Question

为探究细菌间的相互作用，科研人员利用基因工程技术，对无法利用乳糖的大肠杆菌进行改造。

（1）将乳糖酶基因转入大肠杆菌，获得营养菌（能利用乳糖）；将抗生素CRO降解酶基因转入大肠杆菌，获得抗性菌。将得到的两种菌分别接种于__________培养基进行扩大培养。

（2）将两种菌分别用__________进行一系列梯度稀释，然后用__________法单独接种于加入含CRO并以乳糖为唯一碳源的培养基中， 培养一段时间后，培养皿中均未出现菌落，推测两种菌___________（填“发生”或“未发生”）可遗传变异。若将两种菌混合接种，则培养一段时间后，培养皿中有菌落长出，且同时含有两种菌，推测两种菌实现了“互利共生”。

（3）为进一步探究上述现象的原因，科研人员设计了图1所示装置进行实验。

①在接种了营养菌和抗性菌混合菌液的培养板左侧，加入含__________的培养基，培养基可从左侧逐渐扩散到混合菌液培养板上。定期检测混合菌液培养板上两种菌的数量，得到图2所示结果。

②0~10 h，营养菌的数量变化是__________。

③10~45 h，营养菌和抗性菌的变化趋势是二者均显著增加并逐渐__________，其原因是__________。

Answer

液体 无菌水 涂布 未发生 ①CRO并以乳糖为唯一碳源 ②近培养基端（相对距离0~500之间）数量显著减少，远培养基端（相对距离500~1000之间）略有增长 ③向近培养基端（相对距离0的方向）增殖 抗性菌增殖，降解了CRO，使营养菌能存活并增殖；营养菌增殖，分解乳糖，代谢产物为抗性菌生长提供碳源

【解析】

1、培养基的营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。

2、接种微生物常用的两种方法：

①平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。

②稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。

（1）微生物的扩大培养需要接种在液体培养基中。

（2）稀释细菌用无菌水进行梯度稀释，用涂布平板的方法接种于培养基，培养皿中均未出现菌落，说明两种菌都不能生存，即未发生变异。

（3）①根据第（2）的分析由于在含CRO并以乳糖为唯一碳源的培养基中，没有微生物生长，所以在接着的实验中应该在左侧加入含CRO并以乳糖为唯一碳源进行培养。

②0~10h，营养菌的曲线近培养基端（相对距离0~500之间）数量显著减少，远培养基端（相对距离500~1000之间）略有增长。

③10~45h从图中看出营养菌和抗性菌在近基端的数目都在不断增加，所以二者都在向近培养基端（相对距离0的方向）增殖，营养菌不能再含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，使营养菌能存活并增殖；营养菌增殖，分解乳糖，代谢产物为抗性菌生长提供碳源，二者是互利的关系。