1.2微生物的基本培养技术及应用（第三课时）（精美课件）高二生物（人教版2019选择性必修3）

生物技术与工程发酵工程基因工程重组DNA技术的基本工具传统发酵技术的应用

选择性必修3《生物技术与工程》细胞工程生物技术的安全性与伦理问题微生物的培养技术及应用动物细胞工程植物细胞工程基因工程的基本操作程序基因工程的运用蛋白质工程的原理和应用转基因产品的安全性发酵工程及其应用胚胎工程关注生殖性克隆人、禁止生物武器第1章

发酵工程Chapter1fermentationengineering第1章

发酵工程第2节

微生物的培养技术及应用（第三课时）目标010203通过对土壤中分解尿素的细菌进行分离和计数，理解并掌握微生物计数的方法。（科学探究）通过实例，理解各类微生物都能适应其生活环境。（生命观念）根据微生物的代谢类型，配制选择培养基，总结分离微生物的过程和测定微生物数量的常用方法。（科学思维）

学习目标温故知新：酵母菌的纯培养酵母菌的纯培养2.接种和分离酵母菌1.制备培养基3.培养酵母菌①配制培养基（马铃薯、葡萄糖、琼脂、水）②灭菌③倒平板（在酒精灯火焰附近操作）培养基：湿热灭菌（高压蒸汽灭菌锅）培养皿：干热灭菌（干热灭菌锅）用接种环在固体培养基上用平板划线法接种平板倒置，放入28℃左右的恒温培养箱培养问题1：自然界中微生物数量繁多，种类庞杂，要想从中分离出需要的特定微生物并不容易，尤其当要分离的微生物在混合菌群中不是优势种群时，仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现。该怎么办呢？选择培养基应运而生。目录CONTENTS微生物的选择培养2/选择培养基1/微生物的数量测定3/土壤中分解尿素细菌的分离与计数4/01

选择培养基一、选择培养基寻找耐高温的DNA聚合酶

PCR是一种在体外DNA复制的技术，此项技术要求使用耐高温（930C）的DNA聚合酶。（一）科学实例：

黄石公园（视频）1.筛选原因：水生栖热菌能在70-80℃高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。耐高温的酶耐高温生物体高温环境（热泉、火山口）寻找寻找2.筛选思路：一、选择培养基（一）科学实例：寻找耐高温的DNA聚合酶3.启示：寻找目的菌种时要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。耐寒微生物耐热微生物石油分解菌问题2：这对在实验室中选择培养特定的微生物有什么启示？如何筛选？什么是选择培养基？一、选择培养基（二）实验室中微生物筛选的原理：

人为提供有利于目的菌生长的条件（包括营养、温度和pH等），同时抑制或阻止其他微生物的生长。（三）概念：

在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基称为选择培养基。加入青霉素的培养基不加氮源的无氮培养基不加含碳有机物的无碳培养基分离自养型微生物分离固氮菌分离酵母菌、霉菌等真菌分离金黄色葡萄球菌分离能消除石油污染的微生物加高浓度食盐石油是唯一碳源一、选择培养基项目选择培养基鉴别培养基原理用途举例图示加入不影响甚至促进目标微生物生长，而抑制或阻止其他种类微生物生长的化学物质加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长)，使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应培养、分离出目标微生物鉴别目标微生物培养酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素，抑制细菌的生长；利用以尿素为唯一氮源的培养基来培养可分解尿素的细菌可用伊红美蓝培养基鉴定饮用水或乳制品中是否含有大肠杆菌(若有，则菌落呈黑色)选择培养基与鉴别培养基的比较+氨苄青霉素具有抗氨苄青霉素能力的菌落没有氨苄青霉素抗性的细菌选择培养基培养基+氨苄青霉素培养基没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌?一、选择培养基问题3：怎么证明一个选择培养基具有选择性呢？

应该设置基础培养基（如牛肉膏蛋白胨培养基）或完全培养基作为对照，若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数菌多于该选择培养基，则该选择培养基具有选择性。基础培养基选择培养基

一、选择培养基问题4：怎么证明一个选择培养基具有选择性呢？问题5：如果想知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌,仅有选择培养基能实现吗？23

1一、选择培养基合作探究一：请同学们自主学习教材P16页，小组合作思考讨论完成问题。

如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？由于土壤细菌的数量庞大，怎么获得要想得到特定微生物的纯培养物呢？一、选择培养基选择培养基配方的设计思考.讨论

尿素[CO（NH2）2]含氮量高，化学性质相对稳定，是现代农业生产中一种重要的氮肥。尿素施入土壤后，会被土壤中的某些细菌分解成NH3，NH3再转化成NO3-、NH4+等被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源。CO（NH2）2+H2OCO2+2NH3NO3-NH4+脲酶转化尿素问题6：如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？一、选择培养基选择培养基配方的设计思考.讨论问题6：如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？碳源氮源葡萄糖、尿素尿素此培养基为选择培养基只有产生脲酶的细菌能利用尿素作为氮源而生存。一、选择培养基选择培养基配方的设计思考.讨论问题7：该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？牛肉膏蛋白胨培养基选择培养基若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数菌多于该选择培养基若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数菌几乎等于该选择培养基设置基础培养基

/完全培养基做对照该选择培养基不具有选择性该选择培养基具有选择性问题8：仅通过选择培养基可以知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌吗？实战训练

1．下表是培养某种微生物的培养基配方，说法错误的是（

）组分含量KH2PO41.4gNaHPO42.1gMgSO4-7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素1.0g琼脂15.0gH2O定容至1000mLA．该培养基从功能上分属于选择培养基B．使用稀释涂布平板法才能得到单菌落C．配制微生物培养基时，不一定含碳源D．在培养细菌时，需将培养基调至中性或弱碱性02

微生物的选择培养二、微生物的选择培养1g土壤中有多少能分解尿素的细菌？（一）方法：分离：获得分解尿素的细菌的纯培养物计数：测定分解尿素的细菌的数量问题9：由于土壤细菌的数量庞大，怎么获得要想得到特定微生物的纯培养物呢？稀释涂布平板法

是将菌液进行一系列梯度稀释，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。1.概念：二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法稀释涂布平板法（统计菌落数）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。通过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌关键恰当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法2.步骤：（1）梯度稀释菌液（2）涂布平板23

1培养时要将一个未接种的培养基和一个已接种的培养基放在一起培养为什么？实验注意事项有哪些？合作探究二：请同学们自主学习教材P17-18页，观看稀释涂布平板法操作视频，小组合作思考讨论完成问题。

二、微生物的选择培养简述稀释凃布平板法的操作步骤，用箭头绘制实验过程流程图。二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法3.实验设计：

细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表3~8cm的土壤层。取样时，一般要铲去表层土。

取样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌，操作完整后，一定要洗手。公园里、街道旁、花盆中城市：农田里、菜园里农村：（1）土壤取样：二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法3.实验设计：（2）样品的稀释与涂布：

将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。1×101mL1mL1mL1mL1mL1mL1×1021×1031×1041×1051×1061×10710g9mL无菌水90mL无菌水二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法3.实验设计：（2）样品的稀释与涂布：取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。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。微量移液器二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法3.实验设计：（3）微生物的培养：（1）待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置（同时放一个未接种的培养基），放入30~37℃的恒温培养箱中培养1~2d。恒温培养箱稀释103倍稀释104倍稀释105倍空白对照问题10：培养时要将一个未接种的培养基和一个已接种的培养基放在一起培养为什么？培养未接种的培养基的作用是对照。二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法3.实验设计：（3）微生物的培养：问题11：与平板划线法相比，为什么稀释涂布平板法可以用于细菌的计数？

平板划线法最开始的划线很可能菌类会长成一片，导致无法计数，此外灼烧接种环的时候也会杀死一部分菌类。平板划线法稀释涂布平板法主要方法稀释涂布平板法平板划线法主要步骤接种工具菌体获取能否用于计数共同点稀释涂布平板法和平板划线法的比较系列梯度稀释操作和涂布平板操作接种环在固体培养基表面连续划线涂布器接种环从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板不能计数使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法4.注意事项：注意事项三注意事项四注意事项一注意事项二将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧；不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。过程中所有操作都应在酒精灯火焰旁进行10g土样加入盛有90mL无菌水中后，已稀释10倍，在计算时，不要忽略；由于使用的是选择培养基，所以一般情况下，获得的单菌落即目的菌，但因为有些微生物可以利用目的菌的代谢产物来生长繁殖，所以还需要进一步验证二、微生物的选择培养（一）方法：稀释涂布平板法课堂小结微生物的选择培养微生物的选择培养选择培养基平板划线法和稀释涂布平板法的比较科学实例筛选原因、思路、启示选择培养基的原理、概念、类型、举例选择培养基的作用微生物选择培养获取纯培养物的方法-稀释涂布平板法稀释涂布平板法的操作过程稀释涂布平板法的注意事项实战训练

2．下列有关微生物纯培养的叙述正确的是（

）A．接种后，在培养皿皿底做标记再将平板倒置于恒温培养箱中培养B．在酒精灯火焰附近将冷却至室温的培养基倒入培养皿C．可用稀释涂布平板法和平板划线法对微生物进行分离和计数D．配制好的培养基转移到锥形瓶后，可采用高压蒸汽灭菌或干热灭菌实战训练

3．下列关于大肠杆菌的培养的叙述不正确的是（

）A．配制固体培养基所加的琼脂是从红藻中提取的脂类B．在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌C．用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要保证待测样品稀释的稀释度合适D．使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃实战训练

4．幽门螺杆菌（Hp）生存于人体胃的幽门部位，能够引起慢性胃炎等胃部疾病。尿素在酶的作用下分解产生NH3和CO2。体检时常用14C呼气试验来诊断测试者是否感染Hp，测试者口服含14C标记的尿素胶囊，一段时间后通过测定呼出的气体是否含有14CO2来诊断是否感染Hp。医务工作者也可以采集胃病患者样本进行微生物的纯化操作，判断是否感染Hp。下列相关分析错误的是（

）A．呼气试验的前提是Hp能合成和分泌脲酶，从而催化尿素分解.B．对样本进行微生物的纯化操作时，一般采用固体培养基C．筛选Hp的培养基应以尿素为唯一氮源，能抑制杂菌生长D．在培养基中可加入醋酸洋红液来鉴定是否分离得到了Hp实战训练

5．如图为纯培养酵母菌的一个操作环节，下列相关叙述中，错误的是（

）A．该操作步骤是接种，方法是平板划线法B．除第一次划线外，以后的每一次划线的起点是上一次划线的末端C．图中所示的培养基的灭菌，可以采用湿热灭菌和灼烧灭菌D．该接种方法不适用于酵母菌的计数实战训练

6．从土壤中筛选纤维素分解菌的实验设计，正确的是（

）A．土壤取样→梯度稀释→平板划线操作→挑选菌落B．土壤取样→选择培养→稀释涂布平板→挑选菌落C．土壤取样→梯度稀释→选择培养→挑选菌落D．土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→选择培养→挑选菌落实战训练

7．关于实验室培养和纯化纤维素分解菌过程中的部分操作，下列说法正确的是（）A．为了防止杂菌污染应将采集的土样进行高压蒸汽灭菌B．倒平板时将培养皿打开一条细缝，不要完全打开，防止杂菌污染C．纯化培养时，对培养皿皿盖做标记，培养皿应正放于恒温培养箱内进行培养D．获取纯培养物的过程中，应根据微生物的种类调整培养基的pH实战训练

8．我国高纬度地区温度较低，使得森林落叶分解速度较慢，为加快其物质循环速率，某生物小组进行了两组实验：①测定当地不同温度条件下微生物分解落叶的速率；②筛选分离出耐低温的落叶分解菌。下列实验操作错误的是（）A．实验①设置的不同温度可参考当地不同季节的平均气温B．实验①每个温度下可将含落叶的土壤均分为两份，一份灭菌一份不灭菌C．实验②可选择植被茂密落叶较多的区域，从土壤中取样进行筛选D．实验②中对落叶分解菌分离并计数，可用稀释涂布平板法或平板划线法实战训练

9．土壤中含有丰富的微生物资源，某科研工作小组采用稀释涂布平板法筛选土壤中分解能力强的纤维素分解菌。已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。下列相关实验操作正确的是（

）A．接种后立即将平板倒置培养，可避免冷凝水造成的污染B．取适量自来水经高压蒸汽灭菌后，可获得本实验所需无菌水C．若使用同一移液管吸取菌液用于涂布时，应按照菌液稀释度由小到大的顺序D．为研究纤维素分解菌的分解能力，测量时可直接在培养皿的底部进行透明圈和菌落直径的测定实战训练

10．微生物的纯化培养时需要为其提供充足的营养和适宜的环境条件。下列相关叙述正确的是（）A．从土壤中分离硝化细菌时，培养基中可以不加碳源和氮源B．牛肉膏蛋白胨培养基可直接用于细菌、病毒等微生物的纯培养C．在培养霉菌时，需要将培养基调至酸性D．在富含纤维素的培养基中加入刚果红可促进其被微生物水解利用实战训练

11．纤维素分解菌能够产生纤维素酶，已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物：而当纤维素被纤维素酶分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。现将不能直接吸收纤维素的甲、乙两种菌分别等量接种在刚果红琼脂平板上培养。甲菌菌落周围没有出现透明圈，乙菌菌落周围出现透明圈，下列说法错误的是（

）A．乙菌菌落出现透明圈说明乙菌属于纤维素分解菌B．实验中所用的刚果红培养基以纤维素为唯一碳源C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比D．该平板可用来比较纤维素分解菌分泌纤维素酶的能力实战训练

12．某同学用下表所示的培养基培养纤维素分解菌。下列叙述正确的是（）（青霉素会抑制细菌生长）成分NaNO3K2HPO4KClMgSO4·7H2OFeSO4葡萄糖H2O青霉素含量3g1g0．5g0．5g0．01g30g1L0．1万单位A．根据物理性质，该培养基属于固体培养基B．该培养基可用来筛选抗青霉素的微生物C．该微生物的培养基适合新冠病毒的培养D．该培养基用于培养纤维素分解菌，应除去葡萄糖，添加纤维素实战训练

13．益生菌是一类食用后能在肠道内发挥调节功能的活菌。市售的某益生菌品牌宣传其产品中活菌数不少于107

个/g，研究小组尝试检测该品牌益生菌中的活菌含量是否与宣传一致，实验步骤为：制备培养基→调节pH→灭菌→倒平板→梯度稀释样品→接种→培养→计数。下列叙述正确的是（

）A．培养箱中氧含量的变化不会影响所培养益生菌的繁殖和代谢B．若用显微镜直接计数法进行计数，统计的结果就是活菌的数目C．对该品牌益生菌进行计数时，稀释涂布平板法统计的数目会比实际值略大D．本实验可选择牛肉膏蛋白胨培养基，培养基应用高压蒸汽灭菌法进行灭菌实战训练

14．下列有关土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验描述错误的是（）A．土壤中的细菌，绝大多数分布在距离地表约3～8cm的土壤中，取样时一般铲去表层土B．测定土壤中细菌的数量，一般选用102、103、104倍数的稀释液进行平板培养C．取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要灭菌D．在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作实战训练

15．某兴趣小组从土壤中分离分解尿素的细菌，流程如图所示，关于该过程的说法错误的是（）A．该实验配制的培养基中不含牛肉膏和蛋白胨B．图中菌液稀释10倍时所加的无菌水的量都为9mLC．实验的合理顺序为“称量→溶解→灭菌→调pH→倒平板→接种土壤样本→菌落计数”D．图中接种过程所用的工具经灼烧灭菌，冷却后使用实战训练

16．尿素是一种非蛋白氮饲料，常被用于反刍动物日粮配制，以降低日粮蛋白用量，节约饲养成本。反刍动物的瘤胃中尿素被分解成氨，氨则被用于合成优质微生物蛋白。某兴趣小组尝试从奶牛的瘤胃中分离出尿素分解菌。下列有关叙述正确的是（