Question

【題目】為探究細菌間的相互作用，科研人員利用基因工程技術，對無法利用乳糖的大腸桿菌進行改造。

（1）將乳糖酶基因轉入大腸桿菌，獲得營養菌（能利用乳糖）；將抗生素CRO降解酶基因轉入大腸桿菌，獲得抗性菌。將得到的兩種菌分別接種于__________培養基進行擴大培養。

（2）將兩種菌分別用__________進行一系列梯度稀釋，然后用__________法單獨接種于加入含CRO并以乳糖為唯一碳源的培養基中， 培養一段時間后，培養皿中均未出現菌落，推測兩種菌___________（填“發生”或“未發生”）可遺傳變異。若將兩種菌混合接種，則培養一段時間后，培養皿中有菌落長出，且同時含有兩種菌，推測兩種菌實現了“互利共生”。

（3）為進一步探究上述現象的原因，科研人員設計了圖1所示裝置進行實驗。

①在接種了營養菌和抗性菌混合菌液的培養板左側，加入含__________的培養基，培養基可從左側逐漸擴散到混合菌液培養板上。定期檢測混合菌液培養板上兩種菌的數量，得到圖2所示結果。

②0~10 h，營養菌的數量變化是__________。

③10~45 h，營養菌和抗性菌的變化趨勢是二者均顯著增加并逐漸__________，其原因是__________。

Answer 1

【答案】液體 無菌水 涂布 未發生 ①CRO并以乳糖為唯一碳源 ②近培養基端（相對距離0~500之間）數量顯著減少，遠培養基端（相對距離500~1000之間）略有增長 ③向近培養基端（相對距離0的方向）增殖 抗性菌增殖，降解了CRO，使營養菌能存活并增殖；營養菌增殖，分解乳糖，代謝產物為抗性菌生長提供碳源

【解析】

1、培養基的營養構成：各種培養基一般都含有水、碳源、氮源、無機鹽，此外還要滿足微生物生長對pH、特殊營養物質以及氧氣的要求。

2、接種微生物常用的兩種方法：

①平板劃線法：通過接種環在瓊脂固體培養基表面連續劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養基表面。

②稀釋涂布平板法：將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養基的表面，進行培養。

（1）微生物的擴大培養需要接種在液體培養基中。

（2）稀釋細菌用無菌水進行梯度稀釋，用涂布平板的方法接種于培養基，培養皿中均未出現菌落，說明兩種菌都不能生存，即未發生變異。

（3）①根據第（2）的分析由于在含CRO并以乳糖為唯一碳源的培養基中，沒有微生物生長，所以在接著的實驗中應該在左側加入含CRO并以乳糖為唯一碳源進行培養。

②0~10h，營養菌的曲線近培養基端（相對距離0~500之間）數量顯著減少，遠培養基端（相對距離500~1000之間）略有增長。

③10~45h從圖中看出營養菌和抗性菌在近基端的數目都在不斷增加，所以二者都在向近培養基端（相對距離0的方向）增殖，營養菌不能再含CRO的地方生存，但抗性菌可以，所以可能的原因是抗性菌增殖，降解了CRO，使營養菌能存活并增殖；營養菌增殖，分解乳糖，代謝產物為抗性菌生長提供碳源，二者是互利的關系。