《（浙江專版）2017-2018學年高中生物 第一章 實驗二 分離以尿素為氮源的微生物教學案 浙科版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（浙江專版）2017-2018學年高中生物 第一章 實驗二 分離以尿素為氮源的微生物教學案 浙科版選修1（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、實驗二 分離以尿素為氮源的微生物1.有一些細菌含有脲酶，它們可以通過降解尿素作為其生長的氮源。利用以尿素作為唯一氮源的培養(yǎng)基即可分離出此類微生物。2在微生物學中，將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，稱作選擇培養(yǎng)基。3以尿素為氮源的微生物能分解尿素產(chǎn)生氨，氨為堿性，酚紅指示劑在堿性下為紅色，紅色區(qū)域大小代表脲酶活性強弱和含量的多少。1尿素又稱脲，是蛋白質降解的產(chǎn)物。在人和其他哺乳動物如家畜的尿中都含有尿素，大量尿素的存在會對環(huán)境造成污染。2以尿素為氮源的微生物的特點含有脲酶，通過降解尿素作為其生長的氮源。其利用尿素的反應式為：(NH2)2COH2O脲酶,2NH3

2、CO2。3分離以尿素為氮源的微生物(1)實驗原理：在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上生存的微生物能以尿素為氮源。細菌合成的脲酶能將尿素分解成NH3，致使pH升高，使酚紅指示劑變紅。(2)培養(yǎng)基的對照：制備LB全營養(yǎng)培養(yǎng)基和尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基，分別培養(yǎng)土壤中的微生物，并對菌落觀察并計數(shù)。(3)實驗步驟：1分離以尿素為氮源的微生物所采用的分離方法是()A涂布分離法B劃線分離法C稀釋分離法 D選擇分離法解析：選A微生物的分離方法多種多樣，本實驗使用了涂布分離法。2用稀釋涂布平板法來統(tǒng)計樣品中活菌的數(shù)目，其結果與實際值相比()A比實際值高 B比實際值低C和實際值一致 D比實際值可能高也可能低解析：選

3、B培養(yǎng)基上的一個菌落也可能由相連的兩個或多個菌體繁殖而來，并且該方法測得的是活菌的菌落數(shù)目，未包括死菌數(shù)，因此統(tǒng)計的活菌數(shù)要少于菌體實際值。3下列有關敘述，錯誤的是()A在尿素固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)含有脲酶的微生物會導致培養(yǎng)基呈酸性B地表土壤中含有一定量的脲C以尿素為氮源的細菌含有脲酶D脲是一種有機化合物，含有氮元素解析：選A根據(jù)反應式：(NH2)2COH2O2NH3CO2，在尿素固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)含有脲酶的微生物會產(chǎn)生NH3，從而導致培養(yǎng)基呈堿性。4用以尿素為唯一氮源加入酚紅指示劑的培養(yǎng)基，培養(yǎng)尿素分解菌后，指示劑將()A變藍色 B變紅色C變黑色 D變棕色解析：選B尿素分解菌合成的脲酶將尿素分解成了

4、氨，會使培養(yǎng)基的堿性增強，pH升高，加入酚紅指示劑將變紅色。5在細菌分解尿素的化學反應中，生成物中除CO2外還有()AN2 BNOCNO DNH3解析：選D以尿素為氮源的微生物中含有脲酶，它能降解尿素并產(chǎn)生NH3，為其生長提供氮源，其反應如下：(NH2)2C=OH2O2NH3CO2。1篩選菌株的原理(1)原理：根據(jù)不同微生物的特殊營養(yǎng)要求或其對某化學、物理因素的抗性不同而制備培養(yǎng)基。(2)方法：在培養(yǎng)基中加入某種化學物質。例如，加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌；加入高濃度的食鹽可以得到金黃色葡萄球菌。改變培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分。例如，缺乏氮源時可以分離固氮微生物；石油作為唯一碳源時，可以分離出能消

5、除石油污染的微生物；用含無機碳源的培養(yǎng)基分離自養(yǎng)型微生物。改變微生物的培養(yǎng)條件。例如，將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)可以得到耐高溫的微生物；用普通培養(yǎng)基在無氧條件下分離厭氧型和兼性厭氧型微生物。特別提醒能在選擇培養(yǎng)基上生長的不一定是目的菌原則上選擇培養(yǎng)基只能允許特定種類的微生物生長，但實際上，微生物的培養(yǎng)是一個非常復雜的問題，有些微生物可以利用其他微生物的代謝產(chǎn)物生長繁殖，因此能在選擇培養(yǎng)基上生長的微生物不一定都是所需的微生物，還需進一步的鑒定。2統(tǒng)計菌落數(shù)目的方法微生物生長量的測定有計數(shù)法、重量法、生理指標法等方法，但是一般使用計數(shù)法，計數(shù)法可分為直接計數(shù)法和間接計數(shù)法。二者的比較如下表所示：項

6、目直接計數(shù)法間接計數(shù)法原理利用特定細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板，在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量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)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌主要用具顯微鏡、細菌計數(shù)板培養(yǎng)基計數(shù)數(shù)據(jù)菌體本身培養(yǎng)基上菌落數(shù)優(yōu)點計數(shù)方便、操作簡單計數(shù)的是活菌缺點死菌、活菌都計算在內(nèi)操作較復雜，有一定誤差題組沖關1下列有關尿素培養(yǎng)基的敘述，錯誤的是()A根據(jù)物理性質劃分，該培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基B培養(yǎng)基中的唯一氮源為尿素，用以篩選以尿素為氮源的微生物C培養(yǎng)基中的酚紅，用以鑒別以尿素為氮源的微生物D培養(yǎng)基中加入G6玻璃漏斗過

7、濾的尿素后，要用500 g/cm2壓力(90以上)滅菌30 min解析：選D因為尿素加熱會分解，所以應先將培養(yǎng)基經(jīng)500 g/cm2壓力滅菌30 min(為防止葡萄糖分解碳化)，再添加經(jīng)過G6玻璃漏斗過濾后的尿素。2下列關于微生物培養(yǎng)和利用的敘述，錯誤的是()A利用涂布分離法既能分離微生物也能對微生物進行計數(shù)B接種時連續(xù)劃線的目的是將聚集的菌種逐步分散獲得單個菌落C以尿素為唯一氮源且含酚紅的培養(yǎng)基可選擇和鑒別尿素分解菌D選擇培養(yǎng)基作用的原理都是顯現(xiàn)某微生物的特征，以區(qū)別于其他微生物解析：選D涂布分離法能分離純化微生物也能對微生物進行計數(shù)；連續(xù)劃線是將聚集的菌種逐步分散，以獲得單個菌落；尿素分解

8、菌的分離和鑒別可以選用以尿素為唯一氮源，且含酚紅的培養(yǎng)基；選擇培養(yǎng)基是在培養(yǎng)基中加入某一化學物質或改變某一理化性質，使某一微生物正常生長，而其他微生物則被殺滅或生長受到抑制，從而選出所需要的微生物。3土壤中有些微生物能利用尿素是因為()A其體內(nèi)含有脲酶B其體內(nèi)含有氨(NH3)酶C它能將CO2合成為有機物D它們不需要氮源解析：選A能利用尿素的微生物就是因為體內(nèi)含有脲酶，可降解尿素為其生長繁殖提供氮源。1樣品稀釋的問題(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。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。因此，恰當?shù)南♂尪仁浅晒Φ亟y(tǒng)計菌落數(shù)目的關

9、鍵。(2)稀釋標準：選用一定稀釋范圍的樣品液進行培養(yǎng)，保證獲得菌落數(shù)在30300之間，便于計數(shù)。2與涂布平板有關的問題(1)防止培養(yǎng)基外濺：在倒平板的過程中，不能將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，因為空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生。(2)涂布器的滅菌：玻璃刮刀用70%酒精消毒，取出時，多余酒精在燒杯中滴盡，沾有少量酒精的玻璃刮刀在酒精燈火焰上引燃。(3)設置對照：可排除實驗中非測試因素對實驗結果的影響，提高實驗結果的可信度。題組沖關4(2012浙江高考)幽門螺桿菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性潰瘍的主要致病因素。在患者體內(nèi)采集樣本并制成菌液后，進行分離培養(yǎng)。實驗基本步驟如下

10、：配制培養(yǎng)基滅菌、倒平板X培養(yǎng)觀察請回答：(1)在配制培養(yǎng)基時，要加入尿素和酚紅指示劑，這是因為Hp含有_，它能以尿素作為氮源；若有Hp，則菌落周圍會出現(xiàn)_色環(huán)帶。(2)下列對尿素溶液進行滅菌的最適方法是_滅菌。A高壓蒸汽B紫外燈照射C70%酒精浸泡 D過濾(3)步驟X表示_。在無菌條件下操作時，先將菌液稀釋，然后將菌液_到培養(yǎng)基平面上。菌液稀釋的目的是為了獲得_菌落。(4)在培養(yǎng)時，需將培養(yǎng)皿倒置并放在_中。若不倒置培養(yǎng)，將導致_。(5)臨床上用14C呼氣實驗檢測人體是否感染Hp，其基本原理是Hp能將14C標記的_分解為NH3和14CO2。解析：(1)幽門螺桿菌中含有脲酶，能將尿素分解成為N

11、H3和CO2，故尿素為氮源。NH3為堿性，能使酚紅呈紅色，故菌落周圍會出現(xiàn)紅色環(huán)帶。(2)尿素在高溫下分解，故不能用高溫滅菌法，只能采取過濾的方法。(3)由細菌和真菌培養(yǎng)操作步驟可知，X為接種。接種時，應將菌種均勻涂布在培養(yǎng)基上。為了獲得單菌落，接種前應該稀釋菌液。(4)為了形成單菌落還應該將培養(yǎng)皿倒置在恒溫箱中。(5)用14C標記尿素，分解后標記物全部在CO2中。答案：(1)脲酶紅(2)D(3)接種涂布單(4)恒溫培養(yǎng)箱無法形成單菌落(5)尿素隨堂基礎鞏固1篩選、鑒別尿素分解菌的培養(yǎng)基氮源為()A蛋白胨B尿素C酚紅 D硝酸鹽解析：選B分離尿素分解菌的培養(yǎng)基應以尿素為唯一氮源。2要從多種細菌中

12、分離某種細菌，培養(yǎng)基要用()A加入青霉素的培養(yǎng)基B固體培養(yǎng)基C液體培養(yǎng)基D加入高濃度食鹽的培養(yǎng)基解析：選B將聚集的菌種逐步稀釋分散到固體培養(yǎng)基的表面，經(jīng)過培養(yǎng)，可以分離到由一個細菌繁殖而來的肉眼可見的一定形態(tài)的菌落，即分離出某種細菌。3產(chǎn)生每個標準菌落的細菌的最初數(shù)目和培養(yǎng)基分別是()A一個細菌，液體培養(yǎng)基B許多細菌，液體培養(yǎng)基C一個細菌，固體培養(yǎng)基D許多細菌，固體培養(yǎng)基解析：選C在微生物的培養(yǎng)中產(chǎn)生每個標準菌落的細菌的最初數(shù)目是一個細菌，使用的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基。4平板冷凝后，要將平板倒置，其原因是()A接種時拿起來方便B防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基造成污染C正著放置容易破碎D方便在皿底上標

13、記日期等內(nèi)容解析：選B平板倒置主要是防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基造成污染。5用涂布分離法來統(tǒng)計樣品中的活菌數(shù)時，通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)就能推測出樣品中的活菌數(shù)。原因是()A平板上的一個菌落就是一個細菌B菌落中的細菌數(shù)是固定的C此時的一個菌落一般來源于樣品稀釋液中的一個活菌D此方法統(tǒng)計的菌落數(shù)一定與活菌的實際數(shù)相同解析：選C當稀釋倍數(shù)適宜時，培養(yǎng)基上的一個菌落一般來源于樣品稀釋液中的一個活菌，但也可能由兩個或兩個以上活菌生長而成，因此菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)低。6能產(chǎn)生脲酶的細菌菌落周圍出現(xiàn)著色環(huán)帶的原因是()A外泌的脲酶將尿素水解成氨，氨為堿性，使酚紅變?yōu)榧t色B外泌的脲酶呈堿性使酚紅變?yōu)榧t色C外

14、泌的脲酶將酚紅分解成呈紅色的物質D酚紅與脲酶反應后生成了呈紅色的物質解析：選A能產(chǎn)生脲酶的細菌將脲酶分泌到細菌外，隨后脲酶將培養(yǎng)基中的尿素水解成氨，氨為堿性，遇酚紅變紅色。7分離以尿素為氮源的微生物的土樣最好取自()A有大量植物生長的地方B臨水的地方C有哺乳動物排泄物的地方D干燥、空曠的地方解析：選C由于人和其他哺乳動物如家畜的尿中都含有尿素，因此含有哺乳動物排泄物的土壤中就可能存在以尿素為氮源的微生物。課時跟蹤檢測1從土壤中分離以尿素為氮源的細菌，實驗過程如圖所示：(1)圖中物質A為_，若要統(tǒng)計每克土壤樣品中以尿素為氮源的細菌的活菌數(shù)目，宜采用_法接種到尿素培養(yǎng)基上，對照組配制的培養(yǎng)基為_培

15、養(yǎng)基，若用同濃度的土壤稀釋液接種，實驗組培養(yǎng)皿中菌落數(shù)_(填“大于”“等于”或“小于”)對照組。在能利用尿素的細菌菌落周圍，有紅色環(huán)帶出現(xiàn)的原因是_。(2)下列培養(yǎng)基中，能分離出分解尿素的細菌的是()A葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚紅、瓊脂糖、水B葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚紅、瓊脂糖、水、尿素CNaCl、瓊脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物、尿素D葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚紅、瓊脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物(3)欲將分離得到的以尿素為氮源的細菌進行擴大培養(yǎng)，應使用_培養(yǎng)基。答案：(1)無菌水涂布分離LB全營養(yǎng)小于能利用尿素的細菌產(chǎn)生的脲酶，將培養(yǎng)基中的尿素分解，產(chǎn)生的氨使指示劑呈

16、紅色(2)B(3)LB液體2苯酚是工業(yè)生產(chǎn)排放的有毒污染物質，自然界中存在著降解苯酚的微生物。某工廠產(chǎn)生的廢水中含有苯酚，為了降解廢水中的苯酚，研究人員從土壤中篩選獲得了只能降解利用苯酚的細菌菌株，篩選的主要步驟如圖所示，為土壤樣品。請回答下列問題：(1)中培養(yǎng)目的菌株的選擇培養(yǎng)基中應加入_作為碳源，中不同濃度碳源的培養(yǎng)基_(填“影響”或“不影響”)細菌的數(shù)量，如果要測定中活細菌數(shù)量，常采用_法。(2)為對照，微生物在中不生長，在中生長，與培養(yǎng)基的主要區(qū)別在于_；使用_法可以在上獲得單菌落。(3)實驗過程中如何防止其他微生物的污染？_。解析：根據(jù)微生物對營養(yǎng)的需求，在培養(yǎng)基中加入或不加某些物質

17、以達到促進目的菌生長，抑制或阻止其他雜菌生長的目的，然后再用涂布分離法、劃線分離法或其他方法篩選出單個目的菌落，再接種培養(yǎng)即可獲得純目的菌。在設計實驗中要注意單一變量原則和對照原則，操作中要嚴格進行無菌操作。答案：(1)苯酚影響涂布分離(2)的培養(yǎng)基沒有加入苯酚作為碳源，的培養(yǎng)基加入了苯酚作為碳源涂布分離法或劃線分離(3)培養(yǎng)基滅菌，接種環(huán)境滅菌，接種過程進行無菌操作3圖甲是從土壤中篩選產(chǎn)脲酶細菌的過程，圖乙是脲酶基因轉錄的mRNA部分序列。請回答下列問題：(1)圖中選擇培養(yǎng)基應以_為唯一氮源；鑒別培養(yǎng)基還需添加_作指示劑，產(chǎn)脲酶細菌在該培養(yǎng)基上生長一段時間后，其菌落周圍的指示劑將變成_色。(

18、2)在5個細菌培養(yǎng)基平板上，均接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品溶液0.1 mL，培養(yǎng)一段時間后，平板上長出的細菌菌落數(shù)分別為13、156、462、178和191。該過程采取的接種方法是_，每克土壤樣品中的細菌數(shù)量為_108個；與血細胞計數(shù)板計數(shù)法相比，此計數(shù)方法測得的細菌數(shù)較_。(3)現(xiàn)有一菌株的脲酶由于基因突變而失活，突變后基因轉錄的mRNA在圖乙箭頭所示位置增加了70個核苷酸，使圖乙序列中出現(xiàn)終止密碼(終止密碼有UAG、UGA和UAA)。突變基因轉錄的mRNA中，終止密碼為_，突變基因表達的蛋白含_個氨基酸。解析：(1)脲酶能夠催化尿素水解釋放出氨和二氧化碳，因此選擇培養(yǎng)基中應以尿素為唯一氮

19、源。挑取單菌落接種到加有酚紅指示劑的鑒別培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，菌落周圍的氨增加，pH升高，酚紅指示劑將變紅色。(2)該過程采取的接種方法為涂布分離法。利用涂布分離法對細菌進行計數(shù)時，應選擇菌落數(shù)在30300的平板，因此平板上長出的細菌菌落平均數(shù)為(156178191)3175個。每克土壤樣品中的細菌數(shù)為1750.11051.75108個。血細胞計數(shù)板計數(shù)法會將死細胞計算在內(nèi)，而稀釋涂布平板計數(shù)法只能計數(shù)活細胞(只有活細胞才能在平板上生長)，故一般血細胞計數(shù)板計數(shù)法所得結果要比涂布分離法所得結果大。(3)箭頭處插入70個核苷酸，箭頭后密碼子的解讀方式為*AG，UGA，GAA對比3種終止密碼可

20、發(fā)現(xiàn)，此處的終止密碼為UGA。從起始密碼到終止密碼之前共有27372個堿基，因此突變基因表達的蛋白含115個氨基酸。答案：(1)尿素酚紅紅(2)涂布分離法1.75少(3)UGA1154生活在土壤中的微生物種類和數(shù)量繁多，某同學為探究土壤中微生物對尿素是否具有分解作用，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)基成分如表所示，實驗步驟如圖所示。請分析回答問題：KH2PO41.4 gNa2HPO42.1 gMgSO47H2O0.2 g葡萄糖10 g尿素1 g瓊脂糖15 g將上述物質溶解后，用蒸餾水定容到1 000 mL(1)培養(yǎng)基中加入尿素的目的是篩選_，因此這種培養(yǎng)基屬于_

21、培養(yǎng)基。(2)目的菌生長所需的氮源和碳源分別來自培養(yǎng)基中的_，實驗過程中振蕩培養(yǎng)的主要目的是_。(3)轉到固體培養(yǎng)基上時，常采用_的方法接種，獲得單菌落后繼續(xù)篩選。(4)下列材料或用具：培養(yǎng)細菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿，玻璃棒、試管、三角瓶和移液管，實驗操作者的雙手。其中需要滅菌的是_；需要消毒的是_。(填序號)(5)簡述土壤中可分解尿素的細菌的鑒定方法及原理：_。解析：(1)加入尿素的培養(yǎng)基能夠篩選出降解尿素的細菌，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。(2)目的菌生長所需的碳源和氮源來源于培養(yǎng)基中的含碳和含氮物質，目的菌的生長過程需要氧，培養(yǎng)時補充氧氣常用振蕩方法。(3)在固體培養(yǎng)基上篩選細菌時，常用劃線分離

22、法或涂布分離法進行接種。(4)實驗中培養(yǎng)基及器具需滅菌處理，操作者的雙手則需消毒處理。(5)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，細菌合成的脲酶催化尿素分解為氨，pH升高，使酚紅指示劑變紅，從而選擇出能降解尿素的細菌。答案：(1)目的菌(分解尿素的細菌)選擇(2)尿素、葡萄糖為目的菌提供氧氣(3)涂布分離(4)(5)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑；細菌合成的脲酶催化尿素分解為氨，pH升高，使酚紅指示劑變紅5(2016浙江10月選考，32題節(jié)選)請回答從土壤中分離產(chǎn)脲酶細菌實驗的有關問題：(1)LB固體培養(yǎng)基：取適量的蛋白胨、酵母提取物、NaCl，加入一定量的蒸餾水溶解，再加_

23、，滅菌備用。(2)尿素固體培養(yǎng)基：先將適宜濃度的尿素溶液用_滅菌過的G6玻璃砂漏斗過濾，因為G6玻璃砂漏斗_，故用于過濾除菌。然后將尿素溶液加入到已經(jīng)滅菌的含有酚紅的培養(yǎng)基中，備用。(3)取適量含產(chǎn)脲酶細菌的104,105兩種土壤稀釋液，分別涂布接種到LB固體培養(yǎng)基和尿素固體培養(yǎng)基上，培養(yǎng)48 h，推測固體培養(yǎng)基上生長的菌落數(shù)量最少的是_(A.105稀釋液尿素固體培養(yǎng)基B.105稀釋液LB固體培養(yǎng)基C104稀釋液尿素固體培養(yǎng)基D104稀釋液LB固體培養(yǎng)基)。在尿素固體培養(yǎng)基上產(chǎn)脲酶細菌菌落周圍出現(xiàn)_，其原因是細菌產(chǎn)生的脲酶催化尿素分解產(chǎn)生_所致。解析：(1)本實驗中的LB培養(yǎng)基是要與尿素培養(yǎng)基

24、作對比的，所以要用瓊脂糖替換瓊脂。(2)尿素培養(yǎng)基的滅菌要分開進行，除尿素外的其他成分仍用高壓蒸汽滅菌，尿素溶液用G6玻璃砂漏斗過濾除菌，再將除菌的尿素加到已滅菌的其他成分中。G6玻璃砂漏斗由于孔徑小，細菌不能濾過，可用于過濾除菌，但需要在使用前進行高壓蒸汽滅菌。(3)由于在土壤中產(chǎn)脲酶的細菌遠少于普通細菌，所以在尿素培養(yǎng)基上的菌落數(shù)相對少得多，另外稀釋倍數(shù)高的土壤稀釋液中細菌數(shù)量更少，在培養(yǎng)基上菌落數(shù)也更少。在尿素固體培養(yǎng)基上產(chǎn)脲酶細菌菌落周圍出現(xiàn)紅色環(huán)帶，這是因為脲酶催化尿素分解產(chǎn)生氨，使培養(yǎng)基呈堿性，酚紅指示劑在堿性下呈紅色。答案：(1)瓊脂糖(2)高壓蒸汽孔徑小、細菌不能濾過(3)A紅色環(huán)帶氨(或NH3)- 11 -