新蘇教版高中生物選擇性必修3生物技術(shù)與工程全冊各章節(jié)學(xué)案（知識點考點匯總及配套習(xí)題）

蘇教版高中生物選擇性必修3生物技術(shù)與工程學(xué)案

第一章發(fā)酵工程................................................................2

第一節(jié)發(fā)酵工程的培養(yǎng)基...................................................2

第二節(jié)發(fā)酵工程的無菌技術(shù)................................................10

第三節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品................................................30

第四節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用..................................................40

第二章細胞工程...............................................................49

第一節(jié)植物細胞工程......................................................49

第二節(jié)植物細胞工程的應(yīng)用................................................59

第三節(jié)動物細胞工程及其應(yīng)用.............................................68

第四節(jié)胚胎工程及其應(yīng)用..................................................87

第三章基因工程...............................................................105

第一節(jié)基因工程及其技術(shù).................................................105

第二節(jié)基因工程的應(yīng)用價值...............................................128

第三節(jié)蛋白質(zhì)工程.......................................................137

第四章生物技術(shù)安全與倫理問題................................................144

第一節(jié)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性...............................................144

第二節(jié)我國禁止生殖性克隆人.............................................150

第三節(jié)禁止生物武器.....................................................150

第一章發(fā)酵工程

第一節(jié)發(fā)酵工程的培養(yǎng)基

課標內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接

生命觀念：掌握培養(yǎng)基的分類、成分與作用，能根據(jù)微生物的類型與

舉例說明通過調(diào)整培特點選擇正確的培養(yǎng)基。

養(yǎng)基的配方可有目的科學(xué)思維：歸納概括培養(yǎng)基的主要類型、特點及應(yīng)用。

地培養(yǎng)某種微生物?？茖W(xué)探究：掌握培養(yǎng)基的配制方法，并能科學(xué)地選用和設(shè)計適合微生

物生長需求的培養(yǎng)基。

一、培養(yǎng)基的類型和基礎(chǔ)培養(yǎng)基

1.培養(yǎng)基的類型

（1）培養(yǎng)基的定義

培養(yǎng)基主要是指為人工培養(yǎng)微生物等而制備的,適合微生物等生長、繁殖或積累代謝產(chǎn)物

的營養(yǎng)基質(zhì)。

（2）培養(yǎng)基的類型、特點及應(yīng)用

劃分依據(jù)培養(yǎng)基種類特點用途（實例）

優(yōu)點：取材便利、營養(yǎng)豐富、

天然培養(yǎng)基（由動植物組織

配制簡便

或微生物細胞以及它們的提適用于工業(yè)化生產(chǎn)

缺點：營養(yǎng)成分難以控制、

取物或粗消化物配制而成）

培養(yǎng)基實驗結(jié)果的重復(fù)性較差

的成分優(yōu)點：化學(xué)成分及其含量明

合成培養(yǎng)基（由準確稱量的

確、實驗的可重復(fù)性好

高純度化學(xué)試劑加蒸儲水配多用于研究和育種

缺點：配制過程繁瑣，成本

制而成）

較高

加一定量的凝固劑（如：瓊

固體培養(yǎng)基接種、保存和培養(yǎng)

脂）

微生物

物理性質(zhì)半固體培養(yǎng)基加少量凝固劑

菌種的擴大培養(yǎng)、

液體培養(yǎng)基不加凝固劑

工業(yè)生產(chǎn)

基礎(chǔ)培養(yǎng)基（一般含有水、碳提供大多數(shù)微生物對營養(yǎng)條牛肉膏蛋白陳培養(yǎng)

用途

遮、氮遮、無機鹽等）性的基本需求基

選擇培養(yǎng)基、鑒別

特殊培養(yǎng)基(以基礎(chǔ)培養(yǎng)基

提供特殊用途培養(yǎng)基、加富培養(yǎng)

為基礎(chǔ))

基

2.基礎(chǔ)培養(yǎng)基的成分

(1)碳源：構(gòu)成微生物體的重要成分，也是微生物生命活動的能量來源。主要包括御逋糖、

蔗糖、麥芽糖、淀粉和纖維素等。

(2)氮源：構(gòu)成微生物細胞中蛋白質(zhì)和核酸的主要元素?？煞譃橛袡C氮源(豆餅粉、牛肉膏、

蛋白陳、酵母粉等)和無機氮源(硝酸鹽、核鹽等)。

(3)無機鹽：培養(yǎng)基的重要成分，是微生物生長繁殖和合成多種代謝產(chǎn)物所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。

微生物根據(jù)需要從培養(yǎng)基攝取磷酸鹽等必要的無機鹽。

二、特殊培養(yǎng)基

1.特殊培養(yǎng)基的種類

(1)選擇培養(yǎng)基

①用途：將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來。

②原理：一類選擇培養(yǎng)基是依據(jù)某些微生物的特殊營養(yǎng)需求設(shè)計出來的。例如，利用以纖

維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基；另一類選擇培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，抑制或殺

死其他微生物，如在選擇培養(yǎng)基中加入酚溶液、亞硫酸鈿、青霉素、四環(huán)素等。

(2)鑒別培養(yǎng)基

①用途：快速分類鑒定不同類型微生物、分離和篩選產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物的微生物菌種。

②實例：添加可溶性淀粉的培養(yǎng)基鑒別產(chǎn)生淀粉酶的菌株,添加溟甲酚紫的培養(yǎng)基鑒別產(chǎn)

酸微生物。

(3)加富培養(yǎng)基

①配制：在培養(yǎng)基中加入有利于某些微生物生長和繁殖所需的特殊物質(zhì),如血液、血清、

酵母浸膏、動植物組織液。

②用途：一般用于培養(yǎng)營養(yǎng)耍求比較苛刻的異養(yǎng)微生物,如百日咳博德氏菌。類似于選擇

培養(yǎng)基。

2.培養(yǎng)基的配制一一馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基

(1)實驗原理：酵母菌生長繁殖需要的營養(yǎng)物質(zhì)有水、碳源、氮源和無機鹽等。馬鈴薯葡萄

糖瓊脂培養(yǎng)基具有酵母菌生長所需的碳元素、氮元素和其他營養(yǎng)物質(zhì)。

(2)實驗步驟：

配制培養(yǎng)基(確定培養(yǎng)基的配方一確定相應(yīng)的配制方法)

調(diào)節(jié)pH(先用pH試紙測試pH,再調(diào)至5^5)

分裝（待培養(yǎng)基冷卻到皿工左右時進行分裝，注意不要污染試管口）

包扎（在試管壁或培養(yǎng)皿底部上注明培養(yǎng)基的名稱、組別、配制臼期等信息,用牛皮紙包扎

起來）

I

滅菌（實驗室一般采用高壓蒸汽滅菌鍋對培養(yǎng)基進行滅菌,是獲得純凈微生物培養(yǎng)物的前

提）

匚基礎(chǔ)診斷

判斷對錯（正確的打“，”，錯誤的打“X”）

1.液體培養(yǎng)基含有水，而固體培養(yǎng)基不含水。（）

X提示：液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基都含有水，它們的區(qū)別為是否含有凝固劑。

2.瓊脂可為微生物生長提供碳源。（）

X提示：瓊脂包括瓊脂糖和小分子果膠兩種成分，絕大多數(shù)微生物都不能利用它們。

3.選擇培養(yǎng)基是以基礎(chǔ)培養(yǎng)基為基礎(chǔ)配制的。（）

［答案］V

4.加富培養(yǎng)基中加入了抑制或殺死其他微生物的物質(zhì).（）

X提示：加富培養(yǎng)基中加入有利于某些微生物生長和繁殖所需的特殊物質(zhì)。

5.配制培養(yǎng)基時應(yīng)先滅菌后調(diào)節(jié)pH。（）

X提示：配制培養(yǎng)基時應(yīng)先調(diào)節(jié)pH,再用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌。

6.對培養(yǎng)基進行滅菌是獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的前提。（）

［答案］V

［關(guān)鍵能力?突破重難］核心問題解惑?學(xué)科素養(yǎng)形成

饋西敷二選擇培養(yǎng)基

1.目的：從眾多的微生物中分離所需要的微生物。

2.三種篩選方法的特點及舉例

方法特點舉例

通過控制培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，使利用只含有尿素一種氮源的培

利用微生物的營養(yǎng)特點進行

某種微生物能生長，其他微生物養(yǎng)基，可篩選出分解尿素的細

選擇培養(yǎng)

不能生長菌

在完全培養(yǎng)基中加入某些化學(xué)

利用某種化學(xué)物質(zhì)進行的選加入青霉素可以分離出酵母菌

物質(zhì)，利用加入的化學(xué)物質(zhì)對微

擇培養(yǎng)和霉菌

生物產(chǎn)生的影響，抑制某些微生

物，同時選擇所需的微生物

利用培養(yǎng)條件進行的選擇培將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培

改變微生物的培養(yǎng)條件

養(yǎng)養(yǎng)，可以得到耐高溫的微生物

創(chuàng)新應(yīng)用

合作探究：(1)如何從大豆田土壤中分離出固氮微生物？

提示：從大豆田土壤取土樣，利用缺乏氮源的培養(yǎng)基可分離出固氮微生物。

(2)要分離出分解纖維素的微生物，應(yīng)在什么樣的環(huán)境中取土樣？應(yīng)配制什么樣的培養(yǎng)基？

提示：應(yīng)從富含纖維素的培養(yǎng)基中取土樣，如樹林中多年落葉形成的腐殖土。應(yīng)配制以纖

維素為唯一碳源的培養(yǎng)基。

(3)根據(jù)選擇培養(yǎng)基的原理，如何篩選出耐酸菌？

提示：可將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性，再接種培養(yǎng)。

［對點練習(xí)］

1.原油中含有大量有害的、致癌的多環(huán)芳燒。土壤中有些細菌可以利用原油中的多環(huán)芳烽

為碳源，在培養(yǎng)基中形成分解圈。為篩選出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小組同學(xué)設(shè)

計了相關(guān)實驗。下列有關(guān)實驗的敘述，不正確的是()

A.應(yīng)配制來源于被原油污染土壤的土壤稀釋液備用

B.配制以多環(huán)芳煌為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基

C.將土壤稀釋液滅菌后接種到選擇培養(yǎng)基上

D.在選擇培養(yǎng)基上能形成分解圈的即為所需菌種

C［為了篩選、獲取能利用多環(huán)芳煌為碳源的菌種，首先是取材，應(yīng)配制來源于被原油污

染土壤的土壤稀釋液備用，A項正確；其次配制以多環(huán)芳煌為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，B項正確；

然后進行接種，在無菌環(huán)境下，將土壤稀釋液接種到選擇培養(yǎng)基上，在適宜的條件下進行培養(yǎng),

若將土壤稀釋液進行滅菌，就不能篩選出能高效降解原油的菌株，C項錯誤；在選擇培養(yǎng)基上

形成的菌落，若該菌落周圍有分解圈，即為所需菌種，D項正確。］

2.從自然菌樣中篩選較理想生產(chǎn)菌種的一般步驟：采集菌樣一富集培養(yǎng)一純種分離一性能

測定?請回答下列問題：

(1)不同微生物的生存環(huán)境不同，獲得理想微生物的第一步是從適合的環(huán)境采集菌樣，然后

再按一定的方法分離、純化。培養(yǎng)嗜鹽菌的菌樣應(yīng)從(填“高鹽”或“低鹽”)環(huán)境采

集，培養(yǎng)厭氧菌的菌樣應(yīng)從(填“有氧”或“無氧”)環(huán)境采集。

(2)富集培養(yǎng)指創(chuàng)設(shè)僅適應(yīng)于該條件的微生物旺盛生長的特定的環(huán)境條件，使待分離微生物

在群落中的數(shù)量大大增加，從而達到從自然界中分離到所需的特定微生物目的的微生物培養(yǎng)方

法。對嗜鹽菌富集培養(yǎng)的培養(yǎng)基應(yīng)是一培養(yǎng)基；對含耐高溫淀粉酶的微生物富集培養(yǎng)應(yīng)

選擇的培養(yǎng)基，并在________條件下培養(yǎng)。

(3)實驗室最常用的滅菌方法是高溫處理。高溫滅菌的原理是高溫使微生物的蛋白質(zhì)和核酸

等物質(zhì)發(fā)生___________。滅菌法是微生物研究和教學(xué)中應(yīng)用最廣、效果最好的濕熱滅

菌法。

［解析］(1)在長期自然選擇的作用下，生物與其生活環(huán)境相適應(yīng)，培養(yǎng)嗜鹽菌的菌樣應(yīng)從

高鹽環(huán)境中采集，培養(yǎng)厭氧菌的菌樣應(yīng)從無氧環(huán)境中采集。(2)對嗜鹽菌富集培養(yǎng)的培養(yǎng)基應(yīng)是

加鹽培養(yǎng)基，對含耐高溫淀粉酶的微生物富集培養(yǎng)應(yīng)選擇以淀粉為唯一碳源的培養(yǎng)基且在高溫

條件下培養(yǎng)。(3)高溫能使蛋白質(zhì)和核酸發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變性，高壓蒸汽滅菌法是應(yīng)用最廣、效

果最好的濕熱滅菌法。

［答案］(1)高鹽無氧(2)加鹽以淀粉為唯一碳源高溫(3)變性高壓蒸汽

改奐任制備培養(yǎng)基

1.培養(yǎng)基的配制原則

(1)目的要明確：不同的微生物需求不同，根據(jù)培養(yǎng)目的進行配制。

(2)營養(yǎng)要協(xié)調(diào)：營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例要適宜。

(3)pH要適宜：為維持pH的相對恒定，可在培養(yǎng)基中加入緩沖劑，常用LHPO」和KH2Pol組

成的混合物。

2.培養(yǎng)基的成分及功能

營養(yǎng)物質(zhì)作用功能主要來源

構(gòu)成生物體的細胞物質(zhì)無機碳源:C02、NaHC03

能為微生物的代謝提供

碳源和一些代謝產(chǎn)物，有些是等；有機碳源：糖類、脂

碳元素

異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)質(zhì)、蛋白質(zhì)、有機酸等

無機化合物：2、NHs、錢

能為微生物的代謝提供合成蛋白質(zhì)、核酸以及含

氮源鹽、硝酸鹽等；有機氮源：

氮元素氮的代謝產(chǎn)物

尿素、牛肉膏、蛋白陳等

不僅是優(yōu)良的溶劑，而且

水是生命活動所必需的可維持生物大分子結(jié)構(gòu)外界攝入

的穩(wěn)定

為微生物提供除碳、氮以細胞內(nèi)的組成成分，生理

無機鹽外的各種重要元素，包括調(diào)節(jié)物質(zhì)，某些化能自養(yǎng)無機化合物

大量元素菌的能源，酶的激活劑

創(chuàng)新應(yīng)用

合作探究：(1)能夠利用無機碳源的微生物的同化作用類型是什么？

提示：能夠利用無機碳源的微生物的同化作用類型是自養(yǎng)型。

(2)牛肉膏蛋白陳培養(yǎng)基是一種常見的細菌培養(yǎng)基，其中牛肉膏、蛋白陳能夠提供哪些營養(yǎng)

成分？

提示：牛肉膏、蛋白腺能夠提供碳源、氮源、維生素(生長因子)和無機鹽。

(3)在科研和生產(chǎn)上，研究和應(yīng)用微生物的前提是什么？在實驗室中培養(yǎng)微生物應(yīng)注意哪些

問題？

提不：在科研和生產(chǎn)上，研究和應(yīng)用微生物的前提是防止雜菌污染，獲得純凈的微生物培

養(yǎng)物。在實驗室中培養(yǎng)微生物，一方面要為人們需要的微生物提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件，另

一方面確保其他微生物無法混入。

［對點練習(xí)］

1.下列關(guān)于制備牛肉膏蛋白豚固體培養(yǎng)基的敘述，錯誤的是()

A.操作順序為計算、稱量、溶化、倒平板、滅菌

B.將稱好的牛肉膏連同稱量紙一同放入燒杯

C.待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時倒平板

D.待培養(yǎng)基冷卻凝固后將平板倒過來放置

A［制備牛肉膏蛋白陳固體培養(yǎng)基的步驟是計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板，其順序不

能顛倒，A錯誤；牛肉膏比較黏稠，所以稱好后需將稱量紙一同放入燒杯中加熱，當牛肉膏溶

化并與稱量紙分離后，用玻璃棒取出稱量紙，B正確；待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右，開始倒平板,

C正確；培養(yǎng)基冷卻凝固后需將平板倒置，D正確。］

2.如表所示為某培養(yǎng)基的配方，下列敘述錯誤的是()

成分蒸儲水青霉素

NaN03K2HPO4MgSO4?7H20(CH20)

定容至10.1萬

含量3g1g0.5g30g

000mL單位

A.根據(jù)物理性質(zhì)劃分，該培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基

B.微生物無法在該培養(yǎng)基表面形成肉眼可見的菌落

C.根據(jù)培養(yǎng)基的配方可知，該培養(yǎng)基培養(yǎng)的微生物的同化作用類型是異養(yǎng)型

D.固體培養(yǎng)基中加入少量水即可形成液體培養(yǎng)基

D［液體培養(yǎng)基中加入凝固劑(如瓊脂)可形成固體培養(yǎng)基，題表所示的培養(yǎng)基配方中沒有

加凝固劑，因此屬于液體培養(yǎng)基，A正確、D錯誤；微生物在固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長，形成

肉眼可見的菌落，B正確；該培養(yǎng)基中的(CHQ)可作為有機碳源，因此其培養(yǎng)的微生物的同化作

用類型是異養(yǎng)型，C正確。］

易錯提醒

(1)微生物最常用的碳源是糖類，尤其是葡萄糖；最常用的無機氮源是鏤鹽和硝酸鹽。

(2)對異養(yǎng)微生物來說，含C、H、0、N的化合物既是碳源，又是氮源和能源。

(3)某些微生物之所以需要補充生長因子，往往是由于缺乏合成作為生長因子的物質(zhì)所需要

的酶或合成能力有限。

［課堂小結(jié)］

知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦

1.培養(yǎng)基主要是指為人工培養(yǎng)微生物等而

制備的，適合微生物等生長、繁殖或積累

代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。

2.培養(yǎng)基中一般都含有水、碳源、氮源、

無機鹽等最基本的營養(yǎng)物質(zhì)，有時還要加

r［掙比小/天然培養(yǎng)基入維生素等特殊的營養(yǎng)物質(zhì)，并要調(diào)節(jié)培

合成培養(yǎng)基

1養(yǎng)液的pH使其滿足微生物生長的需要。

（固體培養(yǎng)基

發(fā)按物理性質(zhì)半固體培養(yǎng)基3選.擇培養(yǎng)基是一種能將某種或某類微生

§類?液體培養(yǎng)基

物從混雜的微生物群體中分離出來的特殊

窗［基礎(chǔ)培養(yǎng)基里至水、碳源、氮源、無機鹽

培養(yǎng)基。

?I.（選擇培養(yǎng)基4.鑒別培養(yǎng)基是用于快速分類鑒定不同類

基途特殊培養(yǎng)基鑒定培養(yǎng)基

型微生物的特殊培養(yǎng)基，也可用于分離和

.1加富培養(yǎng)基

篩選產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物的微生物菌種。

J牛肉膏蛋白陳培養(yǎng)基

.配制（馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基

5.加富培養(yǎng)基也稱營養(yǎng)培養(yǎng)基，即在培養(yǎng)

基中加入有利于某些微生物生長和繁殖所

需的特殊物質(zhì).

6.對培養(yǎng)基進行滅菌是獲得純凈的微生物

培養(yǎng)物的前提，實驗室一般用高壓蒸汽滅

菌鍋進行滅菌。

隨堂檢測

1.下列關(guān)于培養(yǎng)基的說法，正確的是（）

A.任何培養(yǎng)基都必須含有碳源、氮源、礦質(zhì)元素、水

B.培養(yǎng)基只有兩類：液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基

C.固體培養(yǎng)基中加入少量水即可制成液體培養(yǎng)基

D.配制培養(yǎng)基時要注意各種組分的濃度和比例

D［不同微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需求不同，如自養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基不需要加碳源，自生固氮

菌的培養(yǎng)基不需要加氮源。按不同的分類標準，培養(yǎng)基可有不同的種類和作用，其中固體培養(yǎng)

基是在液體培養(yǎng)基里加入瓊脂等凝固劑配制而成的。配制培養(yǎng)基時要注意各種組分的濃度和比

例。］

2.下列關(guān)于微生物的營養(yǎng)的說法，正確的是（）

A.同一種物質(zhì)不可能既作碳源又作氮源

B.凡是碳源都能提供能量

C.除水以外的無機物僅提供無機鹽

D.無機氮源也可能提供能量

D［對一些微生物來說，含C、H、0、N的化合物既是碳源，又是氮源。C0?是光能自養(yǎng)細

菌的碳源，但不能提供能量。COz和N?都是無機物，也是微生物的碳源和氮源。硝化細菌所利用

的氮源是氨，氨為無機氮源，同時氨也為硝化細菌提供用以化能合成作用的能源。］

3.下表是某培養(yǎng)基的成分，下列相關(guān)敘述錯誤的是()

編號①②③④⑤

成分(NH,)2S0iKH2P01FeSOiCaCl2H20

含量0.4g4.0g0.5g0.5g100mL

A.此培養(yǎng)基可用于自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)

B.培養(yǎng)基中若加入氨基酸，則它可充當碳源、氮源

C.若除去①，此培養(yǎng)基可培養(yǎng)硝化細菌

D.此培養(yǎng)基按功能分類屬于選擇培養(yǎng)基

C［由題表可知，此培養(yǎng)基中不含含碳有機物，自養(yǎng)型微生物可利用空氣中的CO,作碳源,

故該培養(yǎng)基適合用來培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物，A正確；氨基酸的基本元素組成為C、H、0、N,培養(yǎng)

基中若加入氨基酸，則它可充當碳源、氮源，B正確；硝化細菌能進行化能合成作用，但不能

固氮，因此若除去①，此培養(yǎng)基不能培養(yǎng)硝化細菌，C錯誤；此培養(yǎng)基缺少碳源，可以篩選出

自養(yǎng)型微生物，故此培養(yǎng)基按功能分類屬于選擇培養(yǎng)基，D正確。］

4.在培養(yǎng)基的配制過程中，具有如下步驟，其正確順序為()

①溶化②調(diào)pH③加棉塞④包扎⑤分裝⑥稱量

A.①@⑥⑤③④B.⑥①②⑤③④

C.⑥(D②⑤④③D.①②⑤④⑥③

B［培養(yǎng)基的配制過程中，根據(jù)微生物的生長需要，稱量不同的營養(yǎng)物質(zhì)，然后溶化、調(diào)

整pH、培養(yǎng)基的分裝、加棉塞、包扎等，即⑥①②⑤③④，B正確，A、C、D錯誤。］

5.請回答下列有關(guān)微生物培養(yǎng)基的問題：

(1)微生物的培養(yǎng)都需要培養(yǎng)基，一般培養(yǎng)基都含有的成分有;配

制固體培養(yǎng)基還需要加入凝固劑。

(2)制備牛肉膏蛋白腺固體培養(yǎng)基的一般流程包括：

不蕈］一胸圜一|溶化I-A-B

上述流程中A代表,實驗室中這個步驟常用的方法有

_______________________________;流程中B代表o

(3)鑒定分解尿素的細菌的方法是向以為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入指示

劑，培養(yǎng)某種細菌，如果pH升高，指示劑將變紅，說明該種細菌能分解尿素。

(4)與全營養(yǎng)培養(yǎng)基中的菌落相比，選擇培養(yǎng)基中菌落數(shù)。

A.多B.少

C.相等D.幾乎為零

［解析］（D一般培養(yǎng)基中都應(yīng)含有水、無機鹽、碳源和氮源四種成分。配制固體培養(yǎng)基還

需要加入凝固劑瓊脂。（2）制備牛肉膏蛋白豚固體培養(yǎng)基的流程包括：計算一稱量一溶化一滅菌

一倒平板；上述流程中A代表滅菌，灼燒滅菌、干熱滅菌和高壓蒸汽滅菌是實驗室中常用的滅

菌方法。流程中B代表倒平板。（3）鑒定分解尿素的細菌的方法是向以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基

中加入酚紅指示劑，培養(yǎng)某種細菌，如果pH升高，指示劑將變紅，說明該種細菌能分解尿素。

（4）選擇培養(yǎng)基上只能生長特定的微生物，因此該培養(yǎng)基上長出的菌落數(shù)目比全營養(yǎng)培養(yǎng)基上長

出的菌落數(shù)少。

［答案］（D水、碳源、氮源和無機鹽瓊脂（2）滅菌灼燒滅菌、干熱滅菌和高壓蒸汽

滅菌倒平板（3）尿素酚紅（4）B

第二節(jié)發(fā)酵工程的無菌技術(shù)

第1課時發(fā)酵工程的滅菌方法'設(shè)備和器具

課標內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接

生命觀念：掌握常用的滅菌方法及特點、滅菌設(shè)備及器具

1.闡明在發(fā)酹工程中滅菌是獲得純

的使用方法，認同無菌技術(shù)在微生物培養(yǎng)中的重要作用。

凈的微生物培養(yǎng)物的前提。

科學(xué)思維:根據(jù)滅菌對象及實驗要求選擇正確的滅菌方法、

2.闡明無菌技術(shù)是在操作過程中，

設(shè)備及器具。

保持無菌物品與無菌區(qū)域不被微生

社會責任：培養(yǎng)有菌意識，養(yǎng)成良好的個人生活習(xí)慣，積

物污染的技術(shù)。

極維護公共衛(wèi)生。

一、發(fā)酵工程的滅菌方法

1.無菌技術(shù)

（1）定義：在操作過程中，保持物品與操作區(qū)域的無菌狀態(tài)并不被微生物污染的技術(shù)。

⑵核心：滅菌。

2.滅菌方法、原理及應(yīng)用

滅菌方法原理應(yīng)用（特點）

甲醛、氯、高缽酸鉀等化學(xué)試劑能破

化學(xué)試劑不用于培養(yǎng)基的滅菌(滅菌劑可能會

壞微生物的蛋白質(zhì)或細胞結(jié)構(gòu),具有

滅菌法與培養(yǎng)基中的一些成分發(fā)生作用)

殺菌作用

利用紫外線、X射線、Y射線等產(chǎn)生一般用于表面和空氣的滅菌(射線的

射線滅菌法

的高能粒子進行滅菌穿透力弱)

利用干熱空氣滅菌(干熱空氣滅菌干熱空氣滅菌法主要用于要求保持

干熱滅菌法法);利用火焰灼燒滅菌(火焰灼燒王燥的實驗器具；火焰灼燒法常用于

法)接種等操作過程

利用飽和蒸汽進行滅菌,蒸汽的穿透

培養(yǎng)基及容器的滅菌；相同溫度下濕

濕熱滅菌法力大，與較低溫的物體表面接觸時可

熱滅菌比干熱滅菌更有效

放出大量能量，菌體蛋白質(zhì)易凝固

通過過濾阻留微生物從而達到除菌大量制備無菌空氣;產(chǎn)品提取過程中

過濾除菌法

目的用于處理料液獲得無菌產(chǎn)品

二、發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備

1.電熱鼓風(fēng)干燥箱

(1)適用對象：空的玻璃器皿(如培養(yǎng)皿、離心管、移液管)、金屬用具(如鎰子、手術(shù)刀)

和其他耐高血的物品(如菌種保藏采用的沙土管、石蠟油、碳酸鈣)的滅菌。不適用于帶有膠皮

或塑料的物品、液體及固體培養(yǎng)基的滅菌。

(2)優(yōu)點：使滅菌器皿保持干燥。

(3)滅菌標準：一般以能否殺死細菌的菱胞作為徹底滅菌的標準，溫度需提高到約160。3

加熱2?3ho

(4)注意安全事項：不得將易腐、易燃、易爆物品放入箱內(nèi)干燥滅菌；干燥箱工作時，必須

將風(fēng)機開關(guān)打開，否則會導(dǎo)致電機或傳感器燒壞；箱內(nèi)經(jīng)常保持清潔，長期不用應(yīng)套好防塵罩,

放置在干燥的室內(nèi)等。

2.高壓蒸汽滅菌鍋

(1)滅菌原理：在一個密閉的鍋內(nèi)，水的沸點隨蒸汽壓力的增高而上升，加壓的同時提高蒸

汽的溫度，使鍋內(nèi)的待滅菌物品在一定壓力和溫度等條件下,殺死其中所有微生物的營養(yǎng)體及

其芽抱。

(2)類型：手動式高壓蒸汽滅菌鍋和全自動高壓蒸汽滅菌鍋。

(3)注意事項：操作人員必須在現(xiàn)場規(guī)范操作，嚴格控制熱源維持滅菌時的壓力。鍋內(nèi)壓力

過高，不僅培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分會被破壞,而且高壓鍋超過耐壓范圍后可能會發(fā)生爆炸，造成傷

人事故等。

(4)高壓蒸汽滅菌鍋的使用步驟

加水(加水的量不可過少,防止滅菌鍋燒干)

裝鍋(滅菌桶至少留1A空間，蓋好鍋蓋，對稱的旋緊鍋蓋四周的固定螺栓)

加熱

I

排空冷空氣(加熱后,隨著鍋內(nèi)壓力逐漸增加，須打開排氣閥,排出鍋內(nèi)殘留的冷空氣。當

壓力表指針回降到“o”時，關(guān)閉氣閥，繼續(xù)加熱)

I

保溫保壓(鍋內(nèi)壓力升至約103kPa、溫度達到121℃,維持15?20min)

I

出鍋(壓力表指針降至“0”點,待溫度下降后,打開排氣閥，旋開固定螺栓，開蓋，取出

滅菌物品)

3.空氣除菌設(shè)備

(1)適用對象：空氣除菌是好氧發(fā)酵的關(guān)鍵環(huán)節(jié),發(fā)酵工程中常采用空氣過濾除菌的方法來

凈化所需空氣。

(2)原理：讓含菌空氣通過無菌干燥的過濾介質(zhì),以阻截空氣中所含微生物。

(3)不同發(fā)酵過程對空氣無菌程度的要求：不同發(fā)酵過程對空氣無菌程度的要求丕回，例如,

酵母菌繁殖速度快，對空氣的無菌要求相對較低,制備氨基酸、抗生素等的發(fā)酵過程，所需的

微生物對空氣無菌的要求較高。

三、發(fā)酵工程的無菌操作器具

1.接種器具

(1)接種的概念：在無菌條件下將微生物接入培養(yǎng)基的操作過程。

(2)常用的接種器具：玻璃涂布器、接種針、接種環(huán)等。

(3)應(yīng)用

①玻璃涂布器用于平板稀釋涂布接種。

②接種針用于穿刺接種。

③接種環(huán)用于斜面接種或在平板培養(yǎng)基上劃線接種。

2.轉(zhuǎn)移器具

(1)移液管：用來準確移取一定體積的溶液或分裝化學(xué)試劑的量器,一般用于轉(zhuǎn)移部分液體

培養(yǎng)物、系列稀釋微生物或分裝化學(xué)試劑。

(2)刻度移液管：具有刻度的直形玻璃管。在需要控制試劑加入量時,一般使用刻度移液管。

(3)使用要點

①用拇指及中指捏住管頸標線以上的地方,將移液管插入待取溶液液面下約(注意:

移液管不應(yīng)伸入太多，以免管尖外壁粘有過多溶液;也不應(yīng)伸入太少，以免液面下降后而吸空。)

②一手拿著橡皮吸球輕輕將溶液吸上，眼睛注視正在上升的液面位置。當液面上升到刻度

標線以上約1cm處時，迅速用另一只手食指堵住管口,取出移液管。

③用濾紙條拭干移液管下端外壁,并使其與地面垂直,稍微松開手食指,使液面緩緩下降，

此時，視線應(yīng)平視標線，直到彎月狀液面下端與標線相切,立即用食指按緊管口,使液體不再

流出，并使出口尖端接觸容器外壁,以除去尖端外的殘留溶液。

④將移液管移入準備接受溶液的容器中時，使其出口尖端接觸器壁;將容器微傾斜,而使

移液管直立；然后放松食指，使溶液自由地順壁流下；待溶液停止流出后將移液管移出。

（4）微量取液器：微量取液器分為固定容量的和可調(diào)容量的兩種。

3.超凈工作臺：是一種經(jīng)過空氣凈化而形成高潔凈操作環(huán)境的設(shè)備。

（1）凈化原理：利用工作臺內(nèi)紫外線燈的殺菌作用,并通過空氣過濾器過濾確保工作臺內(nèi)空

氣的無菌、無污染。

（2）使用方法：開機殺菌30min后,關(guān)掉紫外線燈，約10min后使用超凈工作臺。

（3）優(yōu)點：操作方便。

匚基礎(chǔ)診斷二］

判斷對錯（正確的打“V”，錯誤的打“X”）

1.獲得純凈微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染。（）

［答案］V

2.用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基都要進行消毒。（）

X提示：用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基都要進行滅菌。

3.培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進行滅菌。（）

X提不：培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿之前要進行滅菌。

4.無菌操作的對象只要是沒有生物活性的材料，都可采用干熱滅菌法進行滅菌。（）

X提示：培養(yǎng)基一般使用高壓蒸汽滅菌法，不能使用干熱滅菌法滅菌。

5.高壓蒸汽滅菌鍋裝鍋后須依次旋緊鍋蓋四周的固定螺栓。（）

X提示：蓋好鍋蓋后應(yīng)對稱旋緊固定螺栓。

6.為保持超凈工作臺高潔凈操作環(huán)境，應(yīng)保持紫外線燈常開。（）

X提示：紫外線燈發(fā)出的射線及形成的臭氧分子對人體有害，應(yīng)關(guān)閉10min后方可使用

超凈工作臺。

［關(guān)鍵能力，突破重難］核心問題解惑學(xué)科素養(yǎng)形成

敏貼常用滅菌和消毒方法的比較

1.常用消毒方法

常用消毒方法主要方法應(yīng)用范圍

煮沸消毒法100℃煮沸5?6min家庭餐具等生活用品

62?65C煮30min或80?90C煮牛奶、啤酒、果酒和醬油等不宜進

巴氏消毒法

30s?1min行高溫滅菌的液體

紫外線消毒法30W紫外燈照射30min接種室空氣

用體積分數(shù)為70%?75%的乙醇、碘皮膚、傷口、動植物組織表面和空

化學(xué)藥物消毒法

酒涂抹，來蘇爾噴灑等氣、手術(shù)器械、塑料或玻璃器皿等

2.消毒與滅菌的比較

:消毒：（滅菌,;

'_____，

VV

較為溫和的物理、,

手段強度?較為強烈的理化方法

化學(xué)和生物等方法1

僅殺死物體表面或,殺死物體內(nèi)外所有的微

4，作用效果

內(nèi)部一部分微生物生物，包括芽胞和胞子

工

操作空間、活體操作工具、玻璃器皿、

生物材料、操作?、適用對象?培養(yǎng)基等

者的衣著和雙手

煮沸消毒法、巴氏消T干熱滅菌法、濕熱

毒法、化學(xué)藥物消毒，常用方法?滅菌法（如高壓蒸

汽滅菌法）、過濾除

法、紫外線消毒法

菌法等

創(chuàng)新應(yīng)用

合作探究：（1）無菌技術(shù)除了用來防止實驗室的土專養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么

作用？

提示：無菌技術(shù)還能有效避免操作者被微生物感染。

（2）對培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、接種環(huán)、實驗者的雙手、空氣和牛奶常采用的滅菌或消毒方法分別

是什么？

提示：分別為高壓蒸汽滅菌、干熱滅菌、灼燒滅菌、化學(xué)藥物消毒、紫外線消毒、巴氏消

毒。

（3）用于生物消毒的微生物具有什么特點？

提示：用于生物消毒的微生物能產(chǎn)生殺死其他微生物的代謝產(chǎn)物或是寄生性的微生物。

［對點練習(xí)］

1.下列關(guān)于滅菌和消毒的說法不正確的是（）

A.滅菌是指殺死環(huán)境中的所有微生物，包括芽泡和抱子

B.滅菌和消毒實質(zhì)上是相同的

C.接種環(huán)用灼燒法滅菌

D.常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、濕熱滅菌等

B［滅菌與消毒的實質(zhì)是不同的。滅菌是指殺死一定環(huán)境中的所有微生物，包括芽抱和袍

子，使用的是較為強烈的理化因素，常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、濕熱滅菌等，根

據(jù)不同的材料選用不同的滅菌方法，如接種環(huán)的滅菌用灼燒法；消毒是指殺死物體表面或內(nèi)部

的部分微生物（不包括芽抱和抱子），使用的是較為溫和的物理或化學(xué)方法。］

2.在生產(chǎn)、生活和科研實踐中，經(jīng)常通過消毒和滅菌來避免雜菌的污染。請回答下列問題:

（1）在實驗室中，玻璃和金屬材質(zhì)的實驗器具（填“可以”或“不可以”）放入干熱

滅菌箱中進行干熱滅菌。

（2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法，與煮沸消毒法相比，這兩種方法的優(yōu)

點是____________________________________________________

（3）密閉空間內(nèi)的空氣可采用紫外線照射消毒，其原因是紫外線能

。在照射前，適量噴灑,可強化消毒效果。

（4）水廠供應(yīng)的自來水通常是經(jīng)過（填“氯氣”“乙醇”或“高鐳酸鉀”）消毒的。

（5）某同學(xué)在使用高壓蒸汽滅菌鍋時，若壓力達到設(shè)定要求，而鍋內(nèi)并沒有達到相應(yīng)溫度，

最可能的原因是_________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

［解析］（1）在實驗室中，能耐高溫的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金屬材質(zhì)的實

驗器具等可以放入干熱滅菌箱中進行干熱滅菌。（2）巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法與煮沸消毒法

相比，其優(yōu)點表現(xiàn)為在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少。（3）紫外線照射能消毒的原因

是其能夠破壞微生物細胞中的DNA分子。在利用紫外線照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液

等消毒液，可強化消毒效果。（4）自來水通常是采用氯氣進行消毒的。（5）采用高壓蒸汽滅菌時，

若壓力達到設(shè)定要求，而溫度未達到相應(yīng)要求，最可能的原因是沒有排盡高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)的

冷空氣。

［答案］（D可以（2）在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少（3）破壞DNA結(jié)構(gòu)消

毒液（4）氯氣（5）未將鍋內(nèi)冷空氣排盡

易錯提醒

（1）酒精消毒液中酒精濃度對效果的影響：7（?的酒精殺菌效果最好。原因是濃度過高，菌

體表面蛋白質(zhì)變性過快而凝固成一層保護膜，酒精不能滲入其中；濃度過低，殺菌能力減弱。

（2）無菌技術(shù)措施的選擇原則

①考慮效果：滅菌的效果比消毒要好。

②考慮操作對象的承受能力：活體生物材料、操作者的手等只能采用消毒的方法，而不能

采用滅菌的方法。

［課堂小結(jié)］

知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦

1.無菌技術(shù)是指在操作過程中，保持物品與

發(fā)酵工程中的無菌技術(shù)

操作區(qū)域的無菌狀態(tài)并不被微生物污染的技

〃化學(xué)試劑滅菌法術(shù)，其核心是滅菌。

射線滅菌法2.常用的滅菌技術(shù)包括化學(xué)試劑滅菌法（甲

滅菌方法〈干熱滅菌法

醛、氯、高鎰酸鉀）、射線滅菌法（紫外線等）、

濕熱滅菌法

干熱滅菌法（干熱空氣滅菌法和火焰灼燒

、過濾除菌法

法）、濕熱滅菌法（高壓蒸汽滅菌法）和過濾除

.電熱鼓風(fēng)干燥箱

滅菌設(shè)備，高壓蒸汽滅菌鍋菌法。

<

.空氣除菌設(shè)備3.發(fā)酵工程中的滅菌設(shè)備有電熱鼓風(fēng)干燥

,玻璃涂布器箱、高壓蒸汽滅菌鍋和空氣除菌設(shè)備。

接種器具接種針

4.在無菌條件下將微生物接入培養(yǎng)基的操作

.接種環(huán)

無菌操作的器具《過程稱為接種。玻璃涂布器用于平板稀釋涂

移液管

轉(zhuǎn)移器具布接種，接種針用于穿刺接種，接種環(huán)用于

微量取液器

斜面接種或在平板培養(yǎng)基上劃線接種。

I超凈工作臺

5.超凈工作臺是一種經(jīng)過空氣凈化而形成高

潔凈操作環(huán)境的設(shè)備。其凈化原理是利用工

作臺內(nèi)紫外線燈的殺菌作用，并通過空氣過

濾器過濾確保工作臺內(nèi)空氣的無菌、無污染。

隨堂檢測

1.采用干熱滅菌、灼燒滅菌、高壓蒸汽滅菌、紫外線照射等幾種方法，可分別殺死哪些部

位的雜菌（）

A.接種環(huán)、吸管、培養(yǎng)基、接種室

B.吸管、接種環(huán)、培養(yǎng)基、接種箱

C.培養(yǎng)基、吸管、接種環(huán)、接種箱

D.培養(yǎng)皿、吸管、培養(yǎng)基、雙手

B［干熱滅菌是將滅菌物品放入干熱滅菌箱內(nèi)，在140?160℃下加熱2?3h,適用于耐

高溫且需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培養(yǎng)皿）和金屬用具等；灼燒滅菌是利用酒精

燈火焰的充分燃燒層滅菌，如接種針