第1章-第2節(jié)-二-微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù)

二微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù)課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.研究人員通過對大腸桿菌進行基因改造,可以使其不僅能以傳統(tǒng)生物能源技術(shù)中使用的蔗糖為原料,還能以廣泛存在于植物纖維中的半纖維素為原料,分解產(chǎn)生燃料物質(zhì)。若要將這種大腸桿菌分離出來,應(yīng)將它們接種在()A.不含氮源的培養(yǎng)基上B.含有蛋白胨的固體培養(yǎng)基上C.只含半纖維素而無其他碳源的選擇培養(yǎng)基上D.不含營養(yǎng)要素的培養(yǎng)基上答案C解析分析題干可知,改造后的大腸桿菌“能以廣泛存在于植物纖維中的半纖維素為原料,分解產(chǎn)生燃料物質(zhì)”,因此若要將這種大腸桿菌分離出來,應(yīng)將它們接種在只含半纖維素而無其他碳源的選擇培養(yǎng)基上。2.用紙片擴散法測定某病原菌對各種抗生素敏感性的實驗,是在某病原菌均勻分布的平板上,鋪設(shè)含有不同種抗生素的紙片后進行培養(yǎng)。圖示為培養(yǎng)的結(jié)果,其中抑菌圈是在紙片周圍出現(xiàn)的透明區(qū)域。下列分析正確的是()A.在圖示固體培養(yǎng)基上可用平板劃線法或稀釋涂布平板法接種病原菌B.未出現(xiàn)抑菌圈可能是病原菌與抗生素接觸后發(fā)生抗性變異C.形成的抑菌圈較小的原因可能是微生物對藥物較敏感D.不同抗生素在平板上的擴散速度不同會對實驗結(jié)果造成影響答案D解析圖示固體培養(yǎng)基上采用的接種方法應(yīng)是稀釋涂布平板法,A項錯誤;病原菌發(fā)生抗性變異在與抗生素接觸之前,B項錯誤;微生物對藥物較敏感形成的抑菌圈應(yīng)較大,C項錯誤;紙片所含的藥物吸取平板中的水分溶解后,便不斷向紙片周圍區(qū)域擴散,不同抗生素在平板上的擴散速度不同會對實驗結(jié)果造成影響,D項正確。3.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,沒有原因答案C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)為30~300、適于計數(shù)的平板,所以細菌的稀釋倍數(shù)要高于真菌的稀釋倍數(shù)。4.下列培養(yǎng)基中,能分離出分解尿素的細菌的是()A.葡萄糖、NaCl、K2HPO4、瓊脂、水B.葡萄糖、NaCl、K2HPO4、瓊脂、水、尿素C.NaCl、瓊脂、水、蛋白胨、酵母提取物、尿素D.葡萄糖、NaCl、K2HPO4、瓊脂、水、蛋白胨、酵母提取物答案B解析能分離出分解尿素的細菌的培養(yǎng)基必須以尿素為唯一氮源,B項正確。5.下列有關(guān)“土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)”實驗的敘述,錯誤的是()A.該實驗需要設(shè)置空白對照組,以檢驗培養(yǎng)基是否受到雜菌污染B.分解尿素的細菌能產(chǎn)生脲酶,脲酶能分解尿素產(chǎn)生氮氣C.統(tǒng)計尿素分解菌的數(shù)目時,以菌落數(shù)為30~300的平板進行計數(shù)D.該實驗所用培養(yǎng)基應(yīng)以尿素作唯一氮源答案B解析該實驗需要設(shè)置空白對照組,以檢驗培養(yǎng)基是否受到雜菌污染,A項正確;分解尿素的細菌能產(chǎn)生脲酶,將尿素分解為NH3,B項錯誤;統(tǒng)計尿素分解菌的數(shù)目時,以菌落數(shù)為30~300的平板進行計數(shù),求其平均值,C項正確;以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基分離尿素分解菌,D項正確。6.下圖為從土壤中分離純化尿素分解菌的過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.①②③④培養(yǎng)基都應(yīng)以尿素為唯一氮源B.圖中所用培養(yǎng)基滅菌常用的方法是高壓蒸汽滅菌C.①~③過程是梯度稀釋,稀釋溶劑是無菌水D.可用酚紅染料鑒定,菌落周圍是否出現(xiàn)紅色圈答案C解析尿素分解菌可以合成脲酶將尿素分解,因此要分離純化尿素分解菌,培養(yǎng)基都應(yīng)以尿素為唯一氮源,A項正確;對培養(yǎng)基滅菌常用的方法是高壓蒸汽滅菌法,B項正確;①~③過程是選擇培養(yǎng),該過程用來選擇培養(yǎng)尿素分解菌,因此培養(yǎng)基應(yīng)該是以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基,而不是無菌水,C項錯誤;分解尿素的菌能將尿素分解成NH3,使培養(yǎng)基堿性增強,pH升高,酚紅指示劑會變紅,因此可用酚紅染料鑒定尿素分解菌,觀察菌落周圍是否出現(xiàn)紅色圈,D項正確。7.若某一稀釋度下,平板上生長的平均菌落數(shù)為90個,涂布平板時所用的稀釋液體積為0.1mL,稀釋液的稀釋倍數(shù)為105,則每克樣品中的活菌數(shù)約為()A.9×108個 B.9×107個C.9×105個 D.9×106個答案B解析每克樣品中的菌落數(shù)=(90÷0.1)×105=9×107(個),即每克樣品中的活菌數(shù)約為9×107個。8.某生物興趣小組,進行土壤中尿素分解菌的分離和計數(shù)實驗。請回答下列問題。(1)實驗原理:尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥,但它并不能直接被農(nóng)作物吸收,需要轉(zhuǎn)變成NH3,才能被吸收,這個轉(zhuǎn)變依賴于土壤中能產(chǎn)生的微生物的作用。

(2)實驗步驟。①配制培養(yǎng)基(成分:葡萄糖、Na2HPO4、KH2PO4、MgSO4·7H2O、尿素、Y、H2O、瓊脂),并制作無菌平板。②設(shè)置組和若干實驗組,進行相關(guān)操作。

③將各組平板置于恒溫箱中培養(yǎng)一段時間,統(tǒng)計各組平板上菌落的平均數(shù)。a.為了更好地鑒別出此類微生物,在培養(yǎng)基配方中加入了Y,Y是。

b.為了對實驗的結(jié)果進行進一步統(tǒng)計,需要用法進行接種。具體情況如下圖所示。

c.恒溫培養(yǎng)48小時后,在稀釋倍數(shù)為105下,平板上的菌落數(shù)目在30~300之間,小組成員進行統(tǒng)計,應(yīng)注意統(tǒng)計周圍為菌落。統(tǒng)計三個平板上的菌落數(shù)目,分別為68、73、87,則每克土樣中尿素分解菌的活菌數(shù)約為。

(3)實驗結(jié)果分析。興趣小組的同學在統(tǒng)計菌落數(shù)目時,除了上述統(tǒng)計的菌落外,還發(fā)現(xiàn)有些菌落周圍的培養(yǎng)基沒有變化,試分析這些菌落產(chǎn)生的可能原因(答出一點即可)。

。

答案(1)脲酶(2)②空白對照③a.酚紅指示劑b.稀釋涂布平板c.紅色的7.6×107個(3)可能存在固氮微生物,它們能利用空氣中的氮氣作為氮源,不能將培養(yǎng)基中的尿素分解成氨(不與指示劑作用),所以看到有些菌落產(chǎn)生而菌落周圍的培養(yǎng)基沒有變化解析(1)尿素分解菌能產(chǎn)生脲酶將尿素分解成NH3,土壤中的尿素只有被分解成NH3后才能被植物吸收利用,因此可用以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基來分離尿素分解菌。(2)②為檢驗培養(yǎng)基是否受到雜菌污染,需要設(shè)置空白對照組。③a.細菌合成的脲酶將尿素分解成了NH3,NH3會使培養(yǎng)基的堿性增強,pH升高,因此可以通過檢查培養(yǎng)基的pH變化來鑒別尿素分解菌的存在,在培養(yǎng)基配方中加入的Y可以是酚紅指示劑。b.分析圖示實驗過程可知,該實驗采用了稀釋涂布平板法進行接種,用于計數(shù)土壤稀釋液中尿素分解菌的數(shù)量。c.當尿素分解菌產(chǎn)生的脲酶將尿素分解為NH3后,培養(yǎng)基pH升高,酚紅指示劑會變紅,因此應(yīng)注意統(tǒng)計周圍為紅色的菌落。在稀釋倍數(shù)為105下,三個平板的菌落數(shù)目分別為68、73、87個,因此每克土樣中尿素分解菌的活菌數(shù)約為(68+73+87)÷3÷0.1×105=7.6×107(個)。(3)有些菌落周圍的培養(yǎng)基沒有變化,說明這些細菌不能產(chǎn)生脲酶,不能利用尿素作為氮源,而氮源為微生物生長所必需的,因此可推測可能存在固氮微生物,它們能利用空氣中的氮氣作為氮源,不能將培養(yǎng)基中的尿素分解成氨(不與指示劑作用),所以看到有些菌落產(chǎn)生而菌落周圍的培養(yǎng)基沒有變化。能力提升9.有機農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑,長期使用會污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn),苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖甲、乙所示。下列說法正確的是()A.該實驗所用的選擇培養(yǎng)基可以用苯磺隆、蔗糖等作為碳源B.本實驗的目的是探究能降解苯磺隆的物質(zhì)是否為該菌種所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)C.在微生物的接種實驗中,用95%的酒精對實驗者的雙手和超凈工作臺進行消毒D.該實驗中,采集的土壤樣品經(jīng)高溫滅菌后,可以用于制取土壤稀釋液答案B解析選擇培養(yǎng)基只允許特定種類的微生物生長,同時要抑制或阻止其他種類微生物生長,因而必須以苯磺隆為唯一碳源只讓目的菌生存繁殖,A項錯誤;圖乙上清液中加入的蛋白酶溶液是用于水解上清液中的某蛋白質(zhì)的,由此可判定實驗?zāi)康氖翘骄磕康木欠裢ㄟ^分泌某種蛋白質(zhì)來降解苯磺隆,B項正確;在微生物接種時,需用70%的酒精對實驗者的雙手和超凈工作臺進行消毒,C項錯誤;在分離土壤中目的菌的實驗中,采集的土樣經(jīng)高溫滅菌后,土樣中的微生物被殺死,再制取土壤稀釋液接種并培養(yǎng),不會得到菌落,D項錯誤。10.(多選)勤洗手是預(yù)防病毒感染的有效措施。某公司在防控新型冠狀病毒期間推出一款新型免洗洗手凝膠。為衡量該凝膠的清洗效果,研究人員檢測了用凝膠洗手前后手部細菌的含量。凝膠洗手前的檢測流程見下圖。下列敘述錯誤的是()A.統(tǒng)計洗手前手部細菌的數(shù)量,選擇的接種方法是平板劃線法B.除圖中操作外,還需要設(shè)置一組未接種的空白培養(yǎng)基進行培養(yǎng)C.培養(yǎng)基上的一個菌落只可能來源于樣品稀釋液中的一個活菌D.初步判斷培養(yǎng)基上菌種的類型,需要用顯微鏡觀察菌體的形狀答案ACD解析平板劃線無法得知稀釋倍數(shù),不能用于活菌計數(shù),故統(tǒng)計洗手前手部細菌的數(shù)量,選擇的接種方法是稀釋涂布平板法,A項錯誤;除圖中操作外,還需要設(shè)置一組未接種的空白培養(yǎng)基進行培養(yǎng),驗證培養(yǎng)基是否被雜菌污染,B項正確;由于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,故培養(yǎng)基上的一個菌落可能來源于樣品稀釋液中的一個或者幾個活菌,C項錯誤;由于菌落肉眼可見,故初步判斷培養(yǎng)基上菌種的類型,可用肉眼觀察菌落特征,D項錯誤。11.(多選)自然界存在著可以降解苯酚的微生物,研究人員從土壤中篩選獲得了只能降解利用苯酚的細菌菌株,篩選的主要步驟如下圖所示,①為土壤樣品。下列相關(guān)敘述正確的是()A.使用平板劃線法可以在⑥上獲得單菌落B.如果要測定②中的活菌數(shù),常采用稀釋涂布平板法C.圖中②培養(yǎng)目的菌的選擇培養(yǎng)基中應(yīng)加入苯酚作為唯一碳源D.微生物培養(yǎng)前,需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行滅菌處理答案ABCD解析平板劃線法可分離微生物,獲得單菌落,A項正確;利用稀釋涂布平板法可統(tǒng)計樣品中的活菌數(shù),B項正確;要篩選只能降解利用苯酚的細菌菌株,圖中②培養(yǎng)目的菌的選擇培養(yǎng)基中應(yīng)加入苯酚作為唯一碳源,C項正確;微生物培養(yǎng)前,需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)器皿進行滅菌處理,D項正確。12.尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)肥料,經(jīng)微生物分解后能更好地被植物利用。某生物興趣小組試圖探究土壤中微生物對尿素是否有分解作用,設(shè)計實驗并成功篩選到能高效分解尿素的細菌(目的菌)。培養(yǎng)基成分如下表所示,將表中物質(zhì)溶解后,用蒸餾水定容到1000mL。成分KH2PO4NaHPO4MgSO4·7H2O葡萄糖尿素瓊脂含量/g1.42.10.210115實驗過程如下圖所示。回答下列問題。(1)該培養(yǎng)基能篩選出目的菌的原因是

。

(2)圖中將細菌轉(zhuǎn)到固體培養(yǎng)基上接種時,采用的方法是。初步篩選出來的菌種還需要進一步的鑒定:在培養(yǎng)基中加入指示劑,接種并培養(yǎng)初步篩選的菌種,若指示劑變成色,則可說明該菌種能夠分解尿素。

(3)在實驗中,下列材料或用具需要滅菌的是,需要消毒的是(填序號)。

①培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿②玻璃棒、試管、錐形瓶和吸管③實驗操作者的雙手(4)實驗結(jié)束后,使用過的培養(yǎng)基應(yīng)該進行處理后,才能倒掉。

答案(1)該選擇培養(yǎng)基中的唯一氮源是尿素,只有能利用尿素的微生物才能生長(2)稀釋涂布平板法酚紅紅(3)①②③(4)滅菌解析(1)該培養(yǎng)基中不加其他氮素,只以尿素作為唯一氮源,在此培養(yǎng)基上只有能夠產(chǎn)生脲酶將尿素分解的細菌(目的菌)才能獲得氮源,而不能分解尿素的細菌將因缺少氮源無法生長繁殖,故能從眾多微生物中篩選出能分解尿素的目的菌。(2)題圖中采用稀釋涂布平板法將細菌接種到固體培養(yǎng)基上,以便于獲得單菌落繼續(xù)培養(yǎng)。分解尿素的細菌能合成脲酶,脲酶能將尿素分解成NH3,NH3會使培養(yǎng)基的堿性增強,因此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,若指示劑變紅,可確定該種細菌能夠分解尿素。(3)微生物培養(yǎng)實驗中,需要對培養(yǎng)細菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿,玻璃棒、試管、錐形瓶和吸管進行滅菌處理;對實驗操作者的雙手進行消毒。故需要滅菌的是①②,需要消毒的是③。(4)實驗結(jié)束后,使用過的培養(yǎng)基進行滅菌處理后,才能倒掉,避免污染環(huán)境。13.某種廣泛使用的除草劑(含氮有機化合物)在土壤中不易降解,長期使用可污染土壤。為修復(fù)被該除草劑污染的土壤,可按下面程序選育能降解該除草劑的細菌(已知該除草劑在水中溶解度一定,該除草劑的培養(yǎng)基不透明,培養(yǎng)皿中會殘留少量無菌空氣)。(1)制備土壤浸出液時,為避免菌體濃度過高,需將浸出液進行處理。

(2)要從長期使用該除草劑的土壤中分離目的菌,從物理性質(zhì)、營養(yǎng)成分的角度要求上述培養(yǎng)基具備的特點是。若需要調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH,應(yīng)該在各種成分都溶化后且分裝(填“前”或“后”)進行。對培養(yǎng)基進行滅菌,常采用的方法是。

(3)圖中形成的菌落中,無透明帶菌落利用的氮源可能是,有透明帶菌落利用的氮源主要是該除草劑,據(jù)此可篩選出目的菌。

(4)若對活菌進行計數(shù),常用的接種方法為。為了計數(shù)微生物的數(shù)量,一位同學在4個平板培養(yǎng)基上分別接種稀釋倍數(shù)為106的土壤樣液0.1mL,培養(yǎng)后菌落數(shù)目分別為155、160、176、149,則每毫升原土壤樣液中上述微生物數(shù)量為。

答案(1)稀釋(2)以除草劑為唯一氮源的固體培養(yǎng)基前高壓蒸汽滅菌(3)N2(4)稀釋涂布平板法1.6×109個解析(1)制備土壤浸出液時,為避免菌體濃度過高,需將浸出液進行稀釋處理。(2)要從長期使用該除草劑的土壤中分離目的菌,從物理性質(zhì)、營養(yǎng)成分的角度要求上述培養(yǎng)基的特點是:固體培養(yǎng)基且以除草劑作唯一氮源。若需要調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH,應(yīng)該在各種成分都溶化后且分裝前進行。對培養(yǎng)基進行滅菌常采用高壓蒸汽滅菌。(3)根據(jù)題中信息“該除草劑的培養(yǎng)基不透明”,則可知無透明帶菌落利用的氮源并不是除草劑,而是來自空氣中的氮氣,有透明帶菌落利用的氮源為除草劑。(4)接種微生物常用平板劃線法和稀釋涂布平板法,其中稀釋涂布平板法還可用于對微生物進行計數(shù)。在4個平板培養(yǎng)基上分別接種稀釋倍數(shù)為106的土壤樣液0.1mL,培養(yǎng)后菌落數(shù)分別為155、160、176、149,則每毫升原土壤樣液中上述微生物數(shù)量為(155+160+176+149)÷4÷0.1×106=1.6×109(個)。14.土壤中含有能將難溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)變成植物可以吸收利用的可溶性磷的優(yōu)良解磷菌株Q。下圖1表示制備固體培養(yǎng)基過程中的某操作,圖2是科研人員從土壤中分離出菌株Q的部分過程示意圖。(1)圖1所示操作后,待培養(yǎng)基冷卻凝固,然后