2019秋 金版学案 生物·选修1(人教版)练习：专题2课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 W

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专题2 微生物的培养与应用
课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计
数
1．在以尿素为唯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
2．下列是关于“检测土壤中细菌总数"实验操作的叙述,其中错误的是（)
A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板B．取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上
C．将实验组和对照组平板倒置，37 ℃恒温培养24~48 h
D．确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数解析：检测细菌总数，用蒸馏水配制培养基,常用高压蒸汽灭菌法灭菌后，取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上,将实验组和对照组放置在适宜条件下培养,在确定对照组无菌后，
选择菌落在30～300的平板为代表进行计数，D错误；A是培养基的灭菌方法，B设置了一系列对照实验，C是细菌的培养方法。

答案：D
3．用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时,通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数。

原因是（)
A．平板上的一个菌落就是一个细菌
B．菌落中的细菌数是固定的
C．此时的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌
D．此方法统计的菌落数一定与活菌的实际数相同
解析:用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌，但偶尔也能来自两个细菌，所以此方法统计的菌落数可能与活菌的实际数不相同。

答案：C
4．分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是( )
①加尿素②不加尿素③加琼脂④不加琼脂⑤加葡萄糖⑥不加葡萄糖⑦加硝酸盐⑧不加硝酸盐
A．①③⑤⑦B．②④⑥⑧
C．①③⑤⑧D．①④⑥⑦
解析:要分离土壤中分解尿素的细菌，培养基中尿素应是唯一的氮源,不能加硝酸盐；在固体培养基上形成菌落，要加琼脂作凝固剂;分解尿素的细菌是异养生物，要加有机碳源(如葡萄糖）。

答案：C
5．（2016·四川卷）图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，图乙是
脲酶基因转录的mRNA部分序列。

(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;与血细胞计数板相比，此计数方法测得的细菌数目较________.
（3）现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA 在图乙箭头所示的位置增加了70个核苷酸，使图乙序列出现终止密码（终止密码有UAG、UGA和UAA）.突变基因转录的mRNA中，终止密码为________,突变基因表达的蛋白含________个氨基酸。

解析:(1）关键信息：“筛选产脲酶细菌”“接种稀释倍数为105的土壤样品溶液”，使“图乙序列”出现终止密码。

(2）解题关键:区别选择培养基与鉴别培养基，掌握细菌计数的方法.
本题考查微生物的培养与分离方法及基因表达。

（1）脲酶能够催化尿素分解为氨，要从土壤中筛选出产脲酶的细菌，需用以尿素作为唯一氮源的选择培养基.由于尿素被分解成了氨,氨会使培
养基的碱性增强，pH升高,使酚红指示剂变红色。

（2)将稀释倍数为105的土壤样品溶液接种在细菌培养基平板上，用于计数细菌菌落数的方法是稀释涂布平板法。

统计的菌落数应介于30～300之间,选择细菌菌落数为156、178和191的平板计数，每克土壤样品中细菌数量为(156＋178＋191)÷3÷0。

1×105＝1.75×108。

由于两个或多个细菌连接在一起时，往往统计的是一个菌落，用此方法测得的细菌数目偏低。

（3)密码子由3个相邻的碱基组成，箭头前面的碱基一共构成91个密码子；插入的70个核苷酸和后面2个碱基一共构成24个密码子，后面是UGA，是终止密码,翻译结束后,表达的蛋白质含有115个氨基酸。

答案：（1)尿素酚红红
(2）稀释涂布平板法 1.75 少
（3)UGA 115
[A级基础巩固]
1．产生标准形态菌落的细菌的最初数目和培养基分别是( )
A．一个细菌、液体培养基B．许多细菌、液体培养基
C．一个细菌、固体培养基D．许多细菌、固体培养基
解析：在液体培养基中生活的细菌,无论是一个还是许多，肉眼都是看不见的.在固体培养基上的细菌，当数目较少时也是看不见的。

当固体培养基上有许多细菌并且集中在较小范围内时，肉眼可见。

而菌落是一个细菌或几个细菌的子细胞群体,形成于固体培养基上,有一定的形态结构，所以肉眼可见。

同种细菌形成的菌落，形态结构是相同的。

如果有许多细菌形成的菌落，就不可能有比较标准的形态，因为许多细菌的话，第一很可能
是不同种细菌，第二不可能在培养基的同一个点上。

答案：C
2．下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是( )
A．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂、蒸馏水
B．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂、蒸馏水
C．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、尿素、琼脂、蒸馏水
D．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、蒸馏水解析:在A项的培养基中既有尿素作为唯一氮源，又有其他各种成分，可以选择出分解尿素的细菌；而C项中缺少碳源,B项中无尿素作氮源，D 项中有牛肉膏可提供氮源的成分.
答案：A
3．关于土壤取样的叙述错误的是( ）
A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤
B．先铲去表层土3 cm左右，再取样
C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌
D．应在火焰旁称取土壤
答案：C
4．下列关于微生物培养和利用的叙述不正确的是( )
A．利用稀释涂布平板法只能分离微生物不能对微生物进行计数
B．接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单菌落
C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌
D．用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先增加后减少
解析：用稀释涂布平板法可以分离微生物也可以对微生物进行计数；
接种划线可以将菌体分散，最后得到单个菌体细胞，经过培养可以得到单个菌落；以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌；在泡菜的腌制过程中，开始亚硝酸盐含量增加,10天后含量开始下降.
答案：A
5．在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只筛选出大约50个菌落。

A同学的结果产生原因可能有（）
①由于土样不同②由于培养基被污染③由于操作失误④没有设置对照
A．①②③B．②③④
C．①③④D．①②④
答案：A
6．下列关于统计菌落数目的方法的叙述，不正确的是( ）
A．采用平板计数法获得的菌落数往往少于实际的活菌数
B．当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落
C．为了保证结果准确,一般采用密度较大的平板进行计数
D．在某一浓度下涂布三个平板，若三个平板统计的菌落数差别不大,则应以它们的平均值作为统计结果
解析:当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落，因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。

一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，密度过大会使计数结果偏小，影响结果的准确性.涂布三个平板，作为重复组，取其平均值作为统计结果能增强试验的说服力与准确性。

答案：C
B级能力训练
7．某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验.实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数.请回答与此实验相关的问题。

（1）培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了________和________。

除此之外，培养基还必须含有的基本成分是________和________。

(2)对培养基进行灭菌，通常采用的方法是__________________
_____________________________________________________。

(3）为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37 ℃。

要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照.
（4)培养20 h后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有________种细菌。

一般说来,菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越________。

(5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐________细菌，这种培养基被称为________.
解析：(1）蛋白胨来源于动物材料，含有维生素、糖和有机氮等营养物质，主要是为微生物提供氮源.培养微生物的培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。

(2)实验室的灭菌方法一般有灼烧灭菌（适合于接种工具的灭菌)、干热灭菌（适合于耐高温的、需要保持干燥的物品的灭菌)、高压蒸汽灭菌（适合于培养基等物体的灭菌）。

（3)要想使微生物快速繁殖，就
要将平板置于适宜的条件下，特别是温度要适宜，所以要置于恒温培养箱中。

对照组应接种等量的无菌水，以排除其他因素的干扰。

(4)不同的细菌形成的菌落具有不同的形态、颜色，细菌菌落的特征是识别不同细菌的主要依据。

菌落一般是由一个细菌细胞繁殖而来的,菌落多则说明细菌的数目多。

（5）加入了特定的物质,用于筛选各种特定细菌的培养基就是选择培养基。

例如加入了NaCl就可以用于筛选耐盐细菌.
答案：(1）氮源(碳源，不作要求）碳源无机盐水（2)高压蒸汽灭菌法(3)恒温培养箱等量的无菌水（4）多高(5）盐(或NaCl) 选择培养基
8．有机化工原料氯苯不易降解，会污染环境，现欲从土壤中分离高效降解氯苯的微生物.回答下列问题:
（1）为了获得能降解氯苯的微生物菌种,可在被氯苯污染的土壤中取样，并应选用以________为碳源的培养液进行选择培养。

除含有碳源外，培养液还应含有________、无机盐和蒸馏水等。

(2) 将获得的3种待选微生物甲、乙、丙分别接种在1 L含20 mg氯苯的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜)，观测从实验开始到微生物停止生长所用的时间，甲、乙、丙分别为33 h、15 h、46 h，则应选择微生物乙作为菌种进行后续培养，理由是_____________________________________________________。

(3）若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用________直接计数，也可选用________法统计活菌数目。

(4) 制备固体培养基，基本步骤是：
计算→称量→溶化→分装→________→包扎→高压蒸汽灭菌
→________。

(5）接种时要对接种环进行灼烧，目的是________。

答案：（1）氯苯氮源（2) 微生物乙分解氯苯的能力比甲、丙更强
(3) 血细胞计数板稀释涂布平板
（4）加棉塞倒平板（5) 杀灭接种环上的微生物,避免感染杂菌9．广东省是我国甘蔗生产区之一.甘蔗是一种高光效的C4植物，单位面积产量很高，种植面积日益扩大，目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。

利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母发酵→蒸馏→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发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下：
步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理.
步骤2：制备选择培养基。

在基本培养基的基础上,注意________和________,加琼脂后灭菌，制成固体平板。

步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。

步骤4：根据___________________________________________,
筛选出突变菌。

（2)上述步骤2、3和4的依据分别是________________________
______________________________________________________。

解析：(1）要筛选耐高糖和耐酸的菌种，培养基中必须加入高浓度蔗糖和调低pH，能在选择培养基上生长的即为所需菌种。

(2）步骤2是给其
提供高糖或酸性的筛选环境；步骤3是为了获得单菌落；步骤4是根据能生长的菌株具有耐高糖和耐酸的特性筛选出突变菌。

答案：(1)添加高浓度蔗糖（葡萄糖）调低pH 是否能在选择培养基上生长（2)提供高糖和酸性的筛选环境；获得单菌落；能生长的菌落具有耐高糖和耐酸的特性
10．（2017·全国卷Ⅰ）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）细菌分解尿素是由于细菌体内合成脲酶的结果,尿素是有机物，分解尿素的细菌是分解者,而不是生产者，只有生产者才能利用CO2作为碳源合成有机物。

葡萄糖通常既作为碳源，也可作为能源。

（2)筛选分解尿素的细菌，通常只能用尿素作为唯一氮源，对于“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”均含有无机氮源.
(3)KH2PO4和Na2HPO4为微生物提供P元素和无机盐离子如钾离子和钠离子，还可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定.
答案：(1）脲酶分解尿素的细菌是异养型生物，不能利用CO2来合成有机物为细胞生物生命活动提供能量，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．尿素是一种重要的农业肥料，但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。

生活在土壤中的微生物种类、数量繁多，某生物小组试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验,并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌）.培养基成分如下表所示，实验步骤如下图所示。

请分析回答：
KH2PO4NaHPO4MgSO4·7H2O葡萄糖尿素琼脂
1。

4 g2。

1 g0.2 g10 g 1 g 15 g
（1)培养基中加入尿素的目的是筛选________，这种培养基属于________培养基。

(2）“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的________和________，实验中需要振荡培养，目的是
_____________________________________________________。

（3)转到固体培养基上时，常采用__________________________
法接种，获得单个菌落后继续筛选.
（4）下列材料或用具中，需要灭菌的是_____________________；
需要消毒的是________。

（填序号）
①培养细菌用的培养基与培养皿②玻璃棒、试管、锥形瓶和吸管③实验操作者的双手
(5)简述土壤中可分解尿素细菌的鉴定方法及原理：
_____________________________________________________。

解析:(1）培养基中加入尿素为唯一氮源能够筛选出能分解尿素的细菌，此培养基属于选择培养基。

(2）尿素为“目的菌”提供氮源，葡萄糖为“目的菌"提供碳源。

振荡培养基可融入氧气,为培养的目的菌提供必需的氧气。

(5）见答案。

答案：(1)目的菌选择(2）尿素葡萄糖为目的菌提供氧气(3)稀释涂布平板（或平板划线)
（4）①②③(5）在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂；细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，使培养基的碱性增强，pH增高,使酚红指示剂变红。