2018-2019學年高中生物 專題2 微生物的培養(yǎng)與應用 課題2 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)練習 新人教版選修1 .doc

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課題2 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù) 1．在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，培養(yǎng)細菌后，指示劑將(　　) A．變藍色　　　　　 B．變紅色 C．變黑色 D．變棕色 解析：細菌合成的脲酶將尿素分解成了氨，氨會使培養(yǎng)基的堿性增強，pH升高，加入酚紅指示劑將變紅。 答案：B 2．測定土壤中細菌數(shù)量一般選用104、105和106倍的稀釋液進行平板培養(yǎng)，而測定真菌的數(shù)量一般選用102、103和104倍稀釋，其原因是(　　) A．細菌個體小，真菌個體大 B．細菌易稀釋，真菌不易稀釋 C．細菌在土壤中數(shù)量比真菌多 D．隨機的，沒有原因 解析：土壤中的微生物大約70%～90%是細菌，真菌的數(shù)量要比細菌少。樣品的稀釋度越高，在平板上生成的菌落數(shù)目就越少。在實際操作中，通常選用一定稀釋范圍的樣品液進行培養(yǎng)，以保證獲得菌落數(shù)在30～300，適于平板計數(shù)，所以細菌的稀釋倍數(shù)要高于真菌的稀釋倍數(shù)。 答案：C 3．用稀釋涂布平板法來統(tǒng)計樣品中的活菌數(shù)時，通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)就能推測出樣品中的活菌數(shù)。原因是(　　) A．平板上的一個菌落就是一個細菌 B．菌落中的細菌數(shù)是固定的 C．此時的一個菌落一般來源于樣品稀釋液中的一個活菌 D．此方法統(tǒng)計的菌落數(shù)一定與活菌的實際數(shù)相同 解析：用稀釋涂布平板法來統(tǒng)計樣品中的活菌數(shù)時，平板上的一個菌落一般來源于樣品稀釋液中的一個活菌，但偶爾也能來自兩個細菌，所以此方法統(tǒng)計的菌落數(shù)可能與活菌的實際數(shù)不相同。 答案：C 4．土壤中的細菌能分解尿素，是因為它們能合成一種(　　) A．尿素酶 B．脲酶 C．蛋白酶 D．肽酶 解析：能夠分解利用尿素的細菌，其細胞內(nèi)含有脲酶，可以把尿素分解成氨，然后進一步利用。 答案：B 5．(2016四川卷)圖甲是從土壤中篩選產(chǎn)脲酶細菌的過程，圖乙是脲酶基因轉錄的mRNA部分序列。 (1)圖中選擇培養(yǎng)基應以____________為唯一氮源；鑒別培養(yǎng)基還需添加____________作指示劑，產(chǎn)脲酶細菌在該培養(yǎng)基上生長一段時間后，其菌落周圍的指示劑將變成____________色。 (2)在5個細菌培養(yǎng)基平板上，均接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品溶液0.1 mL，培養(yǎng)一段時間后，平板上長出的細菌菌落數(shù)分別為13、156、462、178和191。該過程采取的接種方法是______________，每克土壤樣品中的細菌數(shù)量為________108個；與血細胞計數(shù)板相比，此計數(shù)方法測得的細菌數(shù)目較________。 (3)現(xiàn)有一菌株的脲酶由于基因突變而失活，突變后基因轉錄的mRNA在圖乙箭頭所示的位置增加了70個核苷酸，使圖乙序列出現(xiàn)終止密碼(終止密碼有UAG、UGA和UAA)。突變基因轉錄的mRNA中，終止密碼為________，突變基因表達的蛋白含________個氨基酸。 解析：(1)關鍵信息：“篩選產(chǎn)脲酶細菌”“接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品溶液”，使“圖乙序列”出現(xiàn)終止密碼。 (2)解題關鍵：區(qū)別選擇培養(yǎng)基與鑒別培養(yǎng)基，掌握細菌計數(shù)的方法。 本題考查微生物的培養(yǎng)與分離方法及基因表達。 (1)脲酶能夠催化尿素分解為氨，要從土壤中篩選出產(chǎn)脲酶的細菌，需用以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基。由于尿素被分解成了氨，氨會使培養(yǎng)基的堿性增強，pH升高，使酚紅指示劑變紅色。 (2)將稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品溶液接種在細菌培養(yǎng)基平板上，用于計數(shù)細菌菌落數(shù)的方法是稀釋涂布平板法。統(tǒng)計的菌落數(shù)應介于30～300之間，選擇細菌菌落數(shù)為156、178和191的平板計數(shù)，每克土壤樣品中細菌數(shù)量為(156＋178＋191)30.1105＝1.75108。由于兩個或多個細菌連接在一起時，往往統(tǒng)計的是一個菌落，用此方法測得的細菌數(shù)目偏低。 (3)密碼子由3個相鄰的堿基組成，箭頭前面的堿基一共構成91個密碼子；插入的70個核苷酸和后面2個堿基一共構成24個密碼子，后面是UGA，是終止密碼，翻譯結束后，表達的蛋白質含有115個氨基酸。 答案：(1)尿素　酚紅　紅 (2)稀釋涂布平板法　1.75　少 (3)UGA　115 [A級　基礎鞏固] 1．分離土壤中分解尿素的細菌，對培養(yǎng)基的要求是(　　) ①加尿素?、诓患幽蛩亍、奂迎傊恰、懿患迎傊恰、菁悠咸烟恰、薏患悠咸烟恰、呒酉跛猁}　⑧不加硝酸鹽 A．①③⑤⑦　　　 B．②④⑥⑧ C．①③⑤⑧ D．①④⑥⑦ 解析：分離土壤中分解尿素的細菌，培養(yǎng)基中要有尿素、瓊脂糖、葡萄糖，尿素給分解尿素的細菌提供氮源，不加硝酸鹽。 答案：C 2．從土壤中分離能分解尿素的細菌，可以利用選擇培養(yǎng)基，其成分中一定有(　　) ①尿素　②有機氮化物?、蹮o機鹽?、苡袡C碳化物 ⑤水?、逕o機碳化物 A．①③④⑤　　　 B．②③④⑤ C．①③⑤⑥ D．②③⑤⑥ 解析：分離能分解尿素的細菌，故培養(yǎng)基中一定有尿素，一定沒有有機氮化物；另外，水、無機鹽和碳源、能源也是細菌生長所必不可少的。有機碳在這里既是碳源又是能源，因為分解尿素的細菌是異養(yǎng)微生物，不能利用無機碳化物。 答案：A 3．關于土壤取樣的敘述錯誤的是(　　) A．土壤取樣，應選取肥沃、濕潤的土壤 B．先鏟去表層土3 cm左右，再取樣 C．取樣用的小鐵鏟和信封在使用前不用滅菌 D．應在火焰旁稱取土壤 答案：C 4．下列關于微生物培養(yǎng)和利用的敘述不正確的是(　　) A．利用稀釋涂布平板法只能分離微生物不能對微生物進行計數(shù) B．接種時連續(xù)劃線的目的是將聚集的菌種逐步稀釋獲得單菌落 C．以尿素為唯一氮源且含酚紅的培養(yǎng)基可選擇和鑒別尿素分解菌 D．用大白菜腌制泡菜的過程中亞硝酸鹽含量變化是先增加后減少 解析：用稀釋涂布平板法可以分離微生物也可以對微生物進行計數(shù)；接種劃線可以將菌體分散，最后得到單個菌體細胞，經(jīng)過培養(yǎng)可以得到單個菌落；以尿素為唯一氮源且含酚紅的培養(yǎng)基可選擇和鑒別尿素分解菌；在泡菜的腌制過程中，開始亞硝酸鹽含量增加，10天后含量開始下降。 答案：A 5．在做分離分解尿素的細菌實驗時，A同學從對應106培養(yǎng)基上篩選出大約150個菌落，而其他同學只篩選出大約50個菌落。A同學的結果產(chǎn)生原因可能有(　　) ①由于土樣不同?、谟捎谂囵B(yǎng)基被污染　③由于操作失誤?、軟]有設置對照 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 答案：A 6．下列關于統(tǒng)計菌落數(shù)目的方法的敘述，不正確的是(　　) A．采用平板計數(shù)法獲得的菌落數(shù)往往少于實際的活菌數(shù) B．當樣品的稀釋度足夠高時，一個活菌會形成一個菌落 C．為了保證結果準確，一般采用密度較大的平板進行計數(shù) D．在某一濃度下涂布三個平板，若三個平板統(tǒng)計的菌落數(shù)差別不大，則應以它們的平均值作為統(tǒng)計結果 解析：當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落，因此統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目低。一般選擇菌落數(shù)在30～300的平板進行計數(shù)，密度過大會使計數(shù)結果偏小，影響結果的準確性。涂布三個平板，作為重復組，取其平均值作為統(tǒng)計結果能增強試驗的說服力與準確性。 答案：C B級　能力訓練 7．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究上，常常需要進行微生物的培養(yǎng)和計數(shù)。 (1)如圖是利用________法進行微生物接種，把聚集的菌種逐步________分散到培養(yǎng)基的表面。 (2) 分析下面培養(yǎng)基的配方：NaNO3、KH2PO4、NaH2PO4、MgSO47H2O、KCl、H2O。若此培養(yǎng)基用于培養(yǎng)分解尿素的細菌，則應除去上述的________，并加入________，以補充________源。 (3) 若在稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中測得平板上菌落數(shù)的平均值為233，那么每毫升樣品中的菌落數(shù)是(涂布平板時所用稀釋液的體積為0.2 mL)________。 解析：(1) 由題圖可知，其采取的是平板劃線法，該方法能把聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。(2) 培養(yǎng)分解尿素的細菌，其氮源是尿素，所以培養(yǎng)基中要除去含氮物質，即除去NaNO3，并加入尿素和葡萄糖，以提供氮源和碳源。(3) 根據(jù)題意可知，每毫升樣品中的菌落數(shù)＝平板上菌落數(shù)的平均值體積稀釋倍數(shù)＝2330.2106＝1.165109。 答案：(1) 平板劃線　稀釋　(2) NaNO3　尿素和葡萄糖　氮、碳　(3) 1.165109 8．有機化工原料氯苯不易降解，會污染環(huán)境，現(xiàn)欲從土壤中分離高效降解氯苯的微生物。回答下列問題： (1) 為了獲得能降解氯苯的微生物菌種，可在被氯苯污染的土壤中取樣，并應選用以________為碳源的培養(yǎng)液進行選擇培養(yǎng)。除含有碳源外，培養(yǎng)液還應含有________、無機鹽和蒸餾水等。 (2) 將獲得的3種待選微生物甲、乙、丙分別接種在1 L含20 mg氯苯的相同培養(yǎng)液中培養(yǎng)(培養(yǎng)液中其他營養(yǎng)物質充裕、條件適宜)，觀測從實驗開始到微生物停止生長所用的時間，甲、乙、丙分別為33 h、15 h、46 h，則應選擇微生物乙作為菌種進行后續(xù)培養(yǎng)，理由是_____________________________________________________。 (3) 若要測定培養(yǎng)液中選定菌種的菌體數(shù)，既可在顯微鏡下用________直接計數(shù)，也可選用________法統(tǒng)計活菌數(shù)目。 (4) 制備固體培養(yǎng)基，基本步驟是： 計算→稱量→溶化→分裝→________→包扎→高壓蒸汽滅菌→________。 (5) 接種時要對接種環(huán)進行灼燒，目的是________。 答案：(1) 氯苯　氮源　(2) 微生物乙分解氯苯的能力比甲、丙更強 (3) 血細胞計數(shù)板　稀釋涂布平板 (4) 加棉塞　倒平板　(5) 殺滅接種環(huán)上的微生物，避免感染雜菌 9．廣東省是我國甘蔗生產(chǎn)區(qū)之一。甘蔗是一種高光效的C4植物，單位面積產(chǎn)量很高，種植面積日益擴大，目前已成為南方地區(qū)燃料酒精生產(chǎn)的重要原料。利用甘蔗生產(chǎn)燃料酒精的一般工藝流程為：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母發(fā)酵→蒸餾→成品(燃料酒精)。 (1)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種，對野生酵母菌進行誘變后通過篩選可以得到具有這些特性的突變菌，誘變及篩選過程如下： 步驟1：野生菌液體培養(yǎng)一段時間后接受紫外線照射誘變處理。 步驟2：制備選擇培養(yǎng)基。在基本培養(yǎng)基的基礎上，注意________和________，加瓊脂后滅菌，制成固體平板。 步驟3：將紫外線照射后的菌液稀釋涂布平板。 步驟4：根據(jù)___________________________________________， 篩選出突變菌。 (2)上述步驟2、3和4的依據(jù)分別是________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)要篩選耐高糖和耐酸的菌種，培養(yǎng)基中必須加入高濃度蔗糖和調低pH，能在選擇培養(yǎng)基上生長的即為所需菌種。(2)步驟2是給其提供高糖或酸性的篩選環(huán)境；步驟3是為了獲得單菌落；步驟4是根據(jù)能生長的菌株具有耐高糖和耐酸的特性篩選出突變菌。 答案：(1)添加高濃度蔗糖(葡萄糖)　調低pH　是否能在選擇培養(yǎng)基上生長　(2)提供高糖和酸性的篩選環(huán)境；獲得單菌落；能生長的菌落具有耐高糖和耐酸的特性 10．(2017全國卷Ⅰ)某些土壤細菌可將尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用?；卮鹣铝袉栴}： (1)有些細菌能分解尿素，有些細菌則不能，原因是前者能產(chǎn)生______________。能分解尿素的細菌不能以尿素的分解產(chǎn)物CO2作為碳源，原因是__________________________，但可用葡萄糖作為碳源，進入細菌體內(nèi)的葡萄糖的主要作用是_________________(答出兩點即可)。 (2)為了篩選可分解尿素的細菌，在配制培養(yǎng)基時，應選擇________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作為氮源，不選擇其他兩組的原因是________________________。 (3)用來篩選分解尿素細菌的培養(yǎng)基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有____________________________________(答出兩點即可)。 解析：(1)細菌分解尿素是由于細菌體內(nèi)合成脲酶的結果，尿素是有機物，分解尿素的細菌是分解者，而不是生產(chǎn)者，只有生產(chǎn)者才能利用CO2作為碳源合成有機物。葡萄糖通常既作為碳源，也可作為能源。 (2)篩選分解尿素的細菌，通常只能用尿素作為唯一氮源，對于“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”均含有無機氮源。 (3)KH2PO4和Na2HPO4為微生物提供P元素和無機鹽離子如鉀離子和鈉離子，還可作為緩沖劑保持細胞生長過程中pH穩(wěn)定。 答案：(1)脲酶　分解尿素的細菌是異養(yǎng)型生物，不能利用CO2來合成有機物　為細胞生物生命活動提供能量，為其他有機物的合成提供原料 (2)尿素　其他兩組都含有NH4NO3，能分解尿素的細菌和不能分解尿素的細菌都能利用NH4NO3，不能起到篩選作用 (3)為細菌生長提供無機營養(yǎng)，作為緩沖劑保持細胞生長過程中pH穩(wěn)定 11．某同學要分離土壤中能分解尿素的細菌，并統(tǒng)計每克土壤樣品中活菌數(shù)目，培養(yǎng)基配方如下表。將各種物質溶解后，用蒸餾水定容到1 000 mL，再經(jīng)高溫滅菌，制成固體培養(yǎng)基備用。 KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4 7H2O 蛋白胨 葡萄糖 尿素 瓊脂 1.4 g 2.1 g 0.2 g 1.0 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g (1) 根據(jù)培養(yǎng)基的成分判斷，該同學能否分離出土壤中分解尿素的細菌？________(填“能”或“不能”)，原因是 _____________________________________________________。 (2) 培養(yǎng)基用________法滅菌，培養(yǎng)皿用________法滅菌，待培養(yǎng)基冷卻到________℃(填“20”“30”“40”或“50”)左右時，在________附近倒平板，等平板冷卻凝固后，將平板倒過來放置，可以防止________________________，以免造成污染。 (3) 培養(yǎng)分解尿素的細菌時，在接種前需要檢測培養(yǎng)基是否被污染。對于固體培養(yǎng)基應采用的檢測方法是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (4) 實驗中使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過________處理后才能丟棄，以防止培養(yǎng)物的擴散。 解析：(1) 據(jù)表分析，表中的蛋白胨可以為微生物的生存提供氮源，所以不能分離尿素分解菌，分離尿素分解菌需要用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)。(2) 培養(yǎng)基常用高壓蒸汽滅菌，培養(yǎng)皿常用干熱滅菌。培養(yǎng)基要冷卻到50 ℃左右時才能倒平板，倒平板時要在酒精燈火焰旁進行，以防止雜菌的污染。將平板倒過來放置可以防止培養(yǎng)皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基對培養(yǎng)基造成污染。(3)培養(yǎng)分解尿素的細菌時，在接種前需要檢測培養(yǎng)基是否被污染。對于固體培養(yǎng)基應采用的檢測方法是將未接種的培養(yǎng)基在適宜的溫度下放置適宜的時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生。(4) 使用過的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物必須經(jīng)過滅菌處理后才能丟棄，以防止培養(yǎng)物的擴散。 答案：(1)不能　培養(yǎng)基含蛋白胨，尿素不是唯一氮源，不能選擇出只以尿素為氮源的微生物(培養(yǎng)基含蛋白胨，蛋白胨中含有氮元素)　(2)高壓蒸汽滅菌　干熱滅菌　50　酒精燈火焰　培養(yǎng)皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基　(3)將未接種的培養(yǎng)基在適宜溫度下放置適宜的時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生　(4)滅菌