2025版高考生物一轮总复习教案选择性必修3第十单元生物技术与工程第二讲微生物的培养技术及应用考点一微生物的培养技术及应用

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考点一 微生物的培养技术及应用
必备知识·夯实基础(
知|识|巩|固
1．培养基的配制
几种微生物的营养和能量来源
2．无菌技术
(1)目的：获得纯净的培养物。
(2)关键：防止杂菌污染。
(3)常见物品的消毒或灭菌方法
①消毒方法及适用对象
②灭菌方法及适用对象
3．微生物的纯培养
酵母菌纯培养的操作步骤：
培养物接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体纯培养物 由单一个体繁殖所获得的微生物群体纯培养－ 获得纯培养物的过程
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。( √ )
(2)在培养霉菌时，一般需要将培养基调至中性或弱碱性。( × )
(3)生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。( √ )
(4)倒平板过程中，将培养基倒入培养皿并盖上皿盖后，立即将培养皿倒置。( × )
(5)培养酵母菌时，可将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入适宜温度的恒温培养箱中培养24～48 h。( √ )
延|伸|探|究
下图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析并回答下列问题：
(1)获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么？
提示：获得图A效果的接种方法为稀释涂布平板法，获得图B效果的接种方法为平板划线法。
(2)某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？
提示：最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌；采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。
(3)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？
提示：火焰附近存在着无菌区域。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．倒平板的操作步骤
(1)培养基要冷却到50 ℃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缝隙，不要完全打开，以免杂菌污染培养基。
(4)平板冷凝后，要将平板倒置。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，造成污染。
2．平板划线法操作步骤
(1)实验成功关键点

(2)操作第一步即取菌种之前以及每次划线之前都需要将接种环进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的不同：
精|准|命|题
考向一 围绕培养基和无菌技术，考查理解能力
》例1 如表为培养某种微生物的培养基配方，下列相关叙述错误的是( D )
A．依物理性质划分，该培养基属于液体培养基
B．由培养基的原料可知，所培养微生物的同化作用类型是异养型，培养的微生物可以是酵母菌
C．培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯一氮源是NaNO3
D．若用该培养基培养纤维素分解菌，则应除去(CH2O)，再添加纤维素
解析：由培养基配方可知，该培养基中不含凝固剂，故依物理性质划分，该培养基属于液体培养基，A正确；由培养基的原料可知，(CH2O)属于有机碳源，因此所培养微生物的同化作用类型是异养型，酵母菌是异养型微生物，B正确；碳源是指能为微生物提供碳元素的物质，氮源是指能为微生物提供氮元素的物质，结合培养基配方可知，培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯一氮源是NaNO3，C正确；该培养基中含有青霉素，细菌对青霉素敏感，青霉素会抑制细菌的生长，因此若用该培养基培养纤维素分解菌，应除去(CH2O)和青霉素，再添加纤维素，D错误。
〔变式训练1〕 根据国家标准(GB19645—2010)每毫升合格的巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个。某兴趣小组进行了新鲜牛奶最合适的消毒温度的探究，相关实验操作不合理的是( C )
A．为了使计数更标准，通常要用同一稀释度下的牛奶接种3个平板，重复计数
B．将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理相同且适宜的时间
C．对处理后的牛奶利用平板划线法进行接种后，在37 ℃下培养24 h，然后计数
D．统计培养基上全部菌落数，不一定以菌落数最少组的处理温度作为最适消毒温度
解析： 为了使计数更标准，通常要用同一稀释度下的牛奶接种3个平板，重复计数，然后取平均值，这样可以减小误差，A合理；该实验的自变量是温度，将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理相同且适宜的时间，B合理；对处理后的牛奶进行梯度稀释后，利用涂布法接种平板并在37 ℃下培养24 h，然后计数，C不合理；由于温度过高会影响蛋白质的结构，进而破坏牛奶中的营养成分，所以菌落数最少的组对应的温度不一定是最适的消毒温度，最适的消毒温度应保证每毫升巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个，同时还需保证牛奶的营养价值不被破坏，D合理。
〔变式训练2〕 (2022·湖北卷)灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( D )
A．动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C．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
D．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
解析：环境中的微生物对动、植物细胞DNA提取的研磨、过滤等操作无影响，故不需要在无菌条件下进行，A错误；抗生素能够杀死细菌，动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素防止污染，但微生物培养基如细菌培养基中不能添加抗生素，B错误；高温变性的蛋白质仍可作为微生物的氮源，所以可以用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌，C错误；对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等可以采用湿热灭菌法进行灭菌，也可以采用干热灭菌法进行灭菌，D正确。
考向二 结合微生物的纯培养，考查科学探究能力
》例2 (2020·江苏卷)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。下列叙述正确的是( B )
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区挑取单菌落
C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
解析：温度降低后，培养基易凝固，因此倒平板时要轻轻晃动，以保证表面平整，A项错误；由题图可见，随着划线次数增多，细菌密度减小，Ⅲ区开始出现单菌落，应从Ⅲ区挑取单菌落，B项正确；菌落是由单个微生物细胞或多个同种细胞繁殖到一定程度后形成的，能得到单菌落即可以达到菌种纯化的目的，C项错误；刚果红与纤维素形成红色复合物，菌落周围的纤维素被降解后红色消失，出现透明圈，D项错误。
〔变式训练3〕 (2023·宁波市高三适应性考试)下图为分离以尿素为氮源的微生物的实验结果，下列叙述正确的是( C )
A．图中采用平板划线法接种
B．图中①和②表示分离出以尿素为氮源的微生物
C．图中③④培养基中菌落生长代谢时，会释放CO2
D．实验结果表明，自然界中能合成脲酶的微生物比例较高
解析： 根据实验结果可知，图中采用的接种方法为稀释涂布平板法，A项错误；由图中①和②的菌落的特征可知，①稀释度为10－6的菌落数明显多于②稀释度为10－7时的菌落数，很可能是由于杂菌污染导致的结果，而不是分离出以尿素为氮源的微生物，B项错误；③④已经分离出单个细菌繁殖而来的尿素分解菌的菌落，尿素分解菌含有脲酶，能够催化尿素分解成氨、二氧化碳和水，C项正确；根据实验结果，无法判断自然界中能合成脲酶的微生物比例，D项错误。课标要求
核心素养
1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的基础。
2．阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品和无菌区域不被微生物污染的技术。
3．举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。
4．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。
5．概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。
1.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；掌握无菌技术及微生物的纯化培养。(科学思维)
2．关注有害微生物的控制及宣传健康生活等。(社会责任)
3．设计实验探究微生物培养的条件；利用选择培养基分离细菌；运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数问题。(科学探究)
成分
NaNO3
K2HPO4
KCl
MgSO4·7H2O
含量
3 g
1 g
0.5 g
0.5 g
成分
FeSO4
(CH2O)
H2O
青霉素
含量
0.01 g
30 g
1 L
0.1万单位