第2节 微生物的培养技术及应用
第1课时 微生物的基本培养技术
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．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。
知识点1 培养基的配制
1．培养基
人们按照微生物对__________的不同需求，配制出供其__________的营养基质——培养基，用以培养、______、______、保存微生物或积累其代谢物。
2．培养基的种类
培养基种类 划分标准 培养基特点 作用
______培养基 物理性质 加凝固剂，如______ 微生物的分离与鉴定，活菌计数，保藏菌种
半固体培养基 容器放倒不致流出，剧烈震动则破散 观察微生物的运动、分类鉴定
______培养基 不加凝固剂 常用于工业生产
【特别提醒】 固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量和碳源。
培养基可以培养病毒吗？
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3．培养基的营养组成
(1)主要营养物质：水、______(提供碳元素的物质)、______(提供氮元素的物质)和无机盐。
(2)常见的细菌培养基——牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成
组分 含量 提供的主要营养
牛肉膏 5 g ____________________________等
蛋白胨 10 g ____________________等
NaCl 5 g 无机盐
H2O 定容至1 000 mL 水
(3)培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如：在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加________；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至______；在培养细菌时，一般需要将培养基调至______或________；在培养厌氧微生物时，需要提供______的条件。
(选择性必修3 P10“小思考”)培养基中的氮元素是微生物合成________、______等物质必需的。
基于培养基配制的认识，判断下列表述是否正确。
1．液体培养基含有水，而固体培养基不含有水。 ( )
2．牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。 ( )
3．所有微生物在培养时，培养基中都需加入氮源。 ( )
1．结合下面的资料和教材第10页中的“表1-1 1 000 mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成”，分析并回答下列问题。
资料1 配制培养酵母菌的培养基
称取去皮的马铃薯200 g，切成小块，加水1 000 mL，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20 g葡萄糖(也可用蔗糖代替)、15～20 g琼脂，用蒸馏水定容至1 000 mL。
资料2 100 g马铃薯中含有80 g水、2 g蛋白质、16 g碳水化合物，还有维生素、无机盐等。
(1)按物理性质划分，上述两种培养微生物的培养基分别是什么种类？
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)为什么各种培养基的具体配方不同，但一般都有水、无机盐、碳源和氮源？
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2．下表是某种微生物培养基的成分，据此思考回答下列问题。
编号 ① ② ③ ④ ⑤
成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O
含量 0.4 g 4.0 g 0.5 g 0.5 g 100 mL
(1)该培养基含有微生物生长所需要的营养成分有哪几类？
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)该培养基可培养什么样的微生物？说明理由。
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(3)若除去成分①，加入(CH2O)，该培养基可用于培养什么样的微生物？
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(4)培养所有微生物的培养基中都需要加入碳源、氮源吗？
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1．培养基的成分及功能
营养物质 作用 功能 主要来源
碳 源 能为微生物代谢提供碳元素 构成生物体的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质 无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸等
氮 源 能为微生物代谢提供氮元素 合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物 无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐等；有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等
生长因子 微生物生长不可缺少的微量有机物 酶和核酸的组成成分 维生素、氨基 酸、碱基等
水 是生命活动所必需的 不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定 外界摄入
无机盐 为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素，包括大量元素和微量元素 维持细胞的酸碱平衡等 无机化合物
2．几种微生物的营养和能量来源
微生物 碳源 氮源 能源
蓝细菌 、等 光能
硝化细菌 CO2 NH3 NH3的 氧化
根瘤菌 糖类等有机物 N2 有机物
大肠杆菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物
1．下列有关微生物的营养的说法，正确的是( )
A．同一种物质不可能既作碳源又作氮源
B．凡是碳源都能提供能量
C．除水以外的无机物仅提供无机盐
D．无机氮源也可能提供能量
2．下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述，正确的是( )
A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐
B．液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产
C．微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、O2、渗透压等的影响
D．营养物质的浓度越高越好
知识点2 无菌技术
1．获得纯净的微生物培养物的关键
______________。
2．消毒与灭菌
(1)概念
①消毒：使用较为______的物理、化学或生物等方法杀死物体______或内部________微生物。
②灭菌：使用______的理化方法杀死物体内外______的微生物，包括____________。
(2)类型与方法
连一连：将无菌技术类型、常用方法和适用对象用线连起来。
①消毒 ②灭菌 a.灼烧灭菌 b.干热灭菌 c.巴氏消毒 d.紫外线消毒 e.化学药物(酒精) f.高压蒸汽灭菌 Ⅰ.接种针(环) Ⅱ.操作空间(接种室) Ⅲ.培养皿 Ⅳ.牛奶等不耐高温液体 Ⅴ.操作者双手 Ⅵ.培养基 Ⅶ.试管口
3．具体操作
(1)对操作的______、操作者的衣着和手进行清洁和______。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行______。
(3)为了避免周围环境中微生物的污染，许多实验操作都应在超净工作台上并在____________附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(选择性必修3 P10“相关信息”)生物消毒法是指利用______或__________除去环境中的部分微生物的方法。例如，有的微生物能够______于多种细菌体内，使细菌裂解。
基于对无菌技术的认识，判断下列表述是否正确。
1．获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染。 ( )
2．用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行消毒。 ( )
3．无菌操作的对象只要没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)，都可采用干热灭菌法进行灭菌。 ( )
无菌技术与人们的生活息息相关。在日常生活、生产实践以及自身健康的防护中，经常用到无菌操作的方法。
1．无菌技术包括消毒和灭菌，消毒和灭菌的作用原理是什么？两者的区别是什么？
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2．对培养基、培养皿、接种环、实验者的双手、空气和牛奶常采用的灭菌或消毒方法分别是什么？
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3．牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是什么？
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4．为什么体积分数为70%的酒精杀菌效果较好？
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1．消毒和灭菌的比较
2．不同消毒方法的特点
1．下列有关无菌技术的说法，正确的是( )
A．无菌技术的关键是杀灭实验室中所有的微生物
B．培养微生物的试剂和器具都要进行湿热灭菌
C．经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭，不能在常温下长期保存
D．无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌
2．在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。请回答下列问题：
(1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具____________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是______________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能______________。在照射前，适量喷洒________，可强化消毒效果。
(4)水厂供应的自来水通常是经过________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是____________________________________________。
知识点3 微生物的纯培养
1．概念
(1)培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类______________称为培养物。
(2)纯培养物：由__________繁殖所获得的微生物群体。
(3)纯培养：获得__________的过程。
2．步骤
微生物的纯培养包括____________、______、______、______和______等步骤。
3．酵母菌的纯培养
(1)原理：微生物群体分散或稀释成单个细胞，单个细胞繁殖成单个菌落。
菌落：分散的微生物在适宜的______培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的____________。
(2)获得单菌落的方法：采用__________法和______________法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
(3)步骤
4．倒平板的具体操作步骤
5．平板划线的具体操作步骤
1．划线操作时，在第二次及以后划线时，总是从上一次划线末端开始划线。这样做的目的是什么？
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2．为什么最后一次的划线与第一次的划线不能相连？
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基于微生物纯培养的认识，判断下列表述是否正确。
1．培养基分装到培养皿后进行灭菌。 ( )
2．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。 ( )
3．接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌。 ( )
下图1是倒平板的部分操作示意图，图2是平板划线法的操作示意图。
1．图1中a步操作的目的是什么？b步操作的原因是什么？
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2．用字母和箭头表示图2平板划线操作的正确步骤。
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3．若要按照如图2 d进行划线，那么在接种划线的操作过程中，共灼烧了几次接种环？
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4．接种结束后，为什么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，未接种的培养基表面如果有菌落生长，说明了什么？
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1．平板划线操作的注意事项
(1)蘸取菌液前及每次划线之前都需要灼烧接种环，划线操作结束后仍需灼烧接种环，三种灼烧的目的不同。
目的 项目
蘸取菌液前灼烧 避免接种环上可能存在的微生物污染菌种
每次划线前灼烧 杀死上一次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上一次划线的末端
划线操作结束后灼烧 及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者
(2)在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免温度过高杀死菌种。
(3)除第一次划线外，每次划线都从上一次划线的末端开始，这样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。
(4)划线时用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
2．平板划线法的结果与评价
(1)平板划线法结果
平板划线示意图(A)及培养后菌落分布示意图(B)如下图所示。
(2)在接种酵母菌的培养基上可观察到独立的菌落，这些菌落在颜色、形状和大小上相似，酵母菌菌落一般表面光滑，多呈乳白色。
(3)若在培养基中观察到不同形态的菌落，原因可能是菌液不纯，混入其他杂菌，或在实验操作过程中被杂菌污染。
1．如图是倒平板的操作，下列相关叙述错误的是( )
A．正确的操作顺序应该是丙→乙→甲→丁
B．甲在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染
C．丁操作必须要等平板冷却凝固后才能进行
D．培养基冷却到50 ℃左右时倒平板是由于该温度下不易受杂菌污染
2．在分离、纯化细菌的实验中，划线接种(甲)、培养结果(乙)如下图，a、b、c、d是划线的四个区域。下列叙述错误的是( )
A．配制培养基时需进行高压蒸汽灭菌
B．甲中a区域为划线的起始位置
C．连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落
D．图示接种过程中接种环灼烧了5次
1．核心概念
(1)消毒：指使用较为温和的物理、化学或生物等
方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
(2)灭菌：指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
(3)菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
2．结论语句
(1)各种培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。
(2)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。
(3)由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。
1．不同培养基的具体配方不同，但一般都含有( )
A．碳源、磷酸盐和维生素
B．氮源和维生素
C．水、碳源、氮源和无机盐
D．碳元素、氧元素、氢元素、氮元素
2．采用干热灭菌、灼烧灭菌、高压蒸汽灭菌、紫外线照射等几种方法，可分别杀死哪些部位的杂菌( )
A．接种环、吸管、培养基、接种室
B．吸管、接种环、培养基、接种箱
C．培养基、吸管、接种环、接种箱
D．培养皿、吸管、培养基、双手
3．下列有关微生物的分离与培养的叙述，错误的是( )
A．获得纯培养物的关键是防止杂菌污染
B．倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落造成污染
C．倒平板时将培养皿的盖拿开，以便于将锥形瓶中的培养基倒入培养皿
D．检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温箱中培养
4．下图为微生物的实验室培养的有关操作，相关叙述错误的是( )
A．步骤①中，需将接种工具灼烧至变红，以杀灭杂菌
B．步骤②中，将接种工具冷却时不宜距酒精灯火焰太远
C．图中接种方法的目的是使菌种逐渐稀释，经培养后获得单个菌落
D．接种后应将培养皿倒置培养，培养后可以根据结果进行微生物计数
5．下表是培养某微生物的培养基的配方，请回答下列问题。
组分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水
用量 5 g 10 g 5 g 20 g 1 000 mL
(1)培养基的类型很多，但培养基中一般都含有水、碳源、________和无机盐。上述培养基配方中能充当碳源的成分是____________________。培养基配制完成以后，一般还要调节pH并对培养基进行________处理。
(2)在配制培养基时，除考虑营养条件外，还要考虑________、________和渗透压等条件。
(3)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养器皿进行________(填“消毒”或“灭菌”)；操作者的双手需进行清洁和________；空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质________，还能损伤DNA的结构。
(4)分离纯化微生物最常使用的接种方法是______________。
(5)在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
第1课时 微生物的基本培养技术
知识点1
自主梳理
1．营养物质 生长繁殖 分离 鉴定 2．固体 琼脂 液体
3．(1)碳源 氮源 (2)碳源、氮源、磷酸盐和维生素 碳源、氮源和维生素 (3)维生素 酸性 中性 弱碱性 无氧
微思考
提示：病毒为非细胞生物，只能在活细胞中营寄生生活，不能利用人工培养基来培养。
教材隐性知识
蛋白质 核酸
基础诊断
1．× 提示：液体培养基和固体培养基都含有水，它们的区别为是否含有凝固剂。
2．√
3．× 提示：培养固氮微生物的培养基可以不添加氮源。
合作探究
1．(1)提示：由于琼脂是凝固剂，所以培养酵母菌的培养基是固体培养基，而牛肉膏蛋白胨培养基未加凝固剂，是液体培养基。
(2)提示：微生物的化学组成大体相同，主要由C、H、O、N、P、S等大量元素和Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等微量元素组成，这些元素最终来自外界环境中的各种有机物和无机物。
2．(1)提示：该培养基含有的营养成分有三类：水、无机盐和氮源。
(2)提示：该培养基培养的是自养型微生物，因为该培养基中不含有含碳有机物。
(3)提示：若除去成分①，加入含碳有机物可用于培养固氮菌。
(4)提示：不是。自养型微生物能利用无机碳源(比如空气中的CO2)，培养基中不用添加碳源；固氮微生物可利用N2作为氮源，培养基中不用加入氮源。
对点练习
1．D [对一些微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物可以既是碳源，又是氮源，A错误；CO2是光能自养型细菌的碳源，但不能提供能量，B错误；除水以外的无机物种类繁多、功能多样，如CO2可作自养型微生物的碳源，C错误；硝化细菌所利用的氮源是无机氮源——氨气，同时氨气的氧化过程也为硝化细菌提供用以化能合成作用的能量，D正确。]
2．C [培养基不一定都含有碳源、氮源，如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源，培养自生固氮菌的培养基中不需加入氮源，A错误；一般固体培养基可用于观察菌落，液体培养基可用于工业生产，B错误；微生物的生长除受营养因素影响外，还受温度、pH、O2、渗透压等的影响，C正确；营养物质的浓度过高可能会造成微生物渗透失水而死亡，D错误。]
知识点2
自主梳理
1．防止杂菌污染 2.(1)温和 表面 一部分 强烈 所有 芽孢和孢子
(2)提示：
3．(1)空间 消毒 (2)灭菌 (3)酒精灯火焰
微思考
提示：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
教材隐性知识
生物 其代谢物 寄生
基础诊断
1．√
2．× 提示：用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行灭菌。
3．× 提示：培养基的灭菌一般采用湿热灭菌法。
合作探究
1．提示：消毒和灭菌都是使微生物的蛋白质变性，借此杀死微生物。灭菌可杀死处理材料中的全部微生物(包括芽孢和孢子)，而消毒仅杀死部分微生物(一般不包括芽孢和孢子)。
2．提示：分别为高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学药物消毒、紫外线消毒、巴氏消毒。
3．提示：在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。
4．提示：若酒精浓度过高，菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中；若酒精浓度过低，杀菌能力减弱。
对点练习
1．C [无菌技术的关键是防止杂菌污染，A错误；培养微生物的器具也可干热灭菌，B错误；无菌技术中，若处理对象为液体，可以用湿热灭菌法灭菌，D错误。]
2．解析：(1)在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属材质的实验器具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，其优点表现为在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。(3)紫外线照射能消毒的原因是其能够破坏微生物细胞中的DNA结构。在利用紫外线照射前，适量喷洒苯酚或煤酚皂溶液等消毒液，可强化消毒效果。(4)自来水通常是采用氯气进行消毒的。(5)采用高压蒸汽灭菌时，若压力达到设定要求，而温度未达到相应要求，最可能的原因是没有排尽高压蒸汽灭菌锅内的冷空气。
答案：(1)可以 (2)在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少 (3)破坏DNA结构 消毒液(苯酚或煤酚皂溶液) (4)氯气 (5)未将锅内冷空气排尽
知识点3
自主梳理
1．(1)微生物的群体 (2)单一个体 (3)纯培养物 2．配制培养基 灭菌 接种 分离 培养 3．(1)固体 子细胞群体 (2)平板划线 稀释涂布平板 (3)蒸馏水 干热灭菌箱 50 ℃ 酒精灯火焰 酵母菌 恒温培养箱 4.通过 稍大于 倒过来 5．灼烧 烧红 火焰旁 通过 蘸取 棉塞 缝隙 平行线 末端 二 最后一次
微思考
1．提示：将聚集的菌种逐步稀释以便得到单个细胞繁殖形成的菌落。
2．提示：最后一次的划线已经将细菌稀释成单个的细胞，如果与第一次的划线相连则增加了细菌的数目，得不到纯化的效果。
基础诊断
1．× 提示：培养基分装到培养皿之前要进行灭菌。
2．× 提示：倒平板时，将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，立即盖上皿盖。
3．√
合作探究
1．提示：图1中a步操作是让锥形瓶的瓶口通过火焰，目的是防止瓶口的微生物污染培养基。b步操作是培养基冷却凝固后将平板倒置，原因是防止培养皿盖上的水珠落入培养基，且可以避免培养基中的水分过快地挥发。
2．提示：b→a→e→f→c→g→d。
3．提示：图2 d中共划了5个区域，在每次划线前后均需要对接种环灼烧灭菌，因此共需要灼烧接种环6次。
4．提示：培养未接种培养基的作用是作对照，未接种的培养基在恒温箱中保温24～48 h后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的。若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染了，需要重新制备。
对点练习
1．D [结合倒平板的操作步骤可知，正确的操作顺序为丙→乙→甲→丁，A正确；甲在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染，B正确；丁为将培养皿倒过来放置，必须要等平板冷却凝固后才能进行，C正确；培养基冷却到50 ℃左右时倒平板是为了防止烫伤，D错误。]
2．B [为了能彻底灭菌，配制的培养基需进行高压蒸汽灭菌，A正确；起始划线的区域长出的菌落多且密，甲中d区域为划线的起始位置，a区域为划线的结束位置，B错误；连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落，C正确；由于每次使用接种环前后都要灼烧灭菌，图示甲中共有4次划线接种，接种过程中接种环灼烧了5次，D正确。]
课堂检测素养测评
1．C [虽然不同培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等，此外还应考虑pH、特殊营养物质及O2等条件。]
2．B [干热灭菌是将灭菌物品放入密闭容器如干热灭菌箱，在160～170 ℃的热空气中维持1～2 h可以达到灭菌的目的。适用于耐高温和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等；灼烧灭菌是利用酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，如接种针、接种环等；高压蒸汽灭菌用高压蒸汽灭菌锅，一般在压力为100 kPa、温度为121 ℃的条件下，维持15～30 min，主要用于培养基灭菌；紫外线照射适用于物体表面灭菌和空气灭菌，如接种室、接种箱、超净工作台等，在使用前用紫外线照射30 min。]
3．C [获得纯培养物的关键是防止杂菌污染，A正确；倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落造成污染，B正确；倒平板时用食指和拇指夹住皿盖并开启一条缝隙，使其恰好能让锥形瓶瓶口伸入，随后倒入培养基，C错误；检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温箱中培养，D正确。]
4．D [步骤①中，接种前灼烧接种环至变红，目的是杀灭接种环上可能引起污染的微生物，A正确；步骤②中，将接种工具冷却时不宜距酒精灯火焰太远，防止受到杂菌污染，B正确；所示的接种方法是平板划线法，目的是使接种的菌种逐渐稀释，经培养后获得由单个个体繁殖而来的菌落，C正确；图示的平板划线法不能用于微生物的计数，D错误。]
5．解析：(1)培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。培养基配制完成后要调节pH和灭菌。牛肉膏和蛋白胨中含碳元素，可作为有机碳源。(2)配制培养基时，除考虑营养条件外，还要考虑温度、酸碱度(或pH)和渗透压等条件。(3)灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子，所以要对培养基和培养皿进行灭菌。消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物，故操作者的双手需要进行清洁和消毒。紫外线能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结构。(4)分离纯化微生物常采用平板划线法。(5)培养微生物时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基放在恒温箱中培养一段时间，观察培养基上是否有菌落产生。
答案：(1)氮源 牛肉膏和蛋白胨 灭菌 (2)温度 酸碱度(或pH) (3)灭菌 消毒 变性 (4)平板划线法 (5)将未接种的培养基放在恒温箱中培养一段时间，观察培养基上是否有菌落产生
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第1课时 微生物的基本培养技术
第1章 发酵工程
第2节 微生物的培养技术及应用
1．培养基
人们按照微生物对__________的不同需求，配制出供其__________的营养基质——培养基，用以培养、______、______、保存微生物或积累其代谢物。
知识点1 培养基的配制
营养物质
生长繁殖
分离
鉴定
2．培养基的种类
培养基种类 划分标准 培养基特点 作用
______培养基 物理性质 加凝固剂，如______ 微生物的分离与鉴定，活菌计数，保藏菌种
半固体培养基 容器放倒不致流出，剧烈震动则破散 观察微生物的运动、分类鉴定
______培养基 不加凝固剂 常用于工业生产
固体
琼脂
液体
培养基可以培养病毒吗？
提示：病毒为非细胞生物，只能在活细胞中营寄生生活，不能利用人工培养基来培养。
【特别提醒】 固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量和碳源。
3．培养基的营养组成
(1)主要营养物质：水、______(提供碳元素的物质)、______(提供氮元素的物质)和无机盐。
(2)常见的细菌培养基——牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成
碳源
组分 含量 提供的主要营养
牛肉膏 5 g __________________________等
蛋白胨 10 g ____________________等
NaCl 5 g 无机盐
H2O 定容至1 000 mL 水
氮源
碳源、氮源、磷酸盐和维生素
碳源、氮源和维生素
(3)培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如：在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加________；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至______；在培养细菌时，一般需要将培养基调至______或________；在培养厌氧微生物时，需要提供______的条件。
维生素
酸性
中性
弱碱性
无氧
(选择性必修3 P10“小思考”)培养基中的氮元素是微生物合成________、______等物质必需的。
蛋白质
核酸
基于培养基配制的认识，判断下列表述是否正确。
1．液体培养基含有水，而固体培养基不含有水。 ( )
提示：液体培养基和固体培养基都含有水，它们的区别为是否含有凝固剂。
2．牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。 ( )
3．所有微生物在培养时，培养基中都需加入氮源。 ( )
提示：培养固氮微生物的培养基可以不添加氮源。
×
√
×
1．结合下面的资料和教材第10页中的“表1-1 1 000 mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成”，分析并回答下列问题。
资料1 配制培养酵母菌的培养基
称取去皮的马铃薯200 g，切成小块，加水1 000 mL，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20 g葡萄糖(也可用蔗糖代替)、15～20 g琼脂，用蒸馏水定容至1 000 mL。
资料2 100 g马铃薯中含有80 g水、2 g蛋白质、16 g碳水化合物，还有维生素、无机盐等。
(1)按物理性质划分，上述两种培养微生物的培养基分别是什么种类？
提示：由于琼脂是凝固剂，所以培养酵母菌的培养基是固体培养基，而牛肉膏蛋白胨培养基未加凝固剂，是液体培养基。
(2)为什么各种培养基的具体配方不同，但一般都有水、无机盐、碳源和氮源？
提示：微生物的化学组成大体相同，主要由C、H、O、N、P、S等大量元素和Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等微量元素组成，这些元素最终来自外界环境中的各种有机物和无机物。
2．下表是某种微生物培养基的成分，据此思考回答下列问题。
编号 ① ② ③ ④ ⑤
成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O
含量 0.4 g 4.0 g 0.5 g 0.5 g 100 mL
(1)该培养基含有微生物生长所需要的营养成分有哪几类？
提示：该培养基含有的营养成分有三类：水、无机盐和氮源。
(2)该培养基可培养什么样的微生物？说明理由。
提示：该培养基培养的是自养型微生物，因为该培养基中不含有含碳有机物。
(3)若除去成分①，加入(CH2O)，该培养基可用于培养什么样的微生物？
提示：若除去成分①，加入含碳有机物可用于培养固氮菌。
(4)培养所有微生物的培养基中都需要加入碳源、氮源吗？
提示：不是。自养型微生物能利用无机碳源(比如空气中的CO2)，培养基中不用添加碳源；固氮微生物可利用N2作为氮源，培养基中不用加入氮源。
深化归纳
1．培养基的成分及功能
营养物质 作用 功能 主要来源
碳 源 能为微生物代谢提供碳元素 构成生物体的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质 无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸等
营养物质 作用 功能 主要来源
氮 源 能为微生物代谢提供氮元素 合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物 无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐等；有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等
生长因子 微生物生长不可缺少的微量有机物 酶和核酸的组成成分 维生素、氨基
酸、碱基等
营养物质 作用 功能 主要来源
水 是生命活动所必需的 不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定 外界摄入
无机盐 为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素，包括大量元素和微量元素 维持细胞的酸碱平衡等 无机化合物
2．几种微生物的营养和能量来源
微生物 碳源 氮源 能源
蓝细菌 光能
硝化细菌 CO2 NH3 NH3的
氧化
根瘤菌 糖类等有机物 N2 有机物
大肠杆菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物
对点练习
1．下列有关微生物的营养的说法，正确的是( )
A．同一种物质不可能既作碳源又作氮源
B．凡是碳源都能提供能量
C．除水以外的无机物仅提供无机盐
D．无机氮源也可能提供能量
√
D [对一些微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物可以既是碳源，又是氮源，A错误；CO2是光能自养型细菌的碳源，但不能提供能量，B错误；除水以外的无机物种类繁多、功能多样，如CO2可作自养型微生物的碳源，C错误；硝化细菌所利用的氮源是无机氮源——氨气，同时氨气的氧化过程也为硝化细菌提供用以化能合成作用的能量，D正确。]
2．下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述，正确的是( )
A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐
B．液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产
C．微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、O2、渗透压等的影响
D．营养物质的浓度越高越好
√
C [培养基不一定都含有碳源、氮源，如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源，培养自生固氮菌的培养基中不需加入氮源，A错误；一般固体培养基可用于观察菌落，液体培养基可用于工业生产，B错误；微生物的生长除受营养因素影响外，还受温度、pH、O2、渗透压等的影响，C正确；营养物质的浓度过高可能会造成微生物渗透失水而死亡，D错误。]
1．获得纯净的微生物培养物的关键
______________。
知识点2 无菌技术
防止杂菌污染
2．消毒与灭菌
(1)概念
①消毒：使用较为______的物理、化学或生物等方法杀死物体______或内部________微生物。
②灭菌：使用______的理化方法杀死物体内外______的微生物，包括____________。
温和
表面
一部分
强烈
所有
芽孢和孢子
(2)类型与方法
连一连：将无菌技术类型、常用方法和适用对象用线连起来。
①消毒 ②灭菌 a.灼烧灭菌 b.干热灭菌 c.巴氏消毒 d.紫外线消毒 e.化学药物(酒精) f.高压蒸汽灭菌 Ⅰ.接种针(环)
Ⅱ.操作空间(接种室)
Ⅲ.培养皿
Ⅳ.牛奶等不耐高温液体
Ⅴ.操作者双手
Ⅵ.培养基
Ⅶ.试管口
提示：
3．具体操作
(1)对操作的______、操作者的衣着和手进行清洁和______。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行______。
(3)为了避免周围环境中微生物的污染，许多实验操作都应在超净工作台上并在____________附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
空间
消毒
灭菌
酒精灯火焰
无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？
提示：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
(选择性必修3 P10“相关信息”)生物消毒法是指利用______或__________除去环境中的部分微生物的方法。例如，有的微生物能够______于多种细菌体内，使细菌裂解。
生物
其代谢物
寄生
基于对无菌技术的认识，判断下列表述是否正确。
1．获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染。 ( )
2．用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行消毒。 ( )
提示：用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行灭菌。
3．无菌操作的对象只要没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)，都可采用干热灭菌法进行灭菌。 ( )
提示：培养基的灭菌一般采用湿热灭菌法。
√
×
×
无菌技术与人们的生活息息相关。在日常生活、生产实践以及自身健康的防护中，经常用到无菌操作的方法。
1．无菌技术包括消毒和灭菌，消毒和灭菌的作用原理是什么？两者的区别是什么？
提示：消毒和灭菌都是使微生物的蛋白质变性，借此杀死微生物。灭菌可杀死处理材料中的全部微生物(包括芽孢和孢子)，而消毒仅杀死部分微生物(一般不包括芽孢和孢子)。
2．对培养基、培养皿、接种环、实验者的双手、空气和牛奶常采用的灭菌或消毒方法分别是什么？
提示：分别为高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学药物消毒、紫外线消毒、巴氏消毒。
3．牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是什么？
提示：在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。
4．为什么体积分数为70%的酒精杀菌效果较好？
提示：若酒精浓度过高，菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中；若酒精浓度过低，杀菌能力减弱。
深化归纳
1．消毒和灭菌的比较
2．不同消毒方法的特点
对点练习
1．下列有关无菌技术的说法，正确的是( )
A．无菌技术的关键是杀灭实验室中所有的微生物
B．培养微生物的试剂和器具都要进行湿热灭菌
C．经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭，不能在常温下长期保存
D．无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌
√
C [无菌技术的关键是防止杂菌污染，A错误；培养微生物的器具也可干热灭菌，B错误；无菌技术中，若处理对象为液体，可以用湿热灭菌法灭菌，D错误。]
2．在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。请回答下列问题：
(1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具______(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是_________________________________
____________。
可以
在达到消毒目的的同时，营养物质
损失较少
(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能______________。在照射前，适量喷洒_______________________，可强化消毒效果。
(4)水厂供应的自来水通常是经过________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是___________________。
破坏DNA结构
消毒液(苯酚或煤酚皂溶液)
氯气
未将锅内冷空气排尽
[解析] (1)在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属材质的实验器具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，其优点表现为在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。(3)紫外线照射能消毒的原因是其能够破坏微生物细胞中的DNA结构。在利用紫外线照射前，适量喷洒苯酚或煤酚皂溶液等消毒液，可强化消毒效果。(4)自来水通常是采用氯气进行消毒的。(5)采用高压蒸汽灭菌时，若压力达到设定要求，而温度未达到相应要求，最可能的原因是没有排尽高压蒸汽灭菌锅内的冷空气。
1．概念
(1)培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类______________称为培养物。
(2)纯培养物：由__________繁殖所获得的微生物群体。
(3)纯培养：获得__________的过程。
知识点3 微生物的纯培养
微生物的群体
单一个体
纯培养物
2．步骤
微生物的纯培养包括____________、______、______、______和______等步骤。
3．酵母菌的纯培养
(1)原理：微生物群体分散或稀释成单个细胞，单个细胞繁殖成单个菌落。
菌落：分散的微生物在适宜的______培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的____________。
配制培养基
灭菌
接种
分离
培养
固体
子细胞群体
(2)获得单菌落的方法：采用__________法和______________法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
平板划线
稀释涂布平板
(3)步骤
4．倒平板的具体操作步骤
5．平板划线的具体操作步骤
1．划线操作时，在第二次及以后划线时，总是从上一次划线末端开始划线。这样做的目的是什么？
提示：将聚集的菌种逐步稀释以便得到单个细胞繁殖形成的菌落。
2．为什么最后一次的划线与第一次的划线不能相连？
提示：最后一次的划线已经将细菌稀释成单个的细胞，如果与第一次的划线相连则增加了细菌的数目，得不到纯化的效果。
基于微生物纯培养的认识，判断下列表述是否正确。
1．培养基分装到培养皿后进行灭菌。 ( )
提示：培养基分装到培养皿之前要进行灭菌。
2．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。 ( )
提示：倒平板时，将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，立即盖上皿盖。
3．接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌。 ( )
×
×
√
下图1是倒平板的部分操作示意图，图2是平板划线法的操作示意图。
1．图1中a步操作的目的是什么？b步操作的原因是什么？
提示：图1中a步操作是让锥形瓶的瓶口通过火焰，目的是防止瓶口的微生物污染培养基。b步操作是培养基冷却凝固后将平板倒置，原因是防止培养皿盖上的水珠落入培养基，且可以避免培养基中的水分过快地挥发。
2．用字母和箭头表示图2平板划线操作的正确步骤。
提示：b→a→e→f→c→g→d。
3．若要按照如图2 d进行划线，那么在接种划线的操作过程中，共灼烧了几次接种环？
提示：图2 d中共划了5个区域，在每次划线前后均需要对接种环灼烧灭菌，因此共需要灼烧接种环6次。
4．接种结束后，为什么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，未接种的培养基表面如果有菌落生长，说明了什么？
提示：培养未接种培养基的作用是作对照，未接种的培养基在恒温箱中保温24～48 h后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的。若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染了，需要重新制备。
深化归纳
1．平板划线操作的注意事项
(1)蘸取菌液前及每次划线之前都需要灼烧接种环，划线操作结束后仍需灼烧接种环，三种灼烧的目的不同。
目的 项目
蘸取菌液前灼烧 避免接种环上可能存在的微生物污染菌种
每次划线前灼烧 杀死上一次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上一次划线的末端
划线操作结束后灼烧 及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者
(2)在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免温度过高杀死菌种。
(3)除第一次划线外，每次划线都从上一次划线的末端开始，这样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。
(4)划线时用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
2．平板划线法的结果与评价
(1)平板划线法结果
平板划线示意图(A)及培养后菌落分布示意图(B)如下图所示。
(2)在接种酵母菌的培养基上可观察到独立的菌落，这些菌落在颜色、形状和大小上相似，酵母菌菌落一般表面光滑，多呈乳白色。
(3)若在培养基中观察到不同形态的菌落，原因可能是菌液不纯，混入其他杂菌，或在实验操作过程中被杂菌污染。
对点练习
1．如图是倒平板的操作，下列相关叙述错误的是( )
A．正确的操作顺序应该是丙→乙→甲→丁
B．甲在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染
C．丁操作必须要等平板冷却凝固后才能进行
D．培养基冷却到50 ℃左右时倒平板是由于该温度下不易受杂菌污染
√
D [结合倒平板的操作步骤可知，正确的操作顺序为丙→乙→甲→丁，A正确；甲在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染，B正确；丁为将培养皿倒过来放置，必须要等平板冷却凝固后才能进行，C正确；培养基冷却到50 ℃左右时倒平板是为了防止烫伤，D错误。]
2．在分离、纯化细菌的实验中，划线接种(甲)、培养结果(乙)如下图，a、b、c、d是划线的四个区域。下列叙述错误的是( )
A．配制培养基时需进行高压蒸汽灭菌
B．甲中a区域为划线的起始位置
C．连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落
D．图示接种过程中接种环灼烧了5次
√
B [为了能彻底灭菌，配制的培养基需进行高压蒸汽灭菌，A正确；起始划线的区域长出的菌落多且密，甲中d区域为划线的起始位置，a区域为划线的结束位置，B错误；连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落，C正确；由于每次使用接种环前后都要灼烧灭菌，图示甲中共有4次划线接种，接种过程中接种环灼烧了5次，D正确。]
1．核心概念
(1)消毒：指使用较为温和的物理、化学或生物等
方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
(2)灭菌：指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
(3)菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
2．结论语句
(1)各种培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。
(2)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。
(3)由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。
1．不同培养基的具体配方不同，但一般都含有( )
A．碳源、磷酸盐和维生素
B．氮源和维生素
C．水、碳源、氮源和无机盐
D．碳元素、氧元素、氢元素、氮元素
课堂检测 素养测评
2
4
3
题号
1
5
√
C [虽然不同培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等，此外还应考虑pH、特殊营养物质及O2等条件。]
2．采用干热灭菌、灼烧灭菌、高压蒸汽灭菌、紫外线照射等几种方法，可分别杀死哪些部位的杂菌( )
A．接种环、吸管、培养基、接种室
B．吸管、接种环、培养基、接种箱
C．培养基、吸管、接种环、接种箱
D．培养皿、吸管、培养基、双手
√
2
4
3
题号
1
5
B [干热灭菌是将灭菌物品放入密闭容器如干热灭菌箱，在160～170 ℃的热空气中维持1～2 h可以达到灭菌的目的。适用于耐高温和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等；灼烧灭菌是利用酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，如接种针、接种环等；高压蒸汽灭菌用高压蒸汽灭菌锅，一般在压力为100 kPa、温度为121 ℃的条件下，维持15～30 min，主要用于培养基灭菌；紫外线照射适用于物体表面灭菌和空气灭菌，如接种室、接种箱、超净工作台等，在使用前用紫外线照射
30 min。]
2
4
3
题号
1
5
3．下列有关微生物的分离与培养的叙述，错误的是( )
A．获得纯培养物的关键是防止杂菌污染
B．倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落造成污染
C．倒平板时将培养皿的盖拿开，以便于将锥形瓶中的培养基倒入培养皿
D．检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温箱中培养
√
2
4
3
题号
1
5
C [获得纯培养物的关键是防止杂菌污染，A正确；倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落造成污染，B正确；倒平板时用食指和拇指夹住皿盖并开启一条缝隙，使其恰好能让锥形瓶瓶口伸入，随后倒入培养基，C错误；检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温箱中培养，D正确。]
2
4
3
题号
1
5
4．下图为微生物的实验室培养的有关操作，相关叙述错误的是( )
2
4
3
题号
1
5
√
A．步骤①中，需将接种工具灼烧至变红，以杀灭杂菌
B．步骤②中，将接种工具冷却时不宜距酒精灯火焰太远
C．图中接种方法的目的是使菌种逐渐稀释，经培养后获得单个菌落
D．接种后应将培养皿倒置培养，培养后可以根据结果进行微生物计数
D [步骤①中，接种前灼烧接种环至变红，目的是杀灭接种环上可能引起污染的微生物，A正确；步骤②中，将接种工具冷却时不宜距酒精灯火焰太远，防止受到杂菌污染，B正确；所示的接种方法是平板划线法，目的是使接种的菌种逐渐稀释，经培养后获得由单个个体繁殖而来的菌落，C正确；图示的平板划线法不能用于微生物的计数，D错误。]
2
4
3
题号
1
5
5．下表是培养某微生物的培养基的配方，请回答下列问题。
2
4
3
题号
1
5
组分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水
用量 5 g 10 g 5 g 20 g 1 000 mL
(1)培养基的类型很多，但培养基中一般都含有水、碳源、________和无机盐。上述培养基配方中能充当碳源的成分是____________________。培养基配制完成以后，一般还要调节pH并对培养基进行________处理。
氮源
牛肉膏和蛋白胨
灭菌
(2)在配制培养基时，除考虑营养条件外，还要考虑________、________________和渗透压等条件。
(3)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养器皿进行________(填“消毒”或“灭菌”)；操作者的双手需进行清洁和________；空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质________，还能损伤DNA的结构。
(4)分离纯化微生物最常使用的接种方法是______________。
2
4
3
题号
1
5
温度
酸碱度(或pH)
灭菌
消毒
变性
平板划线法
(5)在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是____________________________________________ _______________________________。
2
4
3
题号
1
5
将未接种的培养基放在恒温箱中培养一段时间，
观察培养基上是否有菌落产生
[解析] (1)培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。培养基配制完成后要调节pH和灭菌。牛肉膏和蛋白胨中含碳元素，可作为有机碳源。(2)配制培养基时，除考虑营养条件外，还要考虑温度、酸碱度(或pH)和渗透压等条件。(3)灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子，所以要对培养基和培养皿进行灭菌。消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物，故操作者的双手需要进行清洁和消毒。紫外线能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结构。(4)分离纯化微生物常采用平板划线法。(5)培养微生物时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基放在恒温箱中培养一段时间，观察培养基上是否有菌落产生。
2
4
3
题号
1
5
THANKS课时分层作业(2) 微生物的基本培养技术
题组一 培养基的配制
1．下列有关培养基的叙述，正确的是( )
A．培养基所含物质的成分都相同
B．培养基只能用于培养微生物
C．向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形成肉眼可见的菌落
2．培养自养型微生物和培养异养型微生物的主要区别是( )
A．培养过程对氧气的需求不同
B．培养基中碳源不同
C．培养基中氮源不同
D．培养基中无机盐不同
3．下列有关微生物营养物质的叙述，正确的是( )
A．所有碳源都能为微生物生长提供能源
B．蛋白胨能为微生物的生长繁殖提供碳源、氮源和维生素
C．硝酸钾只能为微生物生长提供无机盐
D．营养物质越多，微生物生长繁殖越快
题组二 无菌技术
4．下列操作与消毒或灭菌无关的是( )
A．接种前用酒精灯火焰灼烧接种环
B．接种前用酒精擦拭双手
C．将平板倒置，放入培养箱中培养
D．在酒精灯的火焰旁完成接种
5．下列操作能达到灭菌目的的是( )
A．用免洗酒精凝胶擦手
B．制作泡菜前用开水烫洗容器
C．在火焰上灼烧接种环
D．用苯酚喷洒教室
6．下列有关灭菌和消毒的理解，错误的是( )
A．灭菌是指杀灭物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子
B．常用消毒方法有加热法、紫外线法、化学药剂法
C．接种环用灼烧灭菌法
D．消毒和灭菌实质上是相同的
题组三 微生物的纯培养
7．下列有关倒平板操作的叙述，错误的是( )
A．将灭过菌的培养皿放在火焰旁的工作台上
B．使打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰
C．将培养皿打开，培养皿盖倒放在桌面上
D．等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置
8．将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37 ℃恒温箱的目的是( )
A．对比观察培养基有没有被微生物利用
B．对比分析培养基是否被杂菌污染
C．没必要放入未接种的培养基
D．为了下次接种时再使用
9．下列有关平板划线操作的叙述，错误的是( )
A．每次划线前都要灼烧接种环
B．灼烧接种环后，要立即用接种环接种，防止杂菌污染接种环
C．要在酒精灯火焰旁进行
D．接种前，要将菌种试管口通过火焰
10．如图为微生物的实验室培养和纯化醋酸菌的部分操作步骤，请回答下列问题。
① ② ③ ④
(1)①是制备培养基时________的操作，该操作需待培养基冷却至________左右时进行。
(2)该实验中纯化醋酸菌的接种方法是______________；完成步骤④的操作，接种环共需要________次灼烧处理，其中最后一次灼烧的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)划线的某个平板经培养后，第一次划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二次划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落，造成划线上无菌落可能的操作失误有_____________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________(答出两个即可)。
(4)接种结束后，将④倒置培养，皿底上标注_______________________________
____________________________________________________________________。
11．下图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤，下列说法错误的是( )
A．①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
B．步骤①中待倒入的培养基冷却后盖上培养皿的皿盖
C．步骤③中，每次划线前后都需对接种环进行灭菌处理
D．划线接种结束后，将图④平板倒置后放入培养箱中培养
12．下列有关微生物实验操作的叙述，正确的是( )
A．配制细菌培养基过程中，需要在倒平板时调节培养基的pH
B．配制固体培养基时加入琼脂，其作用是为微生物生长提供碳源
C．平板划线法接种时，每次划线之前都需对接种环进行灭菌
D．实验结束后，使用完的培养基可以直接丢弃
13．无菌技术在微生物培养中至关重要，下列有关叙述正确的是( )
A．培养基高压蒸汽灭菌后，再将培养基的pH调整为中性或微碱性
B．接种环、接种针等金属用具，可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
C．使用后的培养基应立即丢弃，以免污染实验室其他培养物
D．巴氏消毒法能杀死牛奶中所有微生物，且不破坏牛奶的营养成分
14．下列有关平板划线操作的叙述，错误的是( )
A．第一次操作前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，避免细菌污染环境或感染操作者
15．请回答下列与大肠杆菌纯培养有关的问题。
(1)制备培养基：配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行____________，培养基在接种前要进行____________灭菌。
(2)纯化大肠杆菌
①通过接种环在琼脂固体培养基的表面进行连续划线的操作，将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的单菌落，这种方法称为______________。
②用该方法统计样本菌落数时________(填“需要”或“不需要”)设置对照组，为什么？___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)讨论分析
①纯化大肠杆菌时，________(填“可以”或“不可以”)用加入抗生素的方法防止杂菌感染。
②用该方法分离大肠杆菌时，从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数次，其原因是__________________________________ ____________________________________________________________________。
③大肠杆菌与酵母菌的最本质区别是____________________________________
_____________________________________________________________________。
课时分层作业(2)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14
D B B C C D C B B B C B C
10．(1)倒平板 50 ℃ (2)平板划线法 6 杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者 (3)接种环灼烧后未冷却或划线未从第一次划线末端开始 (4)组别、菌种及接种日期等信息 15．(1)调节pH 高压蒸汽 (2)①平板划线法 ②需要 (对照组)可用来判断培养基是否被污染 (3)①不可以 ②线条末端的细菌数量少，最终可得到由单个细菌繁殖而形成的菌落 ③大肠杆菌无以核膜包被的细胞核
1．D [培养基的成分不一定都相同，根据培养物的不同可进行调整，A错误；培养基既能用于培养微生物，也可用于微生物的分离、纯化和鉴定，B错误；固体培养基中去除琼脂即可制成液体培养基，C错误。]
2．B [自养型微生物可以把无机物合成有机物，在培养过程中不需要添加有机碳化合物。异养型微生物需要利用现成的有机物，在培养过程中需要添加有机碳化合物，B项符合题意。]
3．B [有机碳源能为异养微生物提供碳源和能源，无机碳源只能为自养微生物提供碳源，不能提供能源，A错误；硝酸钾能为微生物生长提供无机盐和氮源等，C错误；培养基中的营养物质需要控制一定的含量和比例，营养物质含量太多会导致培养基渗透压过高，从而抑制微生物的生长，D错误。]
4．C [接种用具、器皿、空气中都存在大量微生物，必须进行严格地消毒或灭菌。A、B、D三项都是实验操作过程中涉及的消毒或灭菌的措施。将平板倒置，放入培养箱中培养与灭菌无关。]
5．C [用免洗酒精凝胶擦手属于消毒，A错误；制作泡菜前用开水烫洗容器属于消毒，B错误；在火焰上灼烧接种环能达到灭菌目的，C正确；用苯酚喷洒教室属于消毒，D错误。]
6．D [灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子，A正确；常用消毒方法有煮沸消毒法(加热法)、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法等，B正确；接种环用灼烧灭菌法，C正确；灭菌是将物体内外的所有微生物全部杀灭，包括芽孢和孢子，消毒是使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物，D错误。]
7．C [整个倒平板过程要防止外来杂菌的入侵，因此灭过菌的培养皿应放在火焰旁，打开的锥形瓶瓶口应迅速通过火焰，培养皿应打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不能将培养皿盖完全打开，等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。]
8．B [对未接种的培养基进行培养，起到对照作用，可用来确定培养基是否被杂菌污染。]
9．B [灼烧接种环后，不可立即用接种环接种，以免接种环温度过高，将菌种杀死。]
10．(1)①是制备培养基时倒平板的操作，该操作需待培养基冷却至50 ℃左右时进行。(2)根据步骤④可知，该实验纯化醋酸菌的接种方法是平板划线法，平板划线时，每次划线前后接种环都要进行灼烧，因此完成步骤④的操作，接种环共需要6次灼烧处理，其中最后一次灼烧的目的是杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者。(3)造成划线上无菌落可能的操作失误有接种环灼烧后未冷却或划线未从第一次划线末端开始。(4)为了防止培养皿盖上的水珠滴落到培养基上引发污染，需要将培养皿倒置培养，且同时在培养基皿底标注组别、菌种及接种日期等信息。
11．B [由题图可知，①是倒平板，②是用接种环蘸取菌液，③是进行平板划线，④是培养。①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行，防止被杂菌污染，A正确；倒完平板后应立即盖上皿盖，冷却后将平板倒过来放置，B错误；每次划线前后都需对接种环进行灭菌处理，C正确；划线接种结束后，将平板倒置后放入培养箱中培养，可以避免培养基中的水分过快地挥发和防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染，D正确。]
12．C [配制细菌培养基过程中，需要在灭菌前调节培养基的pH，A错误；配制固体培养基时加入琼脂，其作用是作为凝固剂，而不是为微生物生长提供碳源，B错误；平板划线法接种时，每次划线前后都需对接种环进行灭菌，C正确；实验结束后，使用完的培养基需要经过灭菌操作后才可以丢弃，D错误。]
13．B [应将培养基的pH调整为中性或微碱性后，再对培养基进行高压蒸汽灭菌，以免杂菌污染，A错误；使用后的培养基应在灭菌处理后再丢弃，以免污染环境，C错误；巴氏消毒法可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且基本不会破坏牛奶中的营养成分，D错误。]
14．C [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的末端。]
15．(1)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行调节pH，培养基在接种前要进行高压蒸汽灭菌。(2)①题干所述接种方法为平板划线法。②平板划线法接种微生物时，需要进行不接种的空白培养实验，以判断培养基是否被污染，所以用该方法统计样本菌落数时需要设置对照组。(3)①大肠杆菌属于细菌，对抗生素敏感，培养大肠杆菌时不能用加入抗生素的方法防止杂菌感染。②平板划线法分离大肠杆菌时，从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数次，其原因是线条的末端的细菌数量少，最终可以得到由单个细菌繁殖而形成的菌落。③大肠杆菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物，它们最本质的区别是大肠杆菌无以核膜包被的细胞核。
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