微生物的实验实验设计专题训练

1.在微生物试验中，一般用琼脂培养基来培养细菌等微生物。它在加热后呈液化的溶胶状态，在室温下又呈半透明的凝胶状态。在凝胶状态下其表面及内部的不同部位可生长大量的不同代谢类型的肉眼可见的细菌菌落。请用下列材料和用具，设计一个试验来判定某种细菌的异化作用类型。

（一）材料用具：某细菌种 琼脂试管培养基2支 无菌接种设备 恒温箱 水浴锅 （二）操作步骤：

（三）试验可能会出现哪些结果？并对每一结果作出相应的鉴定。

答案：

（1）将2支琼脂培养基试管置于水浴锅中加热溶化

（2）待培养基冷却至凝固前，用无菌接种设备将某一细菌接种于一试管培养基中，搓动试管，使细菌均匀混于培养基内，另一支试管不接种作对照。

（3） 将恒温箱内调至适宜的温度，等琼脂凝固后，将两支试管置于恒温箱内培养，每天观察培养基的菌落并记录。连续观察几天，直至结果清晰为止。

结果预期： （1）若某细菌菌落只生长在培养基表面，则其为好氧菌。（2）若某菌落只生长在培养基底部，则其为厌氧菌。（3）若表面及内部培养基都有菌落生长，则其为兼性厌氧性细菌。（4）对照管若无菌落出现，说明培养基灭菌和无菌操作合乎要求；若对照管有菌落出现，则说明培养基灭菌和无菌操作不合要求，整个实验应该重做。

2．下面是最早发现抗生素——青霉素的科学家弗莱明所进行的探讨过程。（8分）观察及对

问题的认识：细菌培养基中，偶然生出青霉菌，在其周围没有细菌生长。为什么出现这种现象呢？

假设：

实验：把青霉菌放在培养液中培养，然后观察使用这种培养液对细菌生长的影响。 结果：这种培养液阻止了细菌的生长和繁殖。

结论：

弗莱明先生在持续的研究中分离出了这一物质，分析出它的特征并将它命名为青霉素。请回答：

（1）为了证明青霉素的确是青霉菌产生的而不是培养液和培养基中的其他物质产生 的，则

应设计对照实验，其实验方法是：

（2）若对照组实验结果 ，则充分证明青霉菌确实能产生阻止细菌

繁殖的物质。

答案：

青霉菌可产生不利于细菌繁殖的物质

青霉菌产生了某种物质，阻止了细菌的生长和繁殖

（1） 对照组的培养液和培养基中均不加入青霉菌，观察细菌的生长繁殖 （2） 细菌正常生长繁殖

3．某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌和酵母菌混在一起。该同学设计下面的实验，分离得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。

(1)实验原理：圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养条件下生长繁殖而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖。 (2)材料用具：(略) (3)主要步骤：

①制备两种培养基，一种是无氮培养基，另一种是含青霉素的培养基，将两种培养基各自分成两份，依次标上A、a和B、b。

②分别向A、B培养基中接种混合菌，适宜条件培养了3~4天。

③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌并分别接种到a、b培养基中，适宜条件下培养3~4天。 (4)请回答：

①本实验中，根据上述原理配制的培养基属于_______________培养基。 ②根据所需目的配制上述培养基时除营养要协调外还应注意_______________。 ③实验步骤中第③步的目的是______________________________。 ④圆褐固氮菌与酵母菌在结构上的主要差异为_______________。

⑤青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖，其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。请据此推测不影响酵母菌与真菌生长繁殖的原因是______________________________。 答案：

(4)①选择②pH要适宜 ③分离得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌 ④圆褐固氮菌无成形的细胞核 ⑤圆褐固氮菌为原核生物，其细胞壁主要为糖类和蛋白质，而酵母菌则不同 4．（共20分）在研究生物遗传物质的过程中，人们做很多的实验进行探究，包括著名的“肺

炎双球菌转化实验”。

（1）某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题： A．将一部分S型细菌加热杀死； B．制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上（接种的

菌种见图中文字所示）；

C．将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况（见上图）。 ①制备符合要求的培养基时，除加入适当比例的水和琼脂外，还必须加入一定量的无机 盐、___________、_____________、______________，并调整pH。 ②本实验中的对照组有___________________。

③本实验得出的结论是：_________________________________________。

（2）艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中，起转化作用的是DNA。请利

用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。

①实验设计方案： 第一步： 。 第二步：

组 合 编 号 处 理 A B C

第三步： 。

第四步： 。 ②预测实验结果并得出结论：

③通过你设计的实验，还能得出什么新的结论： 答案：

（1）①氮源 有机碳源 生长因子

②1、2、3组

③S型细菌中的某种物质（转化因子）能使R型细菌转化成S型细菌，产生可遗传 的变异

（2）①第一步：从S型细菌中提取DNA，制备符合要求的培养基。 第二步：

组合编号 处理

A 不加任何提取物 B 加入提取出的S型细菌DNA C 加入提取出的S型细菌DNA和DNA酶 第三步：将R型细菌分别接种到三组培养基上； 第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况。 ②A、C组中未出现S型细菌；只有B组培养基中出现S型细菌，说明DNA分子 可以使R型细菌转化为S型细菌

③DNA结构要保持完整才能促进R型细菌转化为S型细菌

5．根据实验原理和材料用具，设计实验选择运载体质粒，明确质粒的抗菌素基因所抗的抗菌素类别。

①实验原理：作为运载体的质粒，须有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。故凡有抗菌素抗性的细菌，其质粒才可用作运载体。

②材料用具：青霉素、四环素的10万单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、蒸馏水、恒温箱。 ③方法步骤：⑤⑥

第一步：取三个含细菌培养基的培养皿并标为1、2、3号，在酒精灯旁，用三支注射器，分别注入1mL蒸馏水、青霉素液、四环素液，并使之分布在整个培养基表面。 第二步： 。 第三步： 。 ④预期结果：A、 。 B、 。

C、 。

答案：

实验步骤：第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火旁取菌种，对三个培养皿分别接种（或答在三个培养皿中无菌接种，酌情给分）。

第三步：将接种后的三个培养皿放入37℃恒温箱培养24h（酌情给分）。 预期结果：

①1号培养皿细菌正常生长；

②2、3号培养皿中，仅2中细菌能存活，说明细菌有青霉素抗性基因，而没有四环素抗性基因。 ③2、3号培养皿中，仅3中细菌能存活，说明细菌有四环素抗性基因，而没有青霉素抗性基因。 ④2、3号培养皿中都有存活，说明该菌质粒上有两种抗菌素的抗性基因。

⑤2、3号培养皿中都不存活，说明该菌质粒上没有这两种抗菌素的抗性基因。

6、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设计实验，研究大

肠杆菌的抗噬菌体突变是发生在接触噬菌体之前还是之后。请阅读下列有关资料并回答问题。

（1）实验的方法步骤如图14所示：

（2）培养皿中培养基的基本配方： 配方 蛋白胨 含量 10g 乳糖 K2HPO4 10g 2g 水 1000mL 琼脂 25g 20%伊红水溶液 20mL 0.325%美蓝水溶液 20mL pH 7.2—7.4 （3）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由于大肠杆菌的同化作用类型是________________，因此，在培养基中还加入了一些相应的物质，其中_________________是大肠杆菌生长的碳源，___________________是氮源。

③从生态学的角度看，噬菌体与大肠杆菌这两种生物之间的关系是_______________。 ④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：___________________________________________________。

⑤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：_________________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

答案： ①选择具有抗噬菌体突变的大肠杆菌 便于识别（鉴别）大肠杆菌的菌落

②异养型 注：此空如果答“异养需氧型”不能得分 乳糖、蛋白胨 蛋白胨 ③寄生

④支持假设一

A、B两组所有的培养皿中菌落数没有显著差异 ⑤抗噬菌体变异发生时刻的差异

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

注：或答A4比A5发生突变的时间晚， 具有抗噬菌体突变的大肠杆菌数比A5少，培养皿中出现的菌落数就少 按相应标准给分。

7、.（10分）利用灭菌技术，将某种细菌接种到培养皿内，以不同的方式处理培养皿并加盖（下图表内阴影部分表示有细菌，白色清晰区表示无细菌）。 1 2 图纸片浸在 抗生素P 实验处理 抗生素Q 抗生素P+Q 3 4 圆纸片浸在 蒸馏水 5 温度 37℃ 37℃ 37℃ 37℃ 37℃ 实验结果

（1）图表中1和2结果的不同原因是___________________________________________ 。

图表中4和5结果的不同原因是_________________________________________________ 。

（2）根据3的结果判断，抗生素P和Q同时用于治疗由这种细菌引起的疾病，疗效如何？为什么？__________________________________________________________________。

（3）说明滥用抗生素治疗细菌感染的疾病危险性：______________________________ ___________________________________________________________________。

答案：

（1）两者都能抑制细菌生长，但抗生素Q的杀菌能力比P强，故2内白色清晰区面积较大 由于4的温度适宜，细菌能生长，而5处于低温，细菌不能生长，而呈白色清晰区

（2）同时使用P和Q，疗效会显著降低，因为在3的P、Q重叠区为阴影部分，有细菌存活，说明P和Q的相互作用使两者都失去杀菌能力

（3）由于药物的选择作用，滥用抗生素会导致抗药性强的菌株（种）出现，而使原来抗生素失去杀菌效果