学年高中生物第1章微生物技术第2课时微生物的选择与纯培养同步备课教学案北师大版选修1Word文件下载.docx
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高氮源（C∶N＝4∶1）
7.2～7.6
牛肉膏蛋白胨培养基
酵母菌和霉菌
高碳源（C∶N＝16∶1）
5～6
马铃薯葡萄糖琼脂培养基
3.选择培养基
根据微生物对营养物质、pH、氧气等要求的不同，在培养基中加入某种化学物质，促进需要的微生物的生长，或者抑制不需要的微生物的生长，从而淘汰不需要的微生物，分离得到需要的微生物纯种，这样的培养基称为选择培养基。
1.不同种微生物菌落的区别
（1）酵母菌菌落与细菌菌落有何区别？
答案 酵母菌菌落外形上与细菌极为相似，但比细菌菌落大而厚，颜色也较单调。
（2）霉菌菌落与细菌菌落有何区别？
答案 霉菌菌落较疏松，常呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，一般比细菌菌落大几倍到几十倍。
2.培养基的采用及原因
（1）培养细菌常采用什么培养基，原因是什么？
答案 牛肉膏蛋白胨培养基，原因是细菌生长需要的氮源高（C/N比为4∶1），pH中性或微碱性（pH7.2～7.6），因此培养细菌常采用牛肉膏蛋白胨培养基。
（2）培养酵母菌和霉菌常采用什么培养基，原因是什么？
答案 马铃薯葡萄糖琼脂培养基，酵母菌和霉菌生长所需的碳源含量高（C/N比为16∶1），pH偏酸性（pH5～6），因此培养酵母菌和霉菌常采用马铃薯葡萄糖琼脂培养基（简称PDA）。
归纳总结
（1）菌落中的微生物是同一类型的，可以看做一个种群，菌落的特征是进行菌种鉴定的重要依据之一。
（2）常见的选择培养基
①加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。
②加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。
③无氮源培养基可以分离固氮微生物。
④石油是唯一碳源的培养基，可以分离能消除石油污染的微生物。
⑤将培养基放在高温环境中培养，分离耐高温的微生物。
1.下列关于四种生物的能源、碳源、氮源和代谢类型的描述，其中正确的一组是（ ）
项目
硝化细菌
乳酸菌
酵母菌
衣藻
能源
氧化NH3
分解乳酸
固定N2
利用光能
碳源
CO2
糖类
氮源
NH3
N2
NO
代谢类型
自养需氧型
异养需氧型
A.硝化细菌、乳酸菌B.乳酸菌、酵母菌
C.酵母菌、衣藻D.硝化细菌、衣藻
答案 D
解析 解答此题时应明确：
硝化细菌、乳酸菌属于细菌，酵母菌属于真菌，衣藻属于真核生物。
微生物所需的能源、碳源、氮源因其同化作用类型的不同而不同。
2.培养基是人工配制的适合不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。
先用完全培养基培养混合菌种，然后分别放在A、B、C三种特殊培养基上培养，分别得到菌落①、②、③。
其中A培养基以蛋白质为唯一碳源；
B培养基中缺氮源；
C培养基中成分如下表：
成分
粉状硫
MgSO4·
7H2O
（NH4）2SO4
FeSO4
KH2PO4
CaCl2
H2O
含量
10g
0.5g
0.4g
0.01g
4g
25g
1000mL
请分析回答：
（1）菌落③同化作用类型最可能是。
A.光能自养型B.化能自养型
C.异养型D.A或B
（2）如果要获得具有固氮能力的菌株，应选用菌落；
如果要培育获得大量蛋白酶的菌株，应选用菌落。
（3）从题中分析可见，生物进化的内在因素是，对生物生存起重要作用的因素是。
问题导析
（1）蛋白酶可水解蛋白质为氨基酸。
（2）当培养基无氮源时，固氮微生物可以进行固氮作用，获得氮源。
（3）题干表格中缺少碳源成分且含硫较多。
答案
（1）B
（2）② ① （3）遗传和变异 外界环境条件
解析 由题目可知：
A培养基以蛋白质为唯一碳源，则菌落①的菌株可合成较多的蛋白酶；
B培养基中缺氮源，只能培养固氮微生物；
C培养基中无碳源且含有大量粉状硫，可培养化能自养型微生物，所以生物的生存是由外界环境条件决定的。
二、微生物的分离与纯化
要研究某种微生物的特性，就要从混杂的样品中分离所需的菌种进行纯培养。
阅读教材，试以大肠杆菌为例探讨微生物分离与纯化的方法。
1.实验原理
微生物的分离与纯化就是将待检测微生物样品通过划线或涂布接种在固体培养基上，样品中的每一个细胞或孢子都可以生长繁殖形成单个菌落。
将单个菌落接种到斜面培养基上，经培养后，即可得到一个微生物的纯种。
2.方法步骤
（1）稀释：
用1mL无菌吸管吸取1mL大肠杆菌培养液，加入到盛有9mL无菌水的大试管中，充分混匀，然后用无菌吸管从此试管中吸取1mL加入另一支盛有9mL无菌水的试管中混合均匀，依次类推制成10－1、10－2、10－3、10－4、10－5、10－6系列稀释度的大肠杆菌稀释液。
（2）划线或涂布
①平板划线分离法
a.操作：
在近火焰处，左手拿皿底，右手拿接种环，挑取大肠杆菌培养液一环在平板上划线。
b.划线方法：
平行划线和连续划线。
c.平行划线时，第一次划线及每次划线之前都要灼烧接种环，划线结束后也要灼烧接种环，目的分别是什么？
答案
第一次灼烧
每次划线之前灼烧
划线结束时灼烧
目的
杀死接种环上原有的微生物
杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线后菌种数目减少
杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
②涂布分离法
a.将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。
b.取不超过0.1mL的菌液，滴加到培养基表面。
c.将蘸有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却8～10s。
d.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，使菌液分布均匀。
（3）培养：
将接种的平板倒置于培养箱或温室中37℃培养16～24h。
3.接斜面
从单个菌落上挑取少许细胞，接种到斜面培养基上，置于培养箱或温室37℃培养24h，菌种长好后，4℃保存备用。
1.平板划线分离法操作注意事项
（1）平板划线分离法接种菌种时，哪些操作可防止杂菌污染？
答案 ①接种前将接种环放在酒精灯火焰上灼烧。
②划完一个区域后，将接种环灼烧，冷却后再划下一区域。
③接种环沾取菌液时，要将试管口、棉塞等通过火焰。
④划线时将培养皿打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内。
（2）在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？
答案 避免接种环温度太高，杀死菌种。
（3）在做第二次划线以及其后的操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？
答案 划线后末端含有的细菌数目较少，每次从上一次的末端开始划线能够使细菌的数目随划线次数的增加而逐渐减少，最终分散成单个的细菌。
（4）为何最后一次划线不能与第一次划线相连？
答案 最后一次划线已经将细菌稀释成单个的细胞，如果与第一次划线相连则增加了细菌的数目，得不到纯化的效果。
2.涂布分离法操作注意事项
（1）涂布分离法的所有操作都应在火焰附近进行。
结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想将菌液滴加到培养基上时应如何进行无菌操作？
答案 应从操作的各个细节保证“无菌”。
例如，酒精灯与培养皿的距离要合适，吸管头不要接触任何其他物体，吸管要在酒精灯火焰附近等。
（2）操作结束后，为什么要将一个未接种的培养基和接种的培养基放在一起培养？
未接种的培养基表面是否有菌落生长很关键。
如果有菌落生长，说明了什么？
答案 培养未接种培养基的作用是对照。
未接种的培养基在恒温箱中保温1～2d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的；
若有菌落生长，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染，需要重新制备。
归纳总结 平板划线分离法和涂布分离法的比较
平板划线分离法
涂布分离法
特点
操作简单，但是单菌落不易分离
操作复杂，但是单菌落易分离
原理
连续划线。
由于划线后，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
将菌液进行一系列的梯度释，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。
在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养皿表面形成单个菌落
操作注意事项
第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环，在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环。
在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高杀死菌种
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。
应从操作的各个细节保证“无菌”。
例如，对涂布器等接种器具进行消毒和灭菌、酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围；
等等
相同点
用平板划线分离法和涂布分离法接种的目的是：
使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种
3.涂布分离法是微生物培养中常用的一种接种方法。
下列相关叙述错误的是（ ）
A.操作前需要将菌液进行一系列的梯度稀释
B.需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面
C.不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个菌落
D.操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理
答案 C
解析 涂布分离法要先将菌液进行一系列的梯度稀释，A项正确；
只有在稀释度足够高的菌液中，聚集在一起的微生物才被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落，故而要将不同稀释度的菌液分别涂布平板，B项正确、C项错误；
在稀释涂布过程中，为防止杂菌污染，要对培养基和涂布器等进行严格灭菌处理，D项正确。
一题多变
（1）B项中不同稀释度的菌液一般涂布几个平板为宜？
答案 为保证结果准确，每个稀释度的菌液一般涂布3个平板，并对结果取平均值。
（2）如何证明该接种过程是成功的？
答案 将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入适宜温度的恒温箱中，培养12h和24h后，观察培养基上的菌落情况，若未接种的培养基上无菌落生长，则证明操作是成功的；
否则不成功。
（3）题中如果不同稀释度的菌液接种后都不能得到单细胞菌落，原因可能是什么？
答案 可能是稀释度不够，聚集在一起的微生物没能被分散成单个细胞。
（4）如果不进行D项操作，培养基上的菌落可能有哪些变化？
答案 菌落种类和数目增多。
4.图甲是涂布分离法中的部分操作，图乙是平板划线分离法操作结果。
下列叙述中，错误的是（ ）
A.甲中涂布前要将涂布器灼烧，冷却后才能取菌液
B.对于浓度较高的菌液，如果甲中的稀释倍数仅为102，则所得的菌落可能不是由单一的细胞或孢子繁殖而成
C.乙中培养皿中所得的菌落都符合要求
D.乙中的连续划线的起点是上一次划线的末端
（1）对菌液进行稀释时，菌液中菌体的浓度越高，则稀释的倍数也要越高，菌体的浓度低时，则稀释的倍数不必太高。
（2）高温会杀死菌体，所以一些经过高温或灼烧灭菌的器材需要冷却后才能接触菌种。
（3）平板划线分离法的多次划线中，菌体越来越少，即不同划线处的菌体数目不同，所以形成的菌落并非全部是由单个菌体繁殖而成的。
解析 灼烧后的涂布器如果没有冷却就接触菌种，会将菌体杀死，A正确；
稀释倍数过低，会导致多个菌体聚集在一起繁殖成菌落，B正确；
平板划线分离法中一般最后一次划线的末端处形成的菌落才是由单一的细胞或孢子繁殖而成，这种菌落才符合要求，C错误；
连续划线中，除了第一次划线外，每一次划线的起点是上一次划线的末端，目的是使菌体密度越来越小，保证最后划线末端处的菌落是由单一的细胞或孢子繁殖而成，D正确。
稀释倍数和划线次数是两种接种方法的关键，决定稀释倍数和划线次数的因素是什么？
答案 决定稀释倍数及划线次数的因素是菌液的浓度，如果菌液的浓度较高则需要高倍数的稀释，所划线次数也要较多，否则就可以低倍稀释或减少划线次数。
拓展提升
两种接种方法中，只有涂布分离法才适合对细菌进行计数的原因
只要稀释倍数足够高，则涂布分离法中形成的每个菌落都是由单一菌体繁殖而成的，即一个肉眼看不见的细菌对应着一个可以看见的菌落，可以通过统计菌落的数目推测出细菌的数目。
而平板划线分离法中一般除了最后一次划线末端处的菌落是由单一的细菌繁殖而成的，其他每个菌落往往是由多个细菌一起繁殖而成，即一个菌落并非对应着一个细菌，所以不适合用于细菌的计数。
1.微生物培养过程中，肉眼鉴别金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的重要依据是（ ）
A.细菌的大小、形状、颜色
B.菌落的大小、形状、颜色
C.有无鞭毛
D.培养基的不同
答案 B
解析 微生物的鉴别和分离，一般要用固体培养基，由于不同微生物在固体培养基上长出菌落的形状、颜色等各不相同，所以可以作为鉴别的标准，因为每一个细菌细胞很小，肉眼无法看到其颜色、形状等。
2.通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。
在缺乏氮源的培养基上，大部分微生物无法生长；
在培养基中加入青霉素，可以抑制细菌和放线菌；
在培养基中加入10%的酚，可以抑制细菌和霉菌。
利用上述方法不能从混杂的微生物群体中分离出（ ）
A.大肠杆菌B.霉菌
C.放线菌D.圆褐固氮菌
答案 A
解析 固氮细菌的生长不需要从培养基中获得氮源，可在缺乏氮源的培养基上正常生长，因此可分离出圆褐固氮菌；
在加入青霉素的培养基上不能生长细菌和放线菌，可分离出霉菌；
在加入10%的酚的培养基中，因该培养基能抑制细菌和霉菌的生长，所以可分离出放线菌。
利用上述三种培养基无法分离出大肠杆菌。
3.如图是微生物平板划线分离法示意图，划线的顺序为1→2→3→4→5。
下列操作方法正确的是（ ）
A.操作前不用进行任何处理
B.划线操作必须在火焰上进行
C.在5区域中才可以得到所需菌落
D.在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌
解析 划线之前应对接种环灭菌；
划线操作在酒精灯火焰旁进行；
从1区域至5区域菌落密度越来越小，可能会在3、4、5区域得到所需菌落。
4.分离纯化大肠杆菌最常用的方法是平板划线分离法和涂布分离法。
下列有关这两种方法的叙述错误的是（ ）
A.均将大肠杆菌接种在固体培养基的表面
B.获得的每个菌落均是由一个细菌繁殖而来的子细胞群
C.都应在火焰附近进行操作，以防止杂菌污染
D.稀释分散菌种的原理不同，均能达到分离纯化大肠杆菌的目的
5.下表是从土壤中分离纯化土壤细菌的培养基配方。
请回答下面的问题：
试剂
用量
牛肉膏/g
5
琼脂/g
20
蛋白胨/g
10
水/mL
1000
NaCl/g
－
（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）分离纯化微生物最常使用的接种方法是和。
（3）假设培养结束后，发现培养基上菌落连成一片，可能的原因是什么？
（列举两项）
。
答案
（1）氮源 牛肉膏和蛋白胨 灭菌
（2）平板划线分离法 涂布分离法 （3）稀释倍数不够，菌液的浓度太高；
划线时，划完第一次没有灭菌又接着划第二次；
培养过程灭菌不严格，受到微生物的污染
解析
（1）培养微生物的培养基中一般含有水、无机盐、碳源、氮源和生长因子。
牛肉膏、蛋白胨既是碳源又是氮源；
培养基在接种前必须灭菌处理。
（2）微生物常用的接种方法包括平板划线分离法和涂布分离法。
（3）多种因素都会导致接种的菌种密度较大，没有形成单一的菌落。
课时作业
[基础过关]
1.用平板划线分离法或涂布分离法纯化大肠杆菌时（ ）
①可以用相同的培养基 ②都需要使用接种针进行接种
③都需要在火焰旁进行接种 ④都可以用来计数活菌
A.①②B.③④
C.①③D.②④
解析 平板划线分离法或涂布分离法都使用固体培养基，故①正确；
平板划线分离法采用接种针或接种环进行操作，而涂布分离法采用涂布器进行操作，故②错误；
纯化时，要进行无菌操作，需要在火焰旁接种，避免空气中的微生物混入培养基，故③正确；
平板划线分离法一般用于分离而不是计数，故④错误。
2.下列有关平板划线分离法操作的叙述，不正确的是（ ）
A.第一步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.每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上的菌种
C.在第二区域内划线，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，避免细菌污染环境和感染操作者
解析 在第二区域内划线时，接种环上的菌种来源于第一次划线的末端。
3.下列依次表示倒平板、接种的位置以及平板划线分离法接种的路径的示意图，其中错误的是（ ）
解析 平板划线分离法除第一次划线外，以后的每一次划线都从上一次划线的末端开始。
4.涂布分离法操作需要用到（ ）
A.接种环、滴管、酒精灯
B.接种环、移液管、酒精灯
C.涂布器、移液管、酒精灯
D.涂布器、接种环、酒精灯
5.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.对比分析培养基上是否生有杂菌
C.没必要放入未接种的培养基
D.为了下次接种时再使用
6.获得纯净培养物的关键是（ ）
A.将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌
B.接种纯种细菌
C.适宜环境条件下培养
D.防止外来杂菌的入侵
[能力提升]
7.如图为纯化大肠杆菌的一个操作环节，下列相关叙述中，错误的是（ ）
A.该操作步骤是接种，方法是平板划线分离法
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.图中细菌密度最小的是5处
D.该接种方法适用于细菌的计数
解析 图中所示的纯化方法是平板划线分离法，该方法要求连续划线多次，直到最后一次划线的末端细菌呈单个存在，所以该方法仅用于纯化大肠杆菌但不适用于细菌的计数。
8.做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是（ ）
A.高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖
B.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
C.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上
解析 A项错，高压灭菌加热结束后，让其自然冷却后再慢慢打开排气阀以排除余气，然后才能开盖取物；
B项错，倒平板时左手拿培养皿，右手拿锥形瓶，左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，倒入培养基后立即盖上培养皿皿盖；
C项错，灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种；
D项对，在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记。
9.平板划线分离法和涂布分离法是纯化微生物的两种常用方法，下列描述正确的是（ ）
A.都要将菌液进行一系列的梯度稀释
B.平板划线分离法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作
C.涂布分离法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养
D.都会在培养基表面形成单个的菌落
解析 平板划线分离法不需要进行梯度稀释，涂布分离法是将不同稀释度的菌液滴加到固体培养基的表面再用无菌玻璃涂棒将菌液均匀地涂布在培养基表面。
平板划线分离法和涂布分离法都能在培养基表面形成单个菌落。
10.平板划线分离法和涂布分离法是常用的两种接种方法。
下列相关叙述中错误的是（ ）
A.平板划线分离法要求要连续多次划线，且除了第一次划线外，每一次划线的起点都是上一次划线的终点
B.除了第一次划线需要将接种环灼烧灭菌外，以后的划线可以不用灭菌
C.如果菌液本来浓度不高，则可以适当降低稀释倍数
D.充分稀释和连续划线的目的都是为了使形成的菌落是由单一的细菌细胞繁殖而成
解析 平板划线分离法需要连续划线的目的就是使得细菌的浓度降低，所以除了第一次划线外，以后每次划线的起点都是上一次划线的终点，A正确；
每一次划线前都要将接种环进行灼烧，将上次划线结束后残留的细菌杀死，使细菌尽快分散成单个，B错误；
稀释倍数要随菌液的浓度而定，如果菌液的浓度太大，则需要更高的稀释倍数，否则就可以适当降低稀释的倍数，C正确；
涂布分离法中的充分稀释及平板划线分离法中的连续划线，目的都是为了保证菌落是由单一的细菌细胞繁殖而成的，D正确。
11.回答以下关于微生物的培养和发酵的问题：
（1）某中学生物兴趣小组在进行A细菌的培养过程中，发现了另一种B细菌，在B细菌周围A细菌的生长繁殖受到抑制，这有可能是B细菌产生了不利于（抑制）A细菌生存的物质。
现在请你在以下实验的基础上，继续完成验证A细菌生长繁殖受到抑制的原因的实验过程：
（用序号、文字和箭头作答）。
（2）上图示培养基中加入了凝固剂（或琼脂），致使该培养基属于。
培养微生物前，所用培养基一般需采用法进行灭菌，接种微生物常用的方法有和，其中后者也可用于微生物的计数。
答案
（1）④去除步骤③中培养皿里的B细菌并保留培养基→⑤再接种A细菌→⑥培养一段时间→⑦观察A细菌的生长情况（答案合理即可）
（2）固体培养基 高压蒸汽灭菌 平板划线分离法 涂布分离法
解析
（1）在去除B细菌的培养基上再接种A细菌，可根据A细菌的生长情况来验证是否是B细菌产生了不利于A细菌生存的物质。
（2）固体培养基中一般需加入琼脂
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