Question

16．胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取．以下为某同学利用酵母菌R获得胡萝卜素的部分流程．请回答下列问题：
酵母菌R的筛选→酵母菌R的培养→菌体裂解→离心沉淀→萃取→萃取物→胡萝卜素的鉴定
（1）采用平板划线法接种酵母菌R时，需先灼烧接种环，其目的是杀灭接种环上的微生物．培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供碳源和氮源．
（2）为了验证萃取物是否是胡萝卜素，该同学将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、萃取物和色素混合液（含叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素）依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置（如图甲所示），并进行层析，滤纸条上各色素带的位置为B（填字母）时，即可说明该萃取物最可能是胡萝卜素．

（3）酵母菌R能分泌A、B两种酶，图乙是某课题组关于这两种酶的实验结果：
①图中结果显示，在40℃至60℃范围内，热稳定性较好的酶是A酶．高温条件下酶容易失活，其原因是高温使酶的空间结构破坏．
②由图丙可知，若要从酵母菌R种群中筛选出能产生热稳定性高的酶的菌株，应在大于或等于80℃的条件下培养．
（4）若用海藻酸钠固定酵母菌R，应将海藻酸钠溶液和酵母菌R混合滴入CaCl₂溶液中．下表是在不同浓度海藻酸钠条件下形成的凝胶珠状况：

海藻酸钠质量浓度（g/dL）	凝胶 强度	凝胶 气泡量	成球 难度	凝珠 形状
1.0	中	没有	较易	扁圆形
2.0	中	少量	易	圆球形
3.0	强	较多	稍难	有托尾
4.0	强	大量	难	难成球形

从表中看出，海藻酸钠的浓度应选用2.0g/dL．利用固定化细胞技术的优点是可重复利用，且利于产物的纯化．

Answer 1

分析 1、微生物培养时的接种方法主要有稀释涂布平板法和平板划线法，实验成功的关键是无菌操作，包括消毒和灭菌．
2、培养不同微生物的培养基的具体配方不同，但一般都含有碳源、氮源、水和无机盐等．
3、纸层析法分离色素的原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快，反之溶解度小，扩散速度慢．
4、影响酶活性的外界因素主要有温度和酸碱度等．
5、利用海藻酸钠固定酵母菌细胞时，若海藻酸钠浓度过高，会很难形成凝胶珠，海藻酸钠的浓度过小，会使凝胶珠包埋的细胞较少．

解答 解：（1）微生物的培养过程中，需要防止外来杂菌的干扰，接种过程要进行无菌操作，采用平板划线法接种酵母菌R时，需先灼烧接种环，其目的是杀灭接种环上的微生物；培养酵母菌R时，培养基中的蔗糖主要提供碳源，也可以作为能源物质，硝酸盐含氮元素，可提供氮源．
（2）绿叶中的不同色素，由于溶解度不同，在滤纸条上的扩散速率不同，扩散最快的是胡萝卜素，其次分别是叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以试验结果（从上到下）是，4位置上胡萝卜素在最上面，其次是3位置上的叶黄素，接着2位置上的叶绿素a，在滤纸条最下面是位置1上的叶绿素b，．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此滤纸条上各色素带的位置为乙图中的B时，即可说明该萃取物最可能是胡萝卜素．
（3）①据图丙分析，自变量为温度和酶的种类（A酶及B酶），因变量为酶活性，在40℃至60℃范围内，A酶活性的变化较B酶小，说明在在40℃至60℃范围内，A酶的热稳定性较好；高温会使酶的空间结构破坏，从而使酶容易失活．
②据图丙分析，A和B两种酶在温度为80℃时其中的B酶会失活，因此若要从酵母菌R种群中筛选出能产生热稳定性高的酶的菌株，应在大于或等于80℃的条件下培养．
（4）分析在不同浓度海藻酸钠条件下形成的凝胶珠状况，海藻酸钠质量浓度为2.0g/dL时，凝胶气泡量较少，凝胶球为椭圆形且容易成球，即用海藻酸钠固定酵母菌R时海藻酸钠的浓度应选用2.0g/dL；利用固定化细胞技术可使被固定的细胞重复利用，且利于产物的纯化．
故答案为：
（1）杀灭接种环上的微生物    碳源和氮源
（2）B
（3）①A酶     高温使酶的空间结构破坏      ②大于或等于80℃
（4）2.0   可重复利用，且利于产物的纯化

点评 本题考查了微生物的培养、植物色素的提取和分离、酶的特性、酵母细胞固定化的知识，对相关知识点的识记和理解是解题的关键．