人教版生物选修1课时作业：2.2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

2.2
新提升·课后作业
一、
选择题(每小题5分，共50分)
1．从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，下列实验操作不正确的是(　　)
A．将土壤用无菌水稀释，制备103～105稀释倍数的土壤稀释液
B．将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上
C．用加入刚果红指示剂的选择培养基筛选分解尿素的细菌
D．从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株
【解析】　从土壤中分离以尿素为氮源的细菌时，将土壤用无菌水稀释，制备土壤稀释液，将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上，用加入酚红指示剂的鉴别培养基可以鉴别分解尿素的细菌。从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株。
【答案】　C
2．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二苯胺试剂
B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂
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】　以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，能使酚红指示剂变红，B正确。
【答案】　B
3．用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是(　　)
A．未接种的选择培养基
B．未接种的牛肉膏蛋白胨培养基
C．接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
D．接种了的选择培养基
【解析】　对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全对等的实验，判断选择培养基是否起到了选择作用，则接种了的选择培养基是实验组，而接种了的牛肉膏蛋白胨培养基属于对照组。
【答案】　C
4.在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应106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。产生A同学结果的原因可能有(　　)
①土样不同　②培养基污染　③操作失误　④没有设置对照
A．①②③
B．②③④
C．①③④
D．①②③④
【解析】　A同学获得的菌落远大于其他同学，可能是由于所取的土样不同，也可能操作过程被污染(培养基灭菌不彻底或操作过程没有保证无菌操作都会导致菌落数偏多)，还可能是操作失误，比如培养基的稀释倍数搞错了，或培养基中混入了其他含氮物质等，但与是否设置对照无关，故A项正确，B、C、D项错误。
【答案】　A
5．从混杂的微生物群体中选择优良的单一纯种的方法不包括(　　)
A．根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基
B．根据微生物对特殊营养物的需求，在培养基中增减不同的特殊营养物
C．根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素
D．根据微生物耐热性的不同，利用高温、高压消灭不需要的杂菌
【解析】　高温高压会将所有细菌(包括需要的菌类)一起杀死，D错误。
【答案】　D
6．用稀释涂布平板法来统计样品中尿素分解菌的数目，为了提高实验结果的可信度，往往要设置对照，对于对照组的要求不包括哪项(　　)
A．对照组培养基也严格灭菌，且不接触任何生物
B．对照组和实验组培养基放在相同的条件下培养
C．所用培养基成分及PH大小完全与实验组一致
D．培养基的量的大小与实验组必须绝对相同
【解析】　对照组除了不接种以外，其他条件相同，包括培养基的灭菌、培养条件和培养基的配制过程都要完全相同，而培养基的量基本相同即可，不一定绝对相同，故ABC正确，D错误。
【答案】　D
7．关于细菌分离、培养的叙述中，正确的是(　　)
A．不同种类细菌的生长均需要相同碳源
B．常用液体培养基分离获得细菌单菌落
C．用含尿素的培养基可选择分离出能分解利用尿素的细菌
D．含有机磷农药的培养基可分离出降解有机磷农药的细菌
【解析】　不同种类细菌的生长需要不同碳源，A错；常用固体或半固体培养基分离获得细菌单菌落，B错；用只含尿素作为氮源的培养基可选择分离出能分解利用尿素的细菌，C错；含有机磷农药的培养基可分离出降解有机磷农药的细菌，D正确。
【答案】　D
8．下列有关微生物营养物质的叙述中，正确的是(　　)
A．同一种物质不可能既作碳源又作氮源
B．无机氮也可提供能量
C．除水以外的无机物仅提供无机盐
D．凡是碳源都能提供能量
【解析】　不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况具体分析。有的碳源只能是碳源，如CO2；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，还是能源，如蛋白胨，故AD均错，如NH3可以为硝化细菌提供能量，B正确；无机物种类繁多、功能也多样，故C错。
【答案】　B
9．下表是关于对四种生物能源、碳源、氮源、新陈代谢类型的描述，其中正确的一组是(　　)
硝化细菌
乳酸菌
根瘤菌
衣藻
能源
利用化学能
分解乳酸
固定N2
利用光能
碳源
CO2
糖类
糖类
CO2
氮源
NH3
N2
N2
NO
代谢类型
自养需氧型
异养厌氧型
异养需氧型
自养需氧型
A.硝化细菌与乳酸菌
B．乳酸菌与根瘤菌
C．根瘤菌与衣藻
D．硝化细菌与衣藻
【解析】　从能源来看，乳酸菌和根瘤菌都是异养型生物，需糖类等有机物供能，硝化细菌是化能合成生物，可以利用氧化无机物产生的化学能，衣藻可以进行光合作用，故直接利用光能；从碳源看，硝化细菌与衣藻是自养型生物，可以直接利用大气中的CO2，乳酸菌和根瘤菌需要糖类等有机物；从氮源看，乳酸菌不能直接固定大气中的氮气，需要NH、NO；从代谢类型看，根瘤菌为异养需氧型，硝化细菌是自养需氧型，根瘤菌是异养需氧型，乳酸菌是异养厌氧型；D项正确。
【答案】　D
10．通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在培养基中加入10%的酚可以抑制细菌和霉菌。利用上述方法能从混杂的微生物群体中分别分离出(　　)
①大肠杆菌　②霉菌　③放线菌　④固氮细菌
A．④②③
B．①②③
C．①③④
D．③④
【解析】　在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长可以分离出固氮菌；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌可以分离出霉菌；在培养基中加入10%酚可以抑制细菌和霉菌可以分离出放线菌，选A。
【答案】　A
二、非选择题
11．(10分)人和哺乳动物的尿中含有尿素，大量尿素的存在会对环境造成污染。土壤中有些细菌含有脲酶，可通过降解尿素作为其生长的氮源。现对土壤中的这类细菌进行分离实验，请回答下列问题：
(1)分离培养细菌时必须进行无菌操作，包括培养基和各种器皿都必须是无菌的，常用的灭菌方法有________________(至少答2种)。
(2)将样液进行一系列的梯度稀释，然后接种培养。在稀释土壤溶液的过程中每一步都要在____________________旁进行操作。接种后的培养皿________________于37℃的________________
中培养。
(3)用含有酚红指示剂的培养基筛选能分泌脲酶的细菌，从功能上划分该培养基属于__________________培养基。若培养基中存在有分解尿素的细菌，其菌落周围会出现红色环带，这是由于尿素被分解产生的__________________使pH升高，酚红指示剂产生的颜色变化，从而证明这一菌株可以尿素为氮源。变色区域越大，表明该菌株利用尿素的能力______________________。
(4)与全营养培养基中的菌落相比，以尿素为氮源的培养基中菌落数________。
A．多
B．少
C．相等
D．几乎为零
【解析】　(1)常用的灭菌方法有高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌、干热灭菌。
(2)在稀释土壤溶液的过程中每一步都要在酒精灯火焰旁进行操作，避免周围环境微生物的污染。接种后的培养皿倒置培养能够防止凝结在皿盖上的水蒸气流到培养基表面导致染菌，还有利于菌种利用培养基营养，加快生长速度。37℃恒温有利菌种生长。
(3)含有酚红指示剂的培养基筛选能分泌脲酶的细菌，为选择培养基。分解尿素的细菌能够将尿素分解产生氨使pH升高，酚红指示剂变红色。变色区域越大，表明生成的氨越多，该菌株利用尿素的能力越强。
(4)其他微生物一般以蛋白胨为氮源，不能在以尿素为氮源的培养基生存，故与全营养培养基中的菌落相比，以尿素为氮源的培养基中菌落数较少。
【答案】　(1)高压蒸汽灭菌　灼烧灭菌　干热灭菌
(2)酒精灯火焰旁　倒置　恒温培养箱　(3)选择　氨　越强　(4)
B
12.(15分)同学们为了探究土壤中的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
1.4
g
Na2HPO4
2.1
g
MgSO4·7H2O
0.2
g
葡萄糖
1
g
尿素
10
g
琼脂
15
g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1
000
mL
(1)简述土壤中可分解尿素的细菌的鉴定方法及原理：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入______________指示剂，细菌合成的__________将尿素分解为______________，pH升高，使指示剂变为红色。
(2)培养基中加入尿素的目的是筛选目的菌，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__________________，实验中需要振荡培养，原因是____________________________。
(4)如图是利用__________________法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
(5)关于如图的操作方法和结果，叙述正确的是________________。
A．操作前要将接种环放在火焰边灼烧灭菌。
B．划线操作须在火焰上进行。
C．在5区域中才可以提到所需菌落。
D．在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌。
【解析】　(1)要筛选能降解尿素的细菌应以尿素为唯一氮源，并且加入酚红指示剂。分解尿素的细菌能产生脲酶，会将尿素分解为氨，使酚红指示剂变红。
(2)培养基中加入尿素并以此为唯一氮源，起到了选择作用，只有能利用尿素的细菌才能生存下来。
(3)题意中的目的菌氮源来自尿素，碳源来自葡萄糖。振荡培养主要是可以为目的菌提供氧气。
(4)图中有明显的划线和分区，所以是平板划线法。
(5)平板划线法操作前要将接种环放在火焰外焰灼烧灭菌，故A错误。划线操作须在酒精灯旁进行，故B错误。在3－5区域中都有可能得到所需菌落，故C错误。在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌，接种前灭菌时为了防止外来杂菌，每次结束灭菌是为了杀死上次残留的细菌，故D正确。
【答案】　(共15分，除特别标明外，每空2分)
(1)酚红(1分)　脲酶(1分)　氨　(1分)
(2)选择　(3)尿素　葡萄糖　为目的菌提供氧气
(4)平板划线　(5)D
13.(15分)尿素是一种重要的农业肥料，经微生物分解后能更好的被植物利用。某生物兴趣小组试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用，设计实验并成功筛选到能高效分解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如下表所示。将表中物质溶解后，用蒸馏水定容到100
mL。实验过程如下图所示：
KH2PO4
1.4
g
Na2HPO4
2.1
g
MgSO4·7H2O
0.2
g
葡萄糖
10
g
尿素
1
g
琼脂
15
g
回答下列问题：
(1)该培养基能筛选出目的菌的原因是__________________________________。
(2)图中将细菌转到固体培养基上接种时，可采用的方法是________________________。初步筛选出来的菌种还需要进一步的鉴定：在培养基中加入__________________指示剂，接种并培养初步筛选的菌种，若指示剂变成________色，则可说明该菌种能够分解尿素。
(3)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
(4)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50个菌落，而其他同学只选择出大约20个菌落。A同学的实验结果产生的原因可能有________________(填序号)。
①所取土样不同　②培养基被污染　③接种操作错误　④没有设置对照实验
(5)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)
分析该培养基的成分表可知，尿素为该培养基中的唯一氮源，只有能利用尿素的微生物才能在该培养基中生长。
(2)接种微生物时，常采用平板划线法或稀释涂布平板法。细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，会导致培养基的PH升高，使酚红指示剂变红。所以，欲鉴定初步筛选出来的菌种，可在培养基中加入酚红指示剂，接种并培养初步筛选的菌种，若指示剂变成红色，说明该菌种能够分解尿素。
(3)在实验过程中，为了防止杂菌污染，需要对培养基、培养皿、玻棒、试管、锥形瓶、吸管等进行灭菌处理，即需要对①和②灭菌；需要对实验操作者的双手进行消毒，即对③进行消毒。
(4)在实验时，如果取样不同、培养基污染、操作失误即①②③等都会导致分离筛选的菌落数多。
(5)为了防止造成环境污染，实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后，才能倒掉。
【答案】　(15分，除标注外每空2分)
(1)尿素是唯一的氮源，只有能利用尿素的微生物才能生长
(2)平板划线法或稀释涂布平板法　酚红　红
(3)①和②　③　(4)①②③　(5)灭菌(1分)
14．(10分)尿素是一种重要的农业肥料，但是不经过细菌的分解，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，实验步骤如图所示，请回答下列问题：
KH2PO4
1.4g
Na2HPO4
2.1g
MgSO4·7H2O
0.2g
葡萄糖
10g
尿素
1g
琼脂
15g
将上述物质溶解后，用自来水定容到1000
m3
(1)此培养基能否用于植物组织培养？________________，理由是________________。
(2)培养基中氮源是________________，这种培养基在功能上属于________________培养基，目的是只允许能合成________________的微生物生长，其他微生物均不能生长。
(3)欲从土壤中分离获取上述特定微生物，可采用________________法进行接种。
(4)在以尿素为唯一碳源的培养基中加入________________，使指示剂变红色，而筛选纤维素分解菌的方法是________________法。
【解析】　(1)植物组织培养的培养基除了大量元素、微量元素和有机物等成分，还需要植物激素。
(2)培养基中氮源是尿素。只有能够合成脲酶的微生物才能以尿素为氮源，才能在该培养基生存，为选择培养基。
(3)通常用稀释涂布法或平板划线法进行接种。
(4)在以尿素为唯一碳源的培养基中加入酚红，指示剂变红色表明该培养基有分解尿素的微生物。刚果红与纤维素形成红色复合物，不能和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生红色反应，用来筛选纤维素分解菌。
【答案】　(1)不能　缺少植物激素　(2)尿素　选择　脲酶　(3)稀释涂布法或平板划线(2分)　(4)酚红　刚果红染色法(2分)