Question

1943年，曾獲諾貝爾生理及醫(yī)學獎的美國科學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)生的時間，設計了如下實驗．請閱讀下列有關資料并回答問題．實驗的方法步驟如圖所示：

培養(yǎng)皿中培養(yǎng)基的基本配方：
實驗分析：
（1）在培養(yǎng)基中加噬菌體的作用是

 

；加伊紅-美藍的目的是：

 

．
（2）由于大腸桿菌的同化作用類型是

 

，因此，在培養(yǎng)基中還加入了一些相應的物質(zhì)，其中

 

可作為大腸桿菌生長的碳源，

 

可作為氮源．
（3）此培養(yǎng)基能否用于工業(yè)化培養(yǎng)產(chǎn)生人的生長激素的工程菌？為什么？

 

．
（4）該實驗有兩個假設
假設一：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．
你認為圖中的實驗結果支持上述哪個假設：

 

，如果另一個假設成立的話，實驗結果應該是：

 

（5）在這個實驗設計中，研究者是根據(jù)培養(yǎng)皿中菌落數(shù)的差異來推斷

 

，從而證明了假設的成立．請你分析出現(xiàn)A₄和A₅實驗結果的原因：

 

．

Answer 1

考點：培養(yǎng)基對微生物的選擇作用,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)它對生存環(huán)境的要求，到相應的環(huán)境中去尋找．
②實例：PCR技術過程中用到的耐高溫的Taq DNA聚合酶，就是從熱泉中篩選出來的Taq細菌中提取出來的．
（2）實驗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的條件（包括營養(yǎng)、溫度．pH等），同時抑制或阻止其他微生物生長．
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，能夠生長的細菌就是能分解尿素的細菌．
2．統(tǒng)計菌落數(shù)目的方法
（1）稀釋涂布平板法（間接）
①當樣品的稀釋庋足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌．
②通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)來推測樣品中大約含有的活菌數(shù)．
（2）利用顯微鏡直接計數(shù)
3．分解尿素的細菌的鑒定細菌合成的脲酶將尿素分解成氨，氨會使培養(yǎng)基的堿性增強．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)細菌，若指示劑變紅，可確定該種細菌能夠分解尿素．
4．實驗流程
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的物質(zhì)，其中乳糖和蛋白胨可作為大腸桿菌生長的碳源，蛋白胨可作為氮源，因為大腸桿菌的營養(yǎng)類型是異養(yǎng)型．
（3）工業(yè)化培養(yǎng)產(chǎn)生人的生長激素的工程菌常用液體培養(yǎng)基，故不能用此培養(yǎng)基培養(yǎng)．
（4）因為AB兩組中所有的培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)沒有顯著差異，說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．
（5）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)生的時間差異，證明了假設的成立，由于A5比A4發(fā)生突變的時間早，導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　  便于識別（鑒別）大腸桿菌的菌落
（2）異養(yǎng)型　    乳糖、蛋白胨     　蛋白胨
（3）不能        工業(yè)生產(chǎn)常用液體培養(yǎng)基
（4）支持假設一　   A、B兩組所有的培養(yǎng)皿中菌落數(shù)沒有顯著差異
（5）抗噬菌體變異發(fā)生時刻的差異　A₅比A₄發(fā)生突變的時間早，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

點評：微生物實驗室培養(yǎng)是高考的熱點內(nèi)容，考生需注意分析實驗的題意，注意總結歸納，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系．