Question

【題目】生物興趣小組試圖探究牛和山羊的瘤胃中的微生物對尿素是否有分解作用，設計了以下實驗，并成功篩選到能降解尿素的細菌（目的菌）。培養基成分如左表所示，實驗步驟如下圖所示。請分析回答問題：

（1）培養基中加入尿素的目的是__________，原理是__________。從同化作用類型來看，該菌屬于__________。

（2）實驗需要振蕩培養，原因是____________________。轉為固體培養時，常采用__________的方法接種，獲得單菌落后繼續篩選。

（3）在實驗過程中：①培養基、培養皿；②玻棒、試管、錐形瓶、吸管；③瘤胃中液體。其中需要滅菌是__________（填序號）。

（4）分離分解尿素的細菌實驗時，甲同學從培養基上篩選出大約150個菌落，而其他同學只選擇出大約50個菌落。甲同學實驗結果差異的原因可能有__________（填序號）①取樣不同；②培養基污染；③操作失誤；④沒有設置對照。

（5）以尿素為唯一氮源的培養基培養“目的菌”后，加入_______指示劑后變紅色，說明“目的菌”能分解尿素，理由是___________________。

（6）為進一步確定取自瘤胃中液體的適當稀釋倍數，將接種的培養皿放置在37℃恒溫培養箱中培養24h48h，觀察并統計具有紅色環帶的菌落數，結果如下表，其中________倍的稀釋比較合適。

稀釋倍數	103	104	105	106	107
菌落數	＞500	367	248	36	18

Answer 1

【答案】篩選目的菌 只有能合成脲酶的細菌才能分解尿素，在該培養基上生長 異養型 為目的菌提供氧氣 涂布平板法 ①和② ①②③ 酚紅 細菌合成的脲酶將尿素分解為氨，pH增高，使酚紅指示劑變紅 106 或105

【解析】

由題意、表格信息和實驗流程圖可知，該題綜合考查學生對微生物的實驗室培養、微生物的分離與計數等相關知識的識記和理解能力，以及獲取信息、分析問題的能力。

(1) 該實驗的目的是篩選能高效降解尿素的細菌（目的菌）。可見，培養基中加入尿素的目的是篩選目的菌。在以尿素為唯一氮源的培養基中，只有能合成脲酶的細菌才能分解尿素，才能在該培養基上生長，而不能分解尿素的細菌則不能生長繁殖，因此可將目的菌篩選出來。培養基成分中的葡萄糖為有機碳源，據此可推知：從同化作用類型來看，能高效降解尿素的細菌屬于異養型。

(2) 由于分解尿素的目的菌是需氧微生物，因此需要震蕩培養，以便為目的菌提供氧氣。為了能夠獲得單菌落后繼續篩選，轉為固體培養時，常采用稀釋涂布平板法接種微生物。

(3) 在實驗過程中，為了防止雜菌污染，需要對培養基、培養皿、玻棒、試管、錐形瓶、吸管等進行滅菌，即需要對①和②進行滅菌，但不能對③瘤胃中液體進行滅菌，否則將無法篩選到目的菌。

(4) 在實驗時，如果取樣不同、培養基污染、操作失誤，即①②③等都會導致分離篩選出的菌落數較多。

(5) “目的菌”合成的脲酶可將培養基中的尿素分解成氨，氨會使培養基的pH增高，使酚紅指示劑變紅。可見，在培養基中加入酚紅指示劑，檢測培養基pH的變化，可判斷尿素是否被分解。

(6)統計菌落數時，為了保證結果準確，一般選擇菌落數在30～300的平板進行計數。表中數據顯示，稀釋倍數為106和105時，得到的菌落數分別是36個和248個，因此106或105倍的稀釋比較合適。