奶等食品的消毒，该消毒法就是加热到70～75 ℃、保持30 min，或加热到80 ℃、保持15 min,能杀死一般杂菌和病原菌.与灭菌的要求相比，巴氏消毒法（）A．不能杀灭芽孢等耐高温的细菌B．能杀灭芽孢等休眠状态的细菌C．能杀灭各种细菌，包括芽孢D．能杀灭各种真菌，包括孢子解析:由于酒、奶等食品中的某些成分在高温下易被破坏，不宜采取高温灭菌法，虽然巴氏消毒法不能杀灭芽孢等耐高温细菌，但由于奶、酒等的污染并不严重，巴氏消毒法还是能达到消毒要求的.答案:A3．防止杂菌入侵,获得纯净的培养物，是研究和应用微生物的前提。
下列叙述错误的是( ）A．实验室里可以用紫外线或化学药物进行消毒B．在实验室中,切不可吃东西、喝水，离开实验室时一定要洗手，以防被微生物感染C．接种环、接种针等金属用具，直接在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌D．使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境解析:为防止杂菌污染，研究和应用微生物时应进行消毒和灭菌，实验室可以用紫外线或化学药物进行消毒,A正确；在实验室中，切不可吃东西、喝水,离开实验室时一定要洗手，以防被微生物感染，B 正确；接种环、接种针等金属用具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层即外焰部位灼烧灭菌，C错误；使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境，D正确。
专题2课题1微生物的实验室培养
一、课题目标
1.知识目标
a.了解有关培养基的基础知识。
b.了解消毒和灭菌方法。
2.能力目标
a.进行无菌技术操作。
b.进行微生物培养。
3.情感目标
形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。
二、课题重点
无菌技术操作。
三、课题难点
无菌技术操作。
四教学流程
水、碳源、氮源、无机盐
问题2：从细胞的化学元素组成来看，培养基中为什么都含有这些营养成分？
C、H、O、N、P、S是构成细胞原生质的基本元素，约占原生质总量的97％以上。
【小结】共同归纳培养基的基本成分和主要来源。
（2）特殊成分和条件
提醒学生培养基还需要满足不同微生物生长对PH、氧气、特殊营养物质的要求：如乳酸杆菌时需要添加维生素，霉菌需要将培养基pH调节为酸性，细菌时需要将pH调节为中性或微碱性。
（二）无菌技术
讲解：无菌操作泛指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
强调无菌操作是培养微生物成功的关键。
1.主要方面
讲解无菌技术主要方面：
（1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；
（2）将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌；
（3）为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近旁进行；（4）避免已灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。
2.消毒与灭菌的比较
列表让学生进行比较。
实验——制备牛肉膏蛋白胨固体培养基、纯化大肠杆菌
1．在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在培养基中加入10%酚可以抑制细菌和霉菌。
利用上述选择培养基依次能从混杂的微生物群体中分离出( )
A．乳酸菌、金黄色葡萄球菌、放线菌
B．固氮细菌、大肠杆菌、放线菌
C．固氮细菌、霉菌、放线菌
D．固氮细菌、金黄色葡萄球菌、放线菌
2．下列关于配制培养基的叙述，正确的是( )
A．制作固体培养基必须加入琼脂
B．加入青霉素可得到放线菌
C．培养自生固氮菌时不需要氮源
D．发酵工程一般用半固体培养基
3．下列物质中，不能用作酵母菌碳源的是（）
A．含碳有机物 B．蛋白胨
C．含碳无机物 D．石油、花生粉饼等天然物质
4．利用稀释涂布平板法纯化的大肠杆菌，经培养后发现培养基上出现了多种菌落，不可能的原因是（）
A．培养基制备过程中被杂菌污染
B．接种过程中，无菌操作不符合要求
C．系列稀释时，无菌操作不符合要求
D．由大肠杆菌的种类不同造成的
5．大肠杆菌能够在哪种培养基上生长繁殖（）
A．无氮培养基
B．分解尿素的细菌的选择培养基
C．纤维素分解菌的选择培养基
D．牛肉膏蛋白胨培养基
6．下表是一种培养基的配方，请回答：
(1)________、
________、________等，琼脂的作用是________。
(2)在培养基定容之后，必须进行的重要步骤是____________________。
(3)该培养基从物理性质看属于________培养基，能培养的细菌从同化作用看其代谢类型是________。
(4)此培养基如要培养霉菌时需将培养基的pH调至________，如要培养细菌时需将培养基的pH调至________。
(5)若用此培养基纯化大肠杆菌，最常用的方法是________、________。
最终，使大肠杆菌在固体培养基上形成单个________，从而获得纯种菌株。
7．平板冷凝后，要将平板倒置，其原因是（）
A．接种时再拿起来方便
B．在皿底上标记日期等方便
C．正者放置容易破碎
D．可以使培养基表面的水分更好地挥发
8．以下关于菌种保藏的叙述，错误的是（）。
A．菌种保藏的目的是保持菌种的纯净
B．固体斜面培养基可用于菌种的临时保藏
C．菌种的长期保存一般采用甘油管藏
D．由于甘油管藏菌种在－20 ℃条件下进行，因此对甘油可不必灭菌
9．分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是（）
①加尿素②不加尿素③加琼脂④不加琼脂
⑤加葡萄糖⑥不加葡萄糖⑦加硝酸盐⑧不加硝酸盐
A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧ C．①③⑤⑧ D．①④⑥⑦
10．有关平板划线操作的叙述不正确的是（）
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．每次划线结束，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
参考答案：
1．答案： C
解析：综合分析可知选择培养基依次选择的是：固氮细菌、霉菌和放线菌。
2．答案： C
解析：固体培养基需加入凝固剂，琼脂是常用的凝固剂，但不是唯一的；青霉素可抑制细菌和放线菌的生长；发酵工程一般用液体培养基。
自生固氮菌能够将空气中的氮还原成氨，故培养基配制时不需加氮源。
3．答案： C
解析：
4．答案： D
解析：大肠杆菌培养基中出现了多种菌落，说明污染了杂菌，杂菌可能来自培养基，也可能是因为操作过程中无菌操作不符合要求。
5．答案： D
解析：大肠杆菌在含碳源、氮源、水、无机盐的培养基上才能生长，A中没有氮元素，B、C中的氮元素和碳元素不能被大肠杆菌利用。
6．答案： (1)5 碳源氮源维生素使培养基凝固
(2)调节pH (3)固体异养型(4)酸性中性或微碱性(5)平板划线分离法涂布分离法菌落
解析： (1)此培养基中牛肉膏和蛋白胨含有糖、维生素(属生长因子)和有机氮，再加上NaCl、水。
所以共包括5类营养成分。
琼脂只作为凝固剂，不起营养作用。
(2)培养基中各种成分都溶化并定容后需根据所培养微生物的生长发育的需要调整好pH后再分装。
(3)本培养基含有琼脂，属固体培养基，因培养基中含有有机物，培养的细菌的同化类型为异养型，若培养自养型生物，按照培养基配制时经济节约的原则，不需加有机碳。
(4)如要培养霉菌，培养基的pH需调至酸性，培养细菌需调至中性或微碱性。
(5)微生物接种方法很多，如平板划线分离法、涂布分离法，此外还有平面接种或穿刺接种等，但前两种是最常用的。
最终目的是使聚集在一起的菌种分散到培养基表面，形成肉眼可见的子细胞群体，即菌落。
7．答案： D
解析：平板冷凝后，要将平板倒置，使培养基表面的水分挥发，防止皿盖上的冷凝水掉下污染培养基。
8．答案： D
解析：接种前培养基都需灭菌。
9．答案： C
解析：试题分析：分离土壤中分解尿素的细菌，培养基中要有尿素、琼脂糖、葡萄糖，尿素给分解尿素的细菌提供氮源，不加硝酸盐。
考点：本题考查分离土壤中分解尿素的细菌的知识。
意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
10．答案： C
解析：在操作的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，每次划线之前都要灼烧接种环，是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，在操作结束后仍要灼烧接种环，是为了及时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。
A、B、D对。
在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于第一区域末端。
C错。
考点：考察知识：：微生物的分离和培养，用固体平面培养基进行细菌的划线培养，要求能理解所学知识的要点，理解实验方法、目的、原理、操作步骤及掌握相关的操作技能的实验能力。
