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2019-2020年高中生物 2.2《土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)》同步練習 新人教版選修1 【導學誘思】 1．尿素只有被 分解成 之后，才能被植物吸收利用。 2．以土壤中能分解尿素的細菌為研究對象，要達到的兩個主要目的是： ⑴ ；⑵ 。 3．PCR（ ）是一種在體外將 。此項技術的自動化，要求使用耐高溫的DNA聚合酶。 思考：怎樣找耐高溫的酶呢？ 4．實驗室中微生物的篩選應用的原理是：人為提供有利于 生長的條件（包括 等），同時抑制或阻止其他微生物生長。 5．選擇培養(yǎng)基是指 。 6．常用來統(tǒng)計樣品中活菌數(shù)目的方法是 。即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 。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。為了保證結果準確，一般選擇菌落數(shù)在 的平板進行計數(shù)。另外， 也是測定微生物數(shù)量的常用方法。 7．比較教材中兩位同學的操作方法，哪位同學的結果接近真實值？你認為這兩位同學的實驗需要改進呢？如需要，如何改進？ 8．一般來說，統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目 。這是因為 。因此，統(tǒng)計結果一般用 而不是活菌數(shù)來表示。 9．設置對照實驗的主要目的是 ，提高實驗結果的可信度。 10．對照實驗是 。 11．實驗設計包括的內容有： 、 、 和 ，具體的實驗步驟以及時間安排等的綜合考慮和安排。 12．不同種類的微生物，往往需要不同的培養(yǎng) 和培養(yǎng) 。在實驗過程中，一般每隔24小時統(tǒng)計一次菌落數(shù)目，選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結果，這樣可以 。 13．無菌操作應注意什么問題？ ⑴ ⑵ ⑶ 14．在進行多組實驗過程中，應注意做好標記，其目的是 。 思考：應標記哪些內容？怎樣操作更有利于實驗的進行？ 15．對所需的微生物進行初步篩選，只是分離純化菌種的第一步，要對分離的菌種進行一步的鑒定，還需要借助 的方法。 思考：有哪些方法可以對菌種進行鑒定？ 【疑難點撥】 1．選擇培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基的含義是：在培養(yǎng)基中加入某種化學物質，以抑制不需要的微生物的生長，促進需要的微生物的生長。目的是從眾多微生物中分離所需要的微生物。 在培養(yǎng)基中加入某種化學物質可以做到這一點，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得到金黃色葡萄球菌。這里的加入是在培養(yǎng)的培養(yǎng)成分的基礎上加入的。 培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分的改變也可達到分離微生物的目的。如培養(yǎng)基中缺乏氮源時，可以分離固氮微生物，因為非固氮微生物不能在此培養(yǎng)基上生存。當培養(yǎng)基的某種營養(yǎng)成分為特定化學成分時，也具有分離效果。如石油是唯一碳源時，可以抑制不能利用石油的微生物的生長，使能夠利用石油的微生物生存，達到分離能消除石油污染的微生物的目的。改變微生物的培養(yǎng)條件， 也可以達到分離微生物的目的，如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)只能得到耐高溫的微生物。 2．如何從平板上的菌落數(shù)推測出每克樣品中的菌落數(shù)？ 統(tǒng)計某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)，最好能統(tǒng)計3個平板，計算出平板菌落數(shù)的平均值，然后按課本旁欄的公式進行計算。 3．為什么分離不同的微生物要采用不同的稀釋度？測定土壤中細菌的總量和測定土壤中能分解尿素的細菌的數(shù)量，選用的稀釋范圍相同嗎？ 這是因為土壤中各類微生物的數(shù)量（單位：株/Kg）是不同的，例如在干旱土壤中的上層樣本中：好氧及兼性厭氧型細菌數(shù)約為2185萬，放線菌數(shù)約為477萬，霉菌數(shù)約為23.1萬。因此，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，同時還應當有針對性地提供選擇培養(yǎng)的條件。 【典例解析】 例1．對細菌群體生長規(guī)律測定的正確的表述是 A．在液體培養(yǎng)基上進行 B．至少接種一種細菌 C．接種一個細菌 D．及時補充消耗的營養(yǎng)物質 解析：細菌群體生長規(guī)律的測定是人們在一定條件下進行的。這些條件是：一種細菌、恒定容積的培養(yǎng)基，液體培養(yǎng)基、定時測定細菌總數(shù)。在這些條件下，才能測定出細菌的生長規(guī)律。測定時只能用一種細菌的子細胞群體的變化規(guī)律表達微生物的生長；恒定容積是給微生物提供一定的生存環(huán)境；液體培養(yǎng)基才能通過樣品推測細菌總數(shù)。若接種多種細菌，則會發(fā)生種間斗爭而不能測定一種微生物的生長規(guī)律。在接種時，要保證一定的接種量。 答案：A 例2．在微生物群體生長規(guī)律的測定中，種內斗爭最顯著最激烈的時期是 A．調整期 B．對數(shù)期 C．穩(wěn)定期 D．衰亡期 解析：種內斗爭是一種生態(tài)因素。種內斗爭反應了種內生物對生存空間和生活資源的爭奪。在生活空間充裕，營養(yǎng)充足的時候，種內斗爭的程度是比較低的。隨著微生物個體數(shù)目的增加，每個個體的生存空間越來越少，營養(yǎng)物質也越來越少，每個個體對生存空間和資源的爭奪也越來越激烈，種內斗爭就越來越激烈。由此可知，在穩(wěn)定期的種內斗爭最激烈。在衰亡期，微生物的數(shù)目已經開始減少，pH已經極度不適于微生物的生存，次級代謝產物積累到很高的程度，這時的微生物的生存斗爭主要是與無機環(huán)境的斗爭。 答案：C 例3．（xx年江蘇）抗生素作為治療細菌感染的藥物，其高效性和巨大的經濟價值使抗生素工業(yè)經久不衰。其中青霉素的發(fā)現(xiàn)和應用具有劃時代的意義。 ⑴青霉素發(fā)酵產生青霉素。青霉菌的新陳代謝類型是 ，青霉素是青霉菌的 代謝產物。 ⑵在生產和科研中，常選用處于 期的青霉菌作為菌種或研究材料，因為此時的青霉菌代謝旺盛， 和 比較穩(wěn)定。 ⑶對青霉菌菌體生長情況的測定：取一定體積的發(fā)酵液，經離心分離、反復洗滌后， ，再計算發(fā)酵罐中菌體的總重量。 解析：青霉菌屬于真菌，其代謝類型應為異養(yǎng)需氧型，而青霉素作為它的代謝產物，并不是它生長、繁殖所必需的，所以青霉素應屬于次級代謝產物。在測定培養(yǎng)基上青霉菌菌體的生長情況時，常用的方法有兩種：一種是測量青霉菌的細胞數(shù)目，另一種是測重量，取一定體積的發(fā)酵液，經離心分離、反復洗滌后，稱菌體的濕重，或烘干后稱干重，再由此計算出其中的細胞總重量。在細菌生長的四個主要時期中，因為處于對數(shù)期的細菌代謝旺盛，個體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定，常作為生產用的菌種和科研的材料。 答案：⑴異養(yǎng)需氧型 次級 ⑵對數(shù) 個體的形態(tài)生理特性 ⑶稱菌體的濕重（稱烘干后的重量） 【課堂演練】 一、 選擇題 1．在一個“淀粉—瓊脂”培養(yǎng)基的5個圓點位置，分別用不同方法處理，將此實驗裝置放在37℃恒溫箱中，保溫處理24h后，將碘液滴在培養(yǎng)基的5個圓點上，其實驗結果記錄于下表：（C） 淀粉圓點 實驗處理方法 碘液處理后的顏色反應 ① 新鮮唾液與鹽酸混合 藍黑色 ② 經過煮沸的新鮮唾液 藍黑色 ③ 接種面包霉 棕黃色 ④ 只有新鮮的唾液 ？ ⑤ 只有一定濃度的蔗糖溶液 ？ 請指出④和⑤所發(fā)生的顏色反應，以及③接種的面包霉的分泌物分別是 A．棕黃色、棕黃色、淀粉酶 B.藍黑色、棕黃色、麥芽糖酶 C．棕黃色、藍黑色、淀粉酶 D.棕黃色、藍黑色、麥芽糖酶 2．實驗測定鏈霉素對3種細菌的抗生素效應，用3種細菌在事先準備好的瓊脂塊平板上畫3條等長的平行線（3條線均與下圖中的鏈霉素帶接觸），將平板置于37℃條件下恒溫培養(yǎng)3天，結果如圖所示。從實驗結果分析以下敘述，不正確的是 （D） A．鏈霉素能阻止結核菌的生長 B．鏈霉素對結核菌比對霍亂菌更有效 C．鏈霉素對結核菌比對傷寒菌更有效 D．鏈霉素可以用于治療傷寒病人 3.利用生物工程生產啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種分別是 A．酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 B．酵母菌、大腸桿菌、青霉菌、乳酸菌 C．酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 D．黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌 4．下列操作不屬于微生物的分離步驟的是 A． 稀釋 B．劃線或涂布 C．接斜面 D．培養(yǎng) 5．影響微生物生長的主要環(huán)境因素是 A．陽光、溫度、水分 B．溫度、水分、PH C．水分、PH、氧 D．溫度、PH、氧 6.下列微生物的產物中沒有菌種特異性的一組是 A．氨基酸、核苷酸、多糖、色素 B. 多糖、脂類、維生素、抗生素、氨基酸 C．核苷酸、多糖、維生素、毒素、抗生素 D．核苷酸、維生素、多糖、脂類、氨基酸 7．微生物代謝的人工控制是指 A.改變微生物的遺傳特性 B.控制發(fā)酵時的溫度 C.調節(jié)發(fā)酵過程中的pH，氧氣通入量 D.包括A、B、C三項 8．在微生物群體生長規(guī)律的測定中，不可能發(fā)生的是 A.繁殖 B.生存斗爭 C.種間斗爭 D.種內斗爭 9．與調整期長短有關的因素中，可縮短調整期的一組是 ①用與菌種相同的培養(yǎng)基 ②營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基 ③穩(wěn)定期獲得的菌種 ④對數(shù)期獲得的菌種 ⑤接種時間提前 ⑥接種量加大 ⑦接種量減小 ⑧接種種類加大 A、①③⑤⑦ B、②③⑤⑦ C、①④⑥ D、②④⑤⑥⑧ 10．微生物群體生長善的測定方法可以是 ①測定樣品的細胞數(shù)目 ②測定次級代謝產物的總產量 ③測定培養(yǎng)基中細菌的體積 ④測定樣品的細胞重量 ⑤測定初級代謝產物的總產量 A.②④ B.①④ C.①③⑤ D.②③④ 二、非選擇題 11．下圖示酵母菌細胞的結構模式和生長曲線圖，據圖回答： (1)從細胞核的構造看，酵母菌屬于 生物，如果發(fā)現(xiàn)一種酵母菌細胞核中17條染色體，該酵母菌是 倍體。 (2)圖中(1)的結構名稱為 。 (3)酵母菌細胞分裂的意義是( ) A. 產生新個體 B. 增加生產力 C. 增加變異性 D. 改變遺傳性 (4)用酵母菌制啤酒時，為保證發(fā)酵罐中有較多的酵母菌，必須先通入氧氣，達到一定數(shù)量后，則應該密閉，以獲得大量的酒精，這充分說明酵母菌的異化作用類型是 。 (5)研究發(fā)酵罐中酵母菌的生長狀況，常用取樣統(tǒng)計分析，判斷取樣先后順序的最簡單的方法是測定發(fā)酵罐中的 。 A. 氧氣量 B. 葡萄糖量 C. 酒精量 D. pH值 (6)欲收獲酵母菌或其代謝產物，應選擇曲線中的 段。 (7)自然環(huán)境中的酵母菌屬于生態(tài)系統(tǒng)中的 成分。 12． (15分)(1)在錐形瓶內裝入一定量液體培養(yǎng)基，接人N0個乳酸菌之后密封，放在250C溫箱中連續(xù)培養(yǎng)若干小時，其間每30min測定一次菌數(shù)，測得數(shù)量變化曲線如下圖所示。請分析并回答問題： ①乳酸菌以 方式生殖，這代表 類生物普遍具有的生殖方式。 ②用N表示總菌數(shù)，N0表示初始菌數(shù)，t表示增殖世代數(shù)，乳酸菌數(shù)量增長的數(shù)學表達式為N=N02t(假設生長條件理想穩(wěn)定)。當在理想條件下乳酸菌每30min繁殖一代，按上式計算，當N0=1000時，連續(xù)培養(yǎng)5h，總菌數(shù)可達 個。 ③在實際培養(yǎng)條件下，乳酸菌增長速度與理想條件下乳酸菌增長速度不同，如果5h前的總菌數(shù)等于活菌數(shù)，請在上面的圖中將5h后活菌數(shù)的變化趨勢用曲線表示出來。造成菌群密度變化的外界因素是 。 ④培養(yǎng)基中不斷產生的乳酸來自乳酸菌的 作用。 ⑤實驗過程中，為什么要在25℃的條件下進行? 。 (2)某同學進行了溫度對酶活性影響的研究，設計了如下實驗： 實驗步驟： ①取三支試管，分別加入質量分數(shù)為3％的可溶性淀粉溶液。 ②將試管分別放人25℃、60℃的水中和冰塊中，在三支試管中分別加入質量分數(shù)為2％的淀粉酶溶液，兩支試管中的pH=6.8，第三支試管中的pH=4，搖勻后維持各自溫度5min。 ③在三支試管中各滴1滴碘液，并搖勻。觀察并記錄：(略) 結論：溫度過高或過低都影響酶的活性。 請回答： [1]該實驗能否得出上述實驗結論? 。 [2]指出步驟中不正確之處并在此基礎上加以糾正或補充相應的內容。 。 13．下面是發(fā)現(xiàn)和研究青霉素的過程： 問題：在培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)青霉菌，在其周圍沒有細菌生長。沒有青霉菌的培養(yǎng)基內布滿了細菌。 假設： 實驗：把青霉菌放入培養(yǎng)液內培養(yǎng)，一段時間后除去青霉菌，并用這種培養(yǎng)液培養(yǎng)細菌，觀察細菌的生長情況。 結果：這種培養(yǎng)液阻止了細菌的生長和繁殖。 結論：青霉菌可產生一種阻止細菌生長繁殖的物質。 請回答： ⑴該實驗的假設是 。 ⑵以上實驗還不足以論證以上結論，請在以上實驗的基礎上，補充相應的實驗方法。 答案： 1—5 CDCCD 6—10 DDCCB 11．(1)真核；單 (2)芽體 (3)A (4)兼性厭氧型 (5)D (6)EF (7)分解者 12．(1)分裂生殖(或無性生殖) 原核(或單細胞) ②1024000 ③如下圖 (會繪曲線呈下降趨勢給分) 營養(yǎng)物質減少 ④無氧呼吸(或乳酸發(fā)酵) ⑤25℃時有利于酶的催化功能(或25oC 時酶的催化效率高) (2)[1]按此實驗步驟不能得出以上實驗結論 [2] ①試管上沒有做標記，應用字母(或數(shù)字)標記，如三支試管分別標A、B、C ②步驟①、②中加入試管中的兩種溶液應有量的描述，如步驟①應補充3％的可溶性淀粉溶液2mL． ③實驗組與對照組未遵循單一變量原則，兩組中存在酸堿度和溫度兩個變量，應只有溫度一個變量，酸堿度應一致pH都為6.8。 13．⑴青霉菌可能阻止了其他細菌的生長和繁殖。 ⑵增加對照實驗。具體方法為：將另一組相同的細菌放在未培養(yǎng)過青霉菌的，其他成分完成相同的培養(yǎng)液中，在完全相同的環(huán)境中進行培養(yǎng)，觀察其生長繁殖情況。