Question

2．大腸桿菌有許多菌株，野生型菌株在普通培養(yǎng)基中就能成活，菌株A：met^- bio^-thr⁺ leu⁺thi⁺需要在基本培養(yǎng)基中補充甲硫氨酸、生物素，菌株B：met⁺bio⁺ thr^-leu^- thi^-需要在基本培養(yǎng)基中補充蘇氨酸、亮氨酸和硫胺．科學家Lederberg和Tatum曾做了如下實驗．回答下列問題：

（1）如圖1所示，菌株 A 和 B混合培養(yǎng)幾小時后，把大腸桿菌洗滌后涂布在基本培養(yǎng)基的固體平板上，發(fā)現(xiàn)長出了若干野生型菌落，對此實驗現(xiàn)象可作出如下假設(shè)：
①不同大腸桿菌間遺傳物質(zhì)發(fā)生重組．
②大腸桿菌發(fā)生了基因突變．
（2）為了探究上述假設(shè)①，有人設(shè)計了一種U型管（如圖2），中間用過濾器隔開，大腸桿菌不能通過，但培養(yǎng)液和營養(yǎng)物質(zhì)可通過，實驗如下．請補充相關(guān)實驗內(nèi)容：
實驗步驟：
①在U型管中加入液體基本培養(yǎng)基（基本培養(yǎng)液）；
②U型管兩端各加入菌株A、菌株B，培養(yǎng)幾小時；
③將U 型管兩端的大腸桿菌各自取出洗滌后涂布在基本培養(yǎng)基上，觀察有無菌落．
實驗結(jié)果：沒有菌落產(chǎn)生．
實驗結(jié)論：菌株A與菌株B之間遺傳物質(zhì)發(fā)生重組．
（3）現(xiàn)有1升水樣，用無菌吸管吸取1mL轉(zhuǎn)至盛有9mL無菌水的試管中，依次稀釋至10³倍．各取0.1mL已稀釋10³倍的水樣分別接種到三個培養(yǎng)基上培養(yǎng)，記錄的菌落數(shù)分別為31、34、37，則每升原水樣中大腸桿菌數(shù)為3.4×10⁸個．該數(shù)據(jù)理論上比細菌實際數(shù)目少．
（4）該實驗中需要滅菌的是培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、試管、吸管、U形管、過濾器等．（至少寫3個）

Answer 1

分析 根據(jù)題意可知：菌株A是met^- bio^-營養(yǎng)缺陷型的大腸桿菌菌株，菌株B是thr^- leu^- thi^-營養(yǎng)缺陷型的大腸桿菌菌株．該實驗的目的是探究菌株A和B混合培養(yǎng)長出野生型菌落的原因．營養(yǎng)缺陷型的菌株不能在基本培養(yǎng)基中生存，需要添加相應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)．據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）根據(jù)實驗結(jié)果可知，單獨在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)時都不能生存，但是混合在完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后在普通培養(yǎng)基中出現(xiàn)了一些菌落，這可能是不同缺陷型的細菌間遺傳物質(zhì)發(fā)生交換而出現(xiàn)野生型；也可能發(fā)生基因突變出現(xiàn)野生型．
（2）根據(jù)（1）中實驗假設(shè)可知，如果U型管中間有過濾器隔開，細菌不能通過，但培養(yǎng)液和營養(yǎng)物質(zhì)可通過，兩種缺陷型的細菌將不會發(fā)生遺傳物質(zhì)的重組，并且培養(yǎng)過程中一直使用基本培養(yǎng)基．
如果有菌落生成，說明肯定是發(fā)生了基因突變；如果沒有菌落生成，一定是菌株A與菌株B之間遺傳物質(zhì)發(fā)生重組．
 （3）現(xiàn)有1升水樣，用無菌吸管吸取1mL轉(zhuǎn)至盛有9mL無菌水的試管中，依次稀釋至10³倍．各取0.1mL已稀釋10³倍的水樣分別接種到三個培養(yǎng)基上培養(yǎng)，記錄的菌落數(shù)分別為31、34、37，則每升原水樣中大腸桿菌數(shù)=（31+34+37）÷3×10³÷（0.1×10^-3）=3.4×10⁸個．由于同一個菌落可能是由兩個相連的細菌生成，因此該數(shù)據(jù)理論上比細菌實際數(shù)目少．
（4）該實驗中需要滅菌的是培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、試管、吸管、U形管、過濾器等．
故答案為：
（1）②大腸桿菌發(fā)生了基因突變
（2）①液體基本培養(yǎng)基（基本培養(yǎng)液）       ③基本培養(yǎng)基      沒有菌落產(chǎn)生
（3）3.4×10⁸個     少  
（4）培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、試管、吸管、U形管、過濾器等

點評 本題主要考查微生物培養(yǎng)的相關(guān)實驗，意在強化學生對微生物培養(yǎng)的過程的相關(guān)知識的理解與運用，試題有一定的難度．