Question

【題目】霉菌能用來生產胡蘿卜素，但該菌株的高產性狀容易退化，需要定期篩選出高產菌株，研究表明菌體細胞內的[H]可將無色的 TTC 還原為紅色復合物，且菌體細胞內[H]含量越高，還原能力越強，胡蘿卜素合成能力也越強。請結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 的培養基上→挑取單菌落→擴大培養→收集菌絲并處理→萃取→鑒定

（1）工業生產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酵生產之外，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置___________來摸索。

（2）將菌液涂布到含 TTC 的培養基上，目的是篩選出______________________，對照組需涂布等量的___________以判斷培養基是否被污染。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。

（3）從該微生物中提取胡蘿卜素時，擴大培養后要收集菌絲進行的處理是粉碎和____________，以提高萃取效率。現有石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯等四種有機溶劑，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）用微生物的發酵生產，除供給足量的水、無機鹽、氧氣外，還需供給_______等營養物質。微生物計數有顯微鏡直接計數法、稀釋涂布平板法二種，但二者的計數結果卻存在一定的差異，原因是____________________________，若發酵液中的產胡蘿卜素菌需進行及時的數量分析，最好采用___________________法進行計數。

（6）為了驗證萃取物是否是胡蘿卜素，該同學將葉綠素 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】大面積養殖的巖藻 性質和使用量 對照實驗 合成胡蘿卜素較強的菌體(或“高產菌株”) 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、易蒸發除去等) 回流冷凝（裝置） 萃取時有機溶劑的揮發 氮源、碳源 顯微鏡直接計數法因把死亡菌體也計數在其中，使數量較活菌數偏大；稀釋涂布平板法因計數的菌落有由二個或多個細胞連在一起形成，使數量較真實值偏小；所以二者計數結果存在一定的差異 顯微鏡直接計數法 B

【解析】

工業提取胡蘿卜素的方法：從植物中提取；從大面積養殖的巖藻中獲得；利用微生物的發酵生產。

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)工業生產上提取天然胡蘿卜素可利用上述微生物的發酵生產，還可以從植物中提取和從大面積養殖的巖藻中獲取。萃取的效率主要取決于萃取劑的性質和使用量，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置對照實驗來摸索。

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

(3)從該微生物中提取胡蘿卜素時，擴大培養后要收集菌絲進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。現有石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯等四種有機溶劑均為水不溶性有機溶劑，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溶劑的揮發，胡蘿卜素的萃取瓶口需安裝回流冷凝裝置。

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

（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），并進行分離，1號點樣出現在從下到上第一條色素帶，2號點樣出現在從下到上第二條色素帶，3號點樣出現在從下到上第三條色素帶，5號位置出現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。