Question

【題目】胡蘿卜素是一種具有生理活性的物質。工業上常用微生物發酵來生產胡蘿卜素，但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。

三孢布拉霉菌液→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)β-胡蘿卜素常用于治療夜盲癥、干皮癥的原因：______，萃取胡蘿卜素的有機溶劑應具有____特性。

(2)將菌液涂布到含 TTC 的培養基上，涂布平板前，需要對培養液進行多次稀釋，原因是________。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，擴大培養時選用液體培養基的原因是_______。

(4)如圖為提取的胡蘿卜素樣品通過紙層析進行鑒定的結果。

從圖中分析可知，色帶________為β-胡蘿卜素。出現樣品 2 的結果，可能原因是在操作過程中_____

（A．萃取溫度高，時間長 B．干燥溫度高，時間長 C．未經濃縮蒸餾 D．點樣太快，未揮發干）

Answer 1

【答案】夜盲癥、干皮癥是因為缺乏維生素 A，一分子的 β-胡蘿卜素在人或動物的小腸、肝臟等器官中被氧化成兩分子的維生素 A 較高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶 在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物易于分散成單個細胞 紅色較深 液體培養基能增大菌體與培養基的接觸面積，為菌株的生長和繁殖提供更多營養和空間 Ⅰ BC

【解析】

胡蘿卜素不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機溶劑，據此可確定胡蘿卜素的提取方法。

(1) 夜盲癥、干皮癥是因為缺乏維生素 A，一分子的 β-胡蘿卜素在人或動物的小腸、肝臟等器官中被氧化成兩分子的維生素 A，所以β-胡蘿卜素常用于治療夜盲癥、干皮癥。根據胡蘿卜素的性質，可萃取、過濾后通過蒸餾濃縮獲得胡蘿卜素，因此萃取胡蘿卜素的有機溶劑應具有較高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。

(2)涂布平板前，對培養液進行多次稀釋，在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物易于分散成單個細胞，可以使計數數據較為準確。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，因此挑取單菌落時，若菌落周圍紅色較深，說明菌株合成胡蘿卜素的能力較強。

(3) 液體培養基能增大菌體與培養基的接觸面積，為菌株的生長和繁殖提供更多營養和空間，滿足微生物的生長需求，所以擴大培養時應選用液體培養基。

(4)標準樣只含有β-胡蘿卜素，層析后只出現一條色素帶，則色素帶Ⅰ為β-胡蘿卜素，樣品 2 層析后胡蘿卜素含量減少，可能原因是在操作過程中，干燥溫度高，時間長，導致β-胡蘿卜素被破壞；或未經濃縮蒸餾，樣品中β-胡蘿卜素含量較低。萃取溫度高，時間長，有利于β-胡蘿卜素溶解于萃取液。點樣快慢不影響色素帶的含量。

實驗流程		關鍵點
①	選取胡蘿卜	胡蘿卜要新鮮，用清水洗凈，瀝干
②	粉碎	粉碎要徹底并過篩，有利于材料中胡蘿卜素的充分溶解
③	干燥	溫度不能太高，否則會導致胡蘿卜素分解
④	萃取	在一定范圍內，溫度要高、時間要長，保證萃取的效果
⑤	過濾	除去固體殘渣
⑥	濃縮	使用蒸餾裝置濃縮，獲得胡蘿卜素