第1章 发酵工程第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[学习目标] 1.简述培养基的种类、成分及配制原则。2.说出灭菌和
消毒的概念、方法及两者的区别。3.概述微生物纯培养的概念、方法步骤。知识自主梳理营养和环境 营养物质生长繁殖液体琼脂固体水、碳源、
氮源和无机盐 pH氧气维生素酸中性或弱碱无氧细菌和真菌细菌、真菌、病毒防止杂菌污染 温和表面强烈所有芽孢和孢子煮沸化学药物灼烧清洁
和消毒灭菌周围的物品酒精灯火焰合适特定单一配制培养基灭菌接种分离和培养适宜表面或内部形态结构菌落平板划线法和稀释涂布平板单个微生物
4．酵母菌的纯培养的目的要求(1)学会配制培养酵母菌的培养基并倒平板。(2)学会进行无菌操作。(3)尝试通过平板划线操作来获得纯化
的酵母菌菌落。5．酵母菌的纯培养的方法步骤(1)制备培养基灭菌高压蒸汽灭菌干热灭菌 倒平板酒精灯火焰火焰皿盖倒过来连续划线接
种环火焰上火焰旁三至五条最后一次的末端划线与第一次的划线灼烧原有上次划线后接种环上残留的菌种上次划线的末端残存的菌种冷却一个未 接
种的平板 28 ℃ 24～48 加入培养基中的凝固剂(如琼脂)能被微生物利用吗？提示：不能。凝固剂只起到凝固的作用。
如何通过培养基的营养组成判断微生物的同化类型？提示：自养型微生物的培养基主要以无机营养为主；异养型微生物的培养基主要以有机
营养为主。 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。
进行无菌操作时，如何选择消毒和灭菌？提示：①考虑效果：灭菌的效果比消毒要好；②考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作
者的手等只能采用消毒的方法，而不能采用灭菌的方法。 什么是芽孢和孢子？提示：①芽孢是某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的
一个圆形或椭圆形的抗逆性强的休眠体；②孢子是微生物产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞。一般是单细胞，个体微小，能够从不利环境条件中存
活下来。 培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？提示：可以用手触摸盛有培
养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。 为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？提示：通过灼烧灭菌，
防止瓶口的微生物污染培养基。 如果你在培养基上观察到了不同形态的菌落，你认为是由什么原因造成的？提示：培养基灭菌不彻底或接种过
程中有杂菌污染。 在酵母菌纯化培养操作中，如何验证培养基灭菌是否彻底？提示：将接种后的培养基和一个未接种的培养基，都放在
28 ℃恒温箱中培养，观察并记录结果。课堂小结笔记空间 _____________________________________
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________________学习目标检测1．(目标1)不同培养基的具体配方不同，但一般都含( )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、氮元素解析 培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还应考
虑pH、特殊营养物质及O2等条件。2．(目标3)获得纯净微生物培养物的关键是( )A．培养基中的营养成分齐全B．用固体培养基培养
C．适宜条件下培养D．防止外来杂菌的污染解析 获得纯净微生物培养物的关键是防止外来杂菌的污染，D正确。3．(目标3)将平板倒置的目
的是( )A．接种时再拿起来方便B．在皿底上标记日期等方便C．正着放置容易破碎D．防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染4．(目标
3)能排除培养基是否有杂菌污染的方法是( )A．将未接种的培养基放在实验桌上培养B．将未接种的培养基放在窗台上培养C．将未接种的
培养基放在恒温箱中培养D．将已接种的培养基放在恒温箱中培养解析 实验桌、窗台上本身就有许多微生物，没法判断培养基上的菌落是来自培养
基本身还是来自培养环境，A、B错误；将未接种的培养基放在恒温箱中培养，一段时间后若有菌落说明培养基被污染，若无菌落说明培养基没有被
污染，C正确；培养基已经接种微生物，无法判断培养基上的菌落是来自培养基本身还是来自接种的微生物，D错误。5．(多选)(目标2)下列
关于消毒和灭菌方法的选择，对应正确的是( )A．培养基——高压蒸汽灭菌B．牛奶——巴氏消毒法C．接种环——灼烧灭菌D．实验者双手
——化学药物消毒6．(目标1、2)如下表所示为某微生物培养基的配方，请回答：(1)按物理性质划分，该培养基属于________培养
基。(2)根据培养基原料，所培养微生物的同化作用类型是________，培养的微生物可能是________________。(3)
该培养基中的碳源是________。(4)对培养基进行灭菌，应该采用的方法是________________________ __
________。解析 (1)从培养基成分看，没有琼脂等凝固剂，属于液体培养基。(2)该生物以培养基中的(CH2O)作碳源，为异养
型微生物。培养基中含有青霉素，细菌不能生长，故培养的微生物可能是酵母菌或霉菌。液体 异养型 酵母菌或霉菌 (CH2O) 湿热灭菌法
(或高压蒸汽灭菌法)重点题型突破题型一 培养基的成分及种类分析[例1] 下列关于培养基的说法，不正确的是( )A．培养基一般都含
有碳源、氮源、矿质元素、水等营养物质B．微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长可以形成肉眼可见的菌落C．固体培养基中加入少量水即可制
成液体培养基D．配制培养基时要注意各种养分的浓度和比例解题分析 固体培养基是在液体培养基里加入琼脂等凝固剂配制而成的，但在固体培养
基中加入水不能制成液体培养基，C错误。1．培养基的成分培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同，如自养型微生物的培养基不需要加入碳
源。2．培养基的配制原则(1)目的要明确：配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类，因为不同微生物对营养物质的需求
不同。(2)营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例。(3)pH要适宜：各种微生物适宜生长的pH范围不同。题型二 正确区分消毒与灭
菌[例2] 关于灭菌和消毒的下列说法不正确的是( )A．灭菌是指杀死环境中的所有微生物，包括芽孢和孢子B．灭菌和消毒实质上是相同
的C．接种环用灼烧法灭菌D．常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌等解题分析 灭菌与消毒的实质是不同的。灭菌是指杀死一定环境
中的所有微生物，包括芽孢和孢子，使用的是较为强烈的理化方法；消毒是指杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)，使用的是较
为温和的物理或化学方法。题型三 如何选择无菌操作技术[例3] 培养基、培养皿、接种针、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌或消
毒方法依次是( )①化学消毒 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌 ④紫外线消毒 ⑤高压蒸汽灭菌 ⑥巴氏消毒法A．⑤③②①④⑥ B．①②
③④⑤⑥C．⑥②③④①⑤ D．③④②①⑥⑤解题分析 培养基用高压蒸汽灭菌；培养皿能耐高温且需要保持干燥，可用干热灭菌；接种针
可用灼烧灭菌达到迅速彻底的灭菌效果；实验操作者的双手可用化学药剂如酒精进行消毒；空气可用紫外线消毒；牛奶为不破坏其营养成分可采用巴
氏消毒法。几种常用灭菌和消毒方法的比较题型四 培养基的制备过程分析[例4] 下列关于制备马铃薯琼脂培养基的叙述，错误的是( )A
．操作顺序为配制培养基、灭菌、倒平板B．配制好的培养基和培养皿需经高压蒸汽灭菌锅灭菌C．待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板D．待培
养基冷却凝固后将培养皿倒过来放置解题分析 培养基需经高压蒸汽灭菌锅灭菌，培养皿需经干热灭菌箱灭菌。(1)培养基灭菌后，需冷却至50
℃左右时才能倒平板，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。(2)整个操作在酒精灯火焰旁进行，避免周围环境中微生物的污染。(3)
平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。(4)倒平
板时不要将培养基溅在皿盖与皿底之间，否则此培养基不能用来培养微生物，因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。题型五
平板划线法操作注意事项[例5] (多选)下列有关平板划线接种法的操作错误的是( )A．将接种环放在火焰上灼烧B．将灼烧的接种环直
接伸入菌液中蘸取一环菌液C．蘸取菌液和划线要在火焰旁进行D．接种环划线要将最后一区的划线与第一区的划线相连解题分析 为了避免杂菌污
染，蘸取菌液和划线要在火焰旁进行，C正确；每次划线之前都需灼烧灭菌，划线操作结束仍需灼烧接种环，A正确；灼烧的接种环，要冷却后才能
伸入菌液，以免温度太高，杀死菌种，B错误；在平板划线时不要将最后一区的划线与第一区相连，否则达不到分离的目的，D错误。课后课时作业
[单项选择题] 知识点一 培养基的配制1．下表是一种培养基的配方，此培养基提供的主要营养物质有( )A．3类
B．4类 C．5类 D．6类解析 培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，该培养基中牛肉膏提供的主要营养物质有
碳源、磷酸盐和维生素等，蛋白胨提供的主要营养物质有氮源和维生素等，NaCl为无机盐，因此该培养基提供的主要营养物质有水、无机盐、氮
源、碳源和维生素5类。2．下列有关培养基的叙述不正确的是( )A．培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质B．根据培养基的状态可
将其分为液体培养基和固体培养基C．固体培养基常用于菌种的鉴定和分离D．微生物在固体培养基上生长时，可形成肉眼可见的单个细菌解析 微
生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的菌落，不是单个细菌，单个细菌肉眼看不见，D错误。3．微生物在生命活动过程中，需要不断从
外界吸收营养物质。下列有关微生物及营养物质的叙述，不正确的是( )A．微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌、病
毒及一些原生生物等B．培养不同种类的微生物的培养基配方可能不同C．在培养霉菌时，需要将培养基调至碱性D．蛋白胨可以为微生物的生命活
动提供氮源和维生素等解析 在培养霉菌时，一般需要将培养基调至酸性。4．含C、H、O、N的生物大分子可以作为( )A．异养微生物的
氮源B．异养微生物的碳源C．自养微生物的碳源、氮源D．异养微生物的碳源、氮源解析 含C、H、O、N的生物大分子可给异养微生物提供碳
源、氮源，D正确。 知识点二 无菌技术5．在微生物培养过程中，需要对培养基等进行灭菌，其标准是( )A．杀死所有的病原
微生物B．杀死所有的微生物C．杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子D．使病原菌不生长解析 灭菌是指利用强烈的物理或化学方法杀死所有微生
物的细胞、芽孢和孢子。6．下列操作与灭菌无关的是( )A．灼烧接种环B．酒精擦拭双手C．将灭菌物品放在高压蒸汽灭菌锅内D．将培养
皿放在干热灭菌箱中解析 酒精擦拭双手属于消毒，不属于灭菌，B符合题意。7．采用干热灭菌、灼烧灭菌、湿热灭菌、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、双手解析 干热灭菌是将灭菌物品放入干热灭菌箱内，在160～170 ℃的热空气中维持2～3 h，适用于耐高温
且需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等；灼烧灭菌是利用酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧灭菌，如接种针、接种环等；湿
热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，使用前用紫外线照射约30 min。8．下列操作属于灭菌方法的是(
)A．接种前用酒精擦拭双手和工作台面B．接种过程中将试管口等易被污染的部位通过火焰C．牛奶在80 ℃下煮15 min以杀死其中的
微生物D．将适量石炭酸喷洒到实验室内的空气中解析 A、C、D所述内容均属于消毒。 知识点三 微生物的纯培养9．下列关于微
生物的纯培养的一般方法中正确的过程是( )A．配制培养基→灭菌→接种→分离和培养B．灭菌→配制培养基→接种→分离和培养C．配制培
养基→接种→灭菌→分离和培养D．配制培养基→接种→分离和培养→灭菌10．做“酵母菌的纯培养”实验时，下列叙述正确的是( )A．使
用液体培养基B．为了防止污染，接种环经火焰灼烧后应趁热快速挑取菌落C．用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿盖上D．在未接种的培养
基表面若有菌落生长，则需要重新进行实验解析 酵母菌的纯培养实验用的是固体培养基，A错误；接种环在火焰上灼烧后，待冷却后才可以挑取菌
落，B错误；用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上，C错误，未接种的培养基表面有菌落生长，说明灭菌不彻底，需要重新进行实验，D
正确。11．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桌面上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．等待平板冷却凝固后需要倒过来放置解析 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，C错误。12. 如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1、2、3、4、5。下列操作方法正确的是( )A．操作前要将接种环
放在火焰边灼烧灭菌B．划线操作须在火焰上进行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 在每次划线前后都要对接种环进行灭菌，接种环的灭菌方法应是在火焰的充分燃烧层灼烧，接种时划线操作是在火焰边进行。在5个区域中，
只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落。13．有关平板划线操作正确的是( )A．使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭
菌B．打开含菌种的试管的试管口需通过火焰灭菌，取出菌种后需马上塞上棉塞C．将蘸有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线即可完
成划线操作D．最后将平板倒置，放入培养箱中培养解析 平板划线过程中，接种环在每次划线之前和之后均需要灼烧灭菌，A错误；打开含菌种的
试管的试管口需通过火焰灭菌，取出菌种后试管口还需通过火焰灭菌，再塞上棉塞，B错误；将蘸有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行
线，盖上皿盖，灼烧接种环，冷却后从第一区划线末端开始向第二区域内划线，重述上述过程，完成三、四、五区域内划线，注意不要将第五区的划
线与第一区划线相连，C错误。[多项选择题]14．有关培养基配制原则表述正确的是( )A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、无机盐、
水B．碳源和氮源必须具有一定比例，碳元素的含量最多，其次为氮元素C．微生物的生长除受营养因素影响外，还受到pH、氧、渗透压的影响D
．培养细菌时，一般需将培养基的pH调至中性或弱碱性解析 培养自养型微生物时不需要添加碳源，培养固氮菌时可以不加氮源，A错误；一般来
说，培养基中含量最多的是水，所以含量最多的不是碳元素，B错误。15．防止杂菌入侵，获得纯净的微生物培养物，是研究和应用微生物的前提
。下列叙述正确的是( )A．实验室里可以用紫外线或化学药物进行消毒B．接种环、接种针等金属用具，直接在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭
菌C．在实验室中，切不可吃东西、喝水，离开实验室时一定要洗手，以防止被微生物感染D．使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污
染环境解析 对接种环等金属用具进行灼烧灭菌，应放在酒精灯火焰的充分燃烧层即外焰处灼烧灭菌，B错误。[非选择题]16．为了检测饮用水
中是否含有某种细菌，配制的培养基的配方如下：(1)该培养基所含碳源主要有____________________，碳元素的功能是_
___________________________________________________。乳糖、蔗糖 主要用于构成微
生物的细胞物质和一些代谢产物 (2)该培养基所含氮源有__________，氮元素的功能是______________ _____
_____________________________。(3)该培养基除含碳源、氮源外，还有微生物需要的营养物质是______
_____________________。(4)该细菌在同化作用上的代谢类型是________型。解析 (4)根据培养基中的有
机碳源可知该细菌的同化作用类型是异养型。蛋白胨 主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物 水、 无机盐(或K2HPO4) 异养
17．某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的
问题。(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了____________ _______________________
_____、________。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是________和________。(2)对培养基进行灭菌，应
该采用的方法是_______________________ ___________。(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将
接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37 ℃。要使该实验所得的结果可靠，还应该同时在另一平板上接种__
______________作为对照进行实验。氮源和维生素(或氮源、碳源和维生素) 碳源 无机盐 水 高压蒸汽灭菌法(或湿热灭菌法
) 恒温箱 等量无菌水 (4)培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有________种细菌。一般说
来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越________。解析 (3)在检测湖水中细菌的污染情况时，应设置对照，才能得出可靠的结
果。(4)不同细菌形成的菌落颜色和形态不同，平板上出现多种不同形态和颜色的菌落说明有多种细菌，污染程度高。多 高 18．酵母的蛋白
质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究
人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的________，及时对培养基进行________，并进行灭菌。pH 分装 (2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中。在步骤③中将温度约________(在“25 ℃”“50 ℃”或“80 ℃”中选择)的培养基倒入培养皿，冷凝后倒置。(3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有________(多选)。a．为保证无菌操作，接种针使用前都必须灭菌b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落c．最后一次划线要和第一次划线首尾相连d．在后面的划线处容易获得单菌落50 ℃ abd 解析 (1)配制培养基时，进行计算、称量、溶解、定容后，需先调pH再分装到锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌。(2)倒平板时的培养基温度约为50 ℃，冷凝后倒置。(3)平板划线时，接种针使用前和每次划线后都需要进行灼烧灭菌，以免造成杂菌污染，a正确；划线时不能划破培养基表面，否则不能形成正常菌落，b正确；最后一次的划线与第一次划线不能相连，c错误。本课结束 |
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