课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计内容推荐

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【小题达标练】

1.(2016·济南高二检测)下列可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是(

) A.以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂

B.以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂

C.以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂

D.以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂

【解析】选A。酚红指示剂只能用来检测尿素分解菌，A项正确；二苯胺试剂常用来进行DNA的鉴定，B项错误；苏丹Ⅲ试剂可以用来检测脂肪，C项错误；双缩脲试剂可以用来检测蛋白质，D项错误。

2.在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时又能抑制或者阻止其他种类微生物生长的培养基称为(

) A.鉴别培养基

B.加富培养基

C.选择培养基

D.基础培养基

【解析】选C。选择培养基可选择目标微生物，同时抑制或阻止其他微生物生长。

3.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.①③⑤⑦

B.②④⑥⑧

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C.①③⑤⑧

D.①④⑥⑦

【解题关键】解答本题需要明确两点：

(1)尿素、琼脂、葡萄糖和硝酸盐在微生物培养中所起的作用。

(2)分离土壤中分解尿素的细菌的培养基的特点。

【解析】选C。尿素和硝酸盐都能作为氮源，而培养尿素分解菌的培养基应是以尿素为唯一氮源的固体培养基。因此培养基中应不加硝酸盐，加入尿素和琼脂。葡萄糖作为碳源，也需要加入。

4.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】选A。要想分离尿素分解菌，应把尿素作为培养基中的唯一氮源。而B项中无氮源，C项中无碳源，D项中牛肉膏、蛋白胨都可以作为氮源。

5.平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法，下列描述正确的是(

) A.都要将菌液进行一系列的梯度稀释

B.平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作

C.稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养

D.都会在培养基表面形成单个的菌落

【解析】选D。平板划线法不需要进行梯度稀释，稀释涂布平板法是将不同稀释- 2 -

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度的菌液滴加并涂布到固体培养基的表面。平板划线法和稀释涂布平板法都能在培养基表面形成单个菌落。

6.(2015·扬州高二检测)不同的微生物对营养物质的需要各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是(

) A.氮源为该微生物提供必要的氮素

B.碳源也是该微生物的能源物质

C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质

D.水是该微生物的营养要素之一

【解析】选B。以CO2为唯一碳源的自养型微生物需要的营养物质有碳源、氮源、水、无机盐和生长因子，对自养微生物而言，其氮源可以是有机氮，也可以是无机氮，都能为微生物提供氮素；碳源CO2只能为微生物提供碳素，不能为其提供能量，其能量可能来自光能或化学能。但对异养微生物而言，其碳源为有机碳，既可以为微生物提供碳素，又能为其提供能量。

【误区警示】微生物的能源分析

培养基中的某些碳源也可以作为能源，但并不是所有碳源都是能源。

(1)培养基中只有含C、H、O、N的有机物既可以作为碳源，也可以作为氮源，还能为微生物生长提供能量。

(2)自养型微生物的碳源为CO2，不能提供能量，其能量来自光能或化学能。

7.(2016·南通高二检测)下列关于从土壤中分离细菌的操作步骤中，正确的顺序是(

) 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

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③吸取0.1 mL进行平板涂布

④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度

A.①→②→③→④

B.①→③→②→④

C.①→②→④→③

D.①→④→②→③

【解析】选C。正确的操作步骤应为土壤取样→溶解→梯度稀释→涂布平板，C项正确。

8.3个培养皿中分别加入10 mL不同的培养基，然后接种相同的大肠杆菌样液。培养36小时后，计数菌落数，结果如下表。下列选项正确的是(多选)(

) 培养皿

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

培养基成分

琼脂、葡萄糖

琼脂、葡萄糖、生长因子

琼脂、生长因子

菌落数

35 250 0 A.该实验采用的是固体平板培养基

B.该实验采用稀释涂布平板法接种

C.Ⅰ和Ⅱ对照，说明大肠杆菌的生长不需要生长因子

D.Ⅱ和Ⅲ对照，说明大肠杆菌的生长需要糖类

【解析】选A、B、D。培养基中添加了琼脂且能观察到菌落，因此本实验采用的是固体平板培养基，A项正确。对大肠杆菌进行菌落计数用的是稀释涂布平板法，B项正确。Ⅰ和Ⅱ相比，Ⅰ中菌落数比较少，说明生长因子能促进大肠杆菌的生长，C项不正确。Ⅱ和Ⅲ对照，缺少葡萄糖的培养基中大肠杆菌不能生长，说明大肠杆菌的生长需要糖类，D项正确。

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【大题提升练】

1.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和数量繁多，同学们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。请分析回答问题。

KH2PO4

Na2HPO4

MgSO4·7H2O 葡萄糖

尿素

琼脂

1.4 g 2.1 g 0.2 g 10 g 1 g 15 g

将表中物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL。

(1)按物理性质分，此培养基属于________________。

(2)培养基中加入尿素的目的是______________，这种培养基属于____________培养基。

(3)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的____________和____________，实验需要振荡培养，原因是_______________________________ _______。

(4)图中将细菌转到固体培养基上时，可采用______________或____________接种，获得单菌落后继续筛选。

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(5)在实验中，下列材料或用具需要灭菌的是________，需要消毒的是____________。(填序号) ①培养细菌用的培养基与培养皿

②玻棒、试管、锥形瓶和吸管

③实验操作者的双手

(6)在进行分离分解尿素的细菌实验时，A同学从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同学的实验结果产生的原因可能有____________(填序号)。

①土样不同

②培养基污染

③操作失误

④没有设置对照

(7)实验结束后，使用过的培养基应该进行________处理后，才能倒掉。

【解析】(1)由于该培养基中含有凝固剂——琼脂，所以该培养基为固体培养基。(2)由于尿素是该培养基的唯一氮源，只有能分解尿素的微生物才能生存，因此该培养基具有选择作用。(3)尿素为该细菌提供氮源，葡萄糖为该细菌提供碳源。振荡培养基可溶入氧气，为培养的目的菌提供必需的氧气。(4)固体培养基一般用来培养细菌、观察菌落和分离提纯微生物，采用的方法是平板划线法或稀释涂布平板法。(5)无菌技术包括：对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；对培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌；为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行，避免已灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。(6)培养基上筛选出的细菌数量与是否设置对照无关。(7)为了避免微生物污染，需要将使用过的培养基灭菌后再倒掉。

答案：(1)固体培养基

(2)筛选目的菌

选择

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(3)尿素

葡萄糖

目的菌的生长需要氧气

(4)平板划线法

稀释涂布平板法

(5)①②

③

(6)①②③

(7)灭菌

【规律方法】影响菌落数目的原因分析

(1)菌种来源的影响：如土壤中分解尿素的细菌的分离实验中所选土样不同，实验结果就不同。

(2)培养基制备是否合格：如果培养基被污染，培养的结果是菌落数将会偏多；如果培养基中缺少营养成分，实验结果是菌落数将会偏少。

(3)稀释涂布平板操作失误：如果没有严格无菌操作，培养的结果是菌落数将会偏多；如果灼烧的涂布器未经充分冷却即进行涂布平板操作，实验结果是菌落数可能会偏少。

(4)培养条件的影响：如果培养的环境条件不适宜，实验结果是菌落数可能会偏少。

2.(2016·四川高考)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。

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(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。

【解题关键】(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。

【解析】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- 8 -

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(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 UGA 115 3.(2015·浙江高考节选)某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂，对该酶菌株进行筛选，其流程如下图所示。

请回答：

(1)土壤悬液首先经80℃处理15分钟，其目的是筛选出_________________。

(2)在无菌条件下，将经过处理的土壤悬液进行______，然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。培养后观察到________，其周围出现透明水解圈，圈的直径大小与________强弱相关。

(3)筛选获得的菌株经鉴定后，将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡，其主要目的是________________。液体培养基与固体培养基相比，不含有的成分是______________。

【解题关键】(1)关键词：“扩大培养”。

(2)关键知识：选择培养的应用、筛选耐高温菌株的方法、扩大培养方法。

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【解析】本题考查细菌的分离与培养。

(1)土壤悬液首先经80℃处理15分钟，杀死不耐高温的菌株，筛选出耐高温菌株。

(2)将处理过的土壤悬液在无菌条件下稀释，降低细菌浓度，以便得到相互分离的单菌落。用含有植酸钠的培养基培养细菌，植酸酶活性高的菌株分解植酸钠多，其周围出现较大的透明水解圈。

(3)菌株的扩大培养一般用液体培养基，它与固体培养基成分基本相同，但不含琼脂。用液体培养基培养优良菌株时，需要振荡，以便使液体培养基底部有较高的含氧量，有利于细菌生长繁殖。

答案：(1)耐高温菌株

(2)稀释

单菌落

植酸酶的活性

(3)供氧

琼脂

4.幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：

(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有__________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现__________色环带。

(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是________灭菌。

A.高压蒸汽

B.紫外灯照射

C.70%酒精浸泡

D.过滤

(3)步骤X表示__________。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液__________到培养基平面上。菌液稀释的目的是获得__________菌落。

(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在__________中。若不倒置培养，将导致- 10 -

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__________________________。

(5)临床上用14C呼气实验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的__________分解为NH3和14CO2。

【解析】(1)幽门螺杆菌含有脲酶，能分解尿素为菌体提供氮源，因此在配制培养基时要加入尿素；加入酚红指示剂的目的是检验是否有Hp存在，若有Hp存在会分解尿素，培养基pH会升高，酚红指示剂将变红。(2)由于尿素在高温下会分解，所以对尿素溶液的灭菌要采用过滤的方法。(3)在实验操作过程中要先灭菌、倒平板，再进行接种，接种时先将菌液稀释，再涂布到培养基平面上。(4)培养时需将培养皿倒置并放在恒温箱中培养，倒置培养的目的是获得单一菌落。(5)如果人体感染了Hp，能将尿素分解为NH3和CO2，因而标记尿素中的C，可通过分析呼气中的CO2来判断是否感染Hp。

答案：(1)脲酶

红

(2)D (3)接种

涂布

单

(4)恒温培养箱

无法形成单菌落

(5)尿素

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