2019-2020学年人教版高中生物选修一同步课时作业5　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 15页

课时作业 5 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1．在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或 阻止其他种类微生物生长的培养基称做( ) A．鉴别培养基 B．加富培养基 C．选择培养基 D．基础培养基 解析：基础培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物 质的培养基，例如牛肉膏蛋白胨培养基；加富培养基一般用来培养营 养要求比较苛刻的异养型微生物；鉴别培养基是在培养基中加入某种 特殊化学物质，微生物的代谢产物与特殊化学物质发生特定化学反 应，产生明显特征变化；选择培养基是在培养基中加入特殊营养物质 或化学物质，抑制不需要微生物的生长，有利于所需微生物的生长。 答案：C 2．从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，所用培养基为( ) A．加富培养基 B．选择培养基 C．基础培养基 D．鉴别培养基 解析：从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，可以在培养基中添加牛奶 或酪素制备培养基平板，微生物生长时若产生蛋白酶，则会水解牛奶 或酪素，在平板上形成透明的蛋白质水解圈。 答案：B 3．测定饮用水中大肠杆菌的数目可用( ) A．选择培养基 B．鉴别培养基 C．基础培养基 D．加富培养基 解析：将已知体积的水过滤后，将滤膜放在伊红—美蓝培养基上 培养，在该培养基上，大肠杆菌的菌落呈现黑色。可以根据培养基上 黑色菌落的数目，计算出水样中大肠杆菌的数量。伊红—美蓝培养基 为鉴别培养基。 答案：B 4．在以尿素为惟一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养细菌 后，指示剂将( ) A．变蓝色 B．变红色 C．变黑色 D．变棕色 解析：细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，氨会使培养基的碱性 增强，pH 升高，加入酚红指示剂将变红。 答案：B 5．在做土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验时，甲组实验 用氮源只含尿素的培养基，乙组实验用氮源除含尿素外还含硝酸盐的 培养基，其他成分都相同，在相同条件下操作，培养与观察，则乙组 实验属于( ) A．空白对照 B．标准对照 C．相互对照 D．条件对照 解析：本实验甲组为实验组，乙组为对照组，给实验组某种处理， 给对照组另一条件的处理，为条件对照。 答案：D 6．某细菌培养到指数增长期，当细菌数目为 105 个/mL 时开始 计时，90min 后细胞数目为 1.6×106 个/mL。试问再经多久，细菌数 目会达到 6.4×106 个 mL( ) A．30 min B．45 min C．60 min D．90 min 解析：按公式 Nt＝N02t，则 1.6×106＝105×2t，2t＝16，t＝4。 即 105 个/mL→1.6×106 个/mL 共繁殖了 4 代，每代繁殖周期为90 4 ＝ 22.5(min)。仍按此公式计算，1.6×106 个/mL→6.4×106 个/mL 共繁 殖了 2 代，共需 2×22.5＝45(min)。 答案：B 7．某同学在 101、102、103 倍稀释液的平均菌落数为 2760、295 和 46，则菌落总数(个/mL)为( ) A．2.76×104 B．2.95×104 C．4.6×104 D．3.775×104 解析：菌落计数法，注意是计算不同稀释度的平均菌落数。首先 选择平均菌落数在 30～300 之间的，当只有一个稀释倍数的平均菌落 数符合此范围时，则以该平均菌落数乘以稀释倍数即为该样品的细菌 总数；若有两个稀释倍数的平均菌落数均在 30～300 之间，则按两者 菌落总数之比值来决定，若比值小于 2 应采取两者的平均数，若大于 2，则取其中较小的菌落总数。本题 295、46 在 30～300 之间，4.6× 104 与 2.95×104 比值为 1.6，应取二者平均数(4.6×104＋2.95×104)÷2 ＝3.775×104。若所有稀释倍数的菌落数均不在 30～300 之间，则应 以最接近 300 或 30 的平均菌落数乘以稀释倍数。 答案：D 8．用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀 释倍数为 106 的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是( ) A．涂布了一个平板，统计的菌落数是 230 B．涂布了两个平板，统计的菌落数是 215 和 260，取平均值 238 C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是 21、212 和 256，取 平均值 163 D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是 210、240 和 250，取 平均值 233 解析：在设计实验时，一定要涂布至少 3 个平板，作为重复组， 才能增强实验的说服力与准确性，所以 A、B 不正确。C 项虽涂布了 3 个平板，但是，其中 1 个平板的计数结果与另两个相差太远，说明 在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地将 3 个平板的计数 值用来求平均值。 答案：D 9．(2019 年高考·北京卷)筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳 源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处 理，会出现以菌落为中心的透明圈(如图)，实验结果见下表。 菌种 菌落直径：C(mm) 透明圈直径：H(mm) H/C 细菌Ⅰ 5.1 11.2 2.2 细菌Ⅱ 8.1 13.0 1.6 有关本实验的叙述，错误的是( ) A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质 B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布 C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外 D．H/C 值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异 解析：微生物培养基含有四类营养物质：水、无机盐、碳源、氮 源，A 选项正确；常用稀释涂布平板法筛选淀粉分解菌，涂布前需将 菌液稀释，B 选项正确；淀粉分解菌可分解淀粉，导致菌落周围的淀 粉被分解，不能与碘液反应生成蓝色，故而出现透明圈，透明圈直径 与菌落直径的比值越大，说明细菌分解淀粉能力越强，D 选项正确； 由题图可知，细菌 I 和Ⅱ形成的菌落周围都出现了透明圈，说明两种 细菌都能将淀粉酶分泌至细胞外，C 选项错误。 答案：C 10．某些土壤细菌可将尿素分解成 CO2 和 NH3，供植物吸收和 利用。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 ______________________。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物 CO2 作为碳源，原因是____________________________。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)为了筛选可分解尿素的细菌，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含有 KH2PO4 和 Na2HPO4， 其作用有________________________________________________(答 出两点即可)。 解析：(1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能 产生脲酶。尿素分解菌是异养生物，不能利用 CO2 来合成有机物， 必须利用现成的有机物(如葡萄糖)作为碳源；葡萄糖通过呼吸作用被 分解时，能为细胞生命活动提供能量，同时，葡萄糖还可以转化成脂 肪、某些氨基酸等物质，所以进入细菌体内的葡萄糖能为其他有机物 的合成提供原料。(2)选择培养基是只允许特定种类的微生物(目的微 生物)生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验 的目的菌是可分解尿素的细菌，因此，配制的培养基应只允许尿素分 解菌生长，NH4NO3 可以作为所有细菌的氮源，培养基中如含有 NH4NO3，将不能起到筛选作用。(3)KH2PO4 和 Na2HPO4 能为细菌生 长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而 H2PO4 －/HPO42－可以使培养基中 pH 保持相对稳定。 答案：(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物，不能利用 CO2 来 合成有机物 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 其他两组都含有 NH4NO3，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营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中 pH 稳定 11．酵母菌是一种真菌，与人们的日常生活密切相关，也是现代 生物技术研究常用的模式生物，请回答下列有关问题： (1)土壤中富含各种微生物，将其浸出液接种到特定培养基上，可 得到酵母菌。这一过程叫做________；不同培养基的具体配方不同， 但一般都含有________等营养物质。 (2)无菌操作是微生物培养最基本的要求，在培养酵母菌的过程 中，对培养基、接种环所采用的灭菌方法分别是________。 (3)用稀释涂布平板法统计酵母菌数量时，在某一稀释度下平板 上的平均菌落数为 50 个，所用稀释液的体积为 0.2 mL，稀释倍数为 105 时，则每毫升样品中的菌株数为________。 (4)制作果酒时，将酵母菌加入到葡萄汁中，控制好发酵条件， 10d 后 得 到 散 发 着 酒 香 的 成 品 。 请 你 指 出 此 过 程 的 原 理 是 ___________________________________________________________ _____________________________________________。 解析：从自然环境中获得菌种的过程是微生物的分离过程，通常 用含有特定物质的选择培养基，该培养基中除含有特殊物质外，一般 都包含水、无机盐、碳源、氮源；微生物的培养时需对培养基进行高 压蒸汽灭菌，而接种环应用火焰灼烧法灭菌；由于菌落是由单个菌体 在固体培养基上生长而形成，因此一个菌落即代表一个菌体，因此每 毫升样品中的菌株数可表示为：50÷0.2×105＝2.5×107；酒精发酵为 无氧发酵，利用了酵母菌在无氧条件下，能通过无氧呼吸产生酒精的 过程。 答案：(1)酵母菌的分离 水、无机盐、碳源、氮源 (2)高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌 (3)2.5×107 (4)在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵 12．某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌和酵母菌混 在一起，请你设计实验分离得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。 (1)实验原理： _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (2)材料用具：配制培养基所需要的各种原料、无菌操作箱、接种 环等。 (3)简述主要步骤： ①制备两种培养基，一种是__________培养基；另一种是 __________培养基。分别分成两份，依次标上 A、a、B、b 备用。 ②分别向 A、B 培养基中接种混合菌。 ③接种后，放在恒温箱中培养 3～4 d。 ④分别从 A、B 培养基的菌落中挑取生长良好的菌，分别接种到 a、b 培养基中。 ⑤接种后，把 a、b 培养基再放入恒温箱中培养 3～4 d。 (4)实验结果：在 a、b 培养基上获得的分别是________、 __________。 (5)回答问题：步骤④、⑤的目的是__________。 解析：解答本题的关键是根据不同微生物的特点选择恰当的培养 基。将微生物进行分离一般采用选择培养基。选择培养基是在培养基 中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的 微生物的生长。圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养基上生长繁 殖，而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖，而会 抑制圆褐固氮菌的生长繁殖。根据这一原理可将两种微生物分离开 来。为获得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌，可以用选择培养基重复 进行选择培养。 答案：(1)圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养基上生长繁 殖，而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖，而会 抑制圆褐固氮菌的生长繁殖 (3)无氮 加青霉素 (4)圆褐固氮菌 酵母菌(顺序根据学生答题的具体情况) (5)获得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌 13．图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程。 (1)图中选择培养基应以________为唯一氮源；鉴别培养基还需 添加________作指示剂，产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后， 其菌落周围的指示剂将变成________色。 (2)在 5 个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为 105 的土壤样品 溶液 0.1 mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为 13、 156、462、178 和 191。 该过程采取的接种方法是________，每克土壤样品中的细菌数量 为________×108 个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得 的细菌数较________。 解析：(1)脲酶可以催化尿素分解成氨，所以选择培养基应以尿素 为唯一氮源。挑取单菌落接种到加有酚红指示剂的鉴别培养基中，含 脲酶的菌在培养基上生长一段时间后，由于尿素被分解成氨会使培养 基的碱性增强，pH 升高，酚红指示剂变成红色。 (2)该过程采取的接种方式是稀释涂布平板法。为保证实验结 果的准确性，统计菌落数时，一般选择菌落数在 30 到 300 之间的平 板(菌落数太少，误差较大，菌落数太大，相互重叠，影响计数的准 确)，取平均值，即(156＋178＋191)÷3＝175 个，则每克土壤样品中 的细菌数量＝(菌落数/体积)×稀释倍数＝(175÷0.1)×105＝1.75×108 个。细菌繁殖形成菌落的过程中，当两个或多个细胞连在一起时，平 板上观察到的是一个菌落，测得的都是活菌数，比实际数目较少，所 以稀释涂布平板法比血细胞计数板计数法测得的实际数目较少。 答案：(1)尿素 酚红 红 (2)稀释涂布平板法 1.75 少 14．(6 分)(2019 年保定一模)下表是某研究小组配制的适合尿素 分解菌生长的培养基，请回答下列问题： KH2PO4 1.4 g Na2HPO4 2.l g MgSO4·7H2O 0.2 g 葡萄糖 10.0 g 尿素 l.0 g 琼脂 15 g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至 1 000 mL (1) 上 述 培 养 基 的 成 分 中 ， 为 尿 素 分 解 菌 提 供 碳 源 的 是 ________________________________ ， 提 供 氮 源 的 是 ________________________________。该培养基从物理状态上看，属 于________________________________培养基；从功能上看，属于 ________________________________培养基。 (2)当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落。此菌 落来源于________________________________，此时平板上的菌落数 较能准确的反映样品中的活菌数。 (3)培养过程中，常选择菌落数在___________________________ 区间的平板统计计数。统计的菌落数往往比活菌的真实数目低，原因 是________________________________。 (4)尿素分解菌经 X 射线照射后不能正常生长，添加某种维生素 后才能正常生长，原因是________________________。 解析：(1)题中表格的培养基成分中，为尿素分解菌提供碳源的是 葡萄糖，提供氮源的是尿素。该培养基从物理状态上看，属于固体培 养基；从功能上看，属于选择培养基。(2)当样品的稀释度足够高时， 培养基表面生长的一个菌落。此菌落来源于样品稀释液中的一个活 菌，此时平板上的菌落数较能准确的反映样品中的活菌数。(3)培养过 程中，常选择菌落数在 30—300 区间的平板统计计数。统计的菌落数 往往比活菌的真实数目低，是因为当两个或多个细胞连在一起时，平 板上观察到的是一个菌落。(4)尿素分解菌经 X 射线照射后不能正常 生长，添加某种维生素后才能正常生长，可能是因为 X 射线照射导 致尿素分解菌发生基因突变，从而缺少合成某种维生素必需的酶所 致。 答案：(1)葡萄糖 尿素 固体 选择 (2)样品稀释液中的一个活菌 (3)30—300 两个或多个细胞连 在一起时，平板上观察到的是一个菌落 (4)X 射线照射导致尿素分解 菌发生基因突变，从而缺少合成某种维生素必需的酶 15．(2018 高考·江苏卷)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半， 可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行 培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品 中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下 列问题： (1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、 定容后，调节培养基的________，及时对培养基进行分装，并进行 ________灭菌。 (2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中， 在步骤③中将温度约____________(在 25 ℃、50 ℃或 80 ℃中选择) 的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。 (3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。下列 叙述合理的有________。 a．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌 b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落 c．挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的 含量 d．可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株 (4)步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的 营养和________供应。为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释 1 000 倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用 25×16 型血细胞计数板计数 5 个中格中的细胞数，理论上________色细胞的个数应不少于______， 才能达到每毫升 3×109 个活细胞的预期密度。 解析：(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称取各组分，之后 溶解定容，再调节培养基的 pH，一般情况下，采用高压蒸汽灭菌法 对培养基进行灭菌。(2)对培养基进行高压蒸汽灭菌后，需将温度降至 50 ℃左右后倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。(3)在对酵母菌进行 划线纯化时，为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌； 且在划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落；本实验 是为了获得能以工业废甲醇作为碳源的酵母，故在实验过程中可以通 过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇耐受株。(4)酵母菌是兼性 厌氧型真菌，有氧条件下大量繁殖。酵母菌扩大培养时，需保证充足 的营养和氧气供应。“用等体积台盼蓝染液染色”，即计数室中培养 液体积实际只有 0.1÷2＝0.05 mm3，设 5 个中方格中无色(活细胞不被 台盼蓝染色)的细胞数目为 x 个，则 3×109＝x/5×25×1 000×1 000 ÷0.05，解得 x＝30。 答案：(1)pH 高压蒸汽(湿热) (2)50 ℃ (3)a、b、d (4)氧气 无 30