《土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)》導學案答案Word版

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1、 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)導學案答案 一、研究培養(yǎng)基對微生物的選擇作用 1.篩選菌株 (1)自然界中目的菌株的篩選 ①原理:根據(jù)目的菌株對生存環(huán)境的要求,到相應的環(huán)境中去尋找。 ②實例:能產生耐高溫的Taq DNA聚合酶的Taq細菌就是從熱泉中篩選出來的。 (2)實驗室中目的菌株的篩選 ①原理:人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等),同時抑制或阻止其他微生物生長。 ②實例:從土壤中篩選能分解尿素的細菌。 ③方法:利用選擇培養(yǎng)基進行微生物的篩選。 2.選擇培養(yǎng)基 (1)概念:允許特定種類的微生物生長,同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基

2、。 (2)舉例:篩選土壤中分解尿素的細菌的選擇培養(yǎng)基是以尿素為唯一氮源,按物理性質歸類為固體培養(yǎng)基。 1.篩選分解尿素的細菌的選擇培養(yǎng)基 下面是本課題使用的培養(yǎng)基的配方,請分析并回答下列問題: KH2PO4 1.4 g Na2HPO4 2.1 g MgSO4·7H2O 0.2 g 葡萄糖 10.0 g 尿素 1.0 g 瓊脂 15.0 g 將上述物質溶解后,用蒸餾水定容到1 000 mL (1)該培養(yǎng)基的配方中,為微生物的生長提供碳源和氮源的分別是什么物質? 答案 碳源是葡萄糖,氮源是尿素。 推薦精選 (2)分離分解尿素的細菌的選擇培養(yǎng)基是如

3、何進行選擇的? 答案 該選擇培養(yǎng)基的配方中,尿素是培養(yǎng)基中的唯一氮源,因此,只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長。 (3)為什么只有能分解尿素的微生物才能在該培養(yǎng)基上生長? 答案 分解尿素的微生物能合成脲酶,而脲酶可將尿素分解成氨,從而為微生物提供氮源。 2.設計對照實驗 (1)如何設計對照實驗驗證該選擇培養(yǎng)基的確篩選到了能分解尿素的細菌? 答案 增設牛肉膏蛋白胨基礎培養(yǎng)基并進行涂布平板操作,如果牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上的菌落數(shù)明顯多于選擇培養(yǎng)基上的菌落數(shù),則說明選擇培養(yǎng)基的確起到了篩選能分解尿素的細菌的作用。 (2)如何設計對照實驗驗證所用的選擇培養(yǎng)基沒有受到污染? 答案 設置一個

4、未涂布平板的能篩選分解尿素的細菌的選擇培養(yǎng)基。 歸納總結 選擇培養(yǎng)基的分類 (1)利用營養(yǎng)缺陷型選擇培養(yǎng)基進行的選擇培養(yǎng):通過控制培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分,使營養(yǎng)缺陷型微生物不能正常生長。 (2)利用化學物質進行的選擇培養(yǎng):在完全培養(yǎng)基中加入某些化學物質,利用加入的化學物質抑制某些微生物的生長,同時選擇所需的微生物。 (3)利用培養(yǎng)條件進行的選擇培養(yǎng):改變微生物的培養(yǎng)條件(如高溫、特殊pH等),篩選特定微生物。 1.下列有關微生物篩選的敘述中,不正確的是(  ) A.用全營養(yǎng)牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基篩選大腸桿菌 B.用高NaCl的培養(yǎng)基篩選抗鹽突變菌株 C.含酚紅的尿素培養(yǎng)基篩選鑒別出分

5、解尿素的菌株 D.利用高溫條件篩選耐熱的Taq細菌 答案 A 解析 全營養(yǎng)牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基常用于大腸桿菌的培養(yǎng),該培養(yǎng)基對微生物無選擇作用,A項錯誤;抗鹽突變菌株具有耐高鹽的能力,因此可以利用高NaCl的選擇培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng),B項正確;分解尿素的菌株能將尿素分解成氨,使培養(yǎng)基pH升高,因此可以利用含酚紅的尿素培養(yǎng)基篩選鑒別出分解尿素的菌株,C項正確;利用高溫條件可以篩選耐熱的Taq細菌,D項正確。 2.下表是微生物培養(yǎng)基的成分。下列有關說法錯誤的是(  ) 推薦精選 編號 ① ② ③ ④ ⑤ 成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl

6、2 H2O 含量/g 0.4 4.0 0.5 0.5 100 mL A.此培養(yǎng)基可用來培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物 B.此表中的營養(yǎng)成分共有三類,即水、無機鹽、氮源 C.若除去①,此培養(yǎng)基可培養(yǎng)圓褐固氮菌 D.培養(yǎng)基中若加入氨基酸,則它可充當碳源、氮源和生長因子 答案 C 解析 分析題表可知,該培養(yǎng)基成分中含有水、無機鹽、氮源,但不含含碳有機物,可用來培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物,A、B項正確;圓褐固氮菌同化類型為異養(yǎng)型,培養(yǎng)基中必須存在含碳有機物,所以該培養(yǎng)基不能用來培養(yǎng)圓褐固氮菌,C項錯誤。 方法技巧 選擇培養(yǎng)基的常見類型 (1)分離微生物所用的選擇培養(yǎng)基一定是固體培養(yǎng)基,因為

7、菌落只能在固體培養(yǎng)基上形成。 (2)常見的選擇培養(yǎng)基 ①加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌。 ②加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。 ③無氮源培養(yǎng)基可以分離固氮微生物。 ④以石油為唯一碳源的培養(yǎng)基,可以分離能消除石油污染的微生物。 ⑤將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng),可以分離耐高溫的微生物。 二、進行微生物數(shù)量的測定 1.統(tǒng)計菌落數(shù)目 (1)方法:統(tǒng)計樣品中微生物數(shù)量的方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計數(shù)法。常用來統(tǒng)計活菌數(shù)目的方法是稀釋涂布平板法。 (2)統(tǒng)計依據(jù):當樣品的稀釋度足夠高時,培養(yǎng)基表面生長的一個菌落,來源于樣品稀釋液中的一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù),就能推

8、測出樣品中大約含有多少活菌。 (3)操作 ①設置重復組,增強實驗的說服力與準確性。 ②為保證結果準確,一般選擇菌落數(shù)在30~300的平板進行計數(shù)。 ③統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌實際數(shù)目低。 (4)計算公式:每克樣品中的菌株數(shù)=(C÷V)×M,其中C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù) 推薦精選 ,V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL),M代表稀釋倍數(shù)。 2.設置對照 (1)對照實驗:是指除了被測試條件以外,其他條件都相同的實驗。 (2)主要目的:排除實驗組中非測試因素對實驗結果的影響,提高實驗結果的可信度。例如,為了確認培養(yǎng)基是否被雜菌污染,需以不進行接種的培養(yǎng)基培養(yǎng)

9、作為空白對照。 3.實驗操作流程 (1)土壤取樣 ①取樣原因:土壤有“微生物的天然培養(yǎng)基”之稱,同其他生物環(huán)境相比,土壤中的微生物數(shù)量最大,種類最多。 ②土壤要求:富含有機質,pH接近中性且潮濕。 ③取樣部位:距地表約3~8 cm的土壤層。 (2)樣品稀釋 ①稀釋原因:樣品的稀釋程度直接影響平板上生長的菌落數(shù)目。 ②稀釋標準:選用一定稀釋范圍的樣品液進行培養(yǎng),以保證獲得菌落數(shù)在30~300之間,便于計數(shù)。 (3)微生物的培養(yǎng)與觀察 ①培養(yǎng):根據(jù)不同微生物的需要,控制適宜的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時間。 ②觀察 a.觀察方法:每隔24 h統(tǒng)計一次菌落數(shù)目,最后選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記

10、錄作為結果。 b.菌落的特征:包括菌落的形狀、大小、隆起程度和顏色等。 (4)菌種鑒定 ①原理:細菌合成的脲酶將尿素分解成氨,使培養(yǎng)基的堿性增強。 ②方法:以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,培養(yǎng)某種細菌后,若指示劑變紅,可初步鑒定該種細菌能夠分解尿素。 4.操作提示 (1)無菌操作 ①取土樣的用具在使用前都需要滅菌。 ②實驗操作均應在火焰旁進行。 (2)做好標記:本實驗使用的平板和試管比較多,為避免混淆,使用前應標明培養(yǎng)基的種類、培養(yǎng)日期以及平板上培養(yǎng)樣品的稀釋度等。 (3)制定計劃:對于耗時較長的生物實驗,要事先制定計劃,以便提高工作效率。 下面是土壤中尿素

11、分解菌的分離與計數(shù)的實驗流程示意圖,請結合教材提供的資料分析回答下列問題 推薦精選 : 1.實驗流程 試寫出分離土壤中分解尿素的細菌的實驗流程(用文字和箭頭表示)。 答案 土壤取樣→樣品稀釋→取樣涂布→微生物培養(yǎng)→觀察并記錄結果→細菌計數(shù)。 2.統(tǒng)計菌落數(shù)目 甲、乙兩位同學用稀釋涂布平板法測定同一土壤樣品中的細菌數(shù)。在對應稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中,得到以下兩種統(tǒng)計結果。 (1)甲同學在該濃度下涂布了一個平板,統(tǒng)計的菌落數(shù)為230,該同學的統(tǒng)計結果是否真實可靠?為什么? 答案 不真實。為增加實驗的說服力與準確性,應設置重復實驗,在同一稀釋度下涂布3個平板,統(tǒng)計結果后計

12、算平均值。 (2)乙同學在該濃度下涂布了3個平板,統(tǒng)計的菌落數(shù)分別為21、212、256,該同學將21舍去,然后取平均值。該同學對實驗結果的處理是否合理?為什么? 答案 不合理。微生物計數(shù)時,如果實驗中出現(xiàn)重復實驗的結果不一致的情況,應分析實驗過程中可能的影響因素,找出差異的原因,而不能簡單地舍棄后進行計數(shù)。 (3)某同學在三種稀釋度下吸取0.1 mL的菌液涂布平板,統(tǒng)計菌落數(shù),得到以下的數(shù)據(jù),試計算1 g樣品的活菌數(shù)。      平板 稀釋度 平板1 平板2 平板3 104 320 360 356 105 212 234 287 106 21 23 1

13、8 答案 105的稀釋度下取0.1 mL涂布的三個平板上的菌落數(shù)在30~300之間,計算其平均值為(212+234+287)/3≈244。進一步可以換算出1 g樣品中活菌數(shù)為(244÷0.1)×105=2.44×108個。 (4)為什么統(tǒng)計的菌落數(shù)比活菌的實際數(shù)目低? 推薦精選 答案 當兩個或多個細菌連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落。 3.對照實驗設計的分析 分析教材P22“設置對照”中的實例,探討下列問題: (1)在A同學確定自己操作無誤的情況下,A同學得出的菌落數(shù)多于其他同學的原因可能有哪兩種? 答案 可能是他選擇的土壤樣品不同于其他同學;也可能是培養(yǎng)基受到了

14、污染或操作失誤。 (2)如何設計對照實驗幫助A同學排除上述兩個可能影響實驗結果的因素? 答案?、倨渌瑢W用與A同學一樣的土樣進行實驗,如果結果與A同學一致,則證明A同學操作無誤;如果結果不同,證明A同學存在操作失誤或培養(yǎng)基的配制有問題;②將A同學配制的培養(yǎng)基在不加土樣的情況下培養(yǎng)作為空白對照,以判斷培養(yǎng)基是否受到污染。 4.微生物數(shù)量測定的實驗設計 (1)為什么分離不同的微生物要采用不同的稀釋度? 答案 土壤中各種微生物的數(shù)量是不同的,為獲得不同類型的微生物,就需要按不同的稀釋度進行分離。 (2)本實驗中應如何統(tǒng)計培養(yǎng)基上生長的菌落數(shù)? 答案 每隔24 h統(tǒng)計一次菌落數(shù)目,選取菌

15、落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結果。 (3)實驗中的無菌操作主要有哪些? 答案?、倥囵B(yǎng)基、錐形瓶、試管、鏟子、信封等,需要進行滅菌。②稱取土壤要在火焰旁進行。③稀釋土壤溶液的每一步操作都要在火焰旁進行。 歸納總結 分離尿素分解菌操作中的注意事項 (1)在實驗操作中,每個步驟都要注意無菌操作,以防培養(yǎng)基被污染,影響實驗效果。 (2)樣品稀釋液的最佳濃度為培養(yǎng)后每個平板上有30~300個菌落的濃度。細菌一般選104、105、106倍稀釋液進行培養(yǎng),放線菌一般選103、104、105倍稀釋液進行培養(yǎng),真菌一般選102、103、104倍稀釋液進行培養(yǎng)。 (3)為排除非測試因素(培養(yǎng)基)的干擾,實驗

16、需設置牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進行空白對照。 (4)每一稀釋倍數(shù)的菌液都至少要涂布3個平板,作為重復實驗,求其平均值,若其中有菌落數(shù)與其他平板懸殊過大的,需要對該平板重新制作。 3.如圖為“土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(shù)”實驗中樣品稀釋示意圖。據(jù)圖分析下列敘述正確的是(  ) 推薦精選 A.4號試管中稀釋液進行平板培養(yǎng)得到的菌落平均數(shù)一定恰為5號的10倍 B.5號試管的結果表明每克該土壤中的菌株數(shù)目為1.7×108個 C.在用移液管吸取菌液進行梯度稀釋時,可用手指輕壓移液管上的橡皮頭,吹吸三次,使菌液與無菌水充分混勻 D.某一稀釋度下至少涂3個平板,該實驗方法統(tǒng)計得到的結

17、果常會比實際活菌數(shù)目高 答案 C 4.自然界中的微生物往往是混雜生長的。人們在研究微生物時一般要將它們分離提純,然后進行數(shù)量的測定。下面是對大腸桿菌進行數(shù)量測定的實驗,請回答有關問題: (1)實驗步驟 ①制備稀釋倍數(shù)為102、103、104、105、106的系列稀釋液。 ②為了得到更加準確的結果,應選用__________法接種樣品。 ③適宜溫度下培養(yǎng)。 (2)結果分析 ①測定大腸桿菌數(shù)目時,在對應稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中,得到以下幾種統(tǒng)計結果,與事實更加接近的是__________。 A.一個平板,統(tǒng)計的菌落數(shù)是230 B.兩個平板,統(tǒng)計的菌落數(shù)是220和260,取平均

18、值240 C.三個平板,統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是400、212和256,取平均值289 D.四個平板,統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是210、260、240和250,取平均值240 ②一同學在稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基上測得平板上菌落數(shù)的平均值為212,那么每毫升樣品中的菌落數(shù)約是(涂布平板時所用的稀釋液體積為0.2 mL)__________。 ③用這種方法測定菌體密度時,實際活菌數(shù)量要比測得的數(shù)量__________(填“多”或“少”),因為______________________________________________________________。 問題導析 (1)因為題中操作的目的

19、是對大腸桿菌進行數(shù)量的測定,所以接種的方法是稀釋涂布平板法。 (2)測定活菌數(shù)量時,選擇的平板越多誤差越小,且選擇的平板要能形成30~300個菌落。 (3)所做的多個平板中,如果其中一個平板中菌落的數(shù)目明顯多于或少于其他幾個平板,則說明該平板不符合要求,應重做或舍棄。 推薦精選 答案 (1)②稀釋涂布平板 (2)①D ②1.06×109個?、鄱唷‘攦蓚€或多個細菌連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落 解析 (1)若對大腸桿菌進行計數(shù),則需要用稀釋涂布平板法接種樣品。(2)①應選取多個菌落數(shù)相差不大的平板進行計數(shù),取其平均值。②212÷0.2×106=1.06×109(個)。③因為

20、一個菌落可能由兩個或多個細菌連在一起生長而成,所以實際活菌數(shù)量要比測得的數(shù)量多。 一題多變 (1)如果某同學的稀釋倍數(shù)僅為104,則測定的數(shù)值要比題中測定的數(shù)值高還是低?為什么? 答案 低。因為稀釋倍數(shù)太低,則大部分菌落是由多個細菌繁殖而成,所以測定的數(shù)值要偏低。 (2)第(2)問第①小題C項中菌落數(shù)為400的平板不符合要求,試分析該平板中菌落數(shù)目多于其他平板的可能的原因。 答案?、倥囵B(yǎng)基被污染,一些菌落是由雜菌繁殖而成的;②接種過程中由于操作不當感染了雜菌;③取菌液時沒有搖勻,導致所取菌液中細菌個體濃度偏大等。 方法技巧 用稀釋涂布平板法計數(shù)微生物的方法 (1)稀釋涂布平板操作

21、要求:按照平行重復的原則,每一稀釋度的菌液涂布3個或3個以上的平板。 (2)計數(shù)的時機:當各平板上菌落數(shù)目穩(wěn)定時進行計數(shù)。 (3)選擇可用于計數(shù)的平板:選擇菌落數(shù)在30~300之間的平板(相同稀釋度的平板均符合該特點)進行計數(shù),然后取平均值。 1.選擇培養(yǎng)基是根據(jù)某一種或某一類微生物的特殊營養(yǎng)要求或對一些物理、化學抗性而設計的培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可以將所需要的微生物從混雜的微生物中分離出來。為選擇酵母菌和硝化細菌,應選用的培養(yǎng)基分別為(  ) 推薦精選 A.伊紅美藍培養(yǎng)基、含青霉素的培養(yǎng)基 B.含青霉素的培養(yǎng)基、含氨的無機培養(yǎng)基 C.含氨的無機培養(yǎng)基、含青霉素的

22、培養(yǎng)基 D.含青霉素的培養(yǎng)基、伊紅美藍培養(yǎng)基 答案 B 解析 酵母菌是真菌,通??梢杂煤嗝顾氐呐囵B(yǎng)基進行選擇培養(yǎng),因為青霉素能夠抑制細菌生長,但不能夠抑制真菌生長。硝化細菌為自養(yǎng)型生物,能夠利用氨轉變?yōu)閬喯跛岷拖跛崴尫诺哪芰堪褵o機物轉變?yōu)橛袡C物以維持自身生命活動,利用含氨的無機培養(yǎng)基可進行選擇培養(yǎng)。 2.下列操作步驟順序正確的是(  ) ①土壤取樣?、诜Q取10 g土樣,加入盛有90 mL無菌水的錐形瓶中?、畚?.1 mL土壤溶液進行平板涂布?、芤来蜗♂屩?01、102、103、104、105、106、107稀釋度 A.①→②→③→④ B.①→③→②→④ C.①→②→④→③

23、D.①→④→②→③ 答案 C 3.對尿素分解菌進行初步鑒定時,可在培養(yǎng)基中加入(  ) A.重鉻酸鉀 B.酚紅指示劑 C.剛果紅 D.結晶紫 答案 B 解析 對尿素分解菌進行初步鑒定,可在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑。 4.從土壤中分離以尿素為氮源的細菌,下列實驗操作不正確的是(  ) A.將土壤用無菌水稀釋,制備103~106倍的土壤稀釋液 B.將不同濃度的土壤稀釋液涂布于不同平板上 C.用加入剛果紅指示劑的選擇培養(yǎng)基篩選分解尿素的細菌 D.從周圍出現(xiàn)紅色環(huán)帶的菌落中挑取能夠分泌脲酶的菌株 答案 C 解析 用加入酚紅指示劑的鑒別培養(yǎng)基可以鑒別分解尿素的細菌。 5

24、.尿素是一種重要的農業(yè)肥料,但若不經細菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物種類和數(shù)量繁多,同學們試圖探究土壤中微生物對尿素是否有分解作用,設計了以下實驗,并成功篩選到能高效降解尿素的細菌(目的菌)。培養(yǎng)基成分如下表所示,實驗步驟如圖所示。請分析回答下列問題: KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 瓊脂 1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 推薦精選 將上述物質溶解后,用蒸餾水定容到1 000 mL。 (1)此培養(yǎng)基______(填“能”或“不能”)用于植物組織培養(yǎng),理由

25、是_______________。 (2)培養(yǎng)基中加入尿素的目的是__________________,這種培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基。 (3)“目的菌”生長所需的氮源和碳源分別來自培養(yǎng)基中的__________和__________,實驗需要振蕩培養(yǎng),原因是_________________________________________________________。 (4)圖中將細菌轉到固體培養(yǎng)基上時,可采用_______________或________________在含尿素的培養(yǎng)基上接種,獲得單菌落后繼續(xù)篩選。初步篩選出來的菌種還需要用生化的方法作進一步的鑒定:在以尿

26、素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入________指示劑,接種并培養(yǎng)初步篩選的菌種,若指示劑變成________色,則可準確說明該菌種能夠分解尿素。 (5)在實驗中,下列材料或用具需要滅菌的是________,需要消毒的是________(填序號)。 ①培養(yǎng)細菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿 ②玻棒、試管、錐形瓶和吸管?、蹖嶒灢僮髡叩碾p手 (6)實驗結束后,使用過的培養(yǎng)基應該進行________處理后,才能倒掉。 答案 (1)不能 缺少植物激素(或缺少植物需要的一些營養(yǎng)成分) (2)篩選目的菌 選擇 (3)尿素 葡萄糖 為目的菌提供氧氣 (4)平板劃線法 稀釋涂布平板法 酚紅 紅 (5)①②?、邸?6)滅

27、菌 解析 (1)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中需要含有氮、磷、鉀及鋅、銅、鉬、鐵等元素,需要蔗糖為植物細胞提供能量,還需要細胞分裂素和生長素等植物激素。(2)該培養(yǎng)基中尿素是唯一的氮源,只有能利用尿素的微生物才能生長,屬于選擇培養(yǎng)基。(3)“目的菌”生長所需的氮源和碳源分別來自培養(yǎng)基中的尿素和葡萄糖,分解尿素的微生物是需氧型微生物,所以在培養(yǎng)過程中需振蕩。(4)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,培養(yǎng)利用尿素的細菌后,如果pH升高,指示劑將變紅,由此可準確地鑒定該種細菌能夠分解尿素。(5)微生物培養(yǎng)時,一切環(huán)境、物質、用具、器材都要消毒或滅菌。(6)為避免實驗后培養(yǎng)基中的微生物污染環(huán)境,使用過的培養(yǎng)基必須經過滅菌處理后才能丟棄。 (注:可編輯下載,若有不當之處,請指正,謝謝!) 推薦精選

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