新高考生物人教版一轮复习课件第11单元第2讲微生物的培养与应用

第2讲微生物的培养与应用课标考情——知考向核心素养——提考能课标考点1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提2．阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与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科学思维通过分析培养基的成分及作用，归纳平板划线法与稀释涂布平板法的异同科学探究能够按照要求设计分离微生物的实验社会责任关注有害微生物的控制、宣传健康生活科学思维通过分析培养基的成分及作用，归纳平板划线法与稀释涂布平板法的异同课标考情——知考向核心素养——提考能近年考情2020全国卷Ⅰ(37)、2019全国卷Ⅰ(37)、2019全国卷Ⅱ(37)、2019全国卷Ⅲ(37)、2018全国卷Ⅰ(37)、2017全国卷Ⅰ(37)趋势分析1.考查方式：非选择题2．广东命题趋势：结合具体的某一微生物的分离、鉴定或计数等实例，考查微生物培养中的无菌技术、接种技术、分离和计数等自主学习·巩固基础知识点一微生物的实验室培养1．培养基的概念：人们按照微生物对____________的不同需求，配制出供其生长繁殖的____________。[自主学习]营养物质

营养基质

2．方法与步骤【答案】固体氮源无机盐称量灭菌温和强烈所有芽孢平板划线稀释涂布平板3．无菌技术的方法、类型和对象[连一连]【答案】①②⑥—b—Ⅰ、Ⅱ

③④⑤—a—Ⅲ、Ⅳ4．大肠杆菌的纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基过程：计算→______→溶化→灭菌→倒平板。(2)纯化大肠杆菌的原理：在培养基上将细菌稀释或分散成________________，形成单个菌落，此菌落是由一个细胞繁殖而来的子细胞群体。(3)微生物的常用接种方法：____________和稀释涂布平板法。称量

单个细胞

平板划线法

1．思考判断(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，以免培养基溅到皿盖上。 (

)(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)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。 (

)[自主检测](5)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。 (

)【答案】(1)√

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√2．深挖教材(1)无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？(2)微生物的接种方法只有平板划线法和稀释涂布平板法吗？微生物接种的核心是什么？(3)为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？(4)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，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？(5)平板划线法在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？目的是什么？【答案】(1)提示：还能有效避免操作者自身被微生物感染。(2)提示：不是。微生物的接种技术还包括斜面接种，穿刺接种等方法。其核心是防止杂菌污染，保证培养物的纯度。(3)提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以防止培养基表面的水分过快地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。(4)提示：不能。因为空气中的微生物可能在皿盖和皿底之间的培养基上滋生，可能会造成污染。(5)提示：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。这样做的目的是将聚集的菌种逐步稀释分散以便获得单个菌落。菌种筛选使用以尿素为唯一______的选择培养基分离方法______________法实验流程土壤取样→__________→培养与观察菌种鉴定以尿素为唯一氮源的培养基中加入______指示剂知识点二微生物的筛选和计数1．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数[自主学习]氮源

稀释涂布平板

样品稀释

酚红

2．分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成__________，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起__________作用。脲酶

催化

3．分解纤维素的微生物的分离【答案】复合纤维二糖刚果红透明圈刚果红纤维素梯度透明圈1．思考判断(1)选择培养基可以鉴定某种微生物的种类。 (

)(2)对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法，而不能用平板划线法。 (

)(3)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源。 (

)[自主检测](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．深挖教材(1)想一想，如何根据平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？(2)细菌数目的测定还有哪些方法？举例说明。(3)为什么测定活菌的数量不能用平板划线法？【答案】(1)提示：统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板上的菌落数的平均值，然后按公式每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M进行计算。(2)提示：滤膜法。测定饮用水中大肠杆菌的数目可以采用滤膜法。(3)提示：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菌落，而其他一些菌落往往由两个细菌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。重难探究·素养达标微生物的实验室培养[深度讲解]1．培养基中的营养成分：培养基一般都含有水、无机盐、碳源、氮源和生长因子，此外，还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。营养要素来源功能碳源无机碳源CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物①构成细胞中的物质和一些代谢产物；②有些既是碳源又是能源有机碳源糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等营养要素来源功能氮源无机氮源NH3、铵盐、硝酸盐、N2等将无机氮合成含氮有机物有机氮源牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸等合成蛋白质、核酸及含氮的有机物生长因子维生素、氨基酸、碱基①酶和核酸的组成成分；②参与代谢过程中的酶促反应2．培养基的种类及应用划分标准培养基种类特点应用按物理性质分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微生物的分离、鉴定、活菌计数、菌种保存划分标准培养基种类特点应用按用途分液体培养基培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需的微生物的生长培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；以尿素为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌)鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物(如可用伊红—美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌)划分标准培养基种类特点应用按化学成分分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)分类、鉴别3．平板划线法和稀释涂布平板法的比较[考向预测](一)考查微生物的营养成分(素养目标：生命观念)1．回答下列有关微生物培养的问题：(1)如表是某培养液成分含量表，该培养液培养的微生物的同化作用类型是________；若用此培养液培养固氮微生物，则应除去的成分是______________，应加入的物质是________。编号成分含量①(NH4)HCO30.5g②KH2PO43.0g③CaSO40.5g④FeCl20.5g⑤维生素少许⑥水1000mL(2)下表为牛肉膏蛋白胨培养基的成分列表，据此回答：①牛肉膏、蛋白胨在培养基中的作用是提供________、________、________等营养。②要用表中所给材料配制观察细菌菌落状况的培养基，还需添加的成分是________。③表中各成分含量确定的依据是_______________________________________________________________________。成分牛肉膏蛋白胨NaClH2O含量0.5g1g0.5g100mL④培养基配制好后，分装前应进行的工作是____________________________________。⑤从配制培养基直到培养完成，所采用的预防杂菌污染的方法是__________、__________、__________等。(3)微生物接种的方法很多，最常用的是__________________和______________。【答案】(1)自养型(NH4)HCO3(或①)有机物(2)①碳源氮源维生素(或磷酸盐等)

②琼脂(或凝固剂)

③所培养微生物对各营养成分的需求量④调节pH

⑤高压蒸汽灭菌灼烧接种环酒精棉擦手(或棉塞塞试管口、在火焰旁接种)(3)平板划线法稀释涂布平板法(二)考查微生物的纯化培养(素养目标：生命观念)2．金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类患肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。下图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程，请回答相关问题：(1)按细胞结构分类，金黄色葡萄球菌属于________生物；从培养过程分析，金黄色葡萄球菌可进行________呼吸。(2)7.5%NaCl肉汤培养基为微生物提供的营养成分包括________________，用7.5%NaCl肉汤培养基进行选择培养的主要目的是_______________________________________。(3)操作中在血平板上的接种方法是____________，接种操作前后需要对接种工具进行________灭菌。(4)在制备血平板时需将pH调节至________(填“微酸性”或“微碱性”)后灭菌，待培养基________后，再加入适量血液。按培养基功能分类，血平板属于____________培养基。(5)经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现________________的菌落，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是_________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)原核有氧(2)碳源、氮源、水和无机盐选择性增加金黄色葡萄球菌的数量(3)平板划线法灼烧(4)微碱性冷却鉴别(5)周围存在透明圈设置不加鲜牛奶但其他操作均相同的对照组微生物的分离与计数[深度讲解]1．鉴定分解尿素细菌和分解纤维素细菌的方法项目土壤中尿素分解菌的分离实验土壤中纤维素分解菌的分离实验土壤采样采集的土壤应该选择含有尿素的土壤采集的土样应该选择富含纤维素的环境项目土壤中尿素分解菌的分离实验土壤中纤维素分解菌的分离实验选择培养选择土样，将土样放在含有尿素作为唯一氮源的培养基上进行选择培养取土样，在无菌条件下装入锥形瓶，在一定条件下振荡培养1～2d，直到培养液混浊；选择培养的目的是增加纤维素分解菌的纯度，确保分离得到所需的微生物梯度稀释选用一定稀释范围的样品液进行培养以保证菌落数在30～300依次将培养液稀释101～107倍项目土壤中尿素分解菌的分离实验土壤中纤维素分解菌的分离实验鉴定方法在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，则pH升高，说明该种菌能分解尿素刚果红染色法，即在含有纤维素的培养基中，加入刚果红时，刚果红与培养基中的纤维素形成红色复合物；当纤维素被分解后，该复合物不能形成，培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈2．选择培养基四种常见制备方法或实例(1)加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分)。(2)改变培养基的营养成分。(3)利用培养基“特定化学成分”分离。(4)通过某些“特殊环境”分离。微生物筛选过程中必要的两种对照培养基及其作用对照组作用现象结论未接种培养基判断有无杂菌污染未接种的培养皿中无菌落生长未被杂菌污染接种的牛肉膏蛋白胨培养基选择培养基筛选作用的确认牛肉膏培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数选择培养基具有筛选作用3．统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法。①原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。②缺点：不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)。①原理：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。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。②操作：a．设置重复组，增强实验的说服力及准确性。b．为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300之间的平板进行计数。③计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。注意：统计的菌落数往往比活菌的实际数目小。这是因为当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。[考向预测]微生物筛选的基本过程(素养目标：生命观念)从土壤中分离尿素分解菌和纤维素分解菌，具有下列类似的操作过程：①制备培养基→②获取土壤样品→③梯度稀释并接种→④选择培养→⑤鉴别尿素分解菌，挑取单菌落；⑥制备培养基→⑦获取土壤样品→⑧选择培养→⑨梯度稀释并接种→⑩鉴别纤维素分解菌，挑取单菌落

(1)在过程④的选择培养基是________培养基，过程⑧的选择培养基是________(填“固体”或“液体”)培养基。④的具体措施是____________________；⑧的选择措施是____________________。(2)在过程③样品梯度稀释后，一般只将稀释度为104～106分别接种到3个平板培养基上。接种的常用方法为________________。(3)过程⑩采用______________________的鉴别方法较简单。周围出现透明圈但不能100%确定为纤维素分解菌的菌落，原因是__。【答案】(1)固体液体以尿素为唯一氮源以纤维素为主要碳源(2)稀释涂布平板法(或平板划线法)

(3)倒平板时加入刚果红染液不分解纤维素(或分解刚果红或淀粉)的微生物菌落也可能出现透明圈典题演练·破解高考1．(2020全国新课标Ⅰ卷)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。回答下列问题：(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100μL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__________________。【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，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数(5)水、碳源、氮源和无机盐【解析】(1)常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。(2)若要在每个平板上涂布100μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100÷200＝1×104。(3)当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。(4)要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。(5)甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。2．(2019年全国新课标Ⅰ卷)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培养基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(15g/L)。Ⅲ号培养基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(45g/L)。回答下列问题。(1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是______。Ⅱ、Ⅲ号培养基为微生物提供碳源的有机物是________________________________。(2)若将土壤悬浮液种在Ⅱ号液