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2018_2019学年高中生物专题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练习

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高中生物审核员

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                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.测定土壤中细菌数量一般选用              104、105 和 106 倍的稀释液进行平板培养,而测定真
菌的数量一般选用        102、103 和 104 倍稀释,其原因是(  )
    A.细菌个体小,真菌个体大
    B.细菌易稀释,真菌不易稀释
    C.细菌在土壤中数量比真菌多
    D.随机的,没有原因
    解析:土壤中的微生物大约            70%~90%是细菌,真菌的数量要比细菌少。样品的稀释度
越高,在平板上生成的菌落数目就越少。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液
进行培养,以保证获得菌落数在              30~300,适于平板计数,所以细菌的稀释倍数要高于真
菌的稀释倍数。
    答案:C
    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.土壤中的细菌能分解尿素,是因为它们能合成一种(  )
    A.尿素酶                          B.脲酶
    C.蛋白酶                          D.肽酶
    解析:能够分解利用尿素的细菌,其细胞内含有脲酶,可以把尿素分解成氨,然后进
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一步利用。
    答案:B
    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,
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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.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加琼脂糖 ④不加琼脂糖 ⑤加葡萄糖 ⑥不加葡萄糖 
⑦加硝酸盐 ⑧不加硝酸盐
    A.①③⑤⑦                         B.②④⑥⑧
    C.①③⑤⑧                         D.①④⑥⑦
    解析:分离土壤中分解尿素的细菌,培养基中要有尿素、琼脂糖、葡萄糖,尿素给分
解尿素的细菌提供氮源,不加硝酸盐。
    答案:C
    2.从土壤中分离能分解尿素的细菌,可以利用选择培养基,其成分中一定有(  )
    ①尿素 ②有机氮化物 ③无机盐 ④有机碳化物
    ⑤水 ⑥无机碳化物
    A.①③④⑤                         B.②③④⑤
    C.①③⑤⑥                         D.②③⑤⑥
    解析:分离能分解尿素的细菌,故培养基中一定有尿素,一定没有有机氮化物;另外,
水、无机盐和碳源、能源也是细菌生长所必不可少的。有机碳在这里既是碳源又是能源,
因为分解尿素的细菌是异养微生物,不能利用无机碳化物。
    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
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    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.①②③                          B.②③④
    C.①③④                          D.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.在农业生产研究上,常常需要进行微生物的培养和计数。


    (1)如图是利用________法进行微生物接种,把聚集的菌种逐步________分散到培养基
的表面。 

    (2)  分析下面培养基的配方:NaNO3、KH2PO4、NaH2PO4、MgSO4·7H2O、KCl、H2O。若此
培养基用于培养分解尿素的细菌,则应除去上述的________,并加入________,以补充
________源。 
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    (3) 若在稀释倍数为       106 的培养基中测得平板上菌落数的平均值为                 233,那么每毫升样
品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为                    0.2 mL)________。
    解析:(1)     由题图可知,其采取的是平板划线法,该方法能把聚集的菌种逐步稀释分
散到培养基的表面。(2)           培养分解尿素的细菌,其氮源是尿素,所以培养基中要除去含氮

物质,即除去      NaNO3,并加入尿素和葡萄糖,以提供氮源和碳源。(3)                      根据题意可知,每
毫升样品中的菌落数=平板上菌落数的平均值÷体积×稀释倍数=233÷0.2×106=
1.165×109。

                                                                          9
    答案:(1) 平板划线 稀释 (2) NaNO3 尿素和葡萄糖 氮、碳 (3) 1.165×10                       
    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。
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    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.某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌,并统计每克土壤样品中活菌数目,培养
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基配方如下表。将各种物质溶解后,用蒸馏水定容到                      1  000 mL,再经高温灭菌,制成固体
培养基备用。

                           MgSO4·
  KH2PO4      Na2HPO4                   蛋白胨        葡萄糖        尿素       琼脂
                             7H2O
   1.4 g       2.1 g        0.2 g        1.0 g     10.0 g    1.0 g    15.0 g
    (1) 根据培养基的成分判断,该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌?________(填
“能”或“不能”),原因是
    _____________________________________________________。
    (2)          培养基用________法灭菌,培养皿用________法灭菌,待培养基冷却到
________℃(填“20”“30”“40”或“50”)左右时,在________附近倒平板,等平板冷
却凝固后,将平板倒过来放置,可以防止________________________,以免造成污染。 
    (3)  培养分解尿素的细菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基
应采用的检测方法是

    _______________________________________________________
    _____________________________________________________。
    (4)  实验中使用过的培养基及其培养物必须经过________处理后才能丢弃,以防止培
养物的扩散。 
    解析:(1)     据表分析,表中的蛋白胨可以为微生物的生存提供氮源,所以不能分离尿
素分解菌,分离尿素分解菌需要用以尿素为唯一氮源的选择培养基培养。(2)                                培养基常用
高压蒸汽灭菌,培养皿常用干热灭菌。培养基要冷却到                       50   ℃左右时才能倒平板,倒平板
时要在酒精灯火焰旁进行,以防止杂菌的污染。将平板倒过来放置可以防止培养皿盖上的
水珠落入培养基对培养基造成污染。(3)培养分解尿素的细菌时,在接种前需要检测培养基
是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置
适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生。(4)                     使用过的培养基及其培养物必须经过灭
菌处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。
    答案:(1)不能 培养基含蛋白胨,尿素不是唯一氮源,不能选择出只以尿素为氮源的
微生物(培养基含蛋白胨,蛋白胨中含有氮元素) (2)高压蒸汽灭菌 干热灭菌 50 酒精
灯火焰 培养皿盖上的水珠落入培养基 (3)将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时
间,观察培养基上是否有菌落产生 (4)灭菌
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