高中生物實(shí)驗(yàn)2分離以尿素為氮源的微生物學(xué)案浙科版選修1

PAGEPAGE5分別以尿素為氮源的微生物1．尿素在自然界中氮循環(huán)有怎樣的關(guān)系？自然界中的氮循環(huán)在保持生態(tài)穩(wěn)態(tài)上有重要的作用，詳細(xì)過程可參看下圖。自然界中的氮循環(huán)假如土壤中有很多尿素，在自然界較高溫度下就會(huì)被水解，水解后的NH3會(huì)使土壤變成堿性，NH3與其他陰離子物質(zhì)如SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)等形成化合物，則會(huì)使土壤板結(jié)。有脲酶的細(xì)菌使植物廢棄物和動(dòng)物尸體降解，并利用了所形成的氨，有利于自然界中氮的循環(huán)。2．為什么本試驗(yàn)中要用瓊脂糖來代替瓊脂配制固體培育基呢？瓊脂糖與瓊脂有何區(qū)分？瓊脂在制作固體培育基時(shí)起凝固劑的作用。但它卻是一種未被純化的混合物，里面有肯定量的含氮化合物。在本試驗(yàn)中所運(yùn)用的尿素培育基卻要求供應(yīng)氮元素的物質(zhì)只有尿素，用這種培育基才能分別得到含脲酶的細(xì)菌。若用瓊脂來制備本試驗(yàn)的尿素固體培育基，則供應(yīng)氮元素的物質(zhì)除了尿素還有瓊脂，用這種培育基就不難只得到含脲酶的細(xì)菌，還會(huì)得到大量以非尿素為氮源的細(xì)菌，這樣就達(dá)不到分別出以尿素為氮源的細(xì)菌這一試驗(yàn)?zāi)康牧?。所以要將瓊脂純化，去除那些含氮化合物，這樣經(jīng)純化得到的瓊脂糖就可以代替瓊脂做固體劑且不會(huì)帶來含氮化合物對(duì)本試驗(yàn)的干擾了。3．本試驗(yàn)的微生物分別與上一試驗(yàn)中大腸桿菌的分別實(shí)質(zhì)上一樣嗎？兩者的細(xì)菌分別有很大的不同。試驗(yàn)名稱分別方法分別的內(nèi)容分別結(jié)果試驗(yàn)1：大腸桿菌培育和分別劃線分別法從同種菌種中分別得到同種菌的單菌落在劃線的末端出現(xiàn)大腸桿菌單菌落試驗(yàn)2：分別以尿素為氮源的微生物涂布分別法從土壤浸出液里所存在的各種細(xì)菌中只將含有脲酶的細(xì)菌分別出來只出現(xiàn)含有脲酶的細(xì)菌菌落4.如何區(qū)分已經(jīng)從土壤中分別得到了有脲酶的細(xì)菌菌落？這樣區(qū)分的原理是什么？若在尿素培育基上出現(xiàn)了菌落，則表明已經(jīng)分別得到有脲酶的細(xì)菌菌落了。得出這一結(jié)論的依據(jù)是：尿素培育基中供應(yīng)氮源的只有尿素，在這樣的培育基中能存活的細(xì)菌則能利用尿素做氮源，它們就是有脲酶的細(xì)菌。5．全養(yǎng)分培育基與尿素培育基上的菌落在數(shù)量和類型上有什么不同呢？為什么出現(xiàn)這種差異呢？LB培育基稀釋度10－4尿素培育基稀釋度10－4比較上圖，可明顯發(fā)覺：全養(yǎng)分培育基數(shù)量和種類都明顯多于尿素培育基上的。因?yàn)槿B(yǎng)分培育基中的氮源是蛋白胨，很多細(xì)菌都能利用它，而尿素培育基中的氮源只有尿素，只有含脲酶的細(xì)菌才能利用尿素，能存活。6．全養(yǎng)分培育基與尿素培育基屬于什么類型的培育基呢？微生物的培育基是怎么分類的？全養(yǎng)分培育基屬于基礎(chǔ)培育基，而尿素培育基屬于選擇培育基。培育基名目繁多，種類各異，為了便于系統(tǒng)化，可對(duì)其進(jìn)行分類。(1)按對(duì)培育基成分的了解程度分：①自然培育基：利用一些自然材料制成的培育基，對(duì)其成分無法確定。詳細(xì)材料：如用肉湯、芽汁等制成的。用途：適合作試驗(yàn)室用的基本培育基及大生產(chǎn)中的種子培育基。②組合培育基(合成培育基、化學(xué)限定培育基或綜合培育基)：是用化學(xué)成分及其數(shù)量都很清晰的物質(zhì)配制的培育基。用途：一般用作養(yǎng)分、代謝、生理、生化、遺傳、育種、菌種鑒定和生物測(cè)定等較高的探討工作。(2)按物理狀態(tài)分：①固體培育基：外觀呈固態(tài)的培育基。用途：廣泛，可用于菌種的分別、鑒定、菌落計(jì)數(shù)等?？捎糜诰N保藏、生物活性物質(zhì)測(cè)定等。②半固體培育基：在液體培育基內(nèi)加入少量瓊脂(0.5%左右)，當(dāng)培育基倒放時(shí)會(huì)流淌。用途：細(xì)菌運(yùn)動(dòng)視察(穿刺接種)噬菌種的效價(jià)；厭氧菌的培育及菌種保藏。③液體培育基：不加入凝固劑呈液體狀態(tài)的培育基。用途：廣泛，在試驗(yàn)室中作各種生理、代謝探討和獲得大量菌體，生產(chǎn)上絕大多數(shù)用液體培育基。(3)按培育基的用途分：①基礎(chǔ)培育基：含有一般微生物生長繁殖所需的基本養(yǎng)分物質(zhì)的培育基。如：牛肉膏蛋白胨培育基是培育細(xì)菌的基礎(chǔ)培育基。②選擇性培育基：依據(jù)某種微生物的特別養(yǎng)分要求或?qū)δ承┗瘜W(xué)、物理因素的抗性而設(shè)計(jì)的培育基。它的目的是使混合菌樣中的劣勢(shì)菌變成優(yōu)勢(shì)菌，從而提高該菌的篩選效率。③加富培育基：在基礎(chǔ)培育基中加入某些特別養(yǎng)分物質(zhì)制成的一類養(yǎng)分豐富的培育基。如加入血液、血清、酵母浸膏、動(dòng)植物組織液等。一般是用來培育養(yǎng)分要求苛刻的微生物。肯定意義上有選擇的作用。它可以增加所要分別微生物的數(shù)量，達(dá)到富集，從而形成優(yōu)勢(shì)，淘汰其他菌種。④鑒別培育基：是在培育基中加入某種特別化學(xué)物質(zhì)，某種微生物在培育基中生長后能產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物，而這種代謝產(chǎn)物可與培育基中的特別化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的改變，這樣可將該種微生物與其他微生物區(qū)分開來。題例領(lǐng)悟TILILINGWU【例題1】在細(xì)菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，生成物是()A．N2B．NOeq\o\al(－,2)C．NOeq\o\al(－,3)D．NH3解析：以尿素為氮源的微生物，這些細(xì)菌中含有脲酶，它能降解尿素為NH3，為其生長供應(yīng)氮源。答案：D駕馭脲酶催化降解尿素的方程式：(NH3)2C＝O(尿素)＋H2Oeq\o(→,\s\up7(脲酶))2NH3＋CO2【例題2】分別以尿素為氮源的細(xì)菌和分別大腸桿菌都運(yùn)用了LB培育基，其成分()A．前者含瓊脂，后者不含瓊脂和瓊脂糖B．兩者都含有瓊脂C．前者含有瓊脂糖，后者不含瓊脂糖但含瓊脂D．兩者都不含瓊脂和瓊脂糖解析：分別大腸桿菌和含脲酶的細(xì)菌用的都是固體培育基，因此都必需含有凝固劑：瓊脂或瓊脂糖。但是，由于瓊脂為混合物，其中含肯定量的含氮化合物，因此不能用于分別以尿素為氮源的細(xì)菌。瓊脂糖為瓊脂的純化物，不含含氮化合物，可用于分別以尿素為氮源的細(xì)菌。答案：C瓊脂和瓊脂糖都起凝固劑的作用，用于制備固體培育基。但瓊脂為混合物，含少量含氮化合物，瓊脂加以純化，去除含氮化合物就成為瓊脂糖?！纠}3】現(xiàn)有土樣1g，若干毫升的無菌水、三角瓶、試管等材料，如何制備得到10－6的細(xì)菌懸液？(用圖簡略表示)解析：本題考查制備不同稀釋度的細(xì)菌懸液的方法。是本試驗(yàn)的要點(diǎn)。采納的是依次稀釋的方法。答案：系列稀釋，只要精確計(jì)算出試管中所裝無菌水的量和移取懸液的量就可以。隨堂訓(xùn)練SUITANGXUNLIAN1土壤中有些微生物能利用尿素是因?yàn)?)A．其體內(nèi)含有脲酶B．其體內(nèi)含有氨(NH3)酶C．它能將CO2合成為有機(jī)物D．它們不須要氮源答案：A解析：能利用尿素的微生物就是因?yàn)轶w內(nèi)含有脲酶，可降解尿素為其生長繁殖供應(yīng)氮源。2從土壤中分別以尿素為氮源的微生物時(shí)，所用的LB培育基由以下哪一組成分構(gòu)成()A．蛋白胨、NaCl、水、酵母提取物、瓊脂B．蛋白胨、NaCl、水、瓊脂糖C．蛋白胨、NaCl、水、酵母提取物、瓊脂糖D．葡萄糖、NaCl、水、酵母提取物、瓊脂答案：C解析：LB培育基必需含五大養(yǎng)分元素：碳源、氮源、水、無機(jī)鹽、生長因子。由于是固體培育基還必需有凝固劑，但其凝固劑又不能帶來氮源干擾，因此只能選擇相對(duì)更為純凈的瓊脂糖了。3用10－4稀釋度的細(xì)菌懸液分別涂布于LB、尿素培育基上，培育后的結(jié)果，以下敘述正確的是()A．LB培育基上未出現(xiàn)任何菌落B．尿素培育基上出現(xiàn)的菌落數(shù)量