Question

16．胡蘿卜素是一種常用的食用色素，可分別從胡蘿卜或產(chǎn)胡蘿卜素的微生物菌體中提�。�以下為某同學(xué)利用酵母菌R獲得胡蘿卜素的部分流程．請(qǐng)回答下列問題：
酵母菌R的篩選→酵母菌R的培養(yǎng)→菌體裂解→離心沉淀→萃取→萃取物→胡蘿卜素的鑒定
（1）采用平板劃線法接種酵母菌R時(shí)，需先灼燒接種環(huán)，其目的是殺滅接種環(huán)上的微生物．培養(yǎng)酵母菌R時(shí)，培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可分別為酵母菌R的生長提供碳源和氮源．
（2）為了驗(yàn)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(diǎn)樣在濾紙的1、2、3、4、5位置（如圖甲所示），并進(jìn)行層析，濾紙條上各色素帶的位置為B（填字母）時(shí)，即可說明該萃取物最可能是胡蘿卜素．

（3）酵母菌R能分泌A、B兩種酶，圖乙是某課題組關(guān)于這兩種酶的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
①圖中結(jié)果顯示，在40℃至60℃范圍內(nèi)，熱穩(wěn)定性較好的酶是A酶．高溫條件下酶容易失活，其原因是高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞．
②由圖丙可知，若要從酵母菌R種群中篩選出能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性高的酶的菌株，應(yīng)在大于或等于80℃的條件下培養(yǎng)．
（4）若用海藻酸鈉固定酵母菌R，應(yīng)將海藻酸鈉溶液和酵母菌R混合滴入CaCl₂溶液中．下表是在不同濃度海藻酸鈉條件下形成的凝膠珠狀況：

海藻酸鈉質(zhì)量濃度（g/dL）	凝膠 強(qiáng)度	凝膠 氣泡量	成球 難度	凝珠 形狀
1.0	中	沒有	較易	扁圓形
2.0	中	少量	易	圓球形
3.0	強(qiáng)	較多	稍難	有托尾
4.0	強(qiáng)	大量	難	難成球形

從表中看出，海藻酸鈉的濃度應(yīng)選用2.0g/dL．利用固定化細(xì)胞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可重復(fù)利用，且利于產(chǎn)物的純化．

Answer 1

分析 1、微生物培養(yǎng)時(shí)的接種方法主要有稀釋涂布平板法和平板劃線法，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是無菌操作，包括消毒和滅菌．
2、培養(yǎng)不同微生物的培養(yǎng)基的具體配方不同，但一般都含有碳源、氮源、水和無機(jī)鹽等．
3、紙層析法分離色素的原理是各色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，從而分離色素，溶解度大，擴(kuò)散速度快，反之溶解度小，擴(kuò)散速度慢．
4、影響酶活性的外界因素主要有溫度和酸堿度等．
5、利用海藻酸鈉固定酵母菌細(xì)胞時(shí)，若海藻酸鈉濃度過高，會(huì)很難形成凝膠珠，海藻酸鈉的濃度過小，會(huì)使凝膠珠包埋的細(xì)胞較少．

解答 解：（1）微生物的培養(yǎng)過程中，需要防止外來雜菌的干擾，接種過程要進(jìn)行無菌操作，采用平板劃線法接種酵母菌R時(shí)，需先灼燒接種環(huán)，其目的是殺滅接種環(huán)上的微生物；培養(yǎng)酵母菌R時(shí)，培養(yǎng)基中的蔗糖主要提供碳源，也可以作為能源物質(zhì)，硝酸鹽含氮元素，可提供氮源．
（2）綠葉中的不同色素，由于溶解度不同，在濾紙條上的擴(kuò)散速率不同，擴(kuò)散最快的是胡蘿卜素，其次分別是葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，所以試驗(yàn)結(jié)果（從上到下）是，4位置上胡蘿卜素在最上面，其次是3位置上的葉黃素，接著2位置上的葉綠素a，在濾紙條最下面是位置1上的葉綠素b，．濾紙條從上到下依次是：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，因此濾紙條上各色素帶的位置為乙圖中的B時(shí)，即可說明該萃取物最可能是胡蘿卜素．
（3）①據(jù)圖丙分析，自變量為溫度和酶的種類（A酶及B酶），因變量為酶活性，在40℃至60℃范圍內(nèi)，A酶活性的變化較B酶小，說明在在40℃至60℃范圍內(nèi)，A酶的熱穩(wěn)定性較好；高溫會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞，從而使酶容易失活．
②據(jù)圖丙分析，A和B兩種酶在溫度為80℃時(shí)其中的B酶會(huì)失活，因此若要從酵母菌R種群中篩選出能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性高的酶的菌株，應(yīng)在大于或等于80℃的條件下培養(yǎng)．
（4）分析在不同濃度海藻酸鈉條件下形成的凝膠珠狀況，海藻酸鈉質(zhì)量濃度為2.0g/dL時(shí)，凝膠氣泡量較少，凝膠球?yàn)闄E圓形且容易成球，即用海藻酸鈉固定酵母菌R時(shí)海藻酸鈉的濃度應(yīng)選用2.0g/dL；利用固定化細(xì)胞技術(shù)可使被固定的細(xì)胞重復(fù)利用，且利于產(chǎn)物的純化．
故答案為：
（1）殺滅接種環(huán)上的微生物    碳源和氮源
（2）B
（3）①A酶     高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞      ②大于或等于80℃
（4）2.0   可重復(fù)利用，且利于產(chǎn)物的純化

點(diǎn)評(píng) 本題考查了微生物的培養(yǎng)、植物色素的提取和分離、酶的特性、酵母細(xì)胞固定化的知識(shí)，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的識(shí)記和理解是解題的關(guān)鍵．