Question

1943年，曾获诺贝尔生理及医学奖的美国科学家鲁里亚和德尔布吕克，为了研究大肠杆菌的抗噬菌体突变发生的时间，设计了如下实验．请阅读下列有关资料并回答问题．实验的方法步骤如图所示：

培养皿中培养基的基本配方：

配方	蛋白胨	乳糖	K2HPO4	水	琼脂	20%伊红水溶液	0.325%美兰水溶液	PH
含量	10g	10g	2g	1000ml	25g	20ml	20ml	7.2-7.4

实验分析：
（1）在培养基中加噬菌体的作用是

 

；
加伊红-美蓝的目的是：

 

．
（2）由于大肠杆菌的营养类型是

 

，因此，在培养基中还加入了一些相应的物质，其中

 

可作为大肠杆菌生长的碳源，

 

可作为氮源．
（3）该实验有两个假设
假设一：大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之前．
假设二：大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之后．
你认为图中的实验结果支持上述哪个假设：

 

，如果另一个假设成立的话，实验结果应该是：

 

．
（4）在这个实验设计中，研究者是根据培养皿中菌落数的差异来推断

 

，从而证明了假设的成立．请你分析出现A₄和A₅实验结果的原因：

 

．

Answer 1

考点：培养基对微生物的选择作用,微生物的分离和培养

专题：

分析：1．分离菌株的思路
（1）自然界中目的菌株的筛选
①依据：根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找．
②实例：PCR技术过程中用到的耐高温的Taq DNA聚合酶，就是从热泉中筛选出来的Taq细菌中提取出来的．
（2）实验室中目的菌株的筛选
①原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度．pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长．
培养基选择分解尿素的微生物的原理：培养基的氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源．缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物
②方法：能合成脲酶的细菌才能分解尿素．配制以尿素为唯一氮源的培养基，能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌．
2．统计菌落数目的方法
（1）稀释涂布平板法（间接）
①当样品的稀释庋足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌．
②通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数．
（2）利用显微镜直接计数
3．分解尿素的细菌的鉴定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．在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该种细菌能够分解尿素．
4．实验流程
土壤取样→样品的稀释→将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的培养基上→挑选能生长的菌落→鉴定

解答： 解：（1）在培养基中加噬菌体的作用是选择具有抗噬菌体突变的大肠杆菌；加伊红-美蓝的目的是鉴别大肠杆菌菌落．
（2）在培养基中还加入了一些相应的物质，其中乳糖和蛋白胨可作为大肠杆菌生长的碳源，蛋白胨可作为氮源，因为大肠杆菌的营养类型是异养型．
（3）因为AB两组中所有的培养皿中的菌落数没有显著差异，说明大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之前．
（4）由题可知，根据培养皿中菌落数的差异可推断抗噬菌体突变发生的时间差异，证明了假设的成立，由于A5比A4发生突变的时间早，导致具有抗噬菌体突变的大肠杆菌数比A4多，培养皿中出现的菌落数就多．
故答案为：（1）选择具有抗噬菌体突变的大肠杆菌   鉴别大肠杆菌菌落
（2）异养  乳糖和蛋白胨  蛋白胨   
（3）假设一     AB两组中所有的培养皿中的菌落数没有显著差异   
（4）抗噬菌体突变发生的时间差异     A5比A4发生突变的时间早，具有抗噬菌体突变的大肠杆菌数比A4多，培养皿中出现的菌落数就多

点评：微生物实验室培养是高考的热点内容，考生需注意分析实验的题意，注意总结归纳，把握知识间的内在联系．