Question

1943年，曾獲諾貝爾生理及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)科學(xué)家魯里亞和德爾布呂克，為了研究大腸桿菌的抗噬菌體突變發(fā)生的時(shí)間，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)閱讀下列有關(guān)資料并回答問(wèn)題．實(shí)驗(yàn)的方法步驟如圖所示：

培養(yǎng)皿中培養(yǎng)基的基本配方：

配方	蛋白胨	乳糖	K2HPO4	水	瓊脂	20%伊紅水溶液	0.325%美蘭水溶液	PH
含量	10g	10g	2g	1000ml	25g	20ml	20ml	7.2-7.4

實(shí)驗(yàn)分析：
（1）在培養(yǎng)基中加噬菌體的作用是

 

；
加伊紅-美藍(lán)的目的是：

 

．
（2）由于大腸桿菌的營(yíng)養(yǎng)類型是

 

，因此，在培養(yǎng)基中還加入了一些相應(yīng)的物質(zhì)，其中

 

可作為大腸桿菌生長(zhǎng)的碳源，

 

可作為氮源．
（3）該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)假設(shè)
假設(shè)一：大腸桿菌的抗噬菌體突變發(fā)生在大腸桿菌與噬菌體接觸之前．
假設(shè)二：大腸桿菌的抗噬菌體突變發(fā)生在大腸桿菌與噬菌體接觸之后．
你認(rèn)為圖中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持上述哪個(gè)假設(shè)：

 

，如果另一個(gè)假設(shè)成立的話，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該是：

 

．
（4）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，研究者是根據(jù)培養(yǎng)皿中菌落數(shù)的差異來(lái)推斷

 

，從而證明了假設(shè)的成立．請(qǐng)你分析出現(xiàn)A₄和A₅實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用,微生物的分離和培養(yǎng)

專題：

分析：1．分離菌株的思路
（1）自然界中目的菌株的篩選
①依據(jù)：根據(jù)它對(duì)生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找．
②實(shí)例：PCR技術(shù)過(guò)程中用到的耐高溫的Taq DNA聚合酶，就是從熱泉中篩選出來(lái)的Taq細(xì)菌中提取出來(lái)的．
（2）實(shí)驗(yàn)室中目的菌株的篩選
①原理：人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件（包括營(yíng)養(yǎng)、溫度．pH等），同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)．
培養(yǎng)基選擇分解尿素的微生物的原理：培養(yǎng)基的氮源為尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作為氮源．缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生長(zhǎng)發(fā)育繁殖，而受到抑制，所以用此培養(yǎng)基就能夠選擇出分解尿素的微生物
②方法：能合成脲酶的細(xì)菌才能分解尿素．配制以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基，能夠生長(zhǎng)的細(xì)菌就是能分解尿素的細(xì)菌．
2．統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的方法
（1）稀釋涂布平板法（間接）
①當(dāng)樣品的稀釋庋足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌．
②通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)來(lái)推測(cè)樣品中大約含有的活菌數(shù)．
（2）利用顯微鏡直接計(jì)數(shù)
3．分解尿素的細(xì)菌的鑒定細(xì)菌合成的脲酶將尿素分解成氨，氨會(huì)使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)．在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑培養(yǎng)細(xì)菌，若指示劑變紅，可確定該種細(xì)菌能夠分解尿素．
4．實(shí)驗(yàn)流程
土壤取樣→樣品的稀釋→將稀釋液涂布到以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基上→挑選能生長(zhǎng)的菌落→鑒定

解答： 解：（1）在培養(yǎng)基中加噬菌體的作用是選擇具有抗噬菌體突變的大腸桿菌；加伊紅-美藍(lán)的目的是鑒別大腸桿菌菌落．
（2）在培養(yǎng)基中還加入了一些相應(yīng)的物質(zhì)，其中乳糖和蛋白胨可作為大腸桿菌生長(zhǎng)的碳源，蛋白胨可作為氮源，因?yàn)榇竽c桿菌的營(yíng)養(yǎng)類型是異養(yǎng)型．
（3）因?yàn)锳B兩組中所有的培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明大腸桿菌的抗噬菌體突變發(fā)生在大腸桿菌與噬菌體接觸之前．
（4）由題可知，根據(jù)培養(yǎng)皿中菌落數(shù)的差異可推斷抗噬菌體突變發(fā)生的時(shí)間差異，證明了假設(shè)的成立，由于A5比A4發(fā)生突變的時(shí)間早，導(dǎo)致具有抗噬菌體突變的大腸桿菌數(shù)比A4多，培養(yǎng)皿中出現(xiàn)的菌落數(shù)就多．
故答案為：（1）選擇具有抗噬菌體突變的大腸桿菌   鑒別大腸桿菌菌落
（2）異養(yǎng)  乳糖和蛋白胨  蛋白胨   
（3）假設(shè)一     AB兩組中所有的培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)沒(méi)有顯著差異   
（4）抗噬菌體突變發(fā)生的時(shí)間差異     A5比A4發(fā)生突變的時(shí)間早，具有抗噬菌體突變的大腸桿菌數(shù)比A4多，培養(yǎng)皿中出現(xiàn)的菌落數(shù)就多

點(diǎn)評(píng)：微生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容，考生需注意分析實(shí)驗(yàn)的題意，注意總結(jié)歸納，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系．