Question

【題目】兒茶素(C)是從茶葉中提取的一種天然多酚類化合物，有一定的抗菌作用，但作用較弱。研究人員用稀土離子Yb3+對兒茶素(C)進行化學修飾，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和機理。

（1）細菌的細胞膜以_____________為基本支架，兒茶素(C)與細胞膜的親和力強，可以穿過細胞膜。稀土離子Yb3+可與細菌內的某些酶發生競爭性結合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯鍵進而損傷細菌的遺傳物質_______。但稀土離子與細胞的親和力較弱，難以到達作用靶點，影響了其抗菌活性。

（2）為了確定配合物中Yb3+：C的最佳摩爾比，研究人員利用_________方法將金黃色葡萄球菌接種到培養基上，培養基的成分應包括_________、水、無機鹽等。待培養基布滿菌落后，用不同摩爾比的Yb3+-C配合物處理濾紙片，將其置于培養基中（見下圖）一段時間后，比較濾紙片周圍___________的直徑，結果顯示Yb3+：C的最佳摩爾比為________。

編號	Yb3+：C的摩爾比
1	1:1
2	1:2
3	1:3
4	1:4
5	1:5

（3）將金黃色葡萄球菌制成菌懸液，分別加入等量的C、Yb3+和最佳摩爾比的Yb3+-C，測定24h內金黃色葡萄球菌存活數量變化（A600值越大，細菌數量越多），結果見下表。

時間 組別 A600	0h	2h	4h	8h	16h	24h
對照組	0.40	0.40	0.38	0.35	0.35	0.35
C處理	0.40	0.12	0.13	0.07	0.02	0.01
Yb3+處理	0.40	0.14	0.11	0.04	0.02	0.01
Yb3+-C處理	0.40	0.02	0.01	0.01	0.01	0.01

由此得出的結論是________________________。

（4）為探究配合物Yb3+-C 的抗菌機理，研究人利用透射電鏡觀察了各組金黃色葡萄球菌細胞內的超微結構，結果如下圖。

結果顯示：

（a）未加抗菌劑：細菌菌體較小，其細胞質分布均勻；

（b）C處理：細胞壁和細胞膜等結構不光滑，略顯粗糙；

（c）Yb3+ 處理：細胞質出現較明顯的固縮及空泡化現象；

（d）Yb3+-C 處理：細胞壁及細胞膜等結構發生破裂，細胞質出現了嚴重的固縮及空泡化現象。

由此可見，兒茶素（C）和Yb3+作用的主要位點分別是_______、_______，推測Yb3+ -C具有更強抗菌作用的機理是_____________。

Answer 1

【答案】脂雙層（磷脂雙分子層） DNA 稀釋涂布平板 碳源、氮源 抑菌圈（或透明圈） 1:4 與C、Yb3+相比， Yb3+-C能有效縮短殺菌時間 細胞壁和細胞膜（或細胞膜/細胞表面） 細胞質 兒茶素作用于細胞表面，使Yb3+ 更容易進入細胞內，破壞細胞結構，導致細胞死亡

【解析】

1、微生物常見的接種的方法

①平板劃線法：將已經熔化的培養基倒入培養皿制成平板，接種，劃線，在恒溫箱里培養．在線的開始部分，微生物往往連在一起生長，隨著線的延伸，菌數逐漸減少，最后可能形成單個菌落。

②稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經過大量稀釋后，均勻涂布在培養皿表面，經培養后可形成單個菌落。

2、實驗設計中需要找到實驗的自變量、因變量、從而得出結論。

（1）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，細菌的遺傳物質是DNA。

（2）微生物的培養基的基本成分包括碳源、氮源、水和無機鹽，圖中菌落分布均勻，應是用用稀釋涂布平板法將金黃色葡萄球菌接種到培養基上，由于配合物Yb3+-C有抗菌的作用，所以在含Yb3+-C的濾紙片周圍不會有細菌生長，所以會形成透明圈，測定透明圈的直徑可以比較抗菌效果，透明圈直徑越大，抗菌效果越好，所以效果最好的是第4組Yb3+：C的摩爾比為1：4。

（3）分析表格中的數據，在相同的時間內，單獨用C和Yb3+處理其A600值都比用Yb3+-C處理的值大，說明細菌數目多，特別是在2h時更加明顯，由此得出結論與C、Yb3+相比，Yb3+-C能有效縮短殺菌時間。

（4）根據b信息用C處理細胞壁和細胞膜等結構不光滑，略顯粗糙，說明C作用于細胞壁和細胞膜，根據c信息Yb3+ 處理：細胞質出現較明顯的固縮及空泡化現象，說明其作用于細胞質，用Yb3+ -C處理，由于C改變了膜的通透性，所以Yb3+能夠更快的進入細胞，破壞細胞結構，導致細胞死亡。