2026屆新高考生物沖刺復(fù)習(xí)微生物的培養(yǎng)技術(shù)和應(yīng)用

考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌某農(nóng)業(yè)科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開發(fā)一種環(huán)境友好型生物農(nóng)藥。他們假設(shè)：長(zhǎng)期種植同種作物的患病土壤中，可能存在著能夠抑制該作物病原真菌（如鐮刀菌）的細(xì)菌（拮抗菌）?，F(xiàn)需從土壤中分離出目標(biāo)拮抗菌，并進(jìn)行純化培養(yǎng)。1.要進(jìn)行微生物分離，首先需要準(zhǔn)備培養(yǎng)基。請(qǐng)簡(jiǎn)述培養(yǎng)基的概念，并說(shuō)明在本項(xiàng)目中，培養(yǎng)基的兩項(xiàng)核心用途。培養(yǎng)基：人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出的供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)①提供營(yíng)養(yǎng)：為微生物提供碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；②分離出特定微生物：創(chuàng)設(shè)特定條件，只允許拮抗菌生長(zhǎng)，抑制其他微生物生長(zhǎng)。團(tuán)隊(duì)決定設(shè)計(jì)一種選擇性培養(yǎng)基來(lái)分離拮抗菌。他們提出了兩種思路：思路A：以病原真菌的細(xì)胞壁成分作為唯一碳源。思路B：在培養(yǎng)基中加入一定濃度的病原真菌發(fā)酵濾液（含其代謝產(chǎn)物），并添加抗生素抑制其他細(xì)菌。請(qǐng)從培養(yǎng)基類型（按功能劃分）和設(shè)計(jì)原理角度，評(píng)價(jià)哪種思路更可能直接篩選到目標(biāo)拮抗菌？并說(shuō)明理由?？键c(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌思路A，在思路A的培養(yǎng)基只有能分解病原真菌的細(xì)胞壁（分泌幾丁質(zhì)酶）的微生物才能生長(zhǎng)，這類細(xì)菌很有可能就是具有拮抗?jié)摿Φ木?。思路B中選出的菌株是適應(yīng)在病原真菌發(fā)酵液（代謝產(chǎn)物）中生存，這類細(xì)菌是耐受其代謝產(chǎn)物，不一定能抑制該真菌。2.團(tuán)隊(duì)決定設(shè)計(jì)一種選擇性培養(yǎng)基來(lái)分離拮抗菌。他們提出了兩種思路：思路A：以病原真菌的細(xì)胞壁成分作為唯一碳源。思路B：在培養(yǎng)基中加入一定濃度的病原真菌發(fā)酵濾液（含其代謝產(chǎn)物），并添加抗生素抑制其他細(xì)菌。請(qǐng)從培養(yǎng)基類型（按功能劃分）和設(shè)計(jì)原理角度，評(píng)價(jià)哪種思路更可能直接篩選到目標(biāo)拮抗菌？并說(shuō)明理由?？键c(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌培養(yǎng)基依據(jù)物理性質(zhì)分：培養(yǎng)基依據(jù)化學(xué)成分分：培養(yǎng)基依據(jù)功能分：固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基作用：用于微生物的分離與鑒定，活菌計(jì)數(shù)，保藏菌種觀察微生物的運(yùn)動(dòng)、分類鑒定用于工業(yè)生產(chǎn)、微生物的擴(kuò)大培養(yǎng)天然培養(yǎng)基（培養(yǎng)基含成分不明的天然物質(zhì)）合成培養(yǎng)基（培養(yǎng)基成分明確）選擇培養(yǎng)基（根據(jù)微生物對(duì)某些物質(zhì)的特殊需求或抗性，在培養(yǎng)基中加入某些物質(zhì)）鑒別培養(yǎng)基（在培養(yǎng)基加入某些指示劑或化學(xué)藥品，產(chǎn)生特定顏色或其他反應(yīng)）（拓展）選擇培養(yǎng)基的類型類型條件分離得到的菌種改變培養(yǎng)條件70～80℃的高溫添加某種化學(xué)物質(zhì)加入青霉素高濃度食鹽特殊碳、氮源石油是唯一碳源營(yíng)養(yǎng)缺陷不加碳源不加氮源水生棲熱菌酵母菌、霉菌等真菌金黃色葡萄球菌能消除石油污染的微生物自養(yǎng)型微生物固氮菌名稱主要用途主要化學(xué)物質(zhì)特征性變化鑒別大腸桿菌伊紅、亞甲藍(lán)鑒別纖維素分解菌剛果紅、纖維素鑒別分解尿素菌株酚紅鑒別產(chǎn)淀粉酶菌株可溶性淀粉（拓展）鑒別培養(yǎng)基的類型伊紅-亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基（P30）出現(xiàn)金屬光澤的深紫色菌落剛果紅培養(yǎng)基（p20）纖維素被分解后出現(xiàn)透明圈酚紅指示劑產(chǎn)生紅色淀粉培養(yǎng)基淀粉被分解后出現(xiàn)淀粉水解圈考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌培養(yǎng)基的配方：碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽、特殊條件（O2、PH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）例：④培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)，需要提供_____的條件。①培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)，需要在培養(yǎng)基中添加_______；②培養(yǎng)霉菌時(shí)，需要將培養(yǎng)基調(diào)至_____；③培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，需要將培養(yǎng)基調(diào)至_____________；維生素酸性中性或弱堿性無(wú)氧3.在配制上述培養(yǎng)基并分裝后，必須進(jìn)行徹底滅菌。請(qǐng)寫出對(duì)含葡萄糖的液體培養(yǎng)基最適宜的滅菌方法及其關(guān)鍵控制條件。最適宜采用高壓蒸汽滅菌法（濕熱滅菌）關(guān)鍵條件是：壓力為100kPa，溫度為121℃，維持15-30分鐘?？键c(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌4.滅菌與消毒在消除微生物的程度上有何本質(zhì)區(qū)別？在本次實(shí)驗(yàn)中，對(duì)接種環(huán)、實(shí)驗(yàn)者雙手、超凈工作臺(tái)臺(tái)面、培養(yǎng)皿分別應(yīng)采用哪種方法？滅菌是殺死物體內(nèi)外所有微生物（包括芽孢和孢子），達(dá)到無(wú)菌狀態(tài)；消毒僅殺死物體表面或內(nèi)部的病原微生物或部分微生物營(yíng)養(yǎng)體，達(dá)到無(wú)害化。接種環(huán)：滅菌（灼燒滅菌）。實(shí)驗(yàn)者雙手：消毒（用75%酒精擦拭）。超凈工作臺(tái)臺(tái)面：消毒（用紫外線照射或酒精擦拭）培養(yǎng)皿：滅菌（干熱滅菌）考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌5.什么是培養(yǎng)物、純培養(yǎng)物？什么是菌落、單菌落？什么是純培養(yǎng)？培養(yǎng)物：接種于培養(yǎng)基內(nèi)，在合適條件下形成的含特定種類微生物的群落。純培養(yǎng)物：由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體。菌落：分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部繁殖形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體。單菌落：由單個(gè)微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。純培養(yǎng)：獲得純培養(yǎng)物的過(guò)程。6.純培養(yǎng)的過(guò)程是？（以酵母菌為例）制備培養(yǎng)基滅菌倒平板接種和分離酵母菌培養(yǎng)酵母菌考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌倒平板的具體操作如下圖（P12，做筆記）：倒平板：待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時(shí)，在酒精燈火焰附近倒平板。通過(guò)灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。不要完全打開，以免雜菌污染培養(yǎng)基防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染；避免培養(yǎng)基中的水分過(guò)快地蒸發(fā)?？键c(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌接種和分離酵母菌：找出平板劃線操作中的錯(cuò)誤之處②應(yīng)握住棉塞上部，完全握住易造成雜菌污染⑥劃線時(shí)不能將培養(yǎng)皿完全打開，應(yīng)在火焰附近將培養(yǎng)皿打開一條縫隙，用接種環(huán)在培養(yǎng)基表面迅速劃三至五條平行線，蓋上皿蓋⑦劃線時(shí)第5次的劃線不能與第一次劃線相連⑧平板應(yīng)倒置培養(yǎng)考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用研發(fā)針對(duì)植物病原真菌的新型生物農(nóng)藥——從土壤中分離拮抗菌歸納總結(jié)：平板劃線操作中幾次灼燒接種環(huán)的目的12345據(jù)圖分析，需要灼燒幾次接種環(huán)？6次第一次劃線前灼燒的目的：每次劃線前灼燒的目的：最后一次劃線結(jié)束后灼燒的目的：避免接種環(huán)可能存在微生物污染培養(yǎng)物殺死上次劃線結(jié)束后殘留的菌種，使下次劃線的菌種均來(lái)自上次劃線的末端殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免微生物污染環(huán)境和感染操作者易錯(cuò)辨析(1)不含氮源的平板不能用于微生物培養(yǎng)(2)可用濕熱滅菌法對(duì)實(shí)驗(yàn)中所使用的微量離心管、細(xì)胞培養(yǎng)瓶等進(jìn)行滅菌(3)接種后未長(zhǎng)出菌落的培養(yǎng)基可以直接丟棄A．培養(yǎng)基中添加的牛肉膏可為微生物提供碳源、氮源和維生素等B．與液體培養(yǎng)基相比，固體培養(yǎng)基含有瓊脂成分C．培養(yǎng)硝化細(xì)菌時(shí)，培養(yǎng)基中需要加氮源，不需要加入碳源D．為防止雜菌污染，滅菌后的培養(yǎng)基應(yīng)立即倒入培養(yǎng)皿中并蓋上皿蓋，待冷卻后倒置E．在培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，需要將培養(yǎng)基調(diào)至中性或弱酸性F．配制培養(yǎng)基過(guò)程中應(yīng)先調(diào)pH再進(jìn)行高壓蒸汽滅菌×√×√√√××√易錯(cuò)辨析A．牛奶可使用巴氏消毒法，其優(yōu)點(diǎn)是能夠殺死全部微生物，保留牛奶風(fēng)味B．在接種箱或超凈工作臺(tái)的使用過(guò)程中，可用紫外線照射30min來(lái)進(jìn)行消毒C．灼燒滅菌的對(duì)象可以是金屬用具和玻璃器皿，在酒精燈火焰充分燃燒層進(jìn)行D．高壓蒸汽滅菌時(shí)的滅菌條件通常是100kPa121℃，15～30minE．若培養(yǎng)皿蓋和培養(yǎng)皿底之間濺有培養(yǎng)基，則不宜用此培養(yǎng)皿培養(yǎng)大腸桿菌F．倒平板時(shí)應(yīng)該把培養(yǎng)皿蓋完全打開，以免培養(yǎng)基濺到培養(yǎng)皿蓋上G．倒平板后，對(duì)空白培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，可檢測(cè)培養(yǎng)基是否被污染H．接種前后接種環(huán)都必須灼燒滅菌I．倒平板和接種操作都需要在酒精燈的火焰附近進(jìn)行××√√√×√√√考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用為研制微生物肥料，某農(nóng)科所計(jì)劃評(píng)估一塊長(zhǎng)期施用尿素化肥的農(nóng)田土壤中，尿素分解菌（能將尿素分解為氨和CO?）的種群密度，并從中分離出分解能力強(qiáng)的菌株。評(píng)估某農(nóng)田土壤中尿素分解菌的豐度，并篩選高效菌株1.為了分離尿素分解菌，需要配制選擇培養(yǎng)基。根據(jù)尿素分解菌的生理特性，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)該選擇培養(yǎng)基的核心配方思路（指明關(guān)鍵成分及其作用）。以尿素作為唯一氮源，同時(shí)提供碳源（如葡萄糖）、無(wú)機(jī)鹽和水。只有能合成脲酶、分解尿素的微生物才能利用氮源生長(zhǎng)，從而被選擇出來(lái)。2.為何不能直接用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行分離？牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是完全培養(yǎng)基，幾乎允許所有異養(yǎng)微生物生長(zhǎng)，無(wú)法抑制非尿素分解菌的生長(zhǎng)，無(wú)法從復(fù)雜的土壤微生物群落中篩選出目標(biāo)菌?？键c(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用評(píng)估某農(nóng)田土壤中尿素分解菌的豐度，并篩選高效菌株①制備土壤懸液3.研究小組決定采用稀釋涂布平板法來(lái)分離土壤中的尿素分解菌并對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。請(qǐng)簡(jiǎn)述稀釋涂布平板法的主要操作步驟。1×101mL1mL1×1021×1039mL無(wú)菌水90mL無(wú)菌水10g②進(jìn)行梯度稀釋③取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面④將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中⑤灼燒涂布器，冷卻⑥用涂布器均勻涂布，可轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用評(píng)估某農(nóng)田土壤中尿素分解菌的豐度，并篩選高效菌株4.在涂布前，為何需要將系列稀釋的菌液涂布于已凝固的平板？其核心目的是什么？將微生物細(xì)胞固定于固體培養(yǎng)基表面，使其在生長(zhǎng)后形成可見的、獨(dú)立的單個(gè)菌落。只有形成單菌落，才能進(jìn)行計(jì)數(shù)（一個(gè)菌落代表一個(gè)活的、可繁殖的單位）和后續(xù)的分離純化。5.培養(yǎng)后，選擇菌落數(shù)在30-300之間的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。某稀釋倍數(shù)為10?的平板上，統(tǒng)計(jì)出菌落數(shù)為85個(gè)。請(qǐng)計(jì)算每克原始土壤樣品中尿素分解菌的估計(jì)活菌數(shù)？8.5×10?個(gè)/克6.有同學(xué)指出：平板上長(zhǎng)出的所有菌落，一定都是尿素分解菌。這個(gè)說(shuō)法是否絕對(duì)正確？不完全正確。雖然選擇培養(yǎng)基能極大地促進(jìn)目標(biāo)菌生長(zhǎng)并抑制大多數(shù)非目標(biāo)菌，但無(wú)法保證100%的絕對(duì)特異性?？赡艽嬖趥€(gè)別微生物能夠耐受選擇壓力（如利用培養(yǎng)基中其他微量雜質(zhì)氮源），或具有弱的脲酶活性，從而形成菌落。因此，平板上長(zhǎng)出的菌落極大概率是尿素分解菌，但需通過(guò)產(chǎn)脲酶驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（如酚紅指示劑變色）進(jìn)一步確認(rèn)?？键c(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用評(píng)估某農(nóng)田土壤中尿素分解菌的豐度，并篩選高效菌株7.除了稀釋涂布平板法，還有什么方法可用于計(jì)數(shù)？顯微鏡直接計(jì)數(shù)法比較項(xiàng)目稀釋涂布平板法顯微鏡直接計(jì)數(shù)法原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)當(dāng)稀釋濃度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)單菌落，來(lái)自樣品稀釋液中的一個(gè)活菌在顯微鏡下計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)室的所有細(xì)胞（不分死活）計(jì)數(shù)的是活菌；同時(shí)可用于分離純化菌種快速、簡(jiǎn)便；能直接觀察細(xì)菌形態(tài)；成本低操作繁瑣；可能由于細(xì)胞成團(tuán)聚集導(dǎo)致計(jì)數(shù)結(jié)果偏小不能區(qū)分死菌活菌導(dǎo)致計(jì)數(shù)結(jié)果偏大考點(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用評(píng)估某農(nóng)田土壤中尿素分解菌的豐度，并篩選高效菌株8.如果研究時(shí)間非常緊迫，需要快速得到一個(gè)土壤中微生物總量的粗略估值，以判斷其總體生物活性，你會(huì)推薦使用哪種計(jì)數(shù)方法？請(qǐng)說(shuō)明理由。使用該方法時(shí)，要獲得相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果，操作中應(yīng)注意什么？顯微鏡直接計(jì)數(shù)法，因?yàn)樗僮骺焖?，能在短時(shí)間內(nèi)得到樣品中總微生物細(xì)胞數(shù)量（包括死活）的粗略估值，可用于初步比較不同土壤樣品的生物量差異。①樣品必須充分、均勻分散，避免細(xì)胞聚集影響計(jì)數(shù)準(zhǔn)確性。②需要多次取樣計(jì)數(shù)，取平均值以減少誤差。③對(duì)計(jì)數(shù)室中的細(xì)胞要進(jìn)行準(zhǔn)確辨別，區(qū)分微生物細(xì)胞與雜質(zhì)。9.成功分離出若干尿素分解菌單菌落后，如何快速、直觀地初步比較它們分解尿素能力的強(qiáng)弱？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案。①配制以尿素為唯一氮源，并加入酚紅指示劑的固體培養(yǎng)基。②將等量的不同菌株純培養(yǎng)物分別接種到等量培養(yǎng)基中。③在相同條件下培養(yǎng)。④觀察并記錄培養(yǎng)基變紅（堿性增強(qiáng)）的速度和最終顏色的深淺。變色越快、紅色越深，說(shuō)明該菌株產(chǎn)氨（分解尿素）的能力越強(qiáng)?？键c(diǎn)一微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用評(píng)估某農(nóng)田土壤中尿素分解菌的豐度，并篩選高效菌株主要方法稀釋涂布平板法平板劃線法主要步驟接種工具菌體獲取能否用于計(jì)數(shù)共同點(diǎn)系列梯度稀釋操作和涂布平板操作接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線涂布器接種環(huán)從適宜稀釋度的平板上的菌落中挑取菌體在具有顯著的菌落特征的區(qū)域挑取菌體可以計(jì)數(shù)，但是操作復(fù)雜，需涂布多個(gè)平板不能計(jì)數(shù)使培養(yǎng)基上形成由單個(gè)細(xì)菌細(xì)胞繁殖而來(lái)的子細(xì)胞群體——菌落(1)平板涂布時(shí)涂布器使用前必須進(jìn)行消毒(2)利用以尿素為唯一氮源的平板能分離出合成脲酶的微生物(3)稀釋涂布平板法和平板劃線法均能得到單菌落，都可用于細(xì)菌計(jì)數(shù)(4)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板既可用于酵母菌的數(shù)量測(cè)定，也可用于細(xì)菌的數(shù)量測(cè)定易錯(cuò)辨析A．平板劃線法接種時(shí)不能劃破培養(yǎng)基，第3次劃線應(yīng)從第2次劃線的末端開始B．平板劃線法接種時(shí)，若在平板上劃線4個(gè)區(qū)，則需灼燒接種環(huán)5次C．用涂布器蘸取少量菌