三 微生物的选择培养和计数
(30分钟 100分)
一、选择题(共4小题,每小题8分,共32分) 1.下列关于分解尿素的细菌,说法正确的是( ) A.以尿素作为唯一氮源来分离能分解尿素的细菌 B.能分解尿素的原因是能合成并分泌蛋白酶
C.环境中含有大量的尿素诱导该细菌产生了分解尿素的特性 D.尿素分解菌有固氮能力,故培养基中尿素为无机氮
【解题指南】解答本题需要明确选择分解尿素的细菌的原理。
【解析】选A。分离分解尿素的细菌时用尿素作为唯一氮源,A正确;能分解尿素的原因是能合成并分泌脲酶,B错误;该细菌产生脲酶是受基因控制的,可以对环境中含有的大量的尿素进行分解,C错误;能分解尿素的细菌没有固氮能力,故培养基中需要添加尿素(有机氮)作为氮源,D错误。
2.在做分离分解尿素的细菌实验时,A同学从对应10倍稀释的培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生的原因可能是 ①土样不同 ②培养基被污染 ③操作失误 ④没有设置对照 A.①②③ C.①③④
B.②③④ D.①②④
( )
6
【解析】选A。A同学比其他同学的实验结果数据大许多,可能是由于选取的土样不同、培养基灭菌不彻底或操作过程中被杂菌污染,也可能是由于操作失误,如配制培养基时混入其他含氮物质、稀释度不够准确等。
3.某同学测得每克土壤样品中分解尿素菌落数是2×108个,涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL,且每个平板上的菌落数分别为190、200、210个,则土壤样品的稀释倍数为( ) A.103 C.105
B.104 D.106
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【解析】选C。根据同学测得每克土壤样品中分解尿素菌落数是2×108个,涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL,且每个平板上的菌落数分别为190、200、210个,平均菌落数为200个,则土壤样品的稀释倍数为:2×108÷(200÷0.1) =105。 4.下列操作步骤顺序正确的是 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 ③吸取0.1 mL进行平板涂布
④依次稀释至102、103、104、105、106稀释度 A.①②③④ B.①③②④ C.①②④③ D.①④②③
【解题指南】解答本题的关键是明确从土壤中筛选微生物的实验操作
流程。
【解析】选C。正确的操作顺序应是土壤取样培养观察
菌落计数。符合要求的只有C。
制备培养基
样品的稀释
取样涂布( )
二、非选择题(共38分)
5.如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 尿素 1.0 g Na2HPO4 2.1 g 琼脂 15.0 g MgSO4·7H2O 0.2 g 蒸馏水 定容至1 000 mL 葡萄糖 10.0 g - - (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来源于 ,此时 能较准确地反映样品中的活菌数。
(3)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____________________________________________。
(4)初步筛选出的尿素分解菌,在培养基中加入酚红指示剂,能对分离的菌种做进一步鉴定,其原理是____________________________________________。
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【解析】(1)表格中碳源是葡萄糖,氮源是尿素。该培养基中有琼脂,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,培养基表面生长的每个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能较准确地反映样品中的活菌数。(3)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。(4)初步筛选出的尿素分解菌,在培养基中加入酚红指示剂,因为尿素分解菌可以分解尿素,使培养基pH升高、指示剂变红,从而达到鉴定目的。
答案:(1)葡萄糖 尿素 固体 选择
(2)样品稀释液中的一个活菌 平板上的菌落数
(3)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 (4)尿素分解菌分解尿素,使培养基pH升高,指示剂变红
【补偿训练】
为了分离和纯化高效分解石油的细菌,科研人员利用被石油污染过的土壤进行如图A所示的实验。
(1)配制好的培养基通常使用 法灭菌。步骤③与步骤②中培养基成分相比,最大的区别是 。
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(2)同学甲进行了步骤④的操作,其中一个平板经培养后菌落分布如图B所示。该同学的接种方法是 ,出现图B结果可能的操作失误是 。 (3)同学乙也按照同学甲的接种方法进行了步骤④的操作:将1 mL 样品稀释100倍,在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为56、58和57。据此可得出每升样品中的活菌数为 个。
(4)步骤⑤需要振荡培养,原因是_____________________________________。 (5)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是_______________________________。
【解析】(1)培养基灭菌通常使用高压蒸汽灭菌法。步骤③与步骤②中培养基成分相比,最大的区别是石油是唯一碳源,用以筛选高效分解石油的细菌。
(2)同学甲进行了步骤④的操作,其中一个平板经培养后菌落分布如图B所示,菌落密集处呈片状分布,说明该同学的接种方法是稀释涂布平板法,出现图B结果可能的操作失误是涂布不均匀。
(3)将1 mL样品稀释100倍,在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为56、58和57,则平均菌落数为(56+58+57)/3=57,每升样品中的活菌数为57÷0.1×100×1 000=5.7×107个。
(4)步骤⑤需要振荡培养,原因是提高培养液中的溶解氧含量,使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率。
(5)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出分解石油能力强的细菌。 答案:(1)高压蒸汽灭菌 石油是唯一碳源 (2)稀释涂布平板法 涂布不均匀 (3)5.7×107
(4)提高培养液中(溶解)氧的含量,通过振荡可使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率
(5)筛选出分解石油能力强的细菌 【延伸探究】
(1)选择平板统计菌落数时,若得到3个或3个以上菌落数在30~300的平板是否一定正确?并说明理由。
提示:不一定。如得到3个平板,菌落数分别为200、34、240,虽然菌落数均在“30~300”,但由于34与另外两个平板上的菌落数差异较大,应找出原因并重新实验。
(2)与血细胞计数板计数法相比,此计数方法测得的细菌数较多还是较少?说明原因。
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提示:较少。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,故用此方法测得的细菌数较少。
1.(10分)(多选)(2020·山东等级考模拟)生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类,研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒成平板,然后在平板上划分数区,将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域,培养结果如图所示,下列说法正确的是
( )
A.为保障无菌环境,需要在倒平板后再次进行灭菌处理
B.倒平板后直接培养观察有无菌落的出现,可判断培养基有无污染
C.因为嗜热菌在添加了乙、丙生长因子的区域之间生长,故该菌需要生长因子乙和丙 D.不同的菌种所需的生长因子不同,利用生长图形法可用于某些菌种的筛选
【解析】选B、C、D。制备平板时,先灭菌再倒平板,故倒平板后不需要进行灭菌处理,A错误;平板上不含任何生长因子,若倒平板后直接培养,出现菌落说明培养基已被杂菌感染,因为该嗜热菌不能在缺乏生长因子的培养基中生长,B正确;图中菌落生活在乙、丙区域之间,说明同时需要乙和丙,C正确;不同菌种所需生长因子不同,可利用生长图形法筛选菌种,D正确。 【实验·探究】
2.(20分)2020年新型冠状病毒在世界范围内迅速传播,在疫情防控期间我国各地均采取了多种预防措施。某公司在防疫期间推出一款新型免洗洗手凝胶。为衡量该凝胶的清洗效果,研究人员检测了凝胶洗手前后,手部细菌的含量。凝胶洗手前的检测流程如图。回答下列问题:
(1)在进行实验前需要配制培养基,培养基指的是 。各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源、 。如果培养乳酸杆菌,还需要在培养基中添加 。
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(2)为统计洗手前手部细菌的数量,应选择的接种方法是 (填“稀释涂布平板法”或“平板划线法”)。利用该方法统计活菌数量的原理
是 。
(3)根据上图所示的步骤得出的实验结果可信度较低,为了提高实验结果的可信度,请给出两点建议: 。 (4)培养一段时间后可根据 (至少填两项)等菌落特征初步判断培养基上菌种的类型。为了计算洗手前手部单位面积的细菌数量,除题图所给的信息外,还需要知道 。
【解析】(1)培养基是指人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。一般培养基中均含有碳源、氮源、水和无机盐,在培养乳酸杆菌时还需要额外添加维生素。
(2)平板划线法无法得知稀释倍数,因此不能用于活菌计数。稀释涂布平板法用于活菌计数的原理是当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个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,就可以推测出样品中大约含有多少活菌。
(3)实验设计需要遵循对照原则和平行重复原则,因此需要的改进措施有:①同一稀释度下涂布三个平板,取三个平板上菌落数的平均值;②设置一组未接种的空白培养基,排除杂菌污染对实验结果造成的干扰。
(4)菌落的特征包含菌落的大小、形状和颜色。洗手前手部单位面积的细菌数量=(平板上的菌落数÷涂布时取样的体积×稀释倍数×10 mL)÷取样的面积。因此,除题图中所给信息外,还需要知道稀释倍数和涂布平板时所取的稀释液体积。
答案:(1)人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质 无机盐 维生素
(2)稀释涂布平板法 当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个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,就可以推测出样品中大约含有多少活菌 (3)①同一稀释度下涂布三个平板,取三个平板上菌落数的平均值;②设置一组未接种的空白培养基,排除杂菌污染对实验结果造成的干扰
(4)菌落的大小、形状和颜色 稀释倍数和涂布平板时所取的稀释液体积
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