课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数课程导入及其完整教案

土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

1．由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的α­淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。

(1)为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以_淀粉_作为唯一碳源。②、③过程需重复几次，目的是_进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌_。

(2)某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是_稀释涂布平板法_；推测该同学接种时可能的操作失误是_涂布不均匀_。

(3)以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种_工程酵母_菌的发酵罐需要先排气，其原因是_工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生CO2的速率更快_。

(4)用凝胶色谱法分离α­淀粉酶时，在色谱柱中移动速度较慢的蛋白质，相对分子质量较__小_。

2．自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯，然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，请回答有关问题。

实验步骤：(1)制备稀释倍数为10、10、10、10、10的系列稀释液。

(2)为了得到更加准确的结果，你选用_稀释涂布平板_法接种样品。

(3)适宜温度下培养。

结果分析：(1)测定大肠杆菌数时，在对应稀释倍数为10的培养基中，得到以下几种统计结果，正确可信的是

D，其理由是在设计实验时，一定要涂布至少三个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性；在分析实验结果时，要考虑所设置的重复组的结果是否合理。

A．一个平板，统计的菌落数是230 B．两个平板，统计的菌落数是220和260，取平均值240 C．三个平板，统计的菌落数分别是210、50和520，取平均值260 D．四个平板，统计的菌落数分别是210、300、240和250，取平均值250 (2)一同学在稀释倍数为10的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每毫升

1 5623456

样品中的菌落数是_2.34×108_(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL)。

(3)用这种方法测定的大肠杆菌密度，实际活菌数量要比测得的数量__多__，因为__当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落___。

3．急性肠胃炎、手足口病分别是由细菌、病毒通过消化道进入人体导致的。因此检验饮用水中细菌、病毒的含量是有效监控疾病发生的必要措施。请回答下列与检验饮用水有关的问题：

(1)检测大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，这种方法称为__稀释涂布平板法__。下图所示的四种菌落分布图中，不可能由该方法得到的是__ D _。

(2)用该方法统计样本菌落数时是否需要对照组？_需要_。为什么？__因为需要判断培养基是否被杂菌污染(培养基灭菌是否合格)__。

(3)有三种材料或用具需要消毒或灭菌：①培养细菌用的培养基与培养皿；②玻棒、试管、烧瓶和吸管；③实验操作者的双手。其中需要消毒的是__③_，需要灭菌的是_①②_。

(4)已知大肠杆菌能发酵乳糖并产酸产气，现提供足量的已灭菌的乳糖蛋白胨培养液和具塞试管，应如何判断待检水样中是否含有大肠杆菌？

___过无菌操作向试管内注入一定量待测水样。再注入已灭菌的乳糖蛋白胨培养液将试管充满，塞上塞子，混匀后置于37 ℃恒温箱培养24 h。若试管内有气泡生成，则说明水样中有大肠杆菌____。

4．请回答下列有关微生物的一些问题。

(1)微生物的分布：微生物主要分布在富含_有机质_的土壤表层；不同微生物对pH的要求不同，细菌常生活在酸碱度_接近中性_的潮湿土壤中。

(2)微生物的消毒和灭菌：在菊花组织培养中，对外植体常用酒精和_氯化汞_进行消毒。在微生物培养中，对培养基常用_高压蒸汽灭菌_方法进行灭菌。如果要检测灭菌是否彻底，可以采用的方法是__将灭菌过的培养基在适宜的温度下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生___。

(3)微生物的应用：在葡萄酒的自然发酵过程中，运用吸附在葡萄皮上的野生酵母菌发酶酵产生酒精，请写出该过程的化学反应式：__ C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2__

2

在果醋制作时，运用醋酸菌在_有氧__和糖源充足时，将糖分解成醋酸。

(4)微生物的接种：微生物接种的方法很多，最常用的是_平板划线法__和_稀释涂布平板法___。

(5)微生物的鉴定：为检测尿素分解菌的存在与否，在以尿素为唯一氮源的_选择__(选择、鉴别)培养基中加入__酚红_指示剂，如果存在尿素分解菌，则指示剂将变_红_色。

5．(1)在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑_温度__、__酸碱度_和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、_易培养__、_生活周期短__等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。

(2)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养器皿进行__灭菌_(消毒、灭菌)；操作者的双手需要进行清洗和__消毒_；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能__损伤DNA的结构__。

(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的__比例合适__。

(4)通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的___鉴别(或分类)_。

(5)培养大肠杆菌时，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一段时间，观察培养基上是否有菌落产生

(6)若用大肠杆菌进行实验，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．(1)淀粉

进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌

(2)稀释涂布平板法

涂布不均匀

(3)工程酵母

工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生CO2的速率更快

(4)小

2. 实验步骤：(2)稀释涂布平板

结果分析：(1)D 在设计实验时，一定要涂布至少三个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性；在分析实验结果时，要考虑所设置的重复组的结果是否合理

8(2)2.34×10

(3)多

当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落

3. (1)稀释涂布平板法

D (2)需要

因为需要判断培养基是否被杂菌污染(培养基灭菌是否合格) (3)③

①②

(4)通过无菌操作向试管内注入一定量待测水样。再注入已灭菌的乳糖蛋白胨培养液将试管充满，塞上塞子，混匀后置于37 ℃恒温箱培养24 h。若试管内有气泡生成，则说明水样中有大肠杆菌

3

4. (1)有机质

接近中性

(2)氯化汞

高压蒸汽灭菌

将灭菌过的培养基在适宜的温酶度下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生

(3)C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2

有氧

(4)平板划线法

稀释涂布平板法

(5)选择

酚红

红

5. (1)温度

酸碱度

易培养

生活周期短

(2)灭菌

消毒

损伤DNA的结构

(3)比例合适

(4)鉴别(或分类) (5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生

(6)灭菌

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