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发光细菌检测法在检测生物毒性的方法中具有灵敏、简便的特点而被广泛采用.
实验原理:细菌代谢正常时,发光细菌的发光强度稳定,并可维持较长时间;当外界环境影响到发光细菌代谢时,发光会立即受到抑制,且抑制程度与影响物质浓度大小呈相关关系.
实验材料:明亮发光杆菌(海水细菌)、待测海水水样、2%的NaCl溶液、3%NaCl溶液、生物毒性测试仪(用于测定细菌发光强度)、全温振荡器、试管等.
Ⅰ.发光细菌的培养
发光细菌可以直接从海水中和海鱼的体表和内脏中分离,所采用的培养基成分为:胰蛋白胨0.5%,酵母膏0.5%,甘油0.3%,KH2PO40.1%,Na2HPO40.5%,NaCI3%,琼脂2%,pH6.5.
(1)发光细菌为
 
(自养型/异养型).取海鱼内脏放入灭菌培养皿中20℃培养12-18小时,在暗室中寻找发光点,用
 
刮取少许菌苔,在
 
培养基中采用
 
法获得纯化的发光菌株.使用前接种到
 
培养基中20℃下振荡培养10-12小时,增殖后用磷酸缓冲液稀释后备用.
Ⅱ.海水中重金属污染程度测定
a、配制发光菌悬液;
b、抑光反应:按照下表配置海水样品稀释液;
表1海水中重金属污染程度测定
试管编号 1 2 3 4 5
3%NaCl溶液(mL) 4.74 4.49 4.24 3.99
海水样品(mL) 0.25 0.50 0.75 1.00
发光菌悬液(mL) 0.01 0.01 0.01 0.01
混合液中海水浓度(%) 0.05 0.10 0.15 0.20
(2)表1中1号试管的作用是
 

(3)请在表格中填写适当的数据.
(4)利用生物毒性测试仪测定各试管的
 
(测定指标).
Ⅲ.五氯酚钠毒性测定
资料:五氯酚钠在水中以五氯苯酚阴离子和五氯苯酚分子平衡存在;五氯苯酚比五氯酚钠的极性小得多,更容易通过生物膜而与细菌细胞相接触.实验温度25℃下,pH为6.0、7.0、8.0、9.0时,pH每升高1个单位,分子态五氯苯酚所占的比例就下降一个数量级.
a、将五氯酚钠配成5个左右浓度等级,将接种后12h的菌液1-2mL用20-30mL3%NaCl溶液稀释混合,磁力搅拌10min 后,?取0.2mL加入比色管中,上下振荡5次,去塞,静置15min后用生物毒性测试仪测定发光强度.
b、计算相对发光率
相对发光率(RL)=测试管发光量mV/对照管发光量mV×100%
计算对应相对发光率减小50%的物质浓度(EC50)??
c.不同pH条件下,五氯酚钠毒性测定
发光细菌适宜生存的pH值为6.0-9.0
?表2    不同pΗ 值下五氯酚钠毒性测定结果/㎎?L-1
6.0 7.0 8.0 9.0
EC50值 1.74 2.41 9.39 15.94
(5)表2的结果与结论
 

(6)据资料分析可能的原因:
 
考点:微生物的利用,培养基对微生物的选择作用
专题:
分析:据实验设计可知,表1中1号试管应为对照组,起对照作用.根据对照原则和等量原则,1号试管中应不加入海水样品,且保持试管中液体相等,故应加入4.99mL3%NaCl溶液及0.01mL发光菌悬液.本实验测定指标可用利用发光率来表示,故可用生物毒性测试仪测定各试管的发光强度.根据表2的结果可知发光细菌在 pH值6.0-9.0间,EC50值随着pΗ值的提高而增大,故说明五氯酚钠对发光细菌的毒性降低.
解答: 解:(1)发光细菌的代谢方式为异养型,接种时可用接种环接种到固体培养基上,通过平板划线法获得纯化的菌株;然后利用液体培养基进行扩大培养.
(2)据实验设计可知,表1中1号试管应为对照组,起对照作用.
(3)根据对照原则和等量原则,1号试管中应不加入海水样品,且保持试管中液体相等,故应加入4.99mL3%NaCl溶液及0.01mL发光菌悬液.
(4)本实验测定指标可用利用发光率来表示,故可用生物毒性测试仪测定各试管的发光强度.
(5)根据表2的结果可知发光细菌在 pH值6.0-9.0间,EC50值随着pΗ值的提高而增大,故说明五氯酚钠对发光细菌的毒性降低.
(6)据资料分析可能的原因为五氯苯酚易通过细胞膜进入细菌,对细菌造成毒性.发光细菌在pH值6.0-9.0间,随着pH升高,分子态五氯苯酚所占的比例就下降,进入细菌细胞的数量减少,因而毒性下降.
故答案为:(1)异养型    接种环    固体    划线法    液体
(2)对照
(3)
试管编号 1
3%NaCl溶液(mL) 4.99
海水样品(mL) 0
发光菌悬液(mL) 0.01
混合液中海水浓度(%) 0
(4)发光强度
(5)发光细菌在 pH值6.0-9.0间,EC50值随着pΗ值的提高而增大,五氯酚钠对发光细菌的毒性降低.?
(6)五氯苯酚易通过细胞膜进入细菌,对细菌造成毒性.发光细菌在 pH值6.0-9.0间,随着pH升高,分子态五氯苯酚所占的比例就下降,进入细菌细胞的数量减少,因而毒性下降.
点评:本题综合考查了微生物的培养、应用和实验探究,意在考查学生的应用和实验设计能力,试题难度中等.
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