Question

5．多环芳烃菲在染料、杀虫剂等生产过程中被广泛使用，是土壤河水中常见的污染物之一．下图表示科研人员从被石油污染的土壤中分离获得能降解多环芳烃菲的菌株Q的主要步骤．请回答：

（1）步骤①→③的培养过程中，需将锥形瓶放在摇床上振荡，一方面使菌株与培养液充分接触，提高营养物质的利用率；另一方面能增加培养液中的溶氧量（或增加培养液中的含氧量）．
（2）步骤④用平板划线法纯化菌株Q过程中，在做第二次以及其后的划线操作时，总时从上一次划线的末端开始划线，原因是线条末端细菌的数目比线条起始处要少（或能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落），同时需要相同条件下培养不接种的培养基平板做对照，采用固体平板培养基培养细菌时要倒置培养，其目的是防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基（或避免培养基中水分的过快挥发）．
（3）接种环通过灼烧灭菌，完成步骤④中划线操作，共需灼烧接种环6次．
（4）为了获得分解多环芳烃菲能力更强的菌株，研究人员又对菌种Q进行了诱变处理，得到突变株K．为了进一步鉴定菌株K并比较两种菌株降解多环芳烃菲对能力，设计了下列实验，请补全实验步骤：
①取9至锥形瓶均分成三组，编号A、B、C
②向A、B、C三组锥形瓶中加入等量的以多环芳烃菲为唯一碳源的培养液．
③向A、B、C三组培养液中分别加入等量的无菌水、菌株Q菌液和突变株K菌液．
④28．C恒温培养3天后，测定锥形瓶中多环芳烃菲的降解率．

Answer 1

分析 据图分析：图示表示科研人员从被石油污染的土壤中分离获得能降解多环芳烃菲菌株Q的主要步骤．其中步骤①→③的培养过程中，培养液中加入多环芳烃菲作为唯一碳源，目的是筛选出菌株Q；该过程还需将锥形瓶放在摇床上振荡，目的有两个，一方面使菌株与培养液充分接触，提高营养物质的利用率；另一方面能增加培养液中的溶氧量．
步骤④表示用平板划线法纯化菌株Q的过程，接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌．

解答 解：（1）步骤①→③的培养过程中，需将锥形瓶放在摇床上振荡，目的有两个，一方面使菌株与培养液充分接触，提高营养物质的利用率；另一方面能增加培养液中的溶氧量．
（2）步骤④用平板划线法纯化菌株Q过程中，由于线条末端细菌的数目比线条起始处要少，所以在做第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线．采用固体平板培养细菌时要倒置培养的目的是防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基．
（3）接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌，所以完成步骤④中5次划线操作前都要灼烧灭菌，接种结束后还需灼烧灭菌1次，防止造成污染，由此可见，完成步骤④共需灼烧接种环6次．
（4）本实验的目的是比较两种菌株降解多环芳烃菲的能力．实验设计需要遵循对照原则，对照组需加入等量无菌水；还需遵循单一变量原则，单一变量是菌种类比不同，即菌株Q菌液和突变株K菌液，所以实验设计如下：
①取9只锥形瓶均分成三组，编号A、B、C
②向9支锥形瓶中分别加入等量以多环芳烃菲为唯一碳源的培养液．
③向A、B、C三组培养液中分别加入等量的无菌水、菌株Q菌液和突变株K菌液．
④28℃恒温培养3天后，测定锥形瓶中多环芳烃菲的降解率．
故答案为：
（1）增加培养液中的溶氧量（或增加培养液中的含氧量）
（2）线条末端细菌的数目比线条起始处要少（或能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落）      
防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基（或避免培养基中水分的过快挥发）
（3）6
（4）②等量的以多环芳烃菲为唯一碳源
③等量的无菌水、菌株Q菌液和突变株K菌液
④锥形瓶中多环芳烃菲的降解率

点评 本题结合流程图，考查微生物的实验室培养和分离、探究实验，意在考查考生的识图能力和识记能力；能具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理；在设计实验要遵循对照性和单一变量的原则．