Question

【題目】霉菌能用來生產(chǎn)胡蘿卜素，但該菌株的高產(chǎn)性狀容易退化，需要定期篩選出高產(chǎn)菌株，研究表明菌體細(xì)胞內(nèi)的[H]可將無色的 TTC 還原為紅色復(fù)合物，且菌體細(xì)胞內(nèi)[H]含量越高，還原能力越強(qiáng)，胡蘿卜素合成能力也越強(qiáng)。請結(jié)合下列篩選菌株及提取胡蘿卜素的流程圖回答問題。

孢布拉霉菌液→梯度稀釋→涂布到含有 TTC 的培養(yǎng)基上→挑取單菌落→擴(kuò)大培養(yǎng)→收集菌絲并處理→萃取→鑒定

（1）工業(yè)生產(chǎn)上提取天然胡蘿卜素的方法主要有三種，除可利用上述微生物的發(fā)酵生產(chǎn)之外，還可以從植物中提取和從_________中獲取。萃取的效率主要取決于萃取劑的_________。萃取的最佳溫度和時間可以通過設(shè)置___________來摸索。

（2）將菌液涂布到含 TTC 的培養(yǎng)基上，目的是篩選出______________________，對照組需涂布等量的___________以判斷培養(yǎng)基是否被污染。挑取單菌落時，若菌落周圍___________，則菌株合成胡蘿卜素的能力較強(qiáng)。

（3）從該微生物中提取胡蘿卜素時，擴(kuò)大培養(yǎng)后要收集菌絲進(jìn)行的處理是粉碎和____________，以提高萃取效率�，F(xiàn)有石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯等四種有機(jī)溶劑，最好選擇____________用于胡蘿卜素的萃取，主要理由是_______________________；________________（答二點以上）。

（4）胡蘿卜素的萃取瓶口需安裝_______________裝置，以防止___________。

（5）用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)，除供給足量的水、無機(jī)鹽、氧氣外，還需供給_______等營養(yǎng)物質(zhì)。微生物計數(shù)有顯微鏡直接計數(shù)法、稀釋涂布平板法二種，但二者的計數(shù)結(jié)果卻存在一定的差異，原因是____________________________，若發(fā)酵液中的產(chǎn)胡蘿卜素菌需進(jìn)行及時的數(shù)量分析，最好采用___________________法進(jìn)行計數(shù)。

（6）為了驗證萃取物是否是胡蘿卜素，該同學(xué)將葉綠素 b、葉綠素 a、葉黃素、萃取物和色素混合液（含葉綠素 b、葉綠素 a、葉黃素和胡蘿卜素）依次點樣在濾紙的 1、2、3、4、5 位置（如圖甲所示），并進(jìn)行分離，濾紙條上各色素帶的位置_____________（填字母）時，即可說明該萃取物最可能是胡蘿卜素。

Answer 1

【答案】大面積養(yǎng)殖的巖藻 性質(zhì)和使用量 對照實驗 合成胡蘿卜素較強(qiáng)的菌體(或“高產(chǎn)菌株”) 無菌水 紅色較深 干燥 石油醚 石油醚具較高的沸點 能充分溶解胡蘿卜素,不與水混溶(萃取效率好、對人無毒害、易蒸發(fā)除去等) 回流冷凝（裝置） 萃取時有機(jī)溶劑的揮發(fā) 氮源、碳源 顯微鏡直接計數(shù)法因把死亡菌體也計數(shù)在其中，使數(shù)量較活菌數(shù)偏大；稀釋涂布平板法因計數(shù)的菌落有由二個或多個細(xì)胞連在一起形成，使數(shù)量較真實值偏小；所以二者計數(shù)結(jié)果存在一定的差異 顯微鏡直接計數(shù)法 B

【解析】

工業(yè)提取胡蘿卜素的方法：從植物中提取；從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲得；利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)。

提取胡蘿卜素的實驗流程：胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素。

胡蘿卜素的鑒定：紙層析法。

葉綠體中四種色素在濾紙條的位置從上到下依次是：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。

(1)工業(yè)生產(chǎn)上提取天然胡蘿卜素可利用上述微生物的發(fā)酵生產(chǎn)，還可以從植物中提取和從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲取。萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時還受到原料顆粒大小、緊密程度、含水量、溫度等條件的影響。萃取的最佳溫度和時間可以通過設(shè)置對照實驗來摸索。

(2)將菌液涂布到含 TTC 的培養(yǎng)基上，能合成胡蘿卜素的菌株，其體內(nèi)的[H]可將無色的 TTC 還原為紅色復(fù)合物，故可以用來篩選高產(chǎn)菌株，對照組需涂布等量的無菌水，看是否有菌落產(chǎn)生，以判斷培養(yǎng)基是否被污染。挑取單菌落時，菌株合成胡蘿卜素的能力較強(qiáng)，[H]含量越高，還原能力越強(qiáng)，周圍的紅色越深。

(3)從該微生物中提取胡蘿卜素時，擴(kuò)大培養(yǎng)后要收集菌絲進(jìn)行的處理是粉碎和干燥（因為含水量會影響萃取效率），以提高萃取效率�，F(xiàn)有石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯等四種有機(jī)溶劑均為水不溶性有機(jī)溶劑，由于石油醚具較高的沸點；還能充分溶解胡蘿卜素,不與水混溶，故最好選擇石油醚用于胡蘿卜素的萃取。

（4）為了避免萃取時有機(jī)溶劑的揮發(fā)，胡蘿卜素的萃取瓶口需安裝回流冷凝裝置。

（5）用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)，需要供給足量的水、無機(jī)鹽、氧氣、氮源、碳源等物質(zhì)。顯微鏡直接計數(shù)法因把死亡菌體也計數(shù)在其中，使數(shù)量較活菌數(shù)偏大；稀釋涂布平板法因計數(shù)的菌落有由二個或多個細(xì)胞連在一起形成，使數(shù)量較真實值偏�。凰�以二者計數(shù)結(jié)果存在一定的差異。可以采用顯微鏡直接計數(shù)法對發(fā)酵液中的產(chǎn)胡蘿卜素菌需進(jìn)行及時的數(shù)量分析。

（6）由于葉綠體中四種色素在濾紙條上的位置從上到下依次是：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。故將葉綠素 b、葉綠素 a、葉黃素、萃取物和色素混合液（含葉綠素 b、葉綠素 a、葉黃素和胡蘿卜素）依次點樣在濾紙的 1、2、3、4、5 位置（如圖甲所示），并進(jìn)行分離，1號點樣出現(xiàn)在從下到上第一條色素帶，2號點樣出現(xiàn)在從下到上第二條色素帶，3號點樣出現(xiàn)在從下到上第三條色素帶，5號位置出現(xiàn)4條色素帶，若萃取物是胡蘿卜素，則4號的色素帶在從上到下第一條。故選B。