2023版高考生物一轮总复习第1章第2节微生物的培养技术及应用课件

这是一份2023版高考生物一轮总复习第1章第2节微生物的培养技术及应用课件，共60页。PPT课件主要包含了连续划线，梯度稀释等内容，欢迎下载使用。
考点一 微生物的培养技术及应用
(1)概念：人们按照微生物对__________的不同需求，
配制出供其__________的营养基质。
(2)营养成分：一般都含有水、________、________、无机盐四类营养物质，另外还需要满足微生物生长对________、特殊营养物质以及________的需求。
(3)培养基的种类、特点及用途分析。
(4)培养基营养成分的含义、作用、主要来源分析。
(1)消毒是指使用较为_________的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部______________。(2)灭菌则是指使用_______的理化方法杀死物体内外
______________，包括芽孢和孢子。
(3)不同对象的无菌操作方法(连线)。
答案：①、②、⑥—b—Ⅰ、Ⅱ③、④、⑤—a—Ⅲ、Ⅳ
①培养物：微生物学中，接种于培养基内，在合适条件下形成的___________________的群体。②纯培养物：由单一个体繁殖所获得的微生物群体。③纯培养：获得纯培养物的过程。(2)纯培养的步骤。配制培养基、灭菌、接种、______和培养等。
4.酵母菌的纯培养(1)制备培养基。
(2)倒平板操作的注意事项。①培养基要冷却到__________左右时开始倒平板。温度过高会烫手，过低培养基又会凝固。②要使锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。③倒平板时，要用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的_____，不要完全打开，以免___________
④平板冷凝后，要将__________。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
⑤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，那么这个平板不能用来培养微生物。因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。⑥整个操作过程要在_____________旁进行，避免杂菌污染。
(3)接种和分离酵母菌。方法：平板划线法。
①概念：通过_________________在固体培养基表面____________的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养
b.灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度
c.第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。d.划线时最后一区不要与第一区相连。
e.划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
(4)培养酵母菌。完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和__________________倒置，放入_______左右(培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异)的恒温培养箱中培养_________h。
考点二 微生物的选择培养和计数
(1)自然界中目的菌株筛选的依据：根据它对________
的要求，到相应的环境中去寻找。
(2)实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于____________生长的条件(包括营养、温度、pH 等)，同时
_____________其他微生物的生长。
(3)选择培养基：在微生物学中，允许特定种类的微生物生长，同时___________其他种类微生物生长的培养基。
(1)方法：_______________。
(2)操作步骤。①取样。②取 10 g 土样加入 90 mL 无菌水中摇匀。然后依次等比稀释。
③取 0.1 mL 菌液，滴加到培养基表面。
④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。
⑤将涂布器在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷
⑥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。
待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板________，放入___________的恒温培养箱中培养 1～2 d。在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。
(4)稀释涂布平板法计数的几个注意事项。
①为了保证结果准确，一般选择菌落数在 30～300 的
②要设置对照实验，且一定要涂布至少 3 个平板作为
重复组，才能增强实验的说服力与准确性。
③计数时机：每隔 24 h 统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
④用此种方法统计的菌落数目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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。
3.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作(1)实验原理。
(3)统计细菌数目的方法。①显微镜直接计数法。
②间接计数法——活菌计数法。
a.原理：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。
b.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，因此统计结果可能偏小
(4)实验结果分析与评价。
4.平板划线法和稀释涂布平板法的区别
【基础测评】1.易错诊断(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)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基
(3) 平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧。
(4)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为
氨，使得培养基的酸碱度降低。(
(5)刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通
过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(答案：(1)√ 　(2)×　 (3)√　 (4)×　 (5)×
2.下表为某培养基配方，下列叙述正确的是(A.提供碳源的只有蔗糖B.该培养基中需加入维生素C.牛肉膏、蛋白胨均可提供氮源D.该培养基可特定培养自生固氮菌答案：C
3.关于培养基的配制，说法不正确的是(
A.在配制培养乳酸杆菌的培养基时，需加入维生素B.微生物的适应性强，配制培养基时可以不考虑 pHC.虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有碳源、氮源、水和无机盐D.配制培养基时要注意各种养分的浓度和比例答案：B
4.微生物培养过程中消毒和灭菌环节非常重要，以下
灭菌或消毒方法不正确的是(
5.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
B.②④⑥⑧D.①④⑥⑦
A.①③⑤⑦C.①③⑤⑧答案：C
6.以下关于分解尿素的细菌的说法，正确的是(
A.能分解尿素的原因是能合成分泌蛋白酶B.以尿素作为唯一的碳源C.环境中含有大量的尿素诱导该细菌产生了分解尿素的特性D.以尿素为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基培养该菌后不会使酚红指示剂变红答案：D
考向 1 无菌技术及微生物的培养
[典例 1](2021 年湖南高考)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达 12～38 kg。大熊猫可利用竹子中 8%的纤维素和 27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题。
(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即________。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以________为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于___________培养基。
(2)配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是____________________ 。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是________。
(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路：__________________________________
__________________________________________________
_________________________________________________。
(4)为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的 3 株纤维素分解菌，在 37℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株_______，理由是_______________________。
解析：(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄
糖。在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养；培养基从功能上分类可分为选择培养基和鉴别培养基，故该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制的培养基常用高压蒸汽灭菌，即将培养基置于压力 100 kPa 、温度 121 ℃条件下维持15～30 分钟，目的是杀死培养基中的所有微生物(包括
芽孢和孢子)。为检测灭菌效果可对培养基进行空白培养，即将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间，若在适宜条件下培养无菌落出现，说明培养基灭菌彻底，否则说明培养基灭菌不彻底。(3)为测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数，常采用稀释涂布平板法，在适宜的条件下对大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌进行纯化并计数时，对照组应该涂布等量的无菌水。将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取 0.1mL 涂布到若干个平板(每个稀释度至少
涂布三个平板)，对菌落数在30～300 的平板进行计数，则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。(4)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。由表格可知，在适宜的条件下，C 菌株在相同的温度和时间下，秸秆失重最多，纤维素降解率最大，说明该菌株的纤维素分解菌产生的纤维素酶活力最大。
答案：(1)C1 酶、CX 酶和葡萄糖苷酶 　纤维素 　选择(2)为了杀死培养基中的所有微生物(芽孢和孢子)不接种培养(或空白培养 )(3)将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取 0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板)，对菌落数在 30～300 的平板进行计数，则可根据公式推测　大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数
接种 C 菌株后秸秆失重最多，纤维素降解率最大
【考向集训】1.(2021 年江苏高考)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正
A.倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
B.图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单
C.该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的
D.菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
解析：倒平板后无需间歇晃动，A 错误。图中Ⅰ区、Ⅱ区的细菌数量太多，Ⅲ区的细菌数量较少，可从Ⅲ区挑取单菌落，B 正确。Ⅲ区中存在单菌落，该实验结果能达到菌种纯化的目的，C 错误。刚果红能与纤维素形成红色复合物，但不能和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物，因此菌落周围的纤维素被降解后，不能被刚果红染成红色，D 错误。
2.下表所示为 LB 培养基的配方，据此判断下列说法正
A.表中所示培养基缺少生长因子B.表所示培养基并不适用于细菌的快速扩大培养C.配制该培养基的步骤：称量→溶解→调 pH→定容→灭菌→倒平板D.倒平板应该待培养基冷却至室温后在酒精灯火焰附近进行
解析：生长因子主要包括维生素、氨基酸等，表中蛋白胨和酵母提取物可以提供生长因子，A 错误。表中加入了琼脂粉，为固体培养基，不适用于细菌的快速扩大培养，B 正确。配制该培养基的步骤：称量→溶解→定容→调pH→灭菌→倒平板，C 错误。等培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板，冷却到室温时培养基已凝固，D 错误。答案：B
考向 2 选择培养基成分及配制方法
[典例 2](2020 年全国卷Ⅰ)某种物质 S(一种含有 C、H、N 的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解 S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解 S 的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和 S，乙的组分为无机盐、水、S 和 Y。
(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用________的方法进行灭菌。乙培养基中的 Y 物质是________。甲、乙培养基均属于________培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶 M 中细菌细胞数为 2×107 个/mL，若要在每个平板上涂布 100 μL 稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过 200 个，则至少应将摇瓶 M 中的菌液稀释____倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的 S 超过某一浓度时，某菌株对 S 的降解量反而下降，其原因可能是______________________________(答出 1 点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解 S 的细菌细胞数，请写出主要实验步骤：______________________________________
(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供 4 类营养物质，即______
解析：(1)实验过程中，对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时，常采用高压蒸汽灭菌法。据题图分析可知，乙培养基为固体培养基，与甲培养基相比，其特有的组分 Y 物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质 S作为氮源和碳源的微生物生长，因此均为选择培养基。(2)据题意，假设至少将摇瓶 M 中的菌液稀释 X 倍，才能保证稀释后的 100 μL 菌液中细菌细胞数不超过200 个，初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，则稀释之前100 μL菌液中有2×106个细菌，可得2×106×(1/X)＝200，则X＝104，因此至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。
(3)在筛选过程中，若培养基中 S 浓度过高，可能会导致细胞失水，进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解 S 的细菌的淤泥加入无菌水中，进行适当稀释后，利用稀释涂布平板法，取适量的菌液涂布到乙培养基上，在适宜条件下进行培养，一段时间后，统计菌落数，即可估算出淤泥中能降解 S 的细菌细胞数。(5)本实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
答案：(1)高压蒸汽灭菌　琼脂　选择(2)104
(3)S 的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
(4)取淤泥加入无菌水中，涂布(或稀释涂布)到乙培养
(5)水、碳源、氮源和无机盐
【考向集训】3.(2020 年浙江 7 月选考)下列关于微生物培养及利用
A.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B. 配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基 的pHC.酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒D.适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化
解析：利用尿素固体培养基筛选的分解尿素的细菌时，尿素固体培养基并不直接杀死其他微生物，而是其他微生物不能以尿素为氮源，无法在尿素固体培养基中存活，A 错误。不同的微生物生长所需的最适 pH 不同，如细菌适宜生活在中性偏碱环境，霉菌适宜生活在中性偏酸环境，因此配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的 pH，B 正确。利用糯米酿酒需要先进行糖化，酵母菌不能直接利用淀粉进行发酵，C 正确。醋化醋杆菌的发酵底物可为一定浓度的酒—水混合物，适宜浓度的酒精可使醋化醋杆菌活化，D 正确。
4.某公司在新冠疫情期间推出一款新型免洗洗手凝胶。为衡量该凝胶的效果，研究人员检测了凝胶洗手前后
手部细菌的含量(如下图)。下列相关叙述正确的是(
A.图示接种方法为平板划线法B.前后细菌含量形成对照，无须空白对照C.该培养基类型为液体培养基D.不需用显微镜观察菌落的形状，可以确定菌种类型
解析：平板划线无法得知稀释倍数，不能用于活菌计数，故统计洗手前后手部细菌的数量，选择的接种方法是稀释涂布平板法，A 错误。除图中操作外，还需要设置一组未接种的空白培养基进行培养，验证培养基是否被杂菌污染，B 错误。该培养基类型为通用固体培养基，C 错误。由于不同种类的菌种形成的菌落形态特征不同，且菌落肉眼可见，故初步判断培养基上菌种的类型，可用肉眼观察菌落的形态特征，D 正确。
考向 3 微生物的分离与纯化[典例 3](2020 年山东聊城期初)某些土壤细菌可将尿素分解成 CO2 和 NH3，供植物吸收和利用。下列关于土壤
中分解尿素细菌的分离和计数的叙述，正确的是(
A.分解尿素的细菌是以尿素的分解产物 CO2 作为碳源的B.倒平板时应将打开的培养皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上C.培养基中 KH2PO4 等的作用之一是作为缓冲剂保持pH 稳定D.若实验组菌落平均数为 37 个/平板，空白对照平板上有 3 个菌落，则本组菌落数的平均值为 34 个/平板
解析：分解尿素的细菌是异养型，不能以CO2 作为碳源，A 错误。倒平板时，不能将打开的培养皿盖放到一边，以免被杂菌污染，B 错误。无机盐可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH 的稳定，所以培养基中KH2PO4 等的作用之一是作为缓冲剂保持 pH 稳定，C 正确。在完全正确的操作情况下，空白对照组中不应出现菌落，若空白对照组出现菌落，说明操作过程中存在杂菌污染，属于实验失误，所有实验数据均不应采用，D 错误。
【考向集训】5.如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实
验中样品稀释示意图。据图分析正确的是(
A.3 号试管中的菌落稀释倍数为 103 倍
B.4 号中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能
是 5 号的 10 倍
C.5 号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为 1.7×
D.该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目
解析：2 号试管中的菌落稀释倍数为 103 倍，A 错误。4 号的稀释倍数为 105 倍，5 号为 106 倍，因此4 号中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5 号的10 倍，B正确。5 号为 106 倍，每克土壤中的菌株数为(168＋175＋167)÷3÷0.1×106÷10≈1.7×108 个，C 错误。稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞长成一个菌落，使该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低，D 错误。
6.(2021 年八省联考辽宁卷)微生物合成的油脂是制备生物柴油的新型原料。下图为产油脂芽孢杆菌筛选的流程，其中 B 平板上的 5 个菌落是初筛得到的芽孢杆菌，C 为 B平板上菌落的原位影印，利用苏丹黑 B 可使脂类物质呈黑色的特性，对 C 进行染色，得到结果 D。回答下列问题。
(1)图中对土壤菌液进行系列梯度稀释的目的是_____
(2)若要使菌落能在 A 平板上生长，下列培养基组分中最合理的是________(填“甲”“乙”或“丙”)，原因是_________________________________________________。
(3)培养基配制完成后需要立即进行灭菌，常用的灭菌
方法为________________。
(4)根据 D 的染色结果，可判断 B 平板中的______(填
图中数字)是产油脂芽孢杆菌的菌落。
(5)将 B 平板中的产油脂芽孢杆菌的单菌落进一步纯化培养得到 E。将 E 中的菌落接种到试管 F 的固体斜面培养基上，经培养后放入 4 ℃冰箱中临时保藏，以后每 3～6 个月需要转接一次。这种方法不适合长期保藏菌种的原因是________________________ 。如需长期保存可采用__________________的方法。
解析：(1)因土壤菌数量较多，菌液浓度较大，如直接接种，菌落密集，在固体培养基表面无法形成单个菌落，所以要对土壤菌液进行系列梯度稀释。(2)蛋白胨提供的主要营养是氮源和维生素。培养基甲含有碳源、氮源、水、无机盐这几类营养物质，且加入了琼脂作为凝固剂，可以达到实验效果；培养基乙不含蛋白胨(氮源)，不合理；培养基丙不含凝固剂(琼脂)，无法形成固体培养基，无法在培养基表面形成菌落。(3)培养基配制完成后需要立即进行
灭菌，常用的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法。(4)苏丹黑 B 将脂类染成黑色，而C 又是B 平板上菌落的原位影印，对照实验结果可知，平板 B 中的 3 是产油脂芽孢杆菌的菌落。(5)该种低温临时保藏菌种的方法，容易污染或产生变异，如需长期保存，可在温度为－20 ℃下采用甘油管藏的方法。