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人教版 (2019)第1章 发酵工程第2节 微生物的培养技术及应用二 微生物的选择培养和计数第2课时一课一练
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这是一份人教版 (2019)第1章 发酵工程第2节 微生物的培养技术及应用二 微生物的选择培养和计数第2课时一课一练，共14页。
[基础检查]
1.含氨苄西林的LB培养基在基因工程中有很重要的应用。该培养基能杀死一切不抗氨苄西林的细菌,只有对氨苄西林具有抗性的细菌才能正常生长繁殖。由其作用可知该培养基是一种 ( )
A.固体培养基B.合成培养基
C.天然培养基D.选择培养基
解析:该培养基由于含有氨苄西林,能杀死一切不抗氨苄西林的细菌,只有对氨苄西林具有抗性的细菌才能正常生长繁殖,即氨苄西林起到了选择作用。因此,该培养基是一种选择培养基。
答案:D
2.若要通过稀释涂布平板法分离纯化土壤中的微生物,其正确操作步骤是( )
①土壤取样 ②称取10 g土壤加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,制备1×10倍稀释的土壤稀释液 ③吸取0.1 mL土壤稀释液进行涂布平板
④依次将土壤稀释液稀释为1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107倍稀释的溶液
A.①②③④B.①③②④
C.①②④③D.①④②③
解析:稀释涂布平板法分离纯化土壤中微生物的正确操作步骤为:土壤取样;称取10 g土壤加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,制备1×101倍稀释的土壤稀释液;依次将土壤稀释液稀释为1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107倍稀释的溶液;吸取0.1 mL土壤稀释液进行涂布平板。
答案:C
3.下列关于分离培养某种微生物的实验的叙述,正确的是 ( )
A.倒平板时为防止培养基溅到皿盖上,应打开培养皿将皿盖放到一边
B.接种时为防止杂菌污染,接种前将涂布器在酒精中浸泡灭菌
C.若菌液浓度过高无法得到单菌落,则需要稀释后再进行涂布
D.接种后,将涂布器灼烧灭菌后,立即放入盛有酒精的烧杯中
解析:倒平板时,不能完全打开培养皿并把皿盖放到一边,以免被微生物污染;接种时为防止杂菌污染,接种前应将涂布器灼烧灭菌;若菌液浓度过高无法得到单菌落,则需要稀释后再进行涂布;接种后,将涂布器灼烧灭菌,待冷却后再放入盛有酒精的烧杯中。
答案:C
4.用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时 ( )
①可以用相同的培养基
②都需要使用接种环进行接种
③都需要在酒精灯火焰旁进行接种
④都可以用来计数活菌
A.①②B.③④
C.①③D.②④
解析:平板划线法或稀释涂布平板法都使用固体培养基,可以使用相同的培养基,①正确;平板划线法采用接种环进行操作,而稀释涂布平板法采用涂布器进行操作,②错误;纯化时,要进行无菌操作,需要在酒精灯火焰旁接种,避免空气中的微生物混入培养基,③正确;平板划线法一般用于分离而不是计数,④错误。
答案:C
5.下列关于微生物分离和培养的叙述,错误的是 ( )
A.微生物培养基中加入牛肉膏和蛋白胨可以同时提供碳源和氮源
B.测定土壤样品中的活菌数目,常用平板划线法
C.培养基不一定都使用高压蒸汽灭菌
D.以尿素作为唯一氮源的培养基可以分离得到能分解尿素的细菌
解析:牛肉膏和蛋白胨的主要成分是蛋白质,含有碳、氮元素,可以为微生物同时提供碳源和氮源;测定土壤样品中的活菌数目,常用稀释涂布平板法;培养基一般使用高压蒸汽灭菌,也可以采用微孔滤膜过滤除菌;以尿素作为唯一氮源的培养基为选择培养基,只有能分解尿素的细菌才能在该培养基上生长繁殖。
答案:B
6.用稀释涂布平板法测定微生物数量时,统计到的菌落数与实际活菌数的关系是 ( )
A.菌落数等于或大于实际活菌数
B.菌落数等于或小于实际活菌数
C.菌落数大于或小于实际活菌数
D.菌落数等于实际活菌数
解析:采用稀释涂布平板法获得的菌落有可能是由一个或多个细胞形成的,所以统计到的菌落数往往等于或小于实际的活菌数。
答案:B
7.用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目时,在某稀释度下某同学做了若干个平板并统计每个平板的菌落数,最接近样品中菌体数真实值的是( )
A.菌落数最多的平板
B.菌落数最少的平板
C.菌落数适中的平板
D.若干个平板菌落数的平均值
解析:用稀释涂布平板法对样品中活菌数进行统计,只是一种估测,根据此方法的过程可知,在某一稀释度下涂布的平板活菌数具有一定的偶然性,并不是绝对均匀的,所以若干个平板菌落数的平均值比较接近样品中活菌数的真实值。
答案:D
8.(2023·山东卷)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是 ( )
A.不含氮源的平板不能用于微生物培养
B.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
解析:不含氮源的平板可用于培养能够利用空气中N2的微生物,A项错误;平板涂布时涂布器使用前必须进行灭菌处理,以防止外来杂菌的污染,B项错误;接种后未长出菌落的培养基上,也可能有少量微生物存在,所以不能直接丢弃,C项错误;在以尿素为唯一氮源的平板上,若微生物可以产生脲酶,则可以利用脲酶分解尿素来获得氮源而生长,其他不能产生脲酶的微生物则不能生长,据此可以把合成脲酶的微生物分离出来,D项正确。
答案:D
9.某同学利用稀释涂布平板法进行土壤微生物的数量测定,该同学首先将得到的 1 mL 土壤样液稀释100倍,然后取 0.1 mL 稀释液均匀地涂布在培养基表面,重复3个平板,在适宜条件下培养一段时间后,3个平板上的菌落数分别为71、73和75。下列叙述错误的是 ( )
A.可得出该土壤样液中活菌数大约为7.3×107个/L
B.此方法统计的菌落数往往比实际的活菌数目低
C.一般选择菌落数在30~300的平板进行计数
D.显微镜直接计数法统计的都是稀释液中活菌数
解析:稀释涂布平板法一般选用菌落数为30~300的平板进行计数,故稀释100倍的菌落数分别为71、73和75的每升土壤样液中的活菌数为(71+73+75)÷3÷0.1×100×1 000=7.3×107(个);由于两个或多个细胞可能形成一个菌落,因此统计的菌落数往往比实际的活菌数目低;显微镜直接计数法统计的都是稀释液中所有微生物个体的数目,包括死菌。
答案:D
10.图甲是稀释涂布平板法中的部分操作,图乙是平板划线法的操作结果。下列叙述中错误的是 ( )
甲
乙
A.图甲中,涂布前要将涂布器灼烧,冷却后才能涂布菌液
B.对于浓度较高的菌液,如果稀释倍数仅为1×102,那么所得的菌落不一定是由单一的细胞或孢子繁殖而成
C.图乙的培养皿中所得的菌落都是目的菌落,无须进行进一步的鉴定筛选
D.图乙中连续划线的起点是上一次划线的末端
解析:图甲中,涂布前要将涂布器灼烧,冷却后才能进行涂布操作,否则会杀死菌种;对于浓度较高的菌液,稀释倍数仅为1×102,由于稀释倍数不够,所得菌落也可能是多个细胞连在一起,会导致所得的菌落不一定由单一的细胞或孢子繁殖而成;图乙中所得菌落不一定都是目的菌落,需要进一步的鉴定筛选;在划线时,每次划线应该从上一次划线的末端开始。
答案:C
11.某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。请分析回答下列问题。
(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。分解尿素的细菌不能以CO2作为碳源,但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 (答出两点即可)。
(2)为了筛选出能分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因
是 。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基中含有 KH2PO4和Na2HPO4,其作用
是 (答出两点即可)。
解析:(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生分解尿素的脲酶。分解尿素的细菌不能以CO2作为碳源,但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料。(2)为了筛选出能分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择尿素作为唯一氮源,不选择其他两组的原因是能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基中含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用是为细菌生长提供无机盐,还可以作为缓冲剂使细胞生长过程中pH保持稳定。
答案:(1)脲酶 为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料 (2)尿素 能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用 (3)为细菌生长提供无机盐,作为缓冲剂使细胞生长过程中pH保持稳定
[拓展应用]
12.用来判断选择培养基是否起到了选择作用的对照是 ( )
A.未接种的选择培养基
B.未接种的牛肉膏蛋白胨培养基
C.接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
D.接种了的选择培养基
解析:将菌液稀释相同的倍数,在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目,因此牛肉膏蛋白胨培养基是对照组。对照实验遵循的原则是单一变量,所以牛肉膏蛋白胨培养基需要与选择培养基一样接种、培养。
答案:C
13.为验证“手机屏幕比马桶按钮单位面积上的细菌多”的真假,某科学小组利用微生物培养技术进行实验,过程及结果如下。下列叙述错误的是( )
A.该实验采用稀释涂布平板法接种
B.该实验不需要设置对照组
C.该实验使用的培养基应含有水、碳源、氮源和无机盐
D.两个结果不同,可能是因为取样环境不同
解析:该实验的接种方法为稀释涂布平板法;该实验需要设置空白对照,以体现培养基是否被污染和被污染的程度,以确保实验过程的可靠性;微生物培养基的成分一般包括水、碳源、氮源和无机盐等;不同环境中的细菌数目不同,题图所示结果不同的原因可能是取样环境不同。
答案:B
14.(2023·汕尾)热纤梭菌是一种能高效降解纤维素的嗜热厌氧细菌,可分泌一种多酶复合体将纤维素水解为可溶性糖,在农林废弃物的转化利用中具有应用价值。下图是筛选该菌的过程,相关叙述错误的是 ( )
A.从牛粪堆的深层取样比从表层取样更加合理
B.甲、丙都是以纤维素为唯一碳源的选择培养基
C.用平板乙统计菌落数,可准确反映该菌的真实数量
D.丙中纤维素的残留量可反映该菌降解纤维素的能力
解析:由题意知,热纤梭菌是一种嗜热厌氧细菌,牛粪堆的深层比表层氧气含量更低,温度更高,因此从牛粪堆的深层取样比从表层取样更加合理;热纤梭菌是一种能高效降解纤维素的细菌,题图是筛选该菌的过程,可见甲、丙都是以纤维素为唯一碳源的选择培养基;根据乙的菌落分布均匀,可知其为稀释涂布平板法接种的菌种,由于当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只有一个菌落,因此用该方法统计的菌落数量会比活菌的实际数量少;热纤梭菌能分泌一种多酶复合体将纤维素水解为可溶性糖,因此丙中纤维素的残留量可反映该菌降解纤维素的能力。
答案:C
15.(2022·高州)用纸片扩散法测定某细菌对各种抗生素敏感性的实验,是在某细菌均匀分布的平板上铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养。图示为培养的结果,其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列分析正确的是 ( )
A.在图示固体培养基上可用平板划线法或稀释涂布平板法接种该细菌
B.未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生抗性变异
C.形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物较敏感
D.不同抗生素在平板上的扩散速率不同会对实验结果造成影响
解析:纸片扩散法是药敏试验的一种常用方法,它将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上,纸片所含的药物吸收平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散,形成递减的浓度梯度,在纸片周围抑菌浓度范围内的细菌生长被抑制,形成透明的抑菌圈。在固体培养基上可用稀释涂布平板法接种测试菌;测试菌在接触抗生素之前已发生抗性变异;微生物对药物较敏感,形成的抑菌圈应较大;纸片所含的药物吸收平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散,不同抗生素在平板上的扩散速率不同会对实验结果造成影响。
答案:D
16.混凝土开裂造成的渗漏问题长期困扰着工程界。近年来,科研人员开发出利用巴氏芽孢杆菌产生的脲酶将尿素分解出碳酸根离子,与环境中的钙离子结合生成碳酸钙晶体沉积于开裂部位,从而实现对混凝土裂缝的修复。巴氏芽孢杆菌广泛分布在土壤、堆肥以及污水中,它在强碱性培养液中生长良好。科研人员分离能高效产脲酶的巴氏芽孢杆菌的培养基成分如下表所示,据此分析回答下列问题。
该培养基中含有的四类营养成分是 。配制培养基的过程中需要将pH调成强碱性,调节pH的操作应该在灭
菌 (填“之前”或“之后”),原因是 。
(2)巴氏芽孢杆菌能够产生脲酶的根本原因是 ,
该培养基能够分离出巴氏芽孢杆菌的原因是 。
(3)若对初步分离的巴氏芽孢杆菌进一步分离、纯化并计数,应选用的接种工具是 。
(4)欲进一步探究所分离出的巴氏芽孢杆菌的最适pH,请写出实验思
路: 。
解析:(1)根据题表分析,该培养基中含有碳源、氮源、水、无机盐四类营养成分;调节pH所用的溶液也需要进行灭菌处理(避免调节pH的溶液污染灭菌后的培养基),所以调节pH应该在灭菌之前进行。(2)巴氏芽孢杆菌能够产生脲酶的根本原因是巴氏芽孢杆菌含有控制脲酶合成的基因;由于该培养基以尿素为唯一氮源,而巴氏芽孢杆菌具有较强的分解尿素的能力,所以该培养基能够分离出巴氏芽孢杆菌。(3)若对初步分离的巴氏芽孢杆菌进一步分离、纯化并计数,应选用稀释涂布平板法,接种工具是涂布器。(4)欲进一步探究所分离出的巴氏芽孢杆菌的最适pH,应该配制具有相同梯度的不同pH的上述培养基培养等量巴氏芽孢杆菌,一段时间后,观察菌落数目,长出菌落最多的一组的pH即为最适pH。
答案:(1)碳源、氮源、水、无机盐 之前 避免调节pH的溶液污染灭菌后的培养基 (2)含有控制脲酶合成的基因 尿素为唯一氮源,巴氏芽孢杆菌具有较强的分解尿素的能力 (3)涂布器 (4)配制具有相同梯度的不同pH的上述培养基,培养等量巴氏芽孢杆菌,一段时间后,观察菌落数目,长出菌落最多的一组的pH即为最适pH
探究实践课:土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
一、实验目的
对土壤中分解尿素的细菌进行分离和计数。研究培养基对微生物的选择作用,进行微生物数量的测定。
二、实验原理
1.分离原理。
绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
2.计数原理。
稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数目。当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
三、实验材料
尿素、琼脂、葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏、酒精(体积分数为70%)、酒精灯、取样纸袋、铁铲、锥形瓶、试管、记号笔、微量移液器等。
四、探究过程
五、实验操作
1.操作提醒。
(1)严格按照无菌操作的方法,进行规范操作。取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌。操作完成后,一定要洗手。
(2)稀释土样时,每次从试管中吸取稀释液前都要充分摇匀,以获得较为准确的计数结果。
(3)将涂布器从酒精中取出时,要让多余的酒精在烧杯中滴尽,然后放在火焰上灼烧。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中,以免引燃酒精。
(4)本实验使用的平板和试管较多,为了避免混淆,最好在使用前做好标记。
2.实验报告。
3.实验拓展。
为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围相同吗?
提示:土壤中各类微生物的数量不同。土壤中细菌的总量远远大于土壤中能分解尿素的细菌的数量,因此选用的稀释范围不同。
实验评价
1.尿素是尿素分解菌的氮源,因此在配制培养基时 ( )
A.葡萄糖在培养基中越多越好
B.尿素分解菌有固氮能力,故培养基中只需无机氮
C.尿素在培养基中越少越好
D.尿素分解菌无固氮能力,故培养基中应加入尿素作为氮源
解析:尿素既可以作为尿素分解菌的氮源,也可以作为其碳源,所以葡萄糖在培养基中并不是越多越好;尿素分解菌没有固氮能力,故培养基中需要添加尿素作为氮源;添加尿素的目的是筛选尿素分解菌,其他微生物不能很好地生活在该培养基上,但尿素在培养基中不是越少越好,过少就失去选择作用,过多又会使细胞失水死亡。
答案:D
2.下列有关“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验的叙述,错误的是( )
A.用尿素为唯一氮源、加有酚红指示剂的培养基培养尿素分解菌,指示剂不变红
B.分解尿素的细菌能产生脲酶,将尿素分解产生NH3和CO2
C.统计尿素分解菌的数目时,以菌落数为30~300的平板进行计数
D.将实验组和对照组平板倒置,30~37 ℃恒温培养1~2天
解析:用尿素为唯一氮源、加有酚红指示剂的培养基培养尿素分解菌,尿素分解菌将尿素分解为NH3和CO2,会使培养基碱性增强,指示剂变红。统计尿素分解菌的数目时,以菌落数为30~300的平板进行计数。为排除培养基制备过程中可能造成的污染,应设置不接种菌液的对照组平板,而后将实验组和对照组的平板倒置,防止皿盖上的冷凝水珠滴落在培养基上,造成污染;细菌一般需要30~37 ℃恒温培养1~2天。
答案:A
3.下列关于“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验操作的叙述中,错误的是 ( )
A.利用稀释涂布平板法准确估计细菌数目的关键是适当的稀释度
B.若要判断选择培养基是否起到了选择作用,需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
C.在土壤中分解尿素的细菌的分离和计数实验中,应采用稀释涂布平板法
D.计数时应选择菌落数为30~300的平板,求平均值进行计数
解析:利用稀释涂布平板法准确估计细菌数目的关键是适当的稀释度,稀释倍数太低,菌落太多会长在一起,稀释倍数太高,平板上菌落数目过少,不宜进行计数;若要判断选择培养基是否起到了选择作用,需设置接种没有选择作用的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照;在土壤中分解尿素的细菌的分离和计数实验中,应采用稀释涂布平板法;计数时通常选择菌落数在 30~300的实验组平板进行计数。
答案:B
4.下图是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程,下列叙述错误的是 ( )
A.能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素
B.图中逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量
C.培养基中可添加KH2PO4、Na2HPO4以提供无机盐和作为缓冲剂
D.培养基①应以尿素为唯一氮源,培养基②的作用是纯化培养产脲酶细菌
解析:酶具有专一性,能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素;稀释度越低,细菌培养基上菌落数越多,稀释度越高,细菌培养基上菌落数越少,所以逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量;细菌的生长繁殖需要无机盐,培养基中添加KH2PO4、Na2HPO4可以提供无机盐,同时也可以作为缓冲剂;培养基①为选择培养基,以尿素作为唯一氮源,培养基②为鉴别培养基,培养基中可加入酚红指示剂,根据菌落周围指示剂是否变红来鉴别细菌。
答案:D
5.测定土壤中的细菌数量一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养,而测定真菌的数量一般选用1×102、1×103和1×104倍稀释的稀释液进行平板培养,其原因是 ( )
A.细菌个体小,真菌个体大
B.细菌易稀释,真菌不易稀释
C.细菌在土壤中数量比真菌多
D.随机的,没有原因
解析:土壤中的微生物70%~90%是细菌,真菌的数量要比细菌少。样品的稀释度越高,在平板上生成的菌落数量就越少。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得的菌落数为30~300,适于平板计数,所以细菌的稀释倍数要高于真菌的稀释倍数。
答案:C
6.某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的相关叙述,正确的是 ( )
A.分解尿素的细菌是以尿素的分解产物CO2作为碳源的
B.倒平板时应将打开的培养皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
C.培养基中KH2PO4等的作用之一是作为缓冲剂保持pH稳定
D.若实验组菌落平均数为37个/平板,空白对照平板上有3个菌落,则本组菌落数的平均值为34个/平板
解析:分解尿素的细菌是异养型,不能以CO2作为碳源;倒平板时,正确的做法是用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,将培养基倒入培养皿,立即盖上皿盖;无机盐可以作为缓冲剂保持细胞生长环境的pH稳定,所以培养基中KH2PO4等的作用之一是作为缓冲剂保持pH稳定;在完全正确的操作情况下,空白对照组中不应出现菌落,若空白对照组出现菌落,说明操作过程中存在微生物污染,属于实验失误,所有实验数据均不应采用。
答案:C
7.在做分离分解尿素的细菌实验时,甲同学从对应1×106倍稀释的培养基上筛选出大约120个菌落,而其他同学只选择出大约20个菌落。下列有关叙述错误的是 ( )
A.可以将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照,以证明培养基是否受到污染
B.让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验,如果结果与甲同学一致,则可以证明甲同学无误
C.甲同学出现这种结果的原因可能是土样不同,也可能是操作过程出了问题
D.A、B选项的实验思路都遵循了实验的对照原则和平行重复原则
解析:污染可能是培养基灭菌不彻底或操作过程没有保证无菌操作,可以将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照,以证明培养基是否受到污染;让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验,若结果与甲同学一致,则可以证明甲同学操作正确;甲同学获得的菌落数远大于其他同学,可能是由于所取的土样不同,也可能是操作过程被污染;A选项的实验思路遵循了实验的对照原则,B选项的实验思路遵循了实验的重复性原则。
答案:D
8.尿素是一种重要的氮肥,但是不能被农作物直接吸收,只有被土壤中的细菌分解成氨后才能被植物利用。某实验小组要完成课题“从土壤中分离出能分解尿素的细菌”,问答下列问题。
(1)在该实验中,配制培养基需要以 作为唯一氮源。该培养基中 (填“需要”或“不需要”)添加葡萄糖,原因是 。若要验证该培养基具有选择作用,需要设置 作为对照, 当 时,即可说明该培养基具有选择作用。
(2)在接种前需要对样品进行稀释处理,以保证获得菌落数在 范围适于计数的平板。测定土壤中细菌的数目,一般选用1×104、1×105、1×106倍的稀释液进行平板培养,若测定放线菌数量,则需要采用与此不一样的稀释倍数,原因是 。
(3)在进行实验时,甲同学从对应1×106倍稀释的培养基中筛选出大约200个菌落,但是其他同学在同样稀释度下只筛选出大约90个菌落,若甲同学的结果有问题,则可能的原因是 。
解析:(1)在该实验中,配制培养基需要以尿素作为唯一氮源,该培养基中需要添加葡萄糖,原因是尿素分解菌为异养微生物,不能利用无机碳源,只能利用现成的有机碳源;若要验证该培养基具有选择作用,需要设置基础培养基作为对照,即接种相同菌液的牛肉膏蛋白胨培养基,在相同条件下培养,当牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于该培养基上的菌落数时,即可说明该培养基具有选择作用。(2)在接种前需要对样品进行稀释处理,以保证获得菌落数在30~300范围适于计数的平板;土壤中各类微生物的数量是不同的,所以分离不同的微生物需要采用不同的稀释倍数。(3)若甲同学的结果有问题,则可能的原因是培养基被杂菌污染或培养基中混入了其他含氮物质,或土壤样品不同,使得培养基上不止有尿素分解菌这一种微生物。
答案:(1)尿素 需要 尿素分解菌为异养生物,需要葡萄糖为其提供碳源 在相同稀释度下接种等量的相同菌液的牛肉膏蛋白胨培养基 牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于该培养基上的菌落数 (2)30~300 土壤中各类微生物的数目是不同的 (3)培养基被杂菌污染或培养基中混入了其他含氮物质或土壤样品不同
9.土壤是微生物的天然培养基,下面是有关土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的实验过程,请根据下图回答相关问题。
(1)为分离出土壤中分解尿素的细菌,应该用 的选择培养基进行分离,并加入 指示剂进行鉴别。
(2)若取土样5 g,应加入 中配制成1×101倍稀释的土壤溶液。因土壤中细菌密度很大,需要不断加以稀释,配制成不同浓度的土壤溶液,如图所示。取样稀释前,一定要 以减少误差。从1×103~1×107倍稀释的稀释液中分别吸取0.1 mL加到固体培养基上,用 将其分散,每个浓度稀释液至少接种 个平板,以减少实验误差。
(3)将接种的培养皿 在30~37 ℃的 箱中培养1~2 d,观察并统计 ,结果如下表所示。找出合适浓度,推测出每克土样中的菌落数为 。
解析:(1)分解尿素的细菌以尿素作为氮源,而其他微生物在只有尿素作为唯一氮源的培养基上不能生长,所以若要分离出土壤中分解尿素的细菌,应该用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行分离,并加入酚红指示剂进行鉴别。当尿素被分解成NH3后,会使培养基的pH升高,指示剂将变红。(2)若取土样5 g,应加入45 mL无菌水才能配制成1×101倍稀释的土壤溶液。取样稀释前,一定要振荡使菌体分布均匀,以减少误差。从1×103~1×107倍稀释的稀释液中分别吸取0.1 mL加到固体培养基上,用涂布器将其分散,每个浓度稀释液至少接种3个平板,以减少实验误差。(3)将接种的培养皿倒置在30~37 ℃的恒温培养箱中培养1~2 d,观察并统计菌落数。由于计数时合适的稀释倍数应以平板上出现30~300个菌落的为宜,所以稀释倍数应为1×105,所以根据表中数据可推测出每克土样中的菌落数为248÷0.1×105=2.48×108。
答案:(1)以尿素为唯一氮源 酚红 (2)45 mL无菌水 摇匀(振荡、混匀) 涂布器 3 (3)倒置 恒温培养 菌落数 2.48×108成分
含量
KH2PO4
1.4 g
Na2HPO4
2.1 g
MgSO4·7H2O
0.2 g
葡萄糖
10 g
尿素
1 g
琼脂
15 g
H2O
定容至1 000 mL
序号
步骤
实验操作
1
土壤
取样
选择酸碱度接近中性的潮湿土壤,从距地表3~8 cm的土壤层取样,将样品装入准备好的纸袋中
2
制备
培养基
按照配方配制选择培养基,同时配制牛肉膏蛋白胨培养基
3
接种
样品
稀释
将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,充分摇匀,取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中,依次等比稀释至1×107倍
涂布
平板
将1×103~1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上
4
培养与
观察
将涂布好的培养皿放在30~37 ℃的温度下培养1~2 d,每隔24 h统计一次菌落数目
5
细菌的
计数
当菌落数目稳定时,选取菌落数为30~300的平板进行计数。在同一稀释度下,至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值
6
计算
根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目
实验时间
某年某月某日。
实验地点
实验室。
实验环境
常温、常压、无菌等。
实验结果
实验记录
稀释倍数
牛肉膏蛋白胨培养基菌落数/个
选择培养基菌落数/个
选择培养基平均菌落数/个
答案:略(根据具体实验结果记录即可)。
实验结论
在××(稀释倍数)的稀释液中分离出××个能分解尿素的细菌,由此可以推测每克土样中分解尿素的细菌数。
实验
反思
成功之处
该实验设置了对照与重复实验,使实验结果更加准确。
不足之处
个别细菌菌落生长时连在一起,计数时不易区分,导致实验结果偏小。
稀释倍数
1×103
1×104
1×105
1×106
1×107
平均菌落数
>500
367
248
26
18
[基础检查]
1.含氨苄西林的LB培养基在基因工程中有很重要的应用。该培养基能杀死一切不抗氨苄西林的细菌,只有对氨苄西林具有抗性的细菌才能正常生长繁殖。由其作用可知该培养基是一种 ( )
A.固体培养基B.合成培养基
C.天然培养基D.选择培养基
解析:该培养基由于含有氨苄西林,能杀死一切不抗氨苄西林的细菌,只有对氨苄西林具有抗性的细菌才能正常生长繁殖,即氨苄西林起到了选择作用。因此,该培养基是一种选择培养基。
答案:D
2.若要通过稀释涂布平板法分离纯化土壤中的微生物,其正确操作步骤是( )
①土壤取样 ②称取10 g土壤加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,制备1×10倍稀释的土壤稀释液 ③吸取0.1 mL土壤稀释液进行涂布平板
④依次将土壤稀释液稀释为1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107倍稀释的溶液
A.①②③④B.①③②④
C.①②④③D.①④②③
解析:稀释涂布平板法分离纯化土壤中微生物的正确操作步骤为:土壤取样;称取10 g土壤加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,制备1×101倍稀释的土壤稀释液;依次将土壤稀释液稀释为1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107倍稀释的溶液;吸取0.1 mL土壤稀释液进行涂布平板。
答案:C
3.下列关于分离培养某种微生物的实验的叙述,正确的是 ( )
A.倒平板时为防止培养基溅到皿盖上,应打开培养皿将皿盖放到一边
B.接种时为防止杂菌污染,接种前将涂布器在酒精中浸泡灭菌
C.若菌液浓度过高无法得到单菌落,则需要稀释后再进行涂布
D.接种后,将涂布器灼烧灭菌后,立即放入盛有酒精的烧杯中
解析:倒平板时,不能完全打开培养皿并把皿盖放到一边,以免被微生物污染;接种时为防止杂菌污染,接种前应将涂布器灼烧灭菌;若菌液浓度过高无法得到单菌落,则需要稀释后再进行涂布;接种后,将涂布器灼烧灭菌,待冷却后再放入盛有酒精的烧杯中。
答案:C
4.用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时 ( )
①可以用相同的培养基
②都需要使用接种环进行接种
③都需要在酒精灯火焰旁进行接种
④都可以用来计数活菌
A.①②B.③④
C.①③D.②④
解析:平板划线法或稀释涂布平板法都使用固体培养基,可以使用相同的培养基,①正确;平板划线法采用接种环进行操作,而稀释涂布平板法采用涂布器进行操作,②错误;纯化时,要进行无菌操作,需要在酒精灯火焰旁接种,避免空气中的微生物混入培养基,③正确;平板划线法一般用于分离而不是计数,④错误。
答案:C
5.下列关于微生物分离和培养的叙述,错误的是 ( )
A.微生物培养基中加入牛肉膏和蛋白胨可以同时提供碳源和氮源
B.测定土壤样品中的活菌数目,常用平板划线法
C.培养基不一定都使用高压蒸汽灭菌
D.以尿素作为唯一氮源的培养基可以分离得到能分解尿素的细菌
解析:牛肉膏和蛋白胨的主要成分是蛋白质,含有碳、氮元素,可以为微生物同时提供碳源和氮源;测定土壤样品中的活菌数目,常用稀释涂布平板法;培养基一般使用高压蒸汽灭菌,也可以采用微孔滤膜过滤除菌;以尿素作为唯一氮源的培养基为选择培养基,只有能分解尿素的细菌才能在该培养基上生长繁殖。
答案:B
6.用稀释涂布平板法测定微生物数量时,统计到的菌落数与实际活菌数的关系是 ( )
A.菌落数等于或大于实际活菌数
B.菌落数等于或小于实际活菌数
C.菌落数大于或小于实际活菌数
D.菌落数等于实际活菌数
解析:采用稀释涂布平板法获得的菌落有可能是由一个或多个细胞形成的,所以统计到的菌落数往往等于或小于实际的活菌数。
答案:B
7.用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目时,在某稀释度下某同学做了若干个平板并统计每个平板的菌落数,最接近样品中菌体数真实值的是( )
A.菌落数最多的平板
B.菌落数最少的平板
C.菌落数适中的平板
D.若干个平板菌落数的平均值
解析:用稀释涂布平板法对样品中活菌数进行统计,只是一种估测,根据此方法的过程可知,在某一稀释度下涂布的平板活菌数具有一定的偶然性,并不是绝对均匀的,所以若干个平板菌落数的平均值比较接近样品中活菌数的真实值。
答案:D
8.(2023·山东卷)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是 ( )
A.不含氮源的平板不能用于微生物培养
B.平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C.接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
解析:不含氮源的平板可用于培养能够利用空气中N2的微生物,A项错误;平板涂布时涂布器使用前必须进行灭菌处理,以防止外来杂菌的污染,B项错误;接种后未长出菌落的培养基上,也可能有少量微生物存在,所以不能直接丢弃,C项错误;在以尿素为唯一氮源的平板上,若微生物可以产生脲酶,则可以利用脲酶分解尿素来获得氮源而生长,其他不能产生脲酶的微生物则不能生长,据此可以把合成脲酶的微生物分离出来,D项正确。
答案:D
9.某同学利用稀释涂布平板法进行土壤微生物的数量测定,该同学首先将得到的 1 mL 土壤样液稀释100倍,然后取 0.1 mL 稀释液均匀地涂布在培养基表面,重复3个平板,在适宜条件下培养一段时间后,3个平板上的菌落数分别为71、73和75。下列叙述错误的是 ( )
A.可得出该土壤样液中活菌数大约为7.3×107个/L
B.此方法统计的菌落数往往比实际的活菌数目低
C.一般选择菌落数在30~300的平板进行计数
D.显微镜直接计数法统计的都是稀释液中活菌数
解析:稀释涂布平板法一般选用菌落数为30~300的平板进行计数,故稀释100倍的菌落数分别为71、73和75的每升土壤样液中的活菌数为(71+73+75)÷3÷0.1×100×1 000=7.3×107(个);由于两个或多个细胞可能形成一个菌落,因此统计的菌落数往往比实际的活菌数目低;显微镜直接计数法统计的都是稀释液中所有微生物个体的数目,包括死菌。
答案:D
10.图甲是稀释涂布平板法中的部分操作,图乙是平板划线法的操作结果。下列叙述中错误的是 ( )
甲
乙
A.图甲中,涂布前要将涂布器灼烧,冷却后才能涂布菌液
B.对于浓度较高的菌液,如果稀释倍数仅为1×102,那么所得的菌落不一定是由单一的细胞或孢子繁殖而成
C.图乙的培养皿中所得的菌落都是目的菌落,无须进行进一步的鉴定筛选
D.图乙中连续划线的起点是上一次划线的末端
解析:图甲中,涂布前要将涂布器灼烧,冷却后才能进行涂布操作,否则会杀死菌种;对于浓度较高的菌液,稀释倍数仅为1×102,由于稀释倍数不够,所得菌落也可能是多个细胞连在一起,会导致所得的菌落不一定由单一的细胞或孢子繁殖而成;图乙中所得菌落不一定都是目的菌落,需要进一步的鉴定筛选;在划线时,每次划线应该从上一次划线的末端开始。
答案:C
11.某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。请分析回答下列问题。
(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。分解尿素的细菌不能以CO2作为碳源,但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 (答出两点即可)。
(2)为了筛选出能分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因
是 。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基中含有 KH2PO4和Na2HPO4,其作用
是 (答出两点即可)。
解析:(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生分解尿素的脲酶。分解尿素的细菌不能以CO2作为碳源,但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料。(2)为了筛选出能分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择尿素作为唯一氮源,不选择其他两组的原因是能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基中含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用是为细菌生长提供无机盐,还可以作为缓冲剂使细胞生长过程中pH保持稳定。
答案:(1)脲酶 为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料 (2)尿素 能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用 (3)为细菌生长提供无机盐,作为缓冲剂使细胞生长过程中pH保持稳定
[拓展应用]
12.用来判断选择培养基是否起到了选择作用的对照是 ( )
A.未接种的选择培养基
B.未接种的牛肉膏蛋白胨培养基
C.接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
D.接种了的选择培养基
解析:将菌液稀释相同的倍数,在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目,因此牛肉膏蛋白胨培养基是对照组。对照实验遵循的原则是单一变量,所以牛肉膏蛋白胨培养基需要与选择培养基一样接种、培养。
答案:C
13.为验证“手机屏幕比马桶按钮单位面积上的细菌多”的真假,某科学小组利用微生物培养技术进行实验,过程及结果如下。下列叙述错误的是( )
A.该实验采用稀释涂布平板法接种
B.该实验不需要设置对照组
C.该实验使用的培养基应含有水、碳源、氮源和无机盐
D.两个结果不同,可能是因为取样环境不同
解析:该实验的接种方法为稀释涂布平板法;该实验需要设置空白对照,以体现培养基是否被污染和被污染的程度,以确保实验过程的可靠性;微生物培养基的成分一般包括水、碳源、氮源和无机盐等;不同环境中的细菌数目不同,题图所示结果不同的原因可能是取样环境不同。
答案:B
14.(2023·汕尾)热纤梭菌是一种能高效降解纤维素的嗜热厌氧细菌,可分泌一种多酶复合体将纤维素水解为可溶性糖,在农林废弃物的转化利用中具有应用价值。下图是筛选该菌的过程,相关叙述错误的是 ( )
A.从牛粪堆的深层取样比从表层取样更加合理
B.甲、丙都是以纤维素为唯一碳源的选择培养基
C.用平板乙统计菌落数,可准确反映该菌的真实数量
D.丙中纤维素的残留量可反映该菌降解纤维素的能力
解析:由题意知,热纤梭菌是一种嗜热厌氧细菌,牛粪堆的深层比表层氧气含量更低,温度更高,因此从牛粪堆的深层取样比从表层取样更加合理;热纤梭菌是一种能高效降解纤维素的细菌,题图是筛选该菌的过程,可见甲、丙都是以纤维素为唯一碳源的选择培养基;根据乙的菌落分布均匀,可知其为稀释涂布平板法接种的菌种,由于当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只有一个菌落,因此用该方法统计的菌落数量会比活菌的实际数量少;热纤梭菌能分泌一种多酶复合体将纤维素水解为可溶性糖,因此丙中纤维素的残留量可反映该菌降解纤维素的能力。
答案:C
15.(2022·高州)用纸片扩散法测定某细菌对各种抗生素敏感性的实验,是在某细菌均匀分布的平板上铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养。图示为培养的结果,其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列分析正确的是 ( )
A.在图示固体培养基上可用平板划线法或稀释涂布平板法接种该细菌
B.未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生抗性变异
C.形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物较敏感
D.不同抗生素在平板上的扩散速率不同会对实验结果造成影响
解析:纸片扩散法是药敏试验的一种常用方法,它将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上,纸片所含的药物吸收平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散,形成递减的浓度梯度,在纸片周围抑菌浓度范围内的细菌生长被抑制,形成透明的抑菌圈。在固体培养基上可用稀释涂布平板法接种测试菌;测试菌在接触抗生素之前已发生抗性变异;微生物对药物较敏感,形成的抑菌圈应较大;纸片所含的药物吸收平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散,不同抗生素在平板上的扩散速率不同会对实验结果造成影响。
答案:D
16.混凝土开裂造成的渗漏问题长期困扰着工程界。近年来,科研人员开发出利用巴氏芽孢杆菌产生的脲酶将尿素分解出碳酸根离子,与环境中的钙离子结合生成碳酸钙晶体沉积于开裂部位,从而实现对混凝土裂缝的修复。巴氏芽孢杆菌广泛分布在土壤、堆肥以及污水中,它在强碱性培养液中生长良好。科研人员分离能高效产脲酶的巴氏芽孢杆菌的培养基成分如下表所示,据此分析回答下列问题。
该培养基中含有的四类营养成分是 。配制培养基的过程中需要将pH调成强碱性,调节pH的操作应该在灭
菌 (填“之前”或“之后”),原因是 。
(2)巴氏芽孢杆菌能够产生脲酶的根本原因是 ,
该培养基能够分离出巴氏芽孢杆菌的原因是 。
(3)若对初步分离的巴氏芽孢杆菌进一步分离、纯化并计数,应选用的接种工具是 。
(4)欲进一步探究所分离出的巴氏芽孢杆菌的最适pH,请写出实验思
路: 。
解析:(1)根据题表分析,该培养基中含有碳源、氮源、水、无机盐四类营养成分;调节pH所用的溶液也需要进行灭菌处理(避免调节pH的溶液污染灭菌后的培养基),所以调节pH应该在灭菌之前进行。(2)巴氏芽孢杆菌能够产生脲酶的根本原因是巴氏芽孢杆菌含有控制脲酶合成的基因;由于该培养基以尿素为唯一氮源,而巴氏芽孢杆菌具有较强的分解尿素的能力,所以该培养基能够分离出巴氏芽孢杆菌。(3)若对初步分离的巴氏芽孢杆菌进一步分离、纯化并计数,应选用稀释涂布平板法,接种工具是涂布器。(4)欲进一步探究所分离出的巴氏芽孢杆菌的最适pH,应该配制具有相同梯度的不同pH的上述培养基培养等量巴氏芽孢杆菌,一段时间后,观察菌落数目,长出菌落最多的一组的pH即为最适pH。
答案:(1)碳源、氮源、水、无机盐 之前 避免调节pH的溶液污染灭菌后的培养基 (2)含有控制脲酶合成的基因 尿素为唯一氮源,巴氏芽孢杆菌具有较强的分解尿素的能力 (3)涂布器 (4)配制具有相同梯度的不同pH的上述培养基,培养等量巴氏芽孢杆菌,一段时间后,观察菌落数目,长出菌落最多的一组的pH即为最适pH
探究实践课:土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
一、实验目的
对土壤中分解尿素的细菌进行分离和计数。研究培养基对微生物的选择作用,进行微生物数量的测定。
二、实验原理
1.分离原理。
绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
2.计数原理。
稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数目。当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
三、实验材料
尿素、琼脂、葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏、酒精(体积分数为70%)、酒精灯、取样纸袋、铁铲、锥形瓶、试管、记号笔、微量移液器等。
四、探究过程
五、实验操作
1.操作提醒。
(1)严格按照无菌操作的方法,进行规范操作。取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌。操作完成后,一定要洗手。
(2)稀释土样时,每次从试管中吸取稀释液前都要充分摇匀,以获得较为准确的计数结果。
(3)将涂布器从酒精中取出时,要让多余的酒精在烧杯中滴尽,然后放在火焰上灼烧。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中,以免引燃酒精。
(4)本实验使用的平板和试管较多,为了避免混淆,最好在使用前做好标记。
2.实验报告。
3.实验拓展。
为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围相同吗?
提示:土壤中各类微生物的数量不同。土壤中细菌的总量远远大于土壤中能分解尿素的细菌的数量,因此选用的稀释范围不同。
实验评价
1.尿素是尿素分解菌的氮源,因此在配制培养基时 ( )
A.葡萄糖在培养基中越多越好
B.尿素分解菌有固氮能力,故培养基中只需无机氮
C.尿素在培养基中越少越好
D.尿素分解菌无固氮能力,故培养基中应加入尿素作为氮源
解析:尿素既可以作为尿素分解菌的氮源,也可以作为其碳源,所以葡萄糖在培养基中并不是越多越好;尿素分解菌没有固氮能力,故培养基中需要添加尿素作为氮源;添加尿素的目的是筛选尿素分解菌,其他微生物不能很好地生活在该培养基上,但尿素在培养基中不是越少越好,过少就失去选择作用,过多又会使细胞失水死亡。
答案:D
2.下列有关“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验的叙述,错误的是( )
A.用尿素为唯一氮源、加有酚红指示剂的培养基培养尿素分解菌,指示剂不变红
B.分解尿素的细菌能产生脲酶,将尿素分解产生NH3和CO2
C.统计尿素分解菌的数目时,以菌落数为30~300的平板进行计数
D.将实验组和对照组平板倒置,30~37 ℃恒温培养1~2天
解析:用尿素为唯一氮源、加有酚红指示剂的培养基培养尿素分解菌,尿素分解菌将尿素分解为NH3和CO2,会使培养基碱性增强,指示剂变红。统计尿素分解菌的数目时,以菌落数为30~300的平板进行计数。为排除培养基制备过程中可能造成的污染,应设置不接种菌液的对照组平板,而后将实验组和对照组的平板倒置,防止皿盖上的冷凝水珠滴落在培养基上,造成污染;细菌一般需要30~37 ℃恒温培养1~2天。
答案:A
3.下列关于“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验操作的叙述中,错误的是 ( )
A.利用稀释涂布平板法准确估计细菌数目的关键是适当的稀释度
B.若要判断选择培养基是否起到了选择作用,需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
C.在土壤中分解尿素的细菌的分离和计数实验中,应采用稀释涂布平板法
D.计数时应选择菌落数为30~300的平板,求平均值进行计数
解析:利用稀释涂布平板法准确估计细菌数目的关键是适当的稀释度,稀释倍数太低,菌落太多会长在一起,稀释倍数太高,平板上菌落数目过少,不宜进行计数;若要判断选择培养基是否起到了选择作用,需设置接种没有选择作用的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照;在土壤中分解尿素的细菌的分离和计数实验中,应采用稀释涂布平板法;计数时通常选择菌落数在 30~300的实验组平板进行计数。
答案:B
4.下图是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程,下列叙述错误的是 ( )
A.能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素
B.图中逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量
C.培养基中可添加KH2PO4、Na2HPO4以提供无机盐和作为缓冲剂
D.培养基①应以尿素为唯一氮源,培养基②的作用是纯化培养产脲酶细菌
解析:酶具有专一性,能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素;稀释度越低,细菌培养基上菌落数越多,稀释度越高,细菌培养基上菌落数越少,所以逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量;细菌的生长繁殖需要无机盐,培养基中添加KH2PO4、Na2HPO4可以提供无机盐,同时也可以作为缓冲剂;培养基①为选择培养基,以尿素作为唯一氮源,培养基②为鉴别培养基,培养基中可加入酚红指示剂,根据菌落周围指示剂是否变红来鉴别细菌。
答案:D
5.测定土壤中的细菌数量一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养,而测定真菌的数量一般选用1×102、1×103和1×104倍稀释的稀释液进行平板培养,其原因是 ( )
A.细菌个体小,真菌个体大
B.细菌易稀释,真菌不易稀释
C.细菌在土壤中数量比真菌多
D.随机的,没有原因
解析:土壤中的微生物70%~90%是细菌,真菌的数量要比细菌少。样品的稀释度越高,在平板上生成的菌落数量就越少。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得的菌落数为30~300,适于平板计数,所以细菌的稀释倍数要高于真菌的稀释倍数。
答案:C
6.某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的相关叙述,正确的是 ( )
A.分解尿素的细菌是以尿素的分解产物CO2作为碳源的
B.倒平板时应将打开的培养皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
C.培养基中KH2PO4等的作用之一是作为缓冲剂保持pH稳定
D.若实验组菌落平均数为37个/平板,空白对照平板上有3个菌落,则本组菌落数的平均值为34个/平板
解析:分解尿素的细菌是异养型,不能以CO2作为碳源;倒平板时,正确的做法是用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,将培养基倒入培养皿,立即盖上皿盖;无机盐可以作为缓冲剂保持细胞生长环境的pH稳定,所以培养基中KH2PO4等的作用之一是作为缓冲剂保持pH稳定;在完全正确的操作情况下,空白对照组中不应出现菌落,若空白对照组出现菌落,说明操作过程中存在微生物污染,属于实验失误,所有实验数据均不应采用。
答案:C
7.在做分离分解尿素的细菌实验时,甲同学从对应1×106倍稀释的培养基上筛选出大约120个菌落,而其他同学只选择出大约20个菌落。下列有关叙述错误的是 ( )
A.可以将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照,以证明培养基是否受到污染
B.让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验,如果结果与甲同学一致,则可以证明甲同学无误
C.甲同学出现这种结果的原因可能是土样不同,也可能是操作过程出了问题
D.A、B选项的实验思路都遵循了实验的对照原则和平行重复原则
解析:污染可能是培养基灭菌不彻底或操作过程没有保证无菌操作,可以将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照,以证明培养基是否受到污染;让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验,若结果与甲同学一致,则可以证明甲同学操作正确;甲同学获得的菌落数远大于其他同学,可能是由于所取的土样不同,也可能是操作过程被污染;A选项的实验思路遵循了实验的对照原则,B选项的实验思路遵循了实验的重复性原则。
答案:D
8.尿素是一种重要的氮肥,但是不能被农作物直接吸收,只有被土壤中的细菌分解成氨后才能被植物利用。某实验小组要完成课题“从土壤中分离出能分解尿素的细菌”,问答下列问题。
(1)在该实验中,配制培养基需要以 作为唯一氮源。该培养基中 (填“需要”或“不需要”)添加葡萄糖,原因是 。若要验证该培养基具有选择作用,需要设置 作为对照, 当 时,即可说明该培养基具有选择作用。
(2)在接种前需要对样品进行稀释处理,以保证获得菌落数在 范围适于计数的平板。测定土壤中细菌的数目,一般选用1×104、1×105、1×106倍的稀释液进行平板培养,若测定放线菌数量,则需要采用与此不一样的稀释倍数,原因是 。
(3)在进行实验时,甲同学从对应1×106倍稀释的培养基中筛选出大约200个菌落,但是其他同学在同样稀释度下只筛选出大约90个菌落,若甲同学的结果有问题,则可能的原因是 。
解析:(1)在该实验中,配制培养基需要以尿素作为唯一氮源,该培养基中需要添加葡萄糖,原因是尿素分解菌为异养微生物,不能利用无机碳源,只能利用现成的有机碳源;若要验证该培养基具有选择作用,需要设置基础培养基作为对照,即接种相同菌液的牛肉膏蛋白胨培养基,在相同条件下培养,当牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于该培养基上的菌落数时,即可说明该培养基具有选择作用。(2)在接种前需要对样品进行稀释处理,以保证获得菌落数在30~300范围适于计数的平板;土壤中各类微生物的数量是不同的,所以分离不同的微生物需要采用不同的稀释倍数。(3)若甲同学的结果有问题,则可能的原因是培养基被杂菌污染或培养基中混入了其他含氮物质,或土壤样品不同,使得培养基上不止有尿素分解菌这一种微生物。
答案:(1)尿素 需要 尿素分解菌为异养生物,需要葡萄糖为其提供碳源 在相同稀释度下接种等量的相同菌液的牛肉膏蛋白胨培养基 牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于该培养基上的菌落数 (2)30~300 土壤中各类微生物的数目是不同的 (3)培养基被杂菌污染或培养基中混入了其他含氮物质或土壤样品不同
9.土壤是微生物的天然培养基,下面是有关土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的实验过程,请根据下图回答相关问题。
(1)为分离出土壤中分解尿素的细菌,应该用 的选择培养基进行分离,并加入 指示剂进行鉴别。
(2)若取土样5 g,应加入 中配制成1×101倍稀释的土壤溶液。因土壤中细菌密度很大,需要不断加以稀释,配制成不同浓度的土壤溶液,如图所示。取样稀释前,一定要 以减少误差。从1×103~1×107倍稀释的稀释液中分别吸取0.1 mL加到固体培养基上,用 将其分散,每个浓度稀释液至少接种 个平板,以减少实验误差。
(3)将接种的培养皿 在30~37 ℃的 箱中培养1~2 d,观察并统计 ,结果如下表所示。找出合适浓度,推测出每克土样中的菌落数为 。
解析:(1)分解尿素的细菌以尿素作为氮源,而其他微生物在只有尿素作为唯一氮源的培养基上不能生长,所以若要分离出土壤中分解尿素的细菌,应该用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行分离,并加入酚红指示剂进行鉴别。当尿素被分解成NH3后,会使培养基的pH升高,指示剂将变红。(2)若取土样5 g,应加入45 mL无菌水才能配制成1×101倍稀释的土壤溶液。取样稀释前,一定要振荡使菌体分布均匀,以减少误差。从1×103~1×107倍稀释的稀释液中分别吸取0.1 mL加到固体培养基上,用涂布器将其分散,每个浓度稀释液至少接种3个平板,以减少实验误差。(3)将接种的培养皿倒置在30~37 ℃的恒温培养箱中培养1~2 d,观察并统计菌落数。由于计数时合适的稀释倍数应以平板上出现30~300个菌落的为宜,所以稀释倍数应为1×105,所以根据表中数据可推测出每克土样中的菌落数为248÷0.1×105=2.48×108。
答案:(1)以尿素为唯一氮源 酚红 (2)45 mL无菌水 摇匀(振荡、混匀) 涂布器 3 (3)倒置 恒温培养 菌落数 2.48×108成分
含量
KH2PO4
1.4 g
Na2HPO4
2.1 g
MgSO4·7H2O
0.2 g
葡萄糖
10 g
尿素
1 g
琼脂
15 g
H2O
定容至1 000 mL
序号
步骤
实验操作
1
土壤
取样
选择酸碱度接近中性的潮湿土壤,从距地表3~8 cm的土壤层取样,将样品装入准备好的纸袋中
2
制备
培养基
按照配方配制选择培养基,同时配制牛肉膏蛋白胨培养基
3
接种
样品
稀释
将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,充分摇匀,取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中,依次等比稀释至1×107倍
涂布
平板
将1×103~1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上
4
培养与
观察
将涂布好的培养皿放在30~37 ℃的温度下培养1~2 d,每隔24 h统计一次菌落数目
5
细菌的
计数
当菌落数目稳定时,选取菌落数为30~300的平板进行计数。在同一稀释度下,至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值
6
计算
根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目
实验时间
某年某月某日。
实验地点
实验室。
实验环境
常温、常压、无菌等。
实验结果
实验记录
稀释倍数
牛肉膏蛋白胨培养基菌落数/个
选择培养基菌落数/个
选择培养基平均菌落数/个
答案:略(根据具体实验结果记录即可)。
实验结论
在××(稀释倍数)的稀释液中分离出××个能分解尿素的细菌,由此可以推测每克土样中分解尿素的细菌数。
实验
反思
成功之处
该实验设置了对照与重复实验,使实验结果更加准确。
不足之处
个别细菌菌落生长时连在一起,计数时不易区分,导致实验结果偏小。
稀释倍数
1×103
1×104
1×105
1×106
1×107
平均菌落数
>500
367
248
26
18
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